BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Metanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai karbon. Rumus Kimia

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Metanol Metanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai karbon. Rumus Kimia CH3OH, dengan berat molekul 32. Titik didih 640-650C (tergantung kemurnian), dan berat jenis 0,7920-0,7930 (juga tergantung kemurnian). Secara fisik metanol merupakan cairan bening, berbau seperti alkohol, dapat bercampur dengan air, etanol, chloroform dalam perbandingan berapapun, hygroskopis, mudah menguap dan mudah terbakar dengan api yang berwarna biru (Spencer, 1988). Secara teori metanol dapat dibuat dari proses penyulingan kayu, gasifikasi batu bara dan sintesis gas alam, tetapi produksi metanol di Indonesia menggunakan gas alam. Sintesa metanol dari gas alam inilah yang saat ini tekhnologinya di pakai pada pembuatan metanol skala industri besar di mana di Indonesia adalah PT. Kaltim Metanol Industri di Bontang kapasitas produksi 2000 MT/day. Produksi metanol PT. KMI terdiri dari empat proses utama, yaitu desulphurizing, reforming, methanol synthesis dan distillation. Proses ini didukung oleh sistem utilitas yang menyediakan kebutuhan air, listrik, steam, oksigen dan udara. Berikut keterangan dari masing-masing proses :

Universitas Sumatera Utara

1. Desulphurizing Tahap desulfurisasi bertujuan menurunkan kandungan sulfur dalam bahan baku gas alam sampai kadar yang diijinkan dalam proses. Proses ini menjadi penting karena katalis yang digunakan pada unit reforming dan sintesis methanol sensitif terhadap keracunan sulfur. Proses yang digunakan adalah Co-Mo Vessel dan Sulphur Catchpot. 2. Reforming Proses ini bertujuan untuk menghasilkan gas sintesis yang akan digunakan untuk sintesis methanol. Proses ini terdapat tiga unit operasi yakni pre-reformer, steam reformer, dan autothermal reformer. Proses pre-reforming bertujuan untuk memecah seluruh hidrokarbon berat di gas masukan dan mereaksikan sebagian methana dengan steam untuk menghasilkan gas H2, CO, dan CO2. Proses steam reforming bertujuan mereaksikan gas-gas keluaran prereformer dengan steam untuk dihasilkan reformed gas. Proses autothermal reforming bertujuan mereaksikan gas terutama CH4 yang belum bereaksi dengan oksigen dan steam untuk mendapatkan gas sintesis dengan rasio stoikiometrik yang optimum. 3. Methanol Synthesis Pada proses ini terjadi reaksi sintesis methanol yang berlangsung eksotermis pada suhu 250°C dan tekanan 80 bar terjadi di dua reaktor yang berkerja secara paralel. 4. Distillation Proses ini bertujuan untuk memisahkan methanol dari komponenkomponen yang tidak diinginkan seperti air, gas terlarut, dan hasil samping


serta menghasilkan methanol grade AA dengan kemurnian di atas 99,85 %. Unit operasi yang digunakan meliputi prerun column, pressure column, dan atmospheric column (KMI, 1997).

2.2. Etanol Alkohol adalah senyawa hidrokarbon berupa gugus hidroksil (-OH) dengan dua atom karbon (C). Jenis alkohol yang banyak digunakan adalah CH3OH yang disebut dengan metil alkohol (methanol), C2H5OH yang disebut dengan etil alkohol (etanol). Dalam dunia perdagangan, yang disebut dengan alkohol adalah etil alkohol atau etanol dengan rumus kimia C2H5OH (Prihandana et al., 2007). Lebih lanjut menurut Prihandana et al. (2007), penggunaan etanol tidak hanya untuk minuman namun juga digunakan sebagai pelarut, antiseptik, dan bahan baku untuk bahan organik lain seperti etil ester, dietil eter, butadien, dan etil amin. Fuel grade etanol (etanol 99 %) dapat digunakan sebagai bahan bakar. Molekul etanol diikat satu sama lain di dalam fase cair oleh ikatan hidrogen. Interkasi tersebut mempunyai pengaruh yang sangat besar pada titik didih etanol yaitu sekitar 780C -800C. Kemampuan ikatan hidrogen tersebut membuat etanol dapat larut dengan cukup baik di dalam air karena terdapat empat atau kurang atom karbon yang dapat berikatan dengan molekul air (Weininger, 1972). Alkohol yang mempunyai bobot molekul lebih rendah mempunyai sifat yang menyerupai air. ikatan kimia antara atom yang berbeda adalah ikatan polar, seperti ikatan C-O dan C-Cl. Semakin besar komponen polar dalam


