AKTIVITAS DAN SELEKTIVITAS KATALIS Ni/H 5 NZA TERHADAP HIDRORENGKAH METIL OLEAT MENJADI SENYAWA HIDROKARBON FRAKSI PENDEK
Ratno Budiyanto * , Donatus. Setyawan, Novita Andarini Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember
* email : ratno.by@gmail.com
Received 16 April 2018 Accepted 28 Mei 2018

## Abstrak
Telah dilakukan uji aktivitas dan selektivitas katalis Ni/H 5 NZA terhadap hidrorengkah metil oleat menjadi senyawa hidrokarbon fraksi pendek dengan variasi konsentrasi Ni 1%,2% dan 3% (% b/b) untuk hidrorengkah katalitik metil oleat menjadi senyawa hidrokarbon fraksi pendek (hidrokarbon C 5 -C 12 ). Katalis dibuat dengan metode impregnasi basah, dilanjutkan kalsinasi pada temperatur 500 o C, oksidasi pada temperatur 400 o C dan reduksi pada 500 o C , masing-masing dengan aliran gas nitrogen, oksigen dan hidrogen dengan kecepatan gas alir ±5mL/detik. Karakterisasi katalis meliputi penentuan rasio Si/Al, kandungan logam Ni yang terimpregnasi  dengan  menggunakan  alat  AAS,  dan  penentuan  keasaman  dengan menggunakan metode gravimetri. Proses hidrorengkah dilakukan dalam reaktor flow-fixed bed  pada  temperatur  500 o C.  Katalis  dipanaskan  terlebih  dahulu  kemudian  reaktan dipanaskan di reaktor pirolisis secara terpisah hingga menjadi uap, kemudian dialirkan ke reaktor  hidrorengkah.  Cairan  hasil  hidrorengkah  ditampung  dan  dianalisis  dengan kromatografi  gas  (GC)  dan  kromatografi  gas-spektrometer  massa  (GC-MS).  Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa secara umum bahwa rasio Si/Al mengalami penurunan setelah diimpregnasi logam Ni, sedangkan jumlah kandungan logam Ni hampir mencapai setengah  dari  konsentrasi  awal  Ni  yang  diimpregnasikan.  Sedangkan  jumlah  keasaman katalis setelah diimpregnasikan dengan logam Ni meningkat dibandingkan katalis sebelum diimpregnasikan  dengan  logam  Ni.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  aktivitas  dan selektivitas  katalis  Ni-2%/H 5 -NZA  lebih  baik  dalam  menghidrorengkah  senyawa hidrokarbon  yang  lebih  pendek.  Aktivitas  katalis  Ni-2%/H 5 -NZA  mencapai  91.3041%. Sedangkan selektivitasnya lebih selektiv terhadap pembentukan senyawa hidrokarbon rantai C 5 -C 11 dan lebih mengarah pada pembentukan alkane dan alkena.
Katakunci : metil oleat, katalis, Ni/H 5 NZA dan hidrorengkah

## Abstract
It  has  conducted  on  the  activity  and  selectivity  of  Ni/H 5 NZA  catalyst  toward  the hydrocracking  of  oleat  methyl  catalytic  becomes  short  fraction  hydrocarbon  compounds with the variation of Ni concentration such as 1%, 2% and 3% (%  w/w) for oleat methyl catalytic  hydrocracking  becomes  short  fraction  hydrocarbon  compounds  (C 5 -C 11 hydrocarbon).  The  catalyst  is  prepared  by  wet  impregnation  method,  then  followed  by calcinations at 500 o C, oxidation at 400 o C and reduction at 500 o C, each of them are followed by a stream of nitrogen, oxygen and hydrogen with ± 5mL/second in stream velocity. The characterization  of  catalyst  includes  the  determination  of  Si/Al  ratio,  Ni  metal  that  were impregnated  by  using  AAS  instrument,  and  the  acid  determination  by  using  gravimetric
method. The hydrocracking process is done in flow-fixed bed reactor at 500 o C; the catalyst are heated at first and followed by the reactants which are heated in pyrolysis reactor up to it change into vapor, then they are moved into the hydrocracking reactor. The liquid from hydrocracking process is collected and analyzed by using Gas of Chromatography (GC) and Gas of Chromatography-Mass spectrometer (GC-MS). The characterization results showed in general that Si/Al ratio decreases after being impregnated by Ni metal. The amount of Ni metal  almost  reach  a  half  of  early  Ni  concentration  which  is  impregnated.  On  the  other hands, the acid amount of catalyst after being impregnated by Ni metal rise higher than those before being impregnated by Ni metal. The research showed that the activity and selectivity of  Ni-2%/H 5 NZA  catalyst  is  better  in  hydrocracking  hydrocarbon  compounds  which  are shorter.  The  activity  of  Ni-2%/H 5 NZA  catalyst  reaches  91.3041%.  Meanwhile  the selectivity is more selective in creating the hydrocarbon compounds with C 5 -C 11 chain and more lead to the formation of alkane and alkene.
Keywords: methyl oleate, catalyst, Ni/H 5 NZ , hydrocracking

