BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Surfaktan

Deterjen pada umumnya mencekup setiap bahan pembersih termasuk sabun, namun kebanyakan dihubungkan dengan deterjen sintetik. Deterjen dapat mempunyai sifat tidak membentuk endapan dengan ion-ion logam divalen dalam air sadah (Sastrohamidjojo, 2005).

Deterjen adalah campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan sabun, deterjen mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh kesadahan air. Deterjen merupakan garam natrium dari asam sulfonat (http//www.chem-is-try.org).

Deterjen telah lama digunakan dalam stabilisasi emulsi dan deterjen ini merupakan jenis pengemulsi yang paling efisien. Meskipun tindakan tersebut dapat dikatakan sebagai pengemulsi, maka dapat diketahui bahwa bahan-bahan yang dapat digunakan sama baiknya dalam memecahkan emulsi (Lata, 1976).

Molekul dan ion yang diadsorpsi pada antarmuka dinamakan zat-aktif permukaan, atau surfaktan. Pernyataan lain adalah amfifil, yang mengingatkan bahwa molekul atau ion mempunyai afinitas tertentu baik terhadap pelarut polar maupun nonpolar, amfifil secara dominan (kuat) bisa hidrofilik (suka air), lipofilik (suka minyak). Sebagai contoh, alkohol yang mempunyai rantai-lurus, amina-amina dan asam-asam adalah amfifil yang berubah dari hidrofilik dominan menjadi lipofilik apabila jumlah atom karbon dalam rantai karbon naik. Jadi, etil alkohol bercampur dengan air dalam segala perbandingan. Sebagai bandingannya, kelarutan dalam air dari amil alkohol adalah sangat kecil, sedang etil alkohol bisa dikatakan sangat lipofilik dan tidak larut dalam air.

Amfifilik merupakan sifat dari zat aktif permukaan yang dapat menyebabkan zat ini diadsorpsi pada antarmuka. Jadi dalam suatu dispersi dalam air dari amil alkohol, gugus alkoholik polar dapat bergabung dengan molekul-molekul air. Tetapi, bagian nonpolar ditolak karena gaya adhesif yang dapat terjadi dengan air adalah kecil dibandingkan dengan gaya kohesif antara molekul-molekul air yang berdekatan. Akibatnya, amfifil tersebut diadsorpsi pada antarmuka (Martin, 1993).

Pada antarmuka udara/air, rantai-rantai lipofilik diarahkan keatas masuk dalam udara, pada antarmuka minyak/air mereka bergabung dengan fase minyak. Dengan cara berorientasi demikian pada antarmuka minyak/air, maka molekul-molekul surfaktan membentuk suatu jembatan antara fase polar dan fase nonpolar yang menyebabkan terjadinya transisi antara kedua fase tersebut lebih baik. Untuk membuat agar amfifil terkonsentrasi pada antarmuka, maka amfifil harus seimbang, dengan pengertian dengan pengertian gugus-gugus yang larut dalam air harus seimbang dengan gugus-gugusnya yang larut dalam minyak (Moechtar, 1989).

Penggunaan surfaktan sangat bervariasi, seperti bahan deterjen, kosmetik, farmasi, makanan, tekstil, plastik dan lain-lain. Beberapa produk pangan seperti margarin, es krim, dan lain-lain menggunakan surfaktan sebagai satu bahannya. Syarat agar surfaktan dapat digunakan untuk produk pangan yaitu bahwa surfaktan tersebut mempunyai nilai

Hydrophyle Lypophyle Balance (HLB) antara 2-16, tidak beracun, serta tidak

menimbulkan iritasi. Penggunaan surfaktan terbagi atas tiga golongan, yaitu sebagai bahan pembasah, bahan pengemulsi dan bahan pelarut. Penggunaan surfaktan ini bertujuan untuk meningkatkan kestabilan emulsi dengan cara menurunkan tegangan antarmuka, antara fasa minyak dan fasa air. Surfaktan dipergunakan baik berbentuk emulsi minyak dalam air maupun berbentuk emulsi air dalam minyak (Masyithah, 2010).

