DAFTAR LAMPIRAN
B. METODE PENELITIAN 1 Persiapan Sampel
2. Penelitian Utama
2.1 Uji kinerja MES terhadap suhu dan lama pemanasan
Pada tahap penelitian ini dicoba pengaruh suhu dan lama pemanasan terhadap kinerja surfaktan MES dalam menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka. Faktor suhu pemanasan (A) yang digunakan terdiri dari 70, 80 dan 90 °C. Faktor lama pemanasan (B) yang digunakan adalah 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 hari.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2 faktor dengan model rancangan percobaan
Yijk = µ + Ai + Bj +(AB)ij + εijk Keterangan :
Yijk = Nilai pengamatan dari suhu pemanasan ke-i, lama pemanasan ke-j pada ulangan ke-k
µ = Nilai rata-rata
Bj = Pengaruh faktor B pada taraf ke-j (j = 1, 2, 3)
(AB)ij = Pengaruh interaksi faktor A taraf ke-i dengan faktor B taraf ke-j
εijk = Pengaruh kesalahan percobaan
Analisa yang dilakukan pengaruh suhu dan lama pemanasan terhadap kinerja surfaktan MES adalah tegangan permukaan dan tegangan antarmuka.
2.2 Uji kinerja MES terhadap pengaruh salinitas
Uji kinerja surfaktan MES dilakukan pada tingkat salinitas dalam menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka. Faktor tingkat salinitas (C) untuk menguji kinerja surfaktan MES pada kondisi salinitas terdiri dari 10.000 ppm, 20.000 ppm dan 30.000 ppm. Rancangan percobaannya adalah sebagai berikut.
Yij = µ + Ci+ εij Keterangan :
Yijk = Nilai pengamatan dari tingkat salinitas ke-i, pada ulangan ke-j µ = Nilai rata-rata
Ci = Pengaruh faktor C pada taraf ke-i (i = 1, 2,3)
εij = Pengaruh kesalahan percobaan
Analisa yang dilakukan pengaruh kondisi salinitas terhadap kinerja surfaktan MES adalah tegangan permukaan dan tegangan antarmuka.
2.3 Uji kinerja MES terhadap pengaruh kesadahan
Uji kinerja surfaktan MES dilakukan pada kondisi air sadah dalam menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka. Faktor tingkat kesadahan (D) untuk menguji kinerja surfaktan MES pada kondisi air sadah terdiri dari 100 ppm, 300 ppm dan 500 ppm. Rancangan percobaannya adalah sebagai berikut.
Yij = µ + Di+ εij Keterangan :
µ = Nilai rata-rata
Di = Pengaruh faktor D pada taraf ke-i (i = 1, 2,3)
εij = Pengaruh kesalahan percobaan
Analisa yang dilakukan pengaruh kondisi kesadahan terhadap kinerja surfaktan MES adalah tegangan permukaan dan tegangan antarmuka.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. ANALISIS METIL ESTER
Metil ester yang digunakan dalam penelitian ini berbahan baku olein sawit yang dihasilkan melalui reaksi transesterifikasi. Olein sawit yang digunakan pada penelitian ini berasal dari PT. Asian Agri Group. Produksi metil ester olein dilakukan pada skala 100 liter di pilot plant SBRC. Metil ester olein yang dihasilkan dianalisis untuk persiapan bahan baku menjadi surfaktan yang dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil analisis metil ester olein minyak sawit
Parameter Unit Hasil Analisis
Kadar Air % 0.018
Bilangan Asam mg KOH/g ME 0.1856
Bilangan Penyabunan mg KOH/g ME 191.45
Bilangan Iod mg I2/g ME 72.52
Densitas g/cm3 0.9165
Dari hasil analisis metil ester olein diatas diketahui bahwa metil ester olein sudah memenuhi standar kualitas untuk digunakan sebagai bahan baku metil ester sulfonat.
B. ANALISIS SURFAKTAN MES
Proses pembuatan surfaktan metil ester sulfonat (MES) dilakukan dengan mereaksikan metil ester dengan gas SO3 pada suhu reaksi 80 °C dengan lama reaksi 2 jam. Proses reaksi ini dinamakan proses sulfonasi. Proses sulfonasi pada penelitian ini menggunakan single tube falling film reaktor yang dapat dilihat pada Gambar 7.
