PERCEPATAN REAKSI KIMIA DENGAN PEMANASAN MIKROWAVE
JURNAL APLIKASI FISIKA
VOLUME 11
NOMOR 2
AGUSTUS 2015
PERCEPATAN REAKSI KIMIA DENGAN PEMANASAN MIKROWAVE
I.N. Sudiana dan M. Zamrun Firihu
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo,
Kendari, Sulawesi Tenggara, 93231
E-mail : nyoman.sudiana@uho.ac.id
Abstrak
Penelitian ini untuk membuat silica keramik dengan menggunakan energi mikrowave.
Silika diproduksi dari sekam padi yang diperoleh di persawahan di Sulawesi Tenggara.
Silika yang diperoleh memiliki kemurnian rata-rata 93.8 %. Silika ini di buat pellet lalu
disinterring sampai suhu 1100 oC untuk mendapatkan keramik dengan kualitas tinggi.
Mikrowave yang digunakan dari hasil modifikasi oven microwave komersial. Hasilnya
dibandingkan dengan pemanasan biasa (dengan tanur listrik). Hasil ekperimen
menunjukkan perbedaan yang signifikan dibandingkan keramik hasil pemanasan
biasaterhadap sifat-sifat keramik. Ini menunjukkan bahwa ada ‘microwave effect’
terhadap silika selama sintering.
Kata Kunci: mikrowave, reaksi kimia, microwave effect.
diyakini
I. PENDAHULUAN
Mikrowave
belakangan
diaplikasikan
kehidupan.
di
berbagai
bidang
bidang
kimia,
Dalam
[1].
ini
konveksi, konduksi, dan atau radiasi panas
dari permukaan
material melalui interaksi molekul dengan
molekul dan dipole dalam bahan atau ion-
medan elektromagnetik [2]. Mikrowave
yang beperan
dapat
mengubah energi ektromagnetik menjadi
ultrasound, dan oksidasi
ekonomis, namun tetap mempertahankan
dibandingkan
ramah
dengan
untuk
pembuatan
seperti eksploitasi steam, hidrotermal,
mikrowave umumnya cepat, bersih dan
dan
diterapkan
biomass, berbagai tehnik pretreatment
panas. Reaksi kimia dengan memanfaatkan
reaksi
material. Sebaliknya
energi mikrowave ditransfer langsung pada
kimiawi memanfaatkan kemampuan gerak
hasil
Pada proses konvensional energi
termal ditransfer ke material melalui
pemanasan dan sumber energi pada proses
ion konduksi dalam zat
sebagai teknologi masa depan
basah telah
dilakukan untuk lignoselulosa biomassa.
lingkungan
Mikrowave
metode
pretreatment
merupakan
pretreatment dengan efisiensi energi dan
konvensional. Oleh karena itu mikrowave
38
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
mudah diimplementasikan untuk level
absorpsi akan terjadi seperti konduksi
komersial [3].
ionic, relaksasi ion, proses multi phonon,
Beberapa laporan menyebutkan bahwa
mikrowave
mempercepat
dsb
reaksi,
[5].
Absorspsi
tersebut
yang
transfer
material
berbeda-beda
yang
dihasilkan
oleh
material adalah hasil dari semua proses
berdasarkan kecepatan dan homogenitas
panas
microwave
dari
untuk
masing-masing
karna
selain
gelombang mikro. Sebagai contoh, waktu
dipengaruhi lingkungan juga oleh kondisi
reaksi
termodinamik bahan.
menjadi
Pretreatment
yang
lebih
cepat
[4].
