Submitted : 13 March 2017 Revised : 27 April 2017 Accepted : 2 May 2017
PEMODELAN DAN SIMULASI REAKSI DEGRADASI PARASETAMOL DENGAN KATALIS TiO 2
I Gede Pandega Wiratama 1* , Hendra Ronaldi 1 , Herry Santoso 1 1 Program Studi Teknik Kimia, Universitas Katholik Parahyangan Jl. Ciumbuleuit 94, Bandung
* Email: pandega.wiratama@unpar.ac.id

## Abstrak
Tujuan utama penelitian ini untuk menentukan model dan kondisi optimum pada reaksi degradasi fotokatalitik parasetamol.Berdasarkan mekanisme fotokatalitik yang berlangsung pada reaksi ini, model kinetika reaksi yang disarankan  adalah  pseudo  homogen,  Reaksi  Katalisis  Unimolekular  Jenis  Pertama  Tahap,  dan  Reaksi  Katalisis Unimolekular  Jenis  Kedua.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  terlebih  dahulu  menentukan  model  kinetika  reaksi yang  akan  digunakan,  kemudian  estimasi  parameter-parameter  yang  terdapat  pada  model  tersebut menggunakan software Matlab. Parameter k dan n untuk model kinetika pseudo homogen. Parameter ksr, kads, kdes, KA, KP, KR, dan KS untuk model kinetika Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama dan Reaksi Katalisis Unimolekular  Jenis  Kedua.  Parameter-parameter  dilakukan  validasi  dan  simulasi  berdasarkan  data-data  hasil percobaan  yang  dilakukan  pada  penelitian  sebelumnya.Validasi  model  dilakukan  pada  kondisi  variasi  pH  dan konsentrasi  katalis.  Penelitian  menunjukkan  bahwa  model  kinetika  yang  paling  sesuai  adalah  model  Reaksi Katalisis  Unimolekular  Jenis  Pertama  Tahap  Penentu  Reaksi  Permukaan  dengan  error  yang  tidak  berpola  saat validasi  model.  Hasil  simulasi  menunjukkan  kondisi  optimum  berada  pada  pH  9  dan  konsentrasi  katalis  1  g/L dengan nilai konversi degradasi parasetamol sebesar 99.961%.
Kata kunci : fotokatalitik, konsentrasi katalis, parasetamol, pH, TiO2

## Abstract
The  objective  of  this  experiment  was  to  determine  the  model  and  the  optimum  condition  of  the  photocatalytic degradation  of  paracetamol.  Based  on  the  mechanism  of  the  process,  the  suggested  kinetics  models  are  pseudo homogenous  model,  First  Unimolecular  Catalytic  Reaction  model,  and  Second  Unimolecular  Catalytic  Reaction model.The first step of this research was determining the model then estimating the parameters of the model. k and n for the pseudo homogenous model;  k sr , k ads , k des, K A , K P , K R ,and K S for the First Unimolecular Catalytic Reaction and Second Unimolecular Catalytic Reaction model. The validation and simulation of the parameters were based on the results  of  experiments  conducted  in  the  previous  study.  Validation  of  the  models  were    carried  out  under  the variations  of  catalyst  loading  and  pH.  This  research  showed  that  Surface  reaction  of  First  Unimolecular  Catalytic Reaction’s  model  fitted  the  best  from  the  data  and  there  was  no  pattern  on  the  error.  The  simulation  gave  the optimum conditions at catalyst loading 1 g/L and pH 9. In this optimum conditions, the simulation of paracetamol degradation could reach 99.961% on the conversion.
Keywords : catalyst loading, paracetamol, pH, photocatalytic, TiO 2

