ISSN: 1410-8917 e-ISSN: 2597-9914
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122

## Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi
Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Efek Temperatur, Tekanan dan Waktu Reaksi pada Hidrogenasi Asam Heksadekanoat Menjadi 1-Eksadekanol Menggunakan Katalis Ru-Sn(3,0)/C
Nor Ain a , Rodiansono a,* , Kamilia Mustikasari a
a Program Studi Kimia, Universitas Lambung Mangkurat. Jl. A. Yani Km 36.0 Banjarbaru Kalimantan Selatan 70714, Indonesia
* Corresponding author: rodiansono@ulm.ac.id
https://doi.org/10.14710/jksa.22.4.112-122
Art ic le   Info

## Ab s t rac t
Article history:
Received: 11 March 2019
Revised: 2 May 2019 Accepted: 16 May 2019 Online: 31 July 2019
Keywords: Ru-Sn(3.0)/C catalyst; selective hydrogenation; hexadecanoic acid; 1- hexadecanol; ethyl hexadecanoate
Title: Effect  of  Temperature,  Pressure,  and  Reaction  Time  on  Hydrogenation  of Hexadecanoic Acid to 1-Hexadecanol Using a Ru-Sn(3.0)/C Catalyst
Effect  of  temperature,  initial  H 2 pressure,  and  reaction  time  on  the  selective hydrogenation of hexadecanoate acid to 1-hexadecanol over bimetallic ruthenium-tin supported  on  carbon  (denoted  as  Ru-Sn(3.0)/C;  3.0  is  molar  ratio  Ru/Sn)  has  been systematically  investigated.  Ru-Sn(3.0)/C  catalyst  was  synthesized  using  a  simple hydrothermal  method  at  temperature  of  150  C  for  24  h  followed  by  reduction  with hydrogen at at 400  C and 500°C for 1.5 h. The XRD patterns of reduced Ru-Sn(3.0)/C showed a series diffraction peaks of bimetallic alloy Ru 3 Sn 7 at 2 θ = 30.0°; 35.0°; and 41.3° which are recognized as (310), (321), and (411) reflection planes present. The N 2 - adsorpsion/desorption profiles confirmed that the catalyst structure was microporous and mesoporous sizes with specific surface area ( S BET ) of 207 m 2 /g, pore volume (V p BJH ) 0.1015  cm 3 /g,  and  pore  diameter  (d p BJH )  1,21  nm.  NH 3 -TPD  profile  shows  that  the desorption temperature of 157.1°C was a weak acidity (Bronsted acid site) with amount of acid sites was 0.117 mmol/g. Meanwhile, the desorption temperature of 660.3°C was a  strong  acidity  (Lewis  acid  site)  with  amount  of  acid  sites  was  0.826  mmol/g.  The highest  conversion  of  hexadecanoic  acid  (86.24%)  was  achieved  at  reaction temperature180°C,  initial  H 2 pressure  of  5.0  MPa,  a  reaction  time  of  6  h  in  ethanol solvent and afforded yield of hexadecane (0.15%), 1-hexadecanol (4.27%), and ethyl hexadecanoate  (81.82%).  At  reaction  temperature  of  150°C,  H 2 of  3.0  MPa,  and  a reaction  time  of  18  h,  73.27%  of  hexadecanoic  acid  was  converted  to  1-hexadecanol (0.24%) and ethyl hexadecanoate (73,03%).

## Ab s t rak
Kata Kunci: katalis Ru-Sn(3;0)/C; hidrogenasi selektif; asam heksadekanoat; 1- heksadekanol; etil heksadekanoat Efek temperatur, tekanan awal hidrogen, dan waktu reaksi pada hidrogenasi selektif asam  heksadekanoat  menjadi  1-heksadekanol  menggunakan  katalis  dua  logam rutenium-timah  terembankan  pada  karbon  (Ru-Sn(3,0)/C;  3,0  adalah  rasio  mol  Ru terhadap Sn awal) telah dipelajari secara sistematis. Katalis Ru-Sn(3,0)/C telah dibuat dengan metode hidrotermal pada temperatur 150°C selama 24 jam dilanjutkan reduksi dengan  gas  hidrogen  (H 2 )  pada  temperatur  400°C  dan  500°C  selama  1,5  jam.  Hasil analisis menggunakan difraksi sinar-X (XRD) menunjukkan  bahwa terdapat puncak spesifik untuk alloy dua logam Ru 3 Sn 7 pada sudut 2 θ = 30,0°; 35,0°; dan 41,3° dengan jarak basal berturut-turut (310), (321), dan (411). Profil adsorpi-desorpsi gas N 2 (BET) menunjukkan bahwa katalis Ru-Sn(3,0)/C memiliki struktur mikropori dan mesopori dengan  luas  permukaan  spesifik  (S BET )  sebesar  207  m 2 /g,  volume  pori  (V p BJH )  0,1015 cm 3 /g,  dan  diameter  pori  (d p BJH )  1,21  nm.  Profil  TPD-NH 3 menunjukkan  bahwa temperatur desorpsi 157,1°C memiliki tingkat keasaman lemah (situs asam Bronsted) dengan  jumlah  situs  asam  katalis  0,117  mmol/g  dan  temperatur  desorpsi  660,3°C
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122
memiliki tingkat keasaman tinggi (situs asam Lewis) dengan jumlah situs asam katalis 0,826  mmol/g.  Reaksi  hidrogenasi  asam  heksadekanoat  (AH)  menggunakan  katalis Ru-Sn(3,0)/C dalam pelarut etanol (5 mL), temperatur 180°C, tekanan 5,0 MPa selama 6 jam. Konversi AH yang diperoleh sebesar 86,24% dan produk reaksi 1-heksadekanol (4,27% yield ),  heksadekana  (0,15% yield ),  etil  heksadekanoat  (81,82% yield ).  Pada temperatur  150°C  dan  tekanan  gas  H 2 3,0  MPa  selama  18  jam  diperoleh  konversi sebesar  73,27%  dan  produk  reaksi  1-heksadekanol  (0,24% yield ),  serta  etil heksadekanoat (73,03% yield ).

