REAKSI SAPONIFIKASI SERTA PENGUJIAN SIFAT SURFAKTAN SABUN DAN DETERGEN
INTISARI
Sabun merupakan camouran dari anion asam karboksilat dan kation unisolvent dengan bantuan alkali. Sedangkan deterjen adalah campuran dari beberapa zat kimia. Percobaan ini bertujuan Mempelajari proses soponifikasi lemak dengan menggukanan kalium hidroksida (KOH), dan natrium hidroksida (NaOH) serta Mempelajari sifat sabun dan detergen.
Percobaan ini diawali dengan pembuatan sabun kalium dan natrium, selanjutnya analisis dari sabun, kemudian sifat sabun dan detergen kemampuan surfaktan. Campuran KOH-etanol 10% dicampur minyak dan dipanaskan. Hasilnya ditambah NaCl jenuh. Percobaan kedua mencampur sabun natrium dan kalium dengan HCl dan aseton, serta minyak ditambah aseton. Ketiganya diuji kelarutannya. Percobaan ketika dilakukan pengujian kemampuan sabun kalium, natrium, dan detergen dengan meneteskan minyak. Percobaan keempat melarutkan ion sadah dalam sabun kalium, natrium, dan detergen dalam tabung reaksi.
Hasil yang diperoleh
REAKSI SAPONIFIKASI SERTA PENGUJIAN SIFAT SURFAKTAN SABUN DAN DETERGEN
I. Tujuan Percobaan
I.1. Mempelajari proses soponifikasi lemak dengan menggukanan kalium hidroksida (KOH), dan natrium hidroksida (NaOH).
I.2. Mempelajari sifat sabun dan detergen. II. Dasar Teori
II.1. Trigliserida
Trigliserida merupakan ester dari gliserol dan tiga molekul asam lemak menurut reaksi sebagai berikut :
Bila R1=R2=R3 ataut ketiganya asam lemak penyusunnya sama maka trigliserida ini disebut trigiserida, dan bila tidak sama disebut trigliserida campuran.
Asam lemak merupakan rantai hidrokarbon yang setiap atom karbonnya mengikat suatu lebih hydrogen. Asam lemak yang pada rantai karbonnya terrdapat ikatan rangkap disebut lemak tidak jenuh. Apabila tidak ada ikatan rangkap pada rantai karbonnya disebut asam lemak jenuh. Berikut struktur asam lemak jenuh dan tidak jenuh.
Makin jenuh molekul asam lemak dalam meolekul trigliserida makin tinggi titik beku atau titik lebur minyak tersebut. Sehingga pada suhu kamar biasanya pada fase padat. Sebaliknya semakin tidak jenuh asam lemak dalam molekul trigliserida maka makin rendah titik beku atau titik leburnya sehingga pada suhu kamar berada pada fase cair (Pasaribu, 2004) Randi.
SAponifikasi adalah hidrolisis alkali dengan trigliserida, membentuk gliserol dan campuran antara garam dengan asam karboksilat rantai panjang. Hasil saponifikasi adalah sabun, dan reaksi saponifikasi adalah cara yang paling banyak digunakan untuk memproduksi sabun.
(sikinibs dan fryhle, 2011). randi II.3. Surfaktan
Surfaktan (surface avtive agent) adalah zat seperti detergen yang ditambahkan pada cairan untuk meningkatkan sifat penyebaran atau pembasahan dengan menurunkan tegangan permukaan cairan khususnya air. Seurfaktan mempunyai struktur molekul yaitu gugus liofil dan liofob. Gugus liofob adalah gugus yang sedikit tertarik pada solven sedangkan gugus liofil adalah gugus yang tertarik pada solven. (Kirik dan Othmer, 1981) vita.
Cara kerja surfaktan adalah dengan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hydrogen pada permukaan. Adanya rantai hidrokarbon pada molekul surfaktan, sebuah molekul surfaktan secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi akan tersuspensi di dalam air (furi dan coniwanti, 2012) vita.
II.4. Sabun Kalium dan Natrium Deterjen
Sabun adalah surfaktan yang digunakan dengan air untuk mencuci dan membersihkan, sabun biasanya berbentuk padatan tercetak yang disebut sabun batang karena sejarah dan bentuk umumnya (naomi dkk, 2013) vita.
