ASAM ASETAT

                                                ASAM ASETAT

 

 

Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana. Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C₂H₄O₂. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH₃-COOH, CH₃COOH, atau CH₃CO₂H. Asam asetat murni (asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna, dan memiliki titik beku 16.7°C,titik didih 117,9⁰C.

Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H⁺ dan CH₃COO^-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman.

Asam asetat merupakan nama trivial atau nama dagang dari senyawa tersebut. Nama ini berasal dari kata Latin acetum, yang berarti cuka. Nama IUPAC nya adalah asam etanoat. Asam asetat glasial merupakan nama trivial yang merujuk pada asam asetat yang tidak bercampur air dimana asam asetat tersebut bebas-air membentuk kristal mirip es pada 16.7 °C.

Cuka telah dikenal manusia sejak dahulu kala. Cuka dihasilkan oleh berbagai bakteria penghasil asam asetat, dan asam asetat merupakan hasil samping dari pembuatan bir atau anggur.

Pada abad ke-3 Sebelum Masehi, Filsuf Yunani kuno Theophrastos menjelaskan bahwa cuka bereaksi dengan logam-logam membentuk berbagai zat warna, misalnya timbal putih (timbal karbonat). Pada abad ke-8, ilmuwan Persia Jabir ibn Hayyan menghasilkan asam asetat pekat dari cuka melalui distilasi.

Sejak 1910 kebanyakan asam asetat dihasilkan dari cairan piroligneous yang diperoleh dari distilasi kayu. Cairan ini direaksikan dengan kalsium hidroksida menghasilkan kalsium asetat yang kemudian diasamkan dengan asam sulfat menghasilkan asam asetat.

 

Pembuatan asam asetat sintesis dalam skala industri lebih sering menggunakan metode karbonilasi methanol. Ada dua macam proses pembuatan asam asetat dalam pabrik yakni proses monsanto dan proses cativa. Proses monsanto menggunakan katalis kompleks Rhodium (cis−[Rh(CO)₂I₂]⁻), sedangkan proses cativa menggunakan katalis iridium ([Ir(CO)₂I₂]⁻)yang didukung oleh ruthenium.

Spesifikasi Bahan Baku

1. Methanol

Metanol digunakan sebagaibahan baku pembuatan asam asetat dengan metode karbonilasi methanol.Metanol diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobic oleh bakteri. Hasil proses tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap methanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi karbondioksida dan air.

2. Iodida

Peran iodida adalah hanya untuk mempromosikan konversi methanol menjadi metil iodide:

MaOH + HI MeI + H₂O

Setelah metil iodida telah terbentuk maka diteruskan ke reaktor katalis. Siklus katalitik dimulai dengan penambahan oksidatif metil iodida ke dalam [Rh(CO)₂I₂]^- sehingga terbentuk kompleks [MeRh(CO)I₃]^-

3. Rhodium (cis−[Rh(CO)₂I₂]⁻)

Rhodium (cis−[Rh(CO)₂I₂]⁻) berperan sebagai katalis dalam proses pembuatan asam asetat dalam skala industri. Katalis ini sangat aktif sehingga akan memberikan reaksi dan distribusi produk yang baik. Struktur katalis kompleks Rhodium (cis−[Rh(CO)₂I₂]⁻) dapat dilihat seperti gambar berikut:

4. Iridium ([Ir(CO)₂I₂]⁻)

Iridium ([Ir(CO)₂I₂]⁻) berperan sebagai katalis dalam proses pembuatan asam asetat dalam skala industri.Penggunaan iridium memungkinkan penggunaan air lebih sedikit dalam campuran reaksi.Struktur katalis kompleks Ir[(CO)₂I_2]^– dapat dilihat seperti gambar berikut

Ada beberapa teknik yang digunakan dalam pembuatan asam asetat, diantaranya ialah; karbonilasi methanol, sintesis gas metan, oksidasi asetaldehida, oksidasi etilena, oksidasi alkana, oksidatif fermentasi, dan anaerob fermentasi. Karbonilisasi methanol merupakan teknik yang umum digunakan dalam industri asam asetat dan menjadi teknik penghasil asam asetat lebih dari 65% dari kapasitas global. Dari asam asetat yang diproduksi oleh industri kimia, 75% diantaranya diproduksi melalui karbonilasi metanol. Sisanya dihasilkan melalui metode-metode alternatif.

Proses Pembuatan

Karbonilisasi methanol

Kebanyakan asama setat murni dihasilkan melalui karbonilasi.Dalam reaksi ini, metanol dan karbon monoksida bereaksi menghasilkan asam asetat

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Proses ini melibatkan iodometana sebagai zat antara, dimana reaksi itu sendiri terjadi dalam tiga tahap dengan katalis logam kompleks pada tahap kedua.

