Pembuatan Furfural Dari Sembung Rambat (Mikania micrantha) dengan Menggunakan Asam Organik Dari Belimbing Wuluh (Averrhoa blimbi) Chapter III V

(1)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1Lokasi Penelitian

Penelitian ini akandilaksanakan di Laboratorium Proses Industri Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.

3.2 Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah labu leher tiga, long glass tube, kondensor, labu destilasi, hot plate, magnetic stirrer, oven, neraca analitik dan

alat-alat gelas. Peralatan yang digunakan untuk analisis adalah GCMS, FTIR dan

reagen anilin asetat.

Bahan-bahan yang digunakan adalah sembung rambat, belimbing wuluh,

Natrium Klorida (NaCl),asam sulfat (H2SO4) dan akuades. Sembung rambat yang

digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari kebun pisang di titipapan dan tanah

kosong di delitua. Belimbing wuluh diperoleh dari Lautadur Indrapura.

3.3 Rancangan Penelitian

Pada penelitian ini digunakan beberapa variabel, di antaranya:

a. Suhu dalam pembuatan fufural (80, 100, 120, 140 dan 160 oC)

b. Waktu pengambilan destilat (30, 60, 90, 120, 150,180, 210, 240, 270, 300 dan

330 menit)

(2)

Kondisi yang dipertahankan adalah:

a. Massa tepung sembung rambat : 50 g

b. Massa Natrium Klorida (NaCl) : 50 g

c. Ukuran partikel tepung sembung rambat : 70-100 mesh

d. Volume Asam belimbing wuluh : 600 ml

e. Volume total : 750 ml

Sebagai acuan dalam pembuatan furfural dilakukan pembanding dengan

menggunakan asam kuat yaitu asam sulfat 20% pada suhu 120˚C. Rancangan

penelitian dapat dilihat pada tabel 3.1 dibawah ini.

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian Pembuatan Furfural

(3)

(4)

Tabel 3.1 Rancangan Penelitian Pembuatan Furfural (Lanjutan)

Untuk analisis hasil penelitian dilakukan sebagai berikut:

a. Analisis kadar air sembung rambat dengan cara sembung rambat dikeringkan

dengan menggunakan oven sampai berat konstan.

b. Analisis kadar pentosan sembung rambat.

c. Identifikasi furfural dengan uji warna dengan pereaksi anilin asetat (1:1).

d. Identifikasifurfural dengan GCMS Shimidzu.

e. Analisis gugus fungsi furfural dengan FTIR dengan alat spektofotometer infra

FTIR Shimidzu.

3.4 Prosedur Penelitian

Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan dimulai dari persiapan bahan baku,

sintesis dan karakterisasi furfural. Berikut ini adalah prosedur sistematis dari

(5)

3.4.1 Preparasi Sampel

Preparasi sampel menggunakan prosedur yang dilaporkan oleh Ko et al. (2013)

dengan sedikit modifikasi. Sembung rambat dibersihkan dengan air sampai pH air

konstan, kemudian dikecilkan ukuran sembung rambat dengan mengunakan pisau.

Setelah itu dikeringkan dengan menggunakan oven atau sinar matahari. kemudian

sembung rambat dihaluskan dengan menggunakan ball mill. Untuk menyeragamkan ukuran partikel tepung dilakukan pengayakan dengan menggunakan ayakan 100-70

mesh.

3.4.2 Prosedur Pembuatan Ekstrak Belimbing Wuluh

Pembuatan ekstrak belimbing wuluh menggunakan prosedur yang dilaporkan

oleh Thamizhselvam et al. (2015). Pada tahapan ini belimbing wuluh dibersihkan

dengan menggunakan air sampai pH konstan, kemudian belimbing wuluh digiling

dengan menggunakan blender agar didapatkan cairan beimbing wuluh. Kemudian cairan belimbing wuluh disaring dengan kertas whatman nomor 41. Filtrat belimbing

wuluh disimpan dalam lemari es.