## Pendahuluan
Perkembangan  teknologi  berbanding lurus  dengan  kebutuhan  energi  dalam bidang transportasi dan industri, sementara sumber  energi  yang  kita  pakai  selama  ini merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat  diperbaharui,  sehingga  mendorong pencarian energi alternatif sebagai pengganti  sumber  energi  terbarukan. Pemilihan  minyak  sawit  sebagai  sumber energi sangat tepat dilakukan di Indonesia mengingat penghasil minyak kelapa sawit terbesar  nomor  dua  di  dunia  setelah Malaysia.  Komposisi  asam  lemak  dalam minyak sawit memiliki jumlah kandungan terbesar  setelah  asam  palmitat,  yaitu sebesar 39% (Hendrawati, 2017). Kandungan  asam  oleat  yang  tinggi menjadi dasar pertimbangan untuk digunakan  sebagai  bahan  baku  dalam penelitian hidrorengkah asam oleat menjadi  senyawa  hidrokarbon  fraksi pendek.
Astutik  (2005),  menyatakan  bahwa metil  ester  dari  minyak  jelantah  dapat direngkah  dengan  menggunakan  katalis H 5 NZA dengan umpan alkohol (etanol dan propanol) pada temperatur 450 ˚C selama
± 30 menit dalam kolom reator sistem flow fixed  bed .  Jumlah  katalis  yang  digunakan adalah  sebanyak  4 gram ,  sedangkan jumlah  metil  ester  yang  digunakan  sama dengan jumlah alkohol yaitu 7.5 mL. Hasil
dari  perengkahan  ini  berupa  fraksi gasoline sebesar  27.45%. Pemilihan  logam Ni  sebagai  pengemban  dikarenakan  unsur Logam  Ni  mempunyai  orbital  atom  3d  yang belum  penuh,  maka  sesuai  aturan  Hund terdapat elektron-elektron yang belum berpasangan  pada  orbital d. Logam  nikel sangat  umum  digunakan  dalam  proses hidrogenasi maupun dehidrogenasi walaupun aktivitasnya lebih lemah dibandingkan  dengan  aktivitas  logam mulia,  seperti  Pd  dan  Pt,  tetapi  stabilitas termalnya  cukup  tinggi  dan  daya  tahan yang besar terhadap racun katalis (Ketaren, S., 1986).
Penelitian  sebelumnya  menyatakan bahwa  logam  Ni  dapat  diembankan  pada zeolit melalui impregnasi basah. Keberhasilan Ni 2+ yang terimpregnasi dari hasil  pengukuran  dengan  metode  AAS adalah  sebesar  36.24%  dari  konsentrasi awal nikel yang diimpregnasikan yaitu 2% (b/b)  (Hasyim,  2007).  Jumlah  logam  Ni yang diembankan memungkinkan terjadinya  penumpukan  logam  Ni  pada permukaan  pori  pengemban  sehingga menyebabkan  terhalangnya  ion  sejenis untuk dapat masuk kedalam pori pengemban.  Sehingga  pada  penelitian  ini variasi  konsentrasi  Ni  yang  terembankan adalah 1, 2 dan 3% (b/b).
Asam  oleat  sebelum  diproses  dengan katalis  melalui  perengkahan  katalitik,
terlebih dahulu direaksikan dengan metanol dan asam sulfat untuk membentuk metil  esternya  (FAME , Fatty  Acid  Methyl esther ).  Sebagaimana  yang  telah  diteliti oleh Abiney (2008) , esterifikasi asam oleat dengan  menggunakan  katalis  H 2 SO 4 menghasilkan konversi metil ester sebesar 92% dalam jangka waktu 2 jam. Selajutnya senyawa  FAME  di  proses  dengan  katalis Ni/H 5 -NZA  dalam  kolom  reaktor  sistem flow  fixed  bed pada  temperatur  450 o C dengan dialiri gas hidrogen sebagai carrier gas .

## Metodologi Penelitian
Alat dan bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian meliputi: peralatan gelas, neraca analitik,  termometer,  reaktor  aktivasi, reaktor  katalitik  jenis  “ flow  fixed  bed ”, oven,  GC  dan  GC-MS,  desikator  vakum, AAS,  pengaduk,  saringan  100  mesh, wadah  plastik,  satu  set  refluks,  stirer magnetik,  cawan  porselen,  krus  teflon, corong  pemisah,  dan  kertas  pH.  Bahan- bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian meliputi: Zeolit alam dari PT. Prima Zeolit Wonosari  Yogyakarta,  metil  oleat  65%  - 88%,  kristal Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O  99%,  gas nitogen  (N 2 ),  gas  oksigen  (O 2 ),  gas hidrogen (H 2 ), larutan HF 1%, larutan HCl 3M, larutan NH 4 Cl 1M, larutan NH 3 25% pa (gas NH 3 ), glass wool dan aquades.

## Prosedur penelitian Preparasi katalis
Zeolit alam dari Wonosari, Yogyakarta dalam  bentuk  butiran  dihaluskan  dengan saringan  lolos  100  mesh  dan  direndam dalam akuadaes sambil diaduk, dikalsinasi dengan dialiri gas nitrogen (500 o C, 4jam) dan dioksidasi dengan oksigen (400 o C, 2 jam) sehingga diperoleh katalis NZ.
Katalis NZ direndam dalam larutan HF 1%  (volume  1:2),  kemudian  disaring  dan dicuci  berulang-ulang  dengan  akuades (pH=6). Katalis NZ direfluks dengan HCl 3M  (90 o C,  30  menit).  Setelah  itu dilanjutkan  dengan  penyaringan  dan
pencucian dengan akuades (pH=6) sehingga diperoleh katalis NZA.
Katalis  NZA  direfluks  dalam  larutan NH 4 Cl  1M  (volume  1:2,  90 o C,  3  jam) selama satu minggu dan diaduk setiap satu jam  selama  pemanasan.  Disaring  dan dicuci dengan akuades (pH=6), dikeringkan dalam oven (120 o C). Dikalsinasi  (4  jam,  500 o C)  dalam Muffle Furnace (kalsinasi  tanpa  gas  nitrogen). Sampel  didinginkan  dan  dilanjutkan dengan proses hidrotermal (500 o C, 5 jam), dikalsinasi dengan gas nitrogen (500 o C, 3 jam),  dioksidasi  dengan  gas  oksigen (400 o C, 2 jam) sehinnga diperoleh katalis
H 5 NZA .
Pembuatan  katalis  Ni-Zeolit  melalui impregnasi  logam  nikel  yaitu  merendam katalis H 5 NZA ke dalam larutan Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O  (90 o C,  3  jam)  dengan variasi  konsentrasi  1,  2  dan  3%  (b/b). Dikalsinasi  dengan  gas  nitrogen  kedalam reaktor (500 o C, 3 jam) dengan kecepatan ±5  mL/detik,  dilanjutkan  dengan  proses oksidasi  dengan  mengalirkan  gas  oksigen dengan  kecepatan  ±5  mL/detik  (500 o C,  2 jam)  dan  direduksi  dengan  mengalirkan gas H 2 sehinnga didapatkan katalis Ni/H 5 - NZA.

