95
i OPTIMALISASI REAKSI ESTERIFIKASI ASAM ASETAT DENGAN 1-HEKSENA, SEBAGAI SALAH SATU TAHAPAN PADA PROSES PEMBUATAN ETANOL DINI NOVALIA PRATIWI PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2011 M / 1432 H

DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

  • Upload
    vutram

  • View
    233

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

i

OPTIMALISASI REAKSI ESTERIFIKASI ASAM ASETAT

DENGAN 1-HEKSENA, SEBAGAI SALAH SATU TAHAPAN

PADA PROSES PEMBUATAN ETANOL

DINI NOVALIA PRATIWI

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011 M / 1432 H

Page 2: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

ii

OPTIMALISASI REAKSI ESTERIFIKASI ASAM ASETAT

DENGAN 1-HEKSENA, SEBAGAI SALAH SATU TAHAPAN

PADA PROSES PEMBUATAN ETANOL

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh :

DINI NOVALIA PRATIWI 106096003235

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011 M/ 1432 H

Page 3: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

iii

Page 4: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

iv

Page 5: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

v

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI ADALAH

HASIL KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI

SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU

LEMBAGA MANAPUN.

Jakarta, Juni 2011

Dini Novalia Pratiwi

106096003235

Page 6: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu ’alaikum wr. wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat, hidayah, dan inayah-Nya,

sehingga laporan tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini merupakan

tahapan akhir dan tugas utama dari serangkaian kuliah yang harus diselesaikan

dalam menempuh pendidikan strata satu pada Program Studi Kimia, UIN Syarif

Hidayatullah Jakarta.

Dalam tugas akhir ini, penulis menyajikan Optimalisasi Reaksi Esterifikasi

Asam Asetat dengan 1-Heksena, Sebagai Salah Satu Tahapan pada Proses

Pembuatan Etanol, yang didukung dengan berbagai sumber referensi.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan ini.

Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang membangun diharapkan dari

pembaca.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak DR. Syopiansyah Jaya Putra, M.Sis, selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

2. Bapak Drs. Dede Sukandar, M.Si, selaku Ketua Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

Jakarta.

3. Bapak Dr. Achmad Hanafi Setiawan dan Ibu Siti Nurbayti, M.Si, selaku

pembimbing I dan II yang telah memberikan pengarahan maupun masukan

dalam penyusunan tugas akhir ini.

Page 7: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

vii

4. Ibu Nurhasni, M.Si, selaku pembimbing akademik yang telah banyak

memberikan arahan dalam menyelesaikan kuliah ini dengan baik.

5. Ayahanda Abdul Rahman, ibunda Sri Aisyah, serta kakanda Sigit Agung

Prawira tercinta atas dorongan dan do’anya yang senantiasa mengiringi

gerak langkah penulis.

6. Bapak Yan Irawan, Ibu Savitri, Mas Ghozali, dan Ibu Ijah yang telah banyak

memberikan bantuan selama proses penelitian berlangsung di Pusat

Penelitian Kimia – LIPI.

7. Mustaofidatul Jamaliah, sebagai sahabat dan rekan kerja yang banyak

membantu selama kuliah dan penelitian di Pusat Penelitian Kimia – LIPI.

8. M. Hero Shiddiqi yang telah banyak memberikan masukan dan semangatnya

hingga tahap penyusunan tugas akhir ini.

9. Teman-teman seperjuangan yang juga telah memberikan semangat dan

sarannya sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.

Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih. Semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi pembaca serta semoga Allah swt selalu melimpahkan taufik dan

hidayah-Nya kepada kita semua. Amiin.

Wassalamu ‘alaikum wr. wb.

Jakarta, Juni 2011

Penulis

Page 8: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................................... Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................................... vi

DAFTAR ISI ............................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. x

DAFTAR TABEL ..................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xiii

ABSTRAK ................................................................................................. xv

ABSTRACT ................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah .............................................................................. 3

1.3. Hipotesis .............................................................................................. 3

1.2. Tujuan Penelitian ................................................................................. 4

1.2. Manfaat Penelitian ............................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................... 5

2.1. Bahan Bakar Etanol .............................................................................. 5

2.2. Reaksi Esterifikasi ................................................................................ 6

2.2.1. Esterifikasi asam karboksilat ...................................................... 6

2.2.3. Variabel-variabel yang mempengaruhi reaksi esterifikasi ............ 7

2.3. Bahan Baku Produksi Ester .................................................................. 8

2.3.1. Asam asetat ................................................................................ 8

2.3.2. 1-heksena ................................................................................... 10

2.3.3. Katalis ........................................................................................ 11

Page 9: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

ix

2.4. Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR) ......................... 20

2.5. Kromatografi Gas Spektroskopi Massa (GC-MS) ................................. 22

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 25

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 25

3.2. Alat dan Bahan ..................................................................................... 25

3.3. Prosedur Kerja ..................................................................................... 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................ 29

4.1. Pengujian Bilangan Asam dan Bilangan Ester ...................................... 29

4.1.1. Pengaruh katalis ......................................................................... 29

4.1.2. Pengaruh rasio reaktan ................................................................ 33

4.2. Analisa Kualitatif dengan FTIR ............................................................ 36

3.3. Analisa Kualitatif dengan GC-MS ........................................................ 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 49

5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 49

3.2. Saran .................................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 50

LAMPIRAN .............................................................................................. 53

Page 10: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman Judul ..................................................................................... Halaman

Gambar 1. Struktur asam asetat ................................................................ 8 Gambar 2. Reaksi karbonilasi metanol ..................................................... 9 Gambar 3. Reaksi oksidasi asetaldehida ........................................................ 9 Gambar 4. Struktur 1-heksena .................................................................. 11 Gambar 5. Diagram penurunan energi aktifasi oleh katalis ....................... 12 Gambar 6. Struktur kerangka ZSM-5 ....................................................... 19 Gambar 7. Skema alat spektrofotometer inframerah ................................. 21 Gambar 8. Susunan peralatan untuk proses esterifikasi ................................. 26 Gambar 9. Pengaruh katalis terhadap bilangan asam ................................ 30 Gambar 10. Pengaruh katalis terhadap bilangan ester ................................. 31 Gambar 11. Pengaruh konsentrasi katalis ZSM-5 terhadap bilangan asam ...... 32 Gambar 12. Pengaruh konsentrasi katalis ZSM-5 terhadap bilangan ester ...... 32 Gambar 13. Pengaruh rasio reaktan terhadap bilangan asam ....................... 34 Gambar 14. Pengaruh rasio reaktan terhadap bilangan ester ....................... 35 Gambar 15. Spektrum FTIR asam asetat pada frekuensi 4000 - 500 cm-1 ... 36 Gambar 16. Spektrum FTIR heksena pada frekuensi 4000 - 500 cm-1 ........ 37

Gambar 17. Spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis H2SO4 5% pada frekuensi 4000 - 500 cm-1 .............................. 39 Gambar 18. Spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis ZSM-5 15% pada frekuensi 4000 - 500 cm-1 ........................... 41 Gambar 19. Kromatogram GC-MS sampel uji (1:1) dengan katalis H2SO4 5% ............................................................................... 43 Gambar 20. Kromatogram GC-MS sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 5% .............................................................................. 44

Page 11: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

xi

Gambar 21. Kromatogram GC-MS sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% ............................................................................ 45 Gambar 22. Reaksi esterifikasi asam asetat dengan 1-heksena ................... 46 Gambar 23. Struktur senyawa heksil asetat ................................................ 47 Gambar 24. Mekanisme pembentukan senyawa 1-heksil asetat .................. 47

Page 12: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

xii

DAFTAR TABEL

Halaman Judul ..................................................................................... Halaman

Tabel 1. Sifat-sifat asam asetat .................................................................. 10 Tabel 2. Sifat-sifat 1-heksena .................................................................... 11 Tabel 3. Jenis-jenis bahan katalis .............................................................. 15 Tabel 4. Beberapa mineral zeolit yang terdapat pada batuan sedimen ........ 16 Tabel 5. Sifat-sifat asam sulfat .................................................................. 18 Tabel 6. Komposisi struktur ZSM-5 .......................................................... 20 Tabel 7. Interpretasi spektrum FTIR asam asetat ....................................... 37 Tabel 8. Interpretasi spektrum FTIR 1-heksena ......................................... 38 Tabel 9. Interpretasi spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis H2SO4 5% ........................................................................ 40 Tabel 10. Interpretasi spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis ZSM-5 15% .................................................................... 41 Tabel 11. Interpretasi spektrum massa sampel uji (1:1) dengan katalis H2SO4 5% .................................................................................. 43 Tabel 12. Interpretasi spektrum massa sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 5% .................................................................................. 44 Tabel 13. Interpretasi spektrum massa sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% ................................................................................ 46

Page 13: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Judul ..................................................................................... Halaman

Lampiran 1. Diagram produksi bioetanol ................................................. 53 Lampiran 2. Peralatan yang digunakan untuk proses esterifikasi ............... 54 Lampiran 3. Sampel hasil proses esterifikasi ............................................ 55 Lampiran 4. Kondisi Operasi GC-MS ...................................................... 56 Lampiran 5. Data pengujian bilangan asam fraksi bawah dengan rasio reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:1 ...................................... 57 Lampiran 6. Data pengujian bilangan asam fraksi bawah dengan katalis H2SO4 5% ............................................................................ 58 Lampiran 7. Data pengujian bilangan asam fraksi bawah dengan katalis ZSM-5 15% .......................................................................... 59 Lampiran 8. Data pengujian bilangan ester fraksi atas dengan rasio reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:1 .................................................. 60 Lampiran 9. Data pengujian bilangan ester fraksi atas dengan katalis H2SO4 5% ............................................................................ 61 Lampiran 10. Data pengujian bilangan ester fraksi atas dengan katalis ZSM-5 15% .......................................................................... 62 Lampiran 11. Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi 4000-500 cm-1 ...................................................................... 63 Lampiran 12. Hasil analisa FTIR terhadap senyawa asam asetat pada frekuensi 4000-500 cm-1 ....................................................... 64 Lampiran 13. Hasil analisa FTIR terhadap senyawa heksil asetat pada frekuensi 4000-500 cm-1 ....................................................... 65 Lampiran 14. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5% pada frekuensi 4000-500 cm-1 66 Lampiran 15. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:2) dengan katalis H2SO4 5% pada frekuensi 4000-500 cm-1 67

Page 14: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

xiv

Lampiran 16. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% pada frekuensi 4000-500 cm-1 68 Lampiran 17. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:2) dengan katalis ZSM-5 15% pada frekuensi 4000-500 cm-1 69 Lampiran 18. Hasil analisa GC sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5% ..................................................... 70 Lampiran 19. Hasil analisa MS sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5% ..................................................... 71 Lampiran 20. Hasil analisa GC sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 5% .................................................... 72 Lampiran 21. Hasil analisa MS sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 5% .................................................... 73 Lampiran 22. Hasil analisa GC sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% .................................................. 74 Lampiran 23. Hasil analisa MS sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% (Puncak 1) ................................. 75 Lampiran 24. Hasil analisa MS sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% (Puncak 2) ................................. 76 Lampiran 25. Hasil analisa MS sampel uji asam asetat : 1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% (Puncak 3) ................................. 77 Lampiran 26. Pola fragmentasi heksil asetat ............................................... 78 Lampiran 27. Pola pemisahan spin untuk proton-proton dalam heksil asetat pada 1H-NMR ...................................................................... 79

Page 15: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

xv

Dini Novalia Pratiwi , Optimalisasi Reaksi Esterifikasi Asam Asetat dengan 1-Heksena, sebagai Salah Satu Tahapan pada Proses Pembuatan Etanol, dibawah bimbingan Dr. Achmad Hanafi Setiawan dan Siti Nurbayti, M.Si.

