BILANGAN-BILANGAN PENTING DALAM ANALISA MINYAK DAN LEMAK

Bilangan Asam

Dalam ilmu kimia, bilangan asam (acid value) atau “angka netralisasi” atau “angka asam” atau “keasaman” ialah massa dari kalium hidroksida (KOH) dalam milligram yang dibutuhkan untuk menetralkan satu gram zat kimia. Angka asam merupakan satu ukuran dari jumlah gugus asam karboksilat dalam suatu senyawa kimia, seperti asam lemak, atau sebagai campuran senyawa. Dalam sebuah prosedur khusus, jumlah sampel yang diketahui dilarutkan dalam pelarut organik (sering isopropanol, disebut juga isopropil alkohol, disingkat IPA), yang dititrasi dengan suatu larutan kalium hidroksida dengan konsentrasi yang diketahui dan dengan fenolftalein (phenolphthalein, disingkat PP) sebagai indikator.

Bilasangan asam digunakan untuk menentukan jumlah asam yang ada, misalnya dalam sampel biodiesel. Bilangan asam adalah kadar basa, yang dinyatakan dalam milligram kalium hidroksida, yang dibutuhkan untuk menetralkan konstituenasam dalam 1 gr sampel.

                                  56,1

AN = (Veq – beq) N ———–

                                  Woil          

 

Veq ialah volume titran (ml) yang dibutuhkan oleh sampel minyak mentah dan 1 ml larutan sampel pada titik ekivalen; beq ialah volume titran (ml) yang dibutuhkan oleh 1 ml larutan sampel pada titik ekivalen, dan 56,1 ialah berat molekul KOH. WOil ialah massa dari sampel dalm gram.

Konsentrasi titran (N) ialah dihitung dengan rumus berikut ini:

               1000WKHP

N =   ————————

               204,23Veq

 Di mana WKHP adalah massa (gr) KHP dalam 50 ml larutan standar KHP, Veq ialah volume titran (ml) yang dibutuhkan oleh  50 ml larutan standar KHP pada titik ekivalen, dan 204,23 ialah berat molekul KHP.

Ada beberapa metoda standar untuk penentuan bilangan asam, seperti ASTM D 974 dan DIN 51558 (untuk minyak mineral, biodiesel), atau secara khusus untuk Biodiesel menggunakan Standar Eropa EN 14104 dan ASTM D664 keduanya digunakan secara luas. Bilangan asam (mg KOH/gr minyak) untuk biodiesel harus lebih rendah dari 0,50 mg KOH/gr dalam kedua standar bahan bakar, EN 14214 dan ASTM D6751. Ini karena FFA yang dihasilkan dapat menyebabkan korosi bagian mesin otomotif dan batasan tersebut melindungi mesin kendaraan dan tangki bahan bakar.

Karena ketengikan minyak-lemak, trigliserida diubah menjadi asam-asam lemak dan gliserol, yang menyebabkan kenaikan dalam bilangan asam. Pengamatan serupa yang diamati dengan biodiesel lama melalui proses oksidasi analog dan ketika diarahkan pada suhu tinggi yang diperpanjang (termolisis ester) atau melalui pajanan terhadap asam atau basa (hidrolisis ester asam/basa). Lihat juga:

EN 14214

EN 14214 merupakan satu Standar Eropa yang menggambarkan pesyaratan dan metoda uji untuk FAME – jenis biodiesel paling umum.

Definisi teknis dari biodiesel ialah bahan bakar yang sesuai untuk digunakan dalam mesin (diesel) penyalaan kompressi (compression ignition) yang dibuat dari asam lemak ester monoalkil yang berasal dari minyak atau lemak yang dihasilkan secara biologis termasuk minyak nabati, lemak hewani dan minyak mikroalga. Saat biodiesel dihasilkan dari tipe minyak tersebut yang menggunakan metanol asam lemak metil ester  (FAME) dihasilkan. Bahan bakar biodiesel juga dapat dihasilkan menggunakan alkohol lain, misalnya menggunakan etanol untuk menghasilkan asam lemak etil ester, namun jenis biodiesel ini tidak dicakup oleh EN 14214 yang hanya menerapkan untuk metil ester yaitu biodiesel yang dihasilkan menggunakan metanol.

Standar Eropa terdapat dalam tiga versi resmi – Inggris, Prancis, Jerman. Versi terbaru dari standar ini dipublikasikan pada November 2008 dan supersede EN 14214:2003.

Perbedaan yang ada antara standar versi nasional EN 14214. Perbedaan ini berkaitan dengan persyaratan cuaca dingin dan dirinci dalam masing-masing standar national annex.

Hal ini secara luas berdasarkan pada standar Jerman yang lebih awal, yaitu DIN 51606. Standar ASTM dan EN keduanya merekomendasikan metoda sangat serupa untuk analisis berbasis GC—gas chromatography.

