Karakterisasi Hydrotalcite dan Biodiesel

commit to user pada 45°C yaitu 87 dan pada 32 o C yaitu 64. Temperatur yang rendah akan menghasilkan konversi yang lebih tinggi namun dengan waktu reaksi yang lebih lama. Destianna et al., 2007.

8. Karakterisasi Hydrotalcite dan Biodiesel

a. Atomic Absorption Spectrophotometer AAS Spektroskopi Serapan Atom SSA merupakan suatu metode analisis kimia untuk menentukan unsur-unsur logam dan semi logam dalam jumlah renik trace. Penentuan kadar logam dari suatu sampel dengan metode SSA, dapat dilakukan dengan cara kurva kalibrasi maupun penambahan standar Skoog et al., 1997. Penelitian Alnavis 2010 yang telah mensintesis Mg-Al hidrotalsit dari brine water tiruan menggunakan spektrofotometer serapan atom SSA untuk mengetahui kandungan Mg 2+ dan Ca 2+ sebelum dan sesudah pengendapan Ca 2+ . Analisis kandungan Mg 2+ dan Ca 2+ menggunakan spektrofotometer serapan atom SSA sesuai dengan prosedur SNI. Brine water sebanyak 100 mL dikocok hingga homogen dan ditambah 2 mL HCl 1:1. Larutan dipanaskan sampai hampir kering kemudian ditambahkan 1 mL lantan klorida LaCl 3 50 gL dan diencerkan dengan akuabides hingga 100 mL. Untuk analisis kandungan Mg 2+ larutan tersebut diencerkan dengan 10.000 kali faktor pengenceran. Standar dibuat dari MgNO 3 2 .6H 2 O dengan variasi konsentrasi 0; 0,2 ; 0,4 ; 0,8 ; 1,2 ; 1,6 dan 2 mgL. Sedangkan untuk analisis kandungan Ca 2+ larutan diencerkan dengan 100 kali faktor pengenceran. Standar dibuat dari CaCl 2 .2H 2 O dengan variasi konsentrasi 0; 2; 4; 6; 8 dan 10 mgL. Keasaman standar dibuat sama dengan keasaman sampel. Analisis kandungan Mg 2+ dari brine water setelah pengendapan Ca 2+ sesuai dengan prosedur di atas. Kameda et al., 2000 menyatakan bahwa pengotor CaCO 3 dapat diendapkan dengan cara menambahkan larutan Na 2 CO 3 dan NaHCO 3 ke dalam brine water dan memanaskannya selama 1 jam pada temperatur 95 ºC. Pengendapan dengan cara ini dapat mengendapkan 3 ion Mg 2+ dan 96 ion Ca 2+ dari total ion-ion logam tersebut dalam brine water. 21 commit to user b. X-Ray Diffractometer XRD Untuk mengetahui kristalinitas suatu zat padat, instrumen yang biasa digunakan adalah X-ray difraction XRD. Setiap kristal mempunyai harga d yang khas sehingga dengan mengetahui harga d maka jenis kristalnya dapat diketahui. Referensi harga d dan intensitas suatu senyawa dapat diperoleh dari data Joint Committee on Powder Diffraction Standars JCPDS yang bersumber dari International Centre for Difraction Data West, 1992. Hidrotalsit dengan anion antar lapisan berupa CO 3 2- dicirikan oleh harga d sekitar 7,80 Å. Pencirian ini disebutkan pula dalam hasil penelitian yang dilakukan oleh Kloprogge, Wharton, Hickey, dan Frost 2002. Penelitian Rhee dan Kang 2002 mendapatkan MgAl-hidrotalsit dengan rasio 4, 3, dan 2 dengan nilai d 7,90; 7,82; dan 7,65 Å. Nilai d menurun dengan meningkatnya kandungan Al. Penelitian Analvis 2010 yang telah mensintesis Mg-Al hydrotalcite-like dari brine water dengan rasio MgAl = 2,0 pada difraktogram XRD memiliki tiga puncak dengan intensitas tertinggi yaitu pada harga 2 θ sebesar 11,66°, 23,45°, dan 34,57° yang merupakan karakter pada senyawa hydrotalcite. Gambar 8. Difraktogram XRD Mg-Al hidrotalsit a JCPDS 14-191 Sharma et al ., 2008, b Mg-Al hydrotalcite komersial, c Mg-Al hydrotalcite dari brine water Persentase kandungan senyawa dalam sampel diketahui dengan membandingkan intensitas puncak difraksi karena intensitas tersebut sebanding 22 commit to user dengan fraksi senyawa dalam sampel Willard et al., 1988. Persentase kandungan senyawa dalam sampel dihitung dengan rumus: kandungan =     100 1 1        t s I I I I 3 II 1 s : jumlah intensitas relatif puncak senyawa dalam sampel. II 1 t : jumlah intensitas relatif total sampel. c. ThermogravimetricDifferential Thermal Analysis