BAB 3

METODELOGI PENELITIAN

3.1 Rencana Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk membuat metil ester atau yang biasa disebut

biodiesel dari ikan patin (Pangasius hypophthalmus) yang diambil di Pasar Sungai

Dama Jln. Otto Iskandar dinata samarinda. dengan menggunakan katalis basa

NaOH, dilakuka dengan radiasi gelombang mikro, perbandingan mol minyak ikan

dan metanol dan waktu radiasi. penelitian ini dirancang secara eksperimen di

laboratorium. Biodiesel yang diperoleh selanjutnya dikarakterisasi menggunakan

GC-MS, diuji sifat kimianya (bilangan asam, bilangan iod, bilangan penyabunan,

kadar gliserol total dan kadar metil ester) dan diuji sifat fisik (densitas, viskositas

dan kadar air).

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian

3.2.1 Waktu Penelitian

Penelitian berlangsung pada bulan April 2015 sampai Juli 2015

3.2.2 Tempat Penelitian

Tempat penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik,

Laboratorium Biokimia, dan Laboratorium Kimia Analitik, Laboratorium

Anorganik dan Fisik FMIPA UNMUL, analisa GC-MS dilakukan di

LAboratorium Kimia UPI Bandung.

3.3 Alat dan Bahan Penelitian

3.3.1 Alat-alat Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut,

seperangkat alat gelas laboratorium, seperangkat alat sokletasi, buret 25 mL,

statip/klemp, kertas saring, pengaduk magnet, pemanas listrik, stopwatch,

timbangan analitik, alat refluks, thermometer, corong pisah, piknometer,

viskosimeter Ostwald, microwife, GC-MS, penangas air, adaptor, pompa vakum,

corong bucher, rotary evaporator dan furnace.

26

3.3.2 Bahan-bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ikan patin

(Pangasius hypophthalmus), n-heksana, indikator pp, Na2SO4 anhidrat, H2SO4(p),

NaOH, KOH, Metanol (CH3OH), pH universal, aquades.

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Ekstrak minyak ikan Patin

Dipilih lemak pada bagian perut ikan patin yang akan di ekstrak minyaknya.

Lemak tersebut dicuci hingga bersih menggunakan air. Lemak yang telah bersih

kemudian dipotong kecil - kecil. Setelah itu di bungkus dengan kertas saring dan

dimasukkan ke dalam alat soklet unbtuk mengekstrak minyak pada lemak ikan

tersebut menggunakan pelarut n-heksan. Minyak yang telah diperoleh kemudian

ditimbang untuk mengetahui kadar minyak total dalam ikan patin. Diulangi

perlakuan hingga minyak yang diperoleh cukup untuk proses transesterifikasi.

Kadar minyak ikan baung = berat minyak kasarberat ikankering x 100

3.4.2 Penentuan bilangan asam dari minyak ikan patin

Sekitas 10 gram minyak dimasukkan dalam Erlenmeyer 250 mL,

selanjutnya dilarutkan dengan 50 mL campuran larutan Dietil eter dan etanol

(1:1). Kedalam larutan ini ditambahkan 3 tetes larutan indikator PP diaduk dan

dititrasi dengan larutan standar KOH 0,1 N sehingga terjadi perubaha warna

menjadi merah jambu. Dicatat volume KOH yang digunakan dan tentukan

bilangan asam (kadar ALB) melalui perhitungan.

Jika bilangan asamnya lebih kecil dari 1% b/b maka proses trasesterifikasi

dapat langsung dilakukan dan kalau lebih besar maka dilakukan tahap esterifikasi

dengan katalis H2SO4 terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan

transesterifikasi (R.Syahrul, 2012).

27

3.4.3 Esterifikasi Minyak Ikan Patin dengan Katalis H2SO4

Pada tahap ini reaksi esterifikasi menggunakan katalis H2SO4(p) 1% b/b

dengan ratio molar metanol dengan minyak (6:1) pada suhu 600C selama 30

menit.