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Parasetamol merupakan salah satu senyawa yang sering digunakan untuk  mengurangi demam dan rasa sakit.  Namun,  dalam  jumlah  yang  terlalu  banyak parasetamol dapat berdampak buruk, seperti menimbulkan kerusakan hati dan kematian.Seringkali, parasetamol  dijumpai  dalam  fasa  akuatik  (Desale  et al., 2013).
Pada  proses  penanggulangan  pencemaran  dari limbah  cair  parasetamol,  umumnya  menggunakan advanced oxidation processes (AOPs). AOPs merupakan  proses  oksidasi  suatu  senyawa  dengan bantuan  senyawa  radikal  yang  memiliki  kemampuan mengoksidasi yang tinggi. AOPs yang  digunakan pada penelitian adalah fotokatalisis UV/TiO 2 . Pada fotokatalisis ini proses pembentukan senyawa radikal dan  oksidasi  berlangsung  dengan  bantuan  katalis semikonduktor  TiO 2 dan  bantuan  cahaya  UV. (Munter,2001; Mota, 2008).
Katalis  semikonduktor  TiO 2 dapat  teraktifkan dengan  energi  bantuan  dari  cahaya  UV.Reaksi degradasi  limbah  cair  parasetamol  dengan  bantuan katalis  TiO 2 merupakan  reaksi  heterogen.  Dengan demikian, reaksi yang terjadi terbagi menjadi 3 tahap, yaitu  adsorpsi  parasetamol  ke  permukaan  pusat  aktif katalis  TiO 2 ,  reaksi  pada  permukaan  katalis,  dan desorpsi  produk  yang  dihasilkan  dari  permukaan pusat aktif katalis TiO 2 .
Pada  penelitian  ini,  degradasi  limbah  parasetamol dengan  katalis  TiO 2 berlangsung  secara batch dalam bubble column reactor (Desale et al., 2013).
Dari  penelitian-penelitian  sebelumnya  tersebut, telah  diketahui  bahwa  massa  katalis  dan  pH berpengaruh terhadap laju reaksi fotokatalisis, namun belum  sampai  mendapat  persamaan-persamaan  yang menguhubungkan  pengaruh  massa  katalis  dan  pH terhadap  parameter-parameter  laju  reaksi.  Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh  pH  dan  konsentrasi  katalis  terhadap parameter-parameter laju reaksi degradasi parasetamol  melalui  fotokatalisis  UV/TiO 2 pada bubble column reactor .
Model  kinetika  reaksi  yang  digunakan  adalah Pseudo  Homogen ,  Reaksi  Katalisis  Unimolekular  Jenis Pertama,  dan  Reaksi  Katalisis  Unimolekular  Jenis Kedua.
Model  kinetika  setiap  variasi  pH  dan  konsentrasi katalis  yang  didapat  akan  divalidasikan  dengan  data dari literatur.

## Model Kinetika
Reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut:
C 8 H 9 NO 2 𝑂𝐻 ∗ 8CO 2 + 25H 2 O + HNO 3 - (1)
Misalkan:
a. C 8 H 9 NO 2 = A b. CO 2 = R c. H 2 O = P d. HNO 3 - = S Reaksi yang berlangsung merupakan reaksi unimolekular irreversible ,  sehingga  model  yang  dapat
digunakan  adalah Pseudo  Homogen ,  Reaksi  Katalisis Unimolekular  Jenis  Pertama,  dan  Reaksi  Katalisis Unimolekular  Jenis  Kedua  dengan  model  sebagai berikut:

## Pseudo Homogen
Pseudo homogen mengasumsikan reaksi-reaksi senyawa  heterogen  menjadi  dianggap  seolah-olah homogen.Dengan  demikian,  kinetika  reaksi  yang terjadi  dapat  diasumsikan  mengikuti  persamaan power  law .  Bentuk  persamaan  kinetika  reaksi  secara umum menjadi (Bischoff et al., 1979):
dCA dt = −kC A n (2)

## Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama
Model  kinetika  yang  digunakan  diacukan  kepada persamaan laju reaksi yang berlangsung paling lambat ( determining  step )  dengan  asumsi  bahwa  laju  reaksi yang lainnya berlangsung sangat cepat.Tahap penentu ini  ditentukan  dari  tahap  adsorpsi  reaktan  ke permukaan  katalis,  reaksi  di  permukaan  katalis,  atau desorpsi  produk  dari  permukaan  katalis  berdasarkan persamaan (3), (4), dan (5) (Missen et al., 1999).