Campuran yang dirancang sebagai “B” diikuti dengan bilangan yang menunjukkan persentase biodoesel. Misalnya,  B100 adalah biodiesel murni. B99 adalah biodiesel 99%, 1% petrodiesel. B20 adalah 20% biodiesel dan 80% diesel fosil.

 

 

Spesifikasi

Sifat

Satuan

Batas terendah

Batas tertinggi

Metoda Uji

Kandungan ester

% (m/m)

96,5

EN 14103

Densitas pada 15°C

kg/m³

860

900

EN ISO 3675 / EN ISO 12185 / EN12185.

Viskositas pada 40°C

mm²/s

3,5

5,0

EN ISO 3104 / EN 14105

Titik nyala

°C

> 101

EN ISO 2719 / EN ISO 3679.

Kandungan sulfur

mg/kg

10

EN ISO 20846 / EN ISO 20884.

Residu karbon remnant (pada 10% remnat distilasi)

% (m/m)

0,3

EN ISO 10370

Bilangan Setana

51,0

EN ISO 5165

Kandungan abu sulfat

% (m/m)

0,02

ISO 3987

Kandungan air

mg/kg

500

EN ISO 12937

Total kontaminasi

mg/kg

24

EN 12662

Korosi pita tembaga (3 jam pada 50 °C)

tingkat

Kelas 1

Kelas 1

EN ISO 2160

Stabilitas oksidasi, 110°C

Jam

6

EN 15751 / EN 14112

Bilangan asam

mg KOH/g

0,5

EN 14104

Bilangan iodium

120

EN 14111

Metilester Asam Linolenat

% (m/m)

12

EN 14103

Metilester Ikatan rangkap Poli-takjenuh (>= 4)

% (m/m)

1

EN 14103

Kandungan metabol

% (m/m)

0,2

EN 14110

Kandungan Monoglserida

% (m/m)

0,8

EN 14105

Kandungan digliserida

% (m/m)

0,2

EN 14105

Kandungan trigliserida

% (m/m)

0,2

EN 14105

Gliserin bebas

% (m/m)

0,02

EN 14105 / EN 14106

Total gliserin

% (m/m)

0,25

EN 14105

Logam Gol. I (Na+K)

mg/kg

5

EN 14108 / EN 14109 / EN 14538

Logam Gol-II (Ca+Mg)

mg/kg

5

EN 14538

Kandungan Fosfor

mg/kg

4

EN14107

Lihat juga

Bilangan Hidroksil

Dalam ilmu kimia, bilangan hidroksil ialah satu ukuran dari kandungan gugus hidroksil bebas dalam suatu senyawa. Terutama lemak, minyak, atau ester alami atau sintetik. Bilangan ini adalah satu ukuran yang berguna dari tingkat esterifikasi dalam sintesis ester. Metoda ini meliputi asetilasi gugus hidroksil bebas dari senyawa dengan anhidrida asetat dalam pelarut piridin. Setelah lengkap reaksi, air ditambahkan, sisa anhidrida asetat diubah menjadi asam asetat, dan diukur melalui titrasi dengan kalium hidroksida. Gugus fungsional lain, seperti amina primer atau sekunder, akan dilaporkan sebagai hidroksil. Bilangan hidroksil dinyatakan sebagai massa (berat) dari kalium hidroksida (KOH) dalam milligram yang setara dengan kandungan hidroksil satu gram zat kimia, yang dikoreksi untuk gugus hidroksil karboksil melalui titrasi sampel yang tidak diasetilasikan dari bahan yang sama.

HV = [(VB + (WacetVav/Wav) – Vacet]N56,1

Dimana VB adalah jumlah titran (ml) yang dibutuhkan oleh blanko, pada titik ekivalen; Wacet ialah berat sampel (dalam gram) yang digunakan untuk asetilasi; Vav ialah jumlah titran yang digunakan untuk menentukan bilangan asam; Wav ialah berat sampel yang digunakan untuk menentukan bilangan asam; Vacet ialah jumlah titran yang digunakan untuk sampel asetilasi; N adalah normalitas titran; dan 56,1 adalah berat molekul KOH.

Metoda standar untuk penentuan bilangan hidroksil adalah  ASTM D 1957. Lihat juga:

  • Bilangan Saponifikasi
  • Bilangan Iodium
  • Bilangan Asam

Bilangan Iodium

Bilangan iodium (atau “bilangan adsorpsi iodium” atau “angka iodium” atau “indeks iodium”) dalam kimia adalah massa iodium dalam gram yang dibutuhkan oleh 100 gram suatu zat kimia. Bilangan iodium sering digunakan untuk menentukan jumlah ketakjenuhan dalam asam lemak. Ketakjenuhan ini dalam bentuk ikatan rangkap, yang bereaksi dengan senyawa iodium. Bilangan iodium lebih tinggi, lebih banyak ikatan C=C yang terdapat dalam lemak. Bilangan iodium dapat terlihat dari Tabel-1. bahwa minyak kelapa adalah relatif jenuh, yang berarti minyak kelapa baik untuk membuat sabun. Pada sisi lain minyak linseed sangat tidak jenuh, yang membuat minyak ini sebagai minyak pengering, juga cocok untuk membuat minyak cat.