## 1. Pendahuluan
Asam heksadekanoat merupakan asam lemak jenuh yang  terdapat  pada  kelapa  sawit,  biji-bijian,  dan  buah kelapa  dalam  bentuk  asam  lemak  bebas  maupun trigliserida.  Minyak  kelapa  sawit  merupakan  sumber asam  heksadekanoat  terbesar  (48,0%),  yang  mana sangat  potensial  untuk  diubah  menjadi  lemak  alkohol melalui  proses  reaksi  katalitik  menggunakan  katalis homogen maupun heterogen. Lemak alkohol secara luas digunakan sebagai zat antara dalam produk wewangian, farmasi,  deterjen,  pengemulsi,  dan  pelumas,  serta merupakan  komponen  terpenting  dalam  produksi makanan dan kosmetik [1].
Hidrogenasi  asam  heksadekanoat  dan  esternya (metil ester heksadekanoat) menjadi lemak alkohol telah banyak  diteliti.  Reaksi  tersebut  menggunakan  katalis heterogen logam mulia (Ru, Pt, Rh, Ir, Pd) yang memiliki aktivitas  katalitik  dan  selektivitas  produknya  tinggi  [2]. Katalis logam mulia biasanya ditambahkan logam kedua untuk  meningkatkan  kinerjanya  berupa  Sn  atau perpaduan  antara  logam-logam  mulia  tersebut,  seperti Ru-Sn [3], Rh-Sn [4], Pt-Re [5], Ni-Sn [6], Ru-Y [7], dan Re-Ru [8]. Penggunaan katalis dua logam menunjukkan aktivitas  katalitik  yang  lebih  baik  dibandingkan  katalis logam  tunggal  dalam  menghasilkan  produk  lemak alkohol  [9].  Sistem  katalis  dua  logam  Ru-Sn  pada umumnya  memiliki  aktifitas  yang  lebih  besar  terhadap ikatan  C=O  dalam  senyawa  asam  lemak  sehingga menghasilkan  produk  lemak  alkohol  yang  tinggi. Pengaruh  adanya  logam  Sn  dalam  bentuk  spesies  Sn n+ sebagai  promotor  mampu  mengaktifkan  ikatan  C=O melalui  interaksi  ion  Sn n+ dan  oksigen  pada  gugus karbonil  [10].  Selain  itu,  katalis  dua  logam  biasanya diembankan pada padatan pengemban seperti Al 2 O 3 , TiO 2 , atau  karbon  aktif  yang  dapat  meningkatkan  dispersi, aktivitas  dan  stabilitas  katalis  [2].  Pengemban  yang berupa  karbon  dan  TiO 2 disukai  oleh  spesies  logam  Sn, sedangkan  pengemban  oksida  seperti  Al 2 O 3 disukai  oleh spesies kation Sn 2+ /Sn 4+ [1]. Beberapa keunggulan karbon sebagai  pengemban  katalis  heterogen  dalam  reaksi hidrogenasi yakni luas permukaannya besar, relatif tidak ikut  bereaksi,  stabil  di  atas  700°C,  memiliki  ketahanan terhadap asam [11].
Selain  penggunaan  katalis  dua  logam,  pelarut  yang digunakan  juga  berpengaruh  terhadap  efektivitas  reaksi hidrogenasi. Sebagai contoh hidrogenasi asam heksadekanoat  menjadi  lemak  alkohol  telah  dilaporkan menggunakan  katalis  Ru-Sn/Al 2 O 3 tanpa  pelarut, temperatur 250°C, dan tekanan gas H 2 8,0 MPa selama 20 jam  menghasilkan  konversi  82,2%  dan yield 75,3%  [3].
Hidrogenasi metil heksadekanoat menjadi 1-
heksadekanol telah dilaporkan menggunakan katalis Ru- Y/TiO 2 dalam  pelarut  sikloheksana,  temperatur  240°C, dan tekanan gas H 2 5,0 MPa selama 10 jam menghasilkan konversi  93,4%  dan  selektivitas  99,0%  [7].  Hidrogenasi asam  heksadekanoat  menjadi  heksadekanol  telah dilaporkan menggunakan katalis Ru-Zn/C dalam pelarut air,  temperatur  300°C  selama  1  jam  didapatkan yield sebesar  7,2%  [12].  Hidrogenasi  asam  heksadekanoat menjadi  alkohol  telah  dilaporkan  menggunakan Ru 3 Sn 7 /SiO 2 dalam pelarut dodekana, temperatur 240°C, dan tekanan gas H 2 4,0 MPa selama 4 jam menghasilkan konversi 99,0% dan selektivitas 99,7% [13].
Di  antara  katalis  dua  logam  yang  telah  dilaporkan peneliti  sebelumnya,  katalis  dua  logam  Ru-Sn  memiliki aktivitas  katalitik  hidrogenasi  dan  selektivitas  produk yang  tinggi  [13].  Berdasarkan  uraian  di  atas  katalis  Ru- Sn/C  diduga  mampu  bekerja  pada  rentang  temperatur, tekanan,  dan  waktu  yang  lebih  rendah  serta menghasilkan  selektivitas  yang  tinggi.  Penggunaan pelarut  etanol  akan  bisa  membuat  situs  aktif  katalis bekerja  dengan  baik  serta  adsoprsi  H 2 oleh  substrat  [14, 15]. Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan katalis Ru-Sn(3,0)/C dengan metode hidrotermal dan dikarakterisasi  menggunakan  difraksi  sinar-X  (XRD), analisis  adsorpsi-desorpsi  gas  N 2 metode Brunauer - Emmet - Teller (BET),  metode Barret - Joyner - Halenda (BJH),  metode  perbandingan  t-Plot  dan α s -Plot,  serta desorpsi  temperatur  program  amonia  (TPD-NH 3 ). Selanjutnya  untuk  mengetahui  kinerja  katalis  yang terbentuk,  dilakukan  reaksi  katalitik  pada  hidrogenasi asam  heksadekanoat  menjadi  1-heksadekanol  dengan variasi temperatur: (120-180°C), tekanan gas H 2 : (1,0-4,0 MPa),  waktu:  (1-18  jam),  dan  pelarut.  Efek  variasi temperatur,  tekanan,  dan  waktu  diperkirakan  dapat mempengaruhi konversi hidrogenasi asam heksadekanoat dan yield terhadap produk 1- heksadekanol.  Hasil  hidrogenasi  akan  dianalisis menggunakan kromatografi gas (KG).

## 2. Metode Penelitian

## 2.1. Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah peralatan  gelas  standar  laboratorium  ( Pyrex ),  indikator pH  universal,  neraca  analitik  KERN,  pelat  panas dengan pengaduk  magnet Thermo  SCIENTIFIC,  reaktor stainless steel dengan  teflon  autoklaf,  reaktor batch TAIATSU Techno  JAPAN  dengan  gelas  kaca,  penangas  minyak silikon  yang  dilengkapi  dengan  kontrol  temperatur  tipe TC-1N AS ONE, sentrifugasi Thermo SCIENTIFIC, pompa vakum,  oven  Memmert  Germany, Mac  Science M18XHF, Belsorp  Max (BEL  Japan),  BELCAT-M  (BEL  Japan),  KG
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122 114 Perkin  Elmer AutoSystem XL,  dan  GCMS-QP2010S SHIMADZU.

## 2.2. Bahan
Bahan-bahan  yang  digunakan  adalah  RuCl 3 (Tokyo Chemical Industry, 99,0%), SnCl 2 .2H 2 O (Merck, 99,0%), karbon aktif (S BET = 815 m 2 /g), 2-propanol (Merck), etanol (Merck,  96,0%),  etilena  glikol  (Merck,  99,5%),  NaBH 4 (Tokyo  Chemical  Industry,  95,0%),  NaOH  (Merck, 99,0%),  gas  H 2 (99.99%),  gas  N 2 (99.99%),  asam heksadekanoat  (Tokyo  Chemical  Industry,  97,0%),  1,6- heksanadiol  (Tokyo  Chemical  Industry,  97,0%),  minyak silikon , dan akuades.
2.3. Metode

## 2.3.1. Sintesis Ru-Sn(3,0)/C
Tipikal  prosedur  sintesis  dilakukan  dengan  metode reduksi dalam kondisi hidrotermal (3,0 adalah rasio mol Ru/Sn).  RuCl 3 0,0821  g  dilarutkan  dalam  5  mL  akuades dan  SnCl 2  2H 2 O  0,1225  g dilarutkan  dalam  20  mL  etanol dan  10  mL  etilena  glikol  pada  temperatur  kamar. Selanjutnya kedua larutan dicampurkan pada temperatur kamar,  ditambahkan  1,05  g  karbon  aktif  sebagai pengemban,  15  mL  etilena  glikol,  dan  0,3852  g  NaBH 4 sebagai  agen  pereduksi.  Campuran  tersebut  diaduk dengan pengaduk magnet pada temperatur 50°C selama 12 jam. Selanjutnya pH campuran disesuaikan menjadi 12 melalui  penambahan  NaOH  3,1  M  secara  bertahap. Campuran tersebut dimasukkan ke dalam teflon autoklaf untuk reaksi hidrotermal pada temperatur 150°C selama 24 jam. Hasilnya disaring, dicuci dengan air distilasi, dan dikeringkan  dalam  vakum  selama  satu  malam.  Katalis Ru-Sn(3,0)/C  yang  dihasilkan dilakukan  pra-perawatan pada temperatur 200°C selama 1 jam kondisi atmosfer O 2 bertujuan untuk menghilangkan pengotor yang mungkin ada.  Katalis  yang  didapatkan  kemudian  di  bagi  dua  dan direduksi  dengan  tekanan  gas  H 2 0,6  MPa  pada temperatur  400°C  dan  500°C  selama  1,5  jam  masing- masing [6].

## 2.3.2. Karakterisasi Katalis.
Karakterisasi  difraksi  sinar-X  (XRD)  menggunakan instrumen Mac  Science M18XHF  yang  dilengkapi  dengan monokromatik  CuK α ( λ =0,15418  nm)  yang  dioperasikan pada  tegangan  40  kV,  kuat  arus  200  mA,  langkah perubahan  sudut  sebesar  0,02°  serta  laju  pemindaian 4°/min ( α 1=0,154057 nm dan α 2=0,154433 nm) [16]. Luas permukaan  spesifik Brunauer - Emmet - Teller ( S BET ), volume  pori  ( Vp BJH ),  dan  distribusi  pori  (d p BJH ) dikaraktersisasi  adsorpsi  desorpsi  gas  N 2 menggunakan instrumen Belsorp Max (BEL Japan) secara adsorpsi fisika pada  temperatur  -196°C.  Sampel  sebanyak  0,01  g dipanaskan  pada  kondisi  vakum  dengan  temperatur 200°C  selama  2  jam  untuk  menghilangkan  gas  yang teradsorpsi  secara  fisis  [16].  Desorpsi  temperatur terprogram amonia (TPD-NH 3 ) menggunakan instrumen BELCAT-M (BEL Japan) dengan gas NH 3 sebagai adsorbat. Sampel  dipanaskan  pada  kondisi  vakum  dengan temperatur 100-200°C selama 2 jam untuk menghilangkan  gas  yang  teradsorpsi  secara  fisis, temperatur kemudian dijaga konstan pada 200°C selama 2  jam  sambil  dialiri  gas  He.  Gas  NH 3 (80%  gas  NH 3 dan
20% gas He) dimasukkan pada temperatur 100°C selama 30 menit, kemudian dibilas dengan gas He juga selama 30 menit.  untuk  menghilangkan  gas  NH 3 yang  teradsorp secara  fisis.  Terakhir,  desorpsi  amonia  pada  temperatur terprogram  dilakukan  pada  100-800°C  dan  jumlah  gas NH 3 yang  terdesorpsi  dianalisis  menggunakan  detektor konduktivitas termal ( Thermal Conductivity Detector , TCD) [16].