Metil Ester yang masuk ke dalam reaktor memiliki lapisan 100 ml/menit, lapisannya cukup tipis sehingga gas yang masuk ke dalam reaktor akan bereaksi dengan cepat untuk menjadi metil ester sulfonat. Proses sulfonasi dilakukan secara kontinyu dengan memutarkan kembali ke dalam reaktor dan direaksikan dengan gas yang masuk selanjutnya.
Gambar 7. Single Tube Falling Film Reactor
Metil ester dialirkan ke dalam reaktor melalui saluran pada bagian atas yang terdiri dari dua saluran. Lapisan metil ester akan terbentuk pada dinding dalam reaktor. Setelah suhu mencapai 80 ºC, maka gas SO3 dialirkan melalui saluran gas pada bagian atas reaktor. Gas SO3 akan bereaksi dengan lapisan metil ester yang mengalir pada dinding. Semakin tipis lapisan metil ester, reaksi sulfonasi akan semakin cepat. Sebaliknya, jika lapisan metil ester smakin tebal maka sulfonasi akan terjadi secara lambat. Hal ini karena gas SO3 yang bereaksi dengan metil ester harus lebih banyak. Laju alir metil ester yang masuk ke dalam reaktor dalam penelitian ini adalah 100 ml/menit, diduga memiliki lapisan yang tipis pada dinding reaktor.
Metil ester sulfonat yang dihasilkan dari reaktor cukup kental dan berwarna gelap. Untuk meningkatkan kualitas surfaktan MES perlu dilakukan pemurnian yang meliputi pemucatan dan netralisasi. Melalui proses pemucatan, surfaktan akan lebih cerah seihingga memenuhi kriteria untuk diaplikasikan dalam pembuatan deterjen. Metil ester sulfonat sebelum pemucatan disajikan pada Gambar 8a dan sesudah pemucatan disajikan pada Gambar 8b.
a b
Gambar 8. Surfaktan Metil Ester Sulfonat sebelum pemucatan (8a) dan setelah pemucatan (8b)
Surfaktan MES hasil pemucatan berwarna cerah seperti yang terlihat pada Gambar 8b. sebelum dilakukan pemurnian dan pemucatan, surfaktan MES cukup kental dan berwarna gelap. Surfaktan MES murni dianalisis seperti yang disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6. Analisis surfaktan MES setelah proses pemurnian
Parameter Unit Hasil Analisis
pH - 6.69
Bilangan Asam mg KOH/g
MES
5.92
Bilangan Iod mg I2/g MES 33.99
Kadar Bahan aktif % 7.23
Densitas g/cm3 0.9803
Tegangan Permukaan air dyne/cm 65.22
Tegangan Antarmuka air + xilen dyne/cm 31.50
Tegangan Permukaan (konsentrasi MES 1 % (v/v)) dyne/cm 32.37 Tegangan Antarmuka (konsentrasi MES 1 % (v/v)) dyne/cm 12.25
Metil ester sulfonat hasil reaksi sulfonasi sebelum pemurnian dan pemucatan memiliki keasaman yang tinggi dengan nilai bilangan asam 10.79 mg KOH/g MES. Setelah dilakukan pemurnian dan pemucatan, MES berwarna lebih cerah dan derajat keasaman yang netral yaitu 6.69 dan nilai bilangan asam 5.92 mg KOH/g MES. Proses netralisasi dilakukan pada surfaktan MES karena apabila surfaktan MES tidak dimurnikan, maka warna
surfaktan MES semakin gelap yang tidak dapat dihindari, viskositas semakin besar dan terbentuknya endapan MES. Derajat keasaman dari surfaktan MES yang baik adalah pada pH netral. Apabila pH surfaktan MES rendah, maka surfaktan bersifat semakin asam. Sementara jika pH melebihi netral, maka
dapat terjadi hidrolisis yang akan mementuk disalt. Hal ini akan
mengakibatkan keaktifan surfaktan MES berkurang.
Tegangan permukaan dirumuskan sebagai energi yang harus digunakan untuk memperbesar permukaan suatu cairan sebesar 1 cm2. Tegangan permukaan disebabkan adanya gaya tarik menarik dari molekul cairan. Tegangan permukaan surfaktan MES dinyatakan dalam dyne per centimeter (dyne/cm) atau miliNewton per meter (mN/m). Tegangan permukaan timbul sebagai akibat ketidaksinambungan gaya tarik antar molekul pada permukaan zat cair. Semakin besar ikatan antar molekul- molekul dalam cairan maka semakin besar tegangan permukaan suatu surfaktan (Bodner dan pardue, 1989).