Sabun terbagi menjadi 2jenis yaitu sabun kalium dan sabun natrium. Sabun kalum (RCOOK) terbuat dari asam lemah dan KOH. Sabun kalium bersifat lunak dengan struktur C17H35COOK, sedangkan sabun natrium (RCOONa) terbuat dari asam lemah dan NaOH. Sabun natrium bersifat lebih keras dengan struktur C17-H35-COONa (Solomon dan Michael 2004) vita.
Detergen adlah camouran dari beberapa bahan kimia, yakni zat pembersih utama yang dikenal sebagai surfaktan, bahan pengawet busa (builder), bahan pemutih, bahan pewarna, bahan pengisi alam bahan-bahan yang dapat menghalangi kotoran masuk lagi kedalam barang-barang yang sudah dibersihkan (Fessenden, 1982) vita.
Sabun dan deterjen memliki gugus fungsi yang berbeda-beda. Sabun memiligi gugus fungsi (COO-), sedangkan deterjen memiliki gugus fungsi ion sulfonate (SO3-) atau ion sulfat (O-SO3-)
(sunarya, 2007).vita II.5 Kesadahan Air
Secara umum air sadah tidak berbahaya bagi kesehatan seseorang, tetapi dapat menyebabkan masalah serius dalam bidang industry yang berhubungan dengan air. Kesadahan air ditentukan oleh konsentrasi dari Kation multivalent (muatan lebih dari 1) dalam air. Kation yang paling sering ditemukan dalam air sadah adalah Ca2+ dan Mg2+. Kehadiran mineral karbonat terlarut (CaCo3 dan MgCO3) menyebabkan kesadahan sementara yang dapat dihilangkan dengan pemanasan. Kehadiran menral klorida terlarut (CaCl2 dan MgCl2) menyebabkan kesadahan tetap/permanen yang tidak dapat dihilangkan dengan mudah. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengidentifikasi kesadahan tetap pada air sebelum digunakan (dalam industry) (dey dkk, 2013) randi.
III. Metode Percobaan III.1. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah 1buah kakitiga, 15 buah tabung reaksi, 2 buah gelas beker 50mL, 3 buah cawan arloji, 1 buah corong, 1 bunsen, 1 buah batang pengaduk, dan rak tabung reaksi. Sedangkan bahan yang digunakan adalah minyak kelapa, larutan KOH-etanol, larutan 10% HCl jenuh, akuades, larutan sabun kalium, larutan sabun natrium, larutan HCl pengasaman, larutan MgCl 0,1%, larutan FeCl2 0,1%, larutan aseton, larutan CaCl2 0,1% larutan detergen, dan air keran.
III.2. Cara Kerja
III.2.1. Pembuatan Sabun Kalium
Minyak diambil sebanya 3mL kemudian dimasukkan ke dalam gelas beker 50mL. Kemudian KOH-etanol 10% ditambahkan sebanyak 20mL, lalu dipanaskan sambil diaduk. Selanjutnya, teteskan hasil reaksi kedalam air untuk menguji kesempurnaannya dengan tidak adanya lemak. Lalu, sabun kalium terbentuk sampai terjadi cairan kental. Kemudian ditambah aquades sebanyak 25mL. Campuran dibagi menjadi dua, setengahbagian sebagai sabun kalium dan setengah bagian lagi untuk pembuatan sabun natrium.
III.2.2. Pembuatan Sabun Natrium
NaCl jenuh ditambahkan pada hasil sabun kalium yang telah didapat, kemudian diaduk sampai rata, dan padatan(sabun natrium) yang terbentuk disaring menggunakan kertas saring. Selanjutnya padatan natrium akan terbentuk. Kemudian hasil sabun kalium dan natrium ditampung ditempat yang tersedia.
III.2.3. Analisis Asam Lemak dan Sabun
Lima mL sabun kalium, sabun natrium, dan minyak dimasukkan kedalam 3 tabung reaksi. Lalu ditambahkan HCl setetes-setetes hingga suasanya menjadi asam menggunakan uji kertas kalmus. Padatan yang terbentuk diambil dan dimasukkan kedalam aseton 2mL. lalu diamati kelarutannya.
Pengujian kemamouan sabun dan detergen sebagai surfaktan diawali dengan diteteskan masing-masing 1 tetes minyak pada 3 gelas arloji. Gelas arloji pertama diberikan 3 tetes larutan sabun kalium. Gelas gelas arloji kedua diberikan 3 tets sabun natrium. Gelas arloji ketiga diberikan 3 tetes detergen. Diamati kebersihan gelas arloji dari minyak.
