Reaksi Pengesteran (Esterifikasi)
Pengertian ester
Ester diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus -COOH, dan pada sebuah ester hidrogen di gugus ini digantikan oleh sebuah gugus hidrokarbon dari beberapa jenis. Disini kita hanya akan melihat kasus-kasus dimana hidrogen pada gugus -COOH digantikan oleh sebuah gugus alkil, meskipun tidak jauh beda jika diganti dengan sebuah gugus aril (yang berdasarkan pada sebuah cincin benzen).
Contoh ester umum – etil etanoat
Ester yang paling umum dibahas adalah etil etanoat. Dalam hal ini, hidrogen pada gugus -COOH telah digantikan oleh sebuah gugus etil. Rumus struktur etil etanoat adalah sebagai berikut:
Perhatikan bahwa ester diberi nama tidak sesuai dengan urutan penulisan rumus strukturnya, tapi kebalikannya. Kata "etanoat" berasal dari asam etanoat. Kata "etil" berasal dari gugus etil pada bagian ujung.
Contoh ester yang lain
Pada setiap contoh berikut, pastikan bahwa anda bisa mengerti bagaimana hubungan antara nama dan rumus strukturnya.
Perhatikan bahwa asam diberi nama dengan cara menghitung jumlah total atom karbon dalam rantai – termasuk yang terdapat pada gugus -COOH. Misalnya, CH3CH2COOH disebut asam propanoat, dan CH3CH2COO disebut gugus propanoat.
Pembuatan ester dari asam karboksilat dan alkohol
Sifat kimiawi reaksi
Ester dihasilkan apabila asam karboksilat dipanaskan bersama alkohol dengan bantuan katalis asam. Katalis ini biasanya adalah asam sulfat pekat. Terkadang juga digunakan gas hidrogen klorida kering, tetapi katalis-katalis ini cenderung melibatkan ester-ester aromatik (yakni ester yang mengandung sebuah cincin benzen).
Reaksi esterifikasi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel). Persamaan untuk reaksi antara sebuah asam RCOOH dengan sebuah alkohol R’OH (dimana R dan R’ bisa sama atau berbeda) adalah sebagai berikut:
Jadi, misalnya, jika kita membuat etil etanoat dari asam etanoat dan etanol, maka persamaan reaksinya adalah:
Melangsungkan reaksi
Dalam skala tabung uji
Asam karboksilat dan alkohol sering dipanaskan bersama dengan adanya beberapa tetes asam sulfat pekat untuk mengamati bau ester yang terbentuk.
Untuk melangsungkan reaksi dalam skala tabung uji, semua zat (asam karboksilat, alkohol dan asam sulfat pekat) yang dalam jumlah kecil dipanaskan di sebuah tabung uji yang berada di atas sebuah penangas air panas selama beberapa menit.
Karena reaksi berlangsung lambat dan dapat balik (reversibel), ester yang terbentuk tidak banyak. Bau khas ester seringkali tertutupi atau terganggu oleh bau asam karboksilat. Sebuah cara sederhana untuk mendeteksi bau ester adalah dengan menaburkan campuran reaksi ke dalam sejumlah air di sebuah gelas kimia kecil.
Terkecuali ester-ester yang sangat kecil, semua ester cukup tidak larut dalam air dan cenderung membentuk sebuah lapisan tipis pada permukaan. Asam dan alkohol yang berlebih akan larut dan terpisah di bawah lapisan ester.
Ester-ester kecil seperti pelarut-pelarut organik sederhana memiliki bau yang mirip dengan pelarut-pelarut organik (etil etanoat merupakan sebuah pelarut yang umum misalnya pada lem).
Semakin besar ester, maka aromanya cenderung lebih ke arah perasa buah buatan – misalnya "buah pir".
Dalam skala yang lebih besar
Jika anda ingin membuat sampel sebuah ester yang cukup besar, maka metode yang digunakan tergantung pada (sampai tingkatan tertentu) besarnya ester. Ester-ester kecil terbentuk lebih cepat dibanding ester yang lebih besar.
Untuk membuat sebuah ester kecil seperti etil etanoat, anda bisa memanaskan secara perlahan sebuah campuran antara asam metanoat dan etanol dengan bantuan katalis asam sulfat pekat, dan memisahkan ester melalui distilasi sesaat setelah terbentuk.
Ini dapat mencegah terjadinya reaksi balik. Pemisahan dengan distilasi ini dapat dilakukan dengan baik karena ester memiliki titik didih yang paling rendah diantara semua zat yang ada. Ester merupakan satu-satunya zat dalam campuran yang tidak membentuk ikatan hidrogen, sehingga memiliki gaya antar-molekul yang paling lemah.
Ester-ester yang lebih besar cenderung terbentuk lebih lambat. Dalam hal ini, mungkin diperlukan untuk memanaskan campuran reaksi di bawah refluks selama beberapa waktu untuk menghasilkan sebuah campuran kesetimbangan. Ester bisa dipisahkan dari asam karboksilat, alkohol, air dan asam sulfat dalam campuran dengan metode distilasi fraksional.
Cara-cara lain untuk membuat ester
Ester juga bisa dibuat dari reaksi-reaksi antara alkohol dengan asil klorida atau anhidrida asam.
Pembuatan ester dari alkohol dan asil klorida (klorida asam)
Jika kita menambahkan sebuah asil klorida kedalam sebuah alkohol, maka reaksi yang terjadi cukup progresif (bahkan berlangsung hebat) pada suhu kamar menghasilkan sebuah ester dan awan-awan dari asap hidrogen klorida yang asam dan beruap.
Sebagai contoh, jika kita menambahkan etanol krlorida kedalam etanol, maka akan terbentuk banyak hidrogen klorida bersama dengan ester cair etil etanoat.
Pembuatan ester dari alkohol dan anhidrida asam
Reaksi-reaksi dengan anhidrida asam berlangsung lebih lambat dibanding reaksi-reaksi yang serupa dengan asil klorida, dan biasanya campuran reaksi yang terbentuk perlu dipanaskan.
Mari kita ambil contoh etanol yang bereaksi dengan anhidrida etanoat sebagai sebuah reaksi sederhana yang melibatkan sebuah alkohol:
Reaksi berlangsung lambat pada suhu kamar (atau lebih cepat pada pemanasan). Tidak ada perubahan yang bisa diamati pada cairan yang tidak berwarna, tetapi sebuah campuran etil etanoat dan asam etanoat terbentuk.
Kamis, 17 Februari 2011
Hukum Raoult dan Campuran Larutan Ideal
Bagian ini mengupas hukum Raoult dan bagaimana aplikasinya pada campuran dari dua larutan yang dapat menguap. Di sini akan dibahas kasus campuran di mana dua jenis larutan dapat sepenuhnya menyatu dalam berbagai proporsi dan BUKAN campuran di mana larutan yang satu berada di atas yang lainnya (larutan yang tidak dapat menyatu sepenuhnya)
Bagian ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan campuran ideal dan melihat bagaimana diagram fase campuran demikian dibuat dan digunakan.
Campuran Ideal
Campuran ideal adalah sebuah campuran yang menaati hukum Raoult. Mari kita lihat karakter sebuah campuran ideal sebelum membahas Hukum Raoult, karena dengan demikian akan lebih mudah bagi kita untuk mengerti topik kali ini.
Contoh campuran ideal
Sebenarnya tidak ada campuran yang bisa dibilang ideal. Tapi beberapa campuran larutan kondisinya benar-benar mendekati keadaan yang ideal. Berikut ini adalah contohnya:
* hexane dan heptane
* benzene dan methylbenzene
* propan-1-ol dan propan-2-ol
Campuran ideal dan gaya intermolekuler
Dalam sebuah larutan, beberapa molekul yang berenergi besar dapat menggunakan energinya untuk mengalahkan daya tarik intermolekuler permukaan cairan dan melepaskan diri untuk kemudian menjadi uap.
Semakin kecil daya intermolekuler, semakin banyak molekul yang dapat melepaskan diri pada suhu tertentu.
Apabila anda mempunyai larutan kedua, hal yang sama juga terjadi. Pada suhu tertentu, sebagian dari molekul-molekul yang ada akan mempunyai energi yang cukup untuk melepaskan diri dari permukaan larutan.
Pada sebuah campuran ideal dari kedua larutan ini, kecenderungan dari dua macam molekul di dalamnya untuk melepaskan diri tidak berubah.
Anda mungkin berpikir bahwa diagram ini hanya menunjukkan separuh dari seluruh molekul yang melepaskan diri, tapi sebenarnya proporsi dari kedua jenis molekul yang melepaskan diri masih sama. Diagram ini menunjukkan campuran 50/50 dari dua larutan. Yang berarti bahwa hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang berada di permukaan campuran larutan dibanding jumlah tiap jenis molekul pada permukaan larutan awalnya. Apabila proporsi dari tiap jenis molekul yang melepaskan diri tetap sama, tentu saja hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang dapat melepaskan diri dari campuran larutan pada suatu waktu tertentu.
Apabila molekul-molekul merah masih mempunyai kecenderungan yang sama untuk melepaskan diri sebesar sebelumnya, ini berarti daya intermolekuler antara dua molekul merah persis sama dengan besar daya intermolekuler antara sebuah molekul merah dan sebuah molekul biru.
Apabila daya tersebut berubah, kecenderungan molekul untuk melepaskan diri juga akan berubah.
Demikian halnya dengan daya antara dua molekul biru dan daya antara sebuah molekul biru dan sebuah molekul merah. Daya tersebut juga harus sama dan kalau tidak, kecenderungan molekul biru untuk melepaskan diri juga akan berubah.
Apabila anda dapat mengikuti penjelasan ini, anda akan mengerti bahwa daya tarik intermolekuler antara dua molekul merah, dua molekul biru dan antara sebuah molekul merah dan sebuah molekul biru akan persis sama dalam campuran ideal.
Inilah sebabnya mengapa campuran seperti hexane dan heptane mendekati campuran ideal. Mereka memiliki besar molekul yang hampir sama dan mempunyai daya tarik Van der Waals yang sama di antara mereka. Namun begitu, tetap saja, besar molekul keduanya tidak persis sama, sehingga walaupun campuran ini mendekati campuran ideal, tetap saja bukan merupakan campuran ideal.
Campuran ideal dan perubahan entalpi pada proses pencampuran
Ketika anda membuat suatu campuran larutan-larutan, anda harus mengalahkan daya tarik intermolekuler (yang membutuhkan energi) dan membuat daya tarik baru (yang menghasilkan energi).
Apabila besar semua daya tarik ini sama, tidak akan ada panas yang dihasilkan atau panas yang diserap.
Ini berarti, campuran ideal dari dua larutan akan mempunyai nol energi entalpi. Apabila suhu campuran naik atau turun pada saat anda mencampur keduanya, ini berarti campuran tersebut bukan campuran ideal.
Hukum Raoult
Anda mungkin pernah melihat sekilas hukum Raoult yang telah disederhanakan apabila anda pernah mempelajari efek dari larutan yang tidak dapat menguap seperti garam pada tekanan uap di pelarut seperti air. Definisi di bawah ini adalah yang biasa dipakai dalam pembicaraan mengenai campuran dua larutan yang bisa menguap.
Tekanan uap parsial dari sebuah komponen di dalam campuran adalah sama dengan tekanan uap komponen tersebut dalam keadaan murni pada suhu tertentu dikalikan dengan fraksi molnya dalam campuran tersebut.
Hukum Raoult hanya dapat diaplikasikan pada campuran ideal.
Persamaan untuk campuran dari larutan A dan B, akan menjadi demikian:
Pada persamaan ini PA dan PB adalah tekanan uap parsial dari komponen A dan B. Dalam suatu campuran gas, tiap gas mempunyai tekanan uapnya sendiri, dan ini disebut tekanan parsial yang independent. Bahkan apabila anda memisahkan semua jenis gas-gas lain yang ada, satu-satunya jenis gas yang tersisa akan masih mempunyai tekanan parsialnya.
Tekanan uap total dari sebuah campuran adalah sama dengan jumlah dari tekanan parsial individu tiap gas.
Po adalah tekanan uap dari A dan B apabila keduanya berada dalam keadaan terpisah (dalam larutan murni).
xA dan xB adalah fraksi mol A dan B. Keduanya adalah fraksi (bagian/proporsi) dari jumlah total mol (A maupun B) yang ada.
Anda dapat menghitung fraksi mol dengan rumus ini:
Contoh:
Seandainya anda memiliki campuran dari 2 mol methanol dan 1 mol etanol pada suhu tertentu, tekanan uap methanol murni pada suhu ini aalah 81kPa dan etanol murni adalah 45kPa.
Pada campuran ini, ada 3 mol molekul.