3.4.3 Prosedur Pembuatan Furfural

Tahapan ini dilakukan dengan menggunakan prosedur yang dilaporkan oleh

shafeeq et al. (2015) dengan modifikasi. Pada tahap ini tepung sembung rambat

dimasukkan kedalam labu leher tiga sebanyak 50 g dengan menambahkan filtrat

(6)

total sebanyak 750 ml dengan menambahkan akuades. Labu leher tiga disambungkan

dengan long vertikal tube yang terhubung dengan air pendingin. Setelah rangkaian

selesai, dihidupkan pemanas dan pengadukan dengan magnetic stirrer. Proses dijalankan dengan variasi suhu (80, 100, 120, 140 dan 160 oC) dengan waktu (30, 60,

90, 120, 150, 180, 210, 240, 270, 300 dan 330 menit). Uap furfural dan air yang

terbentuk dikumpulkan dalam labu destilasi yang berisi kloroform sebanyak 50 ml.

Hasil campuran kloroform, air dan furfural dicatat volumenya. Setelah itu dilakukan

prosedur ekstraksi dengan menggunakan prosedur yang telah dilaporkan oleh

Hidajati, Nur (2006). Furfural yang berada dalam lapisan air dan kloroform yang

ditampung dalam labu destilasi diekstraksi dalam corong pisah yang sebelumnya

dikocok terlebih dahulu agar furfural terikat dengan kloroform, setelah itu dibiarkan

selama 10 menit sehingga akan terjadi dua lapisan, lapisan atas mengandung air dan

lapisan bawah mengandung kloroform dan furfural. Lapisan bawah yang

mengandung kloroform dan furfural didestilasi dengan suhu 60-70 oC untuk

(7)

3.5 Flowchart

3.5.1 Flowchart Preparasi Sampel

Preparasi sampel menggunakan prosedur yang dilaporkan oleh Ko et al. (2013).

Flowchart preparasi sampel dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini.

Mulai

Sembung rambat diambil

Dibersihkan dengan air sampai pH konstan

Dipotong – potong dengan pisau

Dikeringkan dalam oven

Disimpan pada suhu ruang

Selesai

Dihaluskan dengan ball mill

Diayak dengan ukuran 70 mesh

(8)

3.5.2 Flowchart Pembuatan Ekstrak Belimbing Wuluh

Pembuatan ekstrak belimbing wuluh menggunakan prosedur yang dilaporkan

oleh Thamizhselvam et al. (2015). Flowchart pembuatan ekstrak belimbing wuluh dapat dilihat pada gambar 3.2.

Mulai

Sebanyak 100 g Belimbing wuluh diambil

Dibersihkan dengan air sampai pH konstan

Digiling dengan blender

Disaring dengan kertas Whatman No.41

Filtrat disimpan dalam lemari es

Selesai

(9)

3.5.3 Flowchart Pembuatan Furfural

Tahapan ini dilakukan dengan menggunakan prosedur yang dilaporkan oleh

shafeeq et al. (2015) dengan modifikasi. Flowchart pembuatan furfural dapat dilihat pada gambar 3.3 di bawah ini.

Mulai

Sebanyak 50 g tepung sembung rambat dimasukkan ke dalam labu leher tiga

Disiapkan rangkaian peralatan destilasi

Dihidupkan pemanas, pengaduk dan pendingin balik

Diatur volume total sebanyak 750 ml dengan penambahan aquades

Diatur temperatur (80, 100, 120, 140 dan 160) oC

Destilat dikumpulkan dalam erlenmeyer yang telah berisi kloroform 50 ml dengan waktu (30,

60, 90, 120, 150, 180, 210 dan 240) menit

Apakah ada variasi lain?

Selesai

Campuran dipisahkan dengan corong pisah untuk didapat lapisan bawah

Lapisan bawah diuapkan untuk menguapkan kloroform sehingga didapat furfural

Apakah ada variasi lain?