## Tahap Penentu Adsorpsi
dCA dt = - kads CA 1+KR CR +KP CP +KS CS (3)
Tahap Penentu Reaksi permukaan dCA
dt = - k KA CA 1+KA CA +KP CP + KR CR +KS CS (4)
Tahap Penentu Desorpsi dCA dt = - k des (5)

## Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Kedua
Pada  model  ini  tidak  terdapat  tahap  yang  jauh  lebih cepat  atau  jauh  lebih  lambat  dari  tahap  lainnya (Bischoff et al., 1979).
dCA dt = - k0CA ( k 0 k 1 + 1 K A + 1+ K R k 3 + K P k 4 + K S k 5 CA + ( k 0 k 1 + 1 K A )KR CR +( k 0 k 1 + 1 K A )KP CP +( k 0 k 1 + 1 K A )KS CS )
(6)

## 2. METODOLOGI
Pemodelan  dan  simulasi  dilakukan  berdasarkan variasi derajat keasaman (pH) dan konsentrasi katalis dengan bantuan software Matlab dan hardware laptop merk  Asus.Variasi  pH  yang  digunakan  adalah  3,5,7,9, dan  11.  Sementara  variasi  konsentrasi  katalis  yang digunakan adalah 1 g/L, 2 g/L, 3 g/L, dan 4 g/L. Kedua variasi tersebut dilakukan pada nilai konsentrasi awal parasetamol  100  ppm.  Dalam  penelitian  ini, metodologi  dibagi  menjadi  3  tahap,  yaitu  estimasi parameter, validasi, dan simulasi.

## 2.1 Estimasi Parameter
Dalam  tahap  estimasi  parameter,  parameter- parameter yang terdapat pada setiap model diestimasi
secara  iteratif  hingga  mencapai  nilai error minimum antara  C data yang  diperoleh  dari  data  literatur  dengan C model yang didapat dari penyelesaian persamaan. Nilai error dinyatakan sebagai SS E berdasarkan persamaan: SS E = Σ(C data - C model ) 2 (7)

## 2.2 Validasi
Berdasarkan  hasil  estimasi  parameter,  didapat hubungan-hubungan  parameter-parameter  terhadap variasi  pH  dan  konsentrasi  katalis  dalam  suatu fungsi.Nilai  parameter-parameter  pada  variasi  data yang  digunakan  untuk  validasi  dicari  berdasarkan fungsi-fungsi tersebut.

## 2.3 Simulasi
Simulasi  dilakukan  apabila  model  persamaan telah  selesai  divalidasi.Berdasarkan  fungsi-fungsi parameter  tersebut,  nilai  parameter  pada  berbagai kondisi pH dan konsentrasi katalis dapat dicari.Kondisi  optimum  dicari  dengan  mengalurkan nilai  konversi  terhadap  kedua  variasi  tersebut  dalam grafik 3 dimensi.