Secara umum rata-rata energy yang
diserap persatuan volume oleh bahan
adalah:
menggunakan mikrowave
dipadukan
dengan
penambahan
NaOH dapat meningkatkan kadar selulosa
[1]
batang pisang kepok dibandingkan dengan
dimana ε adalah konstanta dielektrik dari
metode konvensional [4].
material,
Namun sampai saat ini mekanisme
adalah kecepatan sudut, H
meningkatkan
adalah medan magnet, o pemeabiliti
reaksi kimia masih dalam perdebatan.
magnetik, adalah dielectric losses
Beberapa penelitian mengemukakan teori
adalah magnetic losses, adalah , adalah
tentang
tambahan
konduksi ionic, dan 0 adalah permitivitas
(ponderomotive force) ataupun karena
dari ruang hampa. Mekanisme pemanasan
munculnya titik-titik panas baru (new
oleh komponen medan E dari microwave
hotspot) dalam bahan
yang bereaksi
diperlihatkan pada Gambar 1 [6]. Medan E
selama di radiasi oleh mikrowave. Dalam
menyebabkan osilasi dari dipole dan ion,
tulisan
osilasi ini diteruskan ke menjadi vibrasi
bagaimana
mikrowave
keberadaan
ini
dianalisis
gaya
beberapa
hasil
kisi dan selanjutnya meningkatkan suhu
microwave pada reaksi kimia.
benda akibat gerak molekul.
II. Mekanisme absorpsi microwave
Saat radiasi microwave diberikan
pada
material,
beberapa
mekanisme
39
Percepatan Reaksi………………………………………………………………….(Sudiana,dkk)
Gambar 1 Konversi energi selama pemanasan microwave oleh komponen medan E [6].
Penyerapan energi ini menyebabkan kenaikan temperature dari bahan,
sesuai
dengan Persamaan 2 [5]. Nampak dari persamaan 2 bahwa laju kenaikan suhu sangat
bergantung pada sifat bahan.
ε ε
Dimana ε
(2)
dielectric loss efektif, f adalah frekuensi ( Hz), Erms akar rata-rata kuadrat dari
medan E( V/m), adalah kerapatan ( kg/m3 ) dan Cp adalah kapasitas panas benda
( J/kgoC). Mekanisme serapan gelombang elektromagnetik pada bahan sangat bergantung
pada frekuensi gelombang EM selain suhu dan sifat termodinamik benda lainnya.
Kebergantungan pada frekuensi digambarkan seperti pada Gambar 2.
Fig. 2 Mekanisme serapan dari gelombang elektromagnetik pada bahan untuk berbagai frekuensi EM
40
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
III. EKPERIMEN
CHEMISTRY
Dalam
microwave
MICROWAVE
untuk
aplikasi
reaksi
kimia.
Pengukuran suhu juga harus seakurat mungkin
ekperimen
agar dapat dianalisa microwave effect nya
menggunakan
microwave untuk reaksi kimia dibutuhkan
dengan
peralatan khusus yang yang dirangkai dengan
fiberoptik karna bila menggunakan sensor
microwave agar hasil reaksi seperti gas, uap,
suhu
dan
dicelupkan dan akan mempengaruhi reaksi
atau
tekanan
yang
tinggi
tidak
benar.
biasa
Biasanya
seperti
menggunakan
thermocouple
harus
kimia dalam pengukurannya.
menimbulkan kerusakan pada microwave.
Gambar 3 dan 4 salah satu contoh desain
Gambar 3. Rancangan tabung reaksi untuk mikrowave yang dilengkapi dengan pengaman
dan multitabung [6]
41
Percepatan Reaksi………………………………………………………………….(Sudiana,dkk)
Gambar 4. Microwave raktor kimia (kiri) yang dilengkapi dengan pengukur suhu fiber
optic dan reactor konvensional (kanan) [6]
III. HASIL-HASIL EKPERIMEN MIKROWAVE MEMPERCEPAT REAKSI
KIMIA
Dibawah ini ditampilkan efek microwave terhadap beberapa proses kimiawi.
Walaupun penjelasan teoritiknya belum memadai dapat ekperimen ini dapat diulang dan
menghasilkan hasil yang mengindikasikan bahwa ada percapatan proses akibat gelombang
microwave.Tabel 1 menunjukkan proses kimia dan perbandingan hasilnya dengan
microwave dan cara konvensional.
Tabel 1. Perbandingan hasil reaksi menggunakan radiasi microwave dan metode
konvensional [1]
Durasi (menit)
% Hasil
Reaksi
Konvensional Microwave Konvensional Microwave
Sintesis Fluoresein
600
35
70
82
60
8
70
73
Reaksi Biginelli
360
35
70
75
Sintesis Aspirin
130
1
85
92
Kondensasi pada
benzoin dengan Urea
Hasil lain adalah percepatan reaksi Mannich (Gambar 5) dan efek microwave ditampilkan
pada dan Tabel 2.