## Karakterisasi katalis
Penentuan  keasaman  total  katalis dilakukan  secara  gravimetri  atas  dasar adsorpsi kimia gas amonia oleh situs asam pada  permukaan  zeolit.  Sebanyak  3  gram sampel dipanaskan sampai temperatur 120 o C  selama  2  jam.  Didinginkan  dalam desikator dan ditimbang hingga berat tetap (W) dalam mg sampel. Sampel kemudian ditempatkan dalam desikator kembali dan desikator divakumkan lalu sampel didesikator  dialiri  gas  NH 3 yang  berasal dari  NH 4 OH  yang  dipanaskan  pada temperatur ± 60 o C hingga kelihatan uap di dalam desikator (kondisi jenuh).
Selanjutnya  didinginkan  selama  24  jam. Setelah  itu  ditimbang  hingga  diperoleh berat  tetap  (W 1 )  dalam  mg  berat  katalis. Setelah  itu  sampel  diangin-anginkan selama 15 menit dan ditimbang berulang-
ulang  setiap  15  menit  hingga  diperoleh berat tetap. Keasaman disini didefinisikan sebagai  jumlah  (mmol)  NH 3 yang teradsorpsi untuk setiap gram berat katalis.
Penentuan  rasio  Si/Al  total  pada penelitian  ini  dilakukan  dengan  alat  AAS Kation Si ditentukan sebagai SiO 2 dan Al ditentukan  sebagai  Al 2 O 3 .  Kandungan logam  yang  terimpregnasi  dalam  katalis H 5 NZA juga ditentukan dengan AAS.

## Uji aktivitas dan selektivitas katalis
Sebanyak  5  gram  katalis  ditempatan dalam kolom reaktor kemudian dipanaskan  hingga  temperatur  450 o C. Selanjutnya  gas  hidrogen  sebagai  ‘‘gas pembawa’’  dialirkan  melalui  evaporator yang  telah  diisi  umpan  metil  oleat sebanyak  10  mL .  Kolom  evaporator dipanaskan  sehingga  uap  metil  oleat bersama  gas  hidrogen  mengalir  melalui reaktor  yang  telah  ditempatkan  katalis pada suhu 450 o C (gambar 1). Diharapkan dalam kolom reaktor terjadi reaksi katalitik dan  produk  yang  dihasilkan  kemudian ditampung  dan  dilakukan  analisis  dengan GC dan GC-MS.
Gambar 1 . Reaktor flow fixed bed sebagai alat hiddrorengkah katalitik
Aktivitas ( A ) ditentukan sesuai dengan persamaan 1, dengan produk reaksi ( P ) dan reaktan  yang  merupakan  metil  oleat  dan asam  oleat  ( R )  Adapun  selektivitas  ( S )
ditentukan  sesuai  persamaan  2,  dengan jumlah molekul target ( P i ).
(%) 100% P A
R  (1) S (%) 100% i P R  (2)

## Hasil dan Pembahasan

## Keasaman katalis
Berdasarkan  gambar  2,  modifikasi katalis  NZ  memiliki  keasaman  relatif rendah jika dibandingkan dengan modifikasi  katalis  lainnya.  Selain  adanya pengotor  pada Natural  Zeolit (NZ)  yang mengakibatkan  adanya  akumulasi  pada mulut  pori  dan  juga  belum  adanya perlakuan  asam,  karena  dengan  adanya perlakuan  asam  mampu  menyediakan tambahan  situs  aktif  pada  katalis.  Dua macam  situs  asam  yang  dapat  terbentuk akibat  preparasi  serta  pengembanan  yaitu situs  asam  Bronsted  dan  asam  Lewis. Dampak  akumulasi  pengotor  pada  mulut pori dan tidak adanya dua situs asam aktif tersebut  mengakibatkan  daya  adsorpsi terhadap  gas  amonia  kurang  maksimal.
Sedangkan  katalis  NZA  yang  melalui pengasaman menunjukkan
adanya peningkatan, demikian juga dengan katalis H 5 NZA  yang  telah  terjadi  reaksi  kimia dengan  larutan  garam  NH 4 Cl,  yakni pertukaran  ion  NH 4 + dengan  logam  yang ada di zeolit membentuk H – zeolit.
Gambar 2 . Keasaman Katalis
Peningkatan  keasaman  juga  terjadi setelah  diimpregnasikannya  logam  Ni.
Mengutip jurnal Kadarwati (2013)
menyatakan  bahwa  keberadaan  logam  Ni sebagai pengemban meningkatkan
keasaman dibandingkan tanpa pengemban, yaitu  mencapai  11.09  x  10 –4 .  Hal  ini dikarenakan  logam  transisi  memiliki elektron yang tidak berpasangan orbital d sehingga dapat menjadi akseptor pasangan elektron  dari  NH 3 yang  memiliki  dua pasang  elektron  bebas.  Ni  yang  teremban pada  zeolit  akan  membentuk  asam  lewis, sehingga akan berkontribusi pada kenaikan keasaman total katalis.

