Konversi Asam Stearat Menjadi Stearonitril Dengan Dipandu Teknik Termodegradasi
KONVERSI ASAM STEARAT MENJADI
STEARONITRIL DENGAN DIPANDU TEKNIK
TERMODEGRADASI
MUKHAMAD SALMAN
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Konversi Asam Stearat
Menjadi Stearonitril dengan Dipandu Teknik Termodegradasi adalah benar karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruaan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2016
Mukhamad Salman
NIM G44110075
ABSTRAK
MUKHAMAD SALMAN. Konversi Asam Stearat Menjadi Stearonitril dengan
Dipandu Teknik Termodegradasi. Dibimbing oleh MUHAMMAD FARID dan
ZAINAL ALIM MAS’UD.
Nitril merupakan senyawa antara penting dalam industri bahan kimia.
Kajian secara komprehensif terhadap suhu dan waktu konversi asam lemak
menjadi senyawa nitrilnya perlu dilakukan karena berpengaruh pada hasil sintesis.
Pemantauan melalui teknik termodegradasi merupakan salah satu solusi dalam
mengatasi masalah suhu reaksi. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan
informasi suhu dan waktu reaksi yang akurat menggunakan sifat termodegradasi
dari konversi asam lemak menjadi stearonitril. Stearonitril disintesis dengan
memanaskan bahan baku asam stearat, urea, dan akuades di dalam tanur. Suhu
pemanasan didasarkan pada hasil analisis termal bahan baku. Kondisi optimum
untuk reaksi ini adalah pada 300 °C selama 3 jam yang ditunjukkan dengan
termogram kalorimetri pemayaran diferensial, analisis termal diferensial, analisis
termogravimetri, dan spektrum inframerah transformasi Fourier. Produk
pemanasan tidak diperoleh dalam keadaan murni karena masih terdapat asam
stearat. Senyawa amida didapati sebagai senyawa antara konversi ini.
Kata kunci: analisis termal, asam stearat, FTIR, nitril, urea.
ABSTRACT
MUKHAMAD SALMAN. Stearic Acid Conversion into Stearoitrile Guided by
Thermodegradation Technique. Supervised by MUHAMMAD FARID and
ZAINAL ALIM MAS’UD.
Nitrile is an important intermediate compounds in fine chemical industries.
A comprehensive study of temperature and reaction time in fatty acids conversion
into nitrile compounds is necessary to study their effect on the synthesis.
Monitoring of reaction through thermodegradation technique is a solution to
overcome the problem of the reaction temperature. The objectives of this research
are to obtain information on temperature and reaction time accurately by using
thermodegradation properties of stearic acid conversion into stearonitrile. The
conversion was conducted by heating stearic acid, urea, and water in a furnace.
The heating temperature was selected based on thermal analysis result of the raw
materials. The optimum conditions for this reaction was at 300 °C for 3 hours
which were confirmed by thermogram of differential scanning calorimetry,
differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, and Fourier transform
infrared spectra. The products obtained were not pure and stearic acid was still
observed. Amide compound was found as intermediate in this conversion.
Keywords: FTIR, nitrile, stearic acid, thermal analysis, urea.
KONVERSI ASAM STEARAT MENJADI STEARONITRIL
DENGAN DIPANDU TEKNIK
TERMODEGRADASI
MUKHAMAD SALMAN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat,
dan karunia-Nya selama proses penelitian dan penyusunan sehingga karya ilmiah
dengan judul Konversi Asam Stearat Menjadi Stearonitril dengan Dipandu Teknik
Termodegradasi berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan
penelitian yang dilaksanakan pada bulan Februari hingga Agustus 2015 di
Laboratorium Terpadu (LT) IPB, Bogor.
Terima kasih penulis ucapan kepada Drs Muhamad Farid, MSi dan Dr
Zaenal Alim Mas’ud, DEA selaku pembimbing yang senantiasa memberikan
bimbingan, saran, serta motivasinya kepada penulis selama penelitian.
Penghargaan penulis sampaikan juga kepada seluruh staf Laboratorium Terpadu,
IPB dan staf Laboratorium Organik atas segala bantuan serta pengarahan yang
diberikan selama penelitian.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan yang membantu
penelitian di Laboratorium Terpadu, yaitu Agy Wirabudi Pranata, Denar
Zuliandanu, Lestari Ainun Mardiyah, Rahmi Puspita Sari, dan Sujono atas saran,
kritik, semangat, dan bantuan selama penelitian. Ucapan terima kasih juga kepada
teman-teman CTO, teman seperjuangan di LT, dan teman-teman Kimia angkatan
48 atas motivasi, semangat, dan kebersamaan sehingga dapat menyelesaikan
skripsi ini. Terima kasih juga kepada Ibu, Ayah, dan keluarga Amin Harun atas
doa, kasih sayangnya, dan dukungan kepada penulis selama ini.
Semoga laporan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun
pembaca.
Bogor, Januari 2016
Mukhamad Salman
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Alat dan Bahan
2
Sintesis Nitril
2
Optimasi Sintesis
2
Pencirian Hasil
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Produk Konversi Nitril
3
Ciri-Ciri Nitril Hasil Konversi
4
Karakteristik Termal Campuran Bahan Baku
6
Kondisi Optimum Konversi
7
SIMPULAN DAN SARAN
10
Simpulan
10
Saran
10
DAFTAR PUSTAKA
11
LAMPIRAN
13
RIWAYAT HIDUP
16
DAFTAR TABEL
1 Pengukuran titik leleh
2 Analisis perubahan massa produk pemanasan pada 300 °C
4
5
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Campuran bahan baku pada berbagai suhu selama 3 jam
Spektrum FTIR produk pemanasan pada 300 °C dan asam stearat
Termogram DSC dan DTA produk pemanasan pada 300 °C selama 3 jam
Termogram TGA produk pemanasan pada 300 °C selama 3 jam
Reaksi disosiasi amonium stearat
Termogram TGA-DTA campuran bahan baku
Spektrum FTIR produk pemanasan pada 100–300 °C selama 1 jam
Termogram DSC produk pemanasan pada 300 °C selama 1, 3, dan 5 jam
Perubahan entalpi pelelehan stearonitril dan asam stearat terhadap nisbah
C≡N/C=O produk pemanasan pada 300 °C
10 Tahapan sintesis nitril melalui stearamida
3
4
5
5
6
6
8
9
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Diagram alir penelitian
Spektrum FTIR urea dan produk pemanasan 300 °C
Serapan FTIR gugus-gugus fungsi pemanasan
Termogram DSC dan TGA produk pemanasan 200 °C
13
14
15
15
1
PENDAHULUAN
Saat ini, sebanyak 75% dari total produksi nasional minyak sawit diekspor
dalam bentuk minyak sawit kasar (CPO), minyak inti sawit (PKO), dan sebagian
kecil diekspor dalam bentuk senyawa oleokimia (Sulistyanto dan Akyuwen 2011).
Senyawa oleokimia adalah senyawa kimia yang diturunkan dari minyak dan
lemak. Senyawa oleokimia dasar seperti asam lemak, asam lemak metil ester,
lemak alkohol, lemak nitril, lemak amina, dan gliserol dapat diperoleh melalui
reaksi kimiawi dan enzimatik (Broze 1999). Senyawa nitril merupakan senyawa
antara dalam pembentukan senyawa oleokimia yang dapat digunakan untuk
berbagai aplikasi seperti dalam industri farmasi, pertanian, pengolahan air, dan
sebagai pelarut (Hayes 2001; Patil et al. 2013). Senyawa nitril dengan rantai asam
lemak banyak dibutuhkan dalam industri oleokimia (Fukushuma dan Terasaka
2011).
Konsumsi produk oleokimia dunia setiap tahun tumbuh sekitar 2–3%.
Tahun 2014, produksi asam lemak nasional sebesar 700 ribu ton, sedangkan
produksi lemak alkohol sebanyak 200 ribu ton. Dari jumlah tersebut, ekspor asam
lemak sekitar 600 ribu ton, sedangkan ekspor lemak alkohol sebanyak 180 ribu
ton (Hadisoebroto 2010). Saat ini, informasi terkait produksi dan ekspor lemak
nitril nasional belum diperoleh karena lemak nitril belum dapat diproduksi di
Indonesia. Namun demikian, kebutuhan lemak nitril akan terus meningkat setiap
tahunnya, khususnya di Asia (Qayuum 2015). Oleh karena itu, kajian terkait
produksi lemak nitril dari asam lemak menjadi hal yang penting untuk dilakukan.
Suhu reaksi konversi asam lemak menjadi senyawa nitril sangat bervariasi.
Saat ini, informasi yang diperoleh terkait produksi senyawa nitril komersial
menggunakan kisaran suhu 150–300 C selama 10 jam. Sari (2013) memperoleh
nitril dari reaksi asam lemak dengan asetonitril dengan katalis asam pada suhu
115 °C selama 24 jam. Pada kajian lain, kondisi reaksi yang digunakan cukup
ekstrem, yaitu sintesis nitril dari asam lemak dangan gas amonia pada suhu 280–
360 C (Corma et al. 2007) dan 300 C (Fukushuma dan Terasaka 2011). Dengan
demikian, pengaruh parameter suhu reaksi menjadi sangat penting untuk dikaji
secara lebih mendalam dan komprehensif.
Berbagai analisis dapat digunakan antara lain kalorimetri pemayaran
diferensial (DSC), analisis termal diferensial (DTA), dan analisis termogravimetri
(TGA) yang berfungsi memantau jalannya suatu reaksi. Analisis termal
memberikan informasi yang akurat terkait data temodinamika, energetika, dan
kinetika proses. Teknik ini juga memberikan informasi tentang terjadinya
transformasi fase dan kereaktifan suatu molekul (Bilyeu et al. 2000; Alves et al.