Hasil pengukuran tegangan permukaan air sebelum penambahan surfaktan MES sebesar 65.22 dyne/cm. Hasil pengukuran tegangan permukaan air setelah penambahan surfaktan MES pada konsentrasi 1 % sebesar 32.37 dyne/cm. Tegangan permukaan air mengalami penurunan 32.85 dyne/cm setelah penambahan surfaktan MES dari sebelumnya bernilai 65.22 dyne/cm. Dalam hal ini, surfaktan MES mampu menurunkan tegangan permukaan air sebesar 50.36 %.
Pengukuran nilai tegangan permukaan dan tegangan antarmuka surfaktan dilakukan pada suhu ruang pada konsentrasi surfaktan MES yang ditambahkan 1 % (v/v). Jika pengukuran tegangan permukaan dan tegangan antarmuka pada suhu tinggi akan menyebabkan kerusakan pada surfaktan MES. Pada suhu tinggi, memungkinkan terjadinya oksidasi yang akan menyebabkan surfaktan bersifat asam yang akan mempengaruhi kinerja dari surfaktan MES. Konsentrasi surfaktan yang digunakan dalam pengujian adalah 1 % (v/v). Pada konsentrasi lebih rendah dari 1 %, nilai tegangan permukaan dan antarmuka bernilai tinggi. Peningkatan konsentrasi dapat
menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka sampai bernilai konstan pada konsentrasi 1 %.
Surfaktan adalah senyawa kimia yang memiliki aktivitas pada permukaan cairan. Surfaktan memiliki struktur bipolar sehingga menyebabkan surfaktan cenderung berada pada antarmuka antara fase yang berbeda derajat polaritas dan ikatan hidrogen seperti air dan minyak.
Seperti dalam pengukuran tegangan permukaan, nilai tegangan antarmuka juga diukur dengan alat cole parmer tensiometer. Dari hasil pengukuran, tegangan antarmuka air dan xilen sebelum penambahan surfaktan MES sebesar 31.50 dyne/cm. Hasil pengukuran tegangan antarmuka air dan xilen setelah penambahan surfaktan MES pada konsentrasi 1 % bernilai 12.25 dyne/cm. Tegangan antarmuka air dan xilen mengalami penurunan sebesar 19.25 dyne/cm. Dengan demikian dapat diketahui bahwa surfaktan MES dapat menurunkan tegangan antarmuka air dan xilen 61,11 %.
C. PENGARUH SUHU DAN LAMA PEMANASAN
Penurunan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka terjadi karena struktur amphifilik surfaktan yang terdiri dari dua gugus dengan derajat polaritas yang berbeda, yaitu gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik. Surfaktan dengan rumus kimia RSO3H dalam air akan terurai menjadi ion-ion RSO3- dan H+.
Penelitian mengenai kinerja surfaktan MES dalam menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka akibat pengaruh suhu dan lama pemanasan dilakukan pada suhu 70, 80 dan 90 °C dengan lama pemanasan 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 hari.
Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh suhu pemanasan 70 ºC dapat dilihat pada Gambar 9. Nilai tegangan permukaan setelah diberikan perlakuan pemanasan pada suhu 70 ºC mengalami kenaikan dibandungkan sebelum pemanasn. Nilai tegangan permukaan meningkat dari 37.25 dyne/cm menjadi 41.00 dyne/ cm (Lampiran 4A).
Gambar 9. Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh suhu pemanasan 70 ºC
Kenaikan nilai tegangan permukaan juga terjadi pada suhu 80 ºC. dimana nilai tegangan permukaan air setelah ditambahkan surfaktan MES 1 % (v/v) meningkat dari 36.30 dyne/cm menjadi 37.60 dyne/cm. Hal ini berarti bahwa kinerja surfaktan MES mengalami penurunan. Penyebabnya adalah surfaktan MES mengalami degradasi akibat adanya pemanasan. Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh suhu 80 ºC disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10. Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh suhu pemanasan 80 ºC
Pada suhu 90 ºC nilai tegangan permukaan bernilai 32.62 dyne/cm sampai 37.27 dyne/cm. nilai tegangan permukaan meningkat seperti yang
terjadi pada suhu pemanasan 70 dan 80 ºC. Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh suhu 90 ºC disajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh suhu pemanasan 90 ºC
Dari hasil analisa ragam (ANOVA) menunjukkan adanya pengaruh suhu dan lama pemanasan terhadap nilai tegangan permukaan yang dihasilkan oleh metil ester sulfonat. Pada tingkat kepercayaan 99 %, suhu pemanasan dan lama pemanasan berpengaruh sangat signifikan terhadap kenaikan tegangan permukaan. Suhu dan lama pemanasan memberikan pengaruh positif terhadap peningkatan nilai tegangan permukaan. Baik pada tingkat kepercayaan 99 % maupun 95 %, interaksi antara suhu dan lama pemanasan tidak berpengaruh signifikan terhadap kenaikan tegangan permukaan. Hasil analisa ragam disajikan pada Lampiran 4B.