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
Nampak pada suhu yang sama dan waktu yang sama hasil reaksi dengan microwave lebih
banyak. Hal ini jelas menunjukkan adanya nonthermal effect.
Gambar 5. Reaksi Mannich
Tabel 2. Perbandingan hasil reaksi Mannich menggunakan radiasi microwave dan metode
konvensional (oil bath)
Metode
Reaksi
Suhu (oC)
Waktu
Hasil (%)
Mikrowave (7 W)
65
5 jam
79
Reaksi
Mikrowave (57 W)
65
5 jam
83
Mannich
Konvensional
65
5 jam
81
Percepatan oksidasi dari benzyl alcohol pada microwave prosessing dilaporkan oleh
ddd,dkk [7]. Dari grafik ini menunjukkan bahwa oksidasi dari benzyl alcohol pada
microwave (MW) jauh lebih cepat dibandingkan dengan konvensional(CH).
Gambar 6. Oksidasi dari benzyl alcohol pada microwave (MW) dan konvensional(CH)
heating [7]
Hasil-hasil ini menunjukkan bahwa
bukan wadahnya. Sebuah contoh khas
microwave mempercepat reaksi kimia.
adalah penggunaan radiasi gelombang
Pemanasan dengan cara radiasi microwave
mikro dalam proses pengabuan. Sebagai
adalah proses yang sangat efisien dan
sistem pengabuan bisa mencapai suhu
menghasilkan penghematan energi yang
lebih dari 800 ° C dalam 50 menit
signifikan.
dibandingkan dengan cara konvensional
Hal
ini
terutama
karena
yang lama [8].
microwave memanaskan hanya sampel
42
Gambar 7 Pemanasan reaksi kimia dengan konvensional (kiri) dan microwave (kanan)
Pemanasan
dengan
radiasi
sebelum tersebar ke bahan yang bereaksi
seperti
metode
(Gambar7).
microwave
tidak
pemanasan
konvensional,
yang
Walaupun banyak hasil menunjukkan
memberikan pemanasan merata di seluruh
microwave mempercepat proses kimiawi
campuran
namun beberapa ilmuwan meragukannya.
reaksi
(Gambar
2),
yang
meningkatkan suhu dari seluruh volume,
Hal
dimana
dalam
pengukuran
tabung
selama reaksi sehingga beberapa peneliti
minyak panas (oil bath) dimana bagian
mengklaim bahwa perbedaan hasil tersebut
dinding yang pertama-tama dipanaskan
bukan
diikuti dengan campuran reaksi yang
perbedaan suhu dari reaktan. Analisis dari
kontak langsung dengan dinding pembuluh
level energi diuraikan berikut ini.
pada
konvensional
pemanasan
seperti
dengan
ini
karna
susahnya
temperature
karna
microwave
membuat
yang
akurat
tapi
Tabel 3. Frekuensi microwave, panjang gelombang, dan energi photon
Frekuensi (GHz)
Panjang Gelombang
Energi (eV)
(mm)
0.3
300
1.24 x 10-6
1.24 x 10-3
1000
1
Tabel 4. Level energi ikatan atom
Energi level
eV
Gerak Brown
(200 K)
0.017
Ikatan
Hidrogen
0,04-0,44
Ikatan kovalen
4,51 (C-H) dan
3,82 (C-C)
kJ/mol
1.64
3,8-42
4,35 (C-H) dan
3,68 (C-C)
Tabel 5. Driving force untuk proses kimia dan sintering
Ikatan
Ionik
7,6
730
karna
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
Driving Force(F )
Nilai
d
-18
Driving force untuk sintering
10
Driving force microwave
(Ponderomotive force)
10
Driving force untuk reaksi kimia
10
-18
dan ikatan antar atom dan driving force
untuk reaksi kimia menunjukkan bahwa
kecil kemungkinan secara langsung foton
microwave
mempercepat
reaksi.