2010; Reda 2011). Kajian secara komprehensif terhadap konversi asam lemak
menjadi senyawa nitril perlu dilakukan. Faktor suhu merupakan aspek
fundamental dalam keberhasilan reaksi dan perolehan rendemen yang optimum.
Pemantauan melalui teknik termodegradasi senyawa antara dalam lintas konversi
asam lemak menjadi senyawa nitril merupakan salah satu solusi dalam mengatasi
masalah suhu reaksi. Penelitian ini bertujuan mendapatkan informasi suhu dan
waktu reaksi yang optimum untuk konversi asam lemak menjadi senyawa nitril.
2
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari–Agustus tahun 2015 di
Laboratorium Terpadu Kimia IPB, Laboratorium Biomassa Terpadu Unila, dan
Laboratorium Pengujian–Batan Pasar Jumat.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah botol kebutuhan oksigen kimia (COD),
pengunci besi, tanur (Thermo scientific), penganalisis termogravimetri/termal
diferensial (TGA/DTA) (Shimadzu DTG-60), kalorimetri pemayaran diferensial
(DSC) (Shimadzhu DSC-60), dan spektrofotometer inframerah transformasi
Fourier (FTIR) (Shimadzu IRPrestige–21). Bahan yang dipakai untuk penelitian
ini di antaranya asam stearat berasal dari Merck®, urea teknis, dan akuades.
Sintesis Nitril
Sebanyak 2.98 g (0.01 mol) asam stearat, 0.30 g (0.005 mol) urea, dan 0.09
g (0.005 mol) akuades dimasukkan ke dalam botol COD. Campuran bahan baku
dialiri gas nitrogen lalu ditutup oleh pengunci besi kemudian dipanaskan dengan
beragam suhu dan waktu. Hasil pemanasan dianalisis dengan FTIR, DSC, DTA,
dan TGA. Diagram alir kerja dapat dilihat pada Lampiran 1.
Optimasi Sintesis
Pada penelitian ini kondisi reaksi optimum ditentukan pada asam stearat
dengan meragamkan suhu dan waktu reaksi. Suhu yang dipakai adalah 100, 150,
200, 250, dan 300 °C. Pada suhu terbaik selanjutnya waktu diragamkan selama 1,
3, dan 5 jam. Waktu dan suhu terbaik digunakan untuk menyintesis nitril.
Pencirian Hasil
Asam stearat, urea, campuran bahan baku, produk pemanasan 100–300 °C
selama 1 jam, produk pemanasan 300 °C selama 3 jam, dan produk pemanasan
300 °C selama 5 jam dianalisis dengan FTIR, DSC, DTA, dan TGA.
Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR
Sebanyak 0.02 g sampel dicampur dengan 0.1 g KBr. Campuran dihaluskan
kemudian dipanaskan dalam oven bersuhu 60 °C selama 24 jam. Setelah itu,
sampel dianalisis dengan spektrofotometer FTIR dengan resolusi 8 cm-1, jumlah
pemayaran 40 kali, dan bilangan gelombang 4000–400 cm-1.
3
Analisis Termal dengan DSC
Sampel ditimbang sebanyak 10 mg. Setelah itu, sampel dicetak pada pelat
aluminium untuk dianalisis termal. Kondisi alat diatur dan dioperasikan pada suhu
30–400 °C dengan laju pemanasan 10 °C per menit. Standar Al(OH)3 digunakan
sebagai pembanding dalam alat ini.
Analisis Termal dengan DTA dan TGA
Sampel ditimbang sebanyak 10 mg kemudian dimasukkan pada pelat
platinum untuk dianalisis termal. Kondisi alat diatur dan dioperasikan pada suhu
30–400 °C dengan laju pemanasan 10 °C per menit. Standar pelat platinum
digunakan sebagai pembanding dalam alat ini.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Produk Konversi Nitril
Asam lemak dikonversi menjadi nitril secara langsung dengan mereaksikan
asam lemak, urea, dan air dalam tabung COD. Cara ini diharapkan dapat
mempermudah dan mengurangi tahapan konversi. Asam lemak yang digunakan
adalah asam stearat. Asam lemak merupakan asam lemah yang hanya terdisosiasi
sebagian dalam air. Oleh karena itu, asam lemak kurang larut dalam air, tetapi
mudah larut dalam bentuk garamnya. Urea digunakan sebagai sumber amonia
(Tirtayasa 2012) dari hasil reaksinya dengan air yang selanjutnya menjadi sumber
gugus nitril.
Campuran bahan baku dipanaskan pada suhu 300 °C selama 3 jam. Pada
awal sintesis, campuran terlihat berupa padatan putih. Saat pemanasan pada
100 °C terbentuk 2 fase, yaitu cairan kuning dan padatan putih. Hal ini disebabkan
asam stearat telah mencair sementara urea yang memiliki titik leleh yang lebih
tinggi masih berupa padatan. Pada pemanasan 150–300 °C seluruh bahan mulai
menjadi cairan kuning. Produk hasil pemanasan dibiarkan mendingin pada suhu
ruang lalu terbentuk padatan coklat (Gambar 1).
(a)
(b)
(c)
Gambar 1 Campuran bahan baku pada suhu 150 °C (a), 300 °C (b), dan
produk pemanasan 300 °C selama 3 jam (c)
4
Ciri
Ciri-Ciri
Nitril Hasil Konversi
Terbentuknya stearonitril dicirikan oleh spektrum FTIR dan analisis termal.
TIR menunjukkan puncak serapan C≡N
N pada bilangan gelombang
Spektrum FTIR
-1
2245 cm , puncak serapan C–C
C
dan C–H
H pada bilangan gelombang 2926 dan
2850 cm-1, serta puncak serapan tekuk C–H pada CH3- dan -CH2- di bilangan
gelombang 1475–1300
1300 cm-1 (Gambar 2). Hasil ini relatif sama dengan yang
dilaporkan oleh Sari (2013). Namun, pada spektrum FTIR ini masih terdapat
O di bilangan gelombang 1697 cm-1 yang berasal dari asam
puncak serapan C=O
stearat. Hal ini dapat ditunjukkan pada hasil analisis termal. Berdasarkan hasil ini
ini,
senyawa nitril telah terbentuk,
terbentuk tetapi masih mengandung senyawa lain.
OH
C-H
H
C≡N
C=O
%T
Asam stearat
300 °C
Gambar 2 Spektrum FTIR produk pemanasan pada 300 °C
C
stearat
dan asam
Analisis DSC dan DTA berfungsi mengukur energi yang diserap dan
diemisikan oleh sampel sebagai fungsi waktu dan suhu.
suhu Termogram DSC dan
DTA menunjukkan 2 puncak endoterm,
endoterm yang menunjukkan titik leleh dari setiap
senyawa (Gambar 3). Kisaran titik leleh sampel stearonitril sebesar 39.45
39.45–
41.54 °C,, hampir sama dengan stearonitril dari literatur (Tabel 1),
1) ssedangakan
kisaran titik leleh asam stearat sebesar 63.19–64.40
63.19
°C. Penurunan titik leleh dari
disebabkan oleh struktur asam stearat yang menjadi lebih amorf sehingga energi
yang dibutuhkan untuk melelehkan bahan lebih sedikit dan pelelehan berlangsung
pada suhu yang lebih rendah
ndah (Syamsu et al. 2008). Gandolfo et al. (2003)
melaporkan ada 4 bentuk kristal dan polimorf dari asam stearat,
stearat salah satunya
memiliki titik leleh 64 °C.. Hal ini disebabkan oleh pengaruh kristalisasi larutan.
Produk pemanasan yang diperoleh belum murni, yaitu masih terdapat asam stearat
stearat.
Oleh karena
ena itu, dapat dikonfirmasi bahwa
bahwa serapan IR pada bilangan gelombang
1697 cm-1 merupakan gugus karbonil dari asam stearat.
Tabel 1 Pengukuran titik leleh
Titik Leleh (°C)
Puncak
DSC
DTA
Literatura
Stearonitril
39.54
40.54
41
Asam Stearat
64.50
63.19
69–72
a
PubChem (2015)
5
Endo
Endo
(a)
(b)
Gambar 3 Termogram DSC (a) dan DTA (b) produk pemanasan pada 300 °C
selama 3 jam
Analisis TGA mengukur perubahan massa sampel sebagai fungsi waktu
ataupun suhu. Termogram TGA juga memberikan informasi tentang komposis
komposisi
dan stabilitas termal dari sampel. Termogram TGA menunjukkan 3 tahapan
perubahan massa (Gambar 4 dan Tabel 2)
2). Tahap pertama berlangsung pada
kisaran 37–198 °C, yaitu pelelehan produk pemanasan, tetapi tidak terdeteksi oleh
TGA karena massa yang hilang merupakan air permukaan. Tahap kedua pada
kisaran 198–224 °C menunjukkan kehilangan massa yang lebih besar
besar; diduga
yang hilang adalah air molekular, karbon dioksida, dan amonia
amonia. Tahap ketiga
terjadi pada kisaran 225
225–301 °C. Kehilangan massa yang sangat drastis
menunjukkan bahwa produk telah mengalami dekomposisi. Termogram Derivat
termogravimetri (DTG) merupakan turunan pertama dari termogram TG
TGA.
Termogram
ermogram DTG menunjukkan perubahan massa pada termogram TGA yang
digantikan dengan kehadiran puncak yang luasnya
luas
sebanding pada perubahan
massa.