(1) CH₃OH + HI → CH₃I + H₂O

(2) CH₃I + CO → CH₃COI

(3) CH₃COI + H₂O → CH₃COOH + HI

Ada dua macam proses pembuatan asam asetat dengan metode karbonilisasi methanol yakni proses monsanto dan proses cativa. Proses monsanto menggunakan katalis kompleks Rhodium (cis−[Rh(CO)₂I₂]⁻), sedangkan proses cativa menggunakan katalis iridium ([Ir(CO)₂I₂]⁻)yang didukung oleh ruthenium.

1. Proses Monsanto

Metode ini pertama kali dikembangkan oleh pabrik Perusahaan Monsanto di Texas City. Keunggulan dari metode ini ialah dapat dijalankan pada tekanan yang rendah. Bahan dasar dari pembuatan asam asetat menggunakan metode ini ialah methanol. Prinsip pembuatannya ialah methanol direaksikan dengan gas CO menghasilkan asam asetat difasilitasi katalis rhodium.

Mekanisme kerja proses monsanto berjalan dengan beberapa tahap,

1. Siklus katalitik konversi metanol menjadi metiliodida

CH₃OH + HI CH₃I + H₂O

2. Setelah metil iodida telah terbentuk maka diteruskan ke reaktor katalis. Siklus katalitik dimulai dengan penambahan oksidatif metil iodida ke dalam [Rh(CO)₂I₂]^- sehingga terbentuk kompleks [MeRh(CO)I₃]^-
3. Kemudian dengan cepat CO pindah berikatan dengan CH₃ membentuk kompleks seperti pada gambar 3 pada diagram reaksi berikut.
4. Setelah itu direaksikan dengan karbon monoksida, dimana gas CO berkoordinasi sebagai ligan dalam kompleks Rh, menjadi rhodium-alkil kemudian membentuk ikatan menjadi kompleks asil-rhodium (III)
5. Dengan terbentuknya kompleks pada gambar 4 maka gugus CH₃COI mudah lepas. Kompleks ini kemudian direduksi menghasilkan asetil iodide dan katalis rhodium yang terpisah. Ditangki ini bekerja suhu 150⁰C-200⁰C dan tekanan 30 atm- 60 atm.
6. Asetil iodida yang terbentuk kemudian dihidrolisis dengan H₂O menghasilkan CH₃COOH dan HI.

Dimana HI yang terbentuk dapat digunakan lagi untuk mengkonversi methanol menjadi MeI yang akan masuk dalam proses reaksi.dan melanjutkan siklus.

2. Asam asetat yang dihasilkan masuk dalam tangki pemurnian untuk dipisahkan dari pengotor yang mungkin ada seperti asam propionate. Pemurnian dilakukan dengan cara destilasi.

Proses Cativa

Proses Cativa adalah metode lain untuk produksi asam asetat oleh carbonylation dari metanol . Teknologi ini mirip dengan proses Monsanto hanya berbeda dalam penggunaan katalis. Proses ini didasarkan pada iridium yang mengandung katalis seperti kompleks Ir[(CO)₂I_2]^–_.

1. Metanol direaksikan dengan asam iodide menghasilkan Metil Iodida.
2. Setelah itu, metal iodida masuk dalam tangki reaktor bereaksi sengan katalis kompleks iridium (gambar 1) membentuk [Ir(CO)₂I₃CH₃]^-
3. Setelah terbentuk struktur ini dengan cepat direaksikan dengan gas CO sehingga I^- akan keluar dari kompleks digantikan CO sehingga terbentuk kompleks baru [Ir(CO)₃I]
4. Struktur ini kurang stabil sehingga untuk menstabilkan CO di mutasi berikatan dengan CH₃
5. Gugus CH₃CO pada kompleks mudah lepas, sehingga dengan adanya ion I^- di sekitar kompleks menyebabkan gugus CH₃CO lepas dari kompleks dan bereaksi dengan I^- membentuk CH₃COI.
6. Senyawa CH₃COI ini kemudian dihidrolisis menghasilkan asam asetat (CH₃COOH) dan asam halida (HI). Dimana HI yang terbentuk ini ditarik lagi masuk dalam siklus bereaksi dengan methanol membentuk Metil Iodida yang akan bereaksi lagi dengan katalis.
7. Asam asetat yang terbentuk belum murni. Untuk memisahkan asam asetat dari pengotor maka dilakukan destilasi.