Sebanyak 200 gram minyak dimasukkan kedalam labu leher tiga yang

dihubungkan dengan alat pendingin bola yang dilengkapi dengan pengaduk

magnet dan es pendingin untuk labu. Kemudian sambil diaduk dengan magnetic

stirrer ditambahkan campuran metanol sambil diaduk dengan magnetic stirrer

ditambahkan campuran metanol (ratio molar 6) dengan H2SO4 1% b/b secara

perlahan-lahan selama 30 menit pada suhu 550C (R.Syahrul, 2012).

3.4.4 Transesterifikasi Minyak Ikan Patin Dengan Radiasi Gelombang Mikrowive

Dengan Katalis NaOH

Hasil erterifikasi dimasukan kedalam microwive, minyak yang siap

digunakan ditaruh kedalam gelas beker sebanyak 50 gram, sementara itu,

dipersiapkan larutan metanol (perbandingan molar metanol : minyak = 6 : 1) yang

ditambahka katalis NaOH sebanyak 1% berat minyak. Kemudian keduanya

dicampur dan diaduk rata dalam gelas beaker selama 10 menit sebelum

direaksikan denga menggunakan radiasi gelombang mikro pada variasi daya 300,

400, 500, 600 dan 800 watt dan waktu reaksi 5, 10, 15, 20, 25 menit. Setelah

transesterifikasi berakhir produk dimasukan kedalam corong pisah lalu dibiarkan

sampai terbentuk dua lapisan. Lapisan bawah dibuang dan lapisan atas (biodisel)

dicuci dengan aquades sampai bersih dari sisa katalis, gliserol, sisa metanol dan

pengotor lainnya. Kemudian metil ester yang diperoleh ditambahka Na2SO4

anhidrat dan didiamkan ± 12 jam kemudian disaring, lalu dilakukan uji fisika, uji

kimia dan analisa GC-MS.

28

3.4.5 Analisa Kualitas Produk

3.4.5.1 Penentuan Densitas

Piknometer dicuci dengan air kemudian dengan etanol dan dietileter lalu

dikeringkan dengan oven. Piknometer ditimbang kemudian diisi dengan aquades

yang telah dididihkan dan bersuhu 400C dihindari adanya gelembung-gelembung

udara dan permukaan air diatur sampai penuh atau tanda tera. Piknometer

dimasukan kedalam penangas air pada suhu 400C selama 30 menit. Suhu penangas

air diperiksa dengan thermometer. Apabila terdapat air dibagian luar maka

keringkan dengan menggunakan kertas saring sampai benar-benar kering. Pikno

meter yang berisi aquades ditimbang. Piknometer dikosongkan dan

dicuci dengan etanol dan dietileter kemudian dikeringkan. Piknometer diisi

dengan bahan yang akan diukur bobot jenisnya dan dihindari terjadinya

gelembung udara. Permukaan bahan diatur sampai tanda tera kemudian

ditimbang. Densitas atau bobot jenis dihitung dengan rumus berikut:

Berat jenis = (berat piknometer+sampel )−¿¿

3.4.5.2 Penentuan Viskositas

Viskometer diletakkan dalam thermostat dalam posisi vertical. Dipipet

sejumlah tertentu sampel kedalam reservoir A sehingga kalau cairan ini dibawa ke

reservoir B dan permukaanya melewati garis m, reservoir A kira-kira masih terisi

setengahnya. Viscometer dibiarkan dan isinya dalam thermostat selama 10 menit

untuk mencapai suhu yang dikehendaki. Dengan menghisap atau meniup bawa

cairan ke B sampai sedikit diatas garis m. Cairan dibiarkan mengalir secara bebas.

Catatan waktu yang diperlukan cairan mengalir dari m ke n, hal ini dilakukan

beberapa kali. Hal yang sama dilakukan untuk cairan pembanding menggunakan

air suling dengan viscometer yang sama. Kemudian dihitung dengan rumus :

η2

η1

= ρ1 x t2

ρ1 x t1

Dimana:η 1 = viskotas air ρ1 = densitas air t1 = waktu alir air

29

η 2 = viskotas sampel ρ2 = densitas sampel t2 = waktu alir sampel

3.4.5.3 Analisa Kadar Air

Ditimbang dengan teliti sampel seberat ± 5 g kedalam cawan porselen

kemudian dimasukkan didalam oven pada suhu 1050C ± 10C selama 60 menit.

