SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT MINYAK
JARAK DARI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI
OLEH :
HARRY GOTFRANS PURBA NIM 050804089
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT MINYAK
JARAK DARI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi
Universitas Sumatera Utara
OLEH :
HARRY GOTFRANS PURBA NIM 050804089
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
SINTESIS SURFAKTAN METIL ESTER SULFONAT MINYAK JARAK DARI BIJI JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.)
Oleh :
HARRY GOTFRANS PURBA NIM 0508040589
Dipertahankan dihadapan Panitia Penguji Skripsi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Pada Tanggal : Agustus 2010
Pembimbing Panitia Penguji
(Dra. Juanita Tanuwijaya, Apt) (Dra. Saodah, M.Sc.,Apt.) NIP. 130672239 NIP. 1949011319760032001
Pembimbing II
NIP. 130672239
(Dra. Juanita Tanuwijaya, Apt)
(Drs. Nahitma Ginting, MSi, Apt.)
NIP. 195406281983031002 NIP. 194909061980032001 (Dra. Saleha Salbi, M.Si., Apt.)
NIP. 195109081985031001 (Drs. Suryadi Achmad, M.Si., Apt.)
Medan, Agustus 2010 Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
Dekan,
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah melimpahkan berkat dan pertolongan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul ” Sintesis Surfaktan Metil Ester Sulfonat Minyak Jarak Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)”. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Farmasi pada Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Orangtua H. Purba dan T. Pakpahan dan seluruh keluarga yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu setia memberikan dorongan, kepada Ibu Dra. Juanita Tanuwijaya, Apt. dan Bapak Drs. Nahitma Ginting, M.Si, Apt., yang telah membimbing penulis dengan penuh kesabaran, tulus dan ikhlas hingga selesainya penyusunan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Sumadio Hadisahputra, Apt., yang telah memberikan fasilitas selama masa pendidikan, dan juga kepada Ibu Dra. Sudarmi, M.Si.,Apt., selaku dosen wali yang telah memberi bimbingan dan dorongan kepada penulis selama perkuliahan, dan kepada Ibu Dra. Saodah, M.Sc.,Apt., Bapak Drs. Suryadi Achmad, M.Si.,Apt., dan Ibu Dra. Saleha Salbi, M.Si.,Apt., selaku dosen penguji yang banyak memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini, kepada seluruh staf Laboratorium Sintesa Bahan Obat/Kimia Organik dan Farmasi Fisik atas fasilitas yang diberikan demi kelancaran penelitian ini.
Yuliari, Andi, Intan, Januar, Sandri, Rianti, teman-teman asisten Laboratorium Sintesa Bahan Obat/Kimia Organik dan seluruh teman-taman Farmasi stambuk 2005 yang namanya tidak dapat ditulis satu persatu, yang telah banyak memberi dorongan dan membantu penulis dalam proses penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini.
Medan, Agustus 2010 Penulis,
Sintesis Surfaktan Metil Ester Sulfonat Minyak Jarak Dari Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Abstrak
Surfaktan digunakan untuk menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka dan meningkatkan kestabilan sistem emulsi. Bahan baku pembuatan surfaktan dapat diperoleh dari minyak nabati dan hewani. Surfaktan dapat disintesis dari minyak nabati melalui hasil antara metil ester asam lemak. Salah satu minyak nabati adalah minyak jarak yang mengandung trigliserida yang mengandung asam oleat dan linoleat sebagai komponen utama. Salah satu proses untuk menghasilkan surfaktan adalah melalui sulfonasi untuk menghasilkan metil ester sulfonat (MES).