Gambar 4 Termogram
rmogram TGA produk pemanasan pada 300 °C selama 3 jam
Tabel 2 Analisis perubahan massa produk pemanasan pada 300 °C
Kisaran Suhu (°C)
(
37–
–198
198–
–224
225–
–301
Kehilangan Massa
%
mg
1.07
0.124
2.65
0.306
41.98
4.850
6
Produk pemanasan masih mengandung asam stearat. Diduga belum semua
asam stearat bereaksi atau terjadi reaksi balik dari produk-antara
produk
amonium stearat
hasil reaksi antara asam stearat dan urea.
urea Amonium stearat yang terbentuk
cenderung terurai menjadi gas amonia dan
an asam induknya saat pemanasan
(Gambar 5).. Jika terjadi disosiasi, amonia akan hilang dari campuran reaksi
sehingga reaksi ke arah nitril tidak terjadi.
Gambar 5 Reaksi disosiasi amonium stearat
Karakteristik Termal Campuran Bahan Baku
Hasil analisis
nalisis termal pada campuran bahan baku digunakan untuk
memperoleh data kondisi awal sampel selama pemanasan. Termogra
Termogram DTA
menunjukkan puncak endoterm tajam pada suhu 70.9 °C dan 133.2 °C yang
berturut-turut merupakan titik leleh asam stearat dan urea serta puncak
ncak endoterm
lebar pada 298.3 °C yang menunjukkan titik leleh senyawa baru yang terbentuk
dari interaksi asam stearat dan urea (Gambar 6).
Termogram TGA-DTA
DTA menunjukkan puncak endoterm pada 49.4 °C,
dengan massa yang hilang sekitar 0.53 mg (4.6%). Puncak endoterm ini
mengindikasikan pelepasan
lepasan air permukaan. Selanjutnya, massa yang hilang sekitar
10.99 mg (92.3%) pada rentang suhu 150
150–300
300 °C. Massa yang hilang sangat
terdekomposisi menjadi
drastis ini menunjukkan campuran bahan baku yang terdekomposis
senyawa baru. Penggunaan lain DTA ialah untuk mengukur suhu transisi kaca
(Tg). Suhu ini tidak terlihat sebagai puncak yang jelas dan hanya tampak sebagai
perluasan baseline dari termogram pada suhu sekitar 180 °C. Tg menunjukkan
transformasi dari padatan yang kaku menjadi cairan. Termogram DSC dan DTA
pada campuran bahan baku menunjukkan puncak-puncak
puncak
endoterm. Namun,
perbedaan arah puncak ke atas dan ke bawah disebabkan olehh perbedaan
pengaturan pada alat yang digunakan.
Endo
Gambar 6 Termogram TGA-DTA campuran bahan baku
7
Campuran bahan baku juga dianalisis menggunakan FTIR. Asam stearat
diketahui memiliki gugus fungsi karbonil pada bilangan gelombang 1710–1780
cm-1 (Pavia et al. 2009). Data spektrum asam stearat menunjukkan serapan
tersebut pada bilangan gelombang 1710 cm-1. Selanjutnya urea memiliki gugus
fungsi ulur amida simetris dan asimetris berturut-turut pada bilangan gelombang
3180 dan 3350 cm-1 serta gugus fungsi karbonil pada bilangan gelombang 1650–
1700 cm-1 (SDBS 2015). Data spektrum urea menunjukkan serapan-serapan
tersebut berturut-turut pada bilangan gelombang 3221, 3502, dan 1674 cm-1
(Lampiran 2). Spektrum FTIR campuran bahan baku menunjukkan penambahan
ciri khas gugus fungsi urea pada gugus fungsi asam stearat, yaitu ulur N–H primer
asimetris 3344 cm-1, simetris pada 3197 cm-1, tekuk N–H di 1595 cm-1, dan tekuk
tak-sebidang N–H di 783 cm-1 (Gambar 7). Hal ini menunjukkan kereaktifan
gugus fungsi dari setiap senyawa, yaitu karboksilat, karbonil, dan amida. Adanya
basa seperti urea dapat memecah ikatan ester dengan adanya air sehingga karbonil
dari asam stearat dapat membentuk ikatan amida. Selain itu, asam karboksilat
pada asam stearat dapat mengalami ionisasi menjadi ion karboksilat (-CO2–).
Serapan ini muncul pada bilangan gelombang 1600 cm-1 yang tumpang-tindih
dengan puncak karbonil (Lodha dan Netravali 2005).
Kondisi Optimum Konversi
Optimasi kondisi reaksi konversi asam stearat menjadi stearonitril dengan
meragamkan suhu menjadi 100, 150, 200, 250, dan 300 °C. Pada suhu terbaik
diragamkan menjadi 1, 3, dan 5 jam. Pemantauan dilakukan dengan spektrum
FTIR dan analisis termal. Berdasarkan hasil optimasi konversi terbaik adalah
pemanasan 300 °C selama 3 jam. Pemanasan campuran bahan baku dilakukan dari
suhu 100–300 °C selama 1 jam. Hal ini didasarkan pada analisis termal yang
menunjukkan terbentuknya senyawa molekular pada suhu 298.3 °C. Suhu di
bawah 100 °C hanya menunjukkan interaksi fisis antara dari asam stearat dan urea
karena masing-masing berada dalam fase padatan, sedangkan pada suhu di atas
300 °C asam stearat dan urea mengalami dekomposisi menjadi senyawa-senyawa
yang lebih kecil (Pubchem 2015).
Spektrum FTIR pada Gambar 7 menunjukkan bahwa pada produk
pemanasan suhu 300 °C terdapat serapan nitril pada bilangan gelombang 2245
cm-1, sedangkan produk pada suhu 100–200 °C menunjukkan serapan ulur N–H
primer pada bilangan gelombang 3394 dan 3190 cm-1 yang semakin meningkat
(Lampiran 3). Termogram DSC produk pemanasan 200 °C memiliki dua puncak
endoterm yang menunjukkan titik leleh dari senyawa yang terbentuk, yaitu 70.31
dan 93.83 °C (Lampiran 4). Senyawa stearamida diketahui memiliki titik leleh
sebesar 109 °C, maka hal ini dapat menjelaskan bahwa amida terbentuk sebelum
suhu 200 °C. Roe et al. (1949) juga melaporkan bahwa amida dari asam
karboksilat dan amonia akan optimum terbentuk pada suhu 120–160 °C. Selain itu,
produk pemanasan pada suhu 250 °C menunjukkan ulur N–H yang semakin
mengecil dan terbentuk serapan nitril. Hal ini dapat dikonfirmasi pada Gambar 6
menunjukkan awal terbentuknya puncak baru, yang terjadi adalah transisi fase
dari amida menjadi nitril.
8
OH
N-H
C-H
H
C≡N
C=O
Asam Stearat
Campuran Bahan Baku
%T
100 °C
150 °C
200 °C
250 °C
300 °C
Gambar 7 Spektrum FTIR produk pemanasan pada 100–300
100
°C
C selama 1 jam
Secara umum lama waktu pemanasan tidak mengubah
me ubah gugus fungsi pada
spektrum FTIR (Lampiran 2).
2). Namun, pada analisis termal terlihat perbedaan
perubahan entalpi (∆H) pada setiap pemanasan. Perubahan entalpi merupakan
perubahan energi yang terkandung dalam materi menjadi kalor dan berlangsung
pada tekanan tetap. Perubahan
erubahan kalor bernilai sebanding dengan massa suatu zat.
Oleh karena itu, optimasi waktu pemanasan didasarkan pada perubahan entalpi
(C≡N) dan
dari data DSC dengan membandingkan nisbah luas puncak nitril (C
karbonil (C=O) pada spektrum FTIR.
Termogram DSC pada Gambar 8 menunjukkan 2 puncak endoterm pada
setiap pemanasan dengan kisaran 39–41 °C yang merupakan titik leleh stearonitril
dan 63–67 °C yang merupakan titik leleh asam stearat. Perubahan
erubahan entalpi
pelelehan (∆H°m) asam stearat meningkat seiring dengan bertambahnya la
lamanya
pemanasan (1,
1, 3, dan 5 jam)
jam diperoleh berturut-turut sebesar 119.93, 231.81, dan
245.26 J/g. Sementara itu, ∆H°m stearonitril dari pemanasan selama 1, 3, dan 5
turut sebesar 55.24, 139.91, dan 133.75 J/g (Gambar 9)
jam diperoleh berturut-turut
9).
9
C
pada pemanasan 300 °C menunjukkan banyaknya
Nisbah luas puncak C≡N/C=O
stearonitril yang terbentuk dibandingan dengan asam stearat dari residu reaksi.
Pada penelitian ini pemanasan
p
selama 3 jam memiliki nisbah C
C≡N/C=O paling
tinggi sehingga kondisi ini optimum untuk menghasilkan nitril. Hal ini
ditunjukkan dengan menurunnya
m
∆H°m stearonitril dan meningkatnya ∆H°m asam
stearat setelah 3 jam.
jam Menurunnya ∆H°m stearonitril menunjukkan kalor yang
diterima oleh produk pemanasan berkurang
ber
sehingga mengindikasikan
indikasikan massa
stearonitril yang tebentuk berkurang. Sementara itu, meningkatnya ∆H°m asam
stearat menunjukkan bahwa kalor yang diterima oleh produk pemanasan
meningkat. Hal ini mengindikasikan massa asam stearat yang tebentuk lebih
banyak. Oleh karena itu, suhu dann waktu optimum konversi asam stearat menjadi
nitril pada suhu 300 °C
° selama 3 jam.