2.2. Pembagian surfaktan

a. Anionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu anion. Contohnya Alkyl Benzene Sulfonate (ABS), Linier Alkyl Benzene Sulfonate (LAS), Alpha Olein Sulfonate (AOS)

b. Kationik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu kation. Contohnya garam ammonium

c. Nonionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan contohnya ester gliserin asam lemak, ester sorbiton asam lemak, ester sukrosa asam lemak.

d. Amfoter yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif. Contohnya surfaktan yang mengandung asam amino.

Kandungan surfaktan didalam suatu produk deterjen biasanya sebanyak 8-18%.

2.3. Formulasi kandungan deterjen

2.3.1. formulasi kandungan deterjen sebagai bahan pembentuk

Pembentuk berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan dengan cara menonaktifkan mineral penyebab kesadahan air. Contoh bahan pembentuk yang terdapat dalam deterjen antara ialah Sodium Tri Poly Phosphate (STPP), Sodium Phosphate, Nitriloacetic Acid(NTA), Ethylene Diamine Tetra Acetate (EDTA). Secara umum kadar bahan pembentuk sebanyak 20-45%.

2.3.2. Formulasi kandungan deterjen sebagai bahan pengisi

Pengisi adalah bahan tambahan deterjen yang tidak mempunyai kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas. Contoh bahan yang digunakan ialah Sodium sulfate (Borax) dan Anti-Foaming Agents, yang memberikan gerak bebas pada deterjen dalam bentuk padat bereaksi secara bebas di air serta Anti-Foaming Agents

berfungsi sebagai pereduksi jumlah busa. Sodium Silikat juga digunakan sebagai bahan penghambat korosi pada mesin cuci. Umumnya bahan Pengisi terkandung didalam deterjen sebanyak 5-45%.

2.3.3. Formulasi kandungan deterjen sebagai bahan tambahan

Bahan tambahan ini biasanya ditambahkan sebagai pelengkap dan tidak berhubungan langsung dengan daya cuci deterjen, misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna dan lain-lain. Bahan tambahan yang ditambahkan lebih dimaksudkan untuk komersialisasi. Contoh bahan yang sering ditambahkan yaitu Sodium Perkarbonat dan Sodium Perborat, suatu bahan tambahan yang memiliki daya pemutih. Bahan lainnya yaitu enzim, yang berfungsi sebagai penghilang noda-noda yang besifat biologis seperti darah. Persentasi banyak bahan tambahan yang ada di dalam suatu deterjen sebanyak 15-30%.

Surfaktan merupakan bahan utama deterjen, sejak tahun 1960 surfaktan Alkyl Benzene Sulfonate (ABS) digunakan sebagai formula didalam deterjen. Konsentrasi surfaktan di dalam air permukaan dengan gas (udara), padatan (kotoran), dan cair (minyak) dapat menyebabkan pembasahan dan menjadi media pembersih yang sangat baik. Ini dikarenakan surfaktan memiliki struktur ampifilik, dimana salah satu bagian dari molekul tergolong ionik atau polar dengan kekuatan tarik menarik pada air, dan pada bagian lain termasuk golongan hidrokarbondengan sifat menolak air. Selain bahan-bahan diatas Lauril alkil sulfonat sangat dibutuhkan dalam pembuatan detergen khususnya untuk detergen lunak dimana lebih ramah terhadap lingkungan dan dapat dirusak oleh mikroorganisme. Sumber utama lauril alkil sulfonat berasal dari industri perminyakan (Pratama, 2008).

2.4. Emulsi

Emulsi adalah suatu sediaan yang mengandung dua zat cair yang tidak tercampur, biasanya air dan minyak cairan yang satu terdispersi menjadi butir-butir kecil dalam cairan yang lain. Dispersi ini tidak stabil, butir-butir ini akan bergabung dan membentuk dua lapisan air dan minyak yang terpisah. Dalam fase air dapat mengandung zat-zat terlarut seperti pengawet, zat pewarna, dan perasa. Air yang digunakan sebaiknya adalah akuades. Zat perasa dan pengawet yang berada dalam fase air yang mungkin larut dalam minyak harus dalam konsentrasi cukup untuk memenuhi yang diinginkan (Anief, 1999).

