BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rempah-rempah merupakan salah satu bagian dari tumbuhan yang

beraroma atau berasa kuat yang digunakan sebagai pemberi cita rasa dalam

masakan. Indonesia merupakan negara penghasil rempah-rempah. Salah

diantaranya adalah tanaman sereh. Tanaman sereh memiliki kandungan minyak

atsiri. Minyak atsiri merupakan minyak dari tanaman yang komponennya mudah

menguap yang sering disebut minyak terbang. Minyak atsiri yang sering

diperdagangkan adalah minyak sereh wangi. Dalam minyak sereh wangi terdapat

dua komponen penting yaitu sitronellal dan geraniol. Kedua komponen ini

menentukan intensitas bau, harum, serta nilai jual. Minyak ini sangat bermanfaat,

diantaranya sebagai sabun, parfum, lotion dan minyak urut.

Minyak sereh diperoleh dengan motode destilasi. Destilasi yang dapat

menghasilkan dua komponen utama dalam minyak sereh wangi adalah destilasi

Uap. Menurut Yuni, dkk (2013) destilasi minyak sereh mengunakan destilasi

uap menghasilkan rendemen yang tinggi. Namun, berdasarkan penelitian

Arswendiyuma, dkk (2010), hasil dari destilasi uap menghasilkan sitronellal

30,58 % dan geraniol 25,45 % akan tetapi tidak mencapai SNI. Oleh karena itu,

dilakukan peningkatan minyak sereh wangi dengan menghilangkan pengotor

mengunakan metode adsorbsi. Adsorben yang digunakan adalah bentonit.

Bentonit memiliki struktur berpori dengan luas permukaan yang tinggi (Subarti,

2009). Akan tetapi, bentonit harus dimodifikasi terlebih dahulu agar dapat

meningkatkan sifat fisiknya. Salah satu cara memodifikasi lempung ini yaitu

dengan metode impregnasi. Penyisipan atau pengembanan ini menggunakan

logam Ni.

Impregnasi logam Ni pada bentonit mempunyai tujuan meningkatkan

stabilitas termal, volume pori dan luas permukaan yang dapat memperbanyak

situs aktif. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Gowa (2011), hasil

penelitian menunjukan bahwa kondisi optimum didapatkan pada konsentrasi 2 M

1

dengan serapan nikel sebesar 0,708 mg/g katalis. Sebanyak 1 gram katalis Ni-

bentonit mampu menurunkan angka asam dari 1, 6920 mg KOH/g menjadi 2,1978

meq/k, penurunan ini belum memenuhi standar SNI.

Berdasarkan hasil penelitian diatas maka peneliti tertarik untuk melakukan

penelitian dengan judul “ Pemanfaatan bentonit terimpregnasi katalis nikel pada

pemurnian minyak sereh wangi”

1.2 Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang diatas, yang menjadi permasalahan dalam

penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh penambahan bentonit terimpregnasi katalis Nikel

terhadap kadar sitronellal dan geraniol ?

2. Bagaimana uji aktivitas adsorbsi pada penjernihan minyak sereh ?

1.3 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pengaruh penambahan bentonit terimpregnasi katalis

Nikel terhadap kadar sitronellal dan geraniol

2. Mengetahui uji aktivitas adsorbsi pada penjernihan minyak sereh.

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Sereh Wangi

Tanaman sereh merupakan tumbuhan anggota suku rumput-rumput yang

memiliki kandungan minyak atsiri. Tanaman sereh termasuk golongan rumput-

rumput yang disebut Andropogon nardus atau Cymbogob. Klasifikasi botani dari

tanaman sereh wangi ( Fatimah, 2013 ) sebagai berikut :

Kingdom : Plantea

Subkingdom : Tracheobioanta

Superdivisi : Spermatophyta

Divisio : Anthophyta

Phylum : Angiospermae

Kelas : Monocotyledone

Subkelas : Commelinidae

Ordo : Poales

Famili : Graminae

Genus : Cymbopongon

Spesies : Cympogon nardus

Cymbopogon nardus Rendle, “lenabatu” (Andropogon nardus Ceylon de

Jong) merupakan jenis lenabatu yang menghasilkan minyak dengan kadar

sitronellal dan geraniol yang lebih rendah.

Sereh wangi banyak dijumpai di berbagai daerah dengan nama daerah

masing-masing, diantaranya bu muke ( Timor ), kendoung witu ( Sumba) dan nau

sina ( Roti ). sereh mangat (Aceh), sange-sange (Toba), sere (Gayo, Jawa, Madura

), Sarai ( Minangkabau), sorai (Lampung), sereh (Sunda), see (Bali), patahampori

3

(Bima), tenain nalai (Leti), timbuala (Gorontalo), langilo (Buol), dirangga

(Goram), hias-hias (Ambon), isola (Nusa laut), bisa (Buru) dan hewuwu

(Halmahera).