## 3. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
Estimasi  parameter  pada  masing-masing  data dilakukan  dengan  lima  model,  yaitu  Model Pseudo Homogen ,  Model  Reaksi  Katalisis  Unimolekular  Jenis Pertama  dengan  tahap  penentu  adsorpsi  reaktan, reaksi  permukaan,  dan  desorpsi  produk,  serta  Model Reaksi Katalisis Unimolekular
Jenis Kedua. Kecenderungan perubahan  masing-masing  nilai parameter  pada  variasi  pH  3,  5,  9,  dan  11  pada konsentrasi  katalis  2  g/L  serta  variasi  konsentrasi katalis 1 , 3 , dan 4 g/L pada pH 7.
Pada variasi pH 11 dan konsentrasi katalis 2 g/L nilai-nilai  estimasi  parameter  yang  dihasilkan cenderung  berbeda  jauh  serta  cenderung  memiliki nilai  SSE  yang  besar  dan  R 2 yang  kecil  apabila dibandingkan  dengan  nilai-nilai  estimasi  parameter, nilai SSE, dan nilai R 2 pada variasi pH dan konsentrasi katalis lainnya. Dengan demikian, data pada variasi pH 11  dengan  katalis  2  g/L  tidak  digunakan  dalam penelitian ini. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 .
Tabel 1. Estimasi Parameter Model Pseudo Homogen konsentrasi katalis (g/L) pH k n SSE R 2 1 7 0,00525 0,48781 0,00384 0,9923 3 7 0,00777 0,62296 0,0015 0,997 4 7 0,00899 0,64812 0,003 0,995 2 3 0,00875 0,53979 0,002 0,9965 2 5 0,01265 0,52819 0,0051 0,9901 2 9 0,01544 0,7986 0,006 0,9885 2 11 0,00414 0,21613 0,0112 0,9814 Total 0,0213 0,9915 Tabel 2 Estimasi Parameter Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Adsorpsi Konsentrasi katalis
(g/L) pH k ads K R K P K S SSE R 2 1 7 0,0085 1,75E-07 4,82E-07 1,13E-05 0,0149 0,9703 3 7 0,01159 1,50E-07 3,85E-07 1,09E-05 0,0076 0,9851 4 7 0,0128 1,38E-07 3,38E-07 1,12E-05 0,0083 0,9852 2 3 0,0138 1,22E-07 3,04E-07 1,13E-05 0,0091 0,9839 2 5 0,02011 3,71E-08 7,57E-08 1,19E-05 0,0103 0,978 2 9 0,01871 5,18E-08 1,14E-07 1,19E-05 0,0069 0,9868 2 11 0,00845 2,84E-07 4,49E-08 6,70E-05 0,0493 0,918 Total 0,0571 0,9728
Tabel 3 Estimasi Parameter Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama
Tahap Penentu Reaksi Permukaan konsentrasi katalis (g/L) pH k sr K A K R K P K S SSE R 2 1 7 0.00495  6.8367  0.0543 4,45E-06 0,218 0,00259 0,9948 3 7 0.00734  4.5859  0.0572 4,64E-06 0,2726 0,00134 0,9974 4 7 0.00856  4.3401  0.0547 4,62E-06 0,2544 0,00155 0,9973 2 3 0.00837  5.6448  0.0670 6,68E-07 0,2242 0,00143 0,9975 2 5 0.01065  9.1639  0.1247 3,55E-07 0,086 0,00368 0,9929 2 9 0.01457  3.3108  0.0616 1,68E-06 0,3655 0,00457 0,9913 2 11 0.00353 10255 1.1274 2,66E-01 0,0013 0,00676 0,9888 Total 0,02192 0,9943 Tabel 4 Estimasi Parameter Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Desorpsi konsentrasi katalis (g/L) pH k des SSE R 2 1 7 0,00293 0,02919 0,94172 3 7 0,00335 0,10212 0,79839 4 7 0,00342 0,12847 0,77248 2 3 0,00347 0,15105 0,73274 2 5 0,00371 0,36223 0,29763 2 9 0,00359 0,30802 0,41024 2 11 0,00313 0,02418 0,96344 Total 1,08108 0,70238 Tabel 5 Estimasi Parameter Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Kedua (1) konsentrasi katalis (g/L) pH k 0 k 1 K A k 3 K R 1 7 0,09004 0,053554 1,4084 0,03449 1,20E-05 3 7 0,0989 0,0627 1,4923 0,0860 9,18E-06 4 7 0,09598 0,055171 1,3643 0,03535 1,23E-05 2 3 0,13048 0,057617 1,5812 0,03725 1,26E-05 2 5 0,16832 0,132471 2,6999 0,07627 2,91E-06 2 9 0,1097 0,0650 1,3955 0,0355 1,27E-05 2 11 0,1258 1,4484 13,3916 0,0391 1,66E-03 Tabel 6 Estimasi Parameter Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Kedua (2) konsentrasi katalis (g/L) pH k 4 K P k 5 K S SSE R 2 1 7 0,06303 5,42E-07 0,01541 0,26315 0,00259 0,9948 3 7 0,0311 1,44E-07 0,0567 0,7361 0,00134 0,9974 4 7 0,067 5,31E-07 0,01819 0,17946 0,00155 0,9973 2 3 0,0826 3,62E-07 0,00948 0,13156 0,00143 0,9975 2 5 0,05327 3,28E-08 0,01791 0,25708 0,00368 0,9929 2 9 0,0691 5,15E-07 0,0172 0,1002 0,00457 0,9913 2 11 0,7413 7,27E-07 1,10E-09 3,65E-08 0,00801 0,9867 Total 0,02317 0,994