2 mol dari total 3 mol ini adalah metanol sehingga fraksi mol metanol adalah 2/3.
Dan fraksi mol etanol, dengan demikan adalah 1/3.
Anda dapat menghitung tekanan uap parsial dengan menggunakan hukum Raoult dengan menganggap bahwa campuran methanol dan etanol ini adalah campuran ideal.
Tekanan parsial metanol:
Tekanan parsial etanol:
Tekanan uap total dari campuran larutan ini adalah jumlah tekanan parsial dari keduanya.
Tekanan uap / diagram komposisi
Seandainya anda mempunyai sebuah campuran ideal dari dua larutan yaitu A dan B, kedua larutan ini akan memberi "sumbangan"-nya masing-masing pada tekanan uap keseluruhan pada campuran seperti yang telah kita lihat pada contoh di atas.
Mari kita lihat larutan A secara khusus sebagai contoh:
Anggap saja anda melipat-duakan fraksi mol larutan A dalam campuran (dalam suhu yang sama). Menurut hukum Raoult, tekanan uapnya juga akan ikut terlipat duakan. Apabila anda melipat-tigakan fraksi mol A, anda juga otomatis melipat-tigakan tekanan uapnya, dan seterusnya.
Dengan kata lain, tekanan uap parsial A pada suhu tertentu berbanding lurus dengan fraksi mol-nya. Apabila anda menggambar grafik tekanan uap parsial terhadap fraksi mol-nya, anda akan memperoleh sebuah garis lurus.
Sekarang, mari kita buat grafik yang sama untuk B pada sumbu yang sama. Fraksi mol B mengecil sejalan dengan meningkatnya fraksi mol A sehingga grafik untuk B berbentuk garis yang menurun ke kanan. Bersamaan dengan berkurangnya fraksi mol B, tekanan parsial uapnya juga berkurang dengan kecepatan yang sama.
Perhatikan bahwa tekanan uap larutan B murni lebih tinggi dari larutan A murni. Ini berarti molekul-molekul pada permukaan larutan B lebih mudah melepaskan diri daripada molekul-molekul pada larutan A. Larutan B lebih mudah menguap daripada larutan A.
Untuk memperoleh tekanan uap total dari sebuah campuran, anda harus menjumlahkan tekanan parsial A dan B pada tiap komposisi. Dengan demikian anda akan memperoleh garis lurus seperti pada diagram berikut.
Pada campuran yang non-ideal, garis lurus ini akan berbentuk kurva. Untuk campuran yang mendekati ideal garisnya akan menyerupai garis lurus. Semakin kurang ideal sebuah campuran, semakin berkurvalah garis yang terbentuk.
Titik didih / diagram komposisi
Hubungan antara titik didih dan tekanan uap
Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada sebuah suhu, ini berarti bahwa molekul-molekul yang berada dalam larutan tersebut sedang melepaskan diri dari permukaan larutan dengan mudahnya.
Apabila pada suhu yang sama, sebuah larutan lain mempunyai tekanan uap yang rendah, ini berarti bahwa molekul-molekul dalam larutan tersebut tidak dapat dengan mudah melepaskan diri.
Apa efek dari kedua fakta ini terhadap titik didih dari kedua larutan ini?
Ada dua cara untuk melihat hal ini, pilihlah yang termudah untuk anda.
1. Apabila molekul-molekul dalam larutan sedang melepaskan diri dengan mudahnya dari permukaan larutan, ini berarti bahwa daya tarik intermolekuler relatif lemah. Dengan demikian, anda tidak perlu memanaskannya dengan suhu terlalu tinggi untuk memutuskan semua daya tarik intermolekuler tersebut dan membuat larutan ini mendidih.
Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suatu suhu tertentu adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.
2. Larutan akan mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu tertentu, anda tidak perlu menambah tekanan uapnya supaya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Di lain pihak, apabila tekanan uapnya rendah, anda harus meningkatkan tekanan uapnya setinggi-tingginya sampai besarnya menjadi sama dengan tekanan udara luar.
Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suatu suhu tertentu adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.Sekali lagi, dua larutan pada suhu yang sama:Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.
Menghitung titik didih/membuat diagram komposisi
Pada bagian yang sebelumnya, kita telah melihat diagram komposisi seperti di bawah ini:
Kita akan mengubah diagram ini menjadi diagram komposisi/titik didih.
Kita akan mulai dengan titik didih dari larutan murni A dan larutan murni B.
B memiliki tekanan uap yang lebih tinggi. Ini berarti bahwa larutan B mempunyai titik didih yang lebih rendah dari larutan A.
Pada campuran larutan A dan B, anda mungkin telah menduga bahwa titik-titik didih keduanya akan membentuk sebuah garis lurus yang menghubungkan kedua titik didih ini.Pada kenyataannya, tidak demikian! Bukan garis lurus, tapi garis kurvalah yang terbentuk.
Kita akan menambah sebuah garis lagi pada diagram ini yang akan menunjukkan komposisi uap pada larutan yang mendidih.
Apabila anda mendidihkan sebuah campuran larutan, larutan yang lebih mudah menguap, tentunya akan membentuk lebih banyak uap daripada larutan yang sukar menguap.
Ini berarti, akan ada lebih banyak komponen B (komponen yang lebih mudah menguap) terdapat dalam uap daripada dalam larutannya. Anda dapat membuktikannya dengan memadatkan udap yang didapat dan menganalisanya. Diagram ini menunjukkan apa yang terjadi bila anda mendidihkan campuran larutan A dan B.
Perhatikan bahwa ada lebih banyak uap larutan B daripada uap larutan A yang ada di atas campuran larutan yang mendidih ini karena larutan B lebih mudah menguap.
Apabila anda mengulangi proses ini dengan campuran larutan dengan berbagai komposisi, anda akan dapat menggambar kurva kedua, yaitu garis komposisi uap.
Ini adalah diagram fase kita yang terakhir
Menggunakan diagram komposisi
Diagram ini dapat digunakan dengan cara yang persis sama seperti dengan cara pembentukannya. Apabila anda mendidihkan campuran larutan, anda dapat mendapatkan titik didihnya dan komposisi uap di atas larutan yang mendidih ini.
Sebagai contoh, pada diagram berikut ini, apabila anda mendidihkan campuran larutan C1, titik didihnya adalah T1 dan komposisi uapnya adalah C2.
Yang harus anda lakukan hanyalah menggunakan kurva komposisi larutan untuk mencari titik didih larutan dan melihat pada grafik ini, bagaimana komposisi uap pada suhu tersebut (titik didih).
Perhatikan sekali lagi bahwa ada lebih banyak uap larutan B daripada uap larutan A yang ada di atas campuran larutan yang mendidih ini karena larutan B lebih mudah menguap.
Permulaan dari distilasi fraksional
Umpamanya anda mengumpulkan semua uap yang ada di atas larutan yang mendidih dan anda didihkan untuk kedua kalinya.
Ini berarti, sekarang anda mendidihkan larutan baru yang komposisinya adalah C2.
Larutan ini akan mendidih pada temperatur baru yaitu T2, dan uap yang berada di atas larutan baru ini akan mempunyai komposisi C3.
Anda dapat melihat sekarang bahwa kita mempunyai uap yang hampir merupakan komponen B murni.
Apabila anda terus melakukan hal ini (mengkondensasi uap dan mendidihkan cairan yang terbentuk) , pada akhirnya anda akan mendapatkan larutan B murni.Ini adalah dasar dari distilasi fraksional. Walaupun begitu, melakukannya dengan cara seperti ini akan sangat melelahkan dan kecuali anda dapat memproduksi dan mengkondensasi uap di atas sebuah larutan mendidih dalam jumlah yang luar biasa banyak, jumlah larutan B yang akan anda dapat pada akhirnya akan sangat sedikit.
Kolom fraksional sesungguhnya (baik di laboratorium ataupun di industri) melakukan proses kondensasi dan pendidihan ulang ini secara otomatis.
Bagian ini menjelaskan apa yang dimaksud dengan campuran ideal dan melihat bagaimana diagram fase campuran demikian dibuat dan digunakan.
Campuran Ideal
Campuran ideal adalah sebuah campuran yang menaati hukum Raoult. Mari kita lihat karakter sebuah campuran ideal sebelum membahas Hukum Raoult, karena dengan demikian akan lebih mudah bagi kita untuk mengerti topik kali ini.
Contoh campuran ideal
Sebenarnya tidak ada campuran yang bisa dibilang ideal. Tapi beberapa campuran larutan kondisinya benar-benar mendekati keadaan yang ideal. Berikut ini adalah contohnya:
* hexane dan heptane
* benzene dan methylbenzene
* propan-1-ol dan propan-2-ol
Campuran ideal dan gaya intermolekuler
Dalam sebuah larutan, beberapa molekul yang berenergi besar dapat menggunakan energinya untuk mengalahkan daya tarik intermolekuler permukaan cairan dan melepaskan diri untuk kemudian menjadi uap.
Semakin kecil daya intermolekuler, semakin banyak molekul yang dapat melepaskan diri pada suhu tertentu.
Apabila anda mempunyai larutan kedua, hal yang sama juga terjadi. Pada suhu tertentu, sebagian dari molekul-molekul yang ada akan mempunyai energi yang cukup untuk melepaskan diri dari permukaan larutan.
Pada sebuah campuran ideal dari kedua larutan ini, kecenderungan dari dua macam molekul di dalamnya untuk melepaskan diri tidak berubah.
Anda mungkin berpikir bahwa diagram ini hanya menunjukkan separuh dari seluruh molekul yang melepaskan diri, tapi sebenarnya proporsi dari kedua jenis molekul yang melepaskan diri masih sama. Diagram ini menunjukkan campuran 50/50 dari dua larutan. Yang berarti bahwa hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang berada di permukaan campuran larutan dibanding jumlah tiap jenis molekul pada permukaan larutan awalnya. Apabila proporsi dari tiap jenis molekul yang melepaskan diri tetap sama, tentu saja hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang dapat melepaskan diri dari campuran larutan pada suatu waktu tertentu.
Apabila molekul-molekul merah masih mempunyai kecenderungan yang sama untuk melepaskan diri sebesar sebelumnya, ini berarti daya intermolekuler antara dua molekul merah persis sama dengan besar daya intermolekuler antara sebuah molekul merah dan sebuah molekul biru.
Apabila daya tersebut berubah, kecenderungan molekul untuk melepaskan diri juga akan berubah.
Demikian halnya dengan daya antara dua molekul biru dan daya antara sebuah molekul biru dan sebuah molekul merah. Daya tersebut juga harus sama dan kalau tidak, kecenderungan molekul biru untuk melepaskan diri juga akan berubah.
Apabila anda dapat mengikuti penjelasan ini, anda akan mengerti bahwa daya tarik intermolekuler antara dua molekul merah, dua molekul biru dan antara sebuah molekul merah dan sebuah molekul biru akan persis sama dalam campuran ideal.
Inilah sebabnya mengapa campuran seperti hexane dan heptane mendekati campuran ideal. Mereka memiliki besar molekul yang hampir sama dan mempunyai daya tarik Van der Waals yang sama di antara mereka. Namun begitu, tetap saja, besar molekul keduanya tidak persis sama, sehingga walaupun campuran ini mendekati campuran ideal, tetap saja bukan merupakan campuran ideal.
Campuran ideal dan perubahan entalpi pada proses pencampuran
Ketika anda membuat suatu campuran larutan-larutan, anda harus mengalahkan daya tarik intermolekuler (yang membutuhkan energi) dan membuat daya tarik baru (yang menghasilkan energi).
Apabila besar semua daya tarik ini sama, tidak akan ada panas yang dihasilkan atau panas yang diserap.
Ini berarti, campuran ideal dari dua larutan akan mempunyai nol energi entalpi. Apabila suhu campuran naik atau turun pada saat anda mencampur keduanya, ini berarti campuran tersebut bukan campuran ideal.
Hukum Raoult
Anda mungkin pernah melihat sekilas hukum Raoult yang telah disederhanakan apabila anda pernah mempelajari efek dari larutan yang tidak dapat menguap seperti garam pada tekanan uap di pelarut seperti air. Definisi di bawah ini adalah yang biasa dipakai dalam pembicaraan mengenai campuran dua larutan yang bisa menguap.
Tekanan uap parsial dari sebuah komponen di dalam campuran adalah sama dengan tekanan uap komponen tersebut dalam keadaan murni pada suhu tertentu dikalikan dengan fraksi molnya dalam campuran tersebut.
Hukum Raoult hanya dapat diaplikasikan pada campuran ideal.