Endo
Gambar 8 Termogram DSC produk pemanasan pada 300 °C
C selama 1, 3, dan 5 jam
250
200
∆H°m 150
(J/g)
100
50
0
0,25
0,2
0,15 Nisbah
0,1 C≡N/C=O
0,05
0
1
3
5
Waktu reaksi (jam)
Gambar 9 Perubahan entalpi pelelehan stearonitril
dan asam stearat
terhadap nisbah C≡N/C=O
produk pemanasan pada 300 °C
Sintesis
intesis nitril dari asam stearat dengan urea berdasarkan spektrum FTIR dan
hasil analisis termal dapat dijelaskan sebagai berikut.
berikut Campuran bahan baku saat
mencapai suhu 150–
–200 °C akan membentuk stearamida yang jika dipanaskan
kembali sampai suhu 300 °C
C akan membentuk stearonitril. Selain itu, term
termogram
TGA pada kisaran suhu 30
30–400 °C menunjukkan 3 tahap kehilangan massa.
Tahap pertama ialah pelepasan air permukaan dan karbondioksida, tahap kedua
tahap ketiga adalah hilanganya air molekuler. Amonia yang dihasilkan dari reaksi
10
urea dan air selanjutnya akan bereaksi dengan asam stearat sehingga terbentuk
stearamida dan stearonitril.
Gambar 10 Tahapan sintesis nitril melalui stearamida
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Senyawa nitril didapatkan dari pemanasan asam lemak jenuh, dengan
mereaksikan asam stearat dengan urea dan air. Kondisi optimum reaksi
didapatkan pada suhu 300 °C selama 3 jam berdasarkan hasil dari FTIR, DSC,
DTA, dan TGA. Hasil pencirian produk pemanasan menunjukkan bahwa senyawa
nitril telah terbentuk, tetapi tidak dalam keadaan murni karena masih mengandung
asam stearat. Senyawa amida didapati sebagai senyawa antara konversi dalam
asam ini.
Saran
Komposisi antara asam stearat dan urea perlu diragamkan dengan nisbah
mol tertentu serta penggunaan alat pemanas yang lain agar didapatkan produk
yang lebih murni. Studi katalis diperlukan untuk menurunkan suhu reaksi,
demikian pula studi lanjutan mengenai jumlah rendemen. Analisis difraksi sinar-X
dan spektrofotometri massa dapat memberikan gambaran lebih lengkap perubahan
senyawa dari setiap perlakuan.
11
DAFTAR PUSTAKA
[SDBS] Spektral Data Bases System. 2015. SDBS Compounds and Spectral
Search [Internet]. [diunduh 2015 Agu 24]. Tersedia pada: http://
sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi.
Alves R, da Silva Reis TV, da Silva LCC, Storpírtis S, Mercuri LP, do Rosário
Matos J. 2010. Thermal behavior and decomposition kinetics of rifampicin
polymorphs under isothermal and non-isothermal conditions. Braz J Pharm
Sci. 46:343–351.
Bilyeu B, Brostow W, Menard KP. 2000. Epoxy thermosets and their application.
II. Thermal Analysis. J Mat Educ. 22(4-6):107–129.
Broze G. 1999. Handbook of Surfactant, Surfactant Science Series, and Part A:
Properties. New York (US): CRC.
Corma A, Sara I. Alexandra V. 2007. Chemical route for the transformation of
biomass into chemical. Chem Rev. 107:2411–2502.
Fukushuma T, Terasaka M, penemu; Kao Corporation. 2011 Mar 29. Process for
producing aliphatic nitriles. US Patent 7915442.
Gandolfo FG, Bot A, Floter E. 2003. Phase diagram of mixtures of stearic acid
and stearyl alcohol. Thermochimica Acta. 404:9–17.
Hadisoebroto K. 2010. Wilmar Masuk, Industri Oleokimia Bergairah [Internet].
[diunduh 2015 Agu 24]. Tersedia pada:http://indonesiacompanynews.word
press.com.
Hayes KS. 2001. Industrial processes for manufacturing amines. Applied
Catalysis A: General. 221:187–195.
Lodha P, Netravali AN. 2005. Thermal and mechanical properties of
environment-friendly ‘green’ plastics from stearic acid modified-soy protein
isolate. Ind Crop Prod. 21:49–64.
Miyawaki Y. 1998. Major contribution of crude palm oil and palm kernel oil in
the oleochimcal industry. Di dalam: International Oil Palm Conference:
Comodity ofthe past, today, and the future; 1998 Sep 23–25; Bali (ID),
Indonesia.
Patil UD, Kuwar AS, Nikum AP, Desale KR, Mahulikar PP. 2013. Effective and
facile synthesis of nitriles from aldoximes by using SnCl4. IJCR. 5(1):24–27.
Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS, Vyvyan JR. 2009. Introduction of
Spectroscopy. Ed ke-4. Wahington (US): Thomson Learning.
Pubchem. 2015. Pubchem Compound Summary [Internet]. [diunduh 2015 Agu 24].
Tersedia pada: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
Reda SY. 2011. Evaluation of antioxidants stability by thermal analysis and its
protective effect in heated edible vegetable oil. Cienc Technol Aliment.
31(2):475–480.
Roe ET, Scanlan JT, Swern D. 1949. Fatty acid amides. I. Preparation of amides
of oleic acid and the 9,10-dihidroxystearic acid. J Am Chem Soc.
71(6):2215–2218.
Sari RP. 2013. Sintesis nitril satu-wadah dari asam lemak jenuh [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Sulistyanto AI dan Akyuwen R. 2011. Factors affecting the performance of
Indonesian’s crude palm oil export. Di dalam: International Conference on
12
Economics and Finance Research, IPEDR. Singapura (SG): IACSIT Press.
4:281–289.
Syamsu K, Pandji C, Lumbanraja ER. 2008. Pengaruh penambahan
polioksietilen-(20)-sorbitan monolaurat pada karakteristik bioplastik polihidroksialkanoat (PHA) yang dihasilkan Ralstonia eutropha pada substrat
hidrolisa pati sagu. J Tek Pert. 18(1):41–46.
Tirtayasa LM. 2012. Pra rancangan pabrik pembuatan oleamida dari asam oleat
dan urea dengan kapasitas produksi 10 000 ton/tahun [skripsi]. Medan (ID):
Universitas Sumatra Utara.
Qayuum. 2015. Investasi oleokimia tumuh Us$ 500 juta [Internet]. [diunduh 2015
Nov 30]. Tersedia pada: http://sawaitindonesia.com.
13
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Urea
Asam
Stearat
Pencampuran
Air
Uji FTIR
Uji DSC, DTA, dan
TGA
Pemanasan
100, 150, 200, 250, dan
300 °C selama 1 jam
Pemanasan 300 °C
selama 3 dan 5 jam
Nitril
Uji FTIR
Uji DSC, DTA, dan
TGA
14
Lampiran 2 Spektrum FTIR urea dan produk pemanasan 300 °C
a) Urea
-C-H
H
C≡N
C=O
(b) Produk pemanasan 300 °C selama 1 jam
N-H
-CH
CH
C≡N
, 3 jam
, dan 5 jam
C=O
(c) Produk
roduk pemanasan 300 °C urea 1:2
dan urea 1:3
15
Lampiran 3 Serapan FTIR pada pemanasan 1 jam
Bilangan Gelombang (cm-1)
Asam Stearat
150 °C
200 °C
3300–2600
3300–2600
2600 3300–2600
Literatura
(cm-1)
300 °C
3464
3300–2600
3400–2400
-
3336
3394
-
3350
-
-
3190
-
3180
2927–2850
2245
1701
1600
1469
1296
1219
1103
3000–2850
2260–2240
1700
1640–1550
1465
1450–1375
1350–1000
1300–1000
2929–2854
2929–2854
2854 2924–2850
1707
1708
1693
1600
1597
1465
1465
1469
1300
1298
1296
1203
1203
1184
1103
1103
1127
a
Sumber: Pavia et al. (2001)
Dugaan Gugus
O–H bebas
Ulur O–H
Ulur N–H primer
asimetris
Ulur N–H primer
simetris
Ulur C–H alifatik
Nitril
Ulur C=O
Tekuk N–H
Tekuk –CH2–
Tekuk –CH3
C–N
C–O
Lampiran 4 Termogram DSC dan TGA produk pemanasan pada 200 °C
Endo
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Brebes pada tanggal 3 Februari 1994 dari ayah Maman
Suparman dan ibu Salamah. Penulis lulus dari SMA Negeri 2 Brebes pada tahun
2011 dan pada tahun yang sama penulis diterima di Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alan melalui Seleksi Nasional Masuk
Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Tulis.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia
TPB pada tahun ajaran 2013–2014. Penulis juga aktif dalam organisasi Ikatan
Keluarga Mahasiswa TPB (IKMT) 2011/2012 dan Dewan Perwakilan Mahasiswa
(DPM) FMIPA 2012–2014. Penulis juga terliat dalam beberapa kepanitiaan di
antaranya sebagai Ketua Komisi Pemilihan Raya FMIPA tahun 2013, Ketua
Lokakarya FMIPA tahun 2013, dan Staf Divisi Acara Open House tahun 2012.
Penulis melakukan praktik kerja lapangan di Saraswanti Indo Genetech
(SIG) pada bulan Juli–Agustus 2013 dengan judul “Analisis Kadmium dalam
Beberapa Makanan Harian Menggunakan ICP-OES”. Penulis juga lolos dalam
Program Kreativitas MahasiswaPenelitian yang didanai Dikti dengan judul “EMILKTAWA-Effervescent Modifikasi Susu Kambing Etawa (C. aegagrus hircus)
sebagai Tambahan Zat Gizi Bagi Ibu Hamil” tahun 2013 dan “SOBAT-Spray
Obat Anti Luka Bakar Berbahan Dasar Lendir Bekicot (Achantina fulica)” tahun
2014.