ABSTRAK

Pada penelitian ini dilakukan optimalisasi reaksi esterifikasi asam asetat dengan 1-heksena, sebagai salah satu tahapan pada proses pembuatan etanol. Proses ini berlangsung pada kondisi 60oC selama 8 jam. Variasi parameter yang digunakan adalah katalis H2SO4 5% dan 10%, ZSM-5 5%, 10%, dan 15%, serta rasio mol reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:1, 1:2, 2:1, 3:1, dan 5:1. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui kondisi optimum diantara variasi tersebut sehingga dihasilkan produk ester yang diinginkan, katalis yang dapat digunakan, dan mengidentifikasi senyawa ester yang terbentuk pada hasil proses esterifikasi tersebut. Hasil esterifikasi terbaik diperoleh pada variasi rasio mol reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:2 baik dengan katalis H2SO4 5% maupun ZSM-5 15%. Hasil analisa FTIR menunjukkan bahwa senyawa ester telah terbentuk yang ditunjukkan dengan adanya gugus C=O (υ = 1726,22 cm-1 - 1732,08 cm-1) dan C–O (υ = 1263,37 cm-1 - 1265,30 cm-1). Hasil analisa GCMS juga menunjukkan hal yang sama, dengan perkiraan senyawa ester yang terbentuk adalah heksil asetat dengan similaritas sebesar 79% hingga 88%.

Kata Kunci : Esterifikasi, etanol, asam asetat, 1-heksena, heksil asetat.

Page 16: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

xvi

Dini Novalia Pratiwi , Optimalization of Esterification Reaction of Acetic Acid with 1-Hexene, as One of Step in Making of Ethanol Process, supervised by Dr. Achmad Hanafi Setiawan and Siti Nurbayti, M.Si.

ABSTRACT

In this research, has done optimalization of esterification reaction of acetic acid with 1-hexene, as one of step in making of ethanol process. This process takes place at 60oC for 8 hours. Variation in this research used catalysts like H2SO4 5% and 10%, ZSM-5 5%, 10%, and 15%, and ratio of mole (acetic acid: 1-hexene) 1:1, 1:2, 2:1, 3:1, and 5:1. The objective of research were to know the optimum condition from that variation until produced by desired ester product, the catalyst that can be used, and identification of the ester compound that formed on esterification process. The best result was got on ratio of mole (acetic acid: 1-hexene) 1:2 with H2SO4 5% nor ZSM-5 15% catalysts. FTIR result showed that ester has produced with signed of C=O group (υ = 1726,22 cm-1 - 1732,08 cm-1) and C–O group (υ = 1263,37 cm-1 - 1265,30 cm-1). GCMS result also showed that ester has produced with estimate of the ester was hexyl acetate with similarity was 79% until 88%.

Password: Esterification, ethanol, acetic acid, 1-hexene, hexyl acetate.

Page 17: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan kebutuhan energi dunia yang semakin meningkat dan

keterbatasan energi fosil menyebabkan perhatian saat ini ditujukan untuk mencari

sumber-sumber energi terbarukan seperti bioetanol yang berasal dari bahan baku

nabati (Effendi, 2010). Pengembangan bioenergi seperti bioetanol dari biomassa

sebagai sumber bahan baku yang dapat diperbarui merupakan satu alternatif yang

memiliki nilai positif dari aspek sosial dan lingkungan (Samsuri, 2007).

Saat ini, produksi etanol yang dikerjakan dalam skala besar hanya

menggunakan dua metode. Metode pertama adalah reaksi etilen dengan air pada

tekanan 7 MPa dan suhu 250 – 300˚C dengan katalis asam fosfat (H3PO4) yang

disangga pada senyawa inert, seperti silika. Proses ini sangat efisien dan

menghasilkan etanol berkualitas tinggi. Namun, metode ini mempunyai kendala,

yaitu etilen yang dibuat dari petroleum dan gas alam cair mulai langka

keberadaannya dan semakin mahal (Kiff et al., 1983).

Metode lainnya adalah melibatkan fermentasi karbohidrat untuk membuat

etanol. Metode tersebut saat ini digunakan dalam skala besar dan banyak

pabrik/industri yang dibangun untuk membuat etanol dengan cara ini. Metode ini

menggunakan bahan produk pertanian (Kiff et al., 1983). Bahan baku produksi

yang digunakan, antara lain nira aren, sorgum manis, biji sorgum, ubi kayu dan

lainnya (Ega dan Bambang, 2006). Namun, metode ini tidak dapat dilakukan

dalam jangka panjang karena bahan utamanya merupakan bahan persediaan

Page 18: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

2

makanan untuk hewan dan manusia. Dengan prospek yang seperti itu, pada

dekade selanjutnya, fermentasi tidak dapat diperhitungkan sebagai proses pilihan

untuk pembuatan industri alkohol dalam jumlah besar yang berkelanjutan (Kiff et

al., 1983).

Oleh karena itu, dipersiapkan sumber bahan baku alternatif untuk proses

produksi etanol yang murah dan bahannya tersedia dengan cepat tanpa

mengganggu keseimbangan ketersediaan bahan baku untuk pangan, pakan, dan

untuk sumber energi. Satu diantara energi alternatif yang relatif murah ditinjau

dari aspek produksinya dan relatif ramah lingkungan adalah pengembangan

bioetanol dari limbah-limbah pertanian (biomassa) yang mengandung banyak

lignoselulosa (Gozan et al., 2007). Bertolak dari keadaan tersebut, bisnis bioetanol

di Indonesia mempunyai prospek yang cerah karena memiliki potensi limbah

biomassa yang sangat melimpah seperti bagasse maupun molasses (Samsuri,

2007).

Berdasarkan jurnal United State Patent (Kiff et al., 1983), etanol dapat

dibuat dari asam asetat yang direaksikan dengan olefin yang memiliki minimal

empat atom karbon. Asam asetat direaksikan dengan olefin melalui proses

esterifikasi kemudian dihidrogenasi, dan pada tahap akhir, produk etanol

dipisahkan secara distilasi dari produk samping. Namun, dalam penelitian ini

hanya mencakup pada reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan olefin. Olefin

yang digunakan pada penelitian ini adalah 1-heksena.

Page 19: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

3

1.2. Perumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:

a. Apakah asam asetat dapat bereaksi dengan 1-heksena sehingga dihasilkan

suatu produk ester?

b. Bagaimana kondisi optimum proses reaksi tersebut dari rasio reaktan

sehingga dihasilkan suatu produk ester?

c. Bagaimana pengaruh konsentrasi katalis ZSM-5 dibandingkan dengan

katalis H2SO4 pada reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan 1-heksena?

1.3. Hipotesis

Berdasarkan perumusan masalah dan literatur-literatur yang diperoleh,

hipotesis penelitian ini, yaitu:

a. Asam asetat dan 1-heksena akan bereaksi dengan baik dan membentuk

produk ester.

b. Dalam skala kecil, proses esterifikasi antara asam asetat dengan 1-heksena

dapat berlangsung pada suhu 60˚C, rasio reaktan 1:2, dan waktu reaksi

8 jam.

c. Katalis ZSM-5 memiliki keaktifan yang tinggi dibandingkan katalis H2SO4,

dengan semakin besarnya konsentrasi, maka konversi produk yang

dihasilkan juga semakin besar.

Page 20: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

4

1.4. Tujuan Penelitian

Penelitian ini mempunyai tujuan sebagai berikut:

a. Mengetahui kondisi optimum reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan

1-heksena dari segi rasio mol reaktan (asam asetat : 1-heksena) dan

penggunaan jenis serta konsentasi katalis yang tepat sehingga dihasilkan

produk ester yang diinginkan.

b. Mengetahui katalis yang lebih aktif antara H2SO4 dan ZSM-5 dalam proses

esterifikasi antara asam asetat dengan 1-heksena.

c. Mengidentifikasi senyawa ester yang terbentuk pada hasil proses esterifikasi

antara asam asetat dengan 1-heksena.

1.5. Manfaat Penelitian

Dengan dilakukannya penelitian ini, diharapkan dapat memberikan

informasi tambahan tentang proses reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan

1-heksena sebagai langkah awal dalam pembuatan etanol dan memproduksi etanol

dengan bahan baku tersebut dalam skala besar.

Page 21: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Bahan Bakar Etanol

Etil alkohol atau etanol adalah salah satu turunan dari senyawa hidroksil

atau gugus OH, dengan rumus kimia C2H5OH. Bioetanol, tidak seperti minyak

bumi, yaitu suatu bentuk energi terbaharui yang dapat diproduksi dari hasil

produk pertanian. Sumber karbohidrat yang potensial untuk bahan baku produksi

bioetanol, antara lain nira aren, sorgum manis, biji sorgum, ubi kayu dan lainnya

(Ega dan Bambang, 2006).

Etanol dapat dibuat dengan menggunakan beberapa metode, seperti reaksi

etilen dengan air ataupun fermentasi karbohidrat. Selain itu, etanol dapat juga

dibuat dari asam asetat, yang merupakan proses hilir dari pengolahan biomassa

menjadi bahan bakar alternatif. Metode produksi etanol telah diketahui terdiri dari

beberapa tahapan, yaitu (Kiff et al., 1983):

1) Reaksi antara asam asetat dengan olefin (hidrokarbon tidak jenuh) yang

memiliki sekitar 4 – 10 atom karbon, dengan katalis asam sehingga dihasilkan

suatu ester (esterifikasi)

2) Hidrogenasi ester dari tahap 1 untuk menghasilkan campuran etanol dan

alkohol besar yang terdiri dari sejumlah atom karbon yang sama banyaknya

dengan olefin

3) Pemisahan campuran pada tahap 2 dengan destilasi fraksionasi menjadi etanol

dan alkohol besar

4) Recovery etanol

Page 22: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

6

5) Dehidrasi alkohol besar menjadi olefin murni

6) Penggunaan kembali olefin dari tahap 5 dengan asam asetat murni dan

kembali ke tahap 1 untuk proses esterifikasi.

2.2. Reaksi Esterifikasi

2.2.1. Esterifikasi asam karboksilat

Reaksi esterifikasi asam karboksilat adalah reaksi pembentukan ester

dengan berbahan dasar asam karboksilat. Ester asam karboksilat ini merupakan

suatu senyawa yang mengandung gugus –COOR dengan R yang berbentuk alkil

maupun aril (Fessenden & Fessenden, 2006).

Katalis yang digunakan dalam esterifikasi dapat berupa katalis asam atau

katalis basa dan berlangsung secara reversibel (Supardjan, 2004). Untuk

memperoleh rendemen tinggi dari ester tersebut, kesetimbangan harus digeser ke

arah sisi ester dengan menambahkan salah satu pereaksi secara berlebih. Kuat

asam dari asam karboksilat hanya memainkan peranan kecil dalam laju

pembentukan ester (Fessenden & Fessenden, 2006).

Kereaktifan asam karboksilat terhadap esterifikasi:

R3CCO2H R2CHCO2H RCH2CO2H CH3CO2H HCO2H

bertambahnya kereaktifan

Adapun metode konvensional yang dapat digunakan untuk

mengidentifikasi senyawa ester adalah dengan uji asam hidrosiamat. Senyawa

ester sebanyak 1 tetes ditambahkan dengan 1 mL hidroksilamin hidroklorida

0,5 N dalam etanol 95%. Kemudian ditambahkan 0,2 mL NaOH 6 N dan

dipanaskan campuran sampai mendidih. Selanjutnya campuran didinginkan dan

Page 23: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

7

ditambahkan 2 mL etanol 95 %. Hasil positif ditunjukkan oleh perubahan warna

larutan dan terbentuknya endapan merah bata saat ditambahkan dengan FeCl3 5%.

2.2.2. Variabel-variabel yang mempengaruhi reaksi esterifikasi

Reaksi esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa variabel. Variabel-variabel

yang dimaksud antara lain (Hakim dan Irawan, 2010):

1) Waktu reaksi

Semakin lama waktu reaksi maka kemungkinan kontak antar zat

semakin besar sehingga akan menghasilkan konversi yang besar. Jika

kesetimbangan reaksi sudah tercapai maka dengan bertambahnya waktu

reaksi tidak akan menguntungkan karena tidak memperbesar hasil.

2) Perbandingan zat pereaksi

Dikarenakan sifatnya yang reversibel, maka salah satu reaktan harus

dibuat berlebih agar optimal dalam pembentukan produk ester yang ingin

dihasilkan. Pada penelitian ini, salah satu reaktan yang harus dibuat berlebih

adalah 1-heksena.