2.2 Minyak Atsiri

Minyak atsiri yang dikenal juga dengan nama minyak eteris atau minyak

terbang (essensial oils, volatile oils) yang dihasilkan oleh tanaman (daun, bunga,

buah, kulit batang dan akar). Minyak tersebut mudah menguap pada suhu kamar

tanpa mengalami dekomposisi, mempunyai rasa getir (pungent taste), berbau

wangi sesuai dengan bau tanaman penghasilnya, umumnya larut dalam pelarut

organik dan tidak larut dalam air.

Minyak atsiri merupakan salah satu hasil dari sisa metabolisme dalam

tanaman, yang terbentuk karena reaksi antara berbagai persenyawaan kimia

dengan adanya air. Minyak tersebut disintesa dalam sel kelenjar (grandular cel)

pada jaringan tanaman dan ada juga yang terbentuk dalam pembuluh resin (resin

duct), misalnya minyak dari pohon pinus.

Sebagian komponen minyak atsiri adalah persenyawaan yang mengandung

karbon dan hidrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatik ( Arswendiyumna

dkk (2010) .

2.3 Minyak Sereh Wangi

Bagian tanaman sereh wangi yang memiliki kandungan sitronellal dan

geraniol paling tinggi adalah daun. Menurut penelitian terdahulu oleh Mardhika P.

& Rohman A., mahasiswa Teknik Kimia ITN Malang (2009) telah melakukan

penelitian tentang pengaruh bagian tanaman terhadap kadar geraniol dan

sitronellal. Mutu minyak sereh ditentukan oleh kandungan kedua komponen

tersebut terutama sitronellal yang termasuk dalam golongan alkanal. Minyak sereh

wangi mengandung persenyawaan aldehid yaitu sitronellal dan persenyawaan

alkohol yaitu geraniol. Pengotor-pengotor yang terdapat dalam minyak sereh,

antara lain alkohol, hidrokarbon, ester, aldehid, keton, oksidasi, laktana, terpena

dan sebagainya.

Minyak sereh wangi biasanya berwarna kuning muda sampai kuning tua

dan bersifat mudah menguap dengan nilai bobot jenis pada 15 °C: 0,886 - 0,894

4

dan Indeks bias 20 °C: 1,467 - 1,473 serta dapat larut (jernih) dalam tiga bagian

volume alkohol 80%.

Kandungan Minyak Sereh Wangi terdiri dari :

1. Sitronellal

Struktur Sitronella

Persenyawaan sitronellal terdapat pada minyak sereh, eucalyptus

citriodora, rumput lemon dan bunga mawar. Pada suhu kamar sitronellal berupa

cairan berwarna kekuningan yang mudah menguap, bersifat sedikit larut dalam air

dan dapat larut dalam alkohol dan ester. Berbau menyenangkan dan banyak

digunakan untuk parfum pada sabun dan sebagai bahan dasar untuk pembuatan

hidroksi sitrenellal dan mentol sintesis.

Data sitronellal dalam keadaan standar pada 25°C, 100 kPa adalah :

- Nama IUPAC : 3,7- dimethyloct-6-en-1-al

- Rumus Molekul : C10H18O

- Massa molar : 154, 25 g/mol

- Kepadatan : 0,855 g/cm3

- Titik didih : 201-207°C

2. Geraniol

Struktur Geraniol

Geraniol merupakan penyusun utama minyak sereh dan minyak mawar,

ketumbar, ylang-ylang dan neroli. Pada suhu kamar berupa cairan tidak berwarna

(kuning pucat, seperti minyak) dan berbau menyenangkan. Tidak larut dalam air

dan dapat larut dalam pelarut organik. Geraniol digunakan untuk parfum, pewangi

tubuh, bahan dasar pembuatan ester misalnya seperti geraniol asetat yang banyak

5

dipergunakan sebagai zat pewangi, yaitu pada pembuatan parfum mawar, melati

dan lavender.

Data geraniol dalam keadaan standar pada suhu 25°C, 100 kP adalah :

- Nama IUPAC : 3,7-dimethylocta-2, 6-dien-1-ol

- Rumus Molekul : C10H18O

- Massa molar : 154, 5 g mol-1

- Kepadatan : 0, 889 g/cm3

- Titik lebur : 15°C, 288 K, 59°F

- Titik didih : 229°C, 502 K, 444°F

Tabel 1. Standar Mutu Minyak Sereh Wangi di Indonesia

No Parameter Satuan Persyaratan

1 Bobot jenis   0,888-0,922

2 Viskositas cSt 23,245

3 Indeks bias  - 1,466-1,475

4 Bilangan ester    

5 Geraniol % Min 85

6 Sitronellal % Min 35

7 Bilangan asam  -  

8 Putaran optic  -  

9 Warna -   

10 Kelarutan dalam alkohol 95 % -  1,2 jernih dan seterusnya

11 Minyak lemak -  Negatif

2.4 Mineral lempung

2.41 Pengertian Mineral Lempung

Lempung merupakan kelompok mineral, kristalnya sangat kecil, hanya

dapat dilihat dan dibedakan dengan mikroskop, biasanya dengan mikroskop

elektron. Berdasarkan struktur Kristal dan variasi komposisinya dapat dibedakan

menjadi belasan jenis mineral lempung.

