Studi Kapasitas Dinamis dan Stabilitas Busa SDS: Pengaruh pH SDS, Konsentrasi SDS, dan Laju Alir Gas N2

Teks penuh

(1)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Surfaktan

Surfaktan (surface active agent) adalah senyawa amphiphilic, yang merupakan molekul heterogendan berantai panjangyang memiliki bagian kepala yang suka air

(hidrofilik) dan ekor yang tidak suka air (hidrofobik).

Sebagai jenis senyawa ampifilik memiliki konstanta dielektrik rendah dan viskositas

lebih tinggi dari air, surfaktan dapat meningkatkan kelarutan senyawa organik dengan

menurunkan tegangan antarmuka serta oleh solubilisasi misel. Pada konsentrasi yang

lebih tinggi, monomer akan dikelompokkan, terakumulasi ke dalam grup, kelompok,

yang disebut ''misel''. Konsentrasi di mana hal ini terjadi dikenal sebagai cmc[1].

Berdasarkan pada sumber asalnya dapat diklasifikasikan sebagai surfaktan sintetik

dan biosurfaktan [1]. Ada empat jenis surfaktan berdasarkan ionisasinya dalam larutan

air yaitu anionik, kationik, nonionik, dan amfoterik:

a. Surfaktan Anionik

Surfaktan ini membawa muatan negatif pada bagian hidrofilik. Golongan utama

yang terkandung di dalam surfaktan anionik adalah ion karboksilat, sulfat, dan

sulfonat. Secara luas, surfaktan ini banyak digunakan karena harganya yang murah.

Namun, surfaktan ini dapat menyebabkan iritasi dan toksik sehingga hanya

digunakan untuk sediaan luar. Surfaktan ini hanya menghasilkan emulsi A/M.

Contoh surfaktan ionik yaitu: Garam Na, K, atau ammonium dari asam lemak rantai

panjang seperti sodium stearat; Sodium lauril sulfat; Triethanolamine; Sodium

dioctylsulphosuccinate; dan sebagainya.

(2)

polivalen, serta tidak stabil di pH tinggi. Contoh surfaktan kationik yaitu: Cetrimide;

Cetrimonium bromida; Benzalkonium chlorida; dan Cetylpyridinium chlorida.

c. Surfaktan Amfoterik

Surfaktan ini memiliki dua sifat pada bagian hidrofiliknya, tergantung pH sistem.

Surfaktan ini bersifat kationik jika pH rendah dan bersifat anionik jika pH tinggi.

Contoh surfaktan amfoterik yaitu: Lecithin.

d. Surfaktan Nonionik

Surfaktan nonionik tidak memiliki muatan pada bagian hidrofiliknya. Surfaktan

nonionik mempunyai kemampuan melarutkan senyawa yang kurang larut dan

memiliki toksisitas rendah. Contoh surfaktan nonionik yaitu: Glikol dan gliserol

ester; Sorbitan ester; Polisorbat; PEG; dan Poloxalkol [2].

2.1.1 Sifat Antar Muka Surfaktan

Surfaktan bekerja dengan mengurangi energi bebas sebuah sistem dengan cara

menggantikan energi yang lebih tinggi pada antar muka

molekul-molekulnya.Berdasarkan kemampuan surfaktan untuk menurunkan tegangan permukaan

(lowersurface tension), peningkatan kelarutan (solubility), daya pembersih (detergency), kemampuan pembasahan (wetting ability) dan kapasitas busa (foam capacity). Surfaktan telah digunakan dalam berbagai aplikasi [4].

Konsentrasi spesifik disaat nilai kritis itu disebut konsentrasi kritis misel (critical micelleconcentration/cmc). Jika surfaktan ditambah melebihi cmc, maka jumlah misel akan terus bertambah tetapi ukuran mereka akan hampir tetap konstan. Untuk perubahan

konsentrasi dibawah cmc, maka sifat fisik seperti: tegangan permukaan, tegangan antar

muka, adsorpsi dan daya bersih akan terjadi perubahan.Gambar 2.1 menunjukkan

(3)

Gambar 2.1 Kecenderungan sifat fisik surfaktan terhadap perubahan konsentrasi (critical micelle concentration/cmc) [4].

2.1.2 Busa dan Sifat Antar Muka Busa Surfaktan

Busa adalah sistem dispersi di mana gelembung gasdikelilingi oleh fase cair

kontinu. Sistem ini ditemui dalam banyak aplikasi,seperti formulasi produk dalam

makanan, kosmetik,deterjen, dan farmasi daerah, serta perpindahan partikel,pemadam

kebakaran, dan peningkatan pemurnian minyak [7]. Busa merupakan media pengisi yang

dapat mempertahankan suhu dankelembaban dengan baik, karena mempunyai daya

serap air yang baik [8].

