Kinetika reaksi hidroksilasi epoksi minyak jarak pagar menggunakan katalis bentonit

Abstract

Hydroxylation kinetics of jatropha oil epoxy using bentonite catalyst. Based on chemical properties such as fatty acid compositions and iodium value, jatropha curcas oil can potentially be applied as lubricant. Unsaturation of this oil decreases its  oxidative stability. Improvement of this property may be done by chemical modification involving epoxidation and oxirane ring opening with bentonite catalyst, forming polyol by hydroxylation. The purpose of this research is to characterize the products and kinetics of the oxirane ring opening reaction. The results of chemical analysis by titration for residual oxiranes and hydroxyl formed in the reaction system, was showed using ir spectroscopy. Their effects were to reduce epoxy groups at 824-842 cm−1 and appearance of hydroxyl groups at the oh characteristic absorption peak from 3450-3800 cm−1. The oxirane number of epoxidized jatropha oil was reduced from 4.7% to 0.05% by ring opening. The kinetics of the oxirane ring opening of epoxidized jatropha curcas oil by methanol with bentonite was studied at 50, 60, and 65 oc. The oxirane ring opening analyzed by the pseudo-homogeneous approach followed a pseudo-first order kinetics. From the temperature dependence of the  rate, reaction enthalpy (δh) and activation energy (δea) were found to be 8,27 kcal mol−1 and 7,63 kcal mol−1, respectively.Keywords: epoxidized jatropha curcas, hydroxyl, oxirane, bentonite, kinetic AbstrakBerdasarkan sifat-sifat komposisi asam lemak dan bilangan iodium, minyak jarak pagar (Jatropha curcas) berpotensi menjadi bahan dasar pelumas. Meskipun demikian, kandungan ikatan tidak jenuh minyak ini menurunkan kestabilan oksidasinya. Kestabilan oksidasi ini dapat diperbaiki melalui modifikasi kimiawi dengan reaksi epoksidasi yang menghilangkan ikatan rangkap.  Ini dilakukan melalui reaksi hidroksilasi dengan membuka ikatan gugus oksirana epoksi. Tujuan penelitian ini adalah mengkarakterisasi produk, serta mempelajari kinetika reaksi pembukaan cincin oksirana oleh metanol dengan katalis bentonit untuk membentuk poliol. Hasil analisis FTIR produk reaksi menunjukkan penurunan intensitas gugus epoksi pada bilangan gelombang 824-842 cm−1 dan munculnya gugus hidroksil pada bilangan gelombang 3450-3800 cm−1. Bilangan oksirana epoksi jarak pagar berkurang dari 4,7% menjadi 0,05% setelah pembukaan cincin. Bilangan hidroksil poliol adalah sebesar 165,77. Pengukuran kinetika pembukaan cincin pada gugus oksirana dari epoksi jarak pagar dilakukan pada 50, 60, dan 65oC. Analisis data laju reaksi yang dianalisis dengan pendekatan sistem pseudohomogen menunjukkan bahwa reaksi mengikut kinetika orde-1 semu. Dari perubahan laju reaksi terhadap temperatur diperoleh nilai entalpi reaksi dan energi aktivasi sebesar masing-masing 8,27 kkal mol-1 dan 7,63 kkal mol-1.Kata kunci: epoksi jarak pagar, hidroksil, oksirana, bentonit, kinetika