3) Pengadukan

Pengadukan akan menambah frekuensi tumbukan antara molekul zat

pereaksi dengan zat yang bereaksi semakin baik sehingga mempercepat reaksi

dan reaksi terjadi sempurna. Hal ini sesuai dengan persamaan Arrhenius :

k = A . e (-Ea/RT)

Keterangan:

k = konstanta laju reaksi A = faktor frekuensi atau faktor pre-eksponensial Ea = energi aktivasi (kJ/mol) R = tetapan gas universal (0,0821 atm/mol.K atau 8,314 J/mol.K) T = temperatur atau suhu (K)

Page 24: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

8

Semakin besar tumbukan, maka semakin besar pula harga konstanta

kecepatan reaksi, sehingga reaksi dapat berjalan lebih optimal.

4) Suhu

Dikarenakan sifat dari reaksi yang eksotermis, maka suhu dapat

mempengaruhi harga konstanta kecepatan reaksi. Semakin tinggi suhu yang

dioperasikan maka semakin banyak konversi yang dihasilkan. Hal ini sesuai

dengan persamaan Arrhenius, bila suhu naik maka harga k semakin besar,

sehingga reaksi berjalan cepat dan hasil konversi makin besar.

5) Katalisator

Sifat reaksi esterifikasi yang lambat membutuhkan katalisator agar

berjalan lebih cepat. Katalisator berfungsi untuk mengurangi energi aktivasi

pada suatu reaksi, sehingga pada suhu tertentu harga konstanta kecepatan

reaksi semakin besar.

2.3. Bahan Baku Produksi Ester

2.3.1. Asam asetat

Asam asetat merupakan asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian

menjadi ion H+ dan CH3COO-. Senyawa ini bersifat korosif.

Gambar 1. Struktur asam asetat

Page 25: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

9

Asam asetat diproduksi secara sintetis maupun secara alami melalui

fermentasi bakteri, seperti dari genus Acetobacter dan spesies Clostridium

acetobutylicum (Yoneda, 2001). Bakteri-bakteri tersebut terdapat pada makanan

dan tanah, sehingga asam asetat secara alami diproduksi pada buah-buahan atau

makanan yang sudah basi. Adapun cara yang paling populer dalam pembuatan

asam asetat melalui karbonilasi metanol. Dalam proses ini, metanol dan karbon

monoksida bereaksi membentuk asam asetat (Riyanto, 2006).

CH3 OH HI CH3I H2O CH3 C

O

I H2O+ ++ CO

+

CH3 C

O

OH

Gambar 2. Reaksi karbonilasi metanol

Selain itu, asam asetat juga dihasilkan melalui metode alternatif, seperti

oksidasi asetaldehida (Yoneda, 2001).

CH3 C

O

H O2 CH3 C

O

OH2 + 2

Gambar 3. Reaksi oksidasi asetaldehida

Page 26: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

10

Adapun sifat-sifat asam asetat adalah sebagai berikut:

Tabel 1. Sifat-sifat asam asetat

Nama Senyawa Asam asetat

Rumus Kimia CH3COOH

Wujud Senyawa (28˚C) Liquid (Cair)

Berat Molekul 60,05 g/mol

Warna Senyawa Tidak berwarna

Titik Leleh 17˚C

Titik Didih 116-118˚C

Densitas 1,05 g/cm3

(Sumber: Merck MSDS, 2011)

Asam asetat ini memiliki beberapa manfaat dalam bidang industri,

diantaranya sebagai berikut (Riyanto, 2006):

a. digunakan dalam produksi polimer, seperti selulosa asetat dan polivinil asetat

yang biasanya digunakan sebagai bahan dasar cair cat dan lem untuk kertas

dan kayu

b. pembuatan anhidrida asetat

c. sebagai fungisida

d. sebagai bahan pelarut untuk banyak campuran organik.

e. sebagai bahan dalam industri farmasi, seperti aspirin yang dibentuk dari

reaksi antara asam asetat dan asam salisilat.

2.3.2. 1-heksena

Senyawa 1-heksena adalah jenis olefin yang besar dengan rumus kimia

C6H12. 1-heksena merupakan alfa olefin, karena ikatan rangkap senyawa ini

berada pada posisi alfa.

Page 27: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

11

Gambar 4. Struktur 1-heksena

Senyawa yang dikenal juga dengan nama heksena, heksilen, atau butil

etilen ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam etanol. Adapun sifat-sifat lain

dari senyawa ini ditampilkan dalam Tabel 2.

Tabel 2. Sifat-sifat 1-heksena

Nama Senyawa 1-heksena

Rumus Kimia C6H12

Wujud Senyawa (28˚C) Liquid (Cair)

Berat Molekul 84,16 g/mol

Warna Senyawa Tidak berwarna

Titik Leleh -140˚C

Titik Didih 62-63˚C

Densitas 0,67 g/mL

(Sumber: Sigma-Aldrich MSDS, 2011)

2.3.3. Katalis

Katalis ditemukan oleh J.J. Berzelius pada tahun 1836 sebagai komponen

yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia, namun tidak ikut bereaksi. Definisi

katalis adalah suatu substansi yang dapat meningkatkan kecepatan, sehingga

reaksi kimia dapat mencapai kesetimbangan tanpa terlibat di dalam reaksi secara

permanen (Satterfield, 1991).

Page 28: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

12

Pada akhir reaksi, katalis tidak tergabung dengan senyawa produk reaksi.

Adanya katalis dapat mempengaruhi faktor-faktor kinetika suatu reaksi seperti

laju reaksi, energi aktivasi, sifat dasar keadaan transisi dan lain-lain. Karakteristik

katalis adalah berinteraksi dengan reaktan tetapi tidak berubah pada akhir reaksi

(Widyawati, 2007). Adapun perbandingan dari pengaruh penggunaan katalis

terhadap energi aktivasi yang mempengaruhi waktu reaksi dapat dilihat pada

Gambar 5.

Gambar 5. Diagram penurunan energi aktivasi oleh katalis

Berdasarkan tingkat kepentingannya, komponen inti katalis terbagi

menjadi tiga, yaitu (Hoon, 2005):

1) Selektifitas

Selektifitas yang dimaksud adalah kemampuan katalis untuk memberikan

produk reaksi yang diinginkan (dalam jumlah tinggi) dari sejumlah produk yang

mungkin dihasilkan.

A+B

C+D

Page 29: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

13

2) Stabilitas

Stabilitas adalah kemampuan sebuah katalis untuk menjaga aktifitas,

produktifitas dan selektifitasnya dalam jangka waktu tertentu.

3) Aktifitas

Aktifitas adalah kemampuan katalis untuk mengubah bahan baku menjadi

produk atau aneka produk yang diinginkan.

Katalis dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis. Dalam

penggunaannya, katalis dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu katalis homogen,

heterogen, dan enzim (Widyawati, 2007).

1) Katalis homogen

Katalis homogen berada pada fasa yang sama seperti reaktan dan produk.

Beberapa contoh misalnya hidrolisis ester oleh asam (cair-cair), oksidasi SO2 oleh

NO2 (uap-uap), dan dekomposisi potasium klorat dengan MnO2 (padat-padat).

Kelemahan pada katalis homogen ini adalah hanya dapat digunakan pada skala

laboratorium, sulit dilakukan secara komersial, operasi pada fase cair dibatasi

pada kondisi suhu dan tekanan, sehingga peralatan lebih kompleks, dan

diperlukan pemisahan antara produk dan katalis. Oleh karena itu, katalis homogen

digunakan terbatas pada industri bahan kimia tertentu, obat-obatan dan makanan.

2) Katalis heterogen

Katalis heterogen secara umum berbentuk padat dan banyak digunakan

pada reaktan berwujud cair atau gas. Penggunaan katalis heterogen

menguntungkan dengan beberapa alasan, antara lain selektivitas produk yang

diinginkan dapat ditingkatkan dengan adanya pori yang terdapat pada katalis

heterogen. Selain itu, aktivitas intrinsik dari active site katalis tersebut dapat

Page 30: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

14

dimodifikasi oleh struktur padat dan komposisi kimia pada permukaan dapat

digunakan untuk meminimalisasi atau meningkatkan adsorpsi komponen tertentu.

Adapun keuntungan dari katalis heterogen lainnya adalah dapat dipisahkan dari

produk dengan penyaringan dan dapat digunakan kembali, dan konstruksi

peralatan sederhana.

3) Katalis enzim

Enzim adalah molekul protein ukuran koloidal, merupakan katalis diantara

homogen dan heterogen. Enzim merupakan driving force untuk reaksi biokimia,

karakterisasinya adalah efisiensi dan selektivitas. Katalis ini sesuai digunakan

untuk keperluan industri.

Pemilihan katalis atau pengembangan katalis perlu pertimbangan untuk

mendapatkan efektivitas dalam pemakaian. Dalam pengembangannya, katalis cair

dapat digantikan dengan katalis asam padat seperti zeolit, clay, dan lain-lain.

Keuntungannya adalah dapat di-recovery, di-recycle, dan digunakan kembali

(Widyawati, 2007). Beberapa jenis katalis ditampilkan dalam Tabel 3.

Page 31: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

15

Tabel 3. Jenis-jenis bahan katalis

Jenis Kondisi Contoh

Logam

Terdispersi Low: Pt/Al2O3, Ru/SiO2; High : Ni/Al 2O3

Berpori Raney : Ni, Co, Fe-Al2O3-K2O

Bulk Pt, Ag

Multi metallic cluster, campuran

Terdispersi (Pt-Re, Ni-Cu, Pt-Au)/Al2O3

Oksida

Single Al 2O3, Cr2O3, V2O5

Dual SiO2-Al2O3, TiO2-Al2O3

Komplek CuCr2O4, Bi2MoO6

Sulfida Terdispersi MoS2/ Al2O3,WS2/ Al2O2

Asam

Dual SiO2-Al 2O3

Kristal Zeolit

Natural Clay Montmorillonite

Promoted Acid Super Acid SbF5, HF

Basa Terdispersi CaO, MgO, K2O, Na2O

(Sumber: Widyawati, 2007)

Zeolit mempunyai sifat-sifat umum, antara lain berbentuk kristal yang

agak lunak, air kristalnya mudah dilepaskan dengan pemanasan, namun mudah

menyerap air kembali dari udara (dehidrasi). Selain itu, zeolit juga mudah

melakukan pertukaran ion-ion alkali dengan ion-ion lainnya (pertukaran ion),

adsorpsi, dan katalis. Zeolit mempunyai struktur berongga, biasanya rongga ini

diisi oleh air dan kation yang dapat dipertukarkan dan memiliki ukuran pori-pori

tertentu (Al Anshori, 2009).

Oleh karena itu, zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekular,

penukar ion, penyerap bahan, dan katalisator. Berdasarkan asalnya, zeolit dibagi

menjadi dua, yaitu (Al Anshori, 2009):

Page 32: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

16

1) Zeolit Alam

Zeolit alam terbentuk karena adanya proses perubahan alam (zeolitisasi)

dari batuan vulkanik tuf, sedangkan zeolit sintesis direkayasa oleh manusia secara

proses kimia. Pembentukan mineral zeolit alam diduga merupakan hasil reaksi

antara debu vulkanik dengan air garam, ada juga beberapa zeolit seperti kabasit,

erionit dan filipsit diduga sebagai hasil dari proses hidrotermal. Karena sifat-sifat

zeolit alam sangat terbatas maka dilakukan sintesis zeolit untuk mensubtitusi

zeolit yang berasal dari alam. Berikut ini beberapa contoh zeolit alam

diperlihatkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Beberapa mineral zeolit yang terdapat pada batuan sedimen

Nama Kimia Rumus Kimia Unit Sel

Analsim Na16(Al 16Si16O96). 16H2O

Kabasit (Na2Ca)6 (Al12Si24O72). 4H2O

Klinoptilolit (Na3, K3) (Al6Si30O72). 24H2O

Erionit (Na, Ca0,5, K)9 (Al9Si27O72). 27H2O

Faujasit Na58(Al58Si134O384). 24H2O

Mordenit Na8(Al 8Si40O90). 24H2O

Filipsit (Na, K)5 (Al5Si11O32). 20H2O

Laumontit Ca4 (Al8Si16O48). 16H2O

Heulandit Ca4 (Al8Si28O72). 24H2O

2) Zeolit Sintetik

Perkembangan zeolit sintetik dimulai sejak akhir tahun 1940 oleh Union

Carbide Corporations, melalui suatu program pembuatan zeolit dengan meniru

proses hidrotermal alamiah. Dengan cara ini telah berhasil dibuat lebih dari

seratus jenis zeolit, sebagai upaya pencarian jenis-jenis zeolit yang mempunyai

Page 33: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

17

daya guna tinggi. Zeolit sintetik dapat diproduksi dengan cara hidrotermal dan

kebanyakan diproduksi dibawah kondisi tidak setimbang, akibatnya zeolit yang

dihasilkan merupakan bahan metastabil atau mudah berubah. Tahap pertama

dalam pembuatan zeolit adalah reaksi bahan dasar seperti gel atau zat padat amorf

hidroksida alkali dengan pH tinggi dan basa kuat dengan kondisi operasi pada

suhu hidrotermal rendah.