Ya

Tidak Dimasukkan asam belimbing wuluh sebanyak 600

ml kedalam labu leher tiga

Dimasukkan NaCl 1:1 dengan berat sampel

Ya Tidak

(10)

3.6 Analisis Penelitian

Keberhasilan suatu penelitian diukur melalui beberapa analisis yang dilakukan

terhadap suatu hasil penelitian. Berikut adalah analisis yang dilakukan dalam

penelitian ini.

3.6.1 Analisis Kadar Air Sembung Rambat

Tahapan ini dilakukan dengan prosedur yang dilakukan oleh Ko et al (2013).

Sembung rambat yang masih segar ditimbang sebanyak 20 g, kemudian dikeringkan

dengan oven dengan suhu 100oC sampai berat konstan. Kemudian dihitung kadar air

sembung rambat.

3.6.2 Analisis Kadar PentosanSembung Rambat

Tahapan ini dilakukan dengan prosedur yang diperoleh dari Griffin (1927).

Sebanyak 5 g tepung sembung rambat dimasukkan kedalam labu leher tiga, kemudian

dimasukkan larutan HCl 12 % sebanyak 100 ml, kemudian dipanaskan. Pemanasan

mula-mula dijalankan secara perlahan. Setelah itu diambil hasil sulingan sebanyak 30

ml, lalu ke dalam labu destilasi dimasukkan larutan HCl 12% sebanyak 30 ml dan

proses dijalankan kembali hingga didapatkan volume destilat sebanyak 360 ml.

Distilat yang terkumpul ditambahkan 1 gram phlorogucinol dan ditambahkan HCl 12

% hingga volumenya menjadi 400 ml. Larutan tersebut dibiarkan satu malam hingga

didapatkan endapan bewarna hitam (furfural phlorogucid). Kemudian dilakukan

penyaringan dengan saringan hisap dan dicuci dengan 150 ml akuades. Endapan yang

(11)

Setelah kering, lalu bahan didinginkan dan ditimbang. Pengeringan dan penimbangan

dilakukan berulang-ulang sampai berat konstan.

3.6.3 Analisis Uji Warna Dengan Pereaksi Anilin Asetat (1:1)

Cara sederhana yang dapat dilakukan untuk mengidentifikasi furfural adalah

dengan menggunakan anilin asetat (1:1). Adanya furfrural ditandai dengan

berubahnya warna cairan yang mengandung furfural menjadi warna merah tua setelah

direaksikan dengan reagen anilin asetat.

3.6.4 Penentuan gugus-gugus fungsi dengan spektrofotometer infra merah (IR)

Identifikasi senyawa furfural dapat dilakukan dengan alat spektrofotometer infra

merah (FTIR). Menurut Fessenden dan Fessenden, 1982), inti-inti atom yang terikat

oleh ikatan kovalen mengalami getaran vibrasi yang bersifat asimetrik atau merubah

kepolaran saja yang aktif pada inframerah, energi yang diserap menyebabkan

kenaikan dalam amplitudo getaran atom-atom yang terikat. Jadi, molekul ini berada

dalam keadaan vibrasi yang tereksitasi. Vibrasi dalam molekul dapat berupa vibrasi

ulur (ritme gerakan sepanjang sumbu ikatan sebagai interaksi pertambahan atau

penggurangan jarak atom) atau vibrasi tekuk menggambarkan suatu perubahan sudut

ikatan antara ikatan-ikatan dengan suatu atom). Analisis ini dilakukan di pusat

(12)

3.6.5 Identifikasi Dengan Kromatografi Gas Massa Spektrokopi (GCMS)

Identifikasi senyawa furfural ini dapat dilakukan dengan kromatografi.

Identifikasi merupakan salah satu metode analitik untuk pemurnian atau pemisahan

senyawa-senyawa organik dan anorganik sehingga senyawa tersebut dapat dianalisis.