Persamaan untuk campuran dari larutan A dan B, akan menjadi demikian:
Pada persamaan ini PA dan PB adalah tekanan uap parsial dari komponen A dan B. Dalam suatu campuran gas, tiap gas mempunyai tekanan uapnya sendiri, dan ini disebut tekanan parsial yang independent. Bahkan apabila anda memisahkan semua jenis gas-gas lain yang ada, satu-satunya jenis gas yang tersisa akan masih mempunyai tekanan parsialnya.
Tekanan uap total dari sebuah campuran adalah sama dengan jumlah dari tekanan parsial individu tiap gas.
Po adalah tekanan uap dari A dan B apabila keduanya berada dalam keadaan terpisah (dalam larutan murni).
xA dan xB adalah fraksi mol A dan B. Keduanya adalah fraksi (bagian/proporsi) dari jumlah total mol (A maupun B) yang ada.
Anda dapat menghitung fraksi mol dengan rumus ini:
Contoh:
Seandainya anda memiliki campuran dari 2 mol methanol dan 1 mol etanol pada suhu tertentu, tekanan uap methanol murni pada suhu ini aalah 81kPa dan etanol murni adalah 45kPa.
Pada campuran ini, ada 3 mol molekul.
2 mol dari total 3 mol ini adalah metanol sehingga fraksi mol metanol adalah 2/3.
Dan fraksi mol etanol, dengan demikan adalah 1/3.
Anda dapat menghitung tekanan uap parsial dengan menggunakan hukum Raoult dengan menganggap bahwa campuran methanol dan etanol ini adalah campuran ideal.
Tekanan parsial metanol:
Tekanan parsial etanol:
Tekanan uap total dari campuran larutan ini adalah jumlah tekanan parsial dari keduanya.
Tekanan uap / diagram komposisi
Seandainya anda mempunyai sebuah campuran ideal dari dua larutan yaitu A dan B, kedua larutan ini akan memberi "sumbangan"-nya masing-masing pada tekanan uap keseluruhan pada campuran seperti yang telah kita lihat pada contoh di atas.
Mari kita lihat larutan A secara khusus sebagai contoh:
Anggap saja anda melipat-duakan fraksi mol larutan A dalam campuran (dalam suhu yang sama). Menurut hukum Raoult, tekanan uapnya juga akan ikut terlipat duakan. Apabila anda melipat-tigakan fraksi mol A, anda juga otomatis melipat-tigakan tekanan uapnya, dan seterusnya.
Dengan kata lain, tekanan uap parsial A pada suhu tertentu berbanding lurus dengan fraksi mol-nya. Apabila anda menggambar grafik tekanan uap parsial terhadap fraksi mol-nya, anda akan memperoleh sebuah garis lurus.
Sekarang, mari kita buat grafik yang sama untuk B pada sumbu yang sama. Fraksi mol B mengecil sejalan dengan meningkatnya fraksi mol A sehingga grafik untuk B berbentuk garis yang menurun ke kanan. Bersamaan dengan berkurangnya fraksi mol B, tekanan parsial uapnya juga berkurang dengan kecepatan yang sama.
Perhatikan bahwa tekanan uap larutan B murni lebih tinggi dari larutan A murni. Ini berarti molekul-molekul pada permukaan larutan B lebih mudah melepaskan diri daripada molekul-molekul pada larutan A. Larutan B lebih mudah menguap daripada larutan A.
Untuk memperoleh tekanan uap total dari sebuah campuran, anda harus menjumlahkan tekanan parsial A dan B pada tiap komposisi. Dengan demikian anda akan memperoleh garis lurus seperti pada diagram berikut.
Pada campuran yang non-ideal, garis lurus ini akan berbentuk kurva. Untuk campuran yang mendekati ideal garisnya akan menyerupai garis lurus. Semakin kurang ideal sebuah campuran, semakin berkurvalah garis yang terbentuk.
Titik didih / diagram komposisi
Hubungan antara titik didih dan tekanan uap
Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada sebuah suhu, ini berarti bahwa molekul-molekul yang berada dalam larutan tersebut sedang melepaskan diri dari permukaan larutan dengan mudahnya.
Apabila pada suhu yang sama, sebuah larutan lain mempunyai tekanan uap yang rendah, ini berarti bahwa molekul-molekul dalam larutan tersebut tidak dapat dengan mudah melepaskan diri.
Apa efek dari kedua fakta ini terhadap titik didih dari kedua larutan ini?
Ada dua cara untuk melihat hal ini, pilihlah yang termudah untuk anda.
1. Apabila molekul-molekul dalam larutan sedang melepaskan diri dengan mudahnya dari permukaan larutan, ini berarti bahwa daya tarik intermolekuler relatif lemah. Dengan demikian, anda tidak perlu memanaskannya dengan suhu terlalu tinggi untuk memutuskan semua daya tarik intermolekuler tersebut dan membuat larutan ini mendidih.
Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suatu suhu tertentu adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.
2. Larutan akan mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu tertentu, anda tidak perlu menambah tekanan uapnya supaya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Di lain pihak, apabila tekanan uapnya rendah, anda harus meningkatkan tekanan uapnya setinggi-tingginya sampai besarnya menjadi sama dengan tekanan udara luar.
Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suatu suhu tertentu adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.Sekali lagi, dua larutan pada suhu yang sama:Larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi adalah larutan yang titik didihnya lebih rendah.
Menghitung titik didih/membuat diagram komposisi
Pada bagian yang sebelumnya, kita telah melihat diagram komposisi seperti di bawah ini:
Kita akan mengubah diagram ini menjadi diagram komposisi/titik didih.
Kita akan mulai dengan titik didih dari larutan murni A dan larutan murni B.
B memiliki tekanan uap yang lebih tinggi. Ini berarti bahwa larutan B mempunyai titik didih yang lebih rendah dari larutan A.
Pada campuran larutan A dan B, anda mungkin telah menduga bahwa titik-titik didih keduanya akan membentuk sebuah garis lurus yang menghubungkan kedua titik didih ini.Pada kenyataannya, tidak demikian! Bukan garis lurus, tapi garis kurvalah yang terbentuk.
Kita akan menambah sebuah garis lagi pada diagram ini yang akan menunjukkan komposisi uap pada larutan yang mendidih.
Apabila anda mendidihkan sebuah campuran larutan, larutan yang lebih mudah menguap, tentunya akan membentuk lebih banyak uap daripada larutan yang sukar menguap.
Ini berarti, akan ada lebih banyak komponen B (komponen yang lebih mudah menguap) terdapat dalam uap daripada dalam larutannya. Anda dapat membuktikannya dengan memadatkan udap yang didapat dan menganalisanya. Diagram ini menunjukkan apa yang terjadi bila anda mendidihkan campuran larutan A dan B.
Perhatikan bahwa ada lebih banyak uap larutan B daripada uap larutan A yang ada di atas campuran larutan yang mendidih ini karena larutan B lebih mudah menguap.
Apabila anda mengulangi proses ini dengan campuran larutan dengan berbagai komposisi, anda akan dapat menggambar kurva kedua, yaitu garis komposisi uap.
Ini adalah diagram fase kita yang terakhir
Menggunakan diagram komposisi
Diagram ini dapat digunakan dengan cara yang persis sama seperti dengan cara pembentukannya. Apabila anda mendidihkan campuran larutan, anda dapat mendapatkan titik didihnya dan komposisi uap di atas larutan yang mendidih ini.
Sebagai contoh, pada diagram berikut ini, apabila anda mendidihkan campuran larutan C1, titik didihnya adalah T1 dan komposisi uapnya adalah C2.
Yang harus anda lakukan hanyalah menggunakan kurva komposisi larutan untuk mencari titik didih larutan dan melihat pada grafik ini, bagaimana komposisi uap pada suhu tersebut (titik didih).
Perhatikan sekali lagi bahwa ada lebih banyak uap larutan B daripada uap larutan A yang ada di atas campuran larutan yang mendidih ini karena larutan B lebih mudah menguap.
Permulaan dari distilasi fraksional
Umpamanya anda mengumpulkan semua uap yang ada di atas larutan yang mendidih dan anda didihkan untuk kedua kalinya.
Ini berarti, sekarang anda mendidihkan larutan baru yang komposisinya adalah C2.
Larutan ini akan mendidih pada temperatur baru yaitu T2, dan uap yang berada di atas larutan baru ini akan mempunyai komposisi C3.
Anda dapat melihat sekarang bahwa kita mempunyai uap yang hampir merupakan komponen B murni.
Apabila anda terus melakukan hal ini (mengkondensasi uap dan mendidihkan cairan yang terbentuk) , pada akhirnya anda akan mendapatkan larutan B murni.Ini adalah dasar dari distilasi fraksional. Walaupun begitu, melakukannya dengan cara seperti ini akan sangat melelahkan dan kecuali anda dapat memproduksi dan mengkondensasi uap di atas sebuah larutan mendidih dalam jumlah yang luar biasa banyak, jumlah larutan B yang akan anda dapat pada akhirnya akan sangat sedikit.
Kolom fraksional sesungguhnya (baik di laboratorium ataupun di industri) melakukan proses kondensasi dan pendidihan ulang ini secara otomatis.
Resin Penukar Ion
Suatu resin penukar ion yang ingin direaksikan dalam suatu sistem dapat dilakukan dengan memasukkan gugus-gugus dari suatu resin yang terionkan kedalam suatu matriks polimer organik, yang paling lazim diantaranya ialah polisterina hubungan silang yang diatas diperikan sebagai absorben. Produk tersedia dengan berbagai derajat hubungan silang. Suatu resin umum yang lazim ialah resin “8% terhubung silang” yang berarti kandungan divenilbenzenanya 8 %. Resin-resin itu dihasilkan dalam bentuk manik-manik bulat, biasanya dengan 0,1-0,5 mm, meskipun ukuran–ukuran lain juga tersedia (Svehla, 1985).
Resin pertukaran ion merupakan bahan sintetik yang berasal dari aneka ragam bahan, alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik, memperagakan perilaku pertukaran ion dalam analisis laboratorium dimana keseragaman dipentingkan dengan jalan penukaran dari suatu ion. Pertukaran ion bersifat stokiometri, yakni satu H+ diganti oleh suatu Na+. Pertukaran ion adalah suatu proses kesetimbangan dan jarang berlangsung lengkap, namun tak peduli sejauh mana proses itu terjadi, stokiometrinya bersifat eksak dalam arti satu muatan positif meninggalkan resin untuk tiap satu muatan yang masuk. Ion dapat ditukar yakni ion yang tidak terikat pada matriks polimer disebut ion lawan (Counterion) (Underwood, 2001).
Resin dapat digunakan dalam suatu analisis jika resin itu harus cukup terangkai silang, sehingga keterlarutan yang dapat diabaikan, resin itu cukup hidrofilik untuk memungkinkan difusi ion-ion melalui strukturnya dengan laju yang terukur dan berguna. Selain itu, resin juga harus menggunakan cukup banyak gugus penukar ion yang dapat dicapai dan harus stabil kimiawi dan resin yang sedang mengembang, harus lebih besar rapatannya daripada air (Harjadi, 1993).
Dalam suatu proses subtituen polar dapat memberikan afinitas yang tinggi bagi air. Apabila disuspensikan dalam air partikel resin itu akan membengkak karena menyerap air, yang derajat pembengkakannya dibatasi olah jauhnya hubungan silang. Sekitar satu gugus asam sulfonat percincin aromatik kebanyakan dalam posisi para sulfonasi secara dramatis mengubah karakter polimer itu. Asam-asam arisulfonat adalah asam kuat. Jadi gugus-gugus ini akan terikat bila air menembusi manik resin itu.
R – SO3H R- SO3- H+
Namun berlawanan dengan elektrolit basa, anion itu melekat secara permanen pada matriks polimernya. Anion itu tak dapat berimigrasi kedalam fase air didalam pori resin itu, juga tak dapat lolos kelarutan luar. Pengikatan ion ini selanjutnya membatasi mobilitas kationnya, H+. Kenetralan listrik dipertahankan didalam resin dan H+ tidak akan meninggalkan fase resin kecuali bila digantikan oleh suatu kation lain. Pergantian inilah yang disebut proses pertukaran ion (Underwood, 2001).
Prinsip-prinsip dasar dari pertukaran ion telah banyak menetapkan penelitian-penelitian dalam sistem air, serta menghasilkan penetapan-penetapan yang berguna. Namun lingkup dari pertukaran ion telah diperluas selama sekitar dekade terakhir ini, dengan menggunakan baik sistem pelarut organik, maupun sistem pelarut campuran air-organik. Pelarut-pelarut organik yang umum digunakan adalah senyawaan-senyawaan akso dari tipe alkohol, keton dan karboksilat yang umumnya mempunyai tetapan dielektrik dibawah 40 (Svehla, 1985).
