Metodologi penelitian meliputi pengumpulan bahan, pembuatan metil ester asam lemak dari asam stearat dan asam oleat, sulfonasi metil ester asam lemak, analisis spektroskopi FT-IR untuk mengkonfirmasi hasil dari setiap tahap, dan penentuan tegangan permukaan, serta nilai HLB dari surfaktan MES asam lemak yang terbentuk. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Sintesis Bahan Obat, Laboratorium Penelitian, Laboratorium Farmasi Fisik Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Medan dan di Laboratorium FT-IR Bea Cukai Medan.
3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas, oven (Gallenkamp), neraca analitik (Mettler AE 200), hot plate, stirrer, termometer, indikator universal, rangkaian alat sulfonasi, hairdryer, spektrofotometer FT-IR, Tensiometer Du Nouy.
3.1.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah akuades, asam stearat, asam oleat berkualitas pro analis. Bahan kimia yang digunakan berkualitas pro analisa keluaran E-Merck seperti metanol, benzena, asam sulfat pekat, n-heksan, natrium sulfat anhidrat, hidrogen peroksida, natrium hidroksida.
3.2 Pembuatan Pereaksi
3.2.1 Pembuatan Larutan NaOH 20% b/v
3.3 Pembuatan Metil Ester Asam Stearat
Ke dalam labu alas bulat leher tiga dimasukan sebanyak 100 g asam stearat 50 ml metanol dan 100 ml benzena sambil diaduk dan melalui corong penetes diteteskan sebanyak 2 ml H2SO4 (p) secara perlahan-lahan, kemudian
dirangkai alat refluks, dan direfluks selama 5 jam pada suhu ± 800C. Kelebihan metanol dan pelarut didestilasi pada suhu 80-810C. Residu yang diperoleh diekstraksi dengan 100 ml n-heksan dan dicuci dengan 25 ml akuades sebanyak 2 kali. Lapisan atas diambil lalu ditambah Na2SO4 anhidrat dan disaring. Filtratnya
didestilasi pada suhu 69-700C hingga diperoleh residu metil ester asam lemak dari asam stearat (Daniel, 2006) dan dikonfirmasikan strukturnya melalui analisis spektrometri FT-IR (dapat dilihat pada gambar 4.4.1 halaman 32).
3.4 Pembuatan Metil Ester Asam Oleat
Ke dalam labu alas bulat leher tiga dimasukan sebanyak 100 g asam oleat 50 ml metanol dan 100 ml benzena sambil diaduk dan melalui corong penetes diteteskan sebanyak 2 ml H2SO4 (p) secara perlahan-lahan, kemudian dirangkai
alat refluks, dan direfluks selama 5 jam pada suhu ± 800C. Kelebihan metanol dan pelarut didestilasi pada suhu 80-810C. Residu yang diperoleh diekstraksi dengan 100 ml n-heksan dan dicuci dengan 25 ml akuades sebanyak 2 kali. Lapisan atas diambil lalu ditambah Na2SO4 anhidrat dan disaring. Filtratnya didestilasi pada suhu 69-700C hingga diperoleh residu metil ester asam lemak dari asam oleat (Daniel, 2006) dan dikonfirmasikan strukturnya melalui analisis spektrometri FT-IR (dapat dilihat pada gambar 4.5.1 halaman 33).
3.5 Pembuatan Metil Ester Sulfonat dari Metil Ester Asam Stearat
Ke dalam labu pensulfonasi yang sudah dilengkapi stirrer dan pendingin balik di atas hotplate, dimasukkan metil ester asam lemak dari asam stearat sebanyak 100 ml. Ke dalam labu dialirkan gas SO3 yang diperoleh dari pemanasan
H2SO4 (p) dengan bantuan blower, direfluks pada suhu 900C Selama ± 4 jam. Ke
dalam MES crude hasil sulfonasi ditambahkan 35 ml metanol dan dibleaching dengan H2O2 50% lalu direfluks pada suhu 64-650C, lalu MES didinginkan,
ditambahkan NaOH 20% setetes demi setetes hingga pH mendekati 8 sambil diaduk. Kemudian MES dipanaskan diatas hotplate pada suhu 50-550C selama 30 menit (Schwuger dan Lewandowski, 1995) dilakukan analisis spektrometri FT-IR (dapat dilihat pada gambar 4.7.1 halaman 38), uji penentuan tegangan permukaan (pada gambar 4.10.1 halaman 41) dan penentuan nilai HLB (pada lampiran 3 halaman 53).
3.6 Pembuatan Metil Ester Sulfonat dari Metil Ester Asam Oleat
Ke dalam labu pensulfonasi yang sudah dilengkapi stirrer dan pendingin balik di atas hotplate, dimasukkan metil ester asam lemak dari asam stearat sebanyak 100 ml. Ke dalam labu dialirkan gas SO3 yang diperoleh dari pemanasan
H2SO4 (p) dengan bantuan blower, direfluks pada suhu 900C Selama ± 4 jam. Ke
dalam MES crude hasil sulfonasi ditambahkan 35 ml metanol dan dibleaching dengan H2O2 50% lalu direfluks pada suhu 64-650C, lalu MES didinginkan,
ditambahkan NaOH 20% setetes demi setetes hingga pH mendekati 8 sambil diaduk. Kemudian MES dipanaskan diatas hotplate pada suhu 50-550C selama 30 menit (Schwuger dan Lewandowski, 1995) dilakukan analisis spektrometri FT-IR (dapat dilihat pada gambar 4.8.1 halaman 39), uji penentuan tegangan permukaan
(pada gambar 4.10.2 halaman 42) dan penentuan nilai HLB (pada lampiran 6 halaman 56).