Metode kromatografi adalah cara pemisahan dua atau lebih senyawa atau ion

berdasarkan perbedaan migrasi dan distribusi senyawa atau ion-ion tersebut didalam

fasa yang berbeda. Dalam kromatografi gas, fase geraknya adalah gas dan komponen

sampel pada fase uap(Rahman, 2009). Suhu kolom awal diatur pada suhu 100oC

selama 10 menit dan ditingkatkan ke 300oC dengan laju 10oC. Suhu port injeksi

diatur 300oC. Tekanan 100 kPa, Aliran total 29,0 mL/min, aliran kolom 1,33

mL/min.Analisis furfural menggunakan Gas Kromatografi Massa Spektrokopi

(GCMS) Shimidzu R_Brand 108 yang dilakukan di Pusat Penelitian Kelapa sawit

(PPKS) Medan.

3.7 Jadwal Pelaksanaan

Pelaksanaan penelitian dimulai dari penyusunan proposal, pelaksanaan

penelitian, penyusunan laporan hasil penelitian dan seminar. Penyusunan proposal

dari bulan september sampai november 2015. Pelaksanaan penelitian dari bulan

agustus 2016 sampai bulan november 2016. Rincian Jadwal penelitian ini dapat

(13)

Tabel 3.2 Jadwal Penelitian

Kegiatan

Bulan I Bulan II Bulan III Bulan IV Bulan V Bulan VI Bulan VII

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi Literatur x x x x

Persiapan Bahan & Alat

x x x x x x x x

Pelaksanaan

Penelitian x x x x x x x x x x x x x x x x

Analisis Data x x x x x x x x

Penyusunan

Laporan x x x x x x x x

Penyusunan Jurnal x x

Seminar Hasil x x

Ujian Tesis x x

(14)

(15)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini bahan baku yang digunakan untuk pembuatan furfural berasal

dari sembung rambat. Sumber pentosan yang terdapat pada sembung rambat ini

dimanfaatkan dalam pembuatan furfural.

4.1Hasil Analisis Awal kondisi Sembung Rambat

Analisiskondisi awal meliputi analisis kadar air dan kadar pentosan. Detail hasil

analisis tersebut dilampirkan di lampiran A. Adapun hasil analisis tersebut dirangkum

dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Rangkuman Hasil Analisis Awal Sembung Rambat

Keterangan Nilai

Kadar air batang sembung rambat 84,10%

Kadar air daun sembung rambat 90,01%

Kadar pentosan sembung rambat 49,54 %

Hasil analisis kandungan air sembung rambat menunjukkan bahwa sembung

rambat banyak mengandung air. Untuk kadar pentosan didapat 49,54 % yang hampir

mendekati kadar pentosan dari literatur 56,04 ± 0,86 % (Ko et al. 2013)

4.2 Pengaruh Waktu Terhadap Yield Furfural

Proses pembuatan furfural pada penelitian ini menggunakan sembung rambat

sebagai sampel dan asam belimbing wuluh sebagai katalis asam. Dalam penelitian ini

(16)

variasi waktu (30, 60, 90, 120, 150 dan 180) untuk menentukan volume asam

belimbing wuluh yang akan digunakan, yang dapat dilihat pada tabel 4.2 dibawah ini.

Tabel 4.2 Penelitian Pendahuluan Dalam Menentukan Volume Katalis Belimbing Wuluh

Massa

Sampel Volume

Waktu (menit)

30 60 90 120 150 180

50 g

50 ml Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal 400 ml Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal 500 ml Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal 600 ml Gagal Gagal Gagal Gagal Gagal Berhasil

Dari tabel 4.2 maka digunakan volume 600 ml dengan suhu (80, 120, 140 dan

160˚C) dan variasi waktu (30, 60, 90, 120, 140, 160, 180, 210, 240, 270, 300 dan 330

menit). Sebagai acuan dalam pembuatan furfural dari sembung rambat ini digunakan

katalis yang umum dipakai yaitu asam sulfat (H2SO4), untuk dibandingkan dengan

katalis asam belimbing wuluh. Pada penelitian ini digunakan suhu 120oC dan

kosentrasi asam sulfat 20% karena yield furfural yang dihasilkan tinggi sesuai dengan laporan dari shafeeq et al. (2015). Dalam penelitian perbandingan antara bahan baku

dan pelarut 1:5 dan ditambahkan NaCl (1:1) dengan berat sampel, volume total 750

(17)

