OPTIMASI TRANSPOR ASAM ASETAT MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH DENGAN MENGGUNAKAN TRIETILAMIN (TEA) SEBAGAI ZAT PEMBAWA.
OPTIMASI TRANSPOR ASAM ASETAT MELALUI TEKNIK
MEMBRAN CAIR FASA RUAH DENGAN MENGGUNAKAN
TRIETILAMIN (TEA) SEBAGAI ZAT PEMBAWA
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
OKTAVIGA WULANDARI
BP : 1010412018
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
i
INTISARI
OPTIMASI TRANSPOR ASAM ASETAT MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR
FASA RUAH DENGAN MENGGUNAKAN TRIETILAMIN (TEA) SEBAGAI
ZAT PEMBAWA
Oleh:
Oktaviga Wulandari (1010412018)
Dibimbing Oleh Djufri Mustafa, M.Sc dan Imelda, M.Si
Transpor Asam Asetat dari fasa sumber ke fasa penerima telah diteliti dengan
menggunakan trietilamin sebagai zat pembawa melalui membran cair fasa ruah
yang terdiri dari 12 mL larutan asam asetat sebagai fasa sumber, 24 mL NaOH
sebagai fasa penerima, dan 30 mL kloroform di fasa membran. Teknis operasi
percobaan dibantu dengan pengadukan magnetic stirrer dengan kecepatan 250
rpm dengan waktu kesetimbangan 15 menit. Konsentrasi asam asetat yang
tertranspor ke fasa penerima dan sisa di fasa sumber ditentukan dengan
metoda titrasi. Hasil penelitian diperoleh bahwa transpor optimum asam asetat
adalah pada saat konsentrasi pengasaman (HCl) 1,5 N di fasa sumber,
-3
konsentrasi asam asetat di fasa sumber 0,15 M konsentrasi trietilamin 5x10 M
di fasa membran, konsentrasi NaOH 0,08 M di fasa penerima, lama
pengadukan 60 menit. Pada kondisi ini didapatkan persentase transpor asam
asetat di fasa penerima 76,00 % dan sisa di fasa sumber 11,67 %.
Kata Kunci : Asam asetat, trietilamin, membran cair fasa ruah
vi
ABSTRACT
Optimization Transport of Acetic Acid through Bulk Liquid Membrane
Technique Using Triethylamine as Carrier
By:
Oktaviga Wulandari (1010412018)
Advised by Djufri Mustafa, M.Sc and Imelda, M.Si
Acetic acid transport from the donor phase into the acceptor phase had been
researched by using triethylamine as carrier through bulk liquid membrane
consist of 12 mL acetic acid in donor phase, 24 mL NaOH in acceptor phase
and 30 mL chloroform in membrane phase. The experiment operation technique
was assisted by magnetic stirrer mixing at 250 rpm speed within 15 minutes
equilibrium time. The concentration of acetic acid transported to acceptor phase
and the remaining in the donor phase were determined by titrimetric method.
The result showed that the optimum transport of acetic acid was at 1.5 N acid
concentration (HCl) in the donor phase and concentration of acetic acid was
-3
0.15 M in donor phase, triethylamine concentration was 5x10 M in the
membrane phase, 0.08 M NaOH concentration in the acceptor phase, and
stirring 60 minutes long. In this condition the percentage obtained transport of
acetic acid in acceptor phase was 76.00% and the remaining in the donor
phase was 11.67%.
Keywords : Acetic Acid, triethylamine, bulk liquid membrane
vii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Limbah dari berbagai sumber industri merupakan salah satu isu lingkungan
utama dalam beberapa tahun terakhir. Banyak industri yang menghasilkan
limbah organik seperti asam karboksilat dimana limbah tersebut mengandung
bagian-bagian yang dapat diolah dan digunakan kembali.
Asam asetat merupakan salah satu dari polutan organik yang paling banyak
dari sumber-sumber industri. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan
bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi
polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat,
maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat
digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer
juga sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia
akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. Perannya yang sangat
penting sebagai pereaksi kimia dan industri membuat asam asetat menjadi
salah satu sumber limbah yang mencemari lingkungan [1,2].
Konsentrasi dari asam asetat didalam limbah bervariasi kisaran 0,1 hingga
5%, tergantung pada sifat dan proses dari penggunaan asam asetat itu sendiri.
Jika dibuang ke badan air, limbah tersebut akan berkontribusi terhadap
peningkatan kebutuhan oksigen. Oleh karena itu pengolahan limbah asam
asetat menjadi suatu hal yang sangat penting.
Metoda pemisahan senyawa asam asetat dari larutan air atau campurannya
yang lazim digunakan adalah metoda ekstraksi pelarut. Metoda ini didasarkan
pada pemisahan ion atau molekul dengan cara mengekstraknya dari pelarut air
ke dalam pelarut organik dan kemudian diekstraksi kembali ke dalam pelarut
air. Untuk itu diperlukan sekali suatu teknik pemisahan agar dapat memisahkan
senyawa asam asetat dari air limbah baik sebagai air buangan industri ataupun
pencemaran lingkungan lainnya.
