Surfaktan Pengembangan proses produksi Alkil Poliglikosida (APG) dari glukosa dan pati sagu
8
hidrofilik yang bermuatan negatif disebut anionik, yang bermuatan positif disebut kationik, yang tidak bermuatan disebut nonionik, dan yang bermuatan positif dan
negatif disebut amfoterik Matheson 1996. Swern 1997 membagi surfaktan menjadi empat kelompok sebagai berikut:
1 Surfaktan kationik, merupakan surfaktan yang bagian pangkalnya berupa gugus hidrofilik dengan ion bermuatan positif kation. Umumnya merupakan
garam-garam amonium kuarterner atau amina. 2 Surfaktan anionik, merupakan surfaktan yang gugus hidrofobiknya dengan ion
bermuatan negatif anion. Umumnya berupa garam natrium, akan terionisasi menghasilkan Na
+
dan ion surfaktan yang bermuatan negatif. 3 Surfaktan nonionik, merupakan surfaktan yang tidak berdisosiasi dalam air,
kelarutannya diperoleh dari sisi polarnya. Surfaktan jenis ini tidak membawa muatan elektron, tetapi mengandung hetero atom yang menyebabkan
terjadinya momen dipol. 4 Surfaktan amfoterik, mengandung gugus yang bersifat anionik dan kationik
seperti pada asam amino. Sifat surfaktan ini tergantung pada kondisi media dan nilai pH.
Menurut Sadi 1994, surfaktan pada umumnya dapat disintesis dari minyak nabati melalui senyawa antara metil ester dan alkohol lemak. Proses-proses yang
diterapkan untuk menghasilkan surfaktan diantaranya, yaitu asetalisasi, etoksilasi, esterifikasi, sulfonasi, sulfatasi, amidasi, sukrolisis, dan saponifikasi. Jenis
surfaktan yang dipilih pada proses pembuatan suatu produk tergantung pada kinerja dan karektiristik surfaktan tersebut serta karakteristik produk akhir yang
diinginkan. Sifat hidrofilik surfaktan nonionik terjadi karena adanya gugus yang dapat
larut dalam air yang tidak berionisasi. Biasanya gugus tersebut adalah gugus hidroksil R-OH dan gugus eter R-O-R’. Daya kelarutan dalam air gugus
hidroksil dan eter lebih rendah dibandingkan dengan kelarutan gugus sulfat atau sulfonat. Kelarutan gugus hidroksil atau eter dalam air dapat ditingkatkan dengan
penggunaan gugus multihidroksil atau multieter. Beberapa contoh produk multihidroksil hasil reaksi antara gugus hidrofob dengan produk multihidroksil
9
antara lain: glikosida, gliserida, glikol ester, gliserol ester, poligliserol ester dan poligliserida, poliglikosida, sorbitol ester dan sukrosa ester Porter 1991.
Flider 2001 menyatakan bahwa surfaktan berbasis bahan alami dapat dibagi menjadi empat kelompok yaitu :
1. Berbasis minyak-lemak seperti monogliserida, dan poligliserol ester 2. Berbasis karbohidrat seperti alkil poliglikosida, dan n-metil glukamida
3. Ekstrak bahan alami seperti lesitin dan saponin 4. Biosurfaktan yang diproduksi oleh mikroorganisme seperti
rhamnolipid dan sophorolipid.
2.2 Sifat-Sifat Surfaktan 2.2.1 Tegangan Permukaan
Molekul-molekul pada permukaan suatu cairan hanya memiliki molekul- molekul sekelilingnya dari sisi bagian dalam dan dengan demikian mengalami
suatu daya tarik yang cenderung menarik mereka ke bagian dalam. Sebagai hasilnya, molekul-molekul melekat lebih kuat dengan yang berhubungan secara
langsung dengan mereka di permukaan dan membentuk permukaan film. Oleh karena itu perlu lebih banyak gaya untuk menggerakkan objek dari permukaan ke
udara daripada untuk menggerakkannya dari fase bagian dalam. Tegangan permukaan adalah energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan luas permukaan
cairan dalam berbagai unit, biasanya diukur dalam dynescm atau mNm. Gaya dalam dynemN diperlukan untuk memecahkan suatu film dengan panjang 1 cm1
m. Air pada suhu 20
o
C memiliki tegangan permukaan 72,8 dynecm dibandingkan dengan 22,3 untuk etil alkohol dan 465 untuk merkuri Myers 2006.
Energi molekul-molekul dalam antarmuka menentukan tegangan permukaan dari suatu cairan, jadi jika molekul-molekul permukaan diganti dengan solut yang
teradsorpsi, maka nilai tegangan permukaan yang terukur akan berubah. Solut- solut tersebut dapat meningkatkan atau menurunkan tegangan permukaan dari
suatu antarmuka air-uap. Menariknya, suatu elektrolit hanya dapat meningkatkan sedikit tegangan permukaan; misalnya, larutan natrium hidroksida 10 akan
mempunyai nilai tegangan permukaan sekitar 78 mNm, sedangkan surfaktan
10
dapat menurunkan tegangan permukaan air sebesar 50 atau lebih. Tingkat ketidakseimbangan dari gaya-gaya pada permukaan menentukan nilai tegangan
permukaan. Jika fase uap digantikan dengan pelarut nonpolar, seperti oktana, tegangan antarmuka akan tereduksi menjadi 52 mNm; jika fase uap digantikan
dengan pelarut polar seperti 1-oktanol, tegangan antarmuka akan tereduksi hingga serendah 8,5 mNm Myers 2006.
Surfaktan dapat diserap pada permukaan atau antarmuka dengan bagian hidrofiliknya berorientasi pada fase encer dan bagian hidrofobiknya berorientasi
pada uap atau fase yang kurang polar; perubahan sifat molekul-molekul yang menempati permukaan secara signifikan mengurangi tegangan permukaan.
Berbagai jenis surfaktan memiliki kemampuan yang berbeda untuk mengurangi tegangan permukaan atau antarmuka karena struktur kimia yang berbeda. Oleh
karena itu tegangan permukaan larutan surfaktan merupakan salah satu sifat fisik yang paling umum dari larutan tersebut yang digunakan untuk mengkarakterisasi
sifat-sifat surfaktan.