Gambar 4.1 Pengaruh Yield Furfural Terhadap Waktu Pada Berbagai Suhu

Dari gambar 4.1 untuk katalis belimbing wuluh dapat dilihat pada waktu 30

sampai 120 menit pada berbagai suhu tidak terjadi reaksi pembentukan furfural. Hal

ini disebabkan karena penggunaan asam belimbing wuluh dengan pH ± 2,1 dengan

bilangan asam 13,99 g/g (0,1462 N) sehingga membutuhkan waktu yang lama agar

terjadi reaksi pembentukan furfural bila dibandingkan dengan penggunaan asam

sulfat 20% dengan pH ± 0,2 dengan bilangan asam 222,83 g/g (2,2695 N) yang

hanya memerlukan waktu 30 menit untuk memproduksi furfural. Perbandingan

(18)

Tabel 4.3 Perbandingan Katalis Yang Digunakan Dalam Pembuatan Furfural

Dari tabel 4.3 dapat dilihat bahwa bilangan asam pada asam sulfat 15 kali lebih

besar dibandingkan dengan bilangan asam pada belimbing wuluh. Menurut laporan

(Arroxales, et. al. 2001) pH asam belimbing wuluh berkisar 0,9-1,5 dengan bilangan

asam 11,2-14,7 g/g. Bilangan asam belimbing wuluh yang rendah menyebabkan

furfural mulai terbentuk pada waktu 150 menit untuk suhu 80˚C dengan yield 0,464%

dan 100˚C dengan yield 0,696%. Pada waktu 180 menit untuk suhu (80, 100, 120,

150 dan 180)˚C menunjukkan terjadi reaksi pembentukan furfuraldan terus meningkat

sampai waktu 300 menit dengan yield tertinggi 7,192% pada suhu 100˚C.

Pada suhu tetap yield furfural meningkat dengan waktu, ini disebabkan adanya kontak antara zat-zat yang bereaksi dapat lebih lama, sehingga reaksi pembentukan

furfural sempurna (Griffin, 1971). Peningkatan waktu akan menyebabkan pH

hidrolisat menurun sehingga laju pembentukan furfural meningkat karena

terbentuknya asam asetat yang berfungsi sebagai katalisator internal. Pada suhu

100˚C dengan waktu 240 menit sampai 300 menit, yield furfural hanya meningkat

(19)

akibat terjadinya proses degradasi furfural menjadi senyawa-senyawa organik

lainnya, seperti asam asetat (CH3COOH) dan metanol (CH3OH) (Andaka, 2011).

Menurut Andaka, (2011) dalam reaksi pembuatan furfural suhu yang tinggi dapat

mempercepat reaksi pembentukan furfural. Menurut Arrhenius semakin besar suhu,

maka kecepatan reaksi juga semakin besar. Hal ini tidak sesuai dengan penelitian karena suhu yang tinggi tidak dapat mempercepat reaksi pembentukan furfural. Suhu

yang tinggi (120, 140 dan 160˚C) hanya mempercepat air menguap, dibandingkan

dengan kecepatan reaksi pembentukan furfural. Dari penelitian sebelumnya, suhu

optimum untuk melakukan hidrolisis adalah 100˚C(Andaka, 2011). Dalam penelitian

ini asam-asam organik yang terdapat dalam belimbing wuluh memerlukan waktu

yang tinggi yaitu 5 jam untuk menghidrolisis pentosan yang ada pada sembung

rambat dengan yield tertinggi7,192% pada suhu 100˚C.