Di tahun 1935, Adam dan Holmes membuat resin sintesin pertama dengan hasil kondensasi asam sulfonat fenol dengan formaldehid. Semua resin-resin ini memiliki gugusan reaktif -OH, -COOH, -HSO3, sebagai pusat-pusat pertukaran. Gugusan fungsional asam (atau basa) suatu resin penukar ditempati oleh ion-ion dengan muatan berlawanan. Ion yang labil adalah H+ pada penukar kation. Resin dengan gugusan sulfonat atau amina kuartener adalah terionisasi kuat, tidak larut dan sangat reaktif. Resin-resin demikian disebut resin penukar kuat, sedangkan gugusan ion yang terionisasi secara parsial seperti > COOH, -OH, dan NH2 dikenal sebagai resin penukar yang lemah (Khopkar, 1990).
Semua penukar ion yang bernilai dalam analisis, memilih beberapa kesamaan sifat: mereka hampir-hampir tak dapat larut dalam air dan pelarut organik, dan mengandung ionion katif dan ion-ion lawan yang akan bertukar secara reversibel dengan ion-ion lain dalam larutan yang mengelilinginya tanpa terjadi perubahan-perubahan fisika yang berarti dalam bahan tersebut.penukaran ion bersifat kompleks dan sesungguhnya adalah polimerik. Polimer ini membawa suatu muatan listrik yang tepat dinetralkan oleh muatan-muatan pada ion-ion lawannya (ion aktif). Ion-ion aktif ini beruapa kation-kation dalam penukar kation, dan berupa anion-anion dalam penukar anion (Bassett, 1994).
Larutan yang melalui kolom disebut influent, sedangkan larutan yang keluar kolom disebut effluent. Proses pertukarannya adalah serapan dan proses pengeluaran ion adalah desorpsi atau elusi. Mengembalikan resin yang sudah terpakai kebentuk semula disebut regenerasi sedangkan proses pengeluaran ion dari kolom dengan reagent yang sesuai disebut elusi dan pereaksinya disebut eluent. Yang disebut dengan kapasitas pertukaran total adalah jumlah gugusan-gugusan yang dapat dipertukarkan di dalam kolom, dinyatakan dalam miliekivalen. Kapasitas penerobosan (break through capacity) didefinisikan sebagai banyaknya ion yang dapat diambil oleh kolom pada kondisi pemisahan; dapat juga dikatakan sebagai banyaknya miliekivalen ion yang dapat ditahan dalam kolom tanpa ada kebocoran yang dapat teramati. Kapasitan penerobosan lebih kecil dari kapasitas total pertukaran kolom dan tidak tergantung terhadap sejumlah variabel, seperti tipe resin, afinitas penukaran ion, komposisi larutan, ukuran partikel, dan laju aliran (Khopkar, 1990).
Proses penghilangan ion-ion yang terlarut dalam air dapat melibatkan penukar kation (cation exchanger) yang berupa resin Na (R-Na). Proses-pertukaran-ion natrium merupakan proses yang paling banyak digunakan untuk melunakkan air. Dalam proses pelunakan ini, ion-ion kalsium dan magnesium disingkirkan dari air berkesadahan tinggi dengan jalan pertukaran kation dengan natrium. Bila resin penukar itu sudah selesai menyingkirkan 346 sebagian besar ion kalsium dan magnesium sampai batas kapasitasnya, resin itu di kemudian diregenerasi kembali ke dalam bentuk natriumnya dengan menggunakan larutan garam dengan pH antara 6 sampai 8. Kapasitas pertukaran resin polistirena besarnya 650 kg/m3 bila diregenerasikan dengan 250 g garam per kilogram kesadahan yang dibuang.
Berikut ini adalah rumus untuk perhitungan kapasitas operasi resin:
Keterangan:
X = kapasitas operasi resin (meq/ml)
Co = konsentrasi ion awal (mg/l)
Yi = nilai Ce/ Co
Vi = volume sampel yang dititrasi (liter)
Ce = konsentrasi ion sampel (mg/l)
Vop = volume operasi (liter)
Vr = volume resin (ml)
Contoh Soal :
Air sadah dengan konsentrasi 2500 ppm dimasukkan ke dalam kolom penukar ion yang berisi resin penukar kation sebanyak 74,2 ml. Setelah beberapa saat dialirkan, diketahui bahwa volume air sadah pada saat Ce/Co pertama kali konstan adalah 250 ml. Jumlah Yi x Vi adalah 8.7 ml. Hitung kapasitas operasi resin tersebut!
Jawab :
Resin pertukaran ion merupakan bahan sintetik yang berasal dari aneka ragam bahan, alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik, memperagakan perilaku pertukaran ion dalam analisis laboratorium dimana keseragaman dipentingkan dengan jalan penukaran dari suatu ion. Pertukaran ion bersifat stokiometri, yakni satu H+ diganti oleh suatu Na+. Pertukaran ion adalah suatu proses kesetimbangan dan jarang berlangsung lengkap, namun tak peduli sejauh mana proses itu terjadi, stokiometrinya bersifat eksak dalam arti satu muatan positif meninggalkan resin untuk tiap satu muatan yang masuk. Ion dapat ditukar yakni ion yang tidak terikat pada matriks polimer disebut ion lawan (Counterion) (Underwood, 2001).
Resin dapat digunakan dalam suatu analisis jika resin itu harus cukup terangkai silang, sehingga keterlarutan yang dapat diabaikan, resin itu cukup hidrofilik untuk memungkinkan difusi ion-ion melalui strukturnya dengan laju yang terukur dan berguna. Selain itu, resin juga harus menggunakan cukup banyak gugus penukar ion yang dapat dicapai dan harus stabil kimiawi dan resin yang sedang mengembang, harus lebih besar rapatannya daripada air (Harjadi, 1993).
Dalam suatu proses subtituen polar dapat memberikan afinitas yang tinggi bagi air. Apabila disuspensikan dalam air partikel resin itu akan membengkak karena menyerap air, yang derajat pembengkakannya dibatasi olah jauhnya hubungan silang. Sekitar satu gugus asam sulfonat percincin aromatik kebanyakan dalam posisi para sulfonasi secara dramatis mengubah karakter polimer itu. Asam-asam arisulfonat adalah asam kuat. Jadi gugus-gugus ini akan terikat bila air menembusi manik resin itu.
R – SO3H R- SO3- H+
Namun berlawanan dengan elektrolit basa, anion itu melekat secara permanen pada matriks polimernya. Anion itu tak dapat berimigrasi kedalam fase air didalam pori resin itu, juga tak dapat lolos kelarutan luar. Pengikatan ion ini selanjutnya membatasi mobilitas kationnya, H+. Kenetralan listrik dipertahankan didalam resin dan H+ tidak akan meninggalkan fase resin kecuali bila digantikan oleh suatu kation lain. Pergantian inilah yang disebut proses pertukaran ion (Underwood, 2001).
Prinsip-prinsip dasar dari pertukaran ion telah banyak menetapkan penelitian-penelitian dalam sistem air, serta menghasilkan penetapan-penetapan yang berguna. Namun lingkup dari pertukaran ion telah diperluas selama sekitar dekade terakhir ini, dengan menggunakan baik sistem pelarut organik, maupun sistem pelarut campuran air-organik. Pelarut-pelarut organik yang umum digunakan adalah senyawaan-senyawaan akso dari tipe alkohol, keton dan karboksilat yang umumnya mempunyai tetapan dielektrik dibawah 40 (Svehla, 1985).
Di tahun 1935, Adam dan Holmes membuat resin sintesin pertama dengan hasil kondensasi asam sulfonat fenol dengan formaldehid. Semua resin-resin ini memiliki gugusan reaktif -OH, -COOH, -HSO3, sebagai pusat-pusat pertukaran. Gugusan fungsional asam (atau basa) suatu resin penukar ditempati oleh ion-ion dengan muatan berlawanan. Ion yang labil adalah H+ pada penukar kation. Resin dengan gugusan sulfonat atau amina kuartener adalah terionisasi kuat, tidak larut dan sangat reaktif. Resin-resin demikian disebut resin penukar kuat, sedangkan gugusan ion yang terionisasi secara parsial seperti > COOH, -OH, dan NH2 dikenal sebagai resin penukar yang lemah (Khopkar, 1990).
Semua penukar ion yang bernilai dalam analisis, memilih beberapa kesamaan sifat: mereka hampir-hampir tak dapat larut dalam air dan pelarut organik, dan mengandung ionion katif dan ion-ion lawan yang akan bertukar secara reversibel dengan ion-ion lain dalam larutan yang mengelilinginya tanpa terjadi perubahan-perubahan fisika yang berarti dalam bahan tersebut.penukaran ion bersifat kompleks dan sesungguhnya adalah polimerik. Polimer ini membawa suatu muatan listrik yang tepat dinetralkan oleh muatan-muatan pada ion-ion lawannya (ion aktif). Ion-ion aktif ini beruapa kation-kation dalam penukar kation, dan berupa anion-anion dalam penukar anion (Bassett, 1994).
Larutan yang melalui kolom disebut influent, sedangkan larutan yang keluar kolom disebut effluent. Proses pertukarannya adalah serapan dan proses pengeluaran ion adalah desorpsi atau elusi. Mengembalikan resin yang sudah terpakai kebentuk semula disebut regenerasi sedangkan proses pengeluaran ion dari kolom dengan reagent yang sesuai disebut elusi dan pereaksinya disebut eluent. Yang disebut dengan kapasitas pertukaran total adalah jumlah gugusan-gugusan yang dapat dipertukarkan di dalam kolom, dinyatakan dalam miliekivalen. Kapasitas penerobosan (break through capacity) didefinisikan sebagai banyaknya ion yang dapat diambil oleh kolom pada kondisi pemisahan; dapat juga dikatakan sebagai banyaknya miliekivalen ion yang dapat ditahan dalam kolom tanpa ada kebocoran yang dapat teramati. Kapasitan penerobosan lebih kecil dari kapasitas total pertukaran kolom dan tidak tergantung terhadap sejumlah variabel, seperti tipe resin, afinitas penukaran ion, komposisi larutan, ukuran partikel, dan laju aliran (Khopkar, 1990).
Proses penghilangan ion-ion yang terlarut dalam air dapat melibatkan penukar kation (cation exchanger) yang berupa resin Na (R-Na). Proses-pertukaran-ion natrium merupakan proses yang paling banyak digunakan untuk melunakkan air. Dalam proses pelunakan ini, ion-ion kalsium dan magnesium disingkirkan dari air berkesadahan tinggi dengan jalan pertukaran kation dengan natrium. Bila resin penukar itu sudah selesai menyingkirkan 346 sebagian besar ion kalsium dan magnesium sampai batas kapasitasnya, resin itu di kemudian diregenerasi kembali ke dalam bentuk natriumnya dengan menggunakan larutan garam dengan pH antara 6 sampai 8. Kapasitas pertukaran resin polistirena besarnya 650 kg/m3 bila diregenerasikan dengan 250 g garam per kilogram kesadahan yang dibuang.
Berikut ini adalah rumus untuk perhitungan kapasitas operasi resin:
Keterangan:
X = kapasitas operasi resin (meq/ml)
Co = konsentrasi ion awal (mg/l)
Yi = nilai Ce/ Co
Vi = volume sampel yang dititrasi (liter)
Ce = konsentrasi ion sampel (mg/l)
Vop = volume operasi (liter)
Vr = volume resin (ml)
Contoh Soal :
Air sadah dengan konsentrasi 2500 ppm dimasukkan ke dalam kolom penukar ion yang berisi resin penukar kation sebanyak 74,2 ml. Setelah beberapa saat dialirkan, diketahui bahwa volume air sadah pada saat Ce/Co pertama kali konstan adalah 250 ml. Jumlah Yi x Vi adalah 8.7 ml. Hitung kapasitas operasi resin tersebut!
Jawab :
Dasar Neraca Massa dan Energi
Definisi Teknik Kimia:
Pemakaian prinsip-prinsip fisis bersama dengan prinsip-prinsip ekonomi dan human relations ke bidang yang menyangkut proses dan peralatannya dimana suatu bahan berubah bentuk, kandungan energinya, dan komposisinya.
Teknik Kimia berhubungan dengan:
Produksi bahan kimia baik di skala besar maupun kecil.
Membuat produk berskala besar (pabrik), berbeda dengan skala lab.
Merubah bahan baku menjadi produk bernilai ekonomi lebih tinggi.
Sektor: bahan kimia sampai energi, makanan dan minuman, obat-obatan.
Produk, yang dibuat melalui perubahan kimia (reaksi) atau/dan fisis (pemisahan).