Setiap tahap diidentifikasi dengan spektroskopi FT-IR untuk menunjukkan bahwa reaksi berjalan sesuai dengan yang diharapkan. Terbentuknya metil ester asam lemak ditandai dengan adanya pergeseran bilangan gelombang C=O dari 1174,51 cm-1 menjadi 1174,68 cm-1, dan pada ikatan C-O-C ester dari 1163,87 cm-1 menjadi 1169,38 cm-1. Terbentuknya metil ester sulfonat ditandai hilangnya spektrum pada bilangan gelombang 1655 cm-1 yang merupakan bilangan gelombang dari ikatan -C=C- dan pada bilangan gelombang 3005,8 cm-1 yang merupakan vibrasi stretching dari C-H sp2. Dari pengujian tegangan permukaan dengan Tensiometer Du Nuoy dan diperoleh tegangan permukaan surfaktan MES 28,3 dyne/cm. Pada penentuan nilai HLB diperoleh nilai HLB sebesar 12,245 menunjukkan surfaktan MES bersifat hidrofilik, sehingga dapat digunakan sebagai bahan detergent dan sebagai bahan emulgator pada emulsi m/a
Synthesis Methyl Ester Sulfonate Surfactant Jatropha Oil From Jatropha Seeds (Jatropha curcas L.)
Abstract
Surfactant were used to reduce the surface tension, interface tension and elevate the stability of emulsion system. The material to produce the surfactant could be derived from vegetables oil and animal fats. Surfactant could be synthesized from vegetables oil trough intermediate product of methyl ester fatty acid. One of the vegetables oil is Jatropha oil contain triglyceride which contain oleic acid and linoleic acid as a mayor component. One of the process to produce surfactant is sulfonation pathway to produce methyl ester sulfonate (MES).
Each steps were identified with FT-IR spectroscopy to show that the reaction were done correctly as what we expect. The Formation of fatty acid methyl esterwere marked by the shift of C=O wave number from 1174,51 cm-1 to 1174,68 cm-1, and also an the C-O-C ester from 1163,87 cm-1 to 1169,38 cm-1.The formation of methyl ester sulfonate marked by lost spectrum at 1655 cm-1 wave number which was the wave number from –C=C- bond and 3005,8 cm-1 wave number which was stretching vibration from C-H sp2. From the test of the surface tension were done by Du Nuoy tensiometer and the surface tension of MES surfactant is 28,3 dyne/cm. In the HLB point determination, the HLB point as big as 12,245 were collected, showing MES surfactant had a hydrophilic properties, so it can be applied as a detergent and emulgator in o/w emulsion.
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan masalah ... 2 1.3 Hipotesis ... 3 1.4 Tujuan penelitian ... 3 1.5 Manfaat penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Uraian Tumbuhan ... 4 2.1.1 Sinonim ... 4 2.1.1.1 Nama Daerah ... 4 2.1.1.2 Nama Asing ... 5 2.1.3 Morfologi Tumbuhan ... 5 2.1.4 Sistematika Tumbuhan ... 5 2.1.5 Kandungan Kimia ... 5 2.1.7 Penggunaan Tumbuhan ... 6
2.2 Pengepresan Minyak Jarak ... 6
2.2.1 Pengepresan Hidrolik ... 7
2.2.2 Pengepresan Berulir ... 7
2.3 Minyak Dan Lemak ... 8
2.3.2 Kandungan Dan Kegunaan ... 9
2.4 Esterifikasi ... 9
2.5 Sulfonasi ... 10
2.5.1 Metil Ester Sulfonat ... 10
2.6 Surfaktan ... 11
2.6.1 Tegangan Permukaan ... 12
2.6.1.1 Fenomena Antarmuka ... 12
2.6.1.2 Tegangan Muka dan Tegangan Antarmuka ... 13
2.6.1.3 Pengukuran Tegangan Permukaan ... 14
2.6.1.3.1 Metode Kenaikan Kapiler ... 14
2.6.1.3.2 Metode Cincin Du Nuoy ... 14
2.6.2 Nilai HLB ... 15