TGDTA Thermogravimetric Analyzer TGA secara otomatis mencatat perubahan berat suatu sistem bila temperaturnya berubah dengan laju tertentu. Perubahan temperatur dan berat direkam secara kontinyu. Differential Thermal Analyzer DTA akan mendeteksi setiap perubahan termal yang terkait dengan peristiwa atau reaksi kimia, baik yang berjalan secara eksotermik maupun endotermik. Kedua peristiwa ini ditampilkan dalam bentuk termogram differensial sebagai puncak maksimum dan minimum. Puncak maksimum menunjukan peristiwa eksotermis dimana panas akan dilepaskan oleh sampel. Puncak minimum menunjukan peristiwa endotermis dimana terjadi penyerapan panas oleh sampel. Menurut Yang et al., 2002 analisis termal Mg-Al-CO 3 layered double hydroxide dapat diidentifikasi dari : a. Pelepasan interlayer air pada temperatur 70-190 °C dan terdapat dua fase kristal yang berbeda secara bersamaan, fase I dengan suatu basal spacing antara 7,5- 7,3 Å dan fase II dengan basal spacing ~ 6,6 Å, struktur layered double hydroxide masih tetap utuh. b. Pada temperatur antara 190-280 °C, OH - berikatan dengan Al 3+ yang mulai lepas pada suhu 190 °C dan terlepas seluruhnya pada temperatur 280 °C. Pada temperatur ini fase I diubah ke dalam fase II. c. Pada temperatur antara 280-405 °C, OH - berikatan dengan Mg 2+ yang mulai lepas pada suhu 280 °C dan terlepas seluruhnya pada temperatur 405 °C, degradasi dari struktur layered double hydroxide juga diamati pada daerah yang sama. 23 commit to user d. Pada temperatur 405-508 °C, CO 3 2- mulai lepas dan terlepas seluruhnya pada temperatur 508 °C. Pada temperatur ini material menjadi suatu campuran larutan padatan oksida amorf metastabil. Salah satu contoh bentuk termogram TGDTA Mg-Al hydrotalcite seperti ditunjukkan oleh Gambar 10 Zhao et al., 2003. Gambar 9. TGDTA Mg-Al hydrotalcite d. Fourier Transform Infra Red FTIR Daerah pengamatan bilangan gelombang spektra infra merah yang biasanya digunakan untuk mencirikan kurva dari kebanyakan mineral lempung menurut Tan 1982 adalah: a. Daerah antara 4000-3000 cm -1 yang diakibatkan oleh getaran ulur dari air yang terserap dan atau gugus OH oktahedral. Daerah ini disebut daerah gugus fungsional. b. Daerah antara 1400-800 yan disebut daerah sidik jari. Spektra infra merah dari hydrotalcite mempunyai puncak-puncak khas seperti pada Tabel 5. 24 commit to user Tabel 5. Gugus Fungsi Mg-Al hydrotalcite-like Gugus Fungsi Bilangan Gelombang cm -1 Uluran OH dan M-O 3400-3500 a,b Tekukan OH 1650 d Uluran simetris O=C-O 1385 a,c Uluran asimetris O=C-O 1500,5 c Tekukan O=C-O 650 a Uluran Mg-O dan Al-O 400-600 a 2 puncak Sumber : a Kannan 1995 dalam Johnson dan Glasser 2003, b Bhaumik, et al 2004, c Di Cosimo, et al 1998, d Yang et al 2007 e. Hidrogen Nuclear Magnetic Resonance 1 HNMR Persentase konversi metil ester yang diperoleh dapat diketahui dengan menggunakan 1 HNMR. Proton disekitar gugus trigliseirda ditunjukkan oleh puncak pada daerah 4-4,3 ppm. Proton disekitar gugus metil ester ditunjukkan oleh puncak pada daerah 3,7 ppm. Sedangkan proton α–CH 2 ditunjukkan oleh puncak pada daerah 2,3 ppm. Contoh spektra 1 HNMR seperti pada Gambar 4. Gambar 10. Spektrum 1 H NMR hasil transesterifikasi minyak kedelai. A,G, dan M merupakan proton dari α–CH 2, gliserida, dan metil ester. Nilai konversi metil ester yang dinyatakan sebagai konsentrasi metil ester ditentukan dengan rumus: 25 commit to user TAG ME ME ME I 9 I 5 I 5 x 100 C   6 Keterangan: C ME = konversi metil ester, I ME = nilai integrasi puncak metil ester, , dan I TAG = nilai integrasi puncak triasilgliserol, . Faktor 5 dan 9 adalah jumlah proton yang terdapat pada gliseril dalam molekul trigliserida mempunyai 5 proton dan tiga molekul metil ester yang dihasilkan dari satu molekul trigliserida mempunyai 9 proton Knothe, 2000.

B. Kerangka Pemikiran