Proses Industri kimia, seperti industri: pupuk, kimia murni, cat, zat warna, tinta, petrokimia, plastik, resin, sabun, deterjen, parfum, kosmetik, lemak dan minyak nabati, katalis, gas, minyak bumi, polimer, kertas, tekstil, makanan dan minuman, bioteknologi, dll.
Pentingnya penyusunan neraca: Neraca massa atau panas suatu sistem proses dalam industri merupakan perhitungan kuantitatif dari semua bahan-bahan yang masuk, yang keluar, yang terakumulasi (tersimpan) dan yang terbuang dalam sistem itu. Perhitungan neraca digunakan untuk mencari variable proses yang belum diketahui, berdasarkan data variable proses yang telah ditentukan/diketahui. Oleh karena itu, perlu disusun persaman yang menghubungkan data variable proses yang telah diketahui dengan varaiabel proses yang ingin dicari.
Dalam banyak kasus, diskripsi verbal (narasi) yang menjelaskan proses perlu disajikan dalam diskripsi visual, yaitu dalam bentuk gambar proses atau diagram alir proses. Beberapa definisi penting yang akan dibahas antara lain : variable proses, diagram alir proses, sistem, dan proses –proses di industri kimia.
Variabel Proses.
Beberapa variable proses yang berhubungan erat dengan bidang teknik kimia antara lain:
Massa dan volum. Hubungan massa dan volum adalah berat jenis atau densitas. Seringkali juga dinyatakan dalam specific volume dan specific gravity.
Kecepatan alir (flow rate). Proses yang berlangsung sinambung atau kontinyu memerlukan data kecepatan bahan yang disebut kecepatan alir. Alat yang dapat mengukur kecepatan alir antara lain, pitot tube, orifice meter, venturi meter, flow nozzle, dan rotameter.
Macam-macam jenis kecepatan alir :
a. kecepatan alir linier rata-rata dalam pipa, dinyatakan dalam satuan panjang linier setiap satuan waktu.
b. Kecepatan alir volumetric (volumetric flow rate), kecepatan alir yang dinyatakan dalam banyaknya volum fluida yang mengalir setiap satuan waktu.
c. Keceparan alir massa ( mass flow rate), kecepatan alir yang dinyatakan dalam banyaknya massa yang mengalir setiap satuan waktu.
Komposisi kimia. Berat atom dan berat molekul merupakan hubungan mol dengan massa bahan. Bahan campuran berisi lebih dari satu komponen, untuk itu perlu diketahui isi (atau komposisi) masing-masing komponen penyusun bahan itu. Komposisi dapat dinyatakan dalam beberapa cara, yaitu:
a. fraksi massa atau fraksi bera, Biasanya untuk komposisi bahan berbentuk cair atau padat dinyatakan dalam fraksi massa. Total fraksi massa adalah 1,00.
b. fraksi mol, Komposisi bahan dalam fase gas biasanya dinyatakan dalam fraksi mol. Total fraksi mol = 1,0.
c. konsentrasi, Konsentrasi adalah banyaknya bahan dalam campuran setiap satuan volum. Ppm = part per million = bagian per sejuta.
Tekanan. Hubungan tekanan yang ditunjukkan alat ukur (gauge) dengan tekanan sesungguhnya (absolute) adalah:
Tekanan absolute = tekanan gauge + tekanan atmosfer.
1 atm = 14,696 psi = 760 mmHg = 10,333 mH2O.
Temperatur.
Contoh :
Suatu botol bertuliskan larutan HCl teknis 28% (w/w). Tentukan dalam % mol larutan itu.
Penyelesaian:
Misal 100 g larutan HCl 28% maka:
Komponen % Berat Berat, g Mol % Mol
HCl 28 28 28/36.5=0.77 (0.77/4.77)×100%=16.14
H2O 72 72 72/18=4 (4/4.77)×100%=83.86
Total 100 100 4.77 100
Jadi larutan itu larutan HCl 16,14% (%mol).
Diagram Alir Proses
Adalah gambaran visual yang menunjukkan semua aliran bahan-bahan baik yang masuk alat maupun yang keluar, disertai data-data susunan dari campuran bahan-bahan aliran. Gambaran ini bisa bersifat kualitatif dan kuantitatif.
Kualitatif : menunjukkan macam-macam bahan yang masuk dan keluar.
Kuantitatif : menunjukkan macam-macam bahan dan kuantitasnya.
Jadi, dalam membuat diagram alir proses, harus mencantumkan data kualitatif dan kuantitatif.
Suatu unit proses dapat digambarkan dalam sebuah kotak atau simbol alat, dan garis panas yang menunjukkan arah aliran bahan. Arus dalam diagram alir harus diberi label yang menunjukkan:
Variable proses yang diketahui dan
Permisalan variable yang akan dicari dengan simbol variable.
Beberapa cara memberi label pada arus:
Tulis nilai dan satuan semua variabel yang diketahui di arus dalam gambar.
Contoh:
Narasi: gas berisi 21% mol O2 dan 79% N2 pada suhu 320 oC dan 1,4 atm mengalir dengan kecepatan 400 gmol/jam.
Diagram alir :
Tandai dengan symbol untuk variable yang akan dicari
Contoh:
Diagram alir berfungsi sebagai papan hitung untuk menyelesaikan masalah neraca, baik neraca massa maupun neraca panas.
Untuk dapat menggambarkan proses dari suatu narasi, seseorang harus mempunyai pengetahuan tentang proses dan sifat-sifat bahan (termodinamika). Oleh karena itu mahasiswa dituntut sering membaca buku tentang proses dan laporan praktek kerja.
Beberapa cara memberi label pada arus dapat dibaca di buku Felder and Rousseau.
Contoh:
Sistem adalah bagian atau keseluruhan proses yang ditinjau, yang biasanya untuk memisahkan antara sistem dengan bagian luar sistem.
Proses adalah suatu peristiwa dimana bahan mengalami perubahan fisis atau kimia atau keduanya.
Perubahan fisis : tidak ada reaksi kimia.
Perubahan kimia : mengalami reaksi-reaksi.
Peran proses pemisahan di industri kimia:
Ditinjau secara makro, proses-proses yang terjadi secara alamiah dapat diartikan sebagai proses pencampuran yang terjadi secara spontan dan merupakan proses yang tidak dapat balik. Berarti untuk memisahkan suatu konstituen dari campurannya diperlukan suatu usaha yaitu usaha termodinamika sehingga terjadi proses berlawanan terhadap proses alam. Maka dalam operasi pemisahan campuran perlu dimasukkan sejumlah “separating
agent ” tertentu.
Separating agent yang biasa digunakan:
tenaga panas, seperti steam, bahan bakar. Contoh alat : distilasi, evaporasi, pengeringan, alat penukar panas dll.
Sejumlah massa bahan, seperti pelarut atau penjerap. Contoh alat: ekstraksi, absorbsi, adsorpsi, stipping dll.
Tenaga mekanik (tekanan). Contoh alat : filtrasi, sentrifugasi, sedimentasi dll.
Metode pemisahan konstituen dari campurannya, dapat dibedakan menurut kategori:
Pemisahan menurut dasar operasi difusional. Pemisahan ini dipilih jika umpannya homogen. Transfer massa dan pana konstituen berlangsung secara difusi antara 2 fase atau lebih. Contoh: distilasi (flash, kontinyu, batch), absorpsi, striping, ekstraksi, adsorpsi, ion exchange dll.
Pemisahan secara mekanik. Pemisahan ini dilakukan untuk campuran heterogen. Contoh : decanter, sedimentasi, sentrifuge, filtrasi, screening, dll.
Pemisahan menggunakan reaksi kimia.
Di dalam proses dan peralatan di industri, rangkaian peralatan menyangkut kedua jenis proses itu, yaitu:
Unit operation (satuan operasi): unit dengan perubahan fisis atau seringkali disebut Operasi Teknik Kimia.
Unit processes (satuan proses): unit dengan reaksi kimia.
Unit operation meliputi:
transportasi fluida (perpindahan pada proses alir),
perpindahan panas dalam alat penukar panas ( heat exchanger),
separator, padat-padat : screening. Padat-cair : sedimentasi, filtrasi, Cair – gas : absorpsi, stripper, distilasi, evaporasi. Cair-cair : ekstraksi cair-cair, dekantasi, dll.
pencampuran
Unit Processes meliputi:
pembakaran bahan bakar dalam burner, furnace.
Reaksi kimia dalam reaktor.
Fermentasi.
Unsteady State: proses tidak ajeg adalah proses dimana semua variable proses mengalami perubahan nilai terhadap waktu.
Steady State: proses dalam keadaan ajeg adalah proses dimana semua variable porses yang ditinjau tidak berubah terhadap waktu.
Penggolongan Proses :
batch : tidak ada bahan masuk atau keluar. Jadi prosesnya USS.
kontinyu : kecepatan arus masuk sama dengan kecepatan arus keluar, jadi prosesnya SS.
Semi batch atau semi kontinyu, prosesnya USS.
Pemakaian prinsip-prinsip fisis bersama dengan prinsip-prinsip ekonomi dan human relations ke bidang yang menyangkut proses dan peralatannya dimana suatu bahan berubah bentuk, kandungan energinya, dan komposisinya.
Teknik Kimia berhubungan dengan:
Produksi bahan kimia baik di skala besar maupun kecil.
Membuat produk berskala besar (pabrik), berbeda dengan skala lab.
Merubah bahan baku menjadi produk bernilai ekonomi lebih tinggi.
Sektor: bahan kimia sampai energi, makanan dan minuman, obat-obatan.
Produk, yang dibuat melalui perubahan kimia (reaksi) atau/dan fisis (pemisahan).
Proses Industri kimia, seperti industri: pupuk, kimia murni, cat, zat warna, tinta, petrokimia, plastik, resin, sabun, deterjen, parfum, kosmetik, lemak dan minyak nabati, katalis, gas, minyak bumi, polimer, kertas, tekstil, makanan dan minuman, bioteknologi, dll.
Pentingnya penyusunan neraca: Neraca massa atau panas suatu sistem proses dalam industri merupakan perhitungan kuantitatif dari semua bahan-bahan yang masuk, yang keluar, yang terakumulasi (tersimpan) dan yang terbuang dalam sistem itu. Perhitungan neraca digunakan untuk mencari variable proses yang belum diketahui, berdasarkan data variable proses yang telah ditentukan/diketahui. Oleh karena itu, perlu disusun persaman yang menghubungkan data variable proses yang telah diketahui dengan varaiabel proses yang ingin dicari.
Dalam banyak kasus, diskripsi verbal (narasi) yang menjelaskan proses perlu disajikan dalam diskripsi visual, yaitu dalam bentuk gambar proses atau diagram alir proses. Beberapa definisi penting yang akan dibahas antara lain : variable proses, diagram alir proses, sistem, dan proses –proses di industri kimia.
Variabel Proses.
Beberapa variable proses yang berhubungan erat dengan bidang teknik kimia antara lain:
Massa dan volum. Hubungan massa dan volum adalah berat jenis atau densitas. Seringkali juga dinyatakan dalam specific volume dan specific gravity.
Kecepatan alir (flow rate). Proses yang berlangsung sinambung atau kontinyu memerlukan data kecepatan bahan yang disebut kecepatan alir. Alat yang dapat mengukur kecepatan alir antara lain, pitot tube, orifice meter, venturi meter, flow nozzle, dan rotameter.
Macam-macam jenis kecepatan alir :
a. kecepatan alir linier rata-rata dalam pipa, dinyatakan dalam satuan panjang linier setiap satuan waktu.
b. Kecepatan alir volumetric (volumetric flow rate), kecepatan alir yang dinyatakan dalam banyaknya volum fluida yang mengalir setiap satuan waktu.
c. Keceparan alir massa ( mass flow rate), kecepatan alir yang dinyatakan dalam banyaknya massa yang mengalir setiap satuan waktu.
Komposisi kimia. Berat atom dan berat molekul merupakan hubungan mol dengan massa bahan. Bahan campuran berisi lebih dari satu komponen, untuk itu perlu diketahui isi (atau komposisi) masing-masing komponen penyusun bahan itu. Komposisi dapat dinyatakan dalam beberapa cara, yaitu:
a. fraksi massa atau fraksi bera, Biasanya untuk komposisi bahan berbentuk cair atau padat dinyatakan dalam fraksi massa. Total fraksi massa adalah 1,00.
b. fraksi mol, Komposisi bahan dalam fase gas biasanya dinyatakan dalam fraksi mol. Total fraksi mol = 1,0.
c. konsentrasi, Konsentrasi adalah banyaknya bahan dalam campuran setiap satuan volum. Ppm = part per million = bagian per sejuta.
Tekanan. Hubungan tekanan yang ditunjukkan alat ukur (gauge) dengan tekanan sesungguhnya (absolute) adalah:
Tekanan absolute = tekanan gauge + tekanan atmosfer.