## 2.3.3. Reaksi Katalitik
Asam heksadekanoat 0,5 g dan 5 mL etanol sebagai pelarut  dimasukkan  ke  dalam  gelas  kaca  lalu  diaduk dengan  pengaduk  magnet  sampai  terlarut  sempurna. Katalis  Ru-Sn(3,0)/C  0,05  g  dan  0,05  g  1,6-heksanadiol sebagai  standar  internal  ditambahkan  dan  diaduk. Campuran dimasukkan ke dalam reaktor batch (TAIATSU Techno JAPAN) dan dimurnikan dengan mengalirkan gas H 2 1,0 MPa sebanyak 10 kali, kemudian diberi tekanan gas H 2 sebesar  5,0  MPa  pada  temperatur  ruang.  Reaktor dipasang pada penangas minyak silikon dan temperatur dinaikkan dengan variasi 120; 130; 140; 150; 160; 170; dan 180°C  selama  6  jam.  Selain  itu  dikerjakan  pula  untuk variasi tekanan gas H 2 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; dan 4,0 MPa  dengan  temperatur  150°C  selama  6  jam.  Variasi waktu, yaitu 1; 6; 12; dan 18 jam dengan temperatur 150°C dan tekanan gas H 2 3,0 MPa. Variasi pelarut berupa etanol (5  mL),  etanol:air  (4  mL:1  mL),  2-propanol  (5  mL),  2- propanol:air (4 mL:1 mL), dan air (5 mL) dengan tekanan gas  H 2 5,0  MPa  dan  temperatur  160°C  selama  6  jam. Pengadukan diatur pada 500 rpm. Setelah selesai reaktor didinginkan sampai temperatur ruang, kemudian gas H 2 dikeluarkan dari reaktor, hasilnya disentrifugasi (~5000 rpm  selama  5  menit)  dan  siap  dianalisis  (0,5  µL) menggunakan kromatografi gas.

## 2.3.4. Analisis Produk
Analisis  KG  menggunakan  Perkin  Elmer AutoSystem XL  yang  dilengkapi  dengan  detektor  ionisasi  nyala ( Flame-Ionization  Detector -FID),  kolom  kapiler  Restek (0.32 mm ID × 30 m × 1.8 μm df), gas pembawa N 2 sebesar 14,0 psi pada kecepatan alir 14,4 mL/min dan split rasio 50:1.  Temperatur  injektor  250°C  dan  detektor  250°C dengan  alir  udara  450  mL/min  serta  alir  gas  H 2 45 mL/min. Temperatur oven diatur dari 80°C sampai 240°C dengan 80°C selama 3 min, kecepatan 5°C/min ke 160°C (dibiarkan  5  min),  dan  kecepatan  15°C/min  ke  240°C (dibiarkan  10  min),  total  waktu  tempuh  39,33  min. Semprit sebagai alat injeksi sampel dicuci dengan etanol sebanyak  40  kali  sebelum  dan  sesudah  digunakan. Banyaknya sampel yang diinjeksikan ke KG adalah 0,5 µL.
Analit autentik berupa heksadekana, 1- heksadekanol,  standar  internal  1,6-heksanadiol,  dan reaktan asam heksadekanoat masing-masing dilarutkan dalam  pelarut  etanol.  selanjutnya  dianalisis  dengan  KG pada  kondisi  pengukuran  yang  sama.  Hal  ini  agar didapatkan  data  difraktogram  masing-masing  analit autentik  yang  nantinya  akan  dibandingkan  dengan  data difraktogram  hasil  hidrogenasi.  Perhitungan  konversi reaktan asam heksadekanoat dan yield produk dilakukan dengan metode standar internal.
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122
Konversi = 𝐴 𝑜 - 𝐴 1 𝐴 𝑜 x 100%
Yield = mol Produk 𝐴 𝑜 x konversi
keterangan:
A o : mol awal reaktan asam heksadekanoat
A 1 :  mol  sisa  reaktan  asam  heksadekanoat  (hasil perhitungan dari rasio luas area reaktan dan standar pada analisis KG yang dikali slope dari kurva standar dan dikali mol awal standar)