Berikut ini adalah penjelasan mengenai katalis-katalis yang digunakan

dalam penelitian:

a. Asam Sulfat (H2SO4)

Asam sulfat merupakan salah satu bahan penunjang yang sangat penting

dan banyak dibutuhkan di bidang industri, terutama industri kimia. Oleh karena

itu, asam sulfat memperoleh julukan the lifeblood of industry.

Asam sulfat merupakan cairan yang bersifat korosif, tidak berwarna, tidak

berbau, sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai logam. Selain itu, bahan

kimia ini dapat larut dengan air dengan segala perbandingan dan akan

terdekomposisi pada temperatur 300oC atau lebih menghasilkan sulfur trioksida

(Lutfiati, 2008). Adapun sifat-sifat dari asam sulfat lainnya ditampilkan dalam

Tabel 5.

Page 34: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

18

Tabel 5. Sifat-sifat asam sulfat

Nama Senyawa Asam sulfat

Rumus Kimia H2SO4

Wujud Senyawa (28˚C) Liquid (Cair)

Berat Molekul 98,08 g/mol

Warna Senyawa Tidak berwarna

Titik Leleh (-35) - 10,36˚C

Titik Didih 270 - 340˚C

(Sumber: Merck MSDS, 2011)

Pada proses esterifikasi katalis yang banyak digunakan pada awalnya

adalah katalis homogen asam donor proton dalam pelarut organik, seperti H2SO4,

HF, H3PO4, R-SO3H, dan PTSA. Katalis H2SO4 dalam reaksi esterifikasi adalah

katalisator positif karena berfungsi untuk mempercepat reaksi esterifikasi yang

berjalan lambat. H2SO4 juga merupakan katalisator homogen karena membentuk

satu fase dengan pereaksi (Juan et al., 2007).

Adapun pemilihan penggunaan asam sulfat (H2SO4) sebagai katalisator

dalam reaksi esterifikasi dikarenakan beberapa faktor, diantaranya adalah

(Sukardjo, 1997):

1. asam sulfat selain bersifat asam juga merupakan agen pengoksidasi yang kuat

2. dapat larut dalam air pada semua kepekatan

3. konsentrasi ion H+ berpengaruh terhadap kecepatan reaksi

4. karena afinitasnya terhadap air, maka asam sulfat dapat menghilangkan

bagian terbesar uap air dan gas yang basah, seperti udara lembab.

Page 35: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

19

b. ZSM-5

ZSM (Zeolite Sieve of Molecular Porosity)-5 adalah jenis zeolit sintetis

bersilika tinggi. Zeolit ini pertama kali ditemukan tahun 1973 oleh Argauer dan

Landolt. ZSM-5 adalah material berkadar silika tinggi yang terdiri dari 96

tetrahedral dalam satu unit selnya. Delapan tetrahedral diantaranya disusun oleh

atom aluminium. Rasio Si/Al digunakan untuk menyatakan jumlah kadar Al

dalam zeolit. Jika kadar aluminiumnya nol, maka zeolit ini disebut silikalit (Al

Anshori, 2009). Struktur kerangka ZSM-5 disajikan dalam Gambar 6.

Gambar 6. Struktur kerangka ZSM-5

(Sumber: Paul Scherrer Institut, 2011)

ZSM-5 dikenal sebagai jenis zeolit sintetik yang mempunyai permukaan inti

asam dan struktur jaringan pori yang luas serta homogen. Kemampuan ZSM-5

untuk mengakselerasi berbagai jenis reaksi sangat berkait dengan sifat

keasamannya yang dapat dikontrol dengan rasio Si/Al. Namun, beragamnya

variasi Si/Al ini sama sekali tidak akan mempengaruhi struktur kerangka ZSM-5

(Setiadi, 2005). Adapun komposisi dari struktur zeolit ZSM-5 ditampilkan dalam

Tabel 6.

Page 36: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

20

Tabel 6. Komposisi struktur ZSM-5

Nama Zeolit ZSM-5

Rasio SiO2/Al2O3 30

Bobot Na2O 0,1 %

Luas Permukaan 400 m2/g

Komposisi

ZnO 0,24%

TiO2 0,22%

MgO < 0,001%

BaO 0,23%

Na2O < 0,001%

Fe2O3 0,49%

CaO 0,005%

K2O 0,073%

SiO2 89,651 %

Al2O3 4,66%

(Sumber: Savitri et al., 2006)

Selain digunakan pada proses reaksi esterifikasi pembuatan bioenergi,

katalis ZSM-5 digunakan pula dalam konversi katalitik aseton menjadi

hidrokarbon C1-C10 (Setiadi, 2005) serta proses pembuatan bahan bakar cair

dengan memanfaatkan limbah ban bekas menggunakan katalis zeolit y dan ZSM-5

melalui proses cracking (Damayanthi dan Retno, 2010). Katalis ZSM-5 dapat pula

digunakan untuk proses dewaxing, produksi synfuel, dan mensintesis etil benzena

(Lefond, 1983).

2.4. Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Metode spektrofotometri inframerah (IR) digunakan untuk menentukan gugus

fungsional suatu senyawa melalui prinsip absorpsi cahaya inframerah oleh molekul

dalam senyawa yang dianalisis. Panjang gelombang IR lebih pendek daripada

panjang gelombang sinar tampak maupun UV, oleh karena itu IR tidak mampu

Page 37: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

21

mentransisikan elektron, melainkan hanya menyebabkan molekul bergetar atau

bervibrasi (Hendayana, 1996).

Cara kerja alat spektrofotometri inframerah dapat dijelaskan dimana mula-

mula sinar inframerah dilewatkan melalui sampel dan larutan pembanding, kemudian

dilewatkan pada monokromator untuk menghilangkan sinar yang tidak diinginkan

(stray radiation). Berkas ini kemudian didispersikan melalui prisma atau gratting.

Dengan melewatkannya melalui slit, sinar tersebut dapat difokuskan pada detektor

yang akan mengubah berkas sinar menjadi sinyal listrik yang selanjutnya direkam

oleh recorder (perekam) (Khopkar, 2008).

Adapun bagian-bagian penting dari instrumen spektrofotometer

inframerah, yaitu:

1. sumber radiasi

2. monokromator

3. detektor

Diagram instrumen tersebut disajikan pada Gambar 7 yang terdapat di bawah ini:

Gambar 7. Skema alat spektrofotometer inframerah

(Sumber: Fessenden & Fessenden, 2006)

Penggunaan spektrum inframerah untuk penentuan struktur senyawa

organik biasanya antara 650-4000 cm-1 (15,4-2,5 µm) yang merupakan daerah

fundamental. Daerah di bawah frekuensi 650 cm-1 dinamakan infra merah jauh

dan daerah di atas frekuensi 4000 cm-1 dinamakan infra merah dekat. Letak

Larutan Uji

Larutan Pembanding

Monokromator

Prisma (slit)

Page 38: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

22

puncak serapan dapat dinyatakan dalam satuan frekuensi (µm) atau bilangan

gelombang (cm-1) (Sudjadi, 1985).

Molekul senyawa akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi

apabila menyerap radiasi inframerah. Dalam proses penyerapan, energi yang

diserap akan menaikkan amplitudo gerakan vibrasi ikatan dalam molekul. Namun,

hanya ikatan yang memiliki momen dipol yang dapat menyerap radiasi inframerah

(Sastrohamidjojo, 1990).

2.5. Kromatografi Gas Spektroskopi Massa (GC-MS)

GC-MS merupakan suatu teknik analisis untuk mengidentifikasi senyawa

yang mudah menguap, berantai panjang, rantai cabang hidrokarbon, alkohol, dan

ester (Ruikar et al., 2009). Sampel-sampel yang dapat dianalisis dengan

menggunakan GC-MS, harus memenuhi beberapa syarat, diantaranya (Hermanto,

2008):

a. dapat diuapkan hingga suhu ~400°C

b. secara termal stabil, yaitu tidak terdekomposisi pada suhu ~400°C

c. sampel-sampel lainnya dapat dianalisis setelah melalui tahapan preparasi

yang khusus.

GC-MS adalah teknik analisis yang menggabungkan dua metode analisis,

yaitu kromatografi gas dan spektroskopi massa. Dalam kromatografi gas, fase

geraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai

dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan

dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat

penunjangnya. Sedangkan spektrometer massa adalah suatu instrumen yang dapat

Page 39: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

23

menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya

(Khopkar, 2008).

Dalam sebuah spektrometer, suatu sampel dalam keadaan gas dibombardir

dengan elektron yang berenergi cukup tinggi untuk mengalahkan potensial

ionisasi pertama senyawa tertentu. Tabrakan antara sebuah molekul organik dan

salah satu elektron berenergi tinggi menyebabkan lepasnya sebuah elektron dari

molekul tersebut dan terbentuknya suatu ion organik. Ion organik yang dihasilkan

oleh pembombardir elektron berenergi tinggi ini tidak stabil dan pecah menjadi

fragmen kecil, baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain (Fessenden &

Fessenden, 2006).

Proses ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif, dimana

massa yang terdistribusi adalah spesifik terhadap senyawa induk. Selain untuk

penentuan struktur molekul, spektrum massa digunakan untuk penentuan analisis

kuantitatif (Khopkar, 2008).

Adapun unsur-unsur penting yang harus diperhatikan dalam sistem GC-

MS, antara lain:

1. Gas pembawa

Gas pembawa yang umum digunakan adalah helium (He), nitrogen (N2),

hidrogen (H2), dan argon (Ar), tetapi untuk detektor konduktivitas termal, He

lebih disukai karena konduktivitas termalnya yang tinggi (Khopkar, 2008). Gas

pembawa harus memenuhi sejumlah persyaratan, antara lain harus inert (tidak

bereaksi dengan sampel, pelarut sampel, material dalam kolom), murni, dan

mudah diperoleh (Harnani, 2010).

Page 40: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

24

2. Kolom

Ada dua macam kolom, yaitu kolom kemas dan kolom kapiler. Kolom kemas

adalah pipa yang terbuat dari logam, kaca, plastik yang berisi penyangga padat yang

inert sedangkan pada kolom kapiler terdapat rongga pada bagian dalam kolom yang

menyerupai pipa (Harnani, 2010). Fungsi kolom adalah sebagai tempat terjadinya

pemisahan molekul-molekul dalam sampel (Hermanto, 2008).

3. Suhu

Suhu merupakan salah satu faktor utama penentu hasil analisis kromatografi

gas dan spektrometri massa. Parameter yang sangat menentukan adalah pengaturan

suhu injektor dan kolom (Harnani, 2010).

4. Sistem injeksi

GC-MS memiliki dua sistem pemasukan sampel, yaitu secara langsung ke

dalam ruang pengion (direct inlet) dan melalui sistem kromatografi gas (indirect

inlet) (Harnani, 2010).

5. Detektor

Spektrometer massa pada sistem GC-MS berfungsi sebagai detektor itu

sendiri yang terdiri dari sistem ionisasi dan sistem analisis (Harnani, 2010). Electron

Impact (EI) adalah teknik ionisasi dengan menggunakan elektron energi tinggi, yaitu

70 eV. EI memiliki kelebihan bila digunakan untuk identifikasi senyawa, karena

pemisahan molekul yang terjadi cukup baik (Hermanto, 2008).

6. Sistem pengolahan data dan identifikasi senyawa

Analisis GC-MS memberikan dua informasi dasar yaitu hasil analisis

kromatografi gas dalam bentuk kromatogram dan hasil analisis spektrometri massa

dalam bentuk spektrum massa (Harnani, 2010).

Page 41: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

25

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan selama delapan bulan, dari bulan Juni 2010 –

Februari 2011 di Bidang Teknologi Proses dan Katalisis Pusat Penelitian Kimia –

LIPI, Serpong.

