Deskripsi Proses
M a h a n i D 500 040 051
Teknik Kimia UMS
Rumus Molekul : H – O – H
Rumus Kimia : H
2
O Berat Molekul
: 18,0153 gmol Titik Didih
: 100
o
C Titik Beku
: 0
o
C Temperatur Kritis
: 374,15
o
C Tekanan Kritis
: 218,3074 atm Densitas
: 0,998 gcm
3
cair, 20
o
C 0,92 gcm
3
padatan Panas Jenis
: 0,9995 kalg
o
C Kenampakan
: Cairan jernih Kemurnian
: 100 ChemCad 5.7
2.2. Konsep Proses 2.6.1. Dasar Reaksi
Reaksi yang terjadi pada pembentukan gliserol adalah: C
3
H
5
COOR
3
+ 2H
2
O C
3
H
5
OH
3
+ 3RCOOH
Trigliserida Air
Gliserol Asam Lemak
2.6.2. Mekanisme Reaksi
Dalam proses gliserol terdapat senyawa ester trigliserida yang merupakan penyusun utama minyak nabati dan hewani.
Reaksi trigliserida dan air menjadi gliserol dan asam lemak antara lain sebagai berikut:
CH
2
RCOO CH
2
OH CHRCOO
+3 H
2
O CHOH
+ 3RCOOH
CH
2
RCOO CH
2
OH
Trigliserida Air
Gliserol Asam lemak
Dapat ditulis menjadi:
Deskripsi Proses
M a h a n i D 500 040 051
Teknik Kimia UMS
C
3
H
5
COOR
3
+ 2H
2
O 2RCOOH + C
3
H
5
COOROH
2
Trigliserida Air
Asam Lemak Monogliserida
C
3
H
5
COOROH
2
+ H
2
O RCOOH + C
3
H
5
OH
3
Monogliserida Air
Asam Lemak Gliserol
Reaksi ini terjadi pada suhu 260
o
C dan tekanan 55 bar. Proses ini memberikan konversi 97 dengan waktu tinggal 3 jam.
Lurgi, 2007
2.6.3. Tinjauan Termodinamika
Reaksi hidrolisis CPO merupakan reaksi endotermis. Konsep tinjauan termodinamika dari reaksi pembuatan gliserol ditinjau dari reaksi
utamanya, yaitu:
CH
2
RCOO CH
2
OH CHRCOO
+ 3 H
2
O CHOH
+ 3RCOOH
CH
2
RCOO CH
2
OH
Trigliserida Air
Gliserol Asam lemak
Untuk mengetahui reaksi berlangsung secara eksotermis atau endotermis, dapat dihitung dengan persamaan:
ΔH
r o
= H ˚f
p
- H ˚f
r
Dimana: Hº
f
C
3
H
5
COOR
3
= -382,456 kalgmol Hº
f
H
2
O = -68,317 kalgmol
Hº
f
RCOOH = -138,642 kalgmol
Hº
f
C
3
H
5
OH
3
= -159,10 kalgmol
Deskripsi Proses
M a h a n i D 500 040 051
Teknik Kimia UMS
Hºr = [3Hº
f
RCOOH + 1 Hº
f
C
3
H
5
OH
3
] - [1 Hº
f
C
3
H
5
COOR
3
+ 3
Hº
f
H
2
O] Hºr = [3-138,642 + 1-159,10] - [1-382,456 + 3-68,317]
Hºr = 12,321 kalgmol
Harga H yang positif menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi
merupakan reaksi endotermis yaitu reaksi yang menyerap panas atau membutuhkan
panas, sehingga
untuk menjaga
agar reaksi
tetap berlangsung pada kondisi proses perlu ditambahkan panas.
Untuk mengetahui apakah reaksinya irreversible atau reversible harga K dapat dihitung dengan persamaan konstanta kesetimbangan
berikut: ΔGr
o
= - RT ln K
RT Gr
K Ln
2 1
1 1
T T
R Gr
K Ln
K Ln
A
Keterangan: ΔGr = Energi Gibbs kalmol
K = Konstanta kesetimbangan pada suhu referensi
K
1
= Konstanta kesetimbangan pada suhu operasi T
1
= Temperatur operasi T
2
= Temperatur referensi R
= Tetapan gas 1,987 kalmol.K Gº
f
C
3
H
5
COOR
3
= - 84,842 kalgmol Gº
f
H
2
O = - 59,690 kalgmol
Gº
f
RCOOH = - 90,098 kalgmol
Gº
f
C
3
H
5
OH
3
= -113,650 kmolgmol
Deskripsi Proses
M a h a n i D 500 040 051
Teknik Kimia UMS
k
1
k
2
Gºr = [3Gº
f
RCOOH + 1 Gº
f
C
3
H
5
OH
3
] - [1 Gº
f
C
3
H
5
COOR
3
+ 3 Gº
f
H
2
O] Gºr = [3- 90,098 + 1- 113,650] - [1- 84,842 + 3- 59,690]
Gºr = -120,032 kalgmol Gºr = -RT.ln K
-120,032 kalgmol = -1,987 kalgmol K. 298 K. ln K
ln K = -0,2027 K = 1,2247
Pada T = T
operasi
ref ref
298 operasi
T x
T T
T x
R ΔG
K K
ln
298,15 x
563,15 298,15
563,15 x
1,987 120,032
- 1,2247
K ln
operasi
K
operasi
= 1,03199
Dari persamaan reaksi hidrolisis minyak di atas, terlihat bahwa reaksi tersebut merupakan reaksi yang reversibel, sehingga agar reaksi
tetap berjalan ke kanan dapat dilakukan dengan menggunakan kemurnian reaktan yang tinggi atau memperbesar jumlah reaktan yang bereaksi dalam
hal ini air dibuat berlebihan excess sehingga kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
2.6.4. Tinjauan Kinetika