Pada emulsi biasanya terdapat tiga bagian utama, yaitu : pertama, bagian zat yang terdispersi, biasanya terdiri dari butir-butir minyak. Kedua, medium pendispersi yang dikenal sebagai fase bertahap, biasanya terdiri dari air. Bagian ketiga adalah emulgator yang berfungsi sebagai penstabil koloid untuk menjaga agar butir-butir minyak tetap terdispersi dalam air. Ada beberapa istilah yang sering digunakan untuk zat pengemulsi diantaranya emulgator, emulsifier, stabilizer atau agen pengemulsi. Bahan ini dapat berupa sabun, deterjen, protein atau elektrolit. Jenis emulsi tergantung dari zatnya dan emulgator yang dipakai misalnya emulsi minyak dalam air emulgator yang baik adalah sabun atau logam-logam alkali. Berdasarkan jenisnya emulsi dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu:

1. Emulsi o/w yaitu Fase minyak ditambahkan ke dalam fase air, dimana pengemulsinya mudah larut dalam air sehingga air dikatakan sebagai fase eksternal. Teknik inverse: fase air dimasukkan ke dalam fase minyak, awalnya terbentuk w/o, viskositas naik karena volume fase internal naik sampai titik inverse terbentuk o/w.

2. Emulsi w/o Fase air ditambahkan ke dalam fase minyak dengan pengadukan konstan, lalu dihomogenkan, digiling untuk mengecilkan ukuran partikel fase internal untuk meningkatkan stabilitas dan memperbaiki kilatnya emulsi

Faktor-faktor yang menentukan apakah akan terbentuk emulsi A/M atau M/A tergantung pada dua sifat kritis:

1. Terbentuknya butir tetesan

2. Terbentuknya rintangan antarmuka.

Rasio fase volume, yaitu jumlah relatif minyak dan air, menentukan jumlah relatif butir tetesan, dan menaikkan kemungkinan terjadinya benturan, makin besar jumlah butir tetesan, makin besar kesempatan untuk benturan. Biasanya fase ekstern dalam jumlah volume yang besar. Tipe emulsi ditentukan oleh sifat-sifat emulgator, dan dapat disusun aturan sebagai berikut:

1. Bila emulgator hanya dapat larut atau lebih suka air (sabun natrium) maka akan terbentuk tipe emulsi M/A. Tetapi bila emulgator hanya dapat larut atau lebih suka minyak (sabun kalsium) akan terbentuk tipe emulsi A/M.

2. Bagian polar dari molekul emulgator umumnya lebih baik untuk melindungi koalesen daripada bagian rantai hidrokarbon. Maka itu memungkinkan membuat emulsi M/A dengan fase intern yang volumenya relatif tinggi. Sebaliknya emulsi A/M akan terbatas, dan apabila jumlah air cukup banyak akan mudah terjadi inversi.

Sebagai contoh sistem air-minyak untuk membentuk emulsi A/M dapat terjadinya baik bila jumlah air di bawah 40%, bila lebih yang stabil adalah bentuk emulsi M/A. Di samping itu untuk emulsi A/M dengan 20% dan 30% air akan terjadi bila air ditambahkan pada minyak dengan diaduk. Hal itu perlu untuk kadar air > 10%. Jangan dicampur dulu minyak dan air kemudian baru diaduk, karena akan sering gagal. Cara tersebut baik untuk tipe M/A. Tipe emulsi yang terbentuk juga dipengaruhi oleh viskositas pada tiap fase, emulsi yang stabil.

Apabila mencampurkan campuran, dua zat cair yang tak tercampurkan akan terjadi salah satu cairan terbagi menjadi butir-butir (tetesan) yang kecil dalam cairan yang lain. Apabila pencampuran berhenti, maka butir-butir cairan tersebut akan mengumpul menjadi satu, dan terjadi suatu pemisahan. Kegagalan dalam usaha mencampur dua cairan tersebut disebabkab kohesif antarmolekul dari masing-masing cairan terpisah adalah lebih besar daripada kekuatan adhesif antara dua cairan. Kekuatan kohesif ini disebabkan adanya tegangan antarmuka pada batas antara dua cairan tersebut.