Hasil uji lanjut Duncan terhadap suhu pemanasan dengan tingkat kepercayaan 95 % (α = 0.05) menunjukkan bahwa suhu pemanasan 70°C memberikan pengaruh yang berbeda dengan suhu pemanasan 80 °C dan suhu 90 °C. Demikian juga suhu 80 °C memberikan pengaruh yang berbeda terhadap suhu dan 90 °C. Masing-masing suhu pemanasan berbeda nyata satu dengan lainnya pada tingkat kepercayaan 95 % (α = 0.05). Hasil uji lanjut Duncan disajikan pada Lampiran 4C. Hasil uji lanjut Duncan terhadap lama pemanasan menunjukkan bahwa lama pemanasan 1 hari berbeda nyata dengan lama pemanasan 2, 3, 4, 5 dan 6 hari. Lama pemanasan 2 hari tidak berbeda
nyata dengan 3 hari. Sedangkan lama pemanasan 3 hari tidak berbeda nyata dengan lama pemanasan 4 hari dan 5 hari. Lama pemanasan 6 hari berbeda nyata satu dengan lainnya terhadap nilai tegangan permukaan dengan selang kepercayaaan 95 % (α = 0.05) (Lampiran 4D).
Sementara itu, dalam uji kinerja surfaktan MES terhadap suhu dan lama pemanasan menunjukkan bahwa kinerja surfaktan MES mengalami penurunan terhadap nilai tegangan antarmuka air dan xilen. Tegangan antarmuka setelah penambahan surfaktan MES dengan konsentrasi 1 % berkisar 15.40 – 20.80 dyne/cm. Hal ini menunjukkan penurunan kinerja surfaktan MES dimana sebelum dilakukan pemanasan, tegangan antarmuka air dan xilen bernilai 12.25 dyne/cm.
Histogram hubungan antara suhu, lama pemanasan dan nilai tegangan antarmuka disajikan pada Gambar 12. Kondisi perlakuan suhu 80 °C dengan lama pemanasan 1 hari menghasilkan nilai tegangan antarmuka terendah dengan nilai tegangan antarmuka sebesar 15.40 dyne/cm. Sedangkan nilai tegangan antarmuka tertinggi dicapai pada perlakuan suhu 90 °C dengan lama pemanasan 6 hari dengan nilai tegangan antarmuka sebesar 20.80 dyne/cm.
14 15 16 17 18 19 20 21 1 2 3 4 5 6 Hari T e gan gan A n tar m u k a (d y n e /c m ) 70 °C 80 °C 90 °C
Gambar 12. Histogram nilai tegangan antarmuka akibat pengaruh faktor suhu dan lama pemanasan
Setelah pemanasan pada suhu 70 °C, nilai tegangan antarmuka antara air dan xilen meningkat dari 17.77 dyne/cm menjadi 19.72 dyne/cm. Kinerja surfaktan MES mengalami penurunan dari hari ke hari. Nilai tegangan
antarmuka akibat pemanasan pada suhu 80 °C yang dihasilkan dengan penambahan surfaktan MES 1 % (v/v) mengalami kenaikan dari 15.40 dyne/cm menjadi 19.55 dyne/cm. Seperti yang terjadi pada suhu 70 dan 80 °C, nilai tegangan antarmuka pada suhu 90 °C mengalami kenaikan dengan bertambahnya lama pemanasan. Nilai tegangan antarmuka meningkat dari 18.02 dyne/cm menjadi 20.80 dyne/cm.