Selanjutnya sampel didinginkan didalam desikator sampai suhu kamar dan

ditimbang.

kadar air = Ba−Bs

Ba x 100%

Dimana Ba = berat sampel sebelum pemanasn (g)

Bs = berat sampel sesudah pemanasan (g)

3.4.5.4 Uji Sifat Kimia Biodisel

Terhadap biodisel yang dihasilkan dilakukan uji sifat kimia yang

dilakukan dengan menentukan bilangan asam seperti prosedur 3.4.2. bilangan iod,

bilangan ester dan analisa menggunakan GC-MS.

3.4.5.5 Bilangan Iod

Contoh minyak yang telah disaring ditimbang sebanyak ± 0,25 gram

didalam Erlenmeyer 500 mL, lalu dilarutkan dalam 10 mL klorofom atau

tetraklorida dan ditambahkan dengan 25 mL pereaksi hanus. Semua bahan diatas

dicampurkan merata dan disimpan di dalam ruang gelap selama satu jam.

Sebagian iodium akan dibebaskan dari larutan. Setelah penyimpanan, ke

dalamnya ditambahkan 10 mL larutan KI 15% sambil terus dikocok. Selanjutnya

aquades yang telah dididihkan ditambah sebanyak 100 mL iod yang dibebaskan

kemudian dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,2 N sampai larutan berwarna kuning

pucat. Selanjutnya ditambahkan larutan kanji 1% dan dititrasi kembali sampai

warna biru hilang. Blanko dibuat dengan cara yang sama tapa menggunakan

minyak.

30

Bilangan Iod = 12,69 x T xV 1−V 2

M

Keterangan :

T = normalitas larutan Na2S2O3 0,2 N

V1 = Volume larutan Na2S2O3 0,2 N yang diperlukan dalam titrasi blanko (mL)

V2 = Volume larutan Na2S2O3 0,2 N yang diperlukan dalam titrasi contoh (mL)

M = bobot contoh (gram)

3.4.5.6 Penentuan Bilangan Penyabunan

- Pembuatan blanko

Isi labu penyabunan dengan beberapa batu didih lalu ditambahkan 5 mL

etanol dan 25 mL KOH 0,5 N, refluks dengan hati-hati diatas penangaas air

mendidih selama 1 jam. Setelah larutan mendidih, diamkan larutan hingga

menjadi dingin. Lepaskan kondensor refluks, ditambahkan 5 tetes indikator pp,

titrasi dengan HCl 0,5 N sampai diperoleh perubahan warna.

- Pengujian sampel

Ditimbang contoh 4 gr ± 0,05 gr dan masukkan kedalam labu. Didihkan

dengan hati-hati, ditambahkan 25 mL larutan KOH 0,5 N dalam alcohol dan

beberapa potong batu didih, kemudian biarkan larutan menjadi dingin. Lepaskan

kondensor refluks, ditambahkan 5 tetes indikator pp, titrasi dengan HCl 0,5 N

sampai diperoleh perubahan warna.

E = 5,61 (V 1−V 0 ) N

m

V1 = volume HCl yang digunakan dalam penentuan blanko (mL)

V0 = volume HCl yang digunakan untuk penentuan contoh

m = massa dari contoh yang diuji

N = normalitas HCl

31

3.4.5.7 Penentuan Analisa Kadar Gliserol Total, Bebas dan Terikat

- Analisa Kadar Gliserol Total

Ditimbang 9,9 – 10,1 ± 0,01 gram contoh biodisel kedalam sebuah labu

Erlenmeyer kemudian ditambahkan 100 mL larutan KOH alkoholik.

Disambungkan labu dengan kondensor berpendingin udara dan didihkan isi labu

pelahan selama 30 menit untuk mensaponifikasi ester-ester.