Pengujian surfaktan pada ion sadah diawali dengan disiapkan 12 tabung reaksi. Empat tabung pertama diisi dengan 1mL larutan sabun kalium, empat tabung kedua diisi dengan 1mL larutan sabun natrium, dan empat tabung terakhir diisi dengan 1mL larutan detergen. Setiap sabun diatambahkan 1mL larutan CaCl2 0,1%, MgCl2 0,1%, FeCl2 0,1% dan air kran. Kemudian masing-masing tabung diamati apakah terjadi endapan atau tidak.
IV. Hasil dan Pembahasan IV.1. Hasil
Jenis sabun Wujud Warna Bau
Sabun kalium Gel Kuning pucat Tidak berbau
Sabun natrium Padatan Putih Tidak berbau
Sampel Kelarutan dalam aseton
Sabun kalium Sedikit Larut
Sabun natrium Larut
Minyak Tidak Larut
Sampel Uji membersihkan lapisan minyak pada gelas arloji
Sabun kalium Agak kotor
Sabun natrium Kotor
Minyak Paling bersih
IV.2. Pembahasan
Penambahan KOH untuk melarutkan asam lemak (trigliserida). Namun pencampuran sulit terjadi karena KOH polar sedangkan minyak nonpolar, maka diberikan juga etanol sebagai emulgator. Etanol yang bersifat semi polar dapat bertindak sebagai perantara untuk pencampuran zat polar dan nonpolar. Disamping itu etanol yang mudah menguap dengan titik didih yang redah pada pemanasan saat reaksi, maka etanol akan membantu zat tercampur saja. Zat direaksikan dengan pemanasan serta pengadukan agar homogen. Zat yang dihasilkan diuji dengan cara meneteskannya dalam air. Jika tidak ada lemak yang terlihat maka minyak bereaksi sempurna. Produk yang dihasilkan memiliki struktur gel, berwarna kuning pucat, dan tidak berbau. Sabun yang dihasilkan dibagi menjadi dua dan setengahnya yang telah dipisah digunakan untuk membuat sabun natrium. Sabun natrium dibuat dengan menambahkan NaCl jenuh yang berfungsi untuk memisahkan produk sabun dan gliserin. Gliserin tidak mengendap karena kelarutannya tinggi, namun tidak untuk sabun. Sabun yang strukturnya padat dank eras akan mengendap. Sabun natrium yang diperoleh disaring di kertas saring kemudian dipindahkan ke wadah. Sabun natrium yang diperoleh memiliki wujud padat, berwarna putih, dan tidak berbau. Reaksi yang terjadi dalam pembuatan sabun natrium
Percobaan kedua dilakukan analisis asam lemak dari sabun, percobaan ini dimulai dengan penambahan HCl kedalam sabun kalium, sabun natrium, dan minyak. Penambahan HCl bertujuan untuk menetralkan sifat basa yang masih ada pada sabun. Kertas lakmus merah berubah jadi biru, digunakan sebagai tanda untuk mengetahui kenetralannya. Larutan diaduk hingga homogeny dan bereaksi sempurna. Berikut reaksi sabun kalium dan natrium dengan HCl
Kemudian padatan yang terbentuk diambil dan direaksikan dengan aseton untuk menguji kelarutannya. Aseton merupakan pelarut turunan keton yang bersifat nonpolar yang dapat melarutkan zat non polar lainnya atau zat yang memiliki kemiripan kepolaran. Hasil yang diperoleh bahwa sabun kalium sedikit larut dalam aseton, sabun natrium larut sempurna dalam aseton, dan minyak tidak dapat larut dalam aseton.
Percobaan ketiga dilakukan pengujian sabun dan detergen sebagai surfaktan. Percobaan ini dimulai dengan menetesi gelas arloji dengan minyak. Kemudian dibersihkan dengan masing-masing sabun kalium, sabun natrium, dan detergen. Hasil yang diperoleh bahwa sabun kalium dapat memberihkan minyak dengan baik. Sabun natrium kurang bersih. Sedangkan detergen dapat membersihkan minyak dengan paling baik. Hasil ini sama dengan teori bahwa sabun kalium dapat membersihkan lebih baik dibandingkan dengan sabun natrium. Ini disebabkan oleh wujud sabun natrium yang berbentuk padatan sehingga sulit untuk bercampur dengan minyak. Sedangkan sabun kalium yang berbentuk cair dapat bercampur dengan minyak dengan baik sehingga dapat membersihkan minyak lebih baik dari sabun natrium yang padatan. Detergen dapat membersihkan minyak dengan baik karena detergen dapat mengemulsi minyak secara sempurna dengan adanya gugus nonpolar dari ujung-ujung hidrokarbon pada detergen hingga minyak teremulsi.