6

Mineral lempung merupakan koloid dengan ukuran sangat kecil. Koloid

tersebut masing-masing dilihat seperti lempengan-lempengan kecil yang terdiri

dari lembaran-lembaran Kristal memiliki struktur atom yang berulang.

Lembaran lembaran Kristal yang memiliki struktur atom yang berulang

tersebut adalah :

1. Tetdrahedron / silica sheet

Merupakan gabungan dari silika tedrahedron.

2. Oktahedral / Alumina sheet

Merupakan gabungan dari alumina octahedron.

2.4.2 Pembentukan Mineral Lempung

Mineral lempung terbentuk diatas permukaan bumi dimna udara dan air

berinteraksi dengan mineral silikat, memecahnya menjadi lempung dan produk

lain. Mineral lempung adalah mineral sekunder yang terbentuk karena proses

perusakan atau pemecahan dikarenakan iklim dan alterasi air ( hidrous alteration)

pada suatu batuan induk dan mineral yang terkandung dalam batuan itu

(http://ptbudie.wordpress.com/2015/02/28/mineral -lempung).

Jenis mineral lempung yang utama ialah :

1. Kaolinit ( Al2 (Si2O5( H2O)))

2. Illit ( KAl2 ( AlSi3O10(OH)2))

3. Smektit (AlMg)4 Si8 O20 (OH)10)

4. Klorit ( MgFe)6-x (AlFe)x Si4-x Alx (OH)10

7

Berdasarkan struktur Kristal dan variasi kaomposisinya dapat dibedakan

menjadi belasan jenis mineral lempung dan diantaranya adalah Kaolinit,

Halloysite, Montmorillonite (bentonites), Illite dan Allophone. Dalam dunia

perdagangan kita mengenal beberapa tipe mineral lempung, diantara adalah Ball

clay, Bentonite, Common clay, Fire clay, Fuller’s earth dan kaolin.

2.4.3 Sifat Fisik Lempung

Penggunaan Lempung untuk keperluan industri terutama berdasarkan

sifat fisiknya.Sifat fisik yang sangat penting ialah kapasitas tukar kation, daya

serap, dan luas permukaan. Berikut penjelasan dari beberapa sifat lempung,

yaitu:

a. Daya Serap

Sifat ini disebabkan oleh ketidakseimbangan muatan dalam ion serta

adanya pertukaran ion. Dalam mineral lempung daya serap terjadi pada ujung dan

permukaan kristal serta ruang diantara ikatan butir-butir lempung. Lempung

mempunyai sifat mengadsorpsi karena ukuran partikel koloidnya sangat kecil dan

mempunyai kapasitas pertukaran ion yang tinggi. Daya serap lempung dapat

ditingkatkan dengan cara aktivasi menggunakan larutan asam.

b. Luas Permukaan

Maksud dari luas permukaan ialah jumlah luas permukaan kristal atau

butir butir lempung, yang dinyatakan dalam m2/gram. Sifat ini sangat penting

karena makin besar jumlah luas permukaan, makin banyak zat kimia yang dapat

terbawa (melekat) atau makin sempurna pori-pori yang dapat terisi. Sifat ini

dimanfaatkan dalam industri kimia, misalnya sebagai katalis.

2.4.4 Kegunaan Lempung

Penggunaan lempung banyak mendapat saingan yang berasal dari lempung

yang diaktifkan seperti Tonsil, NKH, dan Galleon. Namun lempung alami masih

memiliki keunggulan terutama dari sifat-sifat fisik/bawaannya.

Sebelumdigunakan dalam berbagai aplikasi, lempung alami harus diaktifkan dan

diolah terlebih dahulu. Aktivasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

8

1. Pemanasan (heat activation and extrusion), pada proses ini lempung

dipanaskan pada temperatur 300 -350 oC untuk memperluas butiran

lempung.

2. Kontak asam, tujuan aktivasi untuk menukar kation Ca2+ yang ada dalam

Ca-lempung menjadi ion H+ dan melepaskan ion Al, Fe, dan Mg dan

pengotor lainnya dari kisi-kisi struktur, sehingga secara fisik lempung

tersebut menjadi lebih aktif.

Setelah lempung diaktivasi dan diolah, maka lempung tersebut siap untuk

digunakan untuk beberapa aplikasi selanjutnya, yaitu :

1. Lempung sebagai bahan penyerap (absorben) pada industri minyak kelapa

nabati. Lempung memiliki sifat daya penyerap yang baik. Kemampuan

untuk menyerap kotoran tersebut banyak digunakan dalam industri

terutama industri minyak nabati, minyak bumi, dan lain-lain. Lempung

alam dalam keadaan awal kurang baik dalam penyerapan. Daya adsorpsi

dapat ditingkatkan dengan cara aktivasi.