## Rasio Si/Al
Berdasarkan gambar 3, dapat dijelaskan bahwa  katalis  NZ  memiliki  rasio  Si/Al paling  rendah  jika  dibandingkan  dengan modifikasi katalis lainnya. Kenaikan rasio Si/Al  dari  katalis  NZ  sampai  katalis H 5 NZA  terjadi  karena  adanya  proses dealuminasi  melalui  refluks  dengan  HCl 3M  dan  proses  hidrotermal.  Kaitannya dengan  rasio  Si/Al  tidak  terlepas  dari perlakuan  hidrotermal  sebelum  perlakuan impregnasi  dengan  logam  Ni,  tujuannya adalah  agar  katalis  tersebut  stabil  pada temperatur  tinggi  yang  ditandai  dengan adanya  pergantian  posisi  Al  pada  zeolit oleh Si yang menyebabkan jarak antara Al dan Si lebih dekat karena tidak banyak lagi kandungan  Al  yang  ada  dalam  katalis sehingga  katalis  tersebut  lebih  kuat  dan rigit.
Penurunan  rasio  Si/Al  terjadi  setelah diimpregnasikannya  logam  Ni,  fenomena ini  bisa  jadi  pada  saat  perlakuan impregnasi  dengan  Ni  situs  aktifnya tertutupi  oleh  Al 2 O 3 atau  bisa  dikatakan bahwa  posisi  Si  sudah  mengalami desilikonisasi yang begitu rendah. Penambahan  logam  3%  Ni  mengalami peningkatan Rasio Si/Al jika dibandingkan dengan 2% Ni, bisa jadi keberadaan logam Ni menyebabkan interkalasi atau defectcrystal pada  bidang  kristal  zeolit, yaitu  penataan  Penataan  ulang  ini meningkatkan rasio Si/Al dan penggantian atom  Al  oleh  atom  Si  mengakibatkan terjadinya penyusutan ukuran unit kerangka dengan mengecilnya ukuran pori sehingga meningkatkan kestabilan struktur kerangka.
Meskipun
rasio Si/Al
mengalami  penurunan,  bukan  berarti katalis  tersebut  tidak  bisa  bekerja  secara maksimal, terbukti produk yang dihasilkan dengan  adanya  Ni  lebih  banyak  jika dibandingkan  sebelum  di  modifikasi dengan logam Ni
Gambar 3. Rasio Si/Al pada Katalis

## Kandungan Ni terimpregnasi
Berdasarkan gambar 4, kadar logam Ni yang  teremban  pada  zeolit  mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya konsentrasi larutan Ni(NO 3 ) 2 yang diembankan dalam bentuk garam nitratnya Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O.  Hal  ini  dikarenakan potensial  kimia  larutan  lebih  besar dibandingkan  dengan  potensial  kimia pengemban, yang mengakibatkan terjadinya  gerakan ion Ni 2+ teradsorpsi ke dalam padatan pengemban. Semakin besar beda potensial kimia antara larutan dengan pengemban,  semakin  mudah  ion  Ni 2+ teradsorpsi pada pengemban. Berdasarkan jurnal  Kadarwati  (2013)  Potensial  kimia larutan berbanding lurus dengan konsentrasi  ion  Ni 2+ .  Makin  tinggi konsentrasi  larutan,  potensial  kimia  juga makin  besar  sehingga  makin  banyak  Ni 2+ yang  teradsorpsi.  Alasan  kedua,  adalah dengan  peningkatan  konsentrasi  Ni 2+ dalam  larutan,  maka  frekuensi  tumbukan antara  partikel  semakin  besar  sehingga efisiensi  adsorpsi  semakin  besar.  Pada proses  pertukaran  ion,  jumlah  partikel logam  dalam  pengemban  ditentukan  oleh sisi aktif pengemban yang terdapat dalam jumlah  yang  terbatas.  Tidak  semua  sisi aktif itu dapat ditempati oleh kation logam sebab  terdapat  faktor  sterik  sebagai penghalang (Catherina M., 2002).

## Gambar 4

## Hasil analisis metil oleat
Berdasarkan gambar 5, dapat dijelaskan bahwa produk metil oleat yang digunakan dalam  penelitian  ini  memiliki  tingkat kemurnian  yang  tergolong  masih  rendah, hal  ini  diperkuat  dengan  munculnya kromatogram puncak lainnya, yang menandakan bahwa hasil esterifikasi yang dihasilkan  kurang  murni.  Waktu  retensi dari  puncak-puncak  tersebut cukup  besar, ini  berarti  bahwa  metil  ester  dari  asam oleat  kurang  volatil  sehingga  senyawa- senyawa  yang  termasuk  fraksi  pendek mungkin  tertahan  lebih  lama  dalam kromatografi gas.
Gambar 5. Kromatogram metil oleat hasil esterifikasi asam oleat dengan GC
Dari  21  puncak  yang  dihasilkan, diambil 2 puncak dominan pada kromatogram yang dihasilkan yaitu senyawa  metil  ester  oleat  pada  waktu retensi  14.095  menit  dengan  konsentrasi 72.87% dan asam oleat pada waktu retensi 14.514 menit dengan konsentrasi 14.35%. Kedua  senyawa  ini  dijadikan  sebagai
reaktan untuk proses hidrorengkah selanjutnya melihat jumlah kedua senyawa tersebut  yang  dihasilkan  begitu  dominan yaitu sebesar 87.23%.