## 2.3.5. Pembuatan Kurva Standar
Metode  standar  internal  digunakan  untuk  analisis kuantitatif  produk  hidrogenasi  asam  heksadekanoat dalam  pelarut  etanol.  Kurva  standar  yang dibuat  berupa analit  standar  internal  1,6-heksanadiol  dengan  asam heksadekanoat  sebanyak  4  buah  dengan  variasi (0,000235:0,000235), (0,000235:0,000470),
(0,000235:0,000705), dan (0,000235: 0,000940), (dalam satuan mol) dilarutkan dalam 3 mL etanol. Juga, standar internal 1,6-heksanadiol dengan heksadekana sebanyak 3 buah dengan variasi (0,000279:0,000277),
(0,000279:0,000552),  dan  (0,000279:0,000828),  dalam satuan  mol)  dilarutkan  dalam  3  mL  etanol.  Standar internal 1,6-heksanadiol dengan 1-heksadekanol sebanyak  3  buah  dengan  variasi  (0,000277:0,000276), (0,000277:0,000552),  dan  (0,000277:0,000827),  dalam satuan mol) dilarutkan dalam 3 mL etanol. Kemudian 0,5 μL sampel  tersebut  diinjeksikan  ke  KG pada  kondisi pengukuran yang sama seperti analisis hasil hidrogenasi. Kemudian  dicatat  luas  areanya  untuk  pembuatan  kurva standar  masing-masing  campuran  sehingga  didapatkan nilai kemiringan sebagai faktor pengali.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Karakterisasi Katalis Ru-Sn(3,0)/C
Gambar 1 menunjukkan difraksi sinar-X (XRD) dari katalis Ru-Sn(3,0)/C sebelum dan seduah reduksi dengan gas H 2 . Karbon aktif (C) muncul di sudut 2 θ = 23,3° untuk jarak  basal  (003)  (JCPDS  No.  00-026-1079).  Puncak spesifik alloy dua logam Ru 3 Sn 7 dapat dilihat pada sudut 2 θ = 30,0°(310); 35,0°(321); dan 41,3°(411) (JCPDS No. 26- 0504).  Logam  tunggal  Ru  terlihat  pada  sudut  2 θ = 37,8°(100) dan 44,4°(101) (JCPDS No. 65-1863), logam Sn di  sudut  2 θ =  39,7°(200)  dan  46,4°(311)  (JCPDS  No.  05- 390),  logam  Sn 2 di  sudut  2 θ =  32,9°(101)  (JCPDS  No.  04- 673), dan logam Sn 3 di sudut 2 θ = 34,2°(101) (JCPDS  No. 18-1380).
Gambar 1. Pola XRD katalis Ru-Sn(3,0)/C (a) sebelum direduksi dan setelah direduksi gas H 2 pada temperatur (b) 400°C, dan (c) 500°C
Adsorpsi  dan  desorpsi  gas  N 2 metode Brunauer- Emmett-Teller (BET) dapat digunakan untuk menentukan luas permukaan spesifik dan struktur pori suatu padatan katalis.  Data  luas  permukaan  spesifik  dan  struktur  pori suatu  padatan  katalis  dapat  menunjukkan  kinerja  dan stabilitas  suatu  katalis.  Gambar  2  menunjukkan  bahwa gas  N 2 teradsorpsi  sangat  banyak  pada  tekanan (P/P o =0,0-0,05),  hasil  terlihat  dari  grafik  yang  naik dengan  tajam  dan  cepat.  Kemudian  pada  tekanan (P/P o =0,05-0,45)  gas  yang  teradsorpsi  tidak  terlalu banyak,  grafik  isoterm  pun  naik  dengan  perlahan,  yang mana  menunjukkan  bahwa  telah  terbentuk  lapisan tunggal.  Pada  tekanan  (P/P o =0,45-1,0)  gas  teradsorpsi semakin  banyak,  grafik  isoterm  pun  naik  dengan  cepat, yang  mana  menunjukkan  telah  terbentuk  lapisan  yang berlapis-lapis.  Data  tersebut  sesuai  dengan  grafik isoterm Brunauer tipe I, yaitu jenis adsorpsi dari padatan yang memiliki struktur mikropori (<2 nm). Besarnya gas yang teradsorpsi oleh padatan katalis ini mengindikasikan  bahwa  material  yang  berstruktur mikropori  memiliki  luas  permukaan  yang  tinggi.  Pada proses  desorpsi  gas  N 2 ,  grafik  isotermal  menunjukkan terbentuknya diagram-histeresis, yang mana jumlah gas N 2 terdesorpsi  tidak  sama  dengan  jumlah  gas  N 2 yang teradsorpsi dikarenakan kondensasi kapiler padatan. Hal tersebut  sesuai  dengan  grafik  isoterm  Brunauer  tipe  IV yang  menunjukkan  katalis  memiliki  struktur  mesopori (2-50  nm)  [17].  Luas  permukaan  spesifik  (S BET )  pori katalis  Ru-Sn(3,0)/C  yang  diperoleh  sebesar  207  m 2 /g. Apabila  dibandingkan  dengan  luas  permukaan  spesifik (S BET )  pori  karbon  aktif  yang  awalnya  sebesar  815  m 2 /g, maka  terlihat  bahwa  S BET pori  katalis  Ru-Sn(3,0)/C  jauh lebih kecil. Adanya penurunan nilai S BET pori katalis dapat mempengaruhi kemampuan adsorpsi gas oleh katalis dan dapat  mempengaruhi  kinerjanya  dalam  proses  reaksi hidrogenasi  untuk  mengubah  reaktan  menjadi  produk utama yang diharapkan berupa 1-heksadekanol.
Gambar 2. Grafik isoterm adsorpsi-desorpsi gas N 2 metode BET katalis Ru-Sn(3,0)/C
Pembuktian  mengenai  adanya  mesopori  dapat digunakan metode Barret - Joyner - Halenda (BJH). Metode ini  dapat  menunjukkan  distribusi  ukuran,  volume,  dan diameter  pori  katalis.  Berdasarkan  data  distribusi  pori pada  Gambar  3,  katalis  yang  terdistribusi  memiliki struktur  mikropori  berukuran  kurang  dari  2  nm  dan mesopori sekitar 2-46 nm.
Gambar 3. Grafik distribusi ukuran pori metode BJH katalis Ru-Sn(3,0)/C
Berdasarkan  luas  area  adsorpsi  gas  N 2 didapatkan bagian  katalis  yang  berstruktur  mikropori  (<2  nm)  dan mesopori (2-46 nm) seperti yang  terdapat pada Tabel 1. Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  katalis  Ru-Sn(3,0)/C yang  berhasil  disintesis  memiliki  struktur  mesopori sedikit  lebih  banyak  dibandingkan  struktur  mikropori dilihat  dari  adsorpsi  gas  N 2 [17].  Banyaknya  persebaran katalis  yang  berstuktur  mesopori  mempengaruhi kemampuan katalis dalam mengadsorpsi dan mendesorpsi  gas  yang  melewati  katalis  menjadi  kurang mampu.  Hal  ini  yang  kemudian  memperkuat  bukti menurunnya  nilai  (S BET )  pori  katalis  Ru-Sn(3,0)/C  yang diperoleh.
Tabel 1. Analisis permukaan dan pori sampel katalis Ru- Sn(3,0)/C metode BJH
Volume
Pori (Vp) (cm 3 /g) Diameter Pori (dp) (nm) Jumlah Mikropori (%) Jumlah Mesopori (%) 0,1015 1,21 43,0 57,0%
Ditentukan  melalui  adsorpsi  gas  N 2 pada  77  K berdasarkan  persamaan  Kelvin  dan  faktor  koreksi  dari ketebalan statistik berlapis-lapis.
Analisis  yang  dapat  dilakukan  selanjutnya  untuk perkiraan struktur katalis dan menunjukkan kemampuan adsorpsi  katalis  berdasarkan  ukurannya  adalah  dengan metode  perbandingan  t-Plot  dan α s -Plot.  Berdasarkan metode  tersebut  dapat  diketahui  luas  permukaan mikropori, mesopori, dan volume mikropori katalis. Pada Gambar  4  menunjukkan  grafik  t-Plot  menuju  ke  arah kanan  (horizontal).  Berdasarkan  referensi  grafik  t-plot yang ada penggambaran grafik seperti ini menunjukkan katalis  memiliki  struktur  mikropori  (<2  nm)  dan mengadsorpsi banyak gas N 2 dilihat dari kerapatan titik- titik  adsorpsinya  [17].  Namun,  grafik  tersebut  juga menunjukkan  gas  N 2 teradsorpsi  oleh  katalis  yang berukuran  mesopori  (>2  nm),  sehingga  untuk  lebih jelasnya grafik ini kemudian dibandingkan dengan grafik pada α s -Plot (Gambar 5).
Gambar 4. Grafik t-Plot katalis Ru-Sn(3,0)/C
Grafik α s -Plot  yang  di  perlihatkan  pada  Gambar  5 menuju  ke  arah  kanan  lurus  di  awal  lalu  naik  ke  atas sampai  volume  pori  (Vp)  sekitar  29  cm 3 /g.  Grafik  lalu bergerak  ke  arah  kanan  (Vp~35  cm 3 /g)  dan  naik  lagi  ke atas (Vp~48 cm 3 /g), setelahnya grafik bergerak lurus ke arah  kanan.  Berdasarkan  referensi  grafik  t-plot penggambaran  grafik  seperti  ini  menunjukkan  katalis memiliki  perpaduan  struktur  antara  mikropori  (garis horizontal) dan mesopori (garis vertikal) [17].
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122
Berdasarkan  perbandingan  kedua  grafik  t-Plot  dan α s -Plot  menunjukkan  bahwa  katalis  yang  berstruktur mikropori  memiliki  kemampuan  adsorpsi  yang  lebih besar  dibandingkan  struktur  mesopori.  Hal  tersebut dikarenakan katalis yang berstruktur mikropori memiliki luas permukaan yang lebih besar dibandingkan struktur mesopori,  terlihat  dari  titik-titik  adsorpsi  yang  sangat rapat di ukuran (<2 nm). Titik-titik adsorpsi yang sangat rapat  menunjukkan  bahwa  katalis  yang  berstuktur mikropori mampu menyerap banyak gas. Berdasarkan hal tersebut  juga,  menunjukkan  bahwa  metode  hidrotermal yang digunakan untuk sintesis katalis Ru-Sn(3,0)/C telah berhasil mendapatkan katalis berstruktur mikropori yang diharapkan  dan  memiliki  kemampuan  adsorpsi  yang besar.  Analisis  permukaan  dan  pori  sampel  katalis  Ru- Sn(3,0)/C  metode  t-Plot  dan α s -Plot  ditunjukkan  pada Tabel 2.
Tabel 2. Analisis permukaan dan pori sampel katalis Ru- Sn(3,0)/C metode t-Plot dan α s -Plot Metode t-Plot a Metode α s -Plot a Luas Area Mikropori (m 2 /g) Volume Mikropori (cm 3 /g) Luas Area Mesopori (m 2 /g) Luas Area Mikropori (m 2 /g) Volume Mikropori (cm 3 /g) Luas Area Mesopori (m 2 /g) 247,19 0,1177 12,552 51,771 0,1514 1,9205
a Ditentukan melalui adsorpsi gas N 2 pada 77 K.
Analisis desorpsi temperatur program amonia (TPD- NH 3 ) untuk  mendapatkan  data  tingkat  keasaman  dan jumlah  situs  asam  katalis.  Data  tersebut  merupakan parameter  penting  yang  dapat  memberikan  gambaran pengaruh  pada  kemampuan  katalis  dalam  proses hidrogenasi ikatan C ═ O. Jumlah situs asam katalis dapat ditentukan dari jumlah molekul gas NH 3 yang terdesoprsi di situs asam. Semakin banyak gas NH 3 yang terdesorpsi oleh  katalis  maka  semakin  kuat  pula  keasaman  katalis dan  kereaktifan  katalis  menjadi  tinggi.  Temperatur puncak  menunjukkan  kekuatan  asam  dan  situs  asam. Puncak desorpsi  pada  rentang  temperatur  150-300°C merupakan  sifat  untuk  desorpsi  gas  NH 3 dari  distribusi situs  asam  dengan  tingkatan  keasaman  lemah,  300- 650°C  untuk  tingkatan  keasaman  sedang,  dan  >650°C untuk tingkatan keasaman kuat [18].
Gambar 6. Pola TPD-NH 3 katalis Ru-Sn(3,0)/C
Pola TPD-NH 3 pada Gambar 6 tersebut menunjukkan terdapat  dua  buah  puncak  desorpsi,  yaitu  pada temperatur 157,1°C menunjukkan tingkat keasaman yang
lemah  berupa  molekul  Ru/C  [19]  sebagai  situs  asam Bronsted [20], sedangkan temperatur 660,3°C menunjukkan  tingkat  keasaman  yang  kuat  berupa molekul  Ru-Sn/C  sebagai  situs  asam  Lewis  [20],  seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Analisis keasaman katalis Ru-Sn(3,0)/C
Temperatur Desorpsi (°C) Kekuatan situs asam (mmol/g) Total Jumlah Situs asam (mmol/g) Lemah  Sedang  Kuat 157,1 0,117 - - 0,943 660,3 - - 0,826
Diukur berdasarkan desorpsi temperatur program amonia (TPD- NH 3 )
Jumlah situs asam Lewis yang ada pada katalis lebih besar dibandingkan dengan jumlah situs asam Bronsted. Hal  tersebut  karena  dipengaruhi  oleh  adanya  logam  Sn yang  berinteraksi  dengan  logam  Ru.  Definisi  asam Bronsted  adalah  asam  sebagai  donor  hidrogen,  pada katalis ini situs aktif logam Ru akan mengaktivasi H 2 yang berasal  dari  tekanan  reaksi  yang  digunakan  kemudian mendonorkannya ke substrat. Definisi asam Lewis adalah asam  sebagai  penerima  pasangan  elektron,  pada  katalis ini  situs  Sn  akan  menerima  pasangan  elektron  dari oksigen yang berikatan rangkap dua dengan karbon (C ═ O) pada substrat. Besarnya situs asam Lewis (Sn 2+ /Sn 4+ ) yang ada  pada  katalis  akan  mempengaruhi  reaksi  katalitik, karena  logam  Sn  memiliki  peran  penting  sebagai promotor  dalam  mempolarisasi  gugus  karbonil  dari molekul  asam  (reaksi  hidrogenasi)  atau  ester  (reaksi hidrogenolisis) yang memudahkan transfer hidrogen dari situs  Ru-H.  Pada  tahapan  ini  terbentuk  ion  karbanion yang  tidak  stabil  dan  diikuti  eliminasi  gugus  OR' menghasilkan  gugus  aldehida.  Atom  hidrogen  yang terikat  pada  logam  Ru  dalam  katalis  kembali ditransferkan  ke  gugus  karbonil,  sehingga  terbentuk lemak  alkohol  sebagai  produknya  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 7 [21].
Gambar 7. Kemungkinan interaksi antara katalis dengan gugus karbonil asam lemak dengan situs asam Ru-Sn