2. Lempung sebagai katalis. Penggunaan lempung sebagai katalis telah lama

diperkenalkan, yaitu pada proses perengkahan minyak bumi dengan

menggunakan mineral montmorilonit yang telah diasamkan.

2.5 Bentonit

Bentonit adalah lempung yang mengandung montmorillonit dan termasuk

kelompok dioktohedral. Bentonit dengan rumus Si8(AlMg)4O20(OH)4 merupakan

mineral alumnimosilikat (Al-silikat) yang banyak digunakan sebagai bahan baku

untuk pembuatan berbagai produk diberbagai industri, salah satunya adalah katalis

(Stanley dalam Larosa, 2007). Montmorillonit memiliki sifat liat yang sangat

tinggi, berkerut jika dipanaskan dan butirannya berkeping halus.

Bentonit memiliki pola geometris molekul 2:1 yaitu lapisan alumunium

oktahedral berada di antara dua lapisan silika tetrahedral membentuk lapisan

dasar. Lapisan ini tersusun secara bertumpuk yang dapat mengakibatkan atom-

atom oksigen tersusun secara berdampingan dari lapisan tetdrahedral yang

bersebelahan. Selama pembentukannya, beberapa atom aluminium dalam celah

lapisan oktahedral dapat digantikan oleh magnesium. Pengantian atom ini terjadi

9

karena kedua atom ini memiliki ukuran yang hampir sama, sehingga penggantian

seperenam atom aluminium tidak akan menyebabkan tekanan yang berlebihan

dalam pola geometris molekulnya ( Surbati, 2009 ).

Berdasarkan tipenya, bentonit dibedakan menjadi 2, yaitu :

1. Tipe Wyoming (Na-Bentonit/swelling bentonit)

Na-bentonit memiliki daya mengembang hingga delapan kali bisa

dicelupkan ke dalam air dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Dalam

keadaan kering berwarna putih atau cream, pada keadaan basah dan bila terkena

cahaya matahari akan berwarna mengkilap. Suspensi koloidal mmpunyai pH : 8,5-

9,8 tidak sapat diaktifkan dan posisi pertukaran didukung oleh ion-ion sodium

(Na+).

2. Tipe Mg(Ca-bentonit- non swelling bentonit )

Tipe bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air dan

tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan

mempunyai sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan Ca

rendah, suspense koloidal memiliki pH : 4-7. Posisi pertukaran lebih diduduki

oleh ion-ion Ca dan Mg. Perbedaan sifat dari Ca-bentonit dan Na-bentonit, seperti

pada Tabel 1

Tabel 1. Perbandingan sifat Ca-bentonit dan Na-bentonit

Sifat Fisik Ca-bentonit Na-bentonit

Kekuatan dalam keadaan basa Tinggi Sedang

Pengembangan daya ikat Cepat Sedang

Kekuatan tekan Sedang Tinggi

Panas Rendah Tinggi

Kering Rendah Tinggi

Daya tahan terhadap penyusunan Rendah Tinggi

Daya mengembang Tidak baik Sangat baik

Kemantapan pada panas suhu cetak Tidak baik Sangat baik

Daya mengalirkan pasir Sangat baik Sedang

Sifat bentang Mudah Sukar

Sumber : Herlina, 1999

10

Penggunaan bentonit dalam proses pemurnian minyak perlu diaktivasi

lebih dahulu (http://www.tekmira.esdm.go.id/data/bentonit)

Gambar struktur bentonit

2.6 Katalis

2.6.1 Pengertian dan Jenis Katalis

Katalis adalah suatu bahan kimia yang dapat meningkatkan laju suatu

reaksi tanpa bahan tersebut ikut terpakai dan setelah reaksi berakhir, bahan

tersebut akan kembali ke bentuk awal tanpa terjadi perubahan bentuk kimia.

Katalis sangat banyak digunakan dalam bidang industri seperti dalam

penghilangan minyak bumi, produksi bahan kimia, produksi bahan makanan,

pembangkit listrik tenagga nuklir, kendaraan dan untuk kegiatan pengendalian

pencemaran.

Kehadiran katalis dalam suatu reaksi dapat memberi mekanisme alternatife

untuk menghasilkan reaksi dengan energi aktivasi lebih rendah dibandingkan

dengan reaksi tanpa katalis . Energi pengaktifan lebih rendah menunjukan bahwa

jumlah bagian dari molekul-molekul yang memiliki energi kinetik cukup adalah

meningkatkan tumbukan efektif, berarti juga mempercepat laju reaksi. Untuk

menilai baik tidaknya suatu katalis, ada beberapa parameter yang harus

diperhatikan yaitu :

1. Aktivitas (Kemampuan katalis untuk mengkonversi rekatan menjadi produk

yang diinginkan)

11

2. Selektivitas (Kemampuan katalis mempercepat suatu reaksi, diantara beberapa

reaksi yang terjadi sehingga produk yang diinginkan dapat diperoleh dengan

produk sampingan seminimal mungkin)

3. Kestabilan (Lamanya katalis memiliki aktivitas dan selektivitas seperti pada

keadaan semula)

4. Yield (Jumlah produk tertentuk yang terbentuk yang terbentuk untuk setiap

satuan reaktan yang terkonsumsi)

5. Kemudahan diregenerasi (Proses mengembalikan aktivitas dan selektivitas

katalis seperti semula).