Dengan mencampurkan, tegangan antarmuka dapat mudah dipecah, sehingga terjadi butir-butir tetes yang halus. Dengan mengusahakan penurunan atau pembebasan efek tegangan anta rmuka secara permanen, maka akan terbentuk emulsi yang stabil. Terlihat bahwa efek kekuatan ini (tegangan antarmuka) dapat dibedakan dengan tiga cara:

a. Dengan penambahan substansi yang menurunkan tegangan antarmuka antara dua cairan yang tak tercampur.

b. Dengan penambahan substansi yang menempatkan diri (menyusun) melintang di antara permukaan dari dua cairan,

c. Dengan penambahan zat yang akan membentuk lapisan film di sekeliling butir-butir fase disfers, jadi secara mekanis melindungi mereka dari penggabungan tetes-tetes (Anief, 1999).

Tipe emulsi yang dihasilkan adalah o/w atau w/o, terutama bergantung pada sifat zat pengemulsi. Karakteristik ini dikenal sebagai keseimbangan hidrofil-liofil, yakni sifat polar-nonpolar dari pengemulsi. Kenyataannya apakah suatu surfaktan adalah suatu pengemulsi, zat pembasah, deterjen, atau zat penstabil bias diramalkan dari pengetahuan keseimbangan hidrofil-lipofil. Dalam suatu zat pengemulsi, seperti natrium stearat, C17 H-35COONa, rantai hidrokarbon nonpolar, C17H35 adalah lipofilik atau suka-minyak gugus

karboksil, COONa, adalah hidrofilik atau bagian suka-air keseimbangan dari sifat hidrofilik dan sifat lipofilik dari suatu pengemulsi (atau kombinasi dari pengemulsi) menentukan apakah akan dihasilkan suatu emulsi o/w atau w/o.

Kehadiran zat yang dikenal sebagai agen pengemulsi dapat digunakan sebagai penyusunan emulsi stabil yang mengandung proporsi yang lebih besar dari fasa dispersi. Sistem tersebut memiliki sifat yang agak mirip dengan liofilik, misalnya viskositas tinggi, konsentrasi yang relatif tinggi, dan stabilitas untuk elektrolit. Kelebihan elektrolit garam merupakan suatu emulsifier dan sebagainya menyebabkan kestabilan, agen pengemulsi dibagi menjadi tiga kategori. Yang pertama adalah, senyawa rantai panjang dengan kelompok kutub, seperti sabun dan panjang rantai asam sulfonat dan sulfat, semua yang menghasilkan penurunan yang sangat besar di air-minyak tegangan antarmuka. Bisa dikatakan di sini bahwa deterjen, yang digunakan sebagai pembersihan, tindakan sabun umumnya dianggap berasal dari kemampuannya untuk emulsi lemak. Ketika minyak zaitun dan air sangat sedikit terguncang bersama emulsi kation yang terjadi, tetapi penambahan sejumlah kecil hasil hidroksida natrium dalam pembentukan emulsi stabil, sabun natrium dibentuk oleh hidrolisis atau melalui reaksi dengan jejak panjang rantai asam, bertindak sebagai emulsifier tersebut.

Tampaknya ada konsentrasi optimum tertentu dari sejumlah sabun, jumlah yang kurang atau lebih dari sabun ini tidak menyebabkan stabilisasi yang efektif. Kedua, ada zat-zat yang bersifat liofilik, seperti protein, misalnya kasein dalam susu, dan gusi, dan

ketiga, bubuk berbagai larut, sulfat contoh dasar dari besi, tembaga, sulfat memimpin halus yang terpisah dan oksida besi, dan lampu hitam, yang menstabilkan sejumlah emulsi. Sabun dari logam alkali mendukung pembentukan emulsi minyak dalam air, tetapi logam-logam alkali, dan seng, besi dan aluminium memberikan air dalam sistem minyak. Demikian pula, sulfat dasar menstabilkan emulsi minyak dalam air, sedangkan yang lainnya dapat terbentuk ketika karbon yang kecil yang terpisah adalah agen pengemulsi. Ada beberapa kasus di mana suatu zat larut mampu membawa emulsifikasi, yodium misalnya dalam sistem eter-air (Glasston, 1960).