suatu senyawa, semakin polar senyawa tersebut dan juga sebaliknya (O’Leary, 1976). Etil

alkohol

(CH3CH2OH)

sering

juga

disebut

alkohol

untuk

menunjukkan sumber bahan baku yang digunakan atau tujuan umum penggunaannya. Etanol mempunyai penampakan tidak berwarna, mudah menguap, jernih, memiliki bau yang halus dan rasa yang pedas (Setyaningsih, 2006). Etanol terbentuk pada sintesis metanaol melalui reaksi antara metanol dengan CO2 dan H2 yang merupakan sebagian dari gas yang terlarut dan tidak memenuhi stoikiometri reaksi sehingga menjadi sisa gas dalam reaksi pembentukan metanol (KMI,1997).

2.3. Aseton Aseton merupakan keton yang paling sederhana, digunakan sebagai pelarut polar dalam kebanyakan reaksi organik. Aseton dikenal juga sebagai dimetil keton, 2-propanon, atau propan-2-on. Aseton adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar, digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Selain dimanufaktur secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara alami, termasuk pada tubuh manusia dalam kandungan kecil. Aseton memiliki gugus karbonil yang mempunyai ikatan rangkap dua karbon-oksigen terdiri atas satu ikatan σ dan satu ikatan π. Umumnya atom hidrogen yang terikat pada atom karbon sangat stabil dan sangat sukar diputuskan. Namun lain halnya dengan atom hidrogen yang berada pada karbon (C) di samping gugus karbonil yang disebut atom


hidrogen alfa (α). Sebagai akibat penarikan elektron oleh gugus karbonil, kerapatan elektron pada atom karbon α semakin berkurang, maka ikatan karbon dan hidrogen α semakin melemah, sehingga hidrogen α menjadi bersifat asam dan dapat mengakibatkan terjadinya substitusi α (Wade, L.G. 2006).

2.4. Trimetilamin Trimetilamin adalah komponen organic dengan rumus N(CH3)3, tidak berwarna dan memiliki aroma seperti ikan pada konsentrasi rendah sedangkan pada konsentrasi tinggi aromanya seperti amonia. Trimetilamin memiliki sifat fisik higroskopis, tidak berwarna, berbentuk gas dalam suhu ruang, dan mudah terbakar (Hadiwiyoto, 1990). Senyawa ini berasal dari makanan yang mengandung kadar trimetilamin yang tinggi seperti ikan atau dari makanan yang mengandung senyawa prekursor trimetilamin seperti trimetilamin Noksida (TMNO), kolin, dan L-carnitine (Bain et al. 2006). Senyawa trimetilamin merupakan hasil dari pemecahan ikatan karbon dan nitrogen (CN) yang terdapat pada asam amino kolin. Ikatan karbon dan nitrogen tersebut akan diuraikan oleh zat pengoksidasi seperti gugus peroksida dalam lemak dan menghasilkan senyawa trimetilamin (Hadiwiyoto 1990). Trimethylamine, biasa dikenal dengan NMe3, N(CH3)3 atau TMA, bersifat tidak berwarna, higroskopis, dan merupakan senyawa amine sederhana. Senyawa ini relatif mudah terbakar dengan ciri berbau amis pada konsentrasi rendah dan berbau seperti ammonia pada konsentrasi tinggi. TMA terbentuk dalam reaktor sintesis methanol dan ditemukan di unit pemurnian


raw methanol. Di dalam reaktor sintesis, TMA terbentuk sebagai hasil dari reaksi antara amoniak dan metanol. NH3 + CH3OH