STEARONITRIL DENGAN DIPANDU TEKNIK
TERMODEGRADASI
MUKHAMAD SALMAN
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Konversi Asam Stearat
Menjadi Stearonitril dengan Dipandu Teknik Termodegradasi adalah benar karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk
apa pun kepada perguruaan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2016
Mukhamad Salman
NIM G44110075
ABSTRAK
MUKHAMAD SALMAN. Konversi Asam Stearat Menjadi Stearonitril dengan
Dipandu Teknik Termodegradasi. Dibimbing oleh MUHAMMAD FARID dan
ZAINAL ALIM MAS’UD.
Nitril merupakan senyawa antara penting dalam industri bahan kimia.
Kajian secara komprehensif terhadap suhu dan waktu konversi asam lemak
menjadi senyawa nitrilnya perlu dilakukan karena berpengaruh pada hasil sintesis.
Pemantauan melalui teknik termodegradasi merupakan salah satu solusi dalam
mengatasi masalah suhu reaksi. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan
informasi suhu dan waktu reaksi yang akurat menggunakan sifat termodegradasi
dari konversi asam lemak menjadi stearonitril. Stearonitril disintesis dengan
memanaskan bahan baku asam stearat, urea, dan akuades di dalam tanur. Suhu
pemanasan didasarkan pada hasil analisis termal bahan baku. Kondisi optimum
untuk reaksi ini adalah pada 300 °C selama 3 jam yang ditunjukkan dengan
termogram kalorimetri pemayaran diferensial, analisis termal diferensial, analisis
termogravimetri, dan spektrum inframerah transformasi Fourier. Produk
pemanasan tidak diperoleh dalam keadaan murni karena masih terdapat asam
stearat. Senyawa amida didapati sebagai senyawa antara konversi ini.
Kata kunci: analisis termal, asam stearat, FTIR, nitril, urea.
ABSTRACT
MUKHAMAD SALMAN. Stearic Acid Conversion into Stearoitrile Guided by
Thermodegradation Technique. Supervised by MUHAMMAD FARID and
ZAINAL ALIM MAS’UD.
Nitrile is an important intermediate compounds in fine chemical industries.
A comprehensive study of temperature and reaction time in fatty acids conversion
into nitrile compounds is necessary to study their effect on the synthesis.
Monitoring of reaction through thermodegradation technique is a solution to
overcome the problem of the reaction temperature. The objectives of this research
are to obtain information on temperature and reaction time accurately by using
thermodegradation properties of stearic acid conversion into stearonitrile. The
conversion was conducted by heating stearic acid, urea, and water in a furnace.
The heating temperature was selected based on thermal analysis result of the raw
materials. The optimum conditions for this reaction was at 300 °C for 3 hours
which were confirmed by thermogram of differential scanning calorimetry,
differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, and Fourier transform
infrared spectra. The products obtained were not pure and stearic acid was still
observed. Amide compound was found as intermediate in this conversion.
Keywords: FTIR, nitrile, stearic acid, thermal analysis, urea.
KONVERSI ASAM STEARAT MENJADI STEARONITRIL
DENGAN DIPANDU TEKNIK
TERMODEGRADASI
MUKHAMAD SALMAN
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat,
dan karunia-Nya selama proses penelitian dan penyusunan sehingga karya ilmiah
dengan judul Konversi Asam Stearat Menjadi Stearonitril dengan Dipandu Teknik
Termodegradasi berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini disusun berdasarkan
penelitian yang dilaksanakan pada bulan Februari hingga Agustus 2015 di
Laboratorium Terpadu (LT) IPB, Bogor.
Terima kasih penulis ucapan kepada Drs Muhamad Farid, MSi dan Dr
Zaenal Alim Mas’ud, DEA selaku pembimbing yang senantiasa memberikan
bimbingan, saran, serta motivasinya kepada penulis selama penelitian.
Penghargaan penulis sampaikan juga kepada seluruh staf Laboratorium Terpadu,
IPB dan staf Laboratorium Organik atas segala bantuan serta pengarahan yang
diberikan selama penelitian.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan yang membantu
penelitian di Laboratorium Terpadu, yaitu Agy Wirabudi Pranata, Denar
Zuliandanu, Lestari Ainun Mardiyah, Rahmi Puspita Sari, dan Sujono atas saran,
kritik, semangat, dan bantuan selama penelitian. Ucapan terima kasih juga kepada
teman-teman CTO, teman seperjuangan di LT, dan teman-teman Kimia angkatan
48 atas motivasi, semangat, dan kebersamaan sehingga dapat menyelesaikan
skripsi ini. Terima kasih juga kepada Ibu, Ayah, dan keluarga Amin Harun atas
doa, kasih sayangnya, dan dukungan kepada penulis selama ini.
Semoga laporan hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun
pembaca.
Bogor, Januari 2016
Mukhamad Salman
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Alat dan Bahan
2
Sintesis Nitril
2
Optimasi Sintesis
2
Pencirian Hasil
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Produk Konversi Nitril
3
Ciri-Ciri Nitril Hasil Konversi
4
Karakteristik Termal Campuran Bahan Baku
6
Kondisi Optimum Konversi
7
SIMPULAN DAN SARAN
10
Simpulan
10
Saran
10
DAFTAR PUSTAKA
11
LAMPIRAN
13
RIWAYAT HIDUP
16
DAFTAR TABEL
1 Pengukuran titik leleh
2 Analisis perubahan massa produk pemanasan pada 300 °C
4
5
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Campuran bahan baku pada berbagai suhu selama 3 jam
Spektrum FTIR produk pemanasan pada 300 °C dan asam stearat
Termogram DSC dan DTA produk pemanasan pada 300 °C selama 3 jam
Termogram TGA produk pemanasan pada 300 °C selama 3 jam
Reaksi disosiasi amonium stearat
Termogram TGA-DTA campuran bahan baku
Spektrum FTIR produk pemanasan pada 100–300 °C selama 1 jam
Termogram DSC produk pemanasan pada 300 °C selama 1, 3, dan 5 jam
Perubahan entalpi pelelehan stearonitril dan asam stearat terhadap nisbah
C≡N/C=O produk pemanasan pada 300 °C
10 Tahapan sintesis nitril melalui stearamida
3
4
5
5
6
6
8
9
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Diagram alir penelitian
Spektrum FTIR urea dan produk pemanasan 300 °C
Serapan FTIR gugus-gugus fungsi pemanasan
Termogram DSC dan TGA produk pemanasan 200 °C
13
14
15
15
1
PENDAHULUAN
Saat ini, sebanyak 75% dari total produksi nasional minyak sawit diekspor
dalam bentuk minyak sawit kasar (CPO), minyak inti sawit (PKO), dan sebagian
kecil diekspor dalam bentuk senyawa oleokimia (Sulistyanto dan Akyuwen 2011).
Senyawa oleokimia adalah senyawa kimia yang diturunkan dari minyak dan
lemak. Senyawa oleokimia dasar seperti asam lemak, asam lemak metil ester,
lemak alkohol, lemak nitril, lemak amina, dan gliserol dapat diperoleh melalui
reaksi kimiawi dan enzimatik (Broze 1999). Senyawa nitril merupakan senyawa
antara dalam pembentukan senyawa oleokimia yang dapat digunakan untuk
berbagai aplikasi seperti dalam industri farmasi, pertanian, pengolahan air, dan
sebagai pelarut (Hayes 2001; Patil et al. 2013). Senyawa nitril dengan rantai asam
lemak banyak dibutuhkan dalam industri oleokimia (Fukushuma dan Terasaka
2011).
Konsumsi produk oleokimia dunia setiap tahun tumbuh sekitar 2–3%.
Tahun 2014, produksi asam lemak nasional sebesar 700 ribu ton, sedangkan
produksi lemak alkohol sebanyak 200 ribu ton. Dari jumlah tersebut, ekspor asam
lemak sekitar 600 ribu ton, sedangkan ekspor lemak alkohol sebanyak 180 ribu
ton (Hadisoebroto 2010). Saat ini, informasi terkait produksi dan ekspor lemak
nitril nasional belum diperoleh karena lemak nitril belum dapat diproduksi di
Indonesia. Namun demikian, kebutuhan lemak nitril akan terus meningkat setiap
tahunnya, khususnya di Asia (Qayuum 2015). Oleh karena itu, kajian terkait
produksi lemak nitril dari asam lemak menjadi hal yang penting untuk dilakukan.
Suhu reaksi konversi asam lemak menjadi senyawa nitril sangat bervariasi.
Saat ini, informasi yang diperoleh terkait produksi senyawa nitril komersial
menggunakan kisaran suhu 150–300 C selama 10 jam. Sari (2013) memperoleh
nitril dari reaksi asam lemak dengan asetonitril dengan katalis asam pada suhu
115 °C selama 24 jam. Pada kajian lain, kondisi reaksi yang digunakan cukup
ekstrem, yaitu sintesis nitril dari asam lemak dangan gas amonia pada suhu 280–
360 C (Corma et al. 2007) dan 300 C (Fukushuma dan Terasaka 2011). Dengan
demikian, pengaruh parameter suhu reaksi menjadi sangat penting untuk dikaji
secara lebih mendalam dan komprehensif.
Berbagai analisis dapat digunakan antara lain kalorimetri pemayaran
diferensial (DSC), analisis termal diferensial (DTA), dan analisis termogravimetri
(TGA) yang berfungsi memantau jalannya suatu reaksi. Analisis termal
memberikan informasi yang akurat terkait data temodinamika, energetika, dan
kinetika proses. Teknik ini juga memberikan informasi tentang terjadinya
transformasi fase dan kereaktifan suatu molekul (Bilyeu et al. 2000; Alves et al.