## 3.1 Hasil Estimasi Parameter
Hasil  estimasi  parameter  menunjukkan  bahwa nilai  SSE  terkecil  merupakan  model  Reaksi  Katalisis Jenis  Kedua.  Namun  karena  perbedaan  nilai  SSE sangat mirip serta bentuk model jauh lebih sederhana, maka  model  Reaksi  Katalisis  Jenis  Pertama  dengan Tahap  Penentu  Reaksi  Permukaan  sudah  mewakili reaksi  degradasi  parasetamol.  Parameter-parameter yang  terdapat  pada  model  reaksi  ini  dapat  dilihat kecenderungannya terhadap variasi pH dan konsentrasi katalis.
Gambar 1 Perubahan Konstanta Laju Reaksi di Permukaan Katalis terhadap Konsentrasi katalis Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 2 Perubahan Konstanta Laju Reaksi di Permukaan terhadap Variasi pH Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Berdasarkan Gambar 1 dan 2 , nilai k sr cenderung naik  pada  peningkatan  konsentrasi  katalis  dan pH.Namun, variasi konsentrasi katalis dilakukan pada pH  7.Berdasarkan  data  dan  hasil  estimasi  parameter, dapat dilihat bahwa laju reaksi pada pH 7 ini berjalan lebih  lambat  dibandingkan  pada  variasi  pH  lainnya. Namun,  pada  kondisi  pH  7,  nilai  pH  ini  dekat  dengan titik  isoelektrik  katalis  TiO 2 yaitu  pH  6,9(Dutta  et  al., 2004).  Dengan  demikian,  dapat  menyebabkan  katalis bermuatan  netral  dan  mengakibatkan  katalis  TiO 2 mudah mengendap dan menempel satu sama lain. Hal ini akan mengakibatkan penurunan pusat aktif katalis yang  mengakibatkan  menurunnya  laju  reaksi.  Secara
keseluruhan pada perubahan pH perubahan konstanta laju  reaksi  dapat  terjadi  naik  turun  seiring peningkatan  pH.Dengan  demikian,  konstanta  laju reaksi  dapat  diasumsikan  memiliki  fungsi  terhadap kedua  variasi  tersebut  seperti  yang  tampak  pada persamaan 4.3.
k = a cl + b (pH) 3 + c (pH) 2 + d pH + e  (7)
Gambar 3 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi Parasetamol terhadap Variasi Konsentrasi katalis Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 4 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi H 2 O terhadap Variasi Konsentrasi katalis Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 5 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi CO 2 terhadap Variasi Konsentrasi katalis Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0 2 4 6 k sr (m m o lL -1 m e n it -1 ) Konsentrasi katalis (g/L) 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0 5 10 k sr (m m o lL -1 m e n it -1 ) pH 0 2 4 6 8 0 2 4 6 K A Konsentrasi katalis (g/L) 4.40E-06 4.45E-06 4.50E-06 4.55E-06 4.60E-06 4.65E-06 0 2 4 6 K P Konsentrasi katalis (g/L) 0.054 0.055 0.056 0.057 0.058 0 2 4 6 K R Konsentrasi katalis (g/L)
Gambar 6 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi HNO 3 terhadap Variasi Konsentrasi katalis Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 7 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi Parasetamol terhadap Variasi pH Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 8 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi H 2 O terhadap Variasi pH Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 9 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi CO 2 terhadap Variasi pH Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Gambar 10 Perubahan Konstanta Kesetimbangan Adsorpsi HNO 3 terhadap Variasi pH Model Reaksi Katalisis Unimolekular Jenis Pertama Tahap Penentu Reaksi Permukaan
Berdasarkan Gambar  3 hingga 10 ,  walaupun konsentrasi  katalis  cenderung  mempengaruhi  nilai konstanta  kesetimbanagan  adsorpsi,  namun  tetap diasumsikan  konsentrasi  katalis  tidak  mempengaruhi konstanta kesetimbangan adsorpsi.
Pada  variasi  pH,  nilai  konstanta  kesetimbangan adsorpsi  reaktan  dan  produk  mengalami  perubahan secara  naik  turun.Hal  ini  dapat  disebabkan  adanya kemungkinan  persaingan  adsorpsi  antar  senyawa terlibat  sehingga  perubahan  secara  naik  turun  ini mungkin terjadi.Dengan demikian, konstanta kesetimbangan  adsorpsi  reaktan  dan  produk  dapat diasumsikan berubah secara kuadratik.
K = a (pH) 2 + b pH + c (8)

## 3.2 Hasil Validasi
Validasi  dilakukan  terhadap  data  perubahan konsentrasi  parasetamol  pada  konsentrasi  katalis  2 g/L dan pH 7. Persamaan kinetika reaksi model Reaksi Katalisis  Unimolekular  Jenis  Pertama  Tahap  Penentu Reaksi  Permukaan  yang  digunakan  pada  tahap validasi.  Nilai-nilai  parameter  yang  terdapat,  yaitu konstanta  laju  reaksi  di  permukaan  (k sr )  serta konstanta  kesetimbangan  adsorpsi  reaktan  dan produk  (K A ,  K R ,  K P ,  dan  K S ).Nilai-nilai  parameter  yang
0 0.1 0.2 0.3 0 2 4 6 K S Konsentrasi katlais (g/L) 0 2 4 6 8 10 0 5 10 K A pH 0.00E+00 5.00E-07 1.00E-06 1.50E-06 2.00E-06 0 5 10 K P pH 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0 5 10 K R pH 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 5 10 K S pH
digunakan pada kondisi konsentrasi katalis 2 g/L dan pH  7  dicari  berdasarkan  fungsi-fungsi  yang  telah diprediksi sebelumnya.