MMA + H2O

MMA + CH3OH

DMA + H2

DMA + CH3OH

TMA + H2O

Ammonia sendiri berasal dari N2 yang terkandung dalam natural gas. Selanjutnya gas N2 bereaksi dengan oksigen menjadi NOx di dalam reactor autothermal dan steam reformer, yang kemudian mengalami hidrogenasi menjadi ammonia. Trimethylamine dapat dijumpai dalam bentuk TMA bebas (free TMA) yang memiliki titik didih normal 3,5 °C atau dalam bentuk larutan senyawa asam (acidic compounds) seperti yang dijumpai pada raw methanol (Perry, 1997). Spesifikasi metanol standar yang digunakan sebagai bahan kimia mengacu kepada IMPCA yang mempunyai grade AA. Di dalam spesifikasi tersebut, metanol harus bebas dari bau amis yang disebabkan adanya kandungan TMA. Oleh karena itu TMA yang ada harus seminimal mungkin untuk mencegah adanya bau amis pada produk. TMA yang terkandung dalam metanol merupakan garam TMA yang bersifat asam dan non volatile yang tidak dapat dipisahkan dengan destilasi. Oleh karena itu, garam TMA dalam metanol mentah harus diubah menjadi TMA bebas terlebih dahulu sehingga dapat dipisahkan dengan destilasi sesuai desain pabrik. Perubahan garam TMA menjadi TMA bebas dapat dilakukan dengan penambahan NaOH ke dalam metanol mentah berdasarkan reaksi:


H3C

H

H3C + OH-

N H3C

+

CH3

N

CH3 + H2O

H3C

Gambar 2.1 Reaksi perubahan garam TMA menjadi TMA bebas Berdasarkan IMPCA pada dokumen KMI (1997) analisa mengenai TMA telah dilakukan mengenai munculnya bau amis dari TMA pada berbagai konsentrasi, hasilnya bahwa TMA dengan batas maksimal 50 ppb bau amis sudah tidak terasa.

2.5. Air Air adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau, yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimiawi H2O. Karena air merupakan suatu larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut di dalamnya. Dengan demikian, air di dalam mengandung zat-zat terlarut. Zat-zat ini sering disebut pencemar yang terdapat dalam air (Linsley, 1991).

2.5.1. Sifat Air Nama Sistematis : air Nama Alternatif : aqua, dihidrogenmonoksida, Hidrogen hidroksida Rumus Molekul : H2O Massa Molar : 18,0153 g/mol Densitas dan Fase : 0,998 g/cm³ (cair pada 20 °C) ; 0,92 g/cm³ (padat) Titik Lebur : 0 oC


Titik Didih : 100 oC Kalor Jenis : 4184 J/kg.K (cair pada 20 0C) Atom oksigen memiliki nilai keelektronegatifan yang sangat besar, sedangkan atom hidrogen memiliki nilai keelektronegatifan paling kecil diantara unsur-unsur bukan logam. Hal ini selain menyebabkan sifat kepolaran air yang besar juga menyebabkan adanya ikatan hidrogen antar molekul air. Ikatan hidrogen terjadi karena atom oksigen yang terikat dalam satu molekul air masih mampu mengadakan ikatan dengan atom hidrogen yang terikat dalam molekul air yang lain. Ikatan hidrogen inilah yang menyebabkan air memiliki sifat-sifat yang khas. Sifat-sifat khas air sangat menguntungkan bagi kehidupan makhluk di bumi (Achmad, 2004). Hal sama dikemukakan oleh Dugan (1972) yang menyatakan bahwa air memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia lain. Diantara sifat-sifat tersebut adalah : Air memiliki titik beku 0 oC dan titik didih 100 0C (jauh lebih tinggi dari yang diperkirakan secara teoritis), sehingga pada suhu sekitar 0 0C sampai 100 0C yang merupakan suhu yang sesuai untuk kehidupan, air berwujud cair. Hal ini sangat menguntungkan bagi makhluk hidup, karena tanpa sifat ini, air yang terdapat pada jaringan tubuh makhluk hidup maupun yang terdapat di laut, sungai, danau dan badan perairan yang lain mungkin ada dalam bentuk gas ataupun padat. Sedangkan yang diperlukan dalam kehidupan adalah air dalam bentuk cair.