2.5. Kestabilan emulsi

Kestabilan dari emulsi farmasi berciri tidak adanya penggabungan fase dalam, tidak adanya krim, dan memberikan penampilan, bau, warna dan sifat-sifat fisik lainnya yang baik. Beberapa peneliti mendefinisikan ketidak stabilan suatu emulsi hanya dalam hal terbentuknya penimbunan dari fase dalam dan pemisahannya dari produk. Krim yang diakibatkan oleh flokulasi dan konsentrasi bola-bola fase dalam, kadang-kadang tidak dipertimbangkan sebagai suatu tanda ketidakpastian. Tetapi suatu emulsi adalah suatu sistem yang dinamis, dan flokulasi serta krim yang dihasilkan mengambarkan tahap-tahap potensial terhadap terjadinya penggabungan fase dalam yang sempurna. Fenomena penting lainnya dalam pembuatan dan penstabilan dari emulsi adalah inversi fase, yang dapat membantu atau merusak dalam teknologi emulsi. Inversi fase meliputi perubahan tipe emulsi dari o/w menjadi w/o atau sebaliknya. Begitu terjadi inversi fase setelah pembuatan, secara logis hal ini dapat dipertimbangkan sebagai suatu pertanda dari ketidak stabilan (Martin, 1993).

Semakin tinggi viskositas dari suatu sistem emulsi, semakin rendah laju rata-rata pengendapan yang terjadi, sehingga mengakibatkan kestabilan semakin tinggi. Viskositas berkaitan erat dengan tahanan yang dialami molekul untuk mengalir pada sistem cairan. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi sifat alir suatu emulsi, diantaranya untuk ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel. Emulsi dengan globula berukuran halus lebih tinggi viskositasnya dibandingkan dengan emulsi yang globulanya tidak seragam.

Prinsip dasar tentang kestabilan emulsi adalah kesetimbangan antara gaya tarik-menarik dan gaya tolak menolak yang terjadi antar partikel dalam suatu sistem emulsi. Apabila gaya ini dapat dipertahankan tetap seimbang atau terkontrol, maka partikel-partikel dalam sistem emulsi dapat dipertahankan agar tidak bergabung.

2.5.1 Tegangan Permukaan

Tiap molekul dalam suatu zat cair bergerak dan selalu dipengaruhi oleh molekul molekul tetangganya. Suatu molekul yang berada di tengah-tengah sejumlah zat cair mengalami gaya tarik-menarik molekul tetangganya yang hampir sama dalam semua jurusan. Molekul yang ada di permukaan zat cair tidak dikelilingi seluruhnya oleh molekul-molekul tetangganya dan hanya mengalami gaya tarik-menarik dari molekul-molekul-molekul-molekul disampingnya dan dibawahnya.

2.5.2 Tegangan antarmuka

Tegangan antarmuka adalah gaya per satuan panjang yang terjadi pada antarmuka antara dua fase cair yang tidak dapat tercampur. Tegangan antarmuka selalu lebih kecil dari tegangan muka, sebab gaya adhesif antara dua fase cair yang membentuk antarmuka lebih besar dari gaya adhesif antara fase cair dan fase gas yang membentuk antarmuka (Moecthar, 1989).

2.5.3 Hydrophilic Lipophilic Balance (HLB)

Griffin merancang suatu skala sebarang dari berbagai angka untuk dipakai sebagai suatu ukuran keseimbangan hidrofilik-lipofilik (HLB) dari zat-zat aktif permukaan. Dengan bantuan sistem angka ini, adalah mungkin untuk membentuk suatu jarak HLB untuk efisiensi optimum (terbaik) dari masing-masing golongan surfaktan.

Skala HLB dapat ditunjukkan pada gambar 2.1 (Martin, 1993).