Busa dapat digambarkan sebagai sistemyang terdispersi yang mana terbentuknya

gelembung gas yang dikelilingi dan stabil oleh molekul surfaktan yang terserapnya di

antar muka udara-likuid dalam media cair secara kontinu [6]. Busa adalah fluida

kompleks yang tersebar yaitu fluida yang terdispersi mengandung gelembung udara

kecil dengan area permukaan yang luas yang dapat distabilkan oleh molekul surfaktan

(4)

2.1.3 Aplikasi Busa Surfaktan Dalam Proses Remediasi

Aplikasi kolom produksi busa skala laboratorium dilaporkan di sejumlah

penelitian bereputasi. Salah satunya adalah proses meremediasi materi yang

terkontaminasi minyak (oil) dimana minyak merupakan salah satu bahan yang bersifat

anti busa (anti foam) di samping partikel padat [12].Untuk media berpori maka dengan hadirnya busa dapat meningkatkan kemungkinan monomer surfaktan berinteraksi hingga

ke area intra partikel [4] [10]. Produk busa surfaktan telah diaplikasikan lebih lanjut

untuk proses remediasi baik secara insitu dan eksitu.

Gambar 2.2 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Minyak [12].

Gambar diatas menunjukkan tahapan misel mengikat atau menjerap molekul

(5)

Gambar 2.3 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Ion Logam[4].

Gambar diatas menunjukkan tahapan misel mengikat atau menjerap ion logam

(6)

2.1.4 SDS

Sodium Dodecyl Sulphate (SDS), sulfat alkil primer adalah turunan alkohol sulfat. Pembuatan sulfat alkil primer didasarkan pada bahan baku yang berasal dari olefin rantai

panjang dengan menggunakan prosesokso, yang menghasilkan campuran linier dan

bercabang alkohol primer. Sulfonasi dari alkohol dicampur menghasilkan campuran

linier alkilbenzen sulfonat (LAS), yang memiliki sifat deterjen yang sangat baik dan

secara luas digunakan dalam aplikasi deterjen heavy duty. SDS dinyatakan dengan rumus molekul NaC12H25SO4, memiliki berat molekul 288,38 g mol-1.

SDS banyak digunakan dalam produk rumah tangga seperti pasta gigi, shampoo,

busa cukur, sabun mandi dan kosmetik. Dalam industri digunakan sebagai agen

pelunakan kulit, agen pembersih wol, dalam industri kertas sebagaipenetral, agen

flokulasi, agen penghilang tinta, dalam konstruksi bangunan sebagai aditif beton,

perangkat pemadam kebakaran, minyak pelumas mesin, pembersih lantai, dan sabun

cuci mobil dll. SDS dapat meningkatkanpenyerapan bahan kimia melalui kulit, mukosa

saluran cerna, dan membran mukosa lainnya. Pentingjuga digunakan dalam

transepidermal, sistem penghantaran obat mata dan hidung dan juga sekarang banyak

digunakan dalam penelitian biokimia yang melibatkanelektroforesis[3].

2.2Kapasitas BusaDinamis

Kemampuan dan stabilitas surfaktan adalah faktor yang paling penting dalam

mengaplikasikannya pada proses remediasi dengan menggunakan busa. Kemampuan

busa terkait dengan kemampuan surfaktan dalam memproduksi busa dan stabilitas busa

adalah kemampuan surfaktan yang tetap dalam bentuk busa dan kemampuannya untuk

tidak pecah. Sejumlah penelitian dan teori dalam mengevaluasi kemampuan dan

stabilitas busa.Ada beberapa metode untuk mengukur sifat kapasitas busa ini, salah

satunya adalah kapasitas busa dinamis ditentukan dengan membagi volume konstan busa

dengan laju alir gas N2.

Kapasitas busa dinamis = volume konstan (ml )

(7)

2.3Stabilitas Busa

Stabilitas busa merupakan kemampuan untuk mempertahankan gas untuk waktu

tertentu. Kemampuan berbusa dapat dilihat dari peningkatan volume, setelah gas

diumpankan ke dalam larutan. Stabilitas busa berhubungan dengan penurunan volume

busa dengan waktu [5].Efisiensi agen aktif permukaan untuk membentukdan

menstabilkan busaterutama tergantung pada struktur molekul dan sifat intrinsik

Figur

Gambar 2.1 Kecenderungan sifat fisik surfaktan terhadap perubahan konsentrasi (critical
Gambar 2 1 Kecenderungan sifat fisik surfaktan terhadap perubahan konsentrasi critical . View in document p.3
Gambar 2.2 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Minyak [12].
Gambar 2 2 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Minyak 12 . View in document p.4
Gambar 2.4 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Pasir [13] [10].
Gambar 2 4 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Pasir 13 10 . View in document p.5
Gambar 2.3 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Ion Logam[4].
Gambar 2 3 Interaksi Sodium Dodecyl Sulfate dengan Ion Logam 4 . View in document p.5

Referensi

Memperbarui...