Suhu pemanasan berpengaruh terhadap nilai tegangan antarmuka dikarenakan suhu dapat mempengaruhi kecepatan reaksi degradasi surfaktan MES. Suhu dapat mempercepat terjadinya reaksi dengan memperluas distribusi energi dan memperbanyak jumlah molekul yang mempunyai energi kinetik lebih tinggi daripada energi aktivasinya. Dalam suhu yang lebih tinggi, energi terdistribusi lebih luas sehingga semakin banyak jumlah molekul- molekul yang memiliki energi kinetik melebihi energi aktivasinya. Dengan demikian memungkinkan semakin besarnya peluang untuk terjadinya tumbukan dan akan mempercepat terjadinya reaksi penguraian MES.
Hasil analisa ragam (ANOVA) menunjukkan adanya pengaruh suhu dan lama pemanasan terhadap nilai tegangan antarmuka yang dihasilkan oleh metil ester sulfonat. Baik pada tingkat kepercayaan 99 % (α = 0.01). maupun 95 % (α = 0.05), suhu pemanasan dan lama pemanasan berpengaruh sangat signifikan terhadap kenaikan tegangan antarmuka. Suhu dan lama pemanasan memberikan pengaruh positif terhadap peningkatan nilai tegangan antarmuka. Interaksi suhu pemanasan dan lama pemanasan memberikan pengaruh signifikan terhadap nilai tegangan antarmuka pada selang kepercayaan 95 % (α = 0.05) (Lampiran 7B).
Uji lanjut Duncan pada faktor suhu pemanasan menunjukkan semua taraf suhu pemanasan (70, 80, dan 90 °C) berbeda nyata satu dan lainnya terhadap nilai tegangan antarmuka air dan xilen pada tingkat kepercayaan 95 % (α = 0.05) (Lampiran 7C). Taraf suhu pemanasan 70 °C berbeda nyata dengan taraf pemanasan 80 °C dan 90 °C dan sama halnya dengan taraf suhu pemanasan 80 °C berbeda nyata dengan taraf pemanasan 70 °C dan 90 °C. Perlakuan suhu pemanasan 90 °C memberikan nilai rataan tertinggi untuk tegangan antarmuka, yaitu sebesar 19.42 dyne/cm.
Hasil uji lanjut Duncan pada faktor lama pemanasan terhadap nilai tegangan antarmuka pada tingkat kepercayaan 95 % (α = 0.05) (Lampiran 7D) menunjukkan bahwa taraf lama pemanasan 1 hari berbeda nyata dengan taraf lama pemanasan yang lainnya. Lama pemanasan 2 hari tidak berbeda nyata dengan lama pemanasan 3 hari tetapi berbeda nyata dengan lama pemanasan 1, 3, 4, 5 dan 6 hari. Taraf lama pemanasan 3 hari tidak berbeda nyata dengan 4 hari tetapi berbeda nyata dengan lama pemanasan 1, 2, 5 dan 6 hari. Taraf lama pemanasan 4 hari tidak berbeda nyata dengan lama pemanasan 5 hari tetapi berbeda nyata dengan lama pemanasan 1, 2, 3 dan 6 hari. Taraf lama pemanasan 6 hari berbeda nyata dengan lainnya. Perlakuan lama pemanasan 6 hari memberikan nilai rataan tertinggi untuk nilai tegangan antarmuka, yaitu sebesar 20.05 dyne/cm.
Tegangan antarmuka yang rendah memiliki gaya tarik sesama molekul sejenis (kohesi) yang akan berkurang, sedangkan gaya tarik antar molekul yang tidak sejenis (adhesi) cenderung menguat. Penguatan gaya adhesi mengakibatkan molekul surfaktan mampu membuat lapisan film yang menyelimuti partikel dan akan mencegah penggabungan partikel sejenis.
Kenaikan nilai tegangan antarmuka diduga akibat terjadinya degradasi termal seperti yang terjadi pada surfaktan alfa olefin sulfonat yang diteliti oleh Hui dan Tuvell (1998) dan surfaktan yang diteliti oleh Hidayati (2005) dimana terjadi proses desulfonasi ikatan C-S pada struktur surfaktan MES yang ditandai dengan berkurangnya tinggi peak pada gugus sulfonat. Proses degradasi terjadi semakin cepat seiring dengan meingkatnya suhu pemanasan dan waktu pemanasan yang lama. Bertambahnya lama pemasanan mengakibatkan nilai tegangan antarmuka surfaktan MES semakin meningkat. Hui dan Tuvell (1998) menambahkan bahwa gugus sulfonat yang terurai kemudian membentuk asam sulfat. Asam sulfat yang terbentuk dalam proses desulfonasi akan menjadi katalisator untuk terjadinya penguraian ikatan C-S selanjutnya. Ikatan C-S yang terurai menyebabkan surfaktan kehilangan komponen aktifnya dan mengakibatkan surfaktan MES kurang bersifat aktif permukaan.