Berdasarkan cara kerjanya, katalis dapat dibagi menjadi dua tipe yaitu

katalis heterogen dan katalis homogen. Katalis heterogen adalah katalis yang

memiliki fase berbeda dengan reaktan. Katalis heterogen banyak digunakan dalam

industri karena dipisahkan dari produk dan pereaksi. Katalis homogen yang umum

digunakan adalah katalis padat. Menurut Triyono (2002) dalam subarti (2009)

tahapan reaksi katalitik heterogen yaitu : transfer molekul-molekul reaktan ke

permukaan katalis (difusi), adsorbsi molekul-molekul reaktan pada permukaan

katalis, reaksi molekul-molekul teradsorbsi pada permukaan katalis menghasilkan

produk, desorpsi molekul-molekul produk reaksi dari permukaan katalis dan

transfer produk reaksi ke fase fluida. Keaktifan dan kereaktifan katalis heterogen

ditentukan oleh beberapa factor, yaitu : luas permukaan katalis padatan, volume

dan besarnya pori serta distribusi sisi aktif. Suatu katalis padat terdiri dari tiga

komponen yaitu fasa aktif, penyangga dan promoter.

Katalis homogen adalah katalis yang memiliki fasa yang sama dengan

reaktannya. Penggunaan katalis homogen mempunyai kelemahan, yaitu : bersifat

korosif, sulit dipisahkan dari produk dann katalis tidak dapat digunakan kembali.

2.7 Adsorpsi

Adsorpsi adalah terserapnya suatu substansi (adsorbat) pada permukaan

yang dapat menyerap (adsorben). Proses adsorpsi dapat terjadi pada zat padat

denagan zat cair, zat cair dengan zat gas, atau zat padat dengan zat gas.

Berdasarkan interaksi molekul antara permukaan adsorben dengan adsorbat, maka

adsorpsi terbagi atas dua, yaitu adsorpsi secara kimia dan adsorpsi secara fisika .

12

2.7.1 Adsorpsi fisika

Adsorpsi fisika adalah adsorpsi yang terjadi akibat gaya interaksi tarik-

menarik antara molekul adsorbat. Adsorpsi ini melibatkan gaya-gaya Van Der

Wals ( sebagai kondensasi uap). Jenis ini cocok untuk proses adsorpsi yang

membutuhkan proses regenerasi karena zat teradsorpsi tidak larut dalam adsorben

tapi hanya sampai permukaanya saja. Adsorpsi fisika terjadi pada suhu yang

rendah, yaitu dibawah titik didih adsorbat, sehingga panas adsorpsinya sangat

kecil, yaitu sekitar 5-10 kkal/gr-mol.

2.7.2 Adsorpsi kimia

Adsorpsi kimia adalah adsorpsi yang terjadi akibat interaksi kimia antara

molekul adsorben dengan molekul adsorbat. Proses ini pada umumnya

menurunkan kapasitas dari adsorben karena gaya adhesinya yang kuat sehingga

proses ini tidak reversible. Adsorbsi kimia terjadi pada temperatur yang tinggi,

yaitu di atas temperatur kritis adsorbat, sehingga panas adsorpsi yang dilepaskan

juga tinggi, yaitu 10-100 kkal/gr-mol. Adsorpsi ini membentuk lapisan tunggaal

atau monolayer.

Ada beberapa fakor yang dapat mempengaruhi proses adsorpsi, yaitu:

1) Konsentrasi

Semakin besar konsentrasi adsorbat dalam larutan, maka akan

semakin banyak substansi yang akan terserap pada permukaan adsorben.

2) Jenis adsorbat

Ukuran pori dan kepolaran dari adsorbat menjadi salah satu faktor

penting yang akan mempengaruhi kapasitas adsorpsi. Molekul yang dapat

diadsorpsi oleh adsorben adalah molekul yang ukurannya lebih kecil dari

diameter adsorben.

3) Luas permukaan

Jumlah adsorbat yang teradsorpsi akan meningkat dengan

meningkatnya luas permukaan dan volume pori adsorben. Penentuan luas

permukaan adsorben biasanya menggunakan metilen biru.

4) Suhu

13

Proses adsorpsi untuk larutan volatil sebaiknya dilakukan pada

temperatur rendah. Semakin tinggi temperatur, maka akan semakin sulit

untuk menyerap zat. Temperatur yang baik untuk proses adsorpsi adalah

pada temperatur kamar (298 K).

5) pH

pH sangat mempengaruhi proses adsorpsi. pH optimum dari suatu

proses adsorpsi ditentukan melalui suatu uji laboratorium.

6) Waktu kontak

Waktu untuk mencapai keadaan setimbang pada proses serapan

logam oleh adsorben berkisar antara beberapa menit hingga beberapa jam.