Bila ditinjau dari aspek ekonomis metoda ini kurang efektif karena selain
membutuhkan bahan-bahan kimia relatif banyak juga waktu pemisahan yang
1
lama. Oleh hal tersebut maka dicari suatu alternatif lain untuk proses
pemisahan, yang salah satunya adalah teknik membran cair fasa ruah.
Teknik membran cair fasa ruah ini mempunyai beberapa keuntungan antara
lain cara perlakuan yang mudah dan praktis bahkan lebih mudah bila
dibandingkan dengan teknik emulsi membran cair, serta mempunyai selektifitas
dan efisiensi yang tinggi. Selain pelarut organiknya yang dapat didaur ulang,
proses ekstraksi dan ekstraksi balik (stripping) senyawa asam asetat dapat
berlangsung secara berulang sehingga memungkinkan proses ekstraksi
dengan teknik membran cair fasa ruah ini lebih ekonomis dibandingkan dengan
teknik ekstraksi pelarut [3,4,5].
1.2 Rumusan Masalah
Proses transpor asam asetat dengan zat pembawa trietilamin melalui membran
cair fasa ruah belum pernah dilakukan. Oleh karena itu, pada penelitian ini
dipelajari proses transpor senyawa asam asetat dalam melintasi membran
dengan mencari kondisi optimum transpor senyawa asam asetat tersebut di
antar fasa. Dengan teknik ini diharapkan senyawa asam asetat dapat ditranspor
dari fasa sumber ke fasa penerima melewati suatu membran organik dan asam
asetat yang ditranspor dinetralisir oleh NaOH membentuk natrium asetat
sehingga tidak dapat lagi berdifusi balik.
Pada penelitian ini dilakukan percobaan terhadap konsentrasi pengasaman
di fasa sumber, konsentrasi dari asam asetat di fasa sumber, konsentrasi
NaOH di fasa penerima, konsentrasi trietilamin di fasa membran serta waktu
dalam proses transpor.
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi optimum sistem transpor
asam asetat dari fasa sumber ke fasa penerima melalui teknik membran cair
fasa ruah. Diharapkan diperoleh informasi data kondisi optimum sistem transpor
untuk asam asetat sehingga dapat ditranspor ke fasa penerima.
2
1.4 Manfaat Penelitian
Setelah diperoleh gambaran optimasi transpor senyawa asam asetat antar fasa
dan kondisi operasai yang tepat, diharapkan hasil penelitian ini dapat menjadi
informasi serta pembelajaran tentang proses transpor asam asetat melalui
membran cair fasa ruah serta dapat membuka gerbang untuk penelitian lebih
lanjut dalam skala laboratorium sebagai pembelajaran dan juga skala industri.
3
MEMBRAN CAIR FASA RUAH DENGAN MENGGUNAKAN
TRIETILAMIN (TEA) SEBAGAI ZAT PEMBAWA
Skripsi Sarjana Kimia
Oleh
OKTAVIGA WULANDARI
BP : 1010412018
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
i
INTISARI
OPTIMASI TRANSPOR ASAM ASETAT MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR
FASA RUAH DENGAN MENGGUNAKAN TRIETILAMIN (TEA) SEBAGAI
ZAT PEMBAWA
Oleh:
Oktaviga Wulandari (1010412018)
Dibimbing Oleh Djufri Mustafa, M.Sc dan Imelda, M.Si
Transpor Asam Asetat dari fasa sumber ke fasa penerima telah diteliti dengan
menggunakan trietilamin sebagai zat pembawa melalui membran cair fasa ruah
yang terdiri dari 12 mL larutan asam asetat sebagai fasa sumber, 24 mL NaOH
sebagai fasa penerima, dan 30 mL kloroform di fasa membran. Teknis operasi
percobaan dibantu dengan pengadukan magnetic stirrer dengan kecepatan 250
rpm dengan waktu kesetimbangan 15 menit. Konsentrasi asam asetat yang
tertranspor ke fasa penerima dan sisa di fasa sumber ditentukan dengan
metoda titrasi. Hasil penelitian diperoleh bahwa transpor optimum asam asetat
adalah pada saat konsentrasi pengasaman (HCl) 1,5 N di fasa sumber,
-3
konsentrasi asam asetat di fasa sumber 0,15 M konsentrasi trietilamin 5x10 M
di fasa membran, konsentrasi NaOH 0,08 M di fasa penerima, lama
pengadukan 60 menit. Pada kondisi ini didapatkan persentase transpor asam
asetat di fasa penerima 76,00 % dan sisa di fasa sumber 11,67 %.
Kata Kunci : Asam asetat, trietilamin, membran cair fasa ruah
vi
ABSTRACT
Optimization Transport of Acetic Acid through Bulk Liquid Membrane
Technique Using Triethylamine as Carrier
By:
Oktaviga Wulandari (1010412018)
Advised by Djufri Mustafa, M.Sc and Imelda, M.Si
Acetic acid transport from the donor phase into the acceptor phase had been
researched by using triethylamine as carrier through bulk liquid membrane
consist of 12 mL acetic acid in donor phase, 24 mL NaOH in acceptor phase
and 30 mL chloroform in membrane phase. The experiment operation technique
was assisted by magnetic stirrer mixing at 250 rpm speed within 15 minutes
equilibrium time. The concentration of acetic acid transported to acceptor phase
and the remaining in the donor phase were determined by titrimetric method.