Namun microwave menimbulkan spot-spot
panas seperti yang dilaporkan oleh hamper
semua peneliti. Hal ini menimbulkan
gradient suhu dalam reaktan sehingga
kemungkinan mampu mempercepat reaksi
seperti hasil ekperimen yang dilaporkan
para peneliti sebelumnya.
IV
KESIMPULAN
Mikrowave mempercepat reaksi kimia di
klaim
oleh
para
peneliti.
Hasil-hasil
ekperimen belakangan ini menunjukkan
kesesuaian dengan prediksi para ilmuwan.
Namun penjelasan teoritik dari hasil-hasil
tersebut belum memadai. Gradient suhu
dalam reaktan akibat radiasi microwave
kemungkinan salah satu penyebabnya.
43
N
-16
to 10
-15
Nampak dari level energi dari microwave
dari
-17
to 10
N
-13
to 10 N
REFERENSI
[1] Gaba, M., Dhingra N. 2011.
Microwave
chemistry:
General
Features and Applications. Indian
Journal of Pharmaceutical Education
and Research.
[2] Thostenson E.T., Chou T.W. 1999.
Microwave processing : Fundamental
and
Applications,
Elsevier
Composites : Part A 30 (1999) 10551071.
[3] Kannan S., T. Ahmed A.S, Ani F. N,
2013. Advanced Materials Research
Vol. 701 (2013) pp 249-253.
[4] Rosyidin K., K. Yusuf, 2015.,
Prosiding
Simposium
Nasional
Inovasi dan Pembelajaran Sains 2015.
[5] Sutton, W. H., , Microwave Solutions
for Ceramic Engineers, Am. Cer.
Soc.,
Ed.by
D.E.
Clark, D.C.
Folz, C.E. Folgar, M.M. Mahmoud ,
pp. 35-65 ( 2005).
[6] K.I. Rybakov, E.A. Olevsky, E.V.
Krikun,2013, , J. of American
Ceramic Society 96 (4), 1003-1020
[7] Proefschrift, 2009, thesis, Eindhoven
University of Technology.
[8] Taylor M, Atri SS, Minhas S.2005.
Evalueserve analysis: Developments
in microwave chemistry.
VOLUME 11
NOMOR 2
AGUSTUS 2015
PERCEPATAN REAKSI KIMIA DENGAN PEMANASAN MIKROWAVE
I.N. Sudiana dan M. Zamrun Firihu
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Halu Oleo,
Kendari, Sulawesi Tenggara, 93231
E-mail : nyoman.sudiana@uho.ac.id
Abstrak
Penelitian ini untuk membuat silica keramik dengan menggunakan energi mikrowave.
Silika diproduksi dari sekam padi yang diperoleh di persawahan di Sulawesi Tenggara.
Silika yang diperoleh memiliki kemurnian rata-rata 93.8 %. Silika ini di buat pellet lalu
disinterring sampai suhu 1100 oC untuk mendapatkan keramik dengan kualitas tinggi.
Mikrowave yang digunakan dari hasil modifikasi oven microwave komersial. Hasilnya
dibandingkan dengan pemanasan biasa (dengan tanur listrik). Hasil ekperimen
menunjukkan perbedaan yang signifikan dibandingkan keramik hasil pemanasan
biasaterhadap sifat-sifat keramik. Ini menunjukkan bahwa ada ‘microwave effect’
terhadap silika selama sintering.
Kata Kunci: mikrowave, reaksi kimia, microwave effect.
diyakini
I. PENDAHULUAN
Mikrowave
belakangan
diaplikasikan
kehidupan.
di
berbagai
bidang
bidang
kimia,
Dalam
[1].
ini
konveksi, konduksi, dan atau radiasi panas
dari permukaan
material melalui interaksi molekul dengan
molekul dan dipole dalam bahan atau ion-
medan elektromagnetik [2]. Mikrowave
yang beperan
dapat
mengubah energi ektromagnetik menjadi
ultrasound, dan oksidasi
ekonomis, namun tetap mempertahankan
dibandingkan
ramah
dengan
untuk
pembuatan
seperti eksploitasi steam, hidrotermal,
mikrowave umumnya cepat, bersih dan
dan
diterapkan
biomass, berbagai tehnik pretreatment
panas. Reaksi kimia dengan memanfaatkan
reaksi
material. Sebaliknya
energi mikrowave ditransfer langsung pada
kimiawi memanfaatkan kemampuan gerak
hasil
Pada proses konvensional energi
termal ditransfer ke material melalui
pemanasan dan sumber energi pada proses
ion konduksi dalam zat
sebagai teknologi masa depan
basah telah
dilakukan untuk lignoselulosa biomassa.