Waktu yang diperlukan berbanding lurus dengan jumlah arang aktif yang

digunakan.

2.8 Impregnasi

Pada dasarnya ada dua metode untuk menempelkan komponen aktif logam

ke dalam bahan pendukung berpori, yaitu impregnasi dan pertukaran ion. Dalam

metode padatan berpori, misalnya alumina direndam dalam larutan garam jenuh

dari logam yamg ingin ditempelkan. Garam ini akan menempel pada bagian luar

luar dari bahan pendukung. Kemudian bahan pendukung yang telah mengandung

garam tersebut dikeringkan, selanjutnya dikalsinasi dan direduksi dengan

menggunakan hidrogen untuk memperoleh valensi mol ( Kalangit, 1995 ).

Dalam metode pertukaran ion, komponen logam dimasukan ke dalam

bahan pendukung dengan menggunakan senyawa kation kompleks. Bahan

pendukung kemudian disaring, dicuci dengan air bebas ion untuk menghilangkan

semua garam bebas. Ion-ion logam akan terdispersi ke seluruh permukaan bahan

pendukung. Katalis yang terjadi kemudian dikalsinasi. Katalis yang dibuat dengan

kedua metode ini akan menghasilkan logam yang terdispersi pada permukaan

bahan pendukung dalam bentuk Kristal-kristal kecil berdiameter antara 8-100 Å

tergantung pada cara pembuatan dan struktur bahan pendukungnya.

2.9 Nikel

Nikel merupakan sebuah unsure kimia yang mempunyai lambang Ni dan

nomor ataom 28 dalam tabel periodik. Pada konfigurasi elektron, Ni memiliki

14

beberapa electron tidak berpasangan pada orbital d (Vogel, 1985). Oleh karena

itu, Ni lebih reaktif jika direaksikan dengan senyawa lain. Konfigurasi elektron

atom Ni sebagai berikut :

28 Ni : [Ar] 4s2 3d8

Sesuai dengan aturan Hund, pada orbital 3d ini terdapat dua elektron tak

berpasangan. Keadaan inilah yang menentukan sifat-sifat Nikel, termasuk

peranannya pada reaksi katalitik. Oleh karena itu, ikatan kovalen koordinasi lebih

mudah dibentukan oleh logam Nikel sehingga pembentukan zat antara pada

permukaan katalis menjadi lebih mudah.

Dalam mekanisme reaksi menggunakan katalis padatan terjadi peristiwa

adsorbsi molekul reaktan pada permukaan padatan logam yang memiliki elektron

tak berpasangan dalam orbital d. Daya adsorbsi yang dimiliki oleh logam nikel

yang merupakan unsur golongan transisi sangat kuat. Hal ini berhubungan dengan

adanya karakteristik orbital d yang memiliki pasangan elektron yang belum

penuh. Peranan komponen aktif logam nikel pada permukaan katalis adalah untuk

mengadsorbsi rekatan yang telah terdifusi pada permukaan katalis, sehingga dapat

mempercepat reaksi antar rekatan ( Kalangit, 1995).

Nikel memiliki fasa padat pada suhu kamar dan titik lebur 1728 K. Ciri-

ciri atom Ni yang lain dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Sifat-sifat dari unsure Ni

Sifat-sifat Keterangan

Struktur Kristal Kubus berpusat badan

Bilangan Oksidasi 2 ; 3

Energi ionisasi

E II : 737,1 kJ/mol

E I2 : 1753,0 kJ/mol

Jari-jari atom 135 pm

Logam nikel di alam ditemukan dalam meteorit dan berbagai mineral. Ciri

fisik dari logam nikel adalah logam putih perak yang keras, bersifat liat, dapat

ditempa dan bersifat magnetis, semikonduktor, tahan terhadap korosi, tidak larut

dalam asam non oksidator serta dapat membentuk senyawa anorganik kompleks.

15

Nikel berfungsi sebagai peluas gugus atau situs aktif yang disebabkan karena

adanya elektron tak berpasangan pada orbital d.

2.10 Penelitian Pendahuluan

Penelitian pendahuluan yang telah dilakukan oleh peneliti adalah lempung

bentonit asal pulau Timor Propinsi Nusa Tenggara Timur. Bentonit sendiri

mengandung montmorilonit serta memiliki struktur berpori dengan luas

permukaan yang tinggi ( Subarti, 2009 ). Akan tetapi, bentonit memiliki

kelemahan yaitu rusaknya struktur berlapis dan hilangnya porositas karena

pemanasan pada suhu tinggi. Hal ini diatasi dengan melakukan impregnasi atau

proses penyisipan ion.