Penggunaan katalis asam sulfat lebih cepat menghasilkan furfural, hal ini

ditunjukkan pada waktu 30 menit furfural sudah terbentuk dan terus meningkat

dengan bertambahnya waktu.Katalis 20% asam sulfat merupakan asam kuat dengan

pH ± 0,2 dengan bilangan asam 222,83 g/g (2,2695 N) dan memiliki lebih banyak ion

H+ untuk menghidrolisis pentosan dibandingan dengan asam belimbing wuluh.Yield

tertinggi terdapat pada waktu 150 menit dengan nilai 11,13%. Pada waktu 180 menit

terjadi penurunan yield furfural karena konsentrasi asam telah mencapai batas yang

optimum menjadi asam furoat sebagai hasil dari pemecahan gugus aldehid dan

(20)

Pada penelitian ini, pembuatan furfural dari sembung rambat menggunakan

katalis asam sulfat 20% menghasilkan yield sebesar 11,13 % yang lebih tinggi

dibandingkan dengan yield yang dihasilkan pada penelitian Shafeeq, et al. (2015) sebesar 8,3% dengan kondisi yang sama yaitu suhu 120oC dan menggunakan katalis

asam sulfat 20%, hal ini menunjukkan bahwa kadar pentosan pada sembung rambat

lebih tinggi dibandingkan dengan kadar pentosan pada tongkol jagung.

Pengaruh waktu dalam pembuatan furfural mempunyai trend yang sama, yaitu

setelah mencapai titik maksimum maka akan terjadi penurunan. Trend penelitian pembuatan furfural dari sembung rambat dengan menggunakan katalis asam

belimbing wuluh dan asam sulfat dengan pengaruh waktu dapat dilihat pada gambar

4.2 di bawah ini.

Gambar 4.2 Trend Pengaruh Waktu Terhadap Yield Furfural

(21)

Dari Gambar 4.2 dapat dilihat yield furfural pada pembuatan furfural dari sembung rambat menggunakan katalis asam belimbing wuluh lebih rendah

dibandingkan dengan pembuatan furfural dari sembung rambat dengan katalis asam

sulfat. Hal ini menunjukan bahwa ion H+ pada asam sulfat lebih tinggi dibandingkan

dengan ion H+ pada belimbing wuluh. Persamaan matematis untuk pembuatan

sembun rambat dengan katalis asam sulfat yaitu : y = -0,0001x2 + 0,0901x - 0,2766

dengan R2 =0,963 dengan y adalah yield furfural dan x adalah waktu (menit).

Pada penggunaan katalis belimbing wuluh pada suhu 100oC pembentukan

furfural baru terjadi pada waktu 150 menit.Yield furfural dari sembung rambat dengan

katalis asam belimbing wuluh sebesar 7,192% pada waktu 330 menit. Katalis

belimbing wuluh memerlukan waktu lebih lama dalam menghidrolisis pentosan

karena belimbing wuluh mengandung banyak air, sehingga dengan menguapnya air

maka konsentrasi asam belimbing semakin pekat sehingga pH semakin turun dan

ion-ion H+ lebih cepat menghidrolisis pentosan dalam membentuk furfural. Persamaan

matematis pembuatan furfural dari sembung rambat dengan katalis belimbing wuluh

yaitu: y = -0,0003x2 + 0,1902x – 21,0457 dengan R2= 0,968.

Sembung rambat mengandung pentosan yang tinggi dibandingkan dengan

penggunaan bahan baku ampas tebu dan tongkol jagung dengan penggunaan katalis

asma sulfat. Untuk katalis belimbing wuluh memerlukan waktu yang lebih lama,

karena asam belimbing wuluh banyak mengandung air sehingga memerlukan waktu

(22)

Mekanisme untuk pembentukan furfural dengan metode yang umum dilakukan

yaitu dengan penggunaan katalis asam ini masih menjadi subyek perdebatan

(Vinueza, et. al. 2014). Mekanisme pembentukan furfural paling mungkin dimulai

dengan bentuk siklik dari xylose (bentuk siklik dari xylose, piranosa, disajikan

berdasarkan studi mekanisme yang merupakan dalam persetujuan dengan studi

kinetik konversi xylose menjadi furfural. Mekanisme reaksi pembentukan furfural dimulai dari hidrolisis sembung rambat yang merupakan tumbuhan mengandung

karbohidrat dengan senyawa penyusunnya adalah holoselulosa, lignin dan pentosan.