2.5.2 Sumber Air Air yang ada di permukaan bumi berasal dari beberapa sumber. Berdasarkan letak sumbernya air dibagi menjadi tiga, yaitu air hujan, air permukaan dan air tanah. Air hujan merupakan sumber utama dari air di bumi. Air ini pada saat pengendapan dapat dianggap sebagai air yang paling bersih, tetapi pada saat di atmosfer cenderung mengalami pencemaran oleh beberapa partikel debu, mikroorganisme dan gas (misal : karbon dioksida, nitrogen dan amonia). Air permukaan meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk, rawa dan sumur permukaan. Sebagian besar air permukaan ini berasal dari air hujan dan mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah dan lainnya. Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi, kemudian mengalami penyerapan ke dalam tanah dan penyaringan secara alami. Prosesproses ini menyebabkan air tanah menjadi lebih baik dibandingkan air permukaan (Chandra,B., 2007).

2.6. Asam Asetat Asam asetat dengan rumus struktur CH3COOH dikenal juga dengan asam etanoat merupakan bahan kimia organik, dinamakan cuka karena rasanya yang asam dan baunya yang menyengat. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari sumber hayati. Asam asetat merupakan nama trivial atau nama dagang dari senyawa ini, dan merupakan nama yang paling dianjurkan oleh IUPAC. Nama ini berasal dari kata Latin acetum, yang berarti cuka. Nama sistematis dari


senyawa ini adalah asam etanoat. Asam asetat glasial merupakan nama trivial yang merujuk pada asam asetat yang tidak bercampur air. Disebut demikian karena asam asetat bebas-air membentuk kristal mirip es pada 16.7°C, sedikit di bawah suhu ruang. Singkatan yang paling sering digunakan, dan merupakat singkatan resmi bagi asam asetat adalah AcOH atau HOAc dimana Ac berarti gugus asetil, CH3−C(=O)−. Dalam keadaan murni, asam asetat bebas air (asam asetat glasial) merupakan cairan tidak berwarna yang menyerap air dari lingkungan (bersifat higroskopis) dan membeku dibawah 16,7 oC (62 oF) menjadi sebuah kristal padat yang tidak berwarna. Asam asetat merupakan satu dari asam karboksilat yang paling sederhana (berikutnya adalah asam format), merupakan regensia dan bahan kimia industri yang sangat penting yang dipakai untuk memproduksi berbagai macam bahan (Anonim, 2010). Asam asetat cair adalah pelarut protik hidrofilik (polar), mirip seperti air dan etanol. Asam asetat memiliki konstanta dielektrik yang sedang yaitu 6.2, sehingga ia bisa melarutkan baik senyawa polar seperi garam anorganik dan gula maupun senyawa non-polar seperti minyak dan unsur-unsur seperti sulfur dan iodin. Asam asetat bercampur dengan mudah dengan pelarut polar atau nonpolar lainnya seperti air, kloroform dan heksana. Sifat kelarutan dan kemudahan bercampur dari asam asetat ini membuatnya digunakan secara luas dalam industri kimia. Asam asetat diproduksi secara sintetis maupun secara alami melalui fermentasi bakteri. Sekarang hanya 10% dari produksi asam asetat dihasilkan melalui jalur alami, namun kebanyakan hukum yang mengatur bahwa asam asetat yang terdapat dalam cuka haruslah berasal dari proses biologis. Dari asam asetat yang diproduksi oleh industri kimia, 75%


diantaranya diproduksi melalui karbonilasi metanol. Sisanya dihasilkan melalui metode-metode alternative (Safitra, 2008).