lingkungan
Mikrowave
metode
pretreatment
merupakan
pretreatment dengan efisiensi energi dan
konvensional. Oleh karena itu mikrowave
38
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
mudah diimplementasikan untuk level
absorpsi akan terjadi seperti konduksi
komersial [3].
ionic, relaksasi ion, proses multi phonon,
Beberapa laporan menyebutkan bahwa
mikrowave
mempercepat
dsb
reaksi,
[5].
Absorspsi
tersebut
yang
transfer
material
berbeda-beda
yang
dihasilkan
oleh
material adalah hasil dari semua proses
berdasarkan kecepatan dan homogenitas
panas
microwave
dari
untuk
masing-masing
karna
selain
gelombang mikro. Sebagai contoh, waktu
dipengaruhi lingkungan juga oleh kondisi
reaksi
termodinamik bahan.
menjadi
Pretreatment
yang
lebih
cepat
[4].
Secara umum rata-rata energy yang
diserap persatuan volume oleh bahan
adalah:
menggunakan mikrowave
dipadukan
dengan
penambahan
NaOH dapat meningkatkan kadar selulosa
[1]
batang pisang kepok dibandingkan dengan
dimana ε adalah konstanta dielektrik dari
metode konvensional [4].
material,
Namun sampai saat ini mekanisme
adalah kecepatan sudut, H
meningkatkan
adalah medan magnet, o pemeabiliti
reaksi kimia masih dalam perdebatan.
magnetik, adalah dielectric losses
Beberapa penelitian mengemukakan teori
adalah magnetic losses, adalah , adalah
tentang
tambahan
konduksi ionic, dan 0 adalah permitivitas
(ponderomotive force) ataupun karena
dari ruang hampa. Mekanisme pemanasan
munculnya titik-titik panas baru (new
oleh komponen medan E dari microwave
hotspot) dalam bahan
yang bereaksi
diperlihatkan pada Gambar 1 [6]. Medan E
selama di radiasi oleh mikrowave. Dalam
menyebabkan osilasi dari dipole dan ion,
tulisan
osilasi ini diteruskan ke menjadi vibrasi
bagaimana
mikrowave
keberadaan
ini
dianalisis
gaya
beberapa
hasil
kisi dan selanjutnya meningkatkan suhu
microwave pada reaksi kimia.
benda akibat gerak molekul.
II. Mekanisme absorpsi microwave
Saat radiasi microwave diberikan
pada
material,
beberapa
mekanisme
39
Percepatan Reaksi………………………………………………………………….(Sudiana,dkk)
Gambar 1 Konversi energi selama pemanasan microwave oleh komponen medan E [6].
Penyerapan energi ini menyebabkan kenaikan temperature dari bahan,
sesuai
dengan Persamaan 2 [5]. Nampak dari persamaan 2 bahwa laju kenaikan suhu sangat
bergantung pada sifat bahan.
ε ε
Dimana ε
(2)
dielectric loss efektif, f adalah frekuensi ( Hz), Erms akar rata-rata kuadrat dari
medan E( V/m), adalah kerapatan ( kg/m3 ) dan Cp adalah kapasitas panas benda
( J/kgoC). Mekanisme serapan gelombang elektromagnetik pada bahan sangat bergantung
pada frekuensi gelombang EM selain suhu dan sifat termodinamik benda lainnya.
Kebergantungan pada frekuensi digambarkan seperti pada Gambar 2.
Fig. 2 Mekanisme serapan dari gelombang elektromagnetik pada bahan untuk berbagai frekuensi EM
40
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
III. EKPERIMEN
CHEMISTRY
Dalam
microwave
MICROWAVE
untuk
aplikasi
reaksi
kimia.