Dalam penelitian sebelumnya, dilakukan impregnasi lempung dengan

menggunakan logam Ni yang selanjutnya hasil tersebut dijadikan sebagai katalis

Ni-bentonit yang dimanfaatkan untuk pengolahan minyak jelantah. Penelitian

diawali dengan aktivasi bentonit dengan variasi HCL 1, 2 dan 3 M, impregnasi

nikel pada bentonit dan karakteristik menggunakan Spektroskopi Serapan Atom,

kalsinasi bentonit dan uji efektivitas dalam regenerasi minyak jelantah

menggunakan parameter berupa angka asam dan bilangan peroksida.Hasil

penelitian menunjukan bahwa kondisi optimum didapatkan pada konsentrasi 2 M

dengan serapan nikel sebesar 0,708 mg/g katalis. Sebanyak 1 gram katalis Ni-

bentonit mampu menurunkan angka asam dari 1, 6920 mg KOH/g menjadi 2,1978

meq/k, penurunan ini belum memenuhi standar SNI. Hal yang dapat

direkomendasikan dari penelitian adalah perlu ditingkatkannya massa katalis Ni-

bentonit dalam rangka menignkatkan efektifitas untuk meregenerasi minyak

jelantah. Hasil penelitian tersebut mengakibatkan peneliti tertarik untuk menkaji

lempung alam yang berdasarkan kemampuan katalitiknya dapat digunakan dalam

pemurnian minyak sereh wangi.

2.11 Instrumen

a. Spektroskopi Serapan Atom

Spektrofotometer serapan atom (SSA) adalah suatu alat yang digunakan

untuk menentukan konsentrasi unsur-unsur logam dalam suatu cuplikan yang

didasarkan pada penyerapan sinar atau radiasi oleh atom bebas. Prinsip metode

16

analisis dengan menggunakan metode SSA ini dalah interaksi antara atom unsur

yang dianalisis dengan sinar energi radiasi. SSA ini memiliki beberapa

komponem dengan fungsinya masing-masing, yaitu:

1) Sumber sinar

Bagian ini merupakan bagian yang sangat penting karena berfungsi

sebagai sistem emisi yang menghasilkan sinar yang energinya akan diserap oleh

atom bebas. Sumber radiasi yang biasa digunakan biasanya menggunakan lampu

pijar Hollow cathode.

2) Sistem pengatoman

Pada bagian sistem pengatoman ini unsur-unsur yang terdapat pada sampel

akan dianalisa, dimana unsur-unsur akan diubah bentuknya dari bentuk ion

menjadi atom bebas. Terdapat beberapa sistem pengatoman yang biasa digunakan

dalam AAS, yaitu sistem pengatoman dengan nyala api, sistem pengatoman

dengan tungku grafit, sistem pengatoman dengan pembentukan hidrida, sistem

pengatoman dengan uap dingin, dan sistem pengatoman sampel padat.

3) Monokromator

Monokromator memiliki fungsi yaitu mengisolasi salah satu radiasi

resonansi dari sekian spektrum yang dihasilkan oleh lampu pijar hollow cathode.

4) Detektor

Fungsi detektor adalah mengubah energi sinar menjadi energi listrik,

sehingga energi listrik tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan data (Lero,

2008).

b. Kromatografi Gas Spektrofotometri Masss

Kombinasi GC dan MS merupakan salah satu teknik analisis yang

memadukan metode pemisahan senyawa-senyawa dalam campurannya dengan

metode identifikasi. Senyawa-senyawa tersebut berdasarkan pada berat molekul

masing-masing. Pada kombinasi ini perak-perak GC yang mempresentasikan

senyawa-senyawa yang telah terpisah, menunjukan pola ionisasi atau pola

fragmentasinya sekaligus berat molekul masing-masing dengan MS. Kombinasi

GC dengan MS memberikan informasi kualitatif maupun kuantitatif mengenai

senyawa-senyawa organik yang memiliki tekanan uap lebih besar dari pada 10-2.

17

c. Difraksi Sinar X

Difraksi sinar X (X-ray Difractometer), atau yang sering dikenal

dengan XRD, adalah merupakan instrumen yang digunakan untuk

mengidentifikasi material kristalit maupun non-kristalit, sebagai contoh

identifikasi struktur kristalit (kualitatif) dan fasa (kuantitatif) dalam suatu

bahan dengan memanfaatkan radiasi gelombang elektromagnetik sinar X.

Dengan kata lain, teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin

dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk

mendapatkan ukuran partikel. Bahan yang biasanya dianalisa adalah tanah halus

(tanah liat)

Sinar-X dihasilkan di suatu tabung sinar katode dengan pemanasan kawat

pijar untuk menghasilkan elektron-elektron, kemudian elektron-elektron tersebut

dipercepat terhadap suatu target dengan memberikan suatu voltase, dan

menembak target dengan elektron. Ketika elektron-elektron mempunyai energi

yang cukup untuk mengeluarkan elektron-elektron dalam target, karakteristik

spektrum sinar-X dihasilkan. Spektrum ini terdiri atas beberapa komponen-

komponen, yang paling umum adalah Kα dan Kβ. Ka berisi, pada sebagian, dari

Kα1 dan Kα2. Kα1 mempunyai panjang gelombang sedikit lebih pendek dan

dua kali lebih intensitas dari Kα2.