1 atm = 14,696 psi = 760 mmHg = 10,333 mH2O.
Temperatur.
Contoh :
Suatu botol bertuliskan larutan HCl teknis 28% (w/w). Tentukan dalam % mol larutan itu.
Penyelesaian:
Misal 100 g larutan HCl 28% maka:
Komponen % Berat Berat, g Mol % Mol
HCl 28 28 28/36.5=0.77 (0.77/4.77)×100%=16.14
H2O 72 72 72/18=4 (4/4.77)×100%=83.86
Total 100 100 4.77 100
Jadi larutan itu larutan HCl 16,14% (%mol).
Diagram Alir Proses
Adalah gambaran visual yang menunjukkan semua aliran bahan-bahan baik yang masuk alat maupun yang keluar, disertai data-data susunan dari campuran bahan-bahan aliran. Gambaran ini bisa bersifat kualitatif dan kuantitatif.
Kualitatif : menunjukkan macam-macam bahan yang masuk dan keluar.
Kuantitatif : menunjukkan macam-macam bahan dan kuantitasnya.
Jadi, dalam membuat diagram alir proses, harus mencantumkan data kualitatif dan kuantitatif.
Suatu unit proses dapat digambarkan dalam sebuah kotak atau simbol alat, dan garis panas yang menunjukkan arah aliran bahan. Arus dalam diagram alir harus diberi label yang menunjukkan:
Variable proses yang diketahui dan
Permisalan variable yang akan dicari dengan simbol variable.
Beberapa cara memberi label pada arus:
Tulis nilai dan satuan semua variabel yang diketahui di arus dalam gambar.
Contoh:
Narasi: gas berisi 21% mol O2 dan 79% N2 pada suhu 320 oC dan 1,4 atm mengalir dengan kecepatan 400 gmol/jam.
Diagram alir :
Tandai dengan symbol untuk variable yang akan dicari
Contoh:
Diagram alir berfungsi sebagai papan hitung untuk menyelesaikan masalah neraca, baik neraca massa maupun neraca panas.
Untuk dapat menggambarkan proses dari suatu narasi, seseorang harus mempunyai pengetahuan tentang proses dan sifat-sifat bahan (termodinamika). Oleh karena itu mahasiswa dituntut sering membaca buku tentang proses dan laporan praktek kerja.
Beberapa cara memberi label pada arus dapat dibaca di buku Felder and Rousseau.
Contoh:
Sistem adalah bagian atau keseluruhan proses yang ditinjau, yang biasanya untuk memisahkan antara sistem dengan bagian luar sistem.
Proses adalah suatu peristiwa dimana bahan mengalami perubahan fisis atau kimia atau keduanya.
Perubahan fisis : tidak ada reaksi kimia.
Perubahan kimia : mengalami reaksi-reaksi.
Peran proses pemisahan di industri kimia:
Ditinjau secara makro, proses-proses yang terjadi secara alamiah dapat diartikan sebagai proses pencampuran yang terjadi secara spontan dan merupakan proses yang tidak dapat balik. Berarti untuk memisahkan suatu konstituen dari campurannya diperlukan suatu usaha yaitu usaha termodinamika sehingga terjadi proses berlawanan terhadap proses alam. Maka dalam operasi pemisahan campuran perlu dimasukkan sejumlah “separating
agent ” tertentu.
Separating agent yang biasa digunakan:
tenaga panas, seperti steam, bahan bakar. Contoh alat : distilasi, evaporasi, pengeringan, alat penukar panas dll.
Sejumlah massa bahan, seperti pelarut atau penjerap. Contoh alat: ekstraksi, absorbsi, adsorpsi, stipping dll.
Tenaga mekanik (tekanan). Contoh alat : filtrasi, sentrifugasi, sedimentasi dll.
Metode pemisahan konstituen dari campurannya, dapat dibedakan menurut kategori:
Pemisahan menurut dasar operasi difusional. Pemisahan ini dipilih jika umpannya homogen. Transfer massa dan pana konstituen berlangsung secara difusi antara 2 fase atau lebih. Contoh: distilasi (flash, kontinyu, batch), absorpsi, striping, ekstraksi, adsorpsi, ion exchange dll.
Pemisahan secara mekanik. Pemisahan ini dilakukan untuk campuran heterogen. Contoh : decanter, sedimentasi, sentrifuge, filtrasi, screening, dll.
Pemisahan menggunakan reaksi kimia.
Di dalam proses dan peralatan di industri, rangkaian peralatan menyangkut kedua jenis proses itu, yaitu:
Unit operation (satuan operasi): unit dengan perubahan fisis atau seringkali disebut Operasi Teknik Kimia.
Unit processes (satuan proses): unit dengan reaksi kimia.
Unit operation meliputi:
transportasi fluida (perpindahan pada proses alir),
perpindahan panas dalam alat penukar panas ( heat exchanger),
separator, padat-padat : screening. Padat-cair : sedimentasi, filtrasi, Cair – gas : absorpsi, stripper, distilasi, evaporasi. Cair-cair : ekstraksi cair-cair, dekantasi, dll.
pencampuran
Unit Processes meliputi:
pembakaran bahan bakar dalam burner, furnace.
Reaksi kimia dalam reaktor.
Fermentasi.
Unsteady State: proses tidak ajeg adalah proses dimana semua variable proses mengalami perubahan nilai terhadap waktu.
Steady State: proses dalam keadaan ajeg adalah proses dimana semua variable porses yang ditinjau tidak berubah terhadap waktu.
Penggolongan Proses :
batch : tidak ada bahan masuk atau keluar. Jadi prosesnya USS.
kontinyu : kecepatan arus masuk sama dengan kecepatan arus keluar, jadi prosesnya SS.
Semi batch atau semi kontinyu, prosesnya USS.
PolyLactic Acid (PLA) Produksi Aplikasi dan Prospek Pengembangannya di Indonesia
Bioplastik atau plastik organik adalah salah satu jenis plastik yang terbuat dari sumber biomassa terbarukan, seperti minyak nabati, pati jagung, pati kacang polong dan mikrobiota, jika dibandingkan dengan plastik konvensional yang terbuat dari bahan baku petroleum. Bioplastik pada umumnya bersifat dapat terdegradasi secara alami. Plastik biodegradable telah berkembang lebih dari 10 tahun lalu, dan perkembangan kearah plastik komersial sangat lambat. Hal ini disebabkan umumnya karena harga mahal dan sifat agak lain dari plastik konvensional. Namun dengan isu menipisnya cadangan minyak bumi maka bioplastik akan segera menjadi kompetitif dibanding plastik lainnya. Kelebihan lain dari plastikbiodegradable adalah diproduksi dari sumber terbarukan bukan dari minyak dan mempunyai sifat dapat terdegradasi secara alami.
Plastik biodegradable adalah plastik yang dapat digunakan layaknya seperti plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir air dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan. Karena sifatnya yang dapat kembali ke alam, plastik biodegradable merupakan bahan plastik yang ramah terhadap lingkungan (Pranamuda, 2001). Plastik biodegradable adalah polimer yang dapat berubah menjadi biomassa, H2O, CO2 dan atau CH4 melalui tahapan depolimerisasi dan mineralisasi. Depolimerisasi terjadi karena kerja enzim ekstraseluler (terdiri atas endo dan ekso enzim). Endo enzim memutus ikatan internal pada rantai utama polimer secara acak, dan ekso enzim memutus unit monomer pada rantai utama secara berurutan. Bagian-bagian oligomer yang terbentuk dipindahkan ke dalam sel dan menjadi mineralisasi. Proses mineralisasi membentuk CO2, CH4, N2, air, garam-garam, mineral dan biomassa. Definisi polimer biodegradable dan hasil akhir yang terbentuk dapat beragam bergantung pada polimer, organisme, dan lingkungan (Kaplan et al, 1993 dalam Hartoto et al, 2005).
Gambar 1. Siklus produksi dan degradasi biodegradable polymer (IBAW Publication, 2005)
Averous (2008), mengelompokkan polimer biodegradable ke dalam dua kelompok dan empat keluarga berbeda. Kelompok utama adalah: (1) agro-polymer yang terdiri dari polisakarida, protein dan sebagainya; dan (2) biopoliester (biodegradable polyesters) seperti poli asam laktat (PLA), polyhydroxyalkanoate (PHA), aromatik and alifatik kopoliester.Biopolymer yang tergolong agro-polymer adalah produk-produk biomassa yang diperoleh dari bahan-bahan pertanian. seperti polisakarida, protein dan lemak. Biopoliester dibagi lagi berdasarkan sumbernya. Kelompok Polyhydroxy-alkanoate (PHA) didapatkan dari aktivitas mikroorganisme yang didapatkan dengan cara ekstraksi. Contoh PHA diantaranya Poly(hydroxybutyrate) (PHB) dan Poly(hydroxybutyrate co-hydroxyvalerate) (PHBV). Kelompok lain adalah biopoliester yang diperoleh dari aplikasi bioteknologi, yaitu dengan sintesa secara konvensional monomer-monomer yang diperoleh secara biologi, yang disebut kelompok polilaktida. Contoh polilaktida adalah poli asam laktat. Kelompok terkahir diperoleh dari produk-produk petrokimia yang disintesa secara konvensioonal dari monomer-monomer sintetis. Kelompok ini terdiri dari polycaprolactones (PCL), polyesteramides, aliphatic co-polyesters dan aromatic co-polyesters.
Gambar 2. Klasifikasi polimer biodegradable (Averous, 2008)
Proses Produksi Poli Asam Laktat (PLA)
Salah satu jenis biodegradable polyester adalah Poli asam laktat (polylactic acid). Poli asam laktat (PLA) ditemukan pada tahun 1932 oleh Carothers (DuPont) yang memproduksi PLA dengan berat molekul rendah dengan memanaskan asam laktat pada kondisi vakum. Pada tahap selanjutnya, DuPont dan Ethicon memfokuskan pembuatan aplikasi medical grade satures, implan dan kemasan obat. Baru-baru ini, beberapa perusahaan seperti Shimadzu dan Mitsui Tuatsu di Jepang telah memproduksi sejumlah PLA untuk aplikasi plastik. Poli asam laktat atau Poli laktida (PLA) dengan rumus kimia (CH3CHOHCOOH)n adalah sejenis polimer atau plastik yang bersifat biodegradable, thermoplastic dan merupakan poliester alifatik yang terbuat dari bahan-bahan terbarukan seperti pati jagung atau tanaman tebu. Walaupun PLA sudah dikenal sejak abad yang lalu, namun baru diproduksi secara komersial dalam beberapa tahun terakhir dengan keunggulan kemampuan untuk terdegradasi secara biologi (http://en.wikipedia.org/wiki/ Polylactic_acid).
Gambar 3. Rumus struktur poli asam laktat
Menurut Averous (2008), sintesa PLA adalah sebuah proses yang terdiri dari beberapa langkah, dimulai dari produksi asam laktat sampai pada tahap polimerisasi. Poli asam laktat dapat diprodukksi melalui tiga metode, yaitu: (1) Polikondensasi langsung (direct condensation-polymerization) asam laktat yang menghasilkan PLA dengan berat molekul rendah dan rapuh sehingga sebagian besarnya tidak dapat digunakan kecuali jika ditambahkan chain coupling agentuntuk meningkatkan panjang rantai polimer; (2) Kondensasi dehidrasi azeotropik (Azeotropic dehydration condensation) asam laktat dengan menggunakan pelarut azeotropik, yang dapat menghasilkan PLA dengan berat molekul mencapai 15.400 dan rendemen sebesar 89% dan (3) polimerisasi pembukaan cincin (ring opening polymerization, ROP), yang dilakukan melalui tiga tahapan yaitu polikondensasi asam laktat, depolimerisasi sehingga membentuk dimer siklik (lactide) dan dilanjutkan dengan polimerisasi pembukaan cincin, sehingga diperoleh PLA dengan berat molekul tinggi. Polimerisasi pembukaan cincin menghasilkan PLA dengan berat molekul 2×104 hingga 6.8×105. Metoda ROP ini telah dipatenkan oleh Cargill (Amerika Serikat) pada tahun 1992.
Gambar 4. Metoda sintesa PLA untuk mendapatkan berat molekul tinggi (Hartmann, 1998 dalam Averous, 2008)
Produksi Asam Laktat
Langkah pertama dalam sintesa PLA adalah produksi asam laktat. Asam laktat (IUPAC: 2-hydroxypropanoic acid) yang biasa disebut sebagai asam susu adalah salah bahan kimia yang berperan penting dalam industri biokimia. Asam laktat pertama kali berhasil diisolasi oleh ahli kimia Swedia, Carl Wilhelm Scheele pada tahun 1780. Asam laktat mempunyai rumus kimia C3H6O3, termasuk keluarga asam hidroksi propionat dengan rumus molekul CH3CHOHCOOH. Asam laktat dalam larutan akan kehilangan satu proton dari gugus asam dan menghasilkan ion laktat CH3CH(OH)COO-. Asam laktat larut dalam air dan etanol serta bersifat higroskopik (http://en.wikipedia.org/wiki/Lactic_acid).