2.7. Distilasi Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing komponen akan menguap pada titik didihnya. Bahan yang akan didestilasikan pada drum pemasakan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan sedikitnya 10% ruang kosong dari kapasitas penuh drum pemasakan pada drum pemasakan (Kister, 1992). Distilator adalah alat yang digunakan dalam proses produksi bioetanol. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, alat ini bekerja berdasarkan perbedaan titik didih (air dan etanol). Macam-Macam Destilasi : 1. Distilasi Sederhana, prinsipnya memisahkan dua atau lebih komponen cairan berdasarkan perbedaan titik didih yang jauh berbeda. 2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat), sama prinsipnya dengan distilasi sederhana, hanya distilasi bertingkat ini memiliki rangkaian alat kondensor


yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang berdekatan. 3. Distilasi Azeotrop : memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau lebih komponen yang sulit di pisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan menggunakan tekanan tinggi. 4. Distilasi Kering : memanaskan material padat untuk mendapatkan fasa uap dan cairnya. Biasanya digunakan untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batu bata. 5. Distilasi Vakum: memisahkan dua komponen yang titik didihnya sangat tinggi, motode yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan lebih rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam prosesnya suhu yang digunakan untuk mendistilasinya tidak perlu terlalu tinggi (Van Winkel, 1967).

2.7.1. Distilasi di PT. KMI Produk dari unit sintetis tidak hanya mengandung methanol saja, namun juga masih mengandung impuritis seperti TMA, higher alcohol, dimethyl ether, methyl formiate, keton, air, gas terlarut dan berbagai hasil samping lainnya. Karena produk yang akan dijual adalah methanol grade AA yang mempunyai kemurnian lebih dari 99, 85% maka produk dari unit 200 harus dimurnikan di unit 300. Proses pemisahan pada unit ini bergantung pada relative volatility dari komponen umpan. Komponen yang lebih volatil (low boilers) cenderung untuk membentuk fase uap sedangkan komponen yang kurang volatil (high


boilers) akan cenderung membentu fase liquid. Hasilnya uap akan ke atas saling berkontak dengan liquid di setiap tray sehingga uap akan lebih kaya pekat dengan low boiler dan liquid akan lebih kaya dengan high boiler. Liquid yang mencapai dasar kolom akan diuapkan sebagian di reboiler untuk menyediakan uap yang akan kembali naik ke puncak kolom. Sedangkan sebagian lainnya akan diambil sebagai produk. Uap yang mencapai puncak kolom akan dikondensasi total dan didinginkan menjadi liquid oleh overhead condenser. Semua liquid ini akan dikembalikan ke kolom sebagai reflux untuk menyediakan overflow liquid. 2.7.1.1. Prerun Column Sebelum mengalami proses distilasi, aliran raw methanol dimasukkan kedalam expansion vessel (030-F01) yang bertujuan untuk menghilangkan dissolved gas pada raw methanol seperti CO, CO2, H2, CH4, N2. Expansion gas kemudian dialirkan menuju unit 100 sebagai fuel di 010-B01 dan raw methanol dialirkan menuju prerun column (030-D01). Dalam kolom distilasi ini impuritis volatil seperti dimetil eter, metilformiat dan gas inert yang mempunyai titik didih dibawah methanol dipisahkan dari campuran. Kolom ini bekerja pada tekanan 1,38 bar dengan temperatur bottom sebesar 95oC dan top sebesar 80oC. Overhead product kemudian didinginkan di condenser 030-E02 dengan memanfaatkan sea water sebagai pendingin. Outlet dari condenser terpisah menjadi dua fase yaitu gas dan liquid. Fase liquid masuk kedalam prerun column reflux vessel 030-F02 dan fase gas didinginkan lebih lanjut di 030-E03 dengan pendingin yang sama. Fase liquid yang terbentuk dialirkan kembali menuju 030-F02 dan fase gas dipanaskan lagi di 030-E07 dengan


pemanas LP steam. Jumlah upstream 030-F07 adalah sebagai kontrol tekanan dari overhead product. Selanjutnya, gas yang terbentuk akan digunakan sebagai fuel di 010-B03 dan apabila terjadi kelebihan tekanan akan dibakar di flare. Campuran pada 030-F02 dikembalikan ke dalam 030-D01 dengan pompa 030-G02A/S

