Proses Sulfonasi ME Stearin menjadi MESA

4.4.2 Warna

Pengukuran warna MESA dilakukan dengan pembacaan absorbansi pada spektrofotometer. Absorbansi MESA diukur pada panjang gelombang 420 nm. nilai absorbansi yang tertera dicatat. Warna Klett dihitung dengan mengkalikan nilai absorbansi dengan 1000. Semakin tinggi nilai warna Klett menunjukkan warna surfaktan yang semakin gelap. Hasil analisis menunjukkan bahwa warna MESA berkisar antara 294 – 421 Klett. Data warna MESA selengkapnya disajikan pada Lampiran 5A. Hasil analisis ragam α=0,05 terhadap proses aging dan lama periode start up menunjukkan bahwa proses aging dan lama periode start up berpengaruh sangat nyata terhadap warna MESA, sedangkan interaksi antara proses aging dan lama periode start up tidak berpengaruh nyata terhadap warna MESA. Hasil selengkapnya disajikan pada Lampiran 5A. Hasil uji lanjut Duncan Lampiran 5B menunjukkan bahwa warna MESA pada lama periode start up 5 jam 383 Klett berbeda nyata dengan lama periode start up 1 jam 312 Klett, 2 jam 304 Klett, 3 jam 295 Klett dan 4 jam 315 Klett namun pada lama periode start up 1, 2, 3, 4 jam, warna MESA tidak berbeda nyata satu dengan yang lainnya. Grafik pengaruh lama periode start up dan proses aging terhadap warna MESA dapat dilihat pada Gambar 17. Gambar 17 Grafik pengaruh lama periode start up dan proses aging terhadap warna MESA Hasil analisis menunjukkan bahwa warna MES berkisar antara 112 – 181 Klett. Data warna MES selengkapnya disajikan pada Lampiran 6A. Hasil analisis 100 200 300 400 1 2 3 4 5 W ar n a M E S A K le tt Lama Periode Start Up Jam Dengan Proses Aging Tanpa Proses Aging ragam α=0,05 terhadap proses aging dan lama periode start up menunjukkan bahwa proses aging dan lama periode start up berpengaruh sangat nyata terhadap warna MES, sedangkan interaksi antara proses aging dan lama periode start up berpengaruh nyata terhadap warna MES. Hasil selengkapnya disajikan pada Lampiran 6B. Hasil uji lanjut Duncan Lampiran 6C menunjukkan bahwa warna MES pada lama periode start up 5 jam 173 Klett berbeda nyata dengan lama periode start up 4 jam 149 Klett dan 3 jam 130 Klett namun lama periode start up 1 jam 136 Klett dengan 2 jam 136 Klett tidak berbeda nyata, begitu pula dengan lama periode start up 3 dan 4 jam. Warna MES terendah diperoleh dari kombinasi perlakuan dengan proses aging dan lama periode start up 1 jam yaitu 110 Klett, sedangkan warna MES tertinggi diperoleh dari kombinasi perlakuan tanpa proses aging dan lama periode start up 5 jam yaitu 176 klett. Grafik pengaruh lama periode start up dan proses aging terhadap warna MES dapat dilihat pada Gambar 19. Gambar 18 Grafik pengaruh lama periode start up dan proses aging terhadap warna MES Warna gelap dikarenakan reaksi gas SO 3 terhadap metil ester stearin sehingga terbentuk senyawa polisulfonat yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi pada strukturnya Yamada dan Matsutani 1996, Robert et al. 2008. Menurut Yamada dan Matsutani 1996 Ikatan rangkap memberikan peranan penting pada pembentukan senyawa pembentuk warna gelap, khususnya ikatan rangkap terkonjugasi. Pada pembentukan warna, ikatan rangkap terkonjugasi 100 200 300 400 1 2 3 4 5 W ar n a M E S K le tt Lama Periode Start Up Jam Dengan Proses Aging Tanpa Proses Aging berperan sebagai kromofor, yaitu gugus fungsi yang dapat menyerap gelombang elektromagnetik pada senyawa pemberi warna. Reaksi utama yang terjadi adalah konversi senyawa sulfonat anhidrid menjadi MESA dan SO 3 yang bereaksi dengan ME yang belum terkonversi. Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu melalui reaksi bolak-balik pembentukan senyawa siklik β-sulfonat anhidrid dan metil sulfonat CH 3 OSO 3 H. Reaksi minor yang terjadi yaitu senyawa siklik β-sulfonat anhidrid mengalami reaksi bolak-balik sehingga cincin unimolekular terbuka menjadi zwitterion dengan melepaskan karbon monoksida. Asam sulfonat alkena yang terbentuk ini berperan sebagai kromofor yang menyebabkan warna gelap. Mekanisme reaksi terbentuknya senyawa kromofor dalam proses sulfonasi menurut Roberts et al. 2008 disajikan pada Gambar 18. Gambar 19 Mekanisme pembentukan warna Robert et al. 2008 Semakin banyak SO 3 yang terikat pada molekul MESA tidak hanya menyebabkan warna MESA bertambah tetapi juga akan menyebabkan bilangan asam naik, begitu juga terhadap nilai viskositas, densitas dan kadar bahan aktif akan semakin meningkat, namun menyebabkan pH semakin rendah. Reaksi antara gas SO 3 pada sisi ikatan rangkap yang terdapat pada struktur ME stearin menyebabkan jumlah ikatan rangkapketidakjenuhan turun sehingga bilangan iod turun.