## Hidrorengkah termal
Hidrorengkah  termal  metil  ester  oleat dilakukan pada temperatur 450ºC terhadap 10 mL reaktan menggunakan set alat flow fixe  bed .  Pemanasan  reaktor  diatur  agar reaktor  mencapai  temperatur  450°C. Kemudian hasil produk dihentikan setelah 30  menit  dari  pertama  kali  menetesnya produk.  Dari  10  mL  metil  ester  yang dihidrorengkah  secara  termal  ternyata dihasilkan  produk  sebanyak  ±5  mL berwarna kuning kecoklatan dalam bentuk cair. Hasil dari kromatogram hidrorengkah secara termal dijadikan sebagai pembanding  untuk  mengetahui  pengaruh katalis  H 5 NZA,  Ni–1%/H 5 NZA,  Ni– 2%/H 5 NZA  dan  Ni–3%/H 5 NZA  dalam proses hidrorengkah katalitik.
Gambar 6. Kromatogram FAME secara termal cracing dengan GC
Berdasarkan  hasil  analisis  GC,  proses secara  termal  menghasilkan  beberapa senyawa baru. Hal ini ditunjukkan dengan munculnya  puncak-puncak  baru  bila dibandingkan  dengan  kromatogram  awal reaktan  hasil  esterifikasi.  Kromatogram tersebut  memperlihatkan  puncak  yang terbaca berada pada rentang waktu retensi dari  1.752  menit  sampai  18.010  menit dengan  puncak-puncak    yang  terbaca sejumlah  92  puncak.  Terdapat  2  puncak yang dominan yaitu produk reaktan berupa
metil oleat 45.75% dan asam oleat 7.13%. Munculnya puncak-puncak baru ini menandakan bahwa terdapat senyawa baru terjadi karena adanya peristiwa pemutusan senyawa  metil  oleat  dan  asam  oleat menjadi  senyawa  baru  yang  di  proses secara  termal.  Jumlah  produk  yang dihasilkan  secara  termal  adalah  sebesar 47.11% yaitu jumlah senyawa hidrokarbon ditambah dengan jumlah produk perengkahan  senyawa  non  hidrokarbon. Hasil yang diperoleh melalui proses termal hidrorengkah masih tergolong rendah. Hal ini  dimungkinkan  karena  konsentrasi radikal  bebas  yang  terbentuk  sedikit. Proses perengkahan termal terjadi melalui mekanisme  radikal  bebas.  Radikal  bebas yang terlibat dalam proses ini berasal dari pemutusan  ikatan  C–C  (homolisis  ikatan karbon)  (Gates et.al ,  1979).  Sehingga produk  radikal  pada  tahap  pembentukan produk yang terjadi melalui penggabungan radikal bebas tidak terlalu banyak.
Hidrorengkah katalitik [Ni/H 5 NZA] Hidrorengkah katalitik terhadap senyawa awal ( FAME )
dengan menggunakan katalis H 5 NZA, Ni– 1%/H 5 NZA,  Ni–2%/H 5 NZA  dan  Ni– 3%/H 5 NZA  pada      temperatur  tinggi (450 o C)  dengan  mengalirkan  gas  H 2 sebagai  gas  pembawa  dalam  proses hidrorengkah bertujuan untuk mengetahui seberapa  besar  pengaruh  kinerja  katalis hasil modifikasi jika dibandingkan proses hidrorengkah  secara  termal.  Sehingga aktivitas  dan  selektivitas  dari  masing  – masing  katalis  bisa  diketahui  dalam menghidrorengkah reaktan menjadi senyawa yang lebih pendek. Hasil analisis yang  digunakan  berupa  alat  kromatografi gas  pada  semua  proses  hidrorengkah dengan  berbagai  katalis  dan  analisis tambahan menggunakan alat kromatografi gas spektum massa (GC–MS) untuk hasil hidrorengkah dengan katalis Ni– 1%/H 5 NZA.  Hasil  Kromatogram  pada kromatogram  GC  Ni–1%/H 5 NZA  akan disamakan profil puncaknya dari puncak –
puncak kromatogram GC–MS Ni– 1%/H 5 NZA yang terlihat seperti gambar 7.
Gambar  7. Kromatogram  GC-MS  Ni- 1%/H 5 NZA dan GC Ni-1%/H 5 NZA
Hal  ini  dilakukan  untuk  mendapatkan informasi  senyawa  –  senyawa  apa  saja yang  terbentuk  pada  proses  hidrorengkah pada  tiap-tiap  katalis.  Selanjutnya  untuk hasil  kromatogram  dari  katalis  lain  akan disamakan  dengan  cara  mensejajarkan seluruh  hasil  kromatogram  (gambar  8). Sehingga dengan cara ini akan didapatkan puncak  yang  sama  dengan  kromatogram GC  Ni–1%/H 5 NZA  yang  sebelumnya disamakan  dengan  profil  puncak  pada kromatogram GC–MS Ni–1%/H 5 NZA. Sebaran senyawa yang diketahui seperti yang tercantum pada kromatogram gambar 8, kemudian dikelompokkan sesuai jumlah atomnya,  yaitu  senyawa–senyawa  C 5 –C 11 (fraksi  pendek),  C 12 –C 18 (fraksi  sedang) dan  C 19 –C 25 (fraksi  berat).  Senyawa  – senyawa  diatas  kemudian  dikelompokkan lagi  berdasarkan  jenisnya,  yaitu  parafin, olefin, naften, asam karboksilat, aromatik, metil ester, aldehid dan keton (Tabel 1).
Gambar 8. Kromatogram GC dari Ni-1%/H 5 NZA, 2%//H 5 NZA, 3%//H 5 NZA, H 5 NZA dan Termal yang sudah disejajarkan dengan kromatogram GC–MS Ni–1%/H 5 NZA.
Berdasarkan  tabel  1  dapat  diketahui bahwa produk alkana dan alkena memiliki konsentrasi yang cukup
besar dibandingkan  dengan  produk  lain  yang
dihasilkan.  Dengan  adanya  pengembanan logam Ni tampak bahwa terjadi peningkatan  jumlah  produk  terutama dalam bentuk olefin dan paraffin .
Tabel 1. Sebaran senyawa dalam FAME yang telah di analisis dengan GC
Konsentrasi senyawa (%) Jenis Perengkahan TERMAL H 5 -NZA Ni-1%/ H 5 NZA Ni-2%/ H 5 NZA Ni-3%/ H 5 NZA Senyawa C 6 -
C 11 Parafin 3.7141 0.0343 4.9403 5.9132 0.8944 Olefin 6.0130 5.4953 9.3431 15.9504 2.223 Naften - - - - - Aromatik - - - - - asam karboksilat - - - - - metil ester 1.9684 5.2805 1.8401 6.7205 0.6105 Aldehid 2.3032 0.6793 2.3934 0.0437 0.6295 Keton - - - - - Siklo - - - - - Senyawa C 12 –C 18 Parafin 0.8175 4.0893 3.0407 3.8296 0.6794 Olefin 1.9146 3.3046 1.2858 2.9383 1.0884 Naften - - - - - Aromatik 0.2456 1.1797 0.1005 0.1498 0.1786 asam karboksilat 0.2456 0.2372 0.2057 0.1123 0.1457 metil ester 1.9188 1.5173 1.6891 6.6687 10.9902 Aldehid 0.5828 2.4592 0.1247 1.1439 6.0355 Keton 0.1884 0.6170 0.4599 0.2786 0.1081 Siklo - - - - - Senyawa C 19
– C 25
Parafin - - - - - Olefin - - - - - Naften - - - - - Aromatik 0.3248 2.7905 0.7474 0.2915 0.4671 asam karboksilat 2.1373 1.1797 2.0993 0.4255 2.1936 metil ester 0.7629 3.2253 0.5275 1.3361 4.6344 Aldehid - - - - - Keton - - - - - Siklo - - - - - Unknown 15.7272 39.8638 34.1510 20.3549 55.0418

