DAFTAR LAMPIRAN
4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Tahap Karakterisasi APG
4.3.1 Kemampuan menurunkan tegangan permukaan
Surfaktan berfungsi sebagai senyawa aktif yang dapat digunakan untuk menurunkan energi pembatas yang membatasi dua cairan yang tidak saling larut, kemampuan ini disebabkan oleh gugus hidrofilik dan hidrofobik yang dimiliki oleh surfaktan. Surfaktan akan akan menurunkan gaya kohesi dan sebaliknya
40 45 50 55 60 65 0 5 10 R endem en (%)
Konsentrasi Arang Aktif (%)
NaBH4 0% NaBH4 0,1% NaBH4 0,2% NaBH4 0,3%
meningkatkan gaya adhesi sehingga mampu menurunkan tegangan permukaan (Matheson 1996).
Pengujian kemampuan menurunkan tegangan permukaan dilakukan dengan berbagai konsentrasi APG murni. Konsentrasi yang digunakan yaitu 0,001%; 0,01%; 0,05%; 0,2%; 0,4%; 0,6%; 0,8%; dan 1%. Dengan berbagai konsentrasi tersebut akan dilihat kecenderungan penurunan dari kemampuan untuk menurunkan tegangan permukaan. Dari hasil pengamatan dilihat semakin tinggi konsentrasi APG yang ditambahkan maka tegangan permukaan cairan akan semakin rendah (Lampiran 10). Hasil dari uji kemampuan menurunkan tegangan permukaan air dari APG yang dihasilkan menunjukkan kinerja yang baik. Dari perhitungan dengan konsentrasi APG 1%, persentase penurunan tegangan permukaan berkisar antara 60,63 - 61,94%. Sebagai pembanding pada konsentrasi yang sama, APG komersial memiliki kemampuan menurunkan tegangan permukaan sebesar 58,89%. Dari hasil uji ragam, penambahan arang aktif berpengaruh nyata terhadap kemampuan menurunkan tegangan permukaan. Hasil uji lanjut Duncan (α=0,05) terhadap faktor penambahan arang aktif menunjukkan bahwa penambahan arang aktif 5% dan 10% tidak berbeda nyata. Hasil uji ragam menunjukkan faktor penambahan NaBH4 berpengaruh nyata. Hasil uji Duncan
(α=0,05) menunjukkan hanya perlakuan penambahan NaBH4 0,1% tidak berbeda nyata dengan tanpa penambahan NaBH4. Penambahan NaBH4 0,2% menghasilkan nilai peningkatan kemampuan menurunkan tegangan permukaan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan penambahan NaBH4 0%; 0,1% dan 0,3%. Hasil analisa terhadap kemampuan menurunkan tegangan permukaan dapat dilihat pada Gambar 20.
Penambahan arang aktif 5% dan 10% menunjukkan hasil kemampuan menurunkan tegangan permukaan yang lebih rendah jika dibandingkan dengan tanpa penggunaan arang aktif. Hal ini disebabkan karena sifat arang aktif yang non polar. Penambahan arang aktif mampu menyerap gugus hidrofobik, surfaktan dapat teradsorpsi pada arang aktif karena interaksi hidrofobik (Rosu 1997), sehingga mampu menurunkan kemampuan APG dalam menurunkan tegangan permukaan.
Gambar 20 Kemampuan menurunkan tegangan permukaan dari APG yang dihasilkan
Penambahan NaBH4 juga mampu mengurangi pembentukan polidekstrosa yang dapat menyebabkan penurunan kemampuan menurunkan tegangan permukaan maupun tegangan antar muka. Glukosa yang tidak bereaksi berubah menjadi sorbitol sehingga mengurangi proses terbentuknya polidekstrosa yang dapat menurunkan kinerja APG.