sebagai

refluxuntuk

mengambil

methanol

yang

tersisa

didalamnya. Produk bawah yang terbentuk dialirkan menuju ke pressure column (030-D02). Produk bawah yang berupa liquid dipanasi sebagian dalam reboiler 030-E01II yang memanfaatkan reformed gas sebagai pemanas Sejumlah caustic soda ditambahkan dalam kolom ini yang bertujuan untuk mencegah korosi di bagian bawah kolom karena suasana asam didalamnya. Selain itu juga untuk menghilangkan TMA (Tri Methyl Amine) yang terdapat dalam raw methanol. 2.7.1.2. Pressure Column Kolom ini berfungsi untuk memisahkan methanol dari air dan komponen lain yang lebih berat daripada methanol. Aliran produk bawah masuk kedalam pressure column yang mempunyai tekanan 7,27 bar dan temperatur 130oC pada bagian atas, sedangkan pada bagian bawah sebesar 135°C. Di dalamnya terjadi proses pemisahan methanol dengan pengotornya. Hasil atas berupa methanol sedangkan komponen lain dan sebagian komponen methanol yang belum teruapkan berbentuk liquid sebagai hasil bawah. Hasil yang diinginkan adalah produk atas yang berupa uap methanol. Panas dari aliran ini dimanfaatkan sebagai pemanas dalam reboiler atmospheric column 030-E08A/B. Aliran yang telah didinginkan di simpan sementara dalam pure methanol refluxvessel (030F03). Sebagian dari methanol dimasukkan kembali ke dalam pressurecolumn


sebagai refluks dan sebagian lagi didinginkan di 030-E09 hingga temperature mencapai 44oC langsung dialirkan menuju TMAcatchpot (030-F07) karena konsentrasi TMA pada produk dari 030-D02 masih mengandung cukup tinggi. Setelah itu downstream dari 030-F07 akan dialirkan langsung ke tangki penyimpanan 040-K02A/B bersama dengan produk methanol dari 030F05.Sebagian dari produk bawah kemudian dialirkan lagi menuju atmospheric column (030-D03) untuk dimurnikan lagi. 2.7.1.3. Atmospheric Column Bottom product dari 030-D02 dialirkan menuju atmospheric column (030-D03) untuk pemisahan methanol yang masih ada dengan air dan komponen high boiling yang lain. Uap methanol keluar dari 030-D03 sebagai produk atas lalu dikondensasikan dengan menggunakan condenser E05A,B dan kemudian didinginkan di final cooler untuk menyempurnakan kondensasi. Methanol kemudian ditampung sementara di F05, sebagian dari methanol ada yang dipompa oleh G05A/S masuk ke dalam 030-D03 kembali sebagai reflux dan sebagian lagi langsung dialirkan bersama produk methanol keluaran 030E09 ke dalam 040-K02A/B. Jumlah produk yang dialirkan menuju 040K02A/B adalah sebagai kontrol level pada 030-F05. Produk bawah dari 030D03 berupa process water(1-3% methanol) dialirkan ke unit 100 (KMI, 1997).


Gambar 2.2 Diagram alir proses unit distilasi PT. KMI

2.8. Kromatografi Kromatografi berasal dari kata chroma (warna) dan graphein (penulisan) merupakan suatu teknik pemisahan fisik karena memanfaatkan perbedaan yang kecil sifat-sifat fisik dari komponen-komponen yang akan dipisahkan. Istilah penulisan warna sudah tidak tepat lagi karena pemisahan dengan kromatografi dapat dipakai untuk memisahkan komponen-komponen yang tidak berwarna. Kromatogarfi adalah pemisahan fisik suatu campuran zat-zat kimia berdasarkan pada perbedaan migrasi dari masing-masing komponen campuran yang terpisah pada fase diam di bawah pengaruh fase gerak. (H. M Mc nair, 1988) Kromatografi merupakan metode pemisahan yang dewasa ini telah banyak digunakan. Dibandingkan dengan metode lain seperti destilasi, kristalisasi, pengendapan, ekstraksi, dan lain-lain mempunyai keuntungan


dalam pelaksanaan yang lebih sederhana, penggunaan waktu yang singkat, terutama mempunyai kepekaan yang tinggi. Metode ini dapat digunakan, jika dengan metode lain tidak dapat dilakukan, misalnya karena jumlah cuplikan sangat sedikit atau campurannya kompleks (Yazid, E., 2005).