## Aktivitas dan selektivitas katalis
Berdasarkan  tabel  2,  aktivitas  katalis H 5 -NZA  memiliki  aktivitas  terendah dalam  proses  hidrorengkah  FAME,  ini menandakan  bahwa  aktivitas  katalitiknya hanya  bergntung  pada  aktivitas  katalitik zeolitnya  saja,  sedangkan  pada  katalis yang  diemban  dengan  logam  Ni  aktivitas katalitiknya bertambah karena ada kontribusi katalitik dari logam Ni.
Berdasarkan data jumlah produk hidrorengkah, diketahui bahwa katalis Ni-
2%/H 5 -NZA menghasilkan produk senyawa baru paling banyak dibandingkan dengan  katalis  lainnya.  Hal  ini  berarti katalis Ni-2%/H 5 -NZA memiliki aktivitas tertinggi  dalam  pembentukan  produk hidrorengkah terhadap FAME. Jika dilihat dari  keasaman  katalis,  Justru  katalis  Ni- 3%/H 5 -NZA  yang  memiliki  keasamaan
paling baik dan jumlah Ni yang teremban paling besar dibandingkan dengan katalis- katalis yang lainnya, tetapi hasil hidrorengkah  tampak  bahwa  katalis  Ni-
3%/H 5 -NZA memiliki
aktivitas pembentukan produk kurang baik daripada katalis Ni-zeolit lainnya. Hal ini dikarenakan logam Ni yang teremban pada katalis Ni-3%/H 5 -NZA diduga
terdistribusi kurang merata dan menumpuk pada  permukaan  pori  katalis  H 5 -NZA
sehingga  akan  mengurangi  sisi  aktif katalis, akibatnya aktivitas katalis menurun.  Semakin  besar  kadar  logam  Ni yang  diembankan  dapat  mengakibatkan distribusi  yang  kurang  merata  dan  hanya terakumulasi pada titik tertentu yang dapat menutupi  permukaan  katalis  sehingga berakibat  aktivitas  dari  katalis  tidak semakin baik. Keadaan inilah yang terjadi pada katalis Ni-3%/H 5 -NZA sebab dilihat dari  semakin  meningkatnya  kadar  logam Ni yang teremban pada katalis Ni-1%/H 5 - NZA,  dan  Ni-2%/H 5 -NZA  menunjukkan kenaikan  aktivitas  katalis,  tetapi  pada katalis  Ni-3%/H 5 -NZA  aktivitas  katalis menurun.  pada  titik  tertentu  yang  dapat menutupi  permukaan  katalis  sehingga berakibat  aktivitas  dari  katalis  tidak semakin baik. Keadaan inilah yang terjadi pada katalis Ni-3%/H 5 -NZA sebab dilihat dari  semakin  meningkatnya  kadar  logam Ni yang teremban pada katalis Ni-1%/H 5 - NZA,  dan  Ni-2%/H 5 -NZA  menunjukkan kenaikan  aktivitas  katalis,  tetapi  pada katalis  Ni-3/H 5 -NZA  aktivitas  katalis menurun.
Pada  Fraksi  sedang  (kerosin)  dengan rantai  karbon  C 12 –C 18 .  Dengan  melihat konsentrasi  terbesar  dari  dua  fraksi  hasil hidrorengkah  yang  diperoleh,  sehingga dapat diketahui katalis-katalis yang dihasilkan  tersebut  selektiv  terhadap produk  pada  rantai  hidrokarbon  C 5 –  C 11 atau  C 12 –C 18 .  Adapun  tabel  persentase selektivitas  katalis  yang  menunjukkan pembentukan senyawa  –  senyawa dengan rantai  hidrokarbon  C 5 –C 11 dan  C 12 –C 18 yang dihasilkan Dari hidrorengkah FAME
menggunakan katalis Ni/Zeolit dengan alat GC – MS bisa dilihat pada tabel 1 :
Penentuan  aktivitas  katalis  dilakukan untuk  mengetahui  kemampuan  masing- masing katalis dalam hidrorengkah reaktan menjadi senyawa fraksi pendek. Besarnya persentase  aktivitas  dari  masing-masing katalis  pada  proses  hidrorengkah  metil ester oleat ditunjukkan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Aktivitas katalis.
No Jenis Hidrorengkah % Aktivitas Hasil Hidrorengkah 1 Termal 54.0074 2 H 5 NZA 68.9394 3 Ni-1%/H 5 NZA 75.4885 4 Ni-2%/H 5 NZA 91.3041 5 Ni-3%/H 5 NZA 51.5395