3.2. Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah labu leher tiga

100 mL dan 250 mL, corong pisah 100 mL dan 500 mL, kondensor, hotplate,

magnet stirrer, waterbath, termometer, FTIR (Shimadzu IR Prestige 21), GC-MS

(Shimadzu QP 5050A), timbangan digital, pipet ukur 1 mL; 5 mL; 10 mL; dan 25

mL, pipet gondok 25 mL, pipet tetes, buret, statif, dan peralatan gelas pirex

lainnya, seperti labu Erlenmeyer 250 mL, labu ukur, beaker glass, dan gelas ukur.

Sedangkan bahan kimia utama yang digunakan pada penelitian adalah asam asetat

glasial 100% (Merck), 1-heksena 97% (Sigma-Aldrich), H2SO4 98% (Merck), dan

zeolit ZSM-5 (Zeolyst). Bahan kimia lainnya yang digunakan untuk keperluan

analisa adalah H2SO4 0,5 N, KOH 0,1 N dan 0,4 N.

3.3. Prosedur Kerja

3.3.1. Esterifikasi asam asetat dengan 1-heksena

Proses esterifikasi dilakukan dengan menggunakan peralatan refluks dan

labu leher tiga yang ditempatkan pada waterbath dengan rasio mol reaktan 1:1

Page 42: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

26

(asam asetat:1-heksena). Asam asetat sebanyak 57,25 mL dan katalis H2SO4 5%

sebanyak 0,8 mL dimasukkan ke dalam labu leher tiga. Sedangkan 1-heksena

sebanyak 124,13 mL dimasukkan ke dalam corong pisah yang dihubungkan

dengan salah satu leher. Kemudian labu leher tiga tersebut dihubungkan dengan

kondensor dan ditempatkan pada waterbath. 1-heksena dimasukkan ke dalam

labu leher tiga saat suhu asam asetat dan katalis di dalam labu telah mencapai

60˚C dan waktu proses dimulai. Proses ini berlangsung selama 8 jam disertai

dengan pengadukan. Produk yang dihasilkan kemudian diidentifikasi. Kemudian

dilakukan perlakuan yang sama terhadap sampel dengan jumlah rasio reaktan

yang sama namun menggunakan katalis H2SO4 10%, ZSM-5 5%, 10%, dan 15%,

serta terhadap sampel dengan rasio mol reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:2, 2:1,

3:1, dan 5:1 menggunakan katalis H2SO4 10% dan ZSM-5 15%.

123

4 5 6 789

1 10

23

4 5 6 78911

Gambar 8. Susunan peralatan untuk proses esterifikasi

Waterbath

Hotplate

Termometer

Kondensor

Pemasukan 1-heksena

Inlet

Outlet

Page 43: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

27

3.3.2. Identifikasi produk

Untuk identifikasi produk, analisa yang dilakukan antara lain dengan

mengukur bilangan asam, bilangan ester, dan beberapa sampel diuji dengan

menggunakan instrumen FT-IR serta GC-MS.

1) Penentuan bilangan asam

Pengujian blanko:

Etanol sebanyak 25 mL dimasukkan labu Erlenmeyer dan dipanaskan.

Kemudian ditambahkan 2-3 tetes larutan fenolftalein sebagai indikator.

Selanjutnya larutan tersebut dititrasi dengan KOH-etanol 0,1 N sampai

larutan berwarna merah muda.

Pengujian sampel:

Sampel produk ditimbang sebanyak 0,5 g dan dilarutkan dalam 25 mL

etanol pada labu Erlenmeyer, dipanaskan sampai larut, kemudian

ditambahkan 2-3 tetes larutan fenolftalein sebagai indikator. Selanjutnya,

larutan tersebut dititrasi dengan KOH-etanol 0,1 N sampai larutan berwarna

merah muda.

Bilangan Asam = (mL sampel - mL blanko) x NKOH x 56,1

gram sampel

2) Penentuan bilangan ester

Pengujian blanko:

Blanko hasil uji bilangan asam ditambahkan 25 mL larutan KOH-

etanol 0,4 N dan sedikit batu didih atau porselen. Larutan tersebut direfluks

dengan hati-hati selama 1,5 jam setelah larutan mendidih. Larutan didiamkan

hingga menjadi dingin. Kondensor refluks dilepaskan kemudian larutan

Page 44: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

28

dititrasi dengan H2SO4 0,25 N sampai diperoleh perubahan warna dari merah

muda menjadi bening.

Pengujian sampel:

Sampel hasil uji bilangan asam ditambahkan 25 mL larutan KOH-

etanol 0,4 N dan sedikit batu didih atau porselen. Larutan tersebut direfluks

dengan hati-hati selama 1,5 jam setelah larutan mendidih. Larutan didiamkan

hingga menjadi dingin. Kondensor refluks dilepaskan kemudian larutan

dititrasi dengan H2SO4 0,25 N sampai diperoleh perubahan warna dari merah

muda menjadi bening.

Bilangan Ester = (mL blanko - mL sampel) x NKOH x 56,1

gram sampel

Page 45: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pangaruh Katalis dan Rasio Reaktan terhadap Bilangan Asam dan

Bilangan Ester

Bilangan asam merupakan banyaknya jumlah asam asetat dalam suatu

sampel uji. Pengujian bilangan asam ini dilakukan untuk mengetahui perbedaan

kadar asam asetat yang tersisa. Nilai bilangan asam tersebut dapat menunjukkan

bahwa asam asetat telah bereaksi terhadap 1-heksena dalam setiap proses

esterifikasi. Bilangan ester menyatakan banyaknya jumlah senyawa ester dalam

suatu sampel uji. Pengujian bilangan ester pada penelitian ini dilakukan untuk

mengetahui besarnya jumlah senyawa ester yang terbentuk pada proses

esterifikasi.

Perlakuan kedua pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui perbedaan

pembentukan produk ester pada proses esterifikasi antara asam asetat dan

1-heksena berdasarkan pengaruh katalis dan jumlah reaktan yang digunakan.

Produk dari hasil reaksi esterifikasi asam asetat dengan 1-heksena, sebagian besar

membentuk dua lapisan, yaitu lapisan atas berupa senyawa non-polar dan lapisan

bawah berupa senyawa polar.

4.1.1. Pengaruh katalis

Katalis yang digunakan pada penelitian ini adalah H2SO4 98% dan zeolit

ZSM-5 dengan konsentrasi yang beragam, yaitu H2SO4 5% dan 10%, serta ZSM-5

5%, 10%, dan 15%. Penggunaan katalis H2SO4 15% tidak dilakukan, karena

penurunan bilangan asam maupun kenaikan bilangan ester dengan katalis H2SO4

Page 46: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

30

tidak menunjukkan angka yang lebih baik jika dibandingkan dengan katalis

ZSM-5, sehingga tidak efisien apabila dilakukan.

Berikut ini merupakan grafik bilangan asam lapisan bawah (senyawa

polar) setelah proses esterifikasi berdasarkan konsentrasi katalis.

Gambar 9. Pengaruh katalis terhadap bilangan asam

Pada Gambar 9 terdapat penurunan bilangan asam pada sampel yang

menggunakan katalis H2SO4 maupun ZSM-5. Penurunan nilai bilangan asam ini

dapat terjadi karena adanya reaksi asam asetat terhadap 1-heksena yang bersifat

bolak-balik (reversible) sehingga membentuk senyawa ester. Pada grafik tersebut,

nilai bilangan asam terendah ditunjukkan oleh sampel uji yang menggunakan

katalis ZSM-5 10%, yaitu sebesar 313,76, sedangkan sampel uji yang

menggunakan katalis H2SO4 10% sebesar 370,77.

Berikut ini merupakan grafik bilangan ester lapisan atas setelah proses

esterifikasi berdasarkan konsentrasi katalis.

Page 47: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

31

Gambar 10. Pengaruh katalis terhadap bilangan ester

Gambar 10 menunjukkan kenaikan bilangan ester baik pada sampel

dengan menggunakan katalis H2SO4 maupun katalis ZSM-5. Kenaikan jumlah

bilangan ester menunjukkan bahwa asam asetat telah banyak bereaksi dengan

1-heksena dalam proses esterifikasi dan membentuk senyawa ester. Bilangan ester

tertinggi ditemukan pada sampel dengan katalis ZSM-5 10%, yaitu sebesar 10,49,

sedangkan dengan katalis H2SO4 10% sebesar 9,13. Besarnya bilangan ester

dengan katalis ZSM-5 dibandingkan dengan katalis H2SO4 disebabkan oleh sifat

selektivitas dari masing-masing katalis. Meskipun katalis H2SO4 ini memiliki

selektitivitas yang tinggi, namun selektivitas katalis ZSM-5 yang rendah ini dapat

ditingkatkan melalui luas permukaannya. Sehingga, reaksi esterifikasi dapat

berjalan lebih optimal dan menghasilkan produk ester yang lebih banyak.

Berdasarkan pengujian bilangan asam dan bilangan ester, maka dapat

dikatakan ZSM-5 lebih optimal dalam mengkatalisis reaksi esterifikasi

dibandingkan dengan H2SO4. Sehingga dilakukan reaksi esterifikasi lebih lanjut

Page 48: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

32

dengan katalis ZSM-5 15% untuk mengetahui pengaruh konsentrasi katalis

tersebut.

Gambar 11. Pengaruh konsentrasi katalis ZSM-5 terhadap bilangan asam

Gambar 12. Pengaruh konsentrasi katalis ZSM-5 terhadap bilangan ester

Pada gambar 11, penurunan bilangan asam terendah terjadi pada sampel

uji dengan katalis ZSM-5 15%, yaitu sebesar 302,07. Pada uji bilangan ester, nilai

tertinggi juga terjadi pada sampel uji dengan katalis ZSM-5 15%. Berdasarkan

Page 49: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

33

nilai-nilai bilangan asam maupun bilangan ester, dapat dikatakan bahwa semakin

tinggi konsentrasi katalis yang digunakan pada proses esterifikasi tersebut, maka

energi aktivasi akan semakin mudah diturunkan. Hal ini menyebabkan asam asetat

dan 1-heksena semakin cepat bereaksi dan produk ester yang dihasilkan semakin

banyak atau lebih maksimal.

4.1.2. Pengaruh rasio reaktan

Pada penelitian ini, proses esterifikasi dilakukan dengan variasi rasio mol

reaktan antara asam asetat dan 1-heksena, yaitu 1:1, 1:2, 2:1, 3:1, dan 5:1. Sampel

uji menggunakan dua jenis katalis, yaitu H2SO4 5% dan ZSM-5 15%. Pemilihan

katalis H2SO4 5% didasarkan pada hasil pengujian bilangan asam dan bilangan

ester yang apabila dibandingkan dengan katalis H2SO4 10% tidak terlalu jauh.

Sehingga pada optimalisasi rasio mol digunakan katalis H2SO4 5% dengan alasan

lebih ekonomis dalam mengefisienkan penggunaan bahan. Sedangkan pada

pemilihan katalis ZSM-5, dimana nilai penurunan bilangan asam dan kenaikan

bilangan ester memiliki angka yang lebih baik, maka optimalisasi rasio mol

dilakukan pada konsentrasi ZSM-5 15% untuk mendapatkan produk ester heksil

asetat yang optimal.

Adapun grafik hasil pengujian bilangan asam lapisan bawah sampel

tersebut disajikan pada Gambar 13.

Page 50: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

34

Gambar 13. Pengaruh rasio reaktan terhadap bilangan asam

Pada gambar di atas, dapat dilihat penurunan yang cukup drastis pada

sampel yang menggunakan katalis ZSM-5 15% dengan rasio mol 1:2 (asam

asetat:1-heksena). Penurunan terjadi dari 302,07 menjadi nol. Angka nol

menunjukkan bahwa dengan katalis dan variasi ini, asam asetat bereaksi

seluruhnya dengan 1-heksena, sehingga produk akhir hanya membentuk satu

lapisan. Sedangkan pada sampel yang nenggunakan katalis H2SO4 5%, penurunan

bilangan asam terjadi dari 441,15 pada rasio mol 1:1 (asam asetat:1-heksena)

menjadi 340,12 pada rasio mol 1:2 (asam asetat:1-heksena). Kemudian, baik

dengan katalis ZSM-5 15% maupun H2SO4 5%, grafik mengalami kenaikan

secara perlahan mulai dari rasio mol 2:1 hingga 5:1 (asam asetat:1-heksena)

sehingga tidak terlihat adanya perbedaan yang signifikan pada rasio tersebut.