2.8.1. Konsep Polaritas Dalam Kromatografi Di dalam kromatografi, berlaku suatu prinsip umum “like dissolves like”, artinya polar menyukai yang polar dan tak polar menyukai yang tak polar. Jadi dalam hal ini, fase diam yang polar akan mengikat lebih kuat komponen yang relatif polar. Sedangkan fase diam yang tak polar akan mengikat lebih kuat komponen-komponen yang juga tak polar, hal yang sama juga berlaku bagi fase gerak. Hubungan polaritas antara fase diam, fase gerak dan molekul inilah yang menjadi peranan penting dalam pemisahan pada kromatografi (Harjadi, 1993).

2.8.2. Kromatogrfi Gas Kromatografi gas adalah suatu metode pemisahan campuran yang terdiri dari dua macam komponen atau lebih, yang didasarkan pada distribusi differensial diantara dua fase yaitu fase diam yang berupa padatan atau cairan dan fase gerak yang berupa gas. Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya 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 (Khopkar, 2007).


Berdasarkan pada kombinasi fasa diam dan fasa gerak yang digunakan, kromatografi gas dibagi menjadi dua macam yaitu: 1. Kromatografi gas–padat (gas solid chromatography) Fasa diam dalam kromatografi gas-padat berupa padatan yang memiliki afinitas adsorbs yang berbeda-beda terhadap komponen-komponen dalam campuran. Fasa diam yang sering digunakan misalnya karbon, molekuler sieve, silika gel. Sedangkan fasa geraknya berupa gas inert. Pemisahan yang sering terjadi pada kromatografi gas padat berdasarkan perbedaan adsorbsi komponen. 2. Kromatografi gas-cair (gas liquid chromatography) Fasa diamnya adalah cairan yang tidak mudah menguap yang melekat pada hambatan pendukung (support) yang inert yang berupa butiran halus. Untuk kolom dengan diameter cairan ini diletakkan sebelah dalam dalam kolom. Dan fasa geraknya adalah gas yang inert. Pemisahan campuran dengan kromatografi gas didasarkan pada perbedaan partisi komponen dalam fasa diam (Harjadi, 1993).

2.8.3. Prinsip Dasar Kromatografi Gas Dalam menganalisis suatu zat yang tersusun secara kimia, maka langkah pertama adalah memisahkan komponen-komponen dari campurannya. Dasar pemisahan secara kromatografi gas ialah penyebaran komponen di antara dua fase yaitu fase gerak yang berupa gas dan fase diam yang berupa padatan atau cairan.


Proses kromatografi dapat divisualisasikan secara kualitatif, yaitu jika suatu kolom atau pipa yang terisi dengan butiran-butiran silika gel dengan ukuran tertentu, kemudian ke dalam kolom tersebut diinjeksikan larutan x, maka larutan x akan ikut bersama pelarutnya namun sebagian zat x tertahan pada permukaan silika gel karena peristiwa adsorbs atau mekanisme lainnya. Butiran silika gel yang tidak terlarut dengan pelarut dan tetap berada di dalam kolom disebut fase diam. Sebaliknya pelarut yang mengalir ke sepanjang kolom sambil membawa sebagian zat x disebut fase gerak. Maka waktu yang diperlukan sebagian zat x tertahan pada fase diam disebut waktu retensi (retention time). Bagian zat x yang ikut mengalir bersama pelarut ternyata bukan zat x sendiri, tetapi bersama zat lain yang tercampur zat x, misalnya zat y. Pemisahan zat x dari zat y tergantung pada afinitas masing-masing terhadap fase diam dan fase geraknya. Yang pertama tertahan lebih lama dalam fase diam dan yang lain lebih lama tertahan pada fase gerak. Yang tertahan lebih lama dalam fase gerak akan segera sampai ke ujung kolom, sebaliknya yang tertahan pada fasa diam akan keluar kemudian, proses ini disebut proses partisi (LIPI, 1998).

