PENGARUH KATALIS MAGNETIK CaO-Fe3O4 TERHADAP ANALISIS TERMODINAMIKA PROSES TRANSESTERIFIKASI MINYAK KEDELAI MENJADI BIODIESEL MENGGUNAKAN VARIASI WAKTU DAN SUHU

Abstract

Peningkatan kebutuhan energi dan menipisnya cadangan bahan bakar fosil mendorong pengembangan energi terbarukan, salah satunya biodiesel. Produksi biodiesel melalui proses transesterifikasi dipengaruhi oleh kondisi operasi dan karakteristik katalis yang digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi suhu dan waktu reaksi terhadap yield biodiesel serta menentukan karakteristik termodinamika proses transesterifikasi minyak kedelai menggunakan katalis magnetik CaO–Fe₃O₄. Penelitian dilakukan secara eksperimental menggunakan minyak kedelai sebanyak 10 g, metanol 5,87 g, dan katalis CaO–Fe₃O₄ sebanyak 1 g dengan variasi suhu 55°C, 60°C, dan 65°C serta waktu reaksi 45, 60, dan 120 menit. Data hasil percobaan dianalisis menggunakan model kinetika pseudo-orde pertama, persamaan Arrhenius, dan persamaan Eyring untuk menentukan konstanta laju reaksi, perubahan entalpi (ΔH), perubahan entropi (ΔS), dan energi bebas Gibbs (ΔG). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan suhu dan waktu reaksi meningkatkan yield biodiesel, dengan kondisi optimum pada suhu 65°C selama 120 menit yang menghasilkan massa biodiesel sebesar 9,132 g atau yield 91,32%, sedangkan kondisi terendah diperoleh pada suhu 55°C selama 45 menit dengan massa biodiesel sebesar 7,846 g atau yield 78,46%. Analisis termodinamika menunjukkan nilai ΔH sebesar 62,538 kJ mol⁻¹, ΔS sebesar −0,103 kJ mol⁻¹ K⁻¹, dan ΔG sebesar 96,239; 96,752; dan 97,266 kJ mol⁻¹ pada suhu 328,15 K, 333,15 K, dan 338,15 K. Nilai ΔH yang positif menunjukkan bahwa reaksi bersifat endotermik, sedangkan nilai ΔS yang negatif menunjukkan terbentuknya keadaan transisi yang lebih teratur. Nilai ΔG yang positif mengindikasikan bahwa reaksi transesterifikasi tidak berlangsung secara spontan dan memerlukan suplai energi dari luar untuk membentuk kompleks teraktivasi. Selain itu, nilai koefisien determinasi (R²) sebesar 0,9979 menunjukkan bahwa model kinetika yang digunakan memiliki kesesuaian yang sangat baik terhadap data eksperimen. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa katalis magnetik CaO–Fe₃O₄ memiliki potensi yang baik dalam meningkatkan produksi biodiesel dari minyak kedelai serta memberikan informasi mengenai karakteristik termodinamika yang dapat digunakan sebagai dasar dalam pengembangan proses transesterifikasi yang lebih efisien. Kata kunci: Biodiesel, transesterifikasi, minyak kedelai, katalis magnetik CaO–Fe₃O₄, termodinamika, kinetika reaksi.