Adapun grafik bilangan ester lapisan atas setelah proses esterifikasi

berdasarkan variasi rasio reaktan. Grafik tersebut tersaji pada Gambar 14 yang

menunjukkan bentuk grafik yang tampak signifikan satu sama lain.

Page 51: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

35

Gambar 14. Pengaruh rasio reaktan terhadap bilangan ester

Grafik di atas menunjukkan kenaikan yang cukup besar pada sampel yang

menggunakan katalis ZSM-5 15% dengan rasio mol 1:2 (asam asetat:1-heksena),

yaitu dari 10,52 menjadi 18,22. Namun, angka tersebut kemudian mengalami

penurunan berkala pada rasio mol 2:1 hingga 5:1 (asam asetat:1-heksena).

Sedangkan pada sampel yang menggunakan katalis H2SO4 5%, grafik tidak

menunjukkan perubahan yang signifikan mulai dari rasio mol 1:1 hingga 3:1

(asam asetat:1-heksena). Kemudian mengalami sedikit penurunan pada rasio mol

5:1 (asam asetat:1-heksena), yaitu sebesar 5,23.

Nilai bilangan asam yang rendah dan bilangan ester yang tinggi pada rasio

mol reaktan 1:2 (asam asetat:1-heksena) dapat dijelaskan berdasarkan reaksi

esterifikasi yang terjadi antara asam asetat dengan 1-heksena. Pada reaksi tersebut

asam asetat bertindak sebagai nukleofil (CH3COO-), sedangkan 1-heksena

merupakan senyawa yang membentuk karbokation. Apabila jumlah 1-heksena

ditambah, maka akan semakin banyak karbokation yang terbentuk. Hal ini akan

meningkatkan penyerangan nukleofil dari asam asetat pada karbokation-

Page 52: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

36

karbokation tersebut untuk membentuk senyawa ester, sehingga kesetimbangan

reaksi akan bergeser ke kanan.

4.2. Analisa Kualitatif dengan FTIR

Analisa kualitatif dengan spektroskopi inframerah (FTIR) dilakukan pada

bilangan gelombang 4000 hingga 500 cm-1. Analisa ini dilakukan untuk

mengidentifikasi adanya gugus karbonil ester. Adapun spektrum FTIR asam asetat

dan 1-heksena yang merupakan bahan baku proses esterifikasi disajikan pada

Gambar 15 dan Gambar 16. Spektrum ini digunakan sebagai spektrum standar

untuk melihat penurunan intensitas atau hilangnya gugus C=C pada spektrum

sampel uji.

Gambar 15. Spektrum FTIR asam asetat pada frekuensi 4000 - 500 cm-1

CH3 C

O

OH

O-H

Page 53: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

37

Pada gambar di atas terlihat adanya dua vibrasi yang cukup tajam pada

bilangan gelombang 1730,15 cm-1 dan 1290,38 cm-1. Masing-masing adalah

vibrasi gugus C=O dan C–O yang merupakan karakteristik untuk senyawa asam

karboksilat. Sedangkan vibrasi gugus O-H muncul pada bilangan gelombang

3589,53 cm-1. Interpretasi spektrum FTIR asam asetat adalah sebagai berikut:

Tabel 7. Interpretasi spektrum FTIR asam asetat

No.

Bilangan Gelombang Daerah Serapan (cm-1) Gugus Fungsional (Tipe Vibrasi)

Hasil Analisis

1. 1290,38 Vibrasi C–O

2. 1730,15 Vibrasi C=O (asam karboksilat)

3. 3589,53 Vibrasi O-H

(Sumber: Silverstein et al., 2005)

Gambar 16. Spektrum FTIR 1-heksena pada frekuensi 4000 - 500 cm-1

CH2 CH (CH2)3 CH3

Page 54: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

38

Pita serapan pada bilangan gelombang 3086,11 cm-1 menunjukkan adanya

vibrasi =C-H rentangan dan vibrasi =C-H bengkok ke luar bidang ditunjukkan

pada bilangan gelombang 912,33 cm-1. Jenis vibrasi karakteristik dari alkena

dengan vibrasi =C-H bengkok ke luar bidang muncul pada frekuensi 1000 –

650 cm-1 dan pita serapan ini biasanya paling kuat dalam spektrum alkena

(Silverstein et al., 2005). Bilangan gelombang pada kisaran 2850-3000 cm-1

menunjukkan vibrasi C–H rentangan alifatik, sedangkan pada daerah

1645,28 cm-1 menunjukkan adanya gugus C=C yang merupakan karakteristik

untuk senyawa alkena. Pada alkena tak terkonjugasi, serapan vibrasi C=C

rentangan biasanya muncul antara 1667 hingga 1640 cm-1 serta memberikan

serapan sedang hingga lemah (Silverstein et al., 2005).

Adapun interpretasi spektrum FTIR 1-heksena di atas dapat dilihat pada

Tabel 8.

Tabel 8. Interpretasi spektrum FTIR 1-heksena

No.

Bilangan Gelombang Daerah Serapan (cm-1) Gugus Fungsional (Tipe Vibrasi)

Hasil Analisis

1. 912,33 Vibrasi =C-H bengkok keluar bidang

2. 1645,28 Vibrasi C=C rentangan

3. 2875,86; 2929,87; 2966,52 Vibrasi C–H rentangan

4. 3086,11 Vibrasi =C-H rentangan (alifatik)

(Sumber: Silverstein et al., 2005)

Pada penelitian ini, sampel-sampel yang dilakukan pengujian FTIR, antara

lain sampel lapisan atas (senyawa non-polar) dengan rasio mol 1:1 dan 1:2 (asam

asetat:1-heksena) dengan katalis H2SO4 5% serta katalis ZSM-5 15%. Keempat

spektrum tersebut menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda, sehingga

Page 55: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

39

penjelasan mengenai spektrum sampel hanya dilakukan terhadap sampel dengan

rasio mol 1:2 (asam asetat:1-heksena) baik dengan katalis H2SO4 5% maupun

katalis ZSM-5 15%. Secara berurutan spektrum sampel tersebut disajikan pada

Gambar 17 dan Gambar 18.

Pada spektrum-spektrum tersebut dapat dilihat terdapat dua serapan tajam

dan kuat. Berikut ini adalah spektrum FTIR sampel uji asam asetat:1-heksena

(1:2) dengan katalis H2SO4 5%.

Gambar 17. Spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis H2SO4 5% pada frekuensi 4000 - 500 cm-1

Bilangan gelombang pada Gambar 17 ini menunjukkan angka bilangan

gelombang yang karakteristik dan spesifik untuk gugus-gugus karbonil milik

CH3 C

O

OC6H13

Page 56: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

40

senyawa ester. Bilangan gelombang 1726,22 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi

C=O rentangan (ester) dan bilangan gelombang 1265,30 cm-1 menunjukkan

adanya vibrasi C–O rentangan. Sedangkan pada bilangan gelombang 2864,29 cm-1

hingga 2958,80 cm-1, menunjukkan adanya vibrasi C–H rentangan alifatik.

Adapun interpretasi spektrum sampel tersebut dapat dilihat pada Tabel 9.

Tabel 9. Interpretasi spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis H2SO4 5%

No.

Bilangan Gelombang Daerah Serapan (cm-1) Gugus Fungsional (Tipe Vibrasi)

Hasil Analisis

1. 1265,30 Vibrasi C–O rentangan

2. 1726,22 Vibrasi C=O rentangan (ester)

3. 2864,29; 2927,94; 2958,80 Vibrasi C–H rentangan (alifatik)

(Sumber: Sastromidjojo, 1990)

Selanjutnya adalah spektrum FTIR sampel uji asam asetat:1-heksena (1:2)

dengan katalis ZSM-5 15%. Spektrum tersebut tersaji pada Gambar 18. Pada

Gambar 18, terlihat adanya puncak yang muncul pada daerah bilangan gelombang

1732,08 cm-1 dan 1263,37 cm-1, yang masing-masing menunjukkan adanya gugus

karbonil C=O dan vibrasi C–O rentangan pada daerah sidik jari. Dua puncak

tersebut yang dapat dijadikan sebagai acuan bahwa sampel ini merupakan

senyawa ester atau mengandung senyawa ester. Sedangkan bilangan gelombang

2856,58 cm-1 hingga 2956,87 cm-1 merupakan vibrasi C–H rentangan alifatik.

Page 57: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

41

Gambar 18. Spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis ZSM-5 15% pada frekuensi 4000 - 500 cm-1

Adapun interpretasi spektrum FTIR sampel pada Gambar 15 disajikan

pada Tabel 10.

Tabel 10. Interpretasi spektrum FTIR sampel heksil asetat (1:2) dengan katalis ZSM-5 15%

No.

Bilangan Gelombang Daerah Serapan (cm-1) Gugus Fungsional (Tipe Vibrasi)

Hasil Analisis

1. 1263,37 Vibrasi C–O rentangan

2. 1732,08 Vibrasi C=O rentangan (ester)

3. 2856,58; 2924,09; 2956,87 Vibrasi C–H rentangan (alifatik)

(Sumber: Sastromidjojo, 1990)

CH3 C

O

OC6H13

Page 58: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

42

Berdasarkan spektrum kedua sampel uji hasil proses esterifikasi dan

perbandingan dengan spektrum 1-heksena dan asam asetat, serapan pada daerah

bilangan gelombang kisaran 1667 – 1640 cm-1 yang merupakan karakteristik

bilangan gelombang untuk ikatan rangkap senyawa alkena semakin berkurang dan

bilangan gelombang ikatan karbonil serta gugus hidroksil asam asetat tidak

ditemukan. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian besar ikatan rangkap (C=C)

pada senyawa 1-heksena telah terjenuhkan selama proses esterifikasi dan

berikatan dengan asam asetat membentuk senyawa ester. Selain itu, gugus O-H

yang merupakan ciri utama dari senyawa asam asetat pun telah terlebur untuk

berikatan dengan 1-heksena.

4.3. Analisa Kualitatif dengan GC-MS

Analisa GC-MS dalam penelitian ini dilakukan untuk mengkonfirmasi

senyawa-senyawa yang terbentuk pada proses esterifikasi. Pada analisa tersebut

digunakan Shimadzu QP 5050A dengan kolom jenis DB5-MS yang bersifat non-

polar, memiliki panjang 30 m dan berdiameter 0,25 mm. Gas pembawa yang

digunakan adalah nitrogen (N2) dengan laju alir 1,6 mL/min.

Analisa GC-MS hanya dilakukan terhadap tiga sampel, yaitu lapisan atas

(non-polar) dengan katalis H2SO4 5% dan katalis ZSM-5 5% serta 15% pada rasio

mol reaktan 1:1 (uji asam asetat:1-heksena). Kromatogram GC-MS sampel heksil

asetat (1:1) dengan katalis H2SO4 5% dapat dilihat pada Gambar 19.

Page 59: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

43

Gambar 19. Kromatogram GC-MS sampel uji (1:1) dengan katalis H2SO4 5%

Pada gambar di atas terlihat adanya satu puncak kromatogram GC-MS

yang menunjukkan jumlah senyawa yang terkandung dalam sampel uji asam

asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5%. Puncak tersebut muncul pada

waktu retensi 3,698 dengan luas area sebesar 61535.

Adapun interpretasi hasil analisa GC-MS sampel uji tersebut disajikan

pada Tabel 11.

Tabel 11. Interpretasi spektrum massa sampel uji (1:1) dengan katalis H2SO4 5%

Puncak Waktu Retensi

Luas Area

Base Peak

Senyawa yang

Disarankan

Molecular Ion Peak

Similaritas

(%)

1 3,698 61535 40,00 Heksil asetat

(C8H16O2) 144 79

Dari hasil analisa GC-MS ini, didapatkan suatu spektrum massa dengan

base peak sebesar 40,00. Berdasarkan spektrum massa tersebut, diketahui bahwa

senyawa yang terbentuk adalah heksil asetat dengan similaritas sebesar 79%.

Page 60: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

44

Kemungkinan tersebut dilihat dari kemiripan dari pola fragmentasi spektrum

massa sampel dengan library fragmen (Nist 62, Wiley 229) yang tersedia pada

rangkuman MS.