## Selektivitas katalis
Selektivitas katalis didefinisikan sebagai kemampuan katalis untuk mengarah pada jenis produk tertentu. Pada penelitian ini, selektivitas katalis dikelompokkan  menjadi  dua  kelompok senyawa  fraksi  pendek  (gasolin)  dengan rantai hidrokarbon C 5 –C 11 dan senyawa – senyawa  fraksi  sedang  (kerosin)  dengan rantai  hidrokarbon  C 12 –C 18 .  Dengan melihat konsentrasi terbesar dari dua fraksi hasil hidrorengkah yang diperoleh, sehingga  dapat  diketahui  katalis  –  katalis yang dihasilkan tersebut selektiv  terhadap produk  pada  rantai  hidrokarbon  C 5 –C 11 atau  C 12 –C 24 .
Berdasarkan  tabel  3,  Katalis  Ni– 2%/H 5 NZA lebih selektiv terhadap konversi  MEFA  menjadi  senyawa  fraksi hidrokarbon  dengan  rantai  atom  C 5 –C 11 dibandingkan dengan katalis Ni– 1%/H 5 NZA  dan  Ni–3%/H 5 NZA,  hal  ini dapat  disimpulkan  bahwa  dengan  adanya modifikasi logam Ni memberikan kontribusi jika dibandingkan dengan tanpa logam Ni.
Pada  saat  FAME  dilakukan  proses hidrorengkah  sesuai  kromatogram  yang telah disebutkan diatas akan menghasilkan produk  dengan  rantai  yang  lebih  rendah sehingga kecil kemungkinan untuk menghasilkan produk dengan jumlah atom C lebih banyak.
Tabel 3. Persentase selektivitas produk dari masing-masing katalis terhadap pembentukan senyawa - senyawa dengan rantai hidrokarbon C 5 –C 11 dan C 12 –C 18 .
Selektivitas katalis pada pembentukan Termal Katalis H 5 NZA Ni-1%/H 5 NZA  Ni-2%/H 5 NZA Ni-3%/H 5 NZA
C 5 – C 11 16.95% 7.35% 19.42% 37.33% 5.27% C 12 – C 18 3.87% 8.52% 8.15% 11.54% 2.60% Tabel 4 . Daftar senyawa hasil hidrorengkah asam oleat (FAME) melalui uji GC – MS No Nama senyawa % Konsentrasi produk pada setiap katalis Termal H 5 NZA Ni-1%/ H 5 NZA Ni-2%/ H 5 NZA N-3%/ H 5 NZA 1 1-Nonene C 9 H 18 1.9371 0.3790 2.8032 1.0723 0.5709 2 Nonane C 9 H 20 3.7141 0.0343 4.9403 5.9132 0.8944 3 Bicyclo C 8 H 14 5.0647 0.8859 5.4642 10.7060 1.3921 4 1-Decene C 10 H 20 0.6766 3.2639 3.9143 10.4511 1.1038 5 Spiro[2.4]heptan-4-one C 7 H 10 O 2.3032 0.6793 2.3934 0.0437 0.6295 6 2-Decene  C 10 H 20 0.6506 0.5870 1.5526 0.1086 0.3262 7 Metyl trans 6-heptenoat C 8 H 14 O 2 1.3351 3.8317 0.9658 5.2864 - 8 1-Undecene C 11 H 22 1.2581 1.1833 0.7563 2.9512 0.1755 9 Dodecane C 12 H 26 0.6528 0.0388 0.6546 1.5829 0.1718 10 4-Undecene  C 11 H 22 1.4906 0.0821 0.3168 1.3672 0.1366 11 1-Dodecene C 12 H 24 0.7079 1.4308 - 1.3444 0.1069 12 Tridecana C 13 H 28 0.1366 - 0.5627 1.0861 0.0920 13 2-Dodecene C 12 H 24 0.2252 - 0.3043 0.6124 - 14 Methyl ester C 10 H 18 O 2 0.3373 - 0.2334 0.4286 - 15 3-Tetradecene C 14 H 28 0.5105 - 0.1289 0.4515 - 16 Tridecana C 13 H 28 0.0363 - 0.2700 0.8148 - 17 Methyl ester C 11 H 22 O 2 0.2960 1.4488 0.6409 1.0055 0.6105 18 3-Hexadecene C 16 H 32 0.2611 0.9990 0.34680 0.2677 0.0894 19 Heptadecana C 17 H 36 0.5851 3.1193 1.6858 1.5232 0.3562 20 Methyl ester C 13 H 26 O 2 1.7079 1.2421 1.3016 0.7720 2.0048 21 Tetradecaniid acid  C 14 H 28 O 2 0.2456 0.2372 0.2057 0.1123 0.1457 22 Methyl ester C 14 H 28 O 2 0.1698 0.1045 0.2288 0.0998 - 23 8-Heptadecene C 17 H 34 0.1097 0.8748 1.0722 0.7473 0.5685 24 8-Heptadecene C 17 H 34 0.1002 - 1.5651 1.2348 0.6547 25 Octadecane C 18 H 38 0.0595 0.9700 0.5222 0.4055 0.2312 26 Methyl ester C 15 H 30 O 2 0.0411 0.1707 0.1587 0.8026 0.2624 27 2-Pentadecanone C 18 H 36 O 0.1884 0.6170 0.4599 0.2786 0.1081 28 9,17-Octadecadienal C 18 H 32 O 0.5828 2.4592 0.1247 1.1439 6.0355
Berdasarkan  tabel  3,  Katalis  Ni–
2%/H 5 NZA lebih selektiv terhadap konversi  MEFA  menjadi  senyawa  fraksi hidrokarbon  dengan  rantai  atom  C 5 –C 11 dibandingkan dengan katalis Ni– 1%/H 5 NZA  dan  Ni–3%/H 5 NZA,  hal  ini dapat  disimpulkan  bahwa  dengan  adanya
modifikasi logam Ni memberikan kontribusi jika dibandingkan dengan tanpa logam Ni.
Pada  saat  FAME  dilakukan  proses hidrorengkah  sesuai  kromatogram  yang telah disebutkan diatas akan menghasilkan produk  dengan  rantai  yang  lebih  rendah
sehingga kecil kemungkinan untuk menghasilkan produk dengan jumlah atom C lebih banyak.
Senyawa  baru  yang  dihasilkan  dari proses  hidrorengkah  (tabel  4)  adalah  dari C 8 (bicyclo)  sampai  C 18 (octadienal) menunjukkan  bahwa  senyawa  bicyclo, nonana, 1-nonena,
1-decena dan heptadecana  adalah  senyawa  –  senyawa yang  memiliki  selektivitas  paling  tinggi jika  dibandingkan  dengan  senyawa  – senyawa  lainnya  dalam  setiap  katalis. Senyawa  bicyclo,  1-nonene  dan  nonane merupakan  senyawa  hidrokarbon  dengan rantai paling rendah yang didapat sebagai fraksi  cair  dari  hasil  hidrorengkah. Besarnya  konsentrasi  bicyclo,    1-nonene dan  nonane  yang  dihasilkan  tampak dipengaruhi  oleh  adanya  pengembanan logam Ni yang divariasi. Semakin banyak logam Ni yang teremban, konsentrasi yang dihasilkan  juga  semakin  meningkat. Prediksi  dari  peristiwa  hidrorengkah  ini adalah terjadinya hidrogenolisis ester pada metil  ester  (reaktan)  terlebih  dahulu dengan  membentuk  alkohol  primer  dan metanol.  Setelah  itu  alkohol  primer mengalami hidrogenasi lebih lanjut sehingga  terbentuk  alkana.  Alkana  yang terbentuk ini  kemudian mengalami  reaksi cracking pada proses hidrorengkah dengan adanya  katalis  Ni/H 5 -NZA  ((Abdulloh, Purkan, & Hardiansyah, 2017).
Terbentuknya  senyawa  bicyclo,  1- nonene  dan  nonane  diprediksi  dengan terjadinya  proses cracking pada  reaktan melalui  terbentuknya  alkana  terlebih dahulu  kemudian  alkana  yang  dihasilkan membentuk ion karbonium sebagai intermediet  dengan  bantuan  dari  katalis Ni/H 5 -NZA. Setelah terbentuk intermediet
kemudian  terjadi  pemotongan β-scission yang  menghasilkan  fraksi  olefin  dan  ion karbonium  dengan  rantai  hidrokarbon yang  lebih  pendek.  Selanjutnya  terjadi peristiwa  transfer    hidrogen  ( hydride transfer )  pada  ion  karbonium  sehingga terbentuk senyawa parafin. Adanya produk fraksi  panjang    yang  terbentuk  dengan konsentrasi  yang  lebih  rendah,  ini menandakan  bahwa  proses  hidrorengkah FAME  yang  telah  dilakukan  dengan katalis  Ni/H 5 -NZA  sudah  bisa  dikatakan menghasilkan  produk  hidrokarbon  fraksi pendek (C 5 -C 11 ) dengan maksimal.