Gambar 5. Struktur molekul asam laktat
Asam laktat adalah cairan pekat tak berwarna, tak berbau, larut di dalam air dalam berbagai perbandingan, alkohol dan eter tetapi tidak larut dalam kloroform. Senyawa ini termasuk asam lemah dengan daya penguapan yang rendah. Asam ini memiliki sebuah atom asimetri. Di alam terdapat dalam bentuk D-, L- dan DL-. Produk-produk komersial biasanya dalam bentuk DL- (Tjokroadikoesoemo, 1986 dalam Aulana, 2005).
a
b
Gambar 6. (a) Asam laktat Levorotatory (D (-) Lactic Acid), (b) Asam laktat Dekstrorotary (L (+) Lactic Acid)
Asam laktat dapat dihasilkan melalui proses fermentasi atau secara sintesis kimiawi. Reaksi dasar proses kimiawi adalah mengubah laktonitril (asetaldehid sianohidrin) menjadi asam laktat. Beberapa metode kimia yang memungkinkan sintesis asam laktat adalah degradasi gula dengan alkali seperti kapur atau NaOH, interaksi asetaldehid dan karbonmonoksida pada suhu dan tekanan yang dinaikkan, dan hidrolisa dari asam α-kloropropionat (Mark et al, 1967 dalam Aulana, 2005).
Fermentasi merupakan metoda yang paling banyak digunakan oleh industri untuk menghasilkan asam laktat. Menurut Hofvendahl dan Hahn–Hägerdal (2000), dari 80.000 ton dari asam laktat yang dihasilkan di seluruh dunia setiap tahun sekitar 90% dibuat dengan cara fermentasi bakteri asam laktat dan sisanya dihasilkan melalui sintesis kimia yaitu hidrolisis laktonitril. Averous (2008) juga menjelaskan hal senada dengan perkiraan produksi asam laktat dunia 200.000 ton pertahun. Salah satu keunggulan metode fermentasi adalah asam laktat yang dihasilkan bisa diatur hanya terdiri dari satu enantiomer berdasarkan bakteri yang digunakan (Hofvendahl dan Hahn–Hägerdal, 2000).
Proses fermentasi dapat digolongkan berdasarkan jenis bakteri yang digunakan; (1) metoda heterofermentatif, menghasilkan kurang dari 1.8 mol asam laktat per mol heksosa dengan hasil fermentasi lainnya dengan jumlah yang signifikan diantaranya asam asetat, etanol, gliserol, manitol dan karbondioksida; (2) metoda homofermantatif yang hanya menghasilkan asam laktat, atau menghasilkan produk samping dengan jumlah yang sangat kecil. Metoda homofermentatif ini banyak digunakan di industri, dengan konversi yield glukosa menjadi asam laktat lebih dari 90% (Hofvendahl dan Hahn–Hägerdal, 2000).
Gambar 7. Potensi produk dan teknologi asam laktat (R. Datta et al, 1995).
Polimerisasi Asam Laktat
Langkah selanjutnya dari sintesa PLA adalah polimerisasi asam laktat. Polimerisasi asam laktat sendiri terdiri dari tiga mtode, yaitu:
- Polimerisasi PLA dengan metode Polikondensasi LangsungPolimerisasi kondensasi adalah metoda paling murah untuk menghasilkan PLA, namun sangat sulit untuk mendapatkan PLA dengan berat molekul yang tinggi (Averous, 2008). Polikondensasi langsung (konvensional) ini dimungkinkan, menurut Hasibuan (2006), karena adanya gugus hidroksil dan karboksil pada asam laktat. Namun, reaksi polikondensasi konvensional asam laktat ini tidak cukup dapat meningkatkan bobot molekulnya dan pada metode ini dibutuhkan waktu yang sangat lama karena sulitnya untuk mengeluarkan air dari produk yang memadat, sehingga produk air yang dihasilkan justru akan menghidrolisis polimer yang terbentuk. Reaksi polikondensasi konvensional hanya mampu menghasilkan PLA denggan bobot kurang dari 1,6×104 (Hyon et al, 1998 dalam Hasibuan, 2006) yang cirinya seperti kaca yang getas (britle). Pada perkembangannya, polikondensasi langsung ini selalu melibatkan pengurangan kadar air hasil kondensasi dengan menggunakan pelarut pada tekanan vakum dan temperatur tinggi.Berat molekul dapat ditingkatkan dengan penggunaan coupling atau esterification-promoting agentsyang berfungsi memperpanjang ikatan kimia, namun biaya produksi meningkat karena proses yang cukup rumit dan panjang (multistep process). Chain-extending agents berfungsi untuk mereaksikan gugus hidroksil (OH) atau karboksil yang berada di ujung molekul PLA sehingga membentuk polimer telechelic.Penggunaan agen ini memberikan beberapa keuntungan karena reaksi hanya melibatkan sedikit agen dan bisa diselesaikan tanpa perlu dipisahkan dengan proses yang lain. Kemampuan untuk mengembangkan desain kopolimer dengan gugus fungsi yang beraneka macam juga bisa diperluas. Kelemahannya adalah polimer mungkin masih mengandung chain-extending agents yang tidak bereaksi, oligomer dan sisa-sisa pengotor logam yang berasal dari katalis. Beberapa chain-extending agents juga dapat mengurangi sifat biodegradabilitas polimer. Beberapa agen yang digunakan diantaranya anhydride, epoxide and isocyanate. Produk-produk seperti ini digunakan untuk pengembangan PLA yang cocok untuk bahan dasar pencampuran (PLA-based blends). Kelemahan penggunaan isosianat sebagai chain extenders adalah sifatnya yang beracun (eco-toxicity).Keuntunggan penggunaan esterification-promoting adjuvents adalah produk akhir dengan kemurnian yang tinggi dan bebas dari sisa-sisa katalis dan/atau oligomer. Kekurangannya adalah biaya yang tinggi sehubungan dengan banyaknya tahap yang dilibatkan dan pemurnian tambahan dari residu dan produk samping, karena produk samping yang dihasilkan harus dinetralkan atau bahkan dihilangkan (Averous, 2008).
- Polimerisasi PLA dengan metode Polikondensasi AzeotropikReaksi polikondensasi azeotropik merupakan modifikasi dari reaksi polikondensasi konvensional yang dapat menghasilkan bobot molekul yang lebih tinggi (Ajioka et al, 1998 dalam Hasibuan, 2006), dan tidak menggunakan chain-extenders atau adjuvents dan beberapa kelemahannya (Averous, 2008). Mitsui Chemical (Jepang) telah mengkomersialkan proses ini dimana asam laktat dan katalis didehidrasi secara azeotropik dalam sebuah refluxing, pemanasan dengan temperatur tinggi, pelarut aprotic pada tekanan rendah untuk menghasilkan PLA dengan berat molekul mencapai ≥ 300.000.Reaksi polikondensasi azeotropik menggunakan pelarut seperti difenil eter, xilena, bifenil dan klorobenzena untuk memudahkan pemisahan air dari produk pada atmosfer normal atau tekanan rendah. Reaksi ini juga dapat menggunakan berbagai jenis katalis seperti asam protonat, logam, oksida logam, logam halida dan garam asam organik dari logam. Logam memiliki orbital p dan d yang bebas dan dapat menginisiasi terbentuknya kompleks koordinasi. Salah satu logam yang yang dapat digunakan sebagai katalis reaksi polikondensasi azeotropik adalah logam timah. Logam timah memiliki toksisitas yang rendah, merupakan katalis yang direkomendasikan FDA dan dapat dipisahkan dari polimer setelah polimerisasi. Fungsinya adalah untuk mempercepat reaksi pembentukan PLA. Polikondensasi azeotropik dalam larutan dapat mencegah terjadinya reaksi pesaing, yaitu pembentukan laktida dan reaksi degradasi PLA yang terbentuk (Hasibuan, 2006).Hasibuan (2006) dalam penelitiannya berhasil mengembangkan metode polikondensasi konvensional menjadi polikondensasi azeotropik pada poli asam laktat, menghasilkan PLA dengan bobot molekul sampai 22.000. Optimasi reaksi polimerisasi asam laktat dengan metode polikondensasi azeotropik dicapai pada lama polimerisasi 30 jam dan konsentrasi katalis logam timah 0.5%. Namun, untuk menghasilkan PLA dengan bobot molekul yang lebih besar perlu dikembangkan proses polimerisasi dengan pelarut yang memiliki titik didih yang lebih tinggi dari xilena, seperti pelarut difenil eter dan o-klorotoluen.
- Polimerisasi PLA dengan metode Ring Opening PolymerizationRing opening polymerization (ROP, reaksi polimerisasi pembukaan cincin) merupakan metoda yang lebih baik untuk menghasilkan PLA dengan bobot molekul yang tinggi, dan sekarang telah diadaptasi untuk proses komersial seiring dengan kemajuan teknologi fermentasi dekstrosa jagung. Metoda ini pertama kali diperkenalkan oleh Carothers pada tahun 1932, namun belum bisa menghasilkan PLA dengan bobot molekul yang tinggi sampai teknik pemurnian asam laktat membaik, seperti yang dikembangkan oleh DuPont pada tahun 1954. Mekanisme-mekanisme ROP bisa berupa reaksi ionik (anionik atau kationik) atau coordination–insertion, bergantung kepada sistem katalisnya (Averous, 2008).Secara umum, proses ROP pada produksi PLA dimulai dari polimerisasi kondensasi asam laktat untuk menghasilkan PLA dengan bobot molekul rendah (prepolimer), dilanjutkan dengan depolimerisasi untuk menghasilkan dimer laktida yang berbentuk molekul siklik. Laktida kemudian dengan bantuan katalis dipolimerisasi ROP untuk menghasilkan PLA dengan bobot molekul yang tinggi.
Aplikasi PLA Sebagai Pengganti Plastik Konvensional
Poli asam laktat mempunyai potensi yang sangat besar dikembangkan sebagai pengganti plastik konvensional. Poli asam laktat bersifat termoplastik, memiliki kekuatan tarik dan modulus polimer yang tinggi, bobot molekul dapat mencapai 100.000 hingga 500.000, dan titik leleh antara 175-200ºC (Oota, 1997 dalam Hartoto et al, 2005 dan physical properties PLA).
Pada umumnya PLA dipergunakan untuk menggantikan bahan yang transparan dengan densitas dan harga tinggi. Bahan plastik yang digantikan dari jenis PET (1.4 g/cc, 1.4 usd/kg), PVC lentur (1.3 g/cc, 1 usd/kg) dan selofan film. Dibanding PP (0.9 g/cc, 0.7 usd/kg) dan HIPS (1.05 g/cc, 1 usd/kg), PLA dapat dikatakan kurang menguntungkan, namun mempunyai kelebihan lain yaitu ramah lingkungan. PP dan HIPS berasal dari minyak bumi dan jika dibakar akan menimbulkan efek pemanasan gobal.
Kelebihan PLA pada jenis BOPLA (bioriented PLA atau bentuk stretch dua arah) dimana twist dan deadfold mirip seperti selofan dan PVC, karena itu BOPLA dipergunakan juga untuk film yang tipis untuk pembungkus permen. BOPLA mempunyai barier yang bagus untuk menahan aroma, bau, molekul solven dan lemak sebanding dengan PET atau nilon 6. Sebagai bahan polar PLA mempunyaii tegangan 38 dynes/cm2 sehingga mudah untuk di-print dengan berbagai tinta tanpa proses ‘flame dan corona‘ seperti halnya BOPP atau film yang lain. PLA merupakan peyekat yang bagus dengan suhu gelas atau Tg 55-65 deg, inisiasi sealing bisa dimulai pada suhu 80 deg sama dengan sealant dari 18% EVA. Gabungan antara kemudahan untuk di-seal dan tingginya barier untuk aroma dan bau maka PLA dapat digunakan sebagai lapisan paling dalam untuk pengemas makanan.
