Kinetika Konversi Isobutanol menjadi 1,1-Diisobutoksiisobutana Menggunakan Katalis Fe/Karbon Aktif

MUFTI KHUZAIMAH A, Prof. Dr. Iip Izul Falah; Mokhammad Fajar Pradipta, S.Si, M.Eng

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Penelitian kinetika konversi isobutanol menjadi 1,1-diisobutoksiisobutana menggunakan katalis Fe/karbon aktif telah dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai keasaman karbon aktif dan katalis Fe/karbon aktif melalui uji adsorpsi NH3, dan menentukan orde reaksi, konstanta laju reaksi, dan energi aktivasi (Ea) dari konversi isobutanol menjadi 1,1-diisobutoksiisobutana menggunakan katalis Fe/karbon aktif. Penelitian ini dilakukan dengan preparasi karbon aktif dari tempurung kelapa melalui proses karbonisasi pada temperatur 550 derajat Celcius, lalu digerus dan diayak hingga ukuran 60-80 mesh dan dilanjutkan proses aktivasi pada temperatur 850 derajat Celcius menggunakan gas CO2. Selanjutnya, pencucian karbon aktif dengan larutan aseton dan HCl 1,0 M. Impregnasi basah dilakukan menggunakan garam FeCl3.6H2O dengan konsentrasi Fe 0,8% ke dalam karbon aktif dilanjutkan proses reduksi menggunakan gas H2 pada temperatur 650 derajat Celcius dengan laju alir 15 mL/menit. Kemudian, uji keasaman karbon aktif dan katalis Fe/karbon aktif dilakukan dengan metode adsorpsi NH3. Konversi isobutanol menjadi 1,1-diisobutoksiisobutana dilakukan dengan variasi temperatur 450; 480; 510; dan 540 derajat Celcius dan pada masing-masing temperatur terdapat variasi massa katalis 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; dan 12,5 g. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh kandungan oksida logam pengotor Na2O, Fe2O3, K2O, CaO, dan MgO semakin berkurang setelah melalui proses pencucian dengan larutan aseton dan HCl 1,0 M, berturut-turut yaitu 0,354; 0,371; 0,875; 0,445; dan 0,060 mg/g menjadi 0,125; 0,078; 0,278; 0,085; dan 0,043 mg/g. Dari hasil uji keasaman, diperoleh keasaman karbon aktif sebesar 5,610 mmol/g dan keasaman katalis Fe/karbon aktif sebesar 8,073 mmol/g. Kinetika konversi isobutanol menjadi 1,1-diisobutoksiisobutana mengikuti orde satu dengan konstanta laju reaksi pada temperatur 450; 480; 510; dan 540 derajat Celcius secara berturut-turut adalah 30,992; 32,013; 36,580; dan 39,156 menit-1. Energi aktivasi (Ea) yang diperoleh sebesar 13,544 kJ/mol.

The research of kinetic conversion of isobutanol to 1,1-diisobutoxyisobutane using Fe/activated carbon has been done. The aims of this research were to know the value of acidity of activated carbon and Fe/activated carbon catalyst through NH3 adsorption test, and to determine reaction order, reaction rate constant, and activation energy (Ea) from isobutanol to 1,1-diisobutoksiisobutana conversion using Fe/activated carbon catalyst. This research was conducted by preparation of the activated carbon from coconut shell through carbonation process at 550 degree Celcius. The activated carbon was crushed and sieved up to 60-80 mesh, then followed by further activation at 850 degree Celcius using CO2 gas. The activated carbon then being washed using acetone and HCl 1.0 M solution. Wet impregnation was performed using FeCl3.6H2O salt, with 0.8% Fe concentration, into activated carbon followed by reduction process using H2 gas at 650 degree Celcius with flow rate at 15 mL/minute. Then, the acidity test of the activated carbon and the Fe/activated carbon catalyst was carried out by the NH3 adsorption method. The conversion of isobutanol to 1,1-diisobutoxyisobutane was carried out with the temperature variation of 450; 480; 510; and 540 degree Celcius, for each temperature there was mass variation of 2.5; 5.0; 7.5; 10.0; and 12.5 g. The results showed that the metal oxide content of Na2O, Fe2O3, K2O, CaO, and MgO impurities decreased after washing with acetone and HCl 1,0 M solution, respectively 0.354; 0.371; 0.875; 0.445; and 0.060 mg/g to 0.125; 0.078; 0.278; 0.085; and 0.043 mg g-1. The acidity of activated carbon was 5.610 mmol/g and the acidity of Fe/activated carbon catalyst was 8.073 mmol/g. Kinetics of conversion of isobutanol to 1,1-diisobutoxyisobutane follows first-order kinetics with the reaction rate constant at 450; 480; 510; and 540 degree Celcius respectively 30.992; 32.013; 36.580; and 39.156 mins-1. The activation energy (Ea) obtained was 13.544 kJ/mol.

Kata Kunci : kinetika, 1,1-diisobutoksiisobutana, katalis, katalis Fe/karbon aktif, karbon aktif