## Kesimpulan
Zeolit  yang  telah  diimpregnasikan dengan  logam  Ni  mengalami  penurunan rasio Si/Al. Konsentrasi Ni yang teremban pada zeolit meningkat seiring meningkatnya konsentrasi Ni yang diembankan.  Keasaman  katalis  Ni/H 5 – NZA meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi Ni yang teremban pada zeolit.
Ni–2%/H 5 NZA memiliki aktivitas tertinggi  dan  H 5 –NZA  memiliki  aktivitas terendah.  Katalis  Ni–2%/H 5 NZA  lebih selektiv  terhadap  pembentukan  produk hidrokarbon  fraksi  pendek  (C 5 –C 11 ) dibandingkan  dengan  katalis  Ni/H 5 –NZA lainnya dan lebih mengarah pada pembentukan produk alkana dan alkena.

## Ucapan Terima Kasih
Penelitian ini saya ucapkan terima kasih kepada  Dr.  Donatus  Setyawan,  M.Si  dan Novita  Adarini,  S.Si.,  M.Si  penelitian 2010

## Daftar Pustaka
Abdulloh, A., Purkan, P., & Hardiansyah, N. (2017). Preparasi dan karakterisasi α-Fe2O 3 /zeolit Y untuk reaksi
perengkahan  asam  palmitat. Jurnal Kimia Riset , 2, 69–76.
Abiney L. Cardoso. 2008. Esterification of Oleic  Acid  for  Biodiesel  Production Catalyzed  by  SnCl 2 : A  Kinetic Investigation . Brazil:  Departament of Chemistry,  Federal  University  of Viçosa, Minas Gerais, ,

## Astutik,  D.R.  2005.  “Aktivitas  Katalis
NZA  dan  H 5 NZA  dalam  Reaksi Konversi  Jelantah  menjadi  Senyawa Fraksi Bahan Bakar pada Variasi Jenis Alkohol  sebagai  Umpan  Pancingan” .
Skripsi .  Jember:  FMIPA  Universitas Jember.
Catherine,  M.  2002.  “  Pengaruh  kadar logam Nikel terhadap aktivitas katalis Ni/Zeolit-Y dalam reaksi hidrorengkah  minyak  bumi, Tesis , Universitas Gadjah Mada.
Hasyim,  W.  2007.  Studi  Aktivitas  dan
Selektivitas  Katalis  Ni(II)/H 5 NZA dan  Zn(II)/  H 5 NZA  dalam  Konversi Plastik  menjadi  Senyawa  Fraksi Bahan  Bakar  Cair. Skripsi ,  FMIPA Universitas Jember.
Hendrawati,T.  Y  2017,  Pengaruh  Suhu terhadap  Kandungan  Asam  Palmitat pada proses fraksinasi Palm
Stearin .Jurnal.umj.ac.id/index.php/se mnastek. Kadarwati, S., 2013 Kinetics and
Mechanism of Ni/Zeolite – Catalyzed Hydrocracking of Palm Oil into Bio – Fuel.  Department  of  Chemistry, Semarang State University. Indo.J.Chem. , 2013 , 13, 77 – 85. Sie,Tiong,  S.,  1992,  Acid-Catalyzed Cracking of Paraffins Hydrocarbons.1. Discussion of
Existing Mechanisms and Proposal of a New Mechanism, Journal Industrial and  Enginering Chemical Ressearch, 31, 1881-1889.
.