Gambar 2.1. Suatu skala menunjukkan fungsi surfaktan berdasarkan nilai-nilai HLB

Dalam sistem HLB, disamping menentukan nilai untuk agen-agen pengemulsi, nilai-nilai juga berikan untuk zat minyak atau yang mirip minyak. Dalam menggunakan konsep HLB pada pembuatan sebuah emulsi, seseorang akan memilih agen pengemulsi yang memiliki nilai HLB yang sama atau hampir sama dengan fase minyak dari emulsi yang diinginkan. Sebagai contoh, minyak mineral memiliki nilai HLB 4 jika emulsi cair-dalam-minyak diinginkan dan nilai HLB 10,5 jika emulsi minyak-dalam-air akan dibuat. Untuk membuat sebuah emulsi yang stabil, agen pengemulsi yang dipilih harus memiliki nilai HLB yang mirip dengan nilai untuk minyak mineral, tergantung pada tipe emulsi yang diinginkan. Jika diperlukan, dua atau lebih pengemulsi bisa dikombinasikan untuk mencapai nilai HLB yang lebih baik (http//topreference.co.tv).

Berdasarkan harga yang terdapat pada tabel diatas dapat ditentukan harga HLB secara teori dengan menggunakan rumus seperti yang ditunjukkan pada persamaan 2.1.

Harga HLB dapat ditentukan secara teoritis dan praktek. Harga HLB secara praktek dilakukan dengan menggunakan tensiometri cincin Du-Nouy dimana akan diperoleh harga tegangan permukaan yang telah diplotkan dengan logaritma konsentrasi dan diperoleh harga konsentrasi misel kritis (kmk). Dari harga kmk tersebut maka didapat harga HLB seperti yang ditunjukkan pada persamaan 2.2 (Swern, 1979).

HLB = 7 – 0,36 ln (Co/Cw) …… …………. Pers. 2.2 Dimana : Co = harga CMC

Cw = 100 – Co

2.5.4 Viskositas

Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir cepat, sedangkan lainnya mengalir secara lambat. Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil. Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak castor dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan.

Viskometer ostwald merupakan metode yang ditentukan berdasarkan hokum poiseuille. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler. Viskositas dihitung sesuai persamaan poiseuille seperti yang ditunjukkan pada persamaan 2.3.

……….. Pers 2.3

t ialah waktu yang diperlukan cairan bervolume V, yang mengalir melalui pipa kapailer dengan panjang l dan jari-jari r. Tekanan P merupakan perbedaan tekanan aliran kedua ujung pipa viscometer dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat cairan (Yazid, 2005).

2.6. Metode Pengukuran Tegangan Permukaan 2.6.1. Metode Cincin Du Nouy

Prinsip dari Metode cincin du Nouy bergantung pada kenyataan bahwa gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina-iridium yang dicelupkan pada permukaan adalah sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan antarmuka. Gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dengan cara ini diberikan oleh suatu kawat spiral dan dicatat dalam suatu dyne pada suatu penunjuk yang dikalibrasi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2 (Martin, 1998).

Gambar 2.2. Tensiometer Du Nuoy

Tegangan permukaan (γ) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus seperti yang ditunjukkan pada persamaan 2.4.

cincin keliling x dyne dalam dial pembacaan 2 =

γ x faktor koreksi ... Pers. 2.4

Sebetulnya, alat itu mengukur bobot zat cair yang ditarik dari bidang antarmuka sesaat sebelum cincin tersebut terpisah dari cairan. Suatu faktor koreksi dibutuhkan dalam persamaan seperti diatas, sebab teori yang sederhana tersebut tidak memperhitungkan variabel-variabel tertentu seperti jari-jari cincin, jari-jari kawat yang digunakan untuk

membuat cincin dan volume zat cair yang terangkat dari permukaan. Kesalahan-kesalahan sebesar 25 persen dapat terjadi jika faktor koreksi tidak diperhitungkan dan digunakan (Moechtar, 1989).

2.6.2. Metode Kenaikan Kapiler

Cara ini berdasarkan kenyataan bahwa kebanyakan cairan dalam pipa kapiler mempunyai permukaan lebih tinggi daripada permukaan di luar pipa. Ini terjadi, bila cairan membasahi bejana, dalam hal ini cairan membentuk permukaan yang cekung (concave). Bila cairan tersebut membasahi bejana, cairan membentuk permukaan yang cembung.