2010; Reda 2011). Kajian secara komprehensif terhadap konversi asam lemak
menjadi senyawa nitril perlu dilakukan. Faktor suhu merupakan aspek
fundamental dalam keberhasilan reaksi dan perolehan rendemen yang optimum.
Pemantauan melalui teknik termodegradasi senyawa antara dalam lintas konversi
asam lemak menjadi senyawa nitril merupakan salah satu solusi dalam mengatasi
masalah suhu reaksi. Penelitian ini bertujuan mendapatkan informasi suhu dan
waktu reaksi yang optimum untuk konversi asam lemak menjadi senyawa nitril.
2
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari–Agustus tahun 2015 di
Laboratorium Terpadu Kimia IPB, Laboratorium Biomassa Terpadu Unila, dan
Laboratorium Pengujian–Batan Pasar Jumat.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah botol kebutuhan oksigen kimia (COD),
pengunci besi, tanur (Thermo scientific), penganalisis termogravimetri/termal
diferensial (TGA/DTA) (Shimadzu DTG-60), kalorimetri pemayaran diferensial
(DSC) (Shimadzhu DSC-60), dan spektrofotometer inframerah transformasi
Fourier (FTIR) (Shimadzu IRPrestige–21). Bahan yang dipakai untuk penelitian
ini di antaranya asam stearat berasal dari Merck®, urea teknis, dan akuades.
Sintesis Nitril
Sebanyak 2.98 g (0.01 mol) asam stearat, 0.30 g (0.005 mol) urea, dan 0.09
g (0.005 mol) akuades dimasukkan ke dalam botol COD. Campuran bahan baku
dialiri gas nitrogen lalu ditutup oleh pengunci besi kemudian dipanaskan dengan
beragam suhu dan waktu. Hasil pemanasan dianalisis dengan FTIR, DSC, DTA,
dan TGA. Diagram alir kerja dapat dilihat pada Lampiran 1.
Optimasi Sintesis
Pada penelitian ini kondisi reaksi optimum ditentukan pada asam stearat
dengan meragamkan suhu dan waktu reaksi. Suhu yang dipakai adalah 100, 150,
200, 250, dan 300 °C. Pada suhu terbaik selanjutnya waktu diragamkan selama 1,
3, dan 5 jam. Waktu dan suhu terbaik digunakan untuk menyintesis nitril.
Pencirian Hasil
Asam stearat, urea, campuran bahan baku, produk pemanasan 100–300 °C
selama 1 jam, produk pemanasan 300 °C selama 3 jam, dan produk pemanasan
300 °C selama 5 jam dianalisis dengan FTIR, DSC, DTA, dan TGA.
Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR
Sebanyak 0.02 g sampel dicampur dengan 0.1 g KBr. Campuran dihaluskan
kemudian dipanaskan dalam oven bersuhu 60 °C selama 24 jam. Setelah itu,
sampel dianalisis dengan spektrofotometer FTIR dengan resolusi 8 cm-1, jumlah
pemayaran 40 kali, dan bilangan gelombang 4000–400 cm-1.
3
Analisis Termal dengan DSC
Sampel ditimbang sebanyak 10 mg. Setelah itu, sampel dicetak pada pelat
aluminium untuk dianalisis termal. Kondisi alat diatur dan dioperasikan pada suhu
30–400 °C dengan laju pemanasan 10 °C per menit. Standar Al(OH)3 digunakan
sebagai pembanding dalam alat ini.
Analisis Termal dengan DTA dan TGA
Sampel ditimbang sebanyak 10 mg kemudian dimasukkan pada pelat
platinum untuk dianalisis termal. Kondisi alat diatur dan dioperasikan pada suhu
30–400 °C dengan laju pemanasan 10 °C per menit. Standar pelat platinum
digunakan sebagai pembanding dalam alat ini.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Produk Konversi Nitril
Asam lemak dikonversi menjadi nitril secara langsung dengan mereaksikan
asam lemak, urea, dan air dalam tabung COD. Cara ini diharapkan dapat
mempermudah dan mengurangi tahapan konversi. Asam lemak yang digunakan
adalah asam stearat. Asam lemak merupakan asam lemah yang hanya terdisosiasi
sebagian dalam air. Oleh karena itu, asam lemak kurang larut dalam air, tetapi
mudah larut dalam bentuk garamnya. Urea digunakan sebagai sumber amonia
(Tirtayasa 2012) dari hasil reaksinya dengan air yang selanjutnya menjadi sumber
gugus nitril.
Campuran bahan baku dipanaskan pada suhu 300 °C selama 3 jam. Pada
awal sintesis, campuran terlihat berupa padatan putih. Saat pemanasan pada
100 °C terbentuk 2 fase, yaitu cairan kuning dan padatan putih. Hal ini disebabkan
asam stearat telah mencair sementara urea yang memiliki titik leleh yang lebih
tinggi masih berupa padatan. Pada pemanasan 150–300 °C seluruh bahan mulai
menjadi cairan kuning. Produk hasil pemanasan dibiarkan mendingin pada suhu
ruang lalu terbentuk padatan coklat (Gambar 1).
(a)
(b)
(c)
Gambar 1 Campuran bahan baku pada suhu 150 °C (a), 300 °C (b), dan
produk pemanasan 300 °C selama 3 jam (c)
4
Ciri
Ciri-Ciri
Nitril Hasil Konversi
Terbentuknya stearonitril dicirikan oleh spektrum FTIR dan analisis termal.
TIR menunjukkan puncak serapan C≡N
N pada bilangan gelombang
Spektrum FTIR
-1
2245 cm , puncak serapan C–C
C
dan C–H
H pada bilangan gelombang 2926 dan
2850 cm-1, serta puncak serapan tekuk C–H pada CH3- dan -CH2- di bilangan
gelombang 1475–1300
1300 cm-1 (Gambar 2). Hasil ini relatif sama dengan yang
dilaporkan oleh Sari (2013). Namun, pada spektrum FTIR ini masih terdapat
O di bilangan gelombang 1697 cm-1 yang berasal dari asam
puncak serapan C=O
stearat. Hal ini dapat ditunjukkan pada hasil analisis termal. Berdasarkan hasil ini
ini,
senyawa nitril telah terbentuk,
terbentuk tetapi masih mengandung senyawa lain.
OH
C-H
H
C≡N
C=O
%T
Asam stearat
300 °C
Gambar 2 Spektrum FTIR produk pemanasan pada 300 °C
C
stearat
dan asam
Analisis DSC dan DTA berfungsi mengukur energi yang diserap dan
diemisikan oleh sampel sebagai fungsi waktu dan suhu.
suhu Termogram DSC dan
DTA menunjukkan 2 puncak endoterm,
endoterm yang menunjukkan titik leleh dari setiap
senyawa (Gambar 3). Kisaran titik leleh sampel stearonitril sebesar 39.45
39.45–
41.54 °C,, hampir sama dengan stearonitril dari literatur (Tabel 1),
1) ssedangakan
kisaran titik leleh asam stearat sebesar 63.19–64.40
63.19
°C. Penurunan titik leleh dari
disebabkan oleh struktur asam stearat yang menjadi lebih amorf sehingga energi
yang dibutuhkan untuk melelehkan bahan lebih sedikit dan pelelehan berlangsung
pada suhu yang lebih rendah
ndah (Syamsu et al. 2008). Gandolfo et al. (2003)
melaporkan ada 4 bentuk kristal dan polimorf dari asam stearat,
stearat salah satunya
memiliki titik leleh 64 °C.. Hal ini disebabkan oleh pengaruh kristalisasi larutan.
Produk pemanasan yang diperoleh belum murni, yaitu masih terdapat asam stearat
stearat.
Oleh karena
ena itu, dapat dikonfirmasi bahwa
bahwa serapan IR pada bilangan gelombang
1697 cm-1 merupakan gugus karbonil dari asam stearat.
Tabel 1 Pengukuran titik leleh
Titik Leleh (°C)
Puncak
DSC
DTA
Literatura
Stearonitril
39.54
40.54
41
Asam Stearat
64.50
63.19
69–72
a
PubChem (2015)
5
Endo
Endo
(a)
(b)
Gambar 3 Termogram DSC (a) dan DTA (b) produk pemanasan pada 300 °C
selama 3 jam
Analisis TGA mengukur perubahan massa sampel sebagai fungsi waktu
ataupun suhu. Termogram TGA juga memberikan informasi tentang komposis
komposisi
dan stabilitas termal dari sampel. Termogram TGA menunjukkan 3 tahapan
perubahan massa (Gambar 4 dan Tabel 2)
2). Tahap pertama berlangsung pada
kisaran 37–198 °C, yaitu pelelehan produk pemanasan, tetapi tidak terdeteksi oleh
TGA karena massa yang hilang merupakan air permukaan. Tahap kedua pada
kisaran 198–224 °C menunjukkan kehilangan massa yang lebih besar
besar; diduga
yang hilang adalah air molekular, karbon dioksida, dan amonia
amonia. Tahap ketiga
terjadi pada kisaran 225
225–301 °C. Kehilangan massa yang sangat drastis
menunjukkan bahwa produk telah mengalami dekomposisi. Termogram Derivat
termogravimetri (DTG) merupakan turunan pertama dari termogram TG
TGA.
Termogram
ermogram DTG menunjukkan perubahan massa pada termogram TGA yang
digantikan dengan kehadiran puncak yang luasnya
luas
sebanding pada perubahan
massa.