## 3.2. Efek Temperatur Reaksi
Hidrogenasi asam
heksadekanoat sangat dipengaruhi  oleh  temperatur  reaksi  dengan  dugaan konversi meningkat dengan temperatur. Pada penelitian ini  pengaruh  temperatur  terhadap  katalitik  hidrogenasi dikerjakan dengan rentang 120-180°C seperti ditunjukkan  pada  Tabel  4.  Berdasarkan  variasi temperatur yang digunakan tersebut, diperoleh konversi asam  heksadekanoat  menurun  setiap  temperatur  naik 10°C  tetapi  konversi  menjadi  meningkat  setiap temperatur naik 20°C dari variasi reaksi entri 1.
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122 118
Tabel 4. Efek temperatur reaksi menggunakan katalis Ru-Sn(3,0)/C Entri Tempe- ratur (°C) Konversi a (%) Yield a (%) 1- heksadekanol Heksadekana Etil Heksadekanoat 1 120 47,36 0,0 0,0 47,36 2 130 22,39 0,0 0,0 22,39 3 140 56,55 0,0 0,1 56,45 4 150 43,10 0,21 0,02 42,87 5 160 68,13 0,64 3,25 64,24 6 170 62,94 0,08 0,18 62,68 7 180 86,24 4,27 0,15 81,82 8 180 b 100 3,18 0,0 96,82
Kondisi reaksi: katalis (0,05 g), asam heksadekanoat (0,00042  mol),  pelarut  (5,0  mL),  tekanan  H 2 awal  (5,0 MPa),  dan  waktu  reaksi  6  jam. a Konversi  dan Yield ditentukan  dengan  KG  menggunakan  teknik  internal standar. b Menggunakan katalis Ru/C
Tabel  4  menunjukkan  reaksi  entri  1  dan  2  tidak diperoleh yield 1-heksadekanol  maupun  heksadekana, hanya  diperoleh yield etil  heksadekanoat.  Pada  reaksi entri 3 diperoleh yield heksadekana yang merupakan hasil hidrogenasi dari 1-heksadekanol. Reaksi entri 4, 5, 6, dan 7 diperoleh yield 1-heksadekanol dan heksadekana. Asam karboksilat  terhidrogenasi  menjadi  lemak  alkohol  yang kemudian  terhidrogenasi  lagi  menjadi  heksadekana. Selain  itu,  asam  karboksilat  mengalami  esterifikasi menghasilkan ester, lalu terhidrogenolisis menghasilkan lemak  alkohol  dan  terhidrogenasi  lagi  menjadi heksadekana (Gambar 8) [22].
Yield 1-heksadekanol  dapat  diperoleh  pada temperatur  150  dan  180°C  dengan  sedikit yield heksadekana  diperoleh.  Pada  temperatur  160°C yield 1- heksadekanol diperoleh lebih banyak dibandingkan pada temperatur 150°C. Hanya saja pada kondisi temperatur ini yield heksadekana menjadi lebih banyak terbentuk. Pada temperatur 170°C yield 1-heksadekanol dan heksadekana menurun  dibandingkan  temperatur  160°C.  Berdasarkan reaksi  dari  entri  1-7  pada  Tabel  4  (rentang  temperatur 120-180°C),  kinerja  hidrogenasi  katalitik  terbaik  untuk menghasilkan produk 1-heksadekanol terjadi pada reaksi entri 7 temperatur 180°C dengan diperoleh konversi asam heksadekanoat  sebesar  86,24%, yield 1-heksadekanol 4,27%,  heksadekana  0,15%  dan  etil  heksadekanoat 81,82%.  Untuk  mengetahui  jenis  produk  ester  yang terbentuk  dilakukan  analisis  menggunakan  GC-MS dengan  perpustakaan  Wiley229.LIB  (SI:  2,  formula: C 18 H 36 O 2 ,  CAS:  628-97-7,  berat  mol:  284,  nama pembanding:  etil  heksadekanoat).  Profil  GC-MS  bisa dilihat Gambar S5 pada suplemen.
Selain  itu,  untuk  melihat  pengaruh  penambahan logam  Sn  terhadap  kemampuan  katalis  dalam menghasilkan produk selektif dilakukan pula hidrogenasi menggunakan  katalis  logam  tunggal  berpengemban (Ru/C)  dengan  kondisi  reaksi  yang  sama.  Seperti  yang ditunjukkan  dalam  reaksi  entri  8  pada  Tabel  4,  dengan katalis  Ru/C  diperoleh  konversi  reaktan  mencapai  100% dengan yield etil  heksadekanoat  96,82%  dan yield 1- heksadekanol 3,18%. Apabila reaksi entri 8 katalis logam tunggal  berpengemban  (Ru/C)  dibandingkan  dengan
reaksi  entri  7  katalis  dua  logam  berpengemban  (Ru- Sn/C),  terlihat  bahwa  penggunaan  katalis  Ru-Sn/C diperoleh  konversi  yang  lebih  rendah  (86,24%)  dengan yield 1-heksadekanol  lebih  tinggi  (4,27%),  sedangkan penggunaan katalis Ru/C diperoleh konversi lebih tinggi (100%)  dengan yield 1-heksadekanol  lebih  rendah (3,18%). Reaksi dengan katalis Ru-Sn/C diperoleh produk heksadekana  ( yield 0,15%),  sedangkan  dengan  katalis Ru/C  tidak  diperoleh  produk  heksadekana.  Berdasarkan hal  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa  penambahan logam  kedua  (Sn)  pada  katalis  logam  berpengemban dapat  mempengaruhi  kinerja  katalitik  dan  selektivitas produk menjadi lebih baik.
Penggunaan  pelarut  alkohol  dan  temperatur  yang tinggi  cenderung  membuat  asam  heksadekanoat  mudah mengalami  esterifikasi  dan  berlangsung  lebih  cepat karena  itulah yield etil  heksadekanoat  lebih  banyak diperoleh.  Etil  heksadekanoat  dapat  terhidrogenolisis menjadi  1-heksadekanol  dengan  memutus  ikatan  ester, tetapi pada keadaan ini kondisi reaksi tidak cukup untuk memutus  ikatan  tersebut.  Hidrogenasi  etanol  dari  etil asetat telah dilaporkan menggunakan katalis Rh-Sn/SiO 2 pada  temperatur  270°C  dan  tekanan  gas  H 2 5,0  MPa selama 2,2 jam diperoleh selektivitas etanol 97,2% [23]. Berdasarkan  data  tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa reaktan  asam  heksadekanoat  dapat  terhidrogenasi menghasilkan  produk  1-heksadekanol  pada  temperatur yang rendah. Namun, diperlukan temperatur yang tinggi untuk  dapat  menghasilkan  produk  1-heksadekanol melalui jalur hidrogenolisis dikarenakan harus memutus ikatan ester yang ada pada.
Jumlah  total  situs  asam  yang  dimiliki  katalis  juga merupakan  hal  penting  yang  dapat  mempengaruhi kecepatan  reaksi  suatu  ester  untuk  terhidrogenolisis menjadi  1-heksadekanol  [24].  Pada  penelitian  ini diperoleh  situs  asam  Lewis  dengan  jumlah  yang  cukup besar.  Situs  asam  berperan  sebagai  situs  adsorpsi  dan aktivasi  untuk  senyawa  yang  mengandung  oksigen  (O) yang  kemudian  akan  dihidrogenolisis  melalui  aktivasi spesies H 2 dari situs logam [25]. Berdasarkan hal tersebut dalam penelitian ini diperoleh yield 1-heksadekanol lebih banyak  pada  temperatur  180°C  dibandingkan  pada temperatur lainnya. Pada temperatur 180°C tersebut saat reaktan  mengalami  esterifikasi  sistem  juga  mengalami hidrogenasi, dimana sisa-sisa reaktan yang tidak/belum berubah  menjadi  etil  heksadekanoat  terhidrogenasi menjadi 1-heksadekanol lalu terhidrogenasi lagi menjadi heksadekana.  Oleh  karena  itu  pada  temperatur  180°C tersebut  diperoleh yield heksadekana  lebih  sedikit  dari yield 1-heksadekanol.
3.3. Efek tekanan H 2 awal (MPa)
Hidrogenasi  asam  heksadekanoat  memerlukan  gas H 2 untuk  mengaktivasi  substrat  menjadi  produk  dengan asumsi  bahwa  kecepatan  hidrogenasi  dipengaruhi  oleh besarnya  konsentrasi  gas  H 2 di  dalam  sistem.  Pada penelitian  ini  katalitik  hidrogenasi  dikerjakan  dengan rentang  tekanan  awal  gas  H 2 1,0-4,0  MPa  seperti  yang ditunjukkan  pada  Tabel  5  untuk  memahami  proses hidrogenasi yang lebih baik. Berdasarkan variasi tekanan yang  digunakan  tersebut,  diperoleh  konversi  asam
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122
heksadekanoat  menurun  pada  variasi  reaksi  entri  1  ke entri  2.  Kemudian  konversi  cenderung  menurun  dengan menurunnya  tekanan  gas  H 2 tetapi  konversi  kembali meningkat pada variasi entri 7.
Tabel 5. Efek tekanan gas H 2 (MPa) menggunakan katalis
Ru-Sn(3,0)/C
Entri Tekanan (MPa) Konversi a (%)
Yield a (%)
1- heksadekanol Heksadekana Etil Heksadekanoat 1 1,0 59,22 0,0 0,67 58,55 2 1,5 65,30 0,0 6,28 59,02 3 2,0 61,05 0,0 0,33 60,72 4 2,5 59,15 0,03 0,0 59,12 5 3,0 53,06 0,08 0,06 52,92 6 3,5 43,83 0,04 0,0 43,79 7 4,0 62,23 0,21 0,0 62,02
Kondisi reaksi: katalis (0,05 g), asam heksadekanoat (0,00042 mol), pelarut (5,0 mL), temperatur (150°C), dan waktu  reaksi  6  jam. a Konversi  dan Yield ditentukan dengan KG menggunakan teknik internal standar.
Keseluruhan  reaksi  yang  dilakukan  (Tabel  5) menunjukkan pembentukan ester kembali mendominasi produk  yang  terbentuk.  Pada  reaksi  entri  1,  2,  dan  3 diperoleh yield heksadekana tetapi 1-heksadekanol tidak terbentuk.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  produk  1- heksadekanol  terhidrogenasi  menjadi  heksadekana, sedangkan  produk  etil  heksadekanoat  yang  ada  tidak mengalami reaksi hidrogenolisis menjadi 1- heksadekanol.  Konsentrasi  hidrogen  yang  ada  telah digunakan  untuk  mempercepat  hidrogenasi  menjadi produk  heksadekana,  tetapi  tidak  cukup  untuk  proses hidrogenolisis etil heksadekanoat menjadi 1- heksadekanol.  Hal  tersebut  dikarenakan  pada  reaksi hidrogenolisis ester menjadi 1-heksadekanol diperlukan energi yang besar untuk melepaskan ikatan etil yang ada pada  etil  heksadekanoat.  Pada  reaksi  entri  4,  6,  dan  7 diperoleh yield 1-heksadekanol, tetapi yield heksadekana tidak diperoleh kecuali pada reaksi entri 5.  Pada kondisi ini,  besarnya  tekanan  gas  H 2 yang  ada  membuat terjadinya reaksi hidrogenolisis pada etil heksadekanoat membentuk  1-heksadekanol.  Berdasarkan  reaksi  yang dilakukan dengan tekanan awal gas H 2 dari rentang 1,0- 4,0  MPa,  diperoleh yield 1-heksadekanol  terbesar  pada tekanan  gas  H 2 4,0  MPa  sebesar  0,21%.  Tabel  6 menunjukkan  bahwa  tekanan  <5,0  MPa  dapat menghasilkan  produk  1-heksadekanol,  namun yield produk yang dihasilkan lebih kecil.