Tabel-1. Bilangan iodium beberapa minyak nabati

Lemak

Bilangan iodium

Minyak tung

163 – 173

Minyak Biji Anggur

124 – 143

Minyak Sawit (CPO)

44 – 51

Minyak Zaitun

80 – 88

Minyak Kelapa

7 – 10

Minyak Inti Sawit (PKO)

16 – 19

Mentega Coklat

35 – 40

Minyak Jojoba

~80

Minyak Biji Kapas

100 – 117

Minyak Jagung

109 – 133

Minyak Bunga Matahari

125 – 144

Minyak Linseed

170 – 204

Minyak Kedelai

120 – 136

Minyak Kacang Tanah

84 – 105

Metodologi

Analisis utama ini adalah satu contoh dari iodometri. Suatu larutan dari ion iodida (I) adalah berwarna kuning/coklat. Namun, ketika ditambahkan pada suatu larutan kompleks, maka gugus kimia (biasanya ikatan rangkap C=C) dalam larutan yang bereaksi dengan iodium secara efektif mengurangi kekuatannya, atau kekuatan warnanya (dengan mengambil ion-ion iodida keluar dari larutan).  Dengan demikian jumlah iodium yang diperlukan untuk membuat suatu larutan mempertahankan karakteristik warna kuning/coklat yang dapat digunakan dengan efektif untuk menentukan jumlah gugus sensitif iodium yang ada di dalam larutan.

Dalam satu prosedur khusus, asam lemak yang diperlakukan dengan larutan Hanus atau Wijs berlebih, yang, masing-masing merupakan larutan iodium monobromida (IBr) dan iodium monoklorida (ICl) dalam asam asetat glasial. Iodium monobromida (atau monoklorida) yang tidak bereaksi kemudian bereaksi dengan kalium iodida, yang mengubahnya menjadi iodium, yang konsentrasinya dapat ditentukan melalui titrasi dengan natrium tiosulfat.

Reaksi kimia ini dikaitkan dengan metoda analisis ini yang meliputi pembentukan diiodo alkena (R dan R’ merupakan simbol dari alkil atau gugus organik lain):

R-CH=CH-R′ + I2 → R-CHI-CHI-R′

Prekursor alkena (RCH=CHR’) tidak berwarna dan karena itu merupakan produk organoiodium (RCHI-CHIR’).

Metoda Analisis Terkait

  • Bilangan Saponifikasi
  • Bilangan Asam
  • Bilangan Brom
  • Bilangan Hidroksil

Bilangan Saponifikasi

Bilangan saponifikasi atau “bilangan Koettstorfer”, juga disingkat dengan “sap”) yang menyatakan jumlah milligram kalium hidroksida yang dibutuhkan untuk menyabunkan 1 gram lemak pada kondisi khusus. Bilangan saponifikasi (angka penyabunan) adalah satu ukuran dari berat molekul rata-rata (atau panjang rantai) dari semua asam lemak yang ada. Karena kebanyakan dari massa suatu lemak atau triester berada dalam 3 asam lemak, yang memungkinkan bagi perbandingan rata-rata panjang rantai asam lemak tersebut. Asam lemak rantai panjang ditemukan dalam memiliki bilangan saponifikasi yang rendah karena asam lemak rantai panjang memliki lebih sedikit jumlah gugus fungsional karboksilat per satuan berat lemak seperti yang dibandingkan dengan asam lemak rantai pendik. Bila mol basa lebih banyak diperlukan untuk menyabunkan  N gram lemak maka adanya lebih banyak mol lemak rantai panjang relatif kecil, yang diberikan hubungan berikut ini:

Jumlah mol = berat minyak/berat atom relatif

Massa molar yang dihitung tidak dapat diterapkan pada lemak dan minyak yang mengandung jumlah bahan tidak dapat disabunkan tinggi, asam lemak bebas (> 0,1%), atau  mono- dan diasilgliserol (> 0,1%).

Pembuat sabun buatan-tangan untuk sabun batangan menggunakan NaOH (natrium hidroksida, lindi). Berhubung bilangan saponifikasi yang tercantum adalah KOH (kalium hidroksida) maka nilainya harus diubah dari kalium ke natrium untuk membuat sabun batangan; sabun kalium membentuk suatu pasta, gel atau sabun cair. Untuk mengubah nilai KOH ke nilai NaOH, bagilah nilai KOH dengan berbandingan berat molekul KOH dan NaOH (1,403).

Metoda-metoda standar untuk analisis misalnya adalah:  ASTM D5558 untuk lemak nabati dan hewani, ASTM D 94 (untuk minyak bumi) dan DIN 51559. Lihat juga:

  • Bilangan asam
  • EN 14214
  • Bilangan hidroksil
  • Bilangan iodium
  • Saponifikasi

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s