D. PENGARUH TINGKAT SALINITAS
Penelitian mengenai kinerja surfaktan terhadap kondisi salinitas dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh tingkat salinitas terhadap kinerja surfaktan menurunkan tegangan permukaan dan tegangan antarmuka. Kadar salinitas yang dicobakan dalam penelitian ini adalah 10.000 ppm, 20.000 ppm dan 30.000 ppm NaCl (b/b). Tingkat salinitas ini menggambarkan kondisi air di wilayah Indonesia. Surfaktan MES yang digunakan untuk aplikasi sebagai bahan pencuci harus memiliki karakteristik deterjensi yang baik. Oleh karena itu, pengujian surfaktan dilakukan pada rentang salinitas rendah sampai tinggi. Hasil pengukuran tegangan permukaan pada kondisi salinitas menunjukkan kisaran antara 34.42 dyne/cm hingga 36.10 dyne/cm (Lampiran 5A). Hal ini menunjukkan terjadi penurunan kemampuan surfaktan dalam menurunkan tegangan permukaan air sebelumnya yaitu dai 32.37 dyne/cm menjadi 36.10 dyne/cm. Dengan demikian, nilai tegangan permukaan mengalami kenaikan dalam berbagai kondisi salinitas.
Berdasarkan analisa ragam terhadap nilai tegangan permukaan pada tingkat kepercayaan 99 % maupun 95 % menunjukkan bahwa perlakuan tingkat salinitas tidak memberikan pengaruh yang signifikan atau tidak berbeda nyata (Lampiran 5B).
Histogram hubungan antara tingkat salinitas dengan nilai tegangan permukaan disajikan pada Gambar 13. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa nilai tegangan permukaan terendah terdapat pada perlakuan salinitas 10.000 ppm dengan nilai tegangan permukaan sebesar 34.42 dyne/cm. Sedangkan nilai tegangan permukaan tertinggi dicapai oleh perlakuan salinitas 30.000 ppm dengan nilai tegangan permukaan sebesar 36.10 dyne/cm. Hal ini menggambarkan bahwa dengan meningkatnya salinitas maka akan meningkatkan nilai tegangan permukaan. Dengan bertambahnya ion-ion garam dalam air, akan mempengaruhi kelarutan surfaktan MES dalam air. Salinitas 30.000 ppm akan menghasilkan tegangan permukaan yang tinggi karena pada kondisi ini, surfaktan MES menjadi sukar larut dalam air. Dengan demikian kinerja surfaktan MES akan menurun dengan meningkatnya salinitas.
30 32 34 36 38 40 T e gan gan P e r m u k aa n (d y n e/ cm ) 10 000 ppm 20 000 ppm 30 000 ppm Salinitas
Gambar 13. Histogram nilai tegangan permukaan akibat pengaruh faktor salinitas
Pengukuran tegangan antarmuka pada kondisi salinitas setelah penambahan surfaktan MES pada kondisi salinitas (10.000, 20.000 dan 30.000 ppm) menunjukkan kisaran rataan antara 16.25 dyne/cm hingga 19.17 dyne/cm (Lampiran 8A). Tegangan antarmuka pada kondisi salinitas mengalami kenaikan daripada pada kondisi normal yaitu 12.25 dyne/cm.
Hasil analisa ragam (ANOVA) pada tingkat kepercayaan 95 % (α = 0.05) menunjukkan bahwa tingkat salinitas berpengaruh nyata terhadap nilai tegangan antarmuka setelah penambahan surfaktan MES pada konsentrasi 1 % (Lampiran 8B).
Uji lanjut Duncan pada faktor tingkat salinitas menunjukkan hasil pada taraf salinitas 10.000 ppm berbeda nyata dengan taraf salinitas 20.000 dan 30.000 ppm terhadap nilai tegangan antar muka pada tingkat kepercayaan 95 %. Sedangkan taraf salinitas 20.000 tidak berbeda nyata dengan taraf salinitas 30.000 ppm terhadap nilai tegangan antarmuka pada tingkat kepercayaan 95 % (Lampiran 8C).