Keurangan PLA adalah densitas lebih tinggi (1.25 g/cc) disbanding PP dan PS dan mempunyai polaritas lebih tinggi sehingga sulit direkatkan dengan PE dan PP yang non polar dalam system film multi lapis. PP mempunyai densitas 0.9 g/cc, denga harga 0.7 usd per kg dan HIPS mempunyai densitas 1.05 g/cc dan harga 1 usd per kg. PLA juga mempunyai ketahanan panas, moisture dan gas barier kurang bagus dibanding dengan PET. Hal lain yang paling penting adalah harganya yang masih tinggi yaitu 2.6 usd per kg. usaha untuk menurunkan harga teruus dilakukan oleh Cargill Dow hingga 2 usd per kg supaya kompetitif. Sifat barier terhadap uap air, oksigen dan CO2 lebih rendah disbanding PET, PP atau PVC. Perbaikan sifat barier dapat dilakukan dengan system laminasi dengan jenis film lain seperti PE, PVOH, Alufoil, Nanopartikel dan lainnya.
Menurut Botelho et al (2004), kelebihan PLA dibandingkan dengan plastik yang terbuat dari minyak bumi adalah:
- Biodegradable, artinya PLA dapat diuraikan secara alami di lingkungan oleh mikroorganisme.
- Biocompatible, dimana pada kondisi normal, jenis plastik ini dapat diterima oleh sel atau jaringan biologi.
- Dihasilkan dari bahan yang dapat diperbaharui (termasuk sisa industri) dan bukan dari minyak bumi.
- 100% recyclable, melalui hidrolisis asam laktat dapat diperoleh dan digunakan kembali untuk aplikasi yang berbeda atau bisa digabungkan untuk menghasilkan produk lain.
- Tidak menggunakan pelarut organik/bersifat racun dalam memproduksi PLA.
- Dapat dibakar sempurna dan menghasilkan gas CO2 dan air.
Saat ini, PLA sudah digunakan untuk beragam aplikasi, diantaranya dibidang medis, kemasan dan tekstil. Dibidang medis, PLA sudah lama digunakan sebagai benang jahit pada saat operasi serta bahan pembungkus kapsul. Selain itu pada dasawarsa terakhir PLA juga dikembangkan dalam upaya perbaikan jaringan tubuh manusia. PLA juga telah dikembangkan untuk pembuatan kantong plastik (retail bags), kontainer, bahkan edible film untuk sayuran dan buah. Dalam bentuk film dan bentuk foam digunakan untuk pengemas daging, produk susu, atau roti. Dapat juga digunakan dalam bentuk botol dan cangkir sekali pakai untuk kemasan air, susu, jus dan minuman lainnya. Piring, mangkok, nampan, tas, film pertanian merupakan penggunaan lain dari jenis plastik ini.Selain itu dibidang tekstil PLA juga telah diaplikasikan untuk pembuatan kaos dan tas. Di Jepang, PLA bahkan sudah dikembangkan sebagai bahan dasar pembuatan compact disc (CD) oleh Sanyo.
Prospek Perkembangan PLA di Indonesia
Upaya pengembangan teknologi kemasan plastik biodegrdable dewasa ini berkembang sangat pesat. Berbagai riset telah dilakukan di negara maju (Jerman, Prancis, Jepang, Korea, Amerika Serikat, Inggris dan Swiss) ditujukan untuk menggali berbagai potensi bahan baku biopolimer. Di Jerman pengembangan untuk mendapatkan polimer biodegradable pada polyhydroxybutiyrat (PHB), Jepang (chitin dari kulit Crustaceae, zein dari jagung). Aktivitas penelitian lain yang dilakukan adalah bagaimana mendapatkan kemasan thermoplastic degradable yang mempunyai masa pakai (lifetimes) yang relatif lebih lama dengan harga yang lebih murah. Pengembangan lain yang sangat penting adalah perbaikan sifat-sifat fisik dan penggunaan bahan pemlastis.
Kendala utama yang dihadapi dalam pemasaran kemasan ini adalah harganya yang relatif tinggi dibandingkan film kemasan PE. Biaya produksi yang tinggi berasal dari komponen bahan baku (sumber karbon), proses fermentasi (isolasi dan purifikasi polimer) dan investasi modal. Upaya untuk menekan harga tersebut adalah menggunakan substrat dari methanol, molasses dan hemicellulose hydrolysate.
Di Indonesia , polimer biodegradable telah berkembang lebih dari 10 tahun lalu, namun penelitian dan pengembangan teknologi kemasan plastik biodegradable masih sangat terbatas. Hal ini terjadi karena selain kemampuan sumber daya manusia dalam penguasaan ilmu dan teknologi bahan, juga dukungan dana penelitian yang terbatas. Dipahami bahwa penelitian dalam bidang ilmu dasar memerlukan waktu lama dan dana yang besar. Sebenarnya prospek pengembangan biopolimer untuk kemasan plastik biodegradable di Indonesia sangat potensial. Alasan ini didukung oleh adanya sumber daya alam, khususnya hasil pertanian yang melimpah dan dapat diperoleh sepanjang tahun. Berbagai hasil pertanian yang potensial untuk dikembangkan menjadi biopolimer adalah jagung, sagu, kacang kedele, kentang, tepung tapioka, ubi kayu (nabati) dan chitin dari kulit udang (hewani) dan lain sebagainya. Kekayaan akan sumber bahan dasar seperti tersebut di atas, justru sebaliknya menjadi persoalan potensial yang serius pada negara-negara yang telah maju dan menguasai ilmu dan teknologi kemasan biodegrdable, khususnya di Jerman. Negara tersebut dengan penguasaan IPTEK yang tinggi bidang teknologi kemasan, merasa khawatir kekurangan sumber bahan dasar (raw materials) dan akan menjadi sangat tergantung pada negara yang kaya akan sumber daya alam.
Pada tahun 2005, Liesbetini Hartono, dkk. melakukan penelitian, yaitu Rekayasa proses produksi poli asam laktat (PLA) dari pati sagu sebagai bahan baku plastik biodegradable, dengan menggunakan variasi jenis bakteri dan kondisi operasi proses fermentasi untuk menghasilkan asam laktat, dan dengan proses polimerisasi kondensasi langsung dapat dihasilkan PLA. Pada tahun 2006, Hanny Widjaja, dkk. melakukan penelitian mengenai sintesa PLA dari Limbah Pembuatan Indigenous Starch untuk Pembuatan Plastik Ramah Lingkungan, dimana pada penelitian ini, variasi yang dipakai adalah jenis bakteri untuk fermentasi, dimana nantinya diperoleh bakteri yang terbaik untuk menghasilkan Asam Laktat, yang dengan proses polikondensasi azeotropik dapat dihasilkan PLA. Ery Susiany Retnoningtyas,dkk. melakukan penelitian mengenai Pembuatan plastik biodegradable dari kulit pisang.
Masih dengan menggunakan variasi kondisi operasi fermentasi untuk menghasilkan PLA.
Kebanyakan penelitian yang dilakukan di Indonesia adalah dengan variasi bahan baku, untuk memperoleh bahan alam apa yang paling sesuai untuk membuat PLA, dan juga proses fermentasi, bukan dengan variasi katalis. Penelitian yang pernah dilakukan yaitu sintesis PLA dengan bahan baku yang berasal dari pati sagu, limbah indigenous pati, kulit pisang, pati singkong, pati jagung, kulit udang, talas, dan lain sebagainya.
Masih dengan menggunakan variasi kondisi operasi fermentasi untuk menghasilkan PLA.
Kebanyakan penelitian yang dilakukan di Indonesia adalah dengan variasi bahan baku, untuk memperoleh bahan alam apa yang paling sesuai untuk membuat PLA, dan juga proses fermentasi, bukan dengan variasi katalis. Penelitian yang pernah dilakukan yaitu sintesis PLA dengan bahan baku yang berasal dari pati sagu, limbah indigenous pati, kulit pisang, pati singkong, pati jagung, kulit udang, talas, dan lain sebagainya.
Jika ditinjau dari segi industri, di Indonesia hingga saat ini sulit sekali ditemukan produk berbahan baku bioplastik selain edible, padahal pemerintah sejak PELITA VI telah memprioritaskan program untuk memprroduksi bahan baku biopolymer melaui perkebunan dan pertanian. Namun demikian program yang dicanangkan lebih dari dua dekade ini masih belum bisa terealisasikan hingga sekarang ini. Untuk itu maka diperlukan keseriusan pemerintah dalam program pemakaian bioplastik demi menjaga kelestarian lingkungan selain untuk menghemat minyak bumi yang semakin tipis persediaanya. Masyarakat Indonesia juga harus menyadari akan pentingnya pemakaian bioplastik sebagai suatu alternatif yang dapat memecahkan sebagian persoalan lingkungan.
Kesimpulan:
- Poli asam laktat adalah salah satu jenis plastik biodegradable yang terbuat dari bahan biomassa terbarukan, berupa pati-patian yang dapat diperoleh dari jagung, kentang, kacang polong, bahkan limbah tapioka.
- Proses produksi asam laktat dimulai dari produksi asam laktat dengan cara fermentasi pati-patian, dilanjutkan dengan polimerisasi.
- Terdapat tiga jenis polimerisasi asam laktat, yaitu polikondensasi langsung, polikondensasi azeotropik dan polimerisasi pembukaan cincin (ROP).
- PLA memiliki sifat properties yang cukup baik jika digunakan sebagai aplikasi pengganti plastik konvensional.
- Aplikasi PLA yang telah dikembangkan saat ini diantaranya di bidang medis, pengemasan makanan, edible
film, tekstil bahkan casing barang elektronik ringan. - Perkembangan plastik biodegradable di Indonesia, khususnya PLA masih dalam skala industry tekendala masalah teknologi dan investasi, sementara tersedia bahan baku yang melimpah.
Saran:
- Perlu dilanjutkan penelitian PLA terutama untuk mencari bahan baku ataupun metode sintesa yang lebih ekonomis dan peningkatan sifat fisik, mekanik maupun kimia PLA agar dapat diterima pasar dan masyarakat sebagai material pengganti plastik konvensional.
- Perlu segera dibuat regulasi penggunaan plastik biodegradable seperti yang telah diberlakukan di beberapa Negara Eropa dan Asia Timur dengan harapan dapat mengurangi penggunaan plastik konvensional yang tidak bisa terdegradasi sendiri.
Daftar Pustaka
Anonymous, 2005. Highlights in Bioplastics, Berlin: IBAW Publication.
Aulana, Lena Nur., 2005. Pemanfaatan Hidrolisat Pati Sagu Untuk Produksi Asam Laktat oleh Lactobacillus casei FNCC 266, Skripsi. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Auras, R. 2002. Polylactic Acid as a New Biodegradable Commodity Polymer. http://google.com
Avérous, L., 2008. Polylactic Acid: Synthesis, Properties and Applications, dalam Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources (Ed Mohamed Naceur Belgacem dan Alessandro Gandini), 1st Editon, Chapter 21. Amsterdam: Elsevier Ltd.
Hofvendahl, Karin . dan Bärbel Hahn–Hägerdal, 2000. Factors affecting the fermentative lactic acid production from renewable resources, dalam Enzyme and Microbial Technology, no 26 tahun 2000, Halaman 87-107, Lund: Department of Applied Microbiology, Lund Institute of Technology/Lund University.
R. Datta et al., 1995. Technological and economic potential of poly( lactic acid) and lactic acid derivatives, dalamFEMS Microbiology Reviews, no 16 tahun 1995, Halaman 221-231, Argonne: Waste Management and Bioengineering Section, Energy Systems Division, Argonne National Laboratory.
Botelho, Thiago., Nadia Teixira and Felipe Aguiar, 2004. Polylactic Acid Production from Sugar Molasses,International Patent WO 2004/057008 A1.
Hartoto, Liesbetini., Ani Suryani dan Erliza Hambali, 2005. Rekayasa Proses Produksi Asam Polilaktat (PLA) dari Pati Sagu Sebagai Bahan Baku Utama Plastik Biodegradable, Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Mitchell, Brian S., 2004. An Introduction to Materials Engineering and Science: For Chemical and Materials Engineers, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
Nasiri, Syah Johan A., 2008. Mengenal Polylactic acid, dalam Majalah Sentra POLIMER, Tahun VII nomor 27, Jakarta.
Nasiri, Syah Johan A., 2008. Plastik Ramah Lingkungan, dalam Majalah Sentra POLIMER, Tahun VII nomor 27, Jakarta.
Ohara, H., et al, 1998. Method for producing Polylactid Acid. US Patent 5,770,682.
Pranamuda, H., 2001. Pengembangan Bahan Baku Plastik Biodegradabel
Porter, Keith A., 2006. Ring Opening Polymerization of Lactide for The synthesis of Poly (Lactic Acid),www.chemistry.illinois.edu/.
Rohman, Saeful, 2008. Bioplastik Bukan Material Baru, Mengapa di Indonesia Belum Diporduksi Secara Massal?, dalam Majalah Sentra POLIMER, Tahun VII nomor 27, Jakarta.
Langganan:
Postingan (Atom)