Ditambahkan 91 ± 0,2 mL klorofom kemudian tambahkan 25 mL asam

asetat glasial. Dilepaskan kondensor dan pindahkan isi labu saponifikasi secara

kuantitatif ke dalam labu takar dengan menggunakan 500 mL akuades sebagai

pembilas. Setelah itu ditutup rapat labu takar dan kocok isinya kuat-kuat selama

30 – 60 detik. Ditambakan akuades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu

rapat-rapat dan campurkan isinya dengan membolak-balikkan sampai terbentuk 2

lapisan.

Dipipet masing-masing 6 mL larutan asam periodat ke dalam Erlenmeyer.

Dipipet 100 mL lapisan polar ke dalam Erlenmeyer berisi larutan asam periodat

dan kemudian kocok Erlenmeyer ini perlahan supaya isinya ercampur baik.

Sesudah itu ditutup Erlenmeyer dengan plastic hitam dan biarkan selama 30

menit. Ditambahkan 3 mL larutan KI, dicampurkan dengan pengocokan perlahan

dan kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari 5 menit)

sebelum dititrasi. Dititrasi dengan larutan natrium triosulfat yang sudah

distandarisasi. Diteruskan titrasi sampai warna coklat iodium hampir hilang.

Setelah itu tercapai, tambahkan 2 mL larutan indikator pati dan teruskan titrasi

sampai warna biru kompleks iodium – pati hilang. Dicatat volume natrium

tiosulfat yang digunakan.

- Analisa Kadar Gliserol Bebas

Ditimbang 9,9 – 10,1 ± 0,01 gram contoh biodisel. Dimasukkan kedalam

labu takar 1 liter dan ditambahkan 91 ± 0,2 mL klorofom. Kemudian ditambahkan

kira-kira 500 mL aquades, tutup rapat labu dan kemudian kocok kuat-kuat selama

32

30 – 60 detik. Ditambahkan aquades sampai ke garis batas takar, tutup lagi labu

rapat-rapat dan dicampur sampai terbentuk 2 lapisan.

Dipipet masing-masing 2 mL larutan asam periodat ke dalam Erlenmeyer.

Dipipet 300 mL lapisan polar ke dalam Erlenmeyer berisi larutan asam periodat

dan kemudian kocok Erlenmeyer ini perlahan supaya isinya tercampur baik.

Sesudah itu ditutup Erlenmeyer dengan plastik hitam dan biarkan selama 30

menit. Ditambahkan 3 mL larutan KI, dicampurkan dengan pengocokan perlahan

dan kemudian biarkan selama sekitar 1 menit (tetapi tak boleh lebih dari 5 menit)

sebelum dititrasi. Dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat yang sudah

distandarisasi. Diteruskan titrasi sampai warna coklat iodium hampir hilang.

Setelah itu tercapai, tambahkan 2 mL larutan indikator pati dan teruskan titrasi

sampai warna biru kompleks iodium – pati hilang. Dicatat volume natrium

triosulfat yang digunakan.

1. Hitung kadar gliserol total (Gttl, %-b) dengan rumus :

Gttl, %-b = 2,302 ( B−C ) N

w

Dengan :

C = Volume larutan natrium tiosulfat dalam titrasi contoh, mL

B = volume larutan natrium tiosulfat dalam titrasi blangko, mL

N = normalitas larutan natrium tiosulfat

W = Berat sampel x mL sampel

900

2. Kadar gliserol (Gttl, %-b) dihitung dengan rumus yang sama dengan

perhitungan kadar gliserol total, tetapi menggunakan nilai-nilai yang

diperoleh pada prosedur analisis kadar gliserol bebas.

3. Kadar gliserol terikat (Gttl, %-b) adalah selisih antara kadar gliserol

total dengan gliserol bebas : Gttl = Gttl – Gbbs

33

3.4.5.8 Kadar Metil Ester

Metil ester dalam contoh biodisel dapat ditentukan melalui perhitungan

setelah diperoleh kadar gliserol total, bilangan penyabunan, dan bilangan asam.

Kadar Metil Ester = 100 x¿¿

Dengan keterangan :

bs : bilangan penyabunan (mg KOH/g contoh)

ba : bilangan asam (mg KOH/g contoh)

GT : kadar gliserol total (%-b)

34