Pengaruh tingkat salinitas terhadap nilai tegangan antarmuka ditunjukkan pada Gambar 14. Kondisi salinitas 10.000 ppm memiliki nilai tegangan antarmuka terendah yaitu 16.25 dyne/cm. Sedangkan nilai tegangan antarmuka tertinggi terdapat pada tingkat salinitas 30.000 ppm sebesar 19.17 dyne/cm.
CH3 CH COOCH3 + NaCl CH3 CH COONa + CH3Cl
SO3Na SO3Na
Gambar 15 . Reaksi pembentukan disalt 10 12 14 16 18 20 T e g an gan A n ta r m u k a (d y n e /c m ) 10000 ppm 20000 ppm 30000 ppm Salinitas
Gambar 14. Histogram nilai tegangan antarmuka akibat pengaruh faktor salinitas
Histogram nilai tegangan antarmuka menujukkan bahwa peningkatan kondisi salinitas memberikan kecenderungan peningkatan nilai tegangan antarmuka. Pada salinitas 30.000 ppm kandungan ion Na+ cukup banyak sehingga menghambat kinerja surfaktan MES dalam menurunkan tegangan antarmuka. Peningkatan salinitas akan menaikkan tegangan antarmuka yang ditandai dengan semakin besarnya nilai tegangan antarmuka yang dihasilkan dalam pengujian. Penurunan kinerja surfaktan MES dalam menurunkan tegangan antarmuka seiring dengan meningkatknya salinitas. Hal ini dikarenakan meningkatnya kandungan natrium klorida yang merupakan senyawa garam dalam ikatan ion.
Senyawa garam jika dicampurkan dengan air akan terurai menjadi kation (Na+) dan anion (Cl-). Dengan bertambahnya ion-ion ini akan menurunkan kinerja surfaktan MES karena terikatnya kation natrium pada senyawa aktif. Senyawa aktif yang mengikat dua kation natrium pada gugus esternya akan membentuk senyawa disalt. Dengan terbentuknya senyawa disalt ini akan menggurangi senyawa aktif pada surfaktan MES dalam menurunkan tegangan antarmuka. Reaksi terbentuknya disalt dapat dilihat pada gambar (MacArthur, 1998).
E. PENGARUH TINGKAT KESADAHAN
Pengujian kinerja surfaktan MES pada kondisi kesadahan dimaksudkan untuk mengetahui bagaimana kinerja surfaktan MES dari olein sawit yang diaplikasikan sebagai penurun tegangan antarmuka dan tegangan antarmuka dengan kondisi air sadah. Pengujian surfaktan MES dilakukan pada kondisi sadah dengan taraf 100 ppm, 300 ppm dan 500 ppm.
Dalam air kondisi sadah yang ada adalah kesadahan umum, kesadahan umum merupakan ukuran yang menunjukkan jumlah ion kalsium (Ca2+) dan ion magnesium (Mg2+) dalam air. Pada umumnya, kesadahan dinyatakan dalam satuan ppm (part per million /satu persejuta bagian) kalium karbonat, pada Tabel 7 dapat dilihat kriteria selang kesadahan.
Tabel 7. Kriteria selang kesadahan umum
No Kandungan Ca2+ / Mg2+) Golongan
1 0 – 70 ppm Sangat rendah/sangat lunak
2 70 – 140 ppm Rendah/lunak
3 140 – 210 ppm Sedang
4 210 – 320 ppm Agak tinggi/agak keras
5 320 – 530 ppm Tinggi/keras
Sumber : (www.o-fish.com)
Uji kinerja surfaktan pada kondisi kesadahan pada penelitian ini terdiri dari tiga taraf yaitu 100 ppm, 300 ppm dan 500 ppm. Taraf ini diambil berdasarkan pada kriteria selang kesadahan umum sehingga dapat mewakili tingkat kesadahan rendah untuk 100 ppm, kesadahan sedang untuk 300 ppm dan kesadahan tinggi untuk 500 ppm. Kemampuan deterjensi surfaktan MES akibat kesadahan pada rentang kesadahan rendah tidak terlalu berpengaruh. Oleh karena itu, pengujian surfaktan MES ini dilakukan pada rentang kesadahan rendah sampai kesadahan tinggi.