The result showed that the optimum transport of acetic acid was at 1.5 N acid
concentration (HCl) in the donor phase and concentration of acetic acid was
-3
0.15 M in donor phase, triethylamine concentration was 5x10 M in the
membrane phase, 0.08 M NaOH concentration in the acceptor phase, and
stirring 60 minutes long. In this condition the percentage obtained transport of
acetic acid in acceptor phase was 76.00% and the remaining in the donor
phase was 11.67%.
Keywords : Acetic Acid, triethylamine, bulk liquid membrane
vii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Limbah dari berbagai sumber industri merupakan salah satu isu lingkungan
utama dalam beberapa tahun terakhir. Banyak industri yang menghasilkan
limbah organik seperti asam karboksilat dimana limbah tersebut mengandung
bagian-bagian yang dapat diolah dan digunakan kembali.
Asam asetat merupakan salah satu dari polutan organik yang paling banyak
dari sumber-sumber industri. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan
bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi
polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat,
maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat
digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer
juga sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia
akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. Perannya yang sangat
penting sebagai pereaksi kimia dan industri membuat asam asetat menjadi
salah satu sumber limbah yang mencemari lingkungan [1,2].
Konsentrasi dari asam asetat didalam limbah bervariasi kisaran 0,1 hingga
5%, tergantung pada sifat dan proses dari penggunaan asam asetat itu sendiri.
Jika dibuang ke badan air, limbah tersebut akan berkontribusi terhadap
peningkatan kebutuhan oksigen. Oleh karena itu pengolahan limbah asam
asetat menjadi suatu hal yang sangat penting.
Metoda pemisahan senyawa asam asetat dari larutan air atau campurannya
yang lazim digunakan adalah metoda ekstraksi pelarut. Metoda ini didasarkan
pada pemisahan ion atau molekul dengan cara mengekstraknya dari pelarut air
ke dalam pelarut organik dan kemudian diekstraksi kembali ke dalam pelarut
air. Untuk itu diperlukan sekali suatu teknik pemisahan agar dapat memisahkan
senyawa asam asetat dari air limbah baik sebagai air buangan industri ataupun
pencemaran lingkungan lainnya.
Bila ditinjau dari aspek ekonomis metoda ini kurang efektif karena selain
membutuhkan bahan-bahan kimia relatif banyak juga waktu pemisahan yang
1
lama. Oleh hal tersebut maka dicari suatu alternatif lain untuk proses
pemisahan, yang salah satunya adalah teknik membran cair fasa ruah.
Teknik membran cair fasa ruah ini mempunyai beberapa keuntungan antara
lain cara perlakuan yang mudah dan praktis bahkan lebih mudah bila
dibandingkan dengan teknik emulsi membran cair, serta mempunyai selektifitas
dan efisiensi yang tinggi. Selain pelarut organiknya yang dapat didaur ulang,
proses ekstraksi dan ekstraksi balik (stripping) senyawa asam asetat dapat
berlangsung secara berulang sehingga memungkinkan proses ekstraksi
dengan teknik membran cair fasa ruah ini lebih ekonomis dibandingkan dengan
teknik ekstraksi pelarut [3,4,5].
1.2 Rumusan Masalah
Proses transpor asam asetat dengan zat pembawa trietilamin melalui membran
cair fasa ruah belum pernah dilakukan. Oleh karena itu, pada penelitian ini
dipelajari proses transpor senyawa asam asetat dalam melintasi membran
dengan mencari kondisi optimum transpor senyawa asam asetat tersebut di
antar fasa. Dengan teknik ini diharapkan senyawa asam asetat dapat ditranspor
dari fasa sumber ke fasa penerima melewati suatu membran organik dan asam
asetat yang ditranspor dinetralisir oleh NaOH membentuk natrium asetat
sehingga tidak dapat lagi berdifusi balik.
Pada penelitian ini dilakukan percobaan terhadap konsentrasi pengasaman
di fasa sumber, konsentrasi dari asam asetat di fasa sumber, konsentrasi
NaOH di fasa penerima, konsentrasi trietilamin di fasa membran serta waktu
dalam proses transpor.
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kondisi optimum sistem transpor
asam asetat dari fasa sumber ke fasa penerima melalui teknik membran cair
fasa ruah. Diharapkan diperoleh informasi data kondisi optimum sistem transpor
untuk asam asetat sehingga dapat ditranspor ke fasa penerima.
2
1.4 Manfaat Penelitian
Setelah diperoleh gambaran optimasi transpor senyawa asam asetat antar fasa
dan kondisi operasai yang tepat, diharapkan hasil penelitian ini dapat menjadi
informasi serta pembelajaran tentang proses transpor asam asetat melalui
membran cair fasa ruah serta dapat membuka gerbang untuk penelitian lebih
lanjut dalam skala laboratorium sebagai pembelajaran dan juga skala industri.
3