Cara kerja detergen berbeda dengan sabun, dimana detergen memiliki dua gugus yang masing-masing berada di ujung rantai hidrokarbon. Gugus yang pertama yaitu gugus hidrofiklik sedangkan gugus yang kedua yaitu gugus hidrofobik. Ini yang dapat menyebabkan detergen tidak dapat larut sempurna dalam air namun dapat tersuspensi dalam air karena membentuk misel, yaitu kumpulan molekul sabun yang rantai hidrokarbonnya mengelompok dengan ujung-ujung ionnya menhadap air. Sabun dapat mengemulsi minyak apabila dibilas. Pertama ujung anion molekul sabun tertarik ke air sedangkan rantai hidrokarbonnya larut dalam zat non polar. Ujung anion molekul sabun yang tertarik ke air ditolak oleh ujung-ujung molekul sabun yang menye****** pada tetesan minyak lain. Karena adanya tolak menolak antar tetes-tetes sabun dan minyak, maka minyak tidak dapat teremulsikan tetapi dapat tersuspensi.
Percobaan keempat dilakukan pengjian sifat sabun dan detergen sebagai surfaktan (efek ion-ion sadah). Percobaan ini dimulai dengan menambahkan CaCl2, MgCl2, FeCl2, dan air kran kedalam sabun natrium, kalium, dan detergen. Reaksi yang terjadi pada sabun kalium sebagai berikut :
Hasil yang diperoleh bahwa ada endapan yang terbentuk pada reaksi sabun dengan ion Ca2+ dan Mg2+, namun tidak ada endapan pada reaksi sabun dengan Fe2+ dan air kran. Reaksi yang terjadi pada sabun natrium sebagai berikut :
Hasil yang diperoleh bahwa terdapat endapan pada semua hasil reaksi antara sabun natrium dan ion sadah serta air kran. Reaksi yang terjadi pada detergen sebagai berikut :
Hasil yang diperoleh bahwa terdapat endapan pada hasil reaksi antara sabun natrium dan ion Ca2+, namun untuk Mg2+, Fe2+, dan air kran tidak terdapat endapan.
V. Kesimpulan
I.1. Mempelajari proses soponifikasi lemak dengan menggukanan kalium hidroksida (KOH), dan natrium hidroksida (NaOH).
I.2. Mempelajari sifat sabun dan detergen.
1. Proses saponifikasi adalah reaksi antara asam lemak dan alkali (KOH atau NaOH) yang menghasilkan sabun dan gliserol. Kabun kalium diperoleh dari KOH dengan wujud gel berwarna kuning pucat dan tidak berbau. Sabun natrium diperoleh dari NaOH dengan wujud padatan berwarna putih dan tidak berbau.
2. Detergen dapat membersihkan kotoran dengan baik namun sabun kalium maupun natrium tidak dapat membersihkan kotoran dengan baik. Deterrgen dapat digunakan secara efektif pada air sadah karena tidak mengendap pada air sadah dan air kran kecuali air sadah dengan ion Ca2+.
VI. Daftar Pustaka
Pasaribu, N., 2004, Minyak Kelapa Sawit, Jurnal FMIPA USU, Sumatera Utara.
Solomons, T.W.G., dan Fryhle, C.R., 2011, Organic Chemistry, 10th Ed., John Wiley & Sons, USA.
Furi, T.A., dan Coniwanti, P., 2012, Pengaruh Perbedaan Ukuran Partikel dari Ampas Tebu dan Konsentrasi Natrium Bisulfit (NaHSO3) pada Proses pembuatan Surfaktan,
Jurnal Teknik Kimia, 18(4), 49-58.
Kirk, R.E. dan Othmer, O.F., 1981, Encyclopedia of Chemical Engineering Technology, John Wiley & Sons, New York.
Solomon, dan Michael, R., 2004, Consumer Behavior Buying Having and Being, Pearson Education, New Jersey.
Fessenden, R.J., dan Fessenden, J.S., 1982, Kimia Organik Jilid 2, Erlangga, Jakarta. Sunarya, Y., 2007, Kimia Dasar, Alkemi Grafisindo Press, Bandung.
Dey, D., Bhattacharjee, D., Chakraborty, S., Hussain, S. A., 2013, Development of Hard water Sensor Using Fluorescene Energy Transfer, Sensor Actual B-Chem, 184, 268-273.