## Tabel 7 Nilai Parameter Validasi
Parameter  Nilai SSE R 2 k sr 6,84E-03 mM menit -1 5,24E-10 0,9999 K A 4,709610 3,45E-08 0,9999 K R 0,035700 7,97E-07 0,9996 K P 1,13E-06 1,19E-14 0,9912 K S 0,107828 7,86E-06 0,9999 Gambar 11 Hasil Validasi
Gambar 12 Distribusi Nilai Error
Hasil  validasi  didapat  dengan  nilai  SSE  =  0,0029 dan  nilai  R 2 =  0,9947.  Distribusi  nilai error yang merupakan  selisih  antara  data  dengan  model  tiap waktu  dapat  dilihat  pada Gambar  12 .Berdasarkan distribusi  nilai error yang  didapat,  terlihat  bahwa distribusi  nilai error tidak  berpola.  Dengan  demikian, kesalahan-kesalahan  yang  didapat  pada  data  saat percobaan  merupakan  kesalahan  yang  terjadi  secara acak  dan  model  kinetika  reaksi  Reaksi  Katalisis Unimolekular  Jenis  Pertama  Tahap  Penentu  Reaksi Permukaan  dapat  mewakili  kinetika  reaksi  pada  data tersebut.

## 3.3 Hasil Simulasi
Berdasarkan  hasil  simulasi,  seperti  yang  tampak pada Gambar 13 dan Tabel 8 , nilai kondisi optimum berada  pada  pH  5  dan  9  serta  konsentrasi  katalis  4
g/L.  Pada  kondisi  ini,  besarnya  nilai  konversi  yang diberikan mampu mencapai di atas 99,99%.
Gambar 13 Hasil Simulasi
Tabel 8 Nilai Konversi (%) Reaksi Degradasi
Parasetamol pada Variasi pH dan Variasi Konsentrasi katalis Konsentrasi katalis (g/L) pH 3 5 7 9 1 97,25 99,90 95,58 99,96 2 98,62 99,96 98,00 99,98 3 99,32 99,98 99,13 99,99 4 99,66 99,99 99,62 99,99
Pada  umumnya,  kondisi  pH  parasetamol  dengan konsentrasi  awal  100  ppm  akan  berada  pada  nilai sekitar  7.  Berdasarkan  Keputusan  Menteri  Negara Lingkungan  Hidup  nomor  KEP-51/MENLH/10/1995 (Muliartha, 2004) tentang baku mutu limbah cair bagi kegiatan industri, nilai pH limbah cair industri farmasi harus  berada  sekitar  6  hingga  9  dan  nilai chemical oxygen  demand (COD)  maksimum  sebesar  150  ppm. Dengan demikian, kondisi pH 5 walaupun memberikan  konversi  yang  besar,  tetapi  tidak memenuhi  peraturan  sehingga  tidak  dapat  dijadikan kondisi optimum.
COD  merupakan  jumlah  oksigen  dalam  limbah cair    yang  dibutuhkan  untuk  mengoksidasi  senyawa limbah. Dengan asumsi bahwa pada limbah cair hanya mengandung  parasetamol,  maka  dapat  diasumsikan oksidasi  parasetamol  dengan  oksigen  mengikuti persamaan reaksi berikut:
2C 8 H 9 NO 2 + 21O 2  16CO 2 + 8H 2 O + 2HNO 3 (9) Berdasarkan  persamaan  reaksi  4.13  dan  definisi nilai COD, maka nilai oksigen sebesar 150 ppm mampu mengoksidasi  parasetamol  sebesar  67,5ppm.  Jika dibandingkan  dengan  konsentrasi  awal  parasetamol sebesar  100  ppm,  nilai  konversi  yang  dibutuhkan adalah  sebesar  32,5%.  Dengan  demikian,  kondisi optimum  dapat  dicapai  cukup  dengan  nilai  pH  7  dan konsentrasi katalis 1 g/L.
4.