4.4.3 Densitas

Densitas termasuk salah satu sifat dasar fluida, merupakan perbandingan berat dari suatu volume sampel pada suhu 25°C dengan berat air pada volume dan suhu yang sama. Pengaruh suhu terhadap densitas suatu zat cair tidak dapat diabaikan karena dengan peningkatan suhu, cairan akan meregang mengikuti perubahan suhu. Densitas umumnya dikaitkan dengan viskositas dimana cairan yang lebih padat akan mempunyai viskositas yang lebih tinggi. Hasil analisis densitas MESA pada berbagai kondisi proses menunjukkan variasi rata-rata antara 0,9394 gcm 3 sampai dengan 0,9621 gcm 3 . Data hasil analisis densitas MESA pada kondisi proses yang diujikan disajikan pada Lampiran 7A. Hasil analisis ragam α=0,05 terhadap proses aging dan lama periode start up menunjukkan bahwa proses aging dan lama periode start up berpengaruh sangat nyata terhadap densitas MESA, sedangkan interaksi antara proses aging dan lama periode start up tidak berpengaruh nyata terhadap densitas MESA. Hasil selengkapnya disajikan pada Lampiran 7B. Hasil uji lanjut Duncan Lampiran 7C menunjukkan bahwa densitas MESA dengan proses aging 0,9448 gcm 3 berbeda nyata dengan densitas MESA tanpa proses aging 0,9525 gcm 3 . Densitas MESA pada lama periode start up 5 jam 0,9577 gcm 3 berbeda nyata dengan lama periode start up 4 jam 0,9509 gcm 3 ,1 jam 0,9440 gcm 3 dan 2 jam 0,9434 gcm 3 . Densitas pada lama periode start up 3 jam 0,9473 gcm 3 tidak berbeda nyata dengan densitas pada lama periode start up dan 1, 2, dan 4 jam, begitu juga dengan densitas pada lama periode start up 1 jam tidak berbeda nyata dengan lama periode start up 2 jam. Grafik pengaruh lama periode start up dan proses aging terhadap densitas MESA dapat dilihat pada Gambar 20. Rata-rata densitas MESA meningkat dengan bertambahnya lama periode start up . Peningkatan densitas terjadi karena semakin lama periode start up maka kesempatan gugus SO 3 untuk terikat pada ME semakin besar, sehingga meningkatkan pembentukan MESA. Menurut MacArthur et al. 2008, mekanisme reaksi bertahap pembentukan MESA pada reaktor sulfonasi akan mempengaruhi penambahan gugus SO 3 H - yang terbentuk, sehingga menambah berat molekul senyawa dan meningkatkan densitas. Gambar 20 Grafik pengaruh lama periode start up dan proses aging terhadap densitas MESA Rata-rata densitas MESA berkorelasi positif dengan viskositas MESA. MESA dengan densitas tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula. Demikian pula dengan bilangan asam, warna dan kadar bahan aktif yang dimiliki MESA akan meningkat, namun semakin banyak SO 3 yang terikat pada molekul MESA dan teradisi pada ikatan tangkap maka pH dan bilangan iod akan semakin rendah Untuk densitas MES, hasil analisis menunjukkan bahwa densitas MES berkisar antara 0,9603 gcm 3 – 0,9732 gcm 3 . Data densitas MES selengkapnya disajikan pada Lampiran 8A. Hasil analisis ragam α=0,05 terhadap proses aging dan lama periode start up dan interaksi diantara keduanya menunjukkan bahwa proses aging dan lama periode start up dan interaksi diantara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap densitas MES. Hasil selengkapnya disajikan pada Lampiran 8B.

4.4.4 Viskositas

Kekentalan suatu cairan atau viskositas merupakan sifat fluida yang dipengaruhi oleh ukuran molekul dan gaya antarmolekul. Terikatnya gugus sulfonat pada ME menjadikan MESA cenderung memiliki ukuran molekul yang 0,8000 0,8500 0,9000 0,9500 1,0000 1 2 3 4 5 D e n si ta s M E S A g c m 3 Lama periode start up Jam Dengan Proses Aging Tanpa Proses Aging