Konstanta Laju Reaksi k

64 Laju reaksi ME , atau ME k uME ...….…......................................................................[25] Dengan mengasumsikan konsentrasi awal uME, pada t= 0 adalah uME, 0 dan turun menjadi uME, t pada waktu t, maka integrasi persamaan [25] menjadi persamaan [26] dan [27] dan k dapat dihitung berdasarkan persamaan [28] uME , uME t , uME uME k dt .........................................................................[26] ln uME , uME , k t .......................................................................................[27] k uME,t uME , ..................................................................................[28] Hasil pengamatan penurunan uME disajikan dalam Gambar 32 hingga Gambar 36. Dalam static-mixer, karena penurunan uME jauh lebih cepat pada tahap awal proses maka laju reaksi dievaluasi dalam 2 tahap yaitu laju reaksi awal dengan konstanta laju reaksi k 1 dari waktu 0 sampai 1 menit dan laju reaksi akhir dengan konstanta laju reaksi k 2 dari waktu 1 hingga 90 menit. Perubahan dari laju reaksi awal menuju laju raeaksi akhir terlihat naik turun, akan tetapi hasil masih menunjukkan konsistensi penurunan. Penurunan uME pada proses transesterifikasi dengan menggunakan blade agitator menunjukkan pola yang stabil sehingga laju reaksi dievaluasi dalam satu tahap. Hasil nilai k menggunakan static-mixer dan blade agitator ditunjukkan dalam Tabel 9. Berdasarkan tabel tersebut dapat dilihat secara jelas laju reaksi awal k 1 dengan static-mixer lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan blade agitator. Meskipun demikian konstanta laju reaksi dengan blade agitator lebih tinggi dibandingkan dengan konstanta laju reaksi k 2 menggunakan static-mixer, hal ini beralasan karena pada tahap akhir jumlah reaktan dalm reaktor blade agitator masih tinggi dibandingkan dengan menggunakan static-mixer pada waktu yang sama. 65 Tabel 9. Konstanta laju reaksi transesterifikasi dengan static-mixer dan blade agitator T o C Static-mixer Blade agitator k 1 menit -1 R 2 k 2 menit -1 R 2 k menit -1 R 2 50 3,912 100 0,016 93,4 0,045 94,7 55 3,995 100 0,021 90,1 0,049 97,7 60 4,000 100 0,022 90,8 0,054 97,6 65 4,006 100 0,023 94,4 0,052 95,1 70 4,051 100 0,024 95,1 0,057 91,7 Gambar 32. Hubungan konsentrasi uME selama reaksi transesterifikasi menggunakan static-mixer dan blade agitator pada suhu 50 o C y = -3.912x + 4.605 R² = 1 y = -0.016x + 0.626 R² = 0.934 y = -0.052x + 4.210 R² = 0.951 -2 -1 1 2 3 4 5 20 40 60 80 100 ln u M E w w Waktu menit uME tahap awal static-mixer uME tahap akhir static-mixer uME blade agitator 66 Gambar 34. Hubungan konsentrasi uME selama reaksi transesterifikasi menggunakan static-mixer dan blade agitator pada suhu 60 o C Gambar 33. Hubungan konsentrasi uME selama reaksi transesterifikasi menggunakan static-mixer dan blade agitator pada suhu 55 o C y = -3.995x + 4.605 R² = 1 y = -0.021x + 0.165 R² = 0.901 y = -0.049x + 4.601 R² = 0.977 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 20 40 60 80 100 ln u M E w w Waktu menit uME tahap awal static-mixer uME tahap akhir static-mixer uME blade agitator y = -4.000x + 4.605 R² = 1 y = -0.022x + 0.217 R² = 0.908 y = -0.054x + 4.403 R² = 0.976 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 20 40 60 80 100 ln uM E ww Waktu menit uME tahap awal static-mixer uME tahap akhir static-mixer uME blade agitator 67 Gambar 36. Hubungan konsentrasi uME selama reaksi transesterifikasi menggunakan static-mixer dan blade agitator pada suhu 70 o C Gambar 35. Hubungan konsentrasi uME selama reaksi transesterifikasi menggunakan static-mixer dan blade agitator pada suhu 65 o C y = -4.006x + 4.605 R² = 1 y = -0.023x + 0.257 R² = 0.944 y = -0.052x + 4.210 R² = 0.951 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 20 40 60 80 100 ln uME w w Waktu menit uME tahap awal static-mixer uMEtahap akhir static-mixer uME blade agitator y = -4.051x + 4.605 R² = 1 y = -0.024x + 0.268 R² = 0.951 y = -0.057x + 3.977 R² = 0.913 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 20 40 60 80 100 ln u M E w w Waktu menit uME tahap awal static-mixer uME tahap akhir static-mixer uME blade agitator 68

4.2.4 Energi Aktivasi Ea dan Frekuensi Tumbukan A

Menurut persamaan Arhenius Atkins, 1986, hubungan antara konstanta laju, energi aktivasi, dan frekuensi tumbukan dapat dinyatakan dalam persamaan [29]: di mana Ea adalah energi aktivasi kJmol, R adalah konstanta gas 0.00813 kJ mol -1 K -1 dan A adalah frekuensi tumbukan menit -1 . Data pada Tabel 11 digunakan untuk menentukan Ea dan A dengan melakukan plot antara ln k dengan kebalikan suhu absolute 1T seperti tersaji dalam Gambar 37, 38 untuk static- mixer dan Gambar 39 untuk blade agitator. Energi aktivasi Ea dan frekuensi tumbukan A yang dihitung berdasarkan persamaan [29] baik tahap awal dan akhir reaksi dalam static-mixer serta E dan A hasil reaksi dalam blade agitator disajikan dalam Tabel 10. Tabel tersebut juga menunjukkan hasil dari percobaan yang dilakukan oleh penelitian lain. Gambar 37. Plot Arhenius antara konstanta laju reaksi ln k 1 tahap awal dengan kebalikan suhu mutlak menggunakan static-mixer ln k = ln A – EaRT …………………………………………………….……[29] y = ‐0.161x + 1.869 R² = 0.827

1.36 1.37

1.38 1.39

1.4 1.41 2.9 2.95 3 3.05 3.1 3.15 ln k m in ‐1 1T x 10 ‐ 3°K 69 Gambar 38. Plot Arhenius antara konstanta laju reaksi ln k 2 tahap akhir dengan kebalikan suhu mutlak menggunakan static-mixer Gambar 39. Plot Arhenius antara konstanta laju reaksi ln k dengan kebalikan suhu mutlak menggunakan blade agitator y = ‐2.013x + 2.185 R² = 0.807 ‐4.2 ‐4.1 ‐4 ‐3.9 ‐3.8 ‐3.7 ‐3.6 2.9 2.95 3 3.05 3.1

3.15

ln k m in ‐1 1T x 10 ‐ 3°K y = ‐1.265x + 0.830 R² = 0.983 ‐3.2 ‐3.1 ‐3 ‐2.9 ‐2.8 2.9 2.95 3 3.05 3.1

3.15

ln k min ‐1 1T x 10 ‐ 3°K