## KESIMPULAN
Model kinetika reaksi Reaksi Katalisis Unimolekular  Jenis  Pertama  Tahap  Penentu  Reaksi Permukaan  mampu  memodelkan  kinetika  reaksi degradasi  fotokatalitik  parasetamol.Kondisi  optimum dicapai pada konsentrasi katalis 1 g/L dan pH 7. Pada kondisi  ini,  simulasi  reaksi  degradasi  parasetamol mampu mencapai konversi sebesar 95,58%.

## 5. KETERANGAN SIMBOL
k = konstanta laju reaksi (mmol 1-n L n-1 menit -1 ) n = orde reaksi k 0 = k sr = konstanta laju reaksi di permukaan (mmol L -
1 menit -1 ) k 1 = k ads = konstanta laju adsorpsi parasetamol (mmol L -1 menit -1 ) k 3 = konstanta laju adsorpsi CO 2 (mmol L -1 menit -1 ) k 4 = konstanta laju adsorpsi H 2 O (mmol L -1 menit -1 ) k 5 = konstanta laju adsorpsi HNO 3 (mmol L -1 menit -1 ) k des = konstanta laju desorpsi produk (mmol L -1 menit - 1 ) K A = konstanta kesetimbangan adsorpsi parasetamol K P = konstanta kesetimbangan adsorpsi H 2 O K R = konstanta kesetimbangan adsorpsi CO 2 K S = konstanta kesetimbangan adsorpsi HNO 3

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Desale,  A.,  Kamble,  S.  P.,  &  Deosarkar,  M.  P., Photocatalytic  Degradation  of  Paracetamol  Using Degussa  Tio2  Photocatalyst,International  Journal of Chemical and Physical Sciences, 2013, 140-148. Drs. I Ketut Muliartha,
M.,Pedoman Teknis Pengelolaan Limbah Cair Industri Kecil, Kementrian Lingkungan Hidup dengan PT
Envirotekno Karya Mandiri, Jakarta, 2004. Dutta,  P.  K.,  Ray,  A.  K.,  Sharma,  V.  K.,  &  Millero,  F.  J.,
Adsorption  of  arsenate  and  arsenite  on  titanium dioxide  suspensions,Journal  of  Colloid  and Interface Science, 2004, 278, 270-275.
Froment,  G.  F.,  &  Bischoff,  K.  B.,Chemical  Reactor Analysis  and  Design,  John  Wiley  8  Sons,  New
York,1979.
Hashimoto,  K.,  Irie,  H.,  &  Fujishima,  A.,  TiO2 Photocatalysis:  A  Historical  Overview  and  Future Prospects,Japanese  Journal  of  Applied  Physics, 2005, 8269–8285.
Melo, M. d., & Silva, L. A., Photocatalytic Production of
Hydrogen:  an  Innovative  Use  for  Biomass Derivatives,Journal  of  The  Brazilian  Chemical Society, 2011, 1399-1406.
Missen, R. W., Mims, C. A., & Saville, B. A.,Introduction to  Chemical  Reaction  Engineering  and  Kinetics,
John Wiley & Sons, Inc., New York, 1999.
Mota,  A.  L.,  Albuquerque,  L.  F.,  Beltrame,  L.  T., Chiavone-Filho,  O.,  Jr.,  A.  M.,  &  Nascimento,  C.  A.,
Advanced Oxidation
Processes and Their Application  in  The  Petroleum  Industry  :  A Review,Brazilian  Journal  of  Petroleum  and  Gas, 2008, 122-142.
Nabil  Jallouli,  K.  E.,  Photocatalytic  degradation  of paracetamol on TiO2 nanoparticles and
TiO2/cellulosic  fiber  under  UV  and  sunlight irradiation,Arabian Journal of Chemistry, 2014, 1-6.
Ohtani, B., Titania Photocatalysis
beyond Recombination:  A  Critical  Review,Catalysts,  2013, 942-953.
Umar,  M.,  &  Aziz,  H.  A.,  Photocatalytic  Degradation  of Organic  Pollutants  in  Water,Organic  Pollutants  - Monitoring, Risk and Treatment, 2013, 196-208.