Gambar 4 Termogram
rmogram TGA produk pemanasan pada 300 °C selama 3 jam
Tabel 2 Analisis perubahan massa produk pemanasan pada 300 °C
Kisaran Suhu (°C)
(
37–
–198
198–
–224
225–
–301
Kehilangan Massa
%
mg
1.07
0.124
2.65
0.306
41.98
4.850
6
Produk pemanasan masih mengandung asam stearat. Diduga belum semua
asam stearat bereaksi atau terjadi reaksi balik dari produk-antara
produk
amonium stearat
hasil reaksi antara asam stearat dan urea.
urea Amonium stearat yang terbentuk
cenderung terurai menjadi gas amonia dan
an asam induknya saat pemanasan
(Gambar 5).. Jika terjadi disosiasi, amonia akan hilang dari campuran reaksi
sehingga reaksi ke arah nitril tidak terjadi.
Gambar 5 Reaksi disosiasi amonium stearat
Karakteristik Termal Campuran Bahan Baku
Hasil analisis
nalisis termal pada campuran bahan baku digunakan untuk
memperoleh data kondisi awal sampel selama pemanasan. Termogra
Termogram DTA
menunjukkan puncak endoterm tajam pada suhu 70.9 °C dan 133.2 °C yang
berturut-turut merupakan titik leleh asam stearat dan urea serta puncak
ncak endoterm
lebar pada 298.3 °C yang menunjukkan titik leleh senyawa baru yang terbentuk
dari interaksi asam stearat dan urea (Gambar 6).
Termogram TGA-DTA
DTA menunjukkan puncak endoterm pada 49.4 °C,
dengan massa yang hilang sekitar 0.53 mg (4.6%). Puncak endoterm ini
mengindikasikan pelepasan
lepasan air permukaan. Selanjutnya, massa yang hilang sekitar
10.99 mg (92.3%) pada rentang suhu 150
150–300
300 °C. Massa yang hilang sangat
terdekomposisi menjadi
drastis ini menunjukkan campuran bahan baku yang terdekomposis
senyawa baru. Penggunaan lain DTA ialah untuk mengukur suhu transisi kaca
(Tg). Suhu ini tidak terlihat sebagai puncak yang jelas dan hanya tampak sebagai
perluasan baseline dari termogram pada suhu sekitar 180 °C. Tg menunjukkan
transformasi dari padatan yang kaku menjadi cairan. Termogram DSC dan DTA
pada campuran bahan baku menunjukkan puncak-puncak
puncak
endoterm. Namun,
perbedaan arah puncak ke atas dan ke bawah disebabkan olehh perbedaan
pengaturan pada alat yang digunakan.
Endo
Gambar 6 Termogram TGA-DTA campuran bahan baku
7
Campuran bahan baku juga dianalisis menggunakan FTIR. Asam stearat
diketahui memiliki gugus fungsi karbonil pada bilangan gelombang 1710–1780
cm-1 (Pavia et al. 2009). Data spektrum asam stearat menunjukkan serapan
tersebut pada bilangan gelombang 1710 cm-1. Selanjutnya urea memiliki gugus
fungsi ulur amida simetris dan asimetris berturut-turut pada bilangan gelombang
3180 dan 3350 cm-1 serta gugus fungsi karbonil pada bilangan gelombang 1650–
1700 cm-1 (SDBS 2015). Data spektrum urea menunjukkan serapan-serapan
tersebut berturut-turut pada bilangan gelombang 3221, 3502, dan 1674 cm-1
(Lampiran 2). Spektrum FTIR campuran bahan baku menunjukkan penambahan
ciri khas gugus fungsi urea pada gugus fungsi asam stearat, yaitu ulur N–H primer
asimetris 3344 cm-1, simetris pada 3197 cm-1, tekuk N–H di 1595 cm-1, dan tekuk
tak-sebidang N–H di 783 cm-1 (Gambar 7). Hal ini menunjukkan kereaktifan
gugus fungsi dari setiap senyawa, yaitu karboksilat, karbonil, dan amida. Adanya
basa seperti urea dapat memecah ikatan ester dengan adanya air sehingga karbonil
dari asam stearat dapat membentuk ikatan amida. Selain itu, asam karboksilat
pada asam stearat dapat mengalami ionisasi menjadi ion karboksilat (-CO2–).
Serapan ini muncul pada bilangan gelombang 1600 cm-1 yang tumpang-tindih
dengan puncak karbonil (Lodha dan Netravali 2005).
Kondisi Optimum Konversi
Optimasi kondisi reaksi konversi asam stearat menjadi stearonitril dengan
meragamkan suhu menjadi 100, 150, 200, 250, dan 300 °C. Pada suhu terbaik
diragamkan menjadi 1, 3, dan 5 jam. Pemantauan dilakukan dengan spektrum
FTIR dan analisis termal. Berdasarkan hasil optimasi konversi terbaik adalah
pemanasan 300 °C selama 3 jam. Pemanasan campuran bahan baku dilakukan dari
suhu 100–300 °C selama 1 jam. Hal ini didasarkan pada analisis termal yang
menunjukkan terbentuknya senyawa molekular pada suhu 298.3 °C. Suhu di
bawah 100 °C hanya menunjukkan interaksi fisis antara dari asam stearat dan urea
karena masing-masing berada dalam fase padatan, sedangkan pada suhu di atas
300 °C asam stearat dan urea mengalami dekomposisi menjadi senyawa-senyawa
yang lebih kecil (Pubchem 2015).
Spektrum FTIR pada Gambar 7 menunjukkan bahwa pada produk
pemanasan suhu 300 °C terdapat serapan nitril pada bilangan gelombang 2245
cm-1, sedangkan produk pada suhu 100–200 °C menunjukkan serapan ulur N–H
primer pada bilangan gelombang 3394 dan 3190 cm-1 yang semakin meningkat
(Lampiran 3). Termogram DSC produk pemanasan 200 °C memiliki dua puncak
endoterm yang menunjukkan titik leleh dari senyawa yang terbentuk, yaitu 70.31
dan 93.83 °C (Lampiran 4). Senyawa stearamida diketahui memiliki titik leleh
sebesar 109 °C, maka hal ini dapat menjelaskan bahwa amida terbentuk sebelum
suhu 200 °C. Roe et al. (1949) juga melaporkan bahwa amida dari asam
karboksilat dan amonia akan optimum terbentuk pada suhu 120–160 °C. Selain itu,
produk pemanasan pada suhu 250 °C menunjukkan ulur N–H yang semakin
mengecil dan terbentuk serapan nitril. Hal ini dapat dikonfirmasi pada Gambar 6
menunjukkan awal terbentuknya puncak baru, yang terjadi adalah transisi fase
dari amida menjadi nitril.
8
OH
N-H
C-H
H
C≡N
C=O
Asam Stearat
Campuran Bahan Baku
%T
100 °C
150 °C
200 °C
250 °C
300 °C
Gambar 7 Spektrum FTIR produk pemanasan pada 100–300
100
°C
C selama 1 jam
Secara umum lama waktu pemanasan tidak mengubah
me ubah gugus fungsi pada
spektrum FTIR (Lampiran 2).
2). Namun, pada analisis termal terlihat perbedaan
perubahan entalpi (∆H) pada setiap pemanasan. Perubahan entalpi merupakan
perubahan energi yang terkandung dalam materi menjadi kalor dan berlangsung
pada tekanan tetap. Perubahan
erubahan kalor bernilai sebanding dengan massa suatu zat.
Oleh karena itu, optimasi waktu pemanasan didasarkan pada perubahan entalpi
(C≡N) dan
dari data DSC dengan membandingkan nisbah luas puncak nitril (C
karbonil (C=O) pada spektrum FTIR.
Termogram DSC pada Gambar 8 menunjukkan 2 puncak endoterm pada
setiap pemanasan dengan kisaran 39–41 °C yang merupakan titik leleh stearonitril
dan 63–67 °C yang merupakan titik leleh asam stearat. Perubahan
erubahan entalpi
pelelehan (∆H°m) asam stearat meningkat seiring dengan bertambahnya la
lamanya
pemanasan (1,
1, 3, dan 5 jam)
jam diperoleh berturut-turut sebesar 119.93, 231.81, dan
245.26 J/g. Sementara itu, ∆H°m stearonitril dari pemanasan selama 1, 3, dan 5
turut sebesar 55.24, 139.91, dan 133.75 J/g (Gambar 9)
jam diperoleh berturut-turut
9).
9
C
pada pemanasan 300 °C menunjukkan banyaknya
Nisbah luas puncak C≡N/C=O
stearonitril yang terbentuk dibandingan dengan asam stearat dari residu reaksi.
Pada penelitian ini pemanasan
p
selama 3 jam memiliki nisbah C
C≡N/C=O paling
tinggi sehingga kondisi ini optimum untuk menghasilkan nitril. Hal ini
ditunjukkan dengan menurunnya
m
∆H°m stearonitril dan meningkatnya ∆H°m asam
stearat setelah 3 jam.
jam Menurunnya ∆H°m stearonitril menunjukkan kalor yang
diterima oleh produk pemanasan berkurang
ber
sehingga mengindikasikan
indikasikan massa
stearonitril yang tebentuk berkurang. Sementara itu, meningkatnya ∆H°m asam
stearat menunjukkan bahwa kalor yang diterima oleh produk pemanasan
meningkat. Hal ini mengindikasikan massa asam stearat yang tebentuk lebih
banyak. Oleh karena itu, suhu dann waktu optimum konversi asam stearat menjadi
nitril pada suhu 300 °C
° selama 3 jam.