18

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan November 2015 di

Laboratorium Kimia, Fakultas Sains dan Teknik Universitas Nusa Cendana, AAS

di laboratorium BLHD Provinsi NTT dan analisis XRD dan GC-MS dilakukan

dilaboratorium Kimia Organik dan Anorganik FMIPA UGM.

3.2 Bahan dan Alat

3.2.1 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah Bentonit asal Timor-Kefa, HCL

dengan konsentrasi 2, 3 dan 4 M (Emerck), NiCl2.6H2O 0,2 M, AgNO3 (Emerck),

akuades, kertas saring dan minyak sereh wangi produksi PT. Gemilang Sakti

Farmindo jakarta

3.2.2 Alat

Alat-alat yang digunakan adalah gelas kimia, pengaduk magnet, corong,

pipet tetes, lumping porselin, pengerus porselin, krus porselin, peralatan preparasi

sampel seperti ayakan 200 mesh, penyaring vakum, oven, erlenmeyer, labu ukur,

neraca analitik, pipet, SSA, IR, GC-MS dan XRD. .

3.3 Prosedur Kerja

3.3.1 Sampling Lempung Alam

Bentonit disampling dengan cara ditentukan delapan titik pengambilan

sampel pada tempat tertentu. Dari masing-masing titik diambil lempung sekitar ± 2 kg pada kedalaman 10 cm dan diameter 12 cm. Bentonit yang diambil,

dihomogenkan lalu dibagi dengan metode kerucut hingga diperoleh massa

lempung yang dibutuhkan.

3.3.2 Penyiapan sampel

Bentonit hasil ayakan 200 mesh dicuci dengan akuades beberapa kali

sampai bersih dan disaring dengan penyaring vakum kemudian dikeringkan dalam

oven pada temperature 105°C selama 5 jam. Setelah itu, bentonit digerus sampai

19

halus dengan ayakan 200 mesh, serta dianalisis IR serta ditentukan luas

permukaannya.

3.3.3 Bentonit teraktivasi asam

Sebanyak 30 gram bentonit dimasukan dalam gelas kimia yang berisi 300

mL HCL 2 M, 3 M dan 4 M kemudian diaduk selama 24 jam. Setelah itu, disaring

dan residunya dicuci dengan akuades sampai bebas ion sulfat Cl- ( tes negatif

AgNO3 lalu dikeringkan dalam oven 110-120°C selama 4 jam. Selanjutnya

lempung tersebut digerus dan diayak dengan ayakan 200 mesh.

3.3.4 Impregnasi Nikel pada bentonit

Bentonit direndam dalam 100 mL larutan NiCl2.6H2O 0,2 M dan distirer

selama 24 jam. Kemudian disaring, dicuci dengan akuades sampai bebas ion Cl- (

tes negative terhadap AgNO3 ) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 110-120°C

kira-kira 4 jam, sehingga diperoleh nikel terimpregnasi pada bentonit. Kemudian

diuji dengan menggunakan SSA.

3.3.5 Kalsinasi Ni-bentonit

Bentonit yang sudah diimpregnasi dengan nikel kemudian dikalsinasi pada

suhu 400°C. Hasilnya dianalisis dengan XRD.

3.3.6 Pemurnian Minyak Sereh menggunakan Lempung Terimpregnasi katalis

Ni-bentonit.

Disiapkan masing-masing 2 gram minyak sereh dan ditambahkan ke

dalam bentonit terimpregnasi katalis Ni-bentonit dengan variasi konsentrasi 2 M,

3 M dan 4 M (, Ab-2, Ab-3 dan Ab-4 ) dan disirter selama 2 jam. Lalu didiamkan

sampai terbentuk endapan selanjutnya dipisahkan filtrat dan residunya. Filtrat

berupa minyak sereh selanjutnya dihitung rendemennya dan dianalisis kandungan

sitronellal dan geraniol menggunakan GC-MS. Dilakukan juga permunian minyak

sereh dengan menggunakan bentonit tanpa aktivasi asam dan teraktivasi asam

serta dianalisis GC-MS dan FTIR.

3.3.7 Uji Aktivitas Adsorbsi Pada Penjernian Minyak Sereh

Dipilih adsorben yang terbaik dari A0-0 , Ab - 0, Ab-2, Ab-3 dan Ab-4 yang dapat

memberikan kapasitas adsorbsi tertinggi berdasarkan kandungan sitronellal dan

geraniol dalam minyak sereh wangi setelah dianalisis dengan GC-MS. Dilakukan

20

kajian terhadap variasi waktu optimum minyak sereh, dimana variasinya adalah

15, 30, 45, 60, 75, 90 dan 105 menit. Selanjutnya dibandingkan dengan berat

adsorbat (mg) banding adsorben (g) dalam grafik. Waktu adsorbsi optimum

digunakan untuk menentukan volume optimum minyak sereh. Variasi volume

minyak sereh adalah 10, 20, 30, 40 dan 50 mL. Kemudian dibandingkan dengan

berat adsorbat (mg) banding adsorben (g) dalam grafik.

21