Pipa kapiler dengan jari-jari r dimasukkan dalam cairan yang membasahi gelas. Dengan membasahi dingding bagian dalam, zat cair ini naik, kenaikan ini disebabkan oleh gaya akibat adanya tegangan muka. Penentuan tegangan permukaan dengan menggunakan metode kenaikan kapiler dapat ditunjukkan pada persamaan 2.5 (Sukardjo, 1997).

... Pers. 2.5

Dimana:

r = jari-jari pipa kapiler d = massa jenis larutan g = gravitasi bumi h = tinggi cairan

2.6.3. Metode Wilhelmy

Metode ini didasarkan pada gaya yang diperlukan untuk menarik pelat tipis dari permukaan cairan. Penetapannya diperlukan alat dari lempeng tipis terbuat dari kaca, platina atau mika dan sebuah neraca. Pelat digantungkan pada salah satu lengan neraca dan dimasukkan kedalam cairan yang akan diselidiki. Besarnya gaya tarik pada neraca yang digunakan untuk melepas pelat dari permukaan cairan.

2

g

d

h

r

=

γ

Pada saat pelat terlepas berlaku hubungan, dapat ditunjukkan pada persamaan 2.6.

W

F= + 2_γ ………. Pers. 2.6

Sehingga tegangan permukaan dapat dihitung, seperti persamaan 2.7 (Yazid, 2005).

l W F 2 − = γ ... Pers. 2.7 Dimana: γ = tegangan permukaan F = gaya tarik yang dicatat W = berat lempeng (pelat) l = lebar lempeng

2 = faktor karena ada dua permukaan pada lempeng

2.7. Polistirena

Polistirena ditemukan sekitar tahun 1930, polistirena merupakan polimer tinggi yaitu molekul yang mempunyai massa molekul besar. Terdapat di alam (benda hidup, hewan/tumbuhan) atau disintesis di laboratorium. Polistirena merupakan makromolekul, yaitu molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana (monomer). Polistirena rata-rata berat molekulnya mendekati 300.000. Stirena adalah bahan kimia pembentuk polimer hidrokarbon jenuh dengan rumus kimia C6H5CH=CH. Dikenal dengan nama vinilbenzena, phenilethilena.

Menurut Kirk (1992), stirena adalah cairan tak berwarna dengan bau aromatik yang secara tak terbatas larut dalam aseton, karbon tetraklorida, benzena, eter n-heptana dan etanol. Uap stirena mempunyai bau dengan ambang batas 50-150 ppm. Anonimous (1961) menyatakan bahwa senyawa stirena ini berupa cairan tak berwarna yang berupa minyak dan berbau khas aromatik.

Sementara itu menurut Small Business Publications (SBP), polistirena bersifat resin termoplastis yang transparan, tidak berwarna dalam bentuk larutan atau emulsi yang

encer. Larutan polistirena akan mengeras pada suhu ruangan dan contact pressure biasa cukup untuk perekatan.

Polistirena atau polifeniletena dapat dipolimerkan dengan panas, sinar matahari atau katalis. Derajat polimerisasi polimer tergantung pada kondisi polimerisasi. Polimer yang sangat tinggi dapat dihasilkan dengan menggunakan suhu di atas sedikit suhu ruang. Polistirena merupakan termoplastis yang bening (kecuali jika ditambahkan pewarna/pengisi) dan dapat dilunakkan pada suhu ±100oC. Tahan terhadap asam, basa dan zat korosif lainnya. Tapi mudah larut dalam mempengaruhi kekuatan dan ketahanan polimer terhadap panas. Banyak digunakan untuk membuat lembaran, penutup dan barang pencetak (Tim Penulis, 2007)

Polistirena dampak-rendah larut dalam toluena panas sedangkan HDPE atau PP nyaris tak larut di dalamnya. Akan tetapi bila polistirena tadi mengandung sedikit butadiena terkopolimerisasi, karena adanya sel ikat silang polimer itu menjadi tidak sempurna larut dalam toluena panas. Jadi memang seringkali, walau polimernya sederhana. Polistirena yang aromatik, jadi tak serupa poliolefin, bila dibakar (terus dalam api) akan mengeluarkan banyak asap (Hartomo, 1995).