Endo
Gambar 8 Termogram DSC produk pemanasan pada 300 °C
C selama 1, 3, dan 5 jam
250
200
∆H°m 150
(J/g)
100
50
0
0,25
0,2
0,15 Nisbah
0,1 C≡N/C=O
0,05
0
1
3
5
Waktu reaksi (jam)
Gambar 9 Perubahan entalpi pelelehan stearonitril
dan asam stearat
terhadap nisbah C≡N/C=O
produk pemanasan pada 300 °C
Sintesis
intesis nitril dari asam stearat dengan urea berdasarkan spektrum FTIR dan
hasil analisis termal dapat dijelaskan sebagai berikut.
berikut Campuran bahan baku saat
mencapai suhu 150–
–200 °C akan membentuk stearamida yang jika dipanaskan
kembali sampai suhu 300 °C
C akan membentuk stearonitril. Selain itu, term
termogram
TGA pada kisaran suhu 30
30–400 °C menunjukkan 3 tahap kehilangan massa.
Tahap pertama ialah pelepasan air permukaan dan karbondioksida, tahap kedua
tahap ketiga adalah hilanganya air molekuler. Amonia yang dihasilkan dari reaksi
10
urea dan air selanjutnya akan bereaksi dengan asam stearat sehingga terbentuk
stearamida dan stearonitril.
Gambar 10 Tahapan sintesis nitril melalui stearamida
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Senyawa nitril didapatkan dari pemanasan asam lemak jenuh, dengan
mereaksikan asam stearat dengan urea dan air. Kondisi optimum reaksi
didapatkan pada suhu 300 °C selama 3 jam berdasarkan hasil dari FTIR, DSC,
DTA, dan TGA. Hasil pencirian produk pemanasan menunjukkan bahwa senyawa
nitril telah terbentuk, tetapi tidak dalam keadaan murni karena masih mengandung
asam stearat. Senyawa amida didapati sebagai senyawa antara konversi dalam
asam ini.
Saran
Komposisi antara asam stearat dan urea perlu diragamkan dengan nisbah
mol tertentu serta penggunaan alat pemanas yang lain agar didapatkan produk
yang lebih murni. Studi katalis diperlukan untuk menurunkan suhu reaksi,
demikian pula studi lanjutan mengenai jumlah rendemen. Analisis difraksi sinar-X
dan spektrofotometri massa dapat memberikan gambaran lebih lengkap perubahan
senyawa dari setiap perlakuan.
11
DAFTAR PUSTAKA
[SDBS] Spektral Data Bases System. 2015. SDBS Compounds and Spectral
Search [Internet]. [diunduh 2015 Agu 24]. Tersedia pada: http://
sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi.
Alves R, da Silva Reis TV, da Silva LCC, Storpírtis S, Mercuri LP, do Rosário
Matos J. 2010. Thermal behavior and decomposition kinetics of rifampicin
polymorphs under isothermal and non-isothermal conditions. Braz J Pharm
Sci. 46:343–351.
Bilyeu B, Brostow W, Menard KP. 2000. Epoxy thermosets and their application.
II. Thermal Analysis. J Mat Educ. 22(4-6):107–129.
Broze G. 1999. Handbook of Surfactant, Surfactant Science Series, and Part A:
Properties. New York (US): CRC.
Corma A, Sara I. Alexandra V. 2007. Chemical route for the transformation of
biomass into chemical. Chem Rev. 107:2411–2502.
Fukushuma T, Terasaka M, penemu; Kao Corporation. 2011 Mar 29. Process for
producing aliphatic nitriles. US Patent 7915442.
Gandolfo FG, Bot A, Floter E. 2003. Phase diagram of mixtures of stearic acid
and stearyl alcohol. Thermochimica Acta. 404:9–17.
Hadisoebroto K. 2010. Wilmar Masuk, Industri Oleokimia Bergairah [Internet].
[diunduh 2015 Agu 24]. Tersedia pada:http://indonesiacompanynews.word
press.com.
Hayes KS. 2001. Industrial processes for manufacturing amines. Applied
Catalysis A: General. 221:187–195.
Lodha P, Netravali AN. 2005. Thermal and mechanical properties of
environment-friendly ‘green’ plastics from stearic acid modified-soy protein
isolate. Ind Crop Prod. 21:49–64.
Miyawaki Y. 1998. Major contribution of crude palm oil and palm kernel oil in
the oleochimcal industry. Di dalam: International Oil Palm Conference:
Comodity ofthe past, today, and the future; 1998 Sep 23–25; Bali (ID),
Indonesia.
Patil UD, Kuwar AS, Nikum AP, Desale KR, Mahulikar PP. 2013. Effective and
facile synthesis of nitriles from aldoximes by using SnCl4. IJCR. 5(1):24–27.
Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS, Vyvyan JR. 2009. Introduction of
Spectroscopy. Ed ke-4. Wahington (US): Thomson Learning.
Pubchem. 2015. Pubchem Compound Summary [Internet]. [diunduh 2015 Agu 24].
Tersedia pada: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
Reda SY. 2011. Evaluation of antioxidants stability by thermal analysis and its
protective effect in heated edible vegetable oil. Cienc Technol Aliment.
31(2):475–480.
Roe ET, Scanlan JT, Swern D. 1949. Fatty acid amides. I. Preparation of amides
of oleic acid and the 9,10-dihidroxystearic acid. J Am Chem Soc.
71(6):2215–2218.
Sari RP. 2013. Sintesis nitril satu-wadah dari asam lemak jenuh [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Sulistyanto AI dan Akyuwen R. 2011. Factors affecting the performance of
Indonesian’s crude palm oil export. Di dalam: International Conference on
12
Economics and Finance Research, IPEDR. Singapura (SG): IACSIT Press.
4:281–289.
Syamsu K, Pandji C, Lumbanraja ER. 2008. Pengaruh penambahan
polioksietilen-(20)-sorbitan monolaurat pada karakteristik bioplastik polihidroksialkanoat (PHA) yang dihasilkan Ralstonia eutropha pada substrat
hidrolisa pati sagu. J Tek Pert. 18(1):41–46.
Tirtayasa LM. 2012. Pra rancangan pabrik pembuatan oleamida dari asam oleat
dan urea dengan kapasitas produksi 10 000 ton/tahun [skripsi]. Medan (ID):
Universitas Sumatra Utara.
Qayuum. 2015. Investasi oleokimia tumuh Us$ 500 juta [Internet]. [diunduh 2015
Nov 30]. Tersedia pada: http://sawaitindonesia.com.
13
LAMPIRAN
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Urea
Asam
Stearat
Pencampuran
Air
Uji FTIR
Uji DSC, DTA, dan
TGA
Pemanasan
100, 150, 200, 250, dan
300 °C selama 1 jam
Pemanasan 300 °C
selama 3 dan 5 jam
Nitril
Uji FTIR
Uji DSC, DTA, dan
TGA
14
Lampiran 2 Spektrum FTIR urea dan produk pemanasan 300 °C
a) Urea
-C-H
H
C≡N
C=O
(b) Produk pemanasan 300 °C selama 1 jam
N-H
-CH
CH
C≡N
, 3 jam
, dan 5 jam
C=O
(c) Produk
roduk pemanasan 300 °C urea 1:2
dan urea 1:3
15
Lampiran 3 Serapan FTIR pada pemanasan 1 jam
Bilangan Gelombang (cm-1)
Asam Stearat
150 °C
200 °C
3300–2600
3300–2600
2600 3300–2600
Literatura
(cm-1)
300 °C
3464
3300–2600
3400–2400
-
3336
3394
-
3350
-
-
3190
-
3180
2927–2850
2245
1701
1600
1469
1296
1219
1103
3000–2850
2260–2240
1700
1640–1550
1465
1450–1375
1350–1000
1300–1000
2929–2854
2929–2854
2854 2924–2850
1707
1708
1693
1600
1597
1465
1465
1469
1300
1298
1296
1203
1203
1184
1103
1103
1127
a
Sumber: Pavia et al. (2001)
Dugaan Gugus
O–H bebas
Ulur O–H
Ulur N–H primer
asimetris
Ulur N–H primer
simetris
Ulur C–H alifatik
Nitril
Ulur C=O
Tekuk N–H
Tekuk –CH2–
Tekuk –CH3
C–N
C–O
Lampiran 4 Termogram DSC dan TGA produk pemanasan pada 200 °C
Endo
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Brebes pada tanggal 3 Februari 1994 dari ayah Maman
Suparman dan ibu Salamah. Penulis lulus dari SMA Negeri 2 Brebes pada tahun
2011 dan pada tahun yang sama penulis diterima di Departemen Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alan melalui Seleksi Nasional Masuk
Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Tulis.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia
TPB pada tahun ajaran 2013–2014. Penulis juga aktif dalam organisasi Ikatan
Keluarga Mahasiswa TPB (IKMT) 2011/2012 dan Dewan Perwakilan Mahasiswa
(DPM) FMIPA 2012–2014. Penulis juga terliat dalam beberapa kepanitiaan di
antaranya sebagai Ketua Komisi Pemilihan Raya FMIPA tahun 2013, Ketua
Lokakarya FMIPA tahun 2013, dan Staf Divisi Acara Open House tahun 2012.
Penulis melakukan praktik kerja lapangan di Saraswanti Indo Genetech
(SIG) pada bulan Juli–Agustus 2013 dengan judul “Analisis Kadmium dalam
Beberapa Makanan Harian Menggunakan ICP-OES”. Penulis juga lolos dalam
Program Kreativitas MahasiswaPenelitian yang didanai Dikti dengan judul “EMILKTAWA-Effervescent Modifikasi Susu Kambing Etawa (C. aegagrus hircus)
sebagai Tambahan Zat Gizi Bagi Ibu Hamil” tahun 2013 dan “SOBAT-Spray
Obat Anti Luka Bakar Berbahan Dasar Lendir Bekicot (Achantina fulica)” tahun
2014.