3.7 Analisis Spektofotometri Inframerah
Analisis spektrofotometri inframerah dilakukan di Laboratorium Laboratorium Penelitian dan FT-IR Bea Cukai Medan.
Prosedur:
Cuplikan berbentuk cair diteteskan sebagai lapisan film tipis diantara lempeng KBr yang transparan, selanjutnya ditentukan spektrumnya.
Cuplikan padat dicampur dengan serbuk KBr anhidrat kemudian ditekan dengan alat khusus sehingga membentuk cakram tipis dan selanjutnya ditempatkan diantara kaca transparan untuk diamati spekturmnya.
3.8 Uji Secara Kimia
3.8.1 Tes dengan BaCl2 (Miller, 1982)
Tes dengan barium klorida digunakan untuk menguji adanya gugus olefin. Hasilnya dinyatakan positif bila terbentuk endapan putih.
Prosedur:
Pada pengujian asam stearat: MES asam stearat secukupnya dilarutkan dalam aseton dalam tabung reaksi, tambahkan larutan pereaksi setetes demi setetes sambil dikocok, diamkan beberapa menit dan amati perubahan yang terjadi. Hasil dapat dilihat pada tabel 4.9.1 halaman 40.
Pada pengujian asam oleat: MES asam oleat secukupnya dilarutkan dalam aseton dalam tabung reaksi, tambahkan larutan pereaksi setetes demi setetes sambil dikocok, diamkan beberapa menit dan amati perubahan yang terjadi. Hasil dapat dilihat pada tabel 4.9.1 halaman 40.
3.8.2 Tes Bromine (Miller, 1982)
Tes bromine digunakan untuk menguji adanya gugus olefin pada suatu senyawa melalui reaksi adisi Br2. Pereaksi terdiri dari 2% liquid brom dalam
kloroform. Hasil dinyatakan positif bila warna coklat brom hilang. Prosedur:
Pada pengujian asam stearat: MES asam stearat secukupnya dilarutkan dalam aseton dalam tabung reaksi, kemudian tambahkan larutan pereaksi setetes demi setetes sambil dikocok, dan amati perubahan warna larutan. Hasil dapat dilihat pada tabel 4.9.1 halaman 40.
Pada pengujian asam oleat: MES asam oleat secukupnya dilarutkan dalam aseton dalam tabung reaksi, kemudian tambahkan larutan pereaksi setetes demi setetes sambil dikocok, dan amati perubahan warna larutan. Hasil dapat dilihat tabel 4.9.1 halaman 40.
3.8.3 Tes Baeyer (Miller, 1982)
Tes baeyer digunakan untuk menentukan adanya gugus olefin pada senyawa melalui reaksi oksidasi pada ikatan rangkap. Pereaksi terdiri dari larutan 1% b/v KMnO4 dalam air suling. Hasil dinyatakan positif bila warna ungu
KMnO4 hilang dan terbentuk endapan MnO2.
Prosedur:
Pengujian asam stearat: MES asam stearat secukupnya dilarutkan dalam aseton dalam tabung reaksi, tambahkan 4-5 tetes larutan pereaksi sambil dikocok, biarkan selama 1-2 menit, amati perubahan yang terjadi. Hasil dapat dilihat pada tabel 4.9.1 halaman 40.
Pengujian asam oleat: MES asam oleat secukupnya dilarutkan dalam aseton dalam tabung reaksi, tambahkan 4-5 tetes larutan pereaksi sambil dikocok, biarkan selama 1-2 menit, amati perubahan yang terjadi. Hasil dapat dilihat pada tabel 4.9.1 halaman 40.
3.9 Penentuan Tegangan Permukaan
Pengukuran tegangan permukaan dilakukan dengan menggunakan alat Tensiometer Du Nouy dengan cara:
Sebanyak 1 g MES ditimbang, dimasukan dalam labu tentukur 100 ml dan dilarutkan dalam akuades hingga garis tanda (konsentrasi 1%). Dipipet dari larutan 1% sebanyak 1 ml, dimasukan ke dalam labu tentukur 100 ml dan diencerkan dengan akuades hingga garis tanda (konsentrasi 0,01%). Konsentrasi larutan MES yang ditentukan adalah: 0,0008; 0,001; 0,002; 0,004; 0,006; 0,009; 0,01; 0,02; 0,03; 0,04; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,09; 0,1; 0,2% b/v.
Alat tensiometer dikalibrasi menggunakan akuades pada suhu 300C sebanyak 25 ml larutan MES 0,001% dimasukan ke dalam cawan. Kemudian cawan tersebut diletakkan pada meja pengukur yang dihubungkan dengan sebuah termostat. Meja pengukur dinaikkan dengan hati-hati sampai cincin terletak ditengah-tengah cairan dan dikunci. Sekrup penurunan meja pengukur diputar dan dan dipertahankan agar jarum penunjuk tetap terletak diantara bagian hitam dari cakram tanda, sementara sekrup pada petunjuk skala diputar berlawanan dengan putaran jarum jam sampai cincin terlepas dari permukaan larutan. Dicatat skala yang ditunjukan pada alat (Ritschel, 1974).
3.10 Penentuan Harga HLB (Hidrophilic-Lipophilic Balance)
Penentuan harga HLB dilakukan secara teori dengan rumus : HLB = Σ (gugus hidrofil) + Σ (gugus lipofil) + 7
Hasil yang diperoleh dari rumus di atas, kemudian ditentukan dengan menggunakan skala penentuan fungsi surfaktan berdasarkan nilai-nilai HLB (Adamson, 1990).
BAB IV