Pentosan pada sembung rambat dihidrolisis dengan ion H+ dari asam organik pada

belimbing wuluh menghasilkan pentosa. Pentosa dihidrolisis dengan ion H+

membentuk senyawa 1,2 enediol. Senyawa 1,2 enediol ini dihidrolisis lagi oleh ion

H+ menghasilkan xylose dan air.Xylose dihirolisis kembali oleh ion H+ menghasilkan

furfural dan air. Ion H+ berfungsi sebagai ion transfer dalam pembentukan furfural.

(23)

Belimbing Wuluh

Sembung Rambat

Gambar 4.3 Mekanisme Reaksi Pembentukan Furfural[(A) Chemspider, 2013 (B) Vinueza, et al. 2015)]

H+ Asam Asetat (A)

Asam Formiat (A)

Asam Sitrat (A)

Asam Oksalat (A)

Pentosan Pentosan

Furfural

1,2 enediol Xylose

Xylulose

H+

H+ H+

-H2O

H+ -2H2O

Hidrolisis

(24)

4.3 Identifikasi Furfural Yang dihasilkanDengan Uji Warna

Furfural yang dihasilkan kemudian diindentifikasi dengan uji kualitatif dengan

menggunakan pereaksi anilin asetat dengan perbandingan (1:1). Furfural

diidentifikasi dengan adanya perubahan warna menjadi merah bata. Pada penelitian

ini dilakukan pengujian pada penggunaan katalis asam belimbing wuluh dan asam

sulfat (H2SO4).

4.3.1 Indentifikasi Furfural Dengan Uji Warna Untuk Katalis Asam Belimbing Wuluh

Furfural yang dihasilkan dari sembung rambat dengan katalis belimbing wuluh

diindentifikasi dengan menggunakan pereaksi anilin asetat. Hasil uji warna furfural

dengan reagen anilin asetat dapat dilihat pada gambar 4.4 di bawah ini.

Gambar 4.4 Uji Warna Furfural Dengan Katalis Asam Belimbing Wuluh Pada Suhu 120˚C

Dari gambar 4.4 dapat dilihat pada waktu 30 menit sampai 150 menit tidak

terjadi perubahan warna menjadi merah tua. Perubahan warna hanya menjadi kuning

seperti warna reagen anilin asetat. Hal ini menunjukkan tidak terjadi pembentukan

furfural sehingga furfural tidak terkondensasi dengan anilin membentuk senyawa

(25)

dianil hidroksiglukoat dialdehida dan tidak terjadi pemecahan cincin furfural

membentuk aldehida. Pada waktu 180 menit (3 jam) terbentuk warna merah tua yang

mengindikasikan terbentuknya furfural.

4.3.2 Indentifikasi Furfural Dengan Uji Warna Untuk Katalis Asam Sulfat Furfural yang dihasilkan dari sembung rambat dengan katalis asam sulfat

diindentifikasi dengan menggunakan pereaksi anilin asetat. Hasil uji warna furfural

dengan reagen anilin asetat dapat dilihat pada gambar 4.5 di bawah ini.

Gambar 4.5 Perubahan Warna Furfural dengan Katalis Asam Sulfat Pada Suhu 120˚C

Dari gambar 4.5 dapat dilihat dari waktu 30 menit sampai 180 menit terjadi

perubahan warna menjadi merah tua, hal ini menunjukkan furfural sudah terbentuk

pada waktu 30 menit. Hal ini menunjukkan pentosan pada sembung rambat dapat

cepat dihirolisis oleh H+ dari asam sulfat (H2SO4), sehingga tidak membutuhkan

waktu yang lama untuk terjadinya reaksi pembentukan furfural.

Untuk memperkuat hasil yang didapat adalah furfural maka dapat dianalisis

dengan FTIR. FTIR berfungsi untuk penentuan gugus-gugus fungsi yang terdapat

dalam senyawa, sehingga dapat diketahui senyawayang dihasilkan adalah furfural.