## 3.4. Reaksi Katalitik Hidrogenasi Asam Heksadekanoat dengan Variasi Waktu Reaksi
Lamanya waktu hidrogenasi juga diperkirakan dapat mempengaruhi  proses  hidrogenasi  baik  terhadap konversi  reaktan  maupun yield produk  yang  dihasilkan. Pada  penelitian  ini  katalitik  hidrogenasi  dikerjakan dengan rentang waktu 1-18 jam seperti ditunjukkan pada Tabel 6.
Tabel 6. Efek waktu reaksi menggunakan katalis Ru- Sn(3,0)/C
Entri   Waktu (Jam) Konversi a (%)
Yield a (%) 1-heksa- dekanol Heksa- dekana Etil Heksa- dekanoat 1 1 53,62 0,0 0,07 53,55 2 6 b 53,06 0,08 0,06 52,92 3 12 75,02 0,03 0,03 74,96 4 18 73,27 0,24 0,0 73,03
Kondisi reaksi: katalis (0,05 g), asam heksadekanoat (0,00042 mol), pelarut (5,0 mL), temperatur (150°C), dan tekanan H 2 awal (3,0 MPa). a Konversi dan Yield ditentukan dengan  KG  menggunakan  teknik  internal  standar. b Data dari tabel 5 No. 5.
Tabel  6  tersebut  menunjukkan  bahwa yield 1-
heksadekanol
cenderung meningkat dengan
bertambahnya waktu reaksi, sedangkan yield heksadekana cenderung menurun. Lamanya waktu reaksi cenderung  mempengaruhi  diperolehnya yield alkohol yang  semakin  besar  [13].  Heksadekana  diperoleh  dari hidrogenasi 1-heksadekanol, sedangkan etil heksadekanoat yang terbentuk terhidrogenolisis menjadi 1-heksadekanol. Namun, pada kondisi ini pun produk etil heksadekanoat masih mendominasi yield yang diperoleh. Lamanya  waktu  hidrogenasi  yang  dikerjakan  masih belum  bisa  membuat  produk  etil  heksadekanoat mengalami  hidrogenolisis  lebih  banyak  menghasilkan yield l-heksadekanol.  Hidrogenasi  asam  heksadekanoat menjadi 1-heksadekanol telah dilaporkan menggunakan katalis  Pd-Re/C pada  temperatur  130°C,  tekanan  gas  H 2 2,0 MPa, pelarut n -heksana selama 18 jam menghasilkan yield produk  sebesar  99,67%  [26].  Apabila  hasil  reaksi pada  tabel  6  di  atas  dibandingkan  dengan  laporan referensi [26] maka pembentukan produk 1- heksadekanol  dipengaruhi  oleh  penggunaan  pelarut dalam  hidrogenasi.  Berdasarkan  pengujian  dengan variasi waktu reaksi dari rentang 1-18 jam, diperoleh pada waktu  18  jam yield 1-heksadekanol  paling  besar  yaitu 0,24%.  Berdasarkan  hal  tersebut  dapat  disimpulkan bahwa lamanya waktu reaksi mempengaruhi pembentukan  1-heksadekanol  dari  etil  heksadekanoat yang terhidrogenolisis.
3.5. Reaksi Katalitik Hidrogenasi Asam Heksadekanoat dengan Variasi Pelarut
Pengaruh pelarut terhadap reaksi katalitik hidrogenasi  juga  diteliti  dengan  penggunaan  variasi pelarut seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7.
Tabel 7. Efek pelarut menggunakan katalis Ru-Sn(3,0)/C
Entri Pelarut Konversi a (%)
Yield a (%)
1-heksa- dekanol Heksa- dekana Ester Heksa- dekanoat 1 etanol b 68,13 0,64 3,25 64,24 2 etanol:air (4:1) 64,70 0,36 0,0 64,36 3 2-propanol 26,60 0,0 0,0 24,60 4 2-propanol:air (4:1) 64,70 0,12 0,0 64,58 5 Air ? ? ? ?
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122
Kondisi reaksi: katalis (0,05 g), asam heksadekanoat (0,00042  mol),  pelarut  (5,0  mL),  temperatur  (160°C), tekanan  H 2 awal  (5,0  MPa),  dan  waktu  reaksi  6  jam. a Konversi dan Yield ditentukan dengan KG menggunakan teknik internal standar. b Data dari tabel 4 No. 5.
Tabel  7  tersebut  menunjukkan  bahwa  penggunaan pelarut  etanol  cenderung  lebih  mampu  menghasilkan produk  1-heksadekanol  dibandingkan  pelarut  2- propanol.  Pada  pelarut  2-propanol  reaksi  berhenti sampai  esterifikasi,  tidak  terjadi  hidrogenasi  sehingga tidak  ada  produk  1-heksadekanol  maupun  heksadekana yang  diperoleh.  Campuran  pelarut  etanol:air  membuat konversi reaktan menjadi menurun dibandingkan hanya menggunakan  pelarut  etanol  saja,  produk  ester  masih dihasilkan  paling  banyak  dan  terjadi  hidrogenasi menghasilkan  produk  1-heksadekanol.  Selain  itu, campuran  pelarut  etanol:air  lebih  baik  dalam menghasilkan  produk  1-heksadekanol  dibandingkan campuran  pelarut  2-propanol:air.  Reaksi  esterifikasi dapat terjadi pada pelarut 2-propanol dan 2-propanol:air menghasilkan  ester  heksadekanoat,  sedangkan  reaksi hidrogenasi  hanya  terjadi  pada  pelarut  2-propanol:air menghasilkan 1-heksadekanol. Penggunaan pelarut polar pada  reaksi  hidrogenasi  akan  mempengaruhi  polaritas permukaan  katalis  [14].  Berdasarkan  kepolarannya, etanol  lebih  polar  (0,654)  dibandingkan  2-propanol (0,546)  sehingga  etanol  lebih  mampu  mempengaruhi aktivitas  katalitik  katalis.  Pelarut  polar  meningkatkan adsorpsi  reaktan  tidak  polar  [15].  Penggunaan  pelarut etanol memiliki kereaktifan yang lebih baik dibandingkan pelarut  2-propanol  dalam  hidrogenasi  [27].  Kepolaran pelarut  mempengaruhi  laju  reaksi  suatu  reaktan terkonversi  menjadi  produk  dalam  hidrogenasi  suatu asam karboksilat [28]. Berdasarkan hasil variasi pelarut, penggunaan pelarut etanol diperoleh konversi yang lebih besar  dibandingkan  pelarut  lain  yang  digunakan,  yaitu 68,13% dengan yield 1-heksadekanol 0,64%, heksadekana 3,25%, dan etil heksadekanoat 64,24%.
Hidrogenasi  asam  heksadekanoat  juga  dilakukan menggunakan  pelarut  air  saja.  Pelarut  air  mampu menghasilkan  produk  1-heksadekanol,  tetapi  ketika kondisi reaktor hidrogenasi mencapai temperatur ruang reaktan  asam  heksadekanoat  yang  tersisa  kondisinya memadat,  sebab  asam  heksadekanoat  sulit  larut  dalam air.  Hal  tersebut  menyebabkan  sisa  reaktan  asam heksadekanoat  tidak  dapat  terambil  oleh  semprit (alat untuk  menginjeksi  sampel  ke  KG)  dan  tidak  terdeteksi pada  KG.  Untuk  itu  pada  penelitian  ini  tidak  dapat dilakukan perhitungan konversi reaktan asam heksadekanoat  dan yield produk  1-heksadekanol  yang terdeteksi,  sebab  luas  area  sisa  reaktan  yang  terdeteksi oleh KG digunakan dalam perhitungan konversi.
Gambar 8. Perkiraan mekanisme reaksi hidrogenasi asam heksadekanoat