2.7 Spektrofotometri Inframerah ... 16
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 18
3.1 Alat- Alat Yang Digunakan ... 18
3.2 Bahan-Bahan Yang Digunakan ... 18
3.3. Penyiapan Bahan ... 18
3.3.1 Pengambilan Bahan ... 18
3.3.2 Determinasi Tumbuhan ... 19
3.3.3 Pengolahan Bahan ... 19
3.4 Pembuatan Pereaksi ... 19
3.4.1 Pembuatan Larutan NaOH 20 % ... 19
3.5 Pengepresan Minyak Dari Biji Jarak Pagar ... 19
3.6 Pembuataan Metil Ester Asam Lemak Dari Minyak Jarak ... 19
3.7 Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Pagar ... 20
3.8 Prosedur Analisis ... 20
3.8.1 Penentuan Tegangan permukaan ... 20
3.8.2 Penentuan Harga HLB (Hidrophilic Lipophilic Balance) 21
3.8.3 Uji Kualitatif Terhadap Gugus Sulfonat ... 21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22
4.1.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Minyak Jarak Pagar ... 23
4.2 Pembuatan Metil Ester Asam Lemak ... 25
4.2.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Metil Ester Asam Lemak ... 25
4.3 Pembuatan Metil Ester Sulfonat (MES) Dari Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Pagar ... 27
4.3.1 Analisis Spektroskopi FT-IR Metil Ester Sulfonat ... 29
4.3.2 Penentuan Nilai HLB dan Tegangan Permukaan ... 31
4.3.3 Uji Kualitatif Terhadap Gugus Sulfonat ... 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 36
5.1 Kesimpulan ... 36
5.2 Saran ... 36
DAFTAR PUSTAKA ... 37
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Reaksi Transesterifikasi ... 10
Gambar 2. Molekul Surfaktan Membentuk Misel ... 12
Gambar 3. Gaya-gaya tarik-menarik yang tidak sama pada permukaan zat cair ... 13
Gambar 4. Klasifikasi surfaktan berdasarkan nilai HLB ... 15
Gambar 5. Spektrum FT-IR minyak jarak pagar ... 23
Gambar 6. Trigliserida Minyak Jarak Pagar ... 24
Gambar 7. Reaksi Transesterifikasi ... 25
Gambar 8. Spektrum FT-IR Metil Ester Minyak Jarak Pagar ... 26
Gambar 9. Reaksi Pembentukan Metil Ester Sulfonat ... 27
Gambar 10. Spektrum FT-IR Dari Metil Ester Sulfonat (MES) ... 30
Gambar 11. Grafik pengaruh Konsentrasi Terhadap tegangan Permukaan Surfaktan MES ... 32
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Kandungan Kimia Biji Jarak Pagar ... 6
Tabel 2. Sifat Fisik Minyak Jarak Pagar ... 8
Tabel 3. Nilai HLB dari Beberapa Zat Ampifilik ... 15
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Determinasi Tanaman Jarak Pagar ... 36
Lampiran 2. Penentuan Faktor Koreksi pada Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) MES dengan Alat Tensiometer Du Nuoy ... 37
Lampiran 3. Data Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) Surfaktan MES ... 38
Lampiran 4. Tabel Nilai HLB (Keseimbangan Hidrofilik-Lipofilik) dan Perhitungan Nilai HLB Surfaktan MES ... 39
Lampiran 5. Data Pengukuran Tegangan Permukaan (γ) Natrium Lauril Sulfat ... 41
Lampiran 6. Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) ... 42
Lampiran 7. Biji Jarak Pagar Dengan Dan Tanpa Cangkang ... 43
Lampiran 8. Alat Press ... 44
Lampiran 9. Uji Kualitatif Surfaktan MES ... 46
Lampiran 10. Rangkaian Alat Transesterifikasi ... 47
Lampiran 11. Rangkaian Alat Sulfonasi ... 48
Lampiran 12. Spektrofotometer IR ... 49
Lampiran 13. Tensiometer Du Nuoy ... 49
Lampiran 14. Minyak Jarak, Metil Ester Asam Lemak Minyak Jarak Dan Metil Ester Sulfonat (MES) ... 50