Pada kromatogram sampel uji asam asetat:1-heksena (1:1) dengan

katalis ZSM-5 5% juga terlihat adanya satu puncak terbentuk. Puncak tersebut

muncul pada waktu retensi 3,556 dengan luas area sebesar 397320. Kromatogram

dapat dilihat pada Gambar 20.

Gambar 20. Kromatogram sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 5%

Interpretasi hasil analisa GC-MS sampel uji asam asetat:1-heksena (1:1)

dengan katalis ZSM-5 5% tersaji pada Tabel 12.

Tabel 12. Interpretasi spektrum massa sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 5%

Puncak Waktu Retensi

Luas Area

Base Peak

Senyawa yang

Disarankan

Molecular Ion Peak

Similaritas

(%)

1 3,556 397320 43,10 Heksil asetat

(C8H16O2) 144 85

Page 61: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

45

Spektrum massa pada sampel di atas memiliki base peak sebesar 43,10.

Berdasarkan spektrum massa tersebut, diketahui bahwa senyawa yang terbentuk

adalah heksil asetat dengan similaritas sebesar 85%. Persen kemiripan sampel

yang dihasilkan ini lebih besar bila dibandingkan dengan sampel yang

menggunakan katalis H2SO4 5%.

Pada sampel uji asam asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15%

terkandung satu senyawa yang dominan. Hal ini dapat dilihat dari puncak

kromatogram pada Gambar 21.

Gambar 21. Kromatogram sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 15%

Pada kromatogram tersebut muncul satu puncak dengan waktu retensi

3,636 dan luas area sebesar 1587532 juga muncul dua puncak yang berhimpit

dengan waktu retensi masing-masing 7,064 dan 7,190 serta luas area sebesar

57295 dan 56820. Puncak pertama merupakan senyawa yang terkandung dalam

sampel uji, yaitu heksil asetat, sedangkan dua puncak berhimpit tersebut dapat

dikatakan sebagai zat pengotor (impurities) yang terdapat dalam sampel uji, yaitu

Page 62: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

46

1-heksena ataupun asam asetat yang merupakan bahan baku proses esterifikasi ini.

Hasil data tersebut dapat dilihat pada Tabel 13.

Tabel 13. Interpretasi spektrum massa sampel uji (1:1) dengan katalis ZSM-5 15%

Puncak Waktu Retensi

Luas Area

Base Peak

Senyawa yang

Disarankan

Molecular Ion Peak

Similaritas

(%)

1 3,556 1587532 43,10 Heksil asetat

(C8H16O2) 144 88

Spektrum massa sampel uji asam asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis

ZSM-5 15% memiliki base peak sebesar 43,10 untuk puncak 1. Senyawa yang

disarankan oleh library fragmen MS (Nist 62, Wiley 229, Pesticd) untuk puncak 1

adalah heksil asetat dengan similaritas 88%.

Berdasarkan hasil analisa dengan GC-MS, ketiga sampel uji menunjukkan

hasil senyawa yang sama meskipun dengan similaritas yang berbeda-beda. Reaksi

pembentukan ester tersebut dapat dilihat pada Gambar 22.

CH3 (CH2)3 CH CH2 CH3 C

O

OHH+

+ CH3 (CH2)5 O C

O

CH3 H++

Gambar 22. Reaksi esterifikasi asam asetat dengan 1-heksena

Pada reaksi esterifikasi antara asam asetat dan 1-heksena tersebut

dihasilkan suatu produk ester, yaitu heksil asetat. Selain sebagai bahan baku

lanjutan untuk pembuatan etanol, heksil asetat juga dapat digunakan sebagai

flavouring agent rasa buah-buahan seperti buah pir, persik, apel, dan pisang pada

makanan. Selain dapat juga digunakan sebagai substansi tambahan untuk parfum

atau bahan pewangi lainnya. Berikut ini adalah struktur dari senyawa tersebut:

Page 63: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

47

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 O C

O

CH3

Gambar 23. Struktur senyawa heksil asetat

Mekanisme reaksi pembentukan senyawa ester ini meliputi pembentukan

ion karbon (karbokation) dari alkena yang dihadapkan dengan katalis asam, yang

kemudian diserang oleh atom oksigen dari gugus hidroksil senyawa asam

karboksilat (Patwardhan, 1990). Mekanisme reaksi tersebut dapat dilihat pada

Gambar 24.

CH3 (CH2)3 CH CH2

H+

CH3 (CH2)3 CH2 CH2+ CH3 C

O

O H..

..

CH3 (CH2)3 CH2 CH2 O C

O

CH3 H++

Gambar 24. Mekanisme pembentukan senyawa heksil asetat

Pada Gambar 24 dapat dijelaskan bahwa reaksi pembentukan ester terjadi

melalui dua tahapan. Pada tahap 1, terjadi suatu serangan elektrofilik dimana

elektron phi (π) yang tidak terlindung dalam ikatan rangkap 1-heksena akan

menarik elektrofil (H+) pada katalis asam yang digunakan. Pada tahapan reaksi

ini dihasilkan suatu karbokation pada C1 senyawa 1-heksena. Kemudian

dilanjutkan dengan tahap 2, dimana karbokation tersebut diserang oleh nukleofil

(CH3COO-) dan dihasilkan suatu produk ester, yaitu heksil asetat.

Pada reaksi ini pembentukan karbokation terjadi pada C1, meskipun

diketahui bahwa karbon sekunder lebih disukai dan stabil bila dibandingkan

dengan karbon primer. Hal ini berbeda bila dibandingkan dengan senyawa

1-butena, dimana pembentukan karbokation terjadi pada C2. Peristiwa tersebut

Page 64: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

48

dapat terjadi karena adanya faktor sterik, dimana senyawa 1-heksena memiliki

rantai yang panjang sehingga pembentukan karbokation terjadi pada C1.

Sedangkan pada senyawa 1-butena, halangan sterik lebih kecil sehingga

pembentukan karbokation terjadi pada C2.

Page 65: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

49

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan beberapa hal, antara lain:

1. Rasio pereaksi optimal pada reaksi esterifikasi asam asetat dengan 1-heksena

baik dengan menggunakan katalis H2SO4 maupun ZSM-5 adalah (1:2).

2. Produk ester heksil asetat telah teridentifikasi pada pengujian dengan FTIR,

dengan keberadaan gugus C=O dan C–O pada bil. gelombang 1726,22 cm-1 -

1732,08 cm-1 dan 1263,37 cm-1 - 1265,30 cm-1.

3. Pengujian dengan GCMS, mengkonfirmasi bahwa contoh produk esterifikasi

mengandung senyawa heksil asetat.

4. Pada reaksi esterifikasi ini, katalis ZSM-5 lebih tinggi keaktifannya

dibandingkan dengan katalis H2SO4. Semakin besar konsentrasi katalis yang

digunakan, maka semakin tinggi keaktifannya.

5.2. Saran

Berdasarkan hasil penelitian ini, maka disarankan agar dilakukan

perlakuan lebih lanjut, antara lain:

1. Perlu adanya penelitian lanjutan untuk perbaikan sistem esterifikasi yang

digunakan sehingga dihasilkan produk ester yang lebih baik.

2. Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut dengan NMR untuk mengkonfirmasi

struktur senyawa yang terbentuk pada proses esterifikasi ini.

Page 66: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

50

DAFTAR PUSTAKA

Al Anshori, Jamaludin. 2009. Siklisasi Intramolekuler Sitronelal dikatalisis Zeolit dan Bahan Mesoporus. Karya Tulis Ilmiah. Jurusan Kimia, UNPAD, Bandung.

Damayanthi, Reska dan Retno Martini. 2010. Proses Pembuatan Bahan Bakar

Cair dengan Memanfaatkan Limbah Ban Bekas Menggunakan Katalis Zeolit Y dan ZSM-5. Skripsi. Jurusan Teknik Kimia, UNDIP.

Effendi, D. Soleh. 2010. Prospek Pengembangan Tanaman Aren (Arengan

pinnata Merr) Mendukung Kebutuhan Bioetanol di Indonesia. J. Perspektif. Vol. 9, no. 1, h. 36 – 46.

Ega, L dan Bambang Triwiyono. 2006. Kajian Tekno Ekonomi Produksi Fuel

Grade Ethanol dari Nira Aren dan Kelapa sebagai Sumber Energi Engine Alternatif. Jurnal BPPT Jakarta.

Fessenden & Fessenden. 2006. Kimia Organik. Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Fessenden & Fessenden. 2006. Kimia Organik. Jilid 2. Jakarta: Erlangga. Gozan, Misri, M. Samsuri, Fani Siti H., Bambang P., dan M. Nasikin. 2007.

Sakarifikasi dan Fermentasi Bagas menjadi Ethanol Menggunakan Enzim Selulase dan Enzim Sellobiase. Jurnal Teknologi. Edisi no. 3, h. 209-215.

Hakim, Arif Rahman dan Irawan S., 2010. Kajian Awal Sintesis Biodiesel dari

Minyak Dedak Padi Proses Esterifikasi. Skripsi. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik UNDIP, Semarang.

Harnani, E. Dwi. 2010. Perbandingan Kadar Eugenol Minyak Atsiri Bunga

Cengkeh (Syzygium aromaticum (L.) Meer. & Perry) dari Maluku, Sumatera, Sulawesi, dan Jawa dengan Metode GC-MS. Skripsi. Jurusan Farmasi UMS, Surakarta.

Hermanto, Sandra. 2008. Mengenal Lebih Jauh Teknik Analisa Kromatografi dan

Spektrofotometri. Jakarta: UIN Syarif Hidayatullah. Hendayana, Sumar. 1996. Kimia Analitik Instrumen. Jakarta: Erlangga. Hoon, Sik Kim. 2005. Phosphine-bound Zinc Halide Complexes for The Coupling

Reaction of Etylene Oxide and Carbon Dioxide. Journal of Catalysis. Vol. 232, p. 80-84.

Page 67: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

51

Juan, J.C., Zhang, J., Yarmoa, M.A., 2007. 12-Tungstophosphoric Acid Supported on MCM-41 for Esterification of Fatty Acid under Solvent-free Condition. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. Vol. 267, p. 265–271.

Khopkar, S. M. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press. Kiff, Ben W., David, J. Schreck. 1983. Production of Etanol from Acetic Acid.

United State Patent, 4.421.939. Lefond, S. J. 1983. Industrial Minerals and Rocks (Nonmetallic other than Fuel).

Journal of AIME. Vol. 2, p. 1391-1431. Lutfiati, Anna. 2008. Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dari Sulfur dan Udara

dengan Proses Kontak Kapasitas 225.000 Ton per Tahun. Skripsi. Fakultas Teknik UMS, Surakarta.

Merck MSDS. 2011. Acetic Acid. www.merck.com (akses 1 Maret 2011). Merck MSDS. 2011. Sulfonic Acid. www.merck.com (akses 1 Maret 2011). Patwardhan, A.A dan M.M. Sharma. 1990. Esterification of Carboxylic Acids

with Olefins using Cation Exchange Resins as Catalysts. Reactive Polymers. Vol. 13, p. 161-176.

Paul Scherrer Institut. 2011. Identification of the SCR active sites in Fe-ZSM-5.

http://ene.web.psi.ch/highlights/SCR.html (akses 24 Mei 2011).

Riyanto. 2006. Produksi Asam Asetat dari Etanol dengan Cara Elektrolisis. J. Logika, ISSN: 1410-2315. Vol. 3, No. 2.

Ruikar, Anjali et al. 2009. GC-MS Study Of A Steam Volatile Matter From

Mimusops elengi. Journal of ChemTech Research. Vol.1, No.2, pp 158-161.

Samsuri, M., M. Gozan, R. Mardias, dkk. 2007. Pemanfatan Sellulosa Bagas

untuk Produksi Ethanol melalui Sakarifikasi dan Fermentasi Serentak dengan Enzim Xylanase. J. Makara, Teknologi. Vol. 11, No. 1, h. 17-24.

Sastrohamidjojo, Hardjono. 1990. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta: Liberty. Satterfield, Charles. N., 1991. Heterogeneous Catalysis in Industrial Practice. 2nd

Edition. New York: McGraw Hill, Inc. Savitri, Yan Irawan, S. R. Wuryaningsih, M. Ghozali. 2006. Rate of Reaction

Constants as Time Function from Esterification of Glicerol with Oleic Acid using Zeolyt as Catalist. J. International Oil Palm Conference, PCTE-2.