## 4. Kesimpulan
Sintesis katalis dua logam terembankan menggunakan  metode  hidrotermal  dapat  menghasilkan katalis yang berstruktur mikropori dan mesopori dengan luas permukaan spesifik (S BET ) 207 m 2 /g, volume pori (BJH) 0,1015 cm 3 /g, dan diameter pori (BJH) 1,21 nm. Penggunaan metode  tersebut  dalam  penelitian  ini  terbentuk  katalis dua  logam  dengan  karakteristik  puncak  Ru 3 Sn 7 (310), Ru 3 Sn 7 (321), dan Ru 3 Sn 7 (411) setelah reduksi dengan gas H 2 pada  temperatur  400°C  dan  500°C.  Katalis  yang didapatkan  mengandung  situs  asam  lemah  (asam Bronsted)  berupa  molekul  Ru/C  dan  situs  asam  kuat (asam Lewis) berupa molekul Ru-Sn/C. Hidrogenasi asam heksadekanoat  menggunakan  katalis  Ru-Sn(3,0)/C dengan  pelarut  etanol  pada  temperatur  dan  tekanan rendah  serta  waktu  yang  singkat  telah  cukup  mampu untuk  mengkonversi  reaktan  menjadi  produk.  Produk target  yang  diharapkan  berupa  1-heksadekanol  masih belum terbentuk dengan efektif pada kondisi reaksi yang digunakan.  Pelarut  etanol  sebagai  pelarut  polar  yang digunakan  cenderung  membentuk  produk  intermediet berupa ester. Hal tersebut membuat kondisi reaksi yang rendah  menjadi  tidak  efektif  dalam  hidrogenasi  untuk membentuk produk target.

## Ucapan Terima Kasih
Semua  penulis  (NA,  RR,  KM)  mengucapkan  terima kasih kepada BPDPKS-Kementerian Keuangan Pemerintah  Indonesia  dengan  nomor  kontrak:  PRJ- 49/DPKS/2016 tahun anggaran 2016/2017 dan Kementerian  Riset,  Teknologi  dan  Pendidikan  Tinggi (KemenRistekdikti)  melalui  Hibah  Penelitian  Berbasis Kompetensi  (PBK)  tahun  anggaran  2018/2019  dengan nomor  kontrak:  SP  DIPA-042.06-1.401516/2018  atasan dukungan finansial.