Pengukuran suhu juga harus seakurat mungkin
ekperimen
agar dapat dianalisa microwave effect nya
menggunakan
microwave untuk reaksi kimia dibutuhkan
dengan
peralatan khusus yang yang dirangkai dengan
fiberoptik karna bila menggunakan sensor
microwave agar hasil reaksi seperti gas, uap,
suhu
dan
dicelupkan dan akan mempengaruhi reaksi
atau
tekanan
yang
tinggi
tidak
benar.
biasa
Biasanya
seperti
menggunakan
thermocouple
harus
kimia dalam pengukurannya.
menimbulkan kerusakan pada microwave.
Gambar 3 dan 4 salah satu contoh desain
Gambar 3. Rancangan tabung reaksi untuk mikrowave yang dilengkapi dengan pengaman
dan multitabung [6]
41
Percepatan Reaksi………………………………………………………………….(Sudiana,dkk)
Gambar 4. Microwave raktor kimia (kiri) yang dilengkapi dengan pengukur suhu fiber
optic dan reactor konvensional (kanan) [6]
III. HASIL-HASIL EKPERIMEN MIKROWAVE MEMPERCEPAT REAKSI
KIMIA
Dibawah ini ditampilkan efek microwave terhadap beberapa proses kimiawi.
Walaupun penjelasan teoritiknya belum memadai dapat ekperimen ini dapat diulang dan
menghasilkan hasil yang mengindikasikan bahwa ada percapatan proses akibat gelombang
microwave.Tabel 1 menunjukkan proses kimia dan perbandingan hasilnya dengan
microwave dan cara konvensional.
Tabel 1. Perbandingan hasil reaksi menggunakan radiasi microwave dan metode
konvensional [1]
Durasi (menit)
% Hasil
Reaksi
Konvensional Microwave Konvensional Microwave
Sintesis Fluoresein
600
35
70
82
60
8
70
73
Reaksi Biginelli
360
35
70
75
Sintesis Aspirin
130
1
85
92
Kondensasi pada
benzoin dengan Urea
Hasil lain adalah percepatan reaksi Mannich (Gambar 5) dan efek microwave ditampilkan
pada dan Tabel 2.
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
Nampak pada suhu yang sama dan waktu yang sama hasil reaksi dengan microwave lebih
banyak. Hal ini jelas menunjukkan adanya nonthermal effect.
Gambar 5. Reaksi Mannich
Tabel 2. Perbandingan hasil reaksi Mannich menggunakan radiasi microwave dan metode
konvensional (oil bath)
Metode
Reaksi
Suhu (oC)
Waktu
Hasil (%)
Mikrowave (7 W)
65
5 jam
79
Reaksi
Mikrowave (57 W)
65
5 jam
83
Mannich
Konvensional
65
5 jam
81
Percepatan oksidasi dari benzyl alcohol pada microwave prosessing dilaporkan oleh
ddd,dkk [7]. Dari grafik ini menunjukkan bahwa oksidasi dari benzyl alcohol pada
microwave (MW) jauh lebih cepat dibandingkan dengan konvensional(CH).
Gambar 6. Oksidasi dari benzyl alcohol pada microwave (MW) dan konvensional(CH)
heating [7]
Hasil-hasil ini menunjukkan bahwa
bukan wadahnya. Sebuah contoh khas
microwave mempercepat reaksi kimia.
adalah penggunaan radiasi gelombang
Pemanasan dengan cara radiasi microwave
mikro dalam proses pengabuan. Sebagai
adalah proses yang sangat efisien dan
sistem pengabuan bisa mencapai suhu
menghasilkan penghematan energi yang
lebih dari 800 ° C dalam 50 menit
signifikan.
dibandingkan dengan cara konvensional
Hal
ini
terutama
karena
yang lama [8].
microwave memanaskan hanya sampel
42
Gambar 7 Pemanasan reaksi kimia dengan konvensional (kiri) dan microwave (kanan)
Pemanasan
dengan
radiasi
sebelum tersebar ke bahan yang bereaksi
seperti
metode
(Gambar7).
