Kinetika Reaksi Esterifikasi. Kinetika Reaksi pada Proses Pembuatan Biodiesel

waktu tertentu. Syarat terjadinya reaksi kimia adalah energi kinetik molekul harus melebihi energi aktivasi. Energi kinetik ditingkatkan dengan meningkatkan suhu reaksi dan pengadukan, sedangkan katalis berperan untuk mendapatkan jalan reaksi alternatif yang mengarahkan pada reaksi dengan energi aktivasi lebih rendah Petrucci 1992.

2.6.2.1 Kinetika Reaksi Esterifikasi.

Reaksi esterifikasi antara metanol dengan asam lemak bebas secara umum dapat digambarkan sebagai berikut: k 1 R 1 COOH + R 2 OH R 1 COO –R 2 + H 2 O k 2 d[ALB] dt = - k 1 [ALB][A] + k 2 [H 2 O] [E] d[E]dt = - k 1 [ALB][A] + k 2 [H 2 O] [E] d[ALB] dt = d[E]dt Menurut Hangx et al. 2001 kinetika reaksi esterifikasi antara etanol dengan asam asetat dengan katalis asam membentuk etil asetat menunjukkan bahwa tetapan laju reaksi pembentukan etil asetat k 1 jauh lebih besar daripada tetapan laju reaksi penguraian k 2 , nilai k 1 65 o C adalah 0,147 molkg-s sedangkan k 2 65 o C adalah 0,0268 molkg-s. Kondisi tersebut juga ditemukan oleh Nijhuis et al. 2001 yang menyatakan bahwa tetapan laju reaksi pembentukan ester dari asam heksanoat dengan etanol k 1 jauh lebih besar daripada tetapan laju reaksi penguraian k 2 , nilai k 1 = 0,46 lg katalis- menit sedangkan k 2 adalah 0,lg katalis- menit. Pola grafik konsentrasi asam dengan waktu selama proses esterifikasi berdasarkan penelitian Kirbaslar et al. 2000; Guner et al. 1996; Oluwaniyi et al. 2003 adalah turun sebanding dengan peningkatan konsentrasi alkil ester sampai dengan waktu tertentu kemudian konstan. Berdasarkan pola hubungan konsentrasi asam asetat dan waktu, dengan menggunakan metode integrasi dengan asumsi reaksi berjalan secara irreversibel menunjukkan bahwa laju reaksi orde dua merupakan plot yang paling baik dari seluruh percobaan Guner et al. 1996 seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Kondisi tersebut sesuai dengan hasil penelitian Grezik et al. 2003 yang menyatakan bahwa reaksi esterifikasi antara alkohol berupa n-heksanol dengan asam malat anhidrid dengan katalis tetrabutil titanat mempunyai orde reaksi dua. 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035 0,040 25 50 75 100 125 150 175 Waktu Menit 1C Gambar 8 Plot hubungan seperkonsentrasi asam 1C dengan waktu reaksi selama proses esterifikasi Guner et al. 1996. Penetapan kinetika reaksi esterifikasi asam malat anhidrat dengan n- heksanol menggunakan katalis asam sulfat anhidrat 0,05-0,2 dan tetrabutil titanat anhidrat pada suhu 383-433 K dengan perbandingan alkohol dan asam malat anhidrat 3:1, 5:1, dan 10:1 melalui reaksi dua tahap yaitu pembentukan monoester dan diester dilakukan oleh Gresik et al. 2003 sebagai berikut: • Katalis asam sulfat r = k C Cat Cm k = 4,63 10 5 exp-14400±200RT [m 3 molmin] • Katalis tributil titanat r = k C A Cm k = 1,86 10 3 exp-17200±400RT [m 3 molmin] • Tidak menggunakan katalis r = k Cm 2 k = 1,20 10 4 exp-18000±400RT [m 3 molmin] Kinetika reaksi esteririfikasi asam lemak bebas dari minyak biji Thevetia Peruviana dengan metanol pada orde satu menunjukkan bahwa nilai tetapan laju reaksi dipengaruhi oleh nisbah molar asam lemak bebas dengan metanol, tetapan laju reaksi nisbah molar metanol 1:1 adalah 0,0017menit dan nisbah molar metanol 1:3 adalah 0,0076 menit Oluwaniyi dan Ibiyemi 2003. Menurut Guner et al. 1996 tetapan laju esterifikasi antara asam oleat dengan gliserol dengan katalis asam sulfat tidak ada perbedaan yang nyata terhadap pengaruh konsentrasi katalis, namun ada perbedaan yang nyata terhadap pengaruh suhu, nilai k pada suhu 180 o C adalah 1,6334 x10 -4 menit, pada suhu 200 o C adalah 2,7556 x 10 -4 menit, suhu 220 o C adalah 6,9700 x 10 -4 menit dan pada suhu 240 o C adalah 2,1292 X 10 -3 menit.

2.6.2.2 Kinetika Reaksi Transesterifikasi. Menurut Freedman et al. 1986;