## Daftar Pustaka
[1]  James  Pritchard,  Georgy  A.  Filonenko,  Robbert  van Putten,  Emiel  J.  M.  Hensen,  Evgeny  A.  Pidko, Heterogeneous  and  homogeneous  catalysis  for  the hydrogenation of carboxylic acid derivatives: history, advances  and  future  directions, Chemical  Society Reviews , 44, 11, (2015) 3808-3833 http://doi.org/10.1039/C5CS00038F
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122
[2]  Kari  Pirkanniemi,  Mika  Sillanpää,  Heterogeneous water  phase  catalysis  as  an  environmental application:  a  review, Chemosphere ,  48,  10,  (2002)
1047-1060 https://doi.org/10.1016/S0045-6535(02)00168-6
[3]  Makoto  Toba,  Shin-ichi  Tanaka,  Shu-ichi  Niwa, Fujio  Mizukami,  Zsuzsanna  Koppány,  László  Guczi, Kien-Yoo  Cheah,  Thin-Sue  Tang,  Synthesis  of alcohols  and  diols  by  hydrogenation  of  carboxylic acids and esters over Ru – Sn – Al2O3 catalysts, Applied Catalysis  A:  General ,  189,  2,  (1999)  243-250 https://doi.org/10.1016/S0926-860X(99)00281-1
[4]  Takanori  Miyake,  Takahiko  Makino,  Shin-ichi Taniguchi, Hiroko Watanuki, Tomohiro Niki, Shizuka Shimizu,  Yuki  Kojima,  Makoto  Sano,  Alcohol synthesis  by  hydrogenation  of  fatty  acid  methyl esters  on  supported  Ru – Sn  and  Rh – Sn  catalysts, Applied  Catalysis  A:  General ,  364,  1,  (2009)  108-112 https://doi.org/10.1016/j.apcata.2009.05.036
[5]  Haresh  G.  Manyar,  Cristina  Paun,  Rashidah  Pilus, David  W.  Rooney, Jillian  M.  Thompson, Christopher Hardacre,
Highly selective and efficient hydrogenation  of  carboxylic  acids  to  alcohols  using titania supported Pt catalysts, Chemical Communications , 46, 34, (2010) 6279-6281
http://doi.org/10.1039/C0CC01365J
[6]  Rodiansono,  Syahrul  Khairi,  Takayoshi  Hara, Nobuyuki Ichikuni, Shogo Shimazu, Highly efficient and selective hydrogenation of unsaturated carbonyl compounds  using  Ni – Sn  alloy  catalysts, Catalysis Science  &  Technology ,  2,  10,  (2012)  2139-2145 http://doi.org/10.1039/C2CY20216F
[7]  Qi Lin, Huirong  Zheng, Guocai Zheng, Xinzhong Li, Benyong  Lou,  Effects  of  Yttrium  Doping  on  the Performance of Ru-Based Catalysts for Hydrogenation  of  Fatty  Acid  Methyl  Ester, International  Journal  of  Organic  Chemistry ,  4,  (2014) 219-224 http://doi.org/10.4236/ijoc.2014.44025.
[8]  Xin Di, Chuang Li, Bingsen Zhang, Ji Qi, Wenzhen Li, Dangsheng Su, Changhai Liang, Role of Re and Ru in Re – Ru/C  Bimetallic  Catalysts  for  the  Aqueous Hydrogenation  of  Succinic  Acid, Industrial  & Engineering Chemistry Research , 56, 16, (2017) 4672- 4683 http://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b04875
[9]  Adriana  M.  Silva,  Onélia  A.  A.  Santos,  Marco  A. Morales,  Elisa  M.  Baggio-Saitovitch,  Elizabete Jordão, Marco A. Fraga, Role of  catalyst preparation on  determining  selective  sites  for  hydrogenation  of dimethyl  adipate  over  RuSn/Al2O3, Journal  of Molecular Catalysis A: Chemical , 253, 1, (2006) 62-69 https://doi.org/10.1016/j.molcata.2006.03.005
[10] S. A. da S. Corradini, G. G. Lenzi, M. K. Lenzi, C. M. F. Soares,  O.  A.  A.  Santos,  Characterization  and hydrogenation  of  methyl  oleate  over  Ru/TiO2,  Ru – Sn/TiO2  catalysts, Journal  of  Non-Crystalline  Solids , 354, 42, (2008) 4865-4870 https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2008.04.040
[11]  Esther  Bailón-García,  Francisco  J.  Maldonado- Hódar,  Agustín  F.  Pérez-Cadenas,  Francisco Carrasco-Marín,  Catalysts  Supported  on  Carbon Materials  for  the  Selective  Hydrogenation  of  Citral, Catalysts , 3, 4, (2013) 853-877 https://doi.org/10.3390/catal3040853
[12] Xia  Gao,  Daming  Tong,  Heng  Zhong,  Binbin  Jin, Fangming  Jin,  Hua  Zhang,  Highly  efficient
conversion of fatty acids into fatty alcohols with a Zn over Ni catalyst in water, RSC Advances , 6, 33, (2016)
27623-27626 http://doi.org/10.1039/C6RA01150K
[13] Zhicheng Luo, Qiming Bing, Jiechen Kong, Jing-yao Liu,  Chen  Zhao,  Mechanism  of  supported  Ru3Sn7 nanocluster-catalyzed  selective  hydrogenation  of coconut  oil  to  fatty  alcohols, Catalysis  Science  &
Technology , 8, 5, (2018) 1322-1332 http://doi.org/10.1039/C8CY00037A
[14] Jan  W.  Veldsink,  Martin  J.  Bouma,  Nils  H.  Schöön, Antonie  A.  C.  M.  Beenackers,  Heterogeneous Hydrogenation  of  Vegetable  Oils:  A  Literature Review, Catalysis  Reviews ,  39,  3,  (1997)  253-318 https://doi.org/10.1080/01614949709353778
[15] Utpal K. Singh, M. Albert Vannice, Kinetics of liquid- phase hydrogenation reactions over supported metal catalysts — a review, Applied Catalysis A: General , 213,
1,  (2001)  1-24 https://doi.org/10.1016/S0926- 860X(00)00885-1
[16] Rodiansono Rodiansono, Muhammad Iqbal Pratama, Maria  Dewi  Astuti,  Abdullah  Abdullah,  Agung Nugroho,  Susi  Susi,  Selective  Hydrogenation  of Dodecanoic  Acid  to  Dodecane-1-ol  Catalyzed  by Supported Bimetallic Ni-Sn Alloy, Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis , 13, 2, (2018) 311-319 http://doi.org/10.9767/bcrec.13.2.1790.311-319
[17] Sebastian  Storck,  Helmut  Bretinger,  Wilhelm  F. Maier,  Characterization  of  micro-  and  mesoporous solids  by  physisorption  methods  and  pore-size analysis, Applied  Catalysis  A:  General ,  174,  1,  (1998) 137-146 https://doi.org/10.1016/S0926-860X(98)00164-1
[18] Yaping Wan, Wenru Zhao, Yu Tang, Liang Li, Huijun Wang, Yunlong Cui, Jinlou Gu, Yongsheng Li, Jianlin Shi,  Ni-Mn  bi-metal  oxide  catalysts  for  the  low temperature  SCR  removal  of  NO  with  NH3, Applied Catalysis  B:  Environmental ,  148-149,  (2014)  114-122 https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2013.10.049
[19] Lungang Chen, Yulei Zhu, Hongyan Zheng, Chenghua Zhang,  Bin  Zhang,  Yongwang  Li,  Aqueous-phase hydrodeoxygenation  of  carboxylic  acids  to  alcohols or  alkanes  over  supported  Ru  catalysts, Journal  of Molecular  Catalysis  A:  Chemical ,  351,  (2011)  217-227 https://doi.org/10.1016/j.molcata.2011.10.015
[20] De  Fang,  Feng  He,  Xiaoqing  Liu,  Kai  Qi,  Junlin  Xie, Fengxiang Li, Chongqinq Yu, Low temperature NH3- SCR  of  NO  over  an  unexpected  Mn-based  catalyst: Promotional  effect  of  Mg  doping, Applied  Surface Science , 427, (2018) 45-55 https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.08.088
[21] V. M. Deshpande, K. Ramnarayan, C. S. Narasimhan, Studies  on  ruthenium-tin  boride  catalysts  II. Hydrogenation  of  fatty  acid  esters  to fatty  alcohols, Journal  of  Catalysis ,  121,  1,  (1990)  174-182 https://doi.org/10.1016/0021-9517(90)90227-B
[22] Kenichi  Kon,  Wataru  Onodera,  Satoru  Takakusagi, Ken-ichi Shimizu, Hydrodeoxygenation of fatty acids and  triglycerides  by  Pt-loaded  Nb2O5  catalysts, Catalysis  Science  &  Technology ,  4,  10,  (2014)  3705- 3712 http://doi.org/10.1039/C4CY00757C
[23] O.  A.  Ferretti,  J.  P.  Bournonville,  G.  Mabilon,  G. Martino,  J.  P.  Candy,  J.  M.  Basset,  Surface organometallic  chemistry  on  metals:  Part  IV. Selective  hydrogenation  of  ethyl  acetate  to  ethanol on  Rh Sn/SiO2  bimetallic  catalysts:  A  mechanistic
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 22 (4) (2019): 112 – 122 122
study, Journal of Molecular Catalysis , 67, 3, (1991) 283- 294 https://doi.org/10.1016/0304-5102(91)80040-A
[24] E.  S.  Vasiliadou,  E.  Heracleous,  I.  A.  Vasalos,  A.  A. Lemonidou,  Ru-based  catalysts  for  glycerol hydrogenolysis — Effect  of  support  and  metal precursor, Applied  Catalysis  B:  Environmental ,  92,  1, (2009) 90-99 https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2009.07.018
[25] A. Ng K. Lup, F. Abnisa, W. M. A. W. Daud, M. K. Aroua, Acidity,  oxophilicity  and  hydrogen  sticking probability  of  supported  metal  catalysts  for hydrodeoxygenation  process, IOP  Conference  Series: Materials Science and Engineering , 334, (2018) 012074 http://doi.org/10.1088/1757-899x/334/1/012074
[26]Johannes
Ullrich, Bernhard Breit, Selective
Hydrogenation  of  Carboxylic  Acids  to  Alcohols  or Alkanes  Employing  a  Heterogeneous  Catalyst, ACS Catalysis , 8, 2, (2018) 785-789 http://doi.org/10.1021/acscatal.7b03484
[27] Hideyuki  Takagi,  Takaaki  Isoda,  Katsuki  Kusakabe,
Shigeharu  Morooka,  Effects  of  Solvents  on  the Hydrogenation of Mono-Aromatic Compounds Using Noble-Metal  Catalysts, Energy  &  Fuels , 13, 6,  (1999) 1191-1196 http://doi.org/10.1021/ef990061m
[28] Mihaela  Maris,  Wolf-Rüdiger  Huck,  Tamas  Mallat, Alfons  Baiker,  Palladium-catalyzed  asymmetric hydrogenation  of  furan  carboxylic  acids, Journal  of
Catalysis , 219, 1, (2003) 52-58 https://doi.org/10.1016/S0021-9517(03)00184-2