Perhitungan kemampuan menurunkan tegangan permukaan dilakukan pada konsentrasi 1% APG. Pada konsentrasi yang rendah, molekul surfaktan dalam larutan teradsorpsi pada permukaan udara atau air, jika ditambahkan konsentrasi surfaktan, maka surfaktan akan teradsorbsi pada permukaan hingga mencapai kejenuhan dan tegangan permukaan menjadi konstan, pada tahap ini telah terbentuk misel. Misel terbentuk ketika surfaktan mencapai konsentrasi tertentu yang disebut Critical Micelle Concentration (CMC). Pada konsentrasi dibawah CMC tegangan permukaan dan antar muka akan turun dengan meningkatnya konsentrasi surfaktan. Jika konsentrasinya lebih tinggi maka tidak terjadi penurunan tegangan permukaan atau penurunannya sangat rendah (Balzer 2000). 4.3.2 Kemampuan menurunkan tegangan antarmuka
Tegangan antar muka adalah gaya persatuan panjang dari dua fase cair yang tidak dapat tercampur. Menurut Hargreaves (2003), antar muka adalah bagian dimana dua fase saling bertemu atau kontak, sedangkan permukaan adalah antar muka dimana satu fase kontak dengan gas (biasanya udara). Tegangan antar muka sebanding dengan tegangan permukaan, akan tetapi nilai tegangan antarmuka akan
59.5 60 60.5 61 61.5 62 62.5 0 5 10 Ke m a m p u a n m e n u ru n k a n t e g a n g a n P e rm u k a a n ( %)
Konsentrasi arang aktif (%)
0% 0,10% 0,20% 0,30% NaBH 4
selalu lebih kecil daripada tegangan permukaan pada konsentrasi yang sama. Pengukuran tegangan antar muka menunjukkan kemampuan surfaktan untuk menurunkan tegangan antar muka dua fase yang berbeda dalam larutan. Dalam aplikasinya kemampuan menurunkan tegangan antarmuka ini erat hubungannya dengan pembentukan emulsi, kemampuan daya bersih atau dalam penggunaan sebagai oil recovery.
Perhitungan penurunan kemampuan tegangan antarmuka dilakukan pada laruran air dan xilena. Tegangan antar muka air dan xilena yaitu 42 dyne/cm. Konsentrasi penambahan APG hasil sintesis pada campuran air dan xilena yaitu 0,001–1%. Dengan berbagai konsentrasi tersebut akan dilihat kecenderungan penurunan dari kemampuan untuk menurunkan tegangan antar muka. Dari hasil pengamatan dilihat semakin tinggi konsentrasi APG yang ditambahkan maka tegangan antar muka cairan air dan xilena akan semakin rendah.
APG hasil sintesis dengan konsentrasi 1% bahan aktif memiliki nilai penurunan tegangan antar muka antara 1,85–2,35 dyne/cm atau memiliki nilai kemampuan penurunan tegangan antarmuka 95,6–94,4%, dengan konsentrasi yang sama (1%) APG komersial memiliki nilai penurunan tegangan antar muka 2,7 dyne/cm (kemampuan menurunkan tegangan sebesar 93,57%).
Hasil uji ragam pada faktor penambahan arang aktif, dan faktor penambahan NaBH4 berpengaruh nyata, namun interaksi kedua faktor menunjukkan hasil yang tidak berpengaruh nyata. Pada kombinasi perlakuan arang aktif 0% dan NaBH4 0,2% memiliki kemampuan menurunkan tegangan antarmuka yang paling tinggi (95,6%) dibandingkan dengan perlakuan kombinasi lainnya. Sedangkan kombinasi perlakuan arang aktif 10% dan NaBH4 0% merupakan perlakuan yang memiliki nilai kemampuan menurunkan tegangan antarmuka yang paling rendah yaitu 94,4%. Semua kombinasi perlakuan antara arang aktif dan NaBH4 0,2% memiliki kemampuan menurunkan tegangan antarmuka yang tertinggi jika dibandingkan dengan perlakuan arang aktif 0%; 0,1% dan 0,3% (Lampiran 11). Hal ini menunjukkan penambahan NaBH4 hingga konsentrasi 0,2% mampu menaikkan kinerja APG untuk menurunkan tegangan antarmuka, namun pada konsentrasi 0,3% kemampuan APG untuk menurunkan tegangan antar muka tidak berbeda nyata dengan penambahan NaBH4 0,2%. Pola ini hampir sama dengan
hasil analisa pada kemampuan APG dalam menurunkan tegangan permukaan. Pada konsentrasi NaBH4 0,3% jika dikombinasikan dengan penambahan arang aktif (0%, 5%, dan 10%) diduga terjadi reduksi terhadap APG yang telah terbentuk. Proses reduksi ini terjadi karena tingginya konsentrasi NaBH4 yang dapat merusak gugus eter yang telah terbentuk antara glukosa dan alkohol lemak. Rusaknya gugus ini akan menyebabkan menurunnya kinerja APG. Hasil dari perhitungan kemampuan menurunkan tegangan antarmuka APG hasil sintesis pada konsentrasi 1% dapat dilihat pada Gambar 21
Gambar 21 Kemampuan menurunkan tegangan antarmuka APG sintesis pada konsentrasi 1% bahan aktif