microwave
tidak
pemanasan
konvensional,
yang
Walaupun banyak hasil menunjukkan
memberikan pemanasan merata di seluruh
microwave mempercepat proses kimiawi
campuran
namun beberapa ilmuwan meragukannya.
reaksi
(Gambar
2),
yang
meningkatkan suhu dari seluruh volume,
Hal
dimana
dalam
pengukuran
tabung
selama reaksi sehingga beberapa peneliti
minyak panas (oil bath) dimana bagian
mengklaim bahwa perbedaan hasil tersebut
dinding yang pertama-tama dipanaskan
bukan
diikuti dengan campuran reaksi yang
perbedaan suhu dari reaktan. Analisis dari
kontak langsung dengan dinding pembuluh
level energi diuraikan berikut ini.
pada
konvensional
pemanasan
seperti
dengan
ini
karna
susahnya
temperature
karna
microwave
membuat
yang
akurat
tapi
Tabel 3. Frekuensi microwave, panjang gelombang, dan energi photon
Frekuensi (GHz)
Panjang Gelombang
Energi (eV)
(mm)
0.3
300
1.24 x 10-6
1.24 x 10-3
1000
1
Tabel 4. Level energi ikatan atom
Energi level
eV
Gerak Brown
(200 K)
0.017
Ikatan
Hidrogen
0,04-0,44
Ikatan kovalen
4,51 (C-H) dan
3,82 (C-C)
kJ/mol
1.64
3,8-42
4,35 (C-H) dan
3,68 (C-C)
Tabel 5. Driving force untuk proses kimia dan sintering
Ikatan
Ionik
7,6
730
karna
JAF Vol 11 No. 2 (2015) 38-43
Driving Force(F )
Nilai
d
-18
Driving force untuk sintering
10
Driving force microwave
(Ponderomotive force)
10
Driving force untuk reaksi kimia
10
-18
dan ikatan antar atom dan driving force
untuk reaksi kimia menunjukkan bahwa
kecil kemungkinan secara langsung foton
microwave
mempercepat
reaksi.
Namun microwave menimbulkan spot-spot
panas seperti yang dilaporkan oleh hamper
semua peneliti. Hal ini menimbulkan
gradient suhu dalam reaktan sehingga
kemungkinan mampu mempercepat reaksi
seperti hasil ekperimen yang dilaporkan
para peneliti sebelumnya.
IV
KESIMPULAN
Mikrowave mempercepat reaksi kimia di
klaim
oleh
para
peneliti.
Hasil-hasil
ekperimen belakangan ini menunjukkan
kesesuaian dengan prediksi para ilmuwan.
Namun penjelasan teoritik dari hasil-hasil
tersebut belum memadai. Gradient suhu
dalam reaktan akibat radiasi microwave
kemungkinan salah satu penyebabnya.
43
N
-16
to 10
-15
Nampak dari level energi dari microwave
dari
-17
to 10
N
-13
to 10 N
REFERENSI
[1] Gaba, M., Dhingra N. 2011.
Microwave
chemistry:
General
Features and Applications. Indian
Journal of Pharmaceutical Education
and Research.
[2] Thostenson E.T., Chou T.W. 1999.
Microwave processing : Fundamental
and
Applications,
Elsevier
Composites : Part A 30 (1999) 10551071.
[3] Kannan S., T. Ahmed A.S, Ani F. N,
2013. Advanced Materials Research
Vol. 701 (2013) pp 249-253.
[4] Rosyidin K., K. Yusuf, 2015.,
Prosiding
Simposium
Nasional
Inovasi dan Pembelajaran Sains 2015.
[5] Sutton, W. H., , Microwave Solutions
for Ceramic Engineers, Am. Cer.
Soc.,
Ed.by
D.E.
Clark, D.C.
Folz, C.E. Folgar, M.M. Mahmoud ,
pp. 35-65 ( 2005).
[6] K.I. Rybakov, E.A. Olevsky, E.V.
Krikun,2013, , J. of American
Ceramic Society 96 (4), 1003-1020
[7] Proefschrift, 2009, thesis, Eindhoven
University of Technology.
[8] Taylor M, Atri SS, Minhas S.2005.
Evalueserve analysis: Developments
in microwave chemistry.