2.9. Titrasi Karl Fischer Titrasi Karl fischer adalah metode analisa air dengan cara menitrasi sampel dengan larutan iodine dalam metanol. Reagen lain yang digunakan dalam titrasi ini adalah sulfur dioksida dan piridin. Metanol dan piridin digunakan untuk melarutkan iodin dan sulfur dioksida agar reaksi dengan air menjadi lebih baik. Selain itu piridin dan metanol akan mengikat asam sulfat yang


terbentuk sehingga akhir titrasi dapat lebih jelas dan tepat. Selama masih ada air dalam bahan, iodin akan bereaksi, tetapi begitu air habis, maka iodin akan bebas. Pada saat timbul warna iodin bebas ini, titrasi dihentikan. iodin bebas ini akan memberikan warna kuning coklat. Untuk memperjelas pewarnaan maka dapat ditambahkan metilin biru dan akhir titrasi akan memberikan warna hijau (Sudarmadji, 1989). Tahapan reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut: I2 + SO2 + 2 C6H5N → C6H5N. I2 + C6H5N. SO2 C6H5N. I2 + C6H5N. SO2 + C6H5N + H2O → 2(C6H5N. HI) + C6H5N. SO 3 C 6H5N. SO3 + CH3OH → C6H5N (H)SO4CH 3 + I 2 dengan penambahan metilen biru akan berubah warnanya menjadi hijau. Dalam pelaksanaannya titrasi harus dilakukan dengan kondisi bebas dari pengaruh kelembaban udara. Untuk keperluan tersebut dapat dilakukan dalam ruang tertutup. Cara titrasi Karl Fischer ini telah berhasil dipakai untuk penentuan kadar air dalam alkohol, ester-ester, senyawa lipida, lilin, pati, tepung gula, madu dan bahan makanan yang dikeringkan. Cara ini banyak dipakai karena memberikan harga yang tepat dan dikerjakan cepat. Tingkat ketelitiannya lebih kurang 0,5 mg dan dapat ditingkatkan lagi dengan sistem elektroda yaitu dapat mencapai 0,2 mg (Sudarmadji, 1989).

2.10. Titrasi Acidimetry Titrasi merupakan suatu metode untuk menentukan kadar suatu zat dengan menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat didalam proses titrasi, sebagai


contoh bila melibatan reaksi asam-basa maka disebut sebagai titrasi asam-basa, titrasi redoks untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi-oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatkan pembentukan reaksi kompleks, dan lain sebagainya (Day dan Underwood, 1986). Larutan yang telah diketahui konsentrasinya disebut dengan titran. Titran ditambahkan sedikit demi sedikit (dari dalam buret) pada titrat (larutan yang dititrasi) sampai terjadi perubahan warna indikator. Baik titrat maupun titran biasanya berupa larutan. Titik dimana reaksi itu tepat lengkap, disebut titik ekivalen (setara) atau titik akhir teoritis. Pada saat titik ekivalen ini maka proses titrasi dihentikan, kemudian kita mencatat volume titer yang diperlukan untuk mencapai keadaan tersebut.Pada saat tercapai titik ekivalen maka pH-nya 7 (netral). Semakin jauh titik akhir titrasi dengan titik ekivalen maka semakin besar kesalahan titrasi. Oleh karena itu, pemilihan indikator menjadi sangat penting agar warna indikator berubah saat titik ekivalen tercapai. Dengan menggunakan data volume titran, volume dan konsentrasi titer maka kita bisa menghitung kadar titran. Larutan asam bila direaksikan dengan larutan basa akan menghasilkan garam dan air. Sifat asam dan sifat basa akan hilang dengan terbentuknya zat baru yang disebut garam yang memiliki sifat berbeda dengan sifat zat asalnya. Karena hasil reaksinya adalah air yang memiliki sifat netral yang artinya jumlah ion H+ sama dengan jumlah ion OH-, maka reaksi itu disebut dengan reaksi netralisasi atau penetralan. Pada reaksi penetralan, jumlah asam harus ekivalen dengan jumlah basa (Sukmariah,1990).


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. Metanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai karbon. Rumus Kimia

Recommend Documents