(26)

4.4 Identifikasi Furfural dengan FTIR

Analisis FTIR untuk menentukan gugus-gugus fungsi untuk memperkuat destilat

yang dihasilkan merupakan furfural. Hasil FTIR dapat dilihat pada gambar 4.6 di

bawah ini.

Gambar 4.6 Hasil Analisis FTIR Furfural dengan Katalis Asam Belimbing Wuluhdan Asam Sulfat

Berdasarkan spektra IR dapat dinyatakan bahwa adanya gugus aldehid dalam

furfural didukung oleh adanya puncak vibrasi ulur C=O (1600 – 1700 cm-1) dan C-H

aldehid (2800 – 2860cm-1) masing-masing pada puncak 1674,52 cm-1 serta 2851,07

cm-1baik untuk katalis asam sulfat dan katalis asam belimbing wuluh. Adanya ikatan

C=C aromatik ditunjukkan oleh munculnya vibrasi ulur C=C aromatik (1475 – 1600

(27)

cm-1) pada daerah sekitar 1521,45 cm-1. Puncak vibrasi ulur pada daerah sekitar

1166,00 pada katalis asam belimbing wuluh mendukung adanya ikatan C-O-C (1100–

1200 cm-1), begitu juga untuk katalis asam sulfat puncak vibrasi pada 1176 cm-1

mendukung adanya ikatan C-O-C dalam struktur molekul furfural. Untuk nilai vibrasi

furfural standar dapat dilihat pada tabel 4.4 dibawah ini.

Tabel 4.4 Vibrasi Furfural Standar (Ong et al. 2007) No. Vibrasi Furfural Standar (cm-1)

1. Streching C-H aromatis 3134,61 2. Stretching C-H aldehida 2851,05 2714,40 3. Stretching C=O aldehida 1674,36 4. Stretching C=C aromatis 1568,27 1521,97 5. Stretching C-aldehida 1329,73

6. Stretching C-O-C 1157,79

Berdasarkan nilai vibrasi standar furfural dapat disimpulkan bahwa senyawa

yang dihasilkan dari hidrolisis sembung rambat adalah furfural karena menunjukkan

spektra yang hampir identik dengan vibrasi furfural standar.Berdasarkan nilai vibrasi

standar furfural dapat disimpulkan bahwa senyawa yang dihasilkan dari hidrolisis

sembung rambat adalah furfural karena menunjukkan spektra yang identik dengan

furfural pembanding. Untuk memperkuat hasil destilasi yang didapat adalah furfural

(28)

4.5 Identifikasi Furfural dengan Gas Kromatografi Massa Spektrokopi (GCMS)

Analisis Gas Kromatografi Massa Spektrokopi (GCMS) untuk menentukan

waktu retensi komponen furfural. Hasil GCMS dapat dilihat pada gambar 4.7

dibawah ini.

Gambar 4.7 Hasil Analisis GCMS Furfural dengan Katalis Asam Belimbing Wuluhdan Asam Sulfat

Analisis dengan menggunakan kromatografi gas memperkuat bahwa senyawa

hasil hidrolisis merupakan furfural. Senyawa furfural untuk katalis belimbing wuluh

ditunjukkan pada peak 2, retention time 3,386 dengan senyawa yang terindentifikasi yaitu 2,5 furandione, 3-ethyl-4-methyl yang menunjukkan golongan furfural. Untuk

katalis asam sulfat, senyawa furfural ditunjukkan pada peak 3 dengan retention time

(29)

3,283 dengan senyawa yang terindentifikasi yaitu 2,5 furandione. Data dari hasil gas

kromatografi dapat dilihat di Lampiran B tabel B.3 dan B.4. Furandione termasuk

golongan furfural, hal ini menunjukkan hasil yang didapat adalah furfural.

Pada katalis belimbing wuluh peak paling tinggi terdapat pada peak 23 yang

diindentifikasi adanya senyawa tetratetracontane yang merupakan senyawa volatile

(30)