Page 68: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

52

Setiadi. 2005. Uji Kinerja Katalis ZSM-5 dalam Konversi Aseton menjadi Hidrokarbon Aromatik. J. Simposium dan Kongres Teknologi Katalisis Indonesia, ISSN-0216-4183.

Sigma-Aldrich MSDS. 2011. 1-hexene. sigma-aldrich.com (akses 23 Maret

2011). Silverstain, M. Robert, Francis X. Webster, David J. Kiemle. 2005. Spectrometric

Identification of Organic Compounds. USA: John Wiley & Sons, Inc. Sudjadi, M.S. 1985. Penentuan Struktur Senyawa Organik. Jakarta: Penerbit

Ghalia Indonesia. Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta. Supardjan. 2004. Sintesis Diasetil Heksagamavunon-1 dengan Katalis Basa.

J. Pharmacon. Vol. 5, No. 2, h. 48-55. Widyawati, Yeti. 2007. Disain Proses Dua Tahap Esterifikasi-Transesterifikasi

(Estrans) pada Pembuatan Metil Ester (Biodiesel) dari Minyak Jarak Pagar (Jatropha curcas. L). Tesis. Program Studi Teknologi Industri Pertanian IPB, Bogor.

Yoneda, Noriyuki. 2001. Recent Advances in Processes and Catalysts for The

Production of Acetic Acid. Journal of Applied Catalysis A: General 221. p. 253–265.

Page 69: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

53

Lampiran 1. Diagram produksi bioetanol

Page 70: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

54

Lampiran 2. Peralatan yang digunakan untuk proses esterifikasi

Page 71: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

55

Lampiran 3. Sampel hasil proses esterifikasi

Sampel sebelum pemisahan

(a) (b)

Sampel setelah dipisahkan: (a) sampel lapisan atas (non-polar) dan (b) sampel lapisan bawah (polar)

Page 72: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

56

Lampiran 4. Kondisi Operasi GC-MS

Parameter Keterangan

Merk Alat Shimadzu QP 5050A

Temperatur Oven 60 oC

Waktu Equil. Oven 0,50 menit

Temperatur Injektor 300 oC

Temperatur Interface 320 oC

Gas Pembawa Nitrogen (N2)

Jenis Kolom DB5-MS

Panjang Kolom 30 m

Diameter Kolom 0,25 mm

Tekanan Kolom 100 kPa

Laju Alir Kolom 1,6 mL/min

Kecepatan Linier 46,4

Rasio Split 20

Total Laju Alir 36,6 mL/min

Page 73: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

57

Lampiran 5. Data pengujian bilangan asam fraksi bawah dengan rasio reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:1

No. Katalis Bobot

Sampel

Penggunaan KOH-etanol

0,1 N

Bilangan Asam

Bilangan Asam

(Rata-rata)

1. H2SO4 5% 0,3054 g 27,8 mL 441,156 441,15

Blanko 0,1 mL

2. H2SO4 10% 0,2088 g 16,0 mL 370,3809

370,77 0,2136 g 16,4 mL 371,1661

Blanko 0,1 mL

3. ZSM-5 5% 0,2351 g 21,2 mL 434,4588

412,49 0,2146 g 18,4 mL 412,4996

Blanko 0,2 mL

4. ZSM-5 10% 0,2112 g 13,0 mL 315,1373

313,76 0,2084 g 13,5 mL 312,3833

Blanko 0,1 mL

5. ZSM-5 15% 0,2032 g 12,8 mL 303,6358

302,07 0,2037 g 12,7 mL 300,5218

Blanko 0,1 mL

Page 74: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

58

Lampiran 6. Data pengujian bilangan asam fraksi bawah dengan katalis H2SO4 5%

No. Rasio

Reaktan Bobot

Sampel

Penggunaan KOH-etanol

0,1 N

Bilangan Asam

Bilangan Asam

(Rata-rata)

1. 1:1 0,3054 g 27,8 mL 441,156 441,15

Blanko 0,1 mL

2. 1:2 0,2149 g 15,2 mL 341,7609

340,12 0,2254 g 16,7 mL 338,7877

Blanko 1 mL

3. 2:1 0,2110 g 15,4 mL 352,6882

344,18 0,2159 g 15,9 mL 335,6723

Blanko 1 mL

4. 3:1 0,2150 g 15,7 mL 352,9133

344,29 0,2130 g 14,8 mL 335,6755

Blanko 0,1 mL

5. 5:1 0,2140 g 15,8 mL 356,8353

349,73 0,2030 g 14,4 mL 342,6272

Blanko 0,1 mL

Page 75: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

59

Lampiran 7. Data pengujian bilangan asam fraksi bawah dengan katalis ZSM-5 15%

No. Rasio

Reaktan Bobot

Sampel

Penggunaan KOH-etanol

0,1 N

Bilangan Asam

Bilangan Asam

(Rata-rata)

1. 1:1 0,2032 g 12,8 mL 303,6358

302,07 0,2037 g 12,7 mL 300,5218

Blanko 0,1 mL

2. 1:2 - - -

- - - -

Blanko -

3. 2:1 0,2041 g 13,2 mL 290,7359

289,72 0,2089 g 13,4 mL 288,7122

Blanko 1 mL

4. 3:1 0,2258 g 14,3 mL 305,8766

292,73 0,2450 g 14,2 mL 279,5978

Blanko 0,1 mL

5. 5:1 0,2142 g 14,2 mL 319,8119

319,89 0,2080 g 13,8 mL 319,9856

Blanko 0,1 mL

Page 76: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

60

Lampiran 8. Data pengujian bilangan ester fraksi atas dengan rasio reaktan (asam asetat:1-heksena) 1:1

No. Katalis Bobot

Sampel Penggunaan

H2SO4 0,25 N Bilangan

Ester

Bilangan Ester

(Rata-rata)

1. H2SO4 5% 0,5087 g 19,0 mL 7,8211 7,82

Blanko 19,3 mL

2. H2SO4 10% 0,5070 g 18,8 mL 10,4631

9,13 0,5099 g 18,9 mL 7,8027

Blanko 19,2 mL

3. ZSM-5 5% 2,0078 g 23,8 mL 7,9827

9,54 2,0199 g 38,0 mL 11,1089

Blanko 24,3 mL; 39,4 mL

4. ZSM-5 10% 0,5070 g 18,8 mL 10,4631

10,49 0,5047 g 18,8 mL 10,5241

Blanko 19,2 mL

5. ZSM-5 15% 2,0918 g 32,0 mL 9,960

10,52 2,0221 g 38,0 mL 11,0968

Blanko 33,3 mL; 39,4 mL

Page 77: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

61

Lampiran 9. Data pengujian bilangan ester fraksi atas dengan katalis H2SO4 5%

No. Rasio

Reaktan Bobot

Sampel Penggunaan

H2SO4 0,25 N Bilangan

Ester

Bilangan Ester

(Rata-rata)

1. 1:1 0,5087 g 19,0 mL 7,8211 7,82

Blanko 19,3 mL

2. 1:2 0,5009 g 19,0 mL 7,9429

7,87 0,5110 g 18,7 mL 7,7859

Blanko 19,3 mL; 18,9 mL

3. 2:1 0,5038 g 0,9 mL 7,8771

7,79 0,5142 g 27,0 mL 7,7178

Blanko 12,2 mL; 27,3 mL

4. 3:1 0,5176 g 19,4 mL 7,6866

7,68 0,5184 g 19,4 mL 7,6747

Blanko 19,7 mL

5. 5:1 0,5063 g 19,2 mL 5,2388

5,23 0,5064 g 19,2 mL 5,2377

Blanko 19,4 mL

Page 78: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

62

Lampiran 10. Data pengujian bilangan ester fraksi atas dengan katalis ZSM-5 15%

No. Rasio

Reaktan Bobot

Sampel Penggunaan

H2SO4 0,25 N Bilangan

Ester

Bilangan Ester

(Rata-rata)

1. 1:1 2,0918 g 32,0 mL 9,960

10,52 2,0221 g 38,0 mL 11,0968

Blanko

2. 1:2 0,5127 g 18,1 mL 20,6936

18,22 0,5049 g 18,3 mL 15,7600

Blanko 18,9 mL

3. 2:1 0,5455 g 35,4 mL 17,3349

16,35 0,5162 g 26,7 mL 15,3758

Blanko 36,1 mL; 27,3 mL

4. 3:1 0,5092 g 18,8 mL 10,4179

10,40 0,5108 g 18,8 mL 10,3853

Blanko 19,2 mL

5. 5:1 0,5191 g 18,9 mL 7,6644

7,72 0,5109 g 18,9 mL 7,7874

Blanko 19,2 mL

Page 79: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

63

Lampiran 11. Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi 4000-500 cm-1

Page 80: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

64

Lampiran 12. Hasil analisa FTIR terhadap senyawa asam asetat pada frekuensi 4000-500 cm-1

Page 81: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

65

Lampiran 13. Hasil analisa FTIR terhadap senyawa heksil asetat pada frekuensi 4000-500 cm-1

Page 82: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

66

Lampiran 14. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5% pada frekuensi 4000-500 cm-1

Page 83: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

67

Lampiran 15. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat:1-heksena (1:2) dengan katalis H2SO4 5% pada frekuensi 4000-500 cm-1

Page 84: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

68

Lampiran 16. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% pada frekuensi 4000-500 cm-1

Page 85: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

69

Lampiran 17. Hasil analisa FTIR terhadap sampel uji asam asetat:1-heksena (1:2) dengan katalis ZSM-5 15% pada frekuensi 4000 - 500 cm-1

Page 86: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

70

Lampiran 18. Hasil analisa GC sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5%

Page 87: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

71

Lampiran 19. Hasil analisa MS sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis H2SO4 5%

Page 88: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

72

Lampiran 20. Hasil analisa GC sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 5%

Page 89: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

73

Lampiran 21. Hasil analisa MS sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis

ZSM-5 5%

Page 90: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

74

Lampiran 22. Hasil analisa GC sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15%

Page 91: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

75

Lampiran 23. Hasil analisa MS sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% (Puncak 1)

Puncak 1

Page 92: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

76

Lampiran 24. Hasil analisa MS sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% (Puncak 2)

Puncak 2

Page 93: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

77

Lampiran 25. Hasil analisa MS sampel uji asetat:1-heksena (1:1) dengan katalis ZSM-5 15% (Puncak 3)

Puncak 3

Page 94: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

78

Lampiran 26. Pola fragmentasi heksil asetat

O

O

- 60

m/z = 84

m/z = 144

penataan ulang

H

CH3

+

m/z = 42

m/z = 43

+

m/z = 101

O

O+

m/z = 43m/z = 101

m/z = 42

m/z = 84

O

O

Page 95: DINI NOVALIA PRATIWI - repository.uinjkt.ac.id spektrum FTIR asam asetat ... Hasil analisa FTIR terhadap senyawa 1-heksena pada frekuensi ... pada 1H-NMR

79

Lampiran 27. Pola pemisahan spin untuk proton-proton dalam heksil asetat pada 1H-NMR

CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 O C

O

CH3

1 2 3 4 5 6 7

1 → triplet 3 → kuintet 5 → kuintet 7 → singlet n+1 = 2+1 n+1 = 4+1 n+1 = 4+1 n+1 = 0+1 = 3 = 5 = 5 = 1

2 → sektet 4 → kuintet 6 → triplet n+1 = 5+1 n+1 = 4+1 n+1 = 2+1 = 6 = 5 = 3

012345PPM

Protocol of the H-1 NMR Prediction:

Node Shift Base + Inc. Comment (ppm rel. to TMS)

CH3 2.01 0.86 methyl 1.15 1 alpha -C(=O)OC CH2 4.08 1.37 methylene 2.75 1 alpha -OC(=O)-C -0.04 1 beta -C CH2 1.57 1.37 methylene 0.24 1 beta -OC(=O)-C -0.04 1 beta -C CH2 1.29 1.37 methylene -0.04 1 beta -C -0.04 1 beta -C CH2 1.29 1.37 methylene -0.04 1 beta -C -0.04 1 beta -C CH2 1.33 1.37 methylene 0.00 1 alpha -C -0.04 1 beta -C CH3 0.96 0.86 methyl 0.10 1 beta -C-R

O

O

2.01

4.08

1.57

1.29

1.29

1.33

0.96