Sabun dan Detergen Spektroskopi Inframerah

Foster 1996 menyatakan bahwa untuk mendapatkan produk yang unggul dari reaksi sulfonasi, rasio mol reaktan merupakan faktor utama yang harus dikendalikan. Faktor lainnya adalah suhu reaksi, konsentrasi reaktan gas SO 3 , pH netralisasi, lama penetralan, dan suhu selama penetralan.

2.7 Sabun dan Detergen

Sabun adalah garam dari asam lemak berantai panjang, biasanya merupakan garam natrium, contohnya natrium stearat. Suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon yang bersifat hidrofobik dan mengandung suatu ujung ion yang bersifat hidrofilik, sehingga sabun adalah surfaktan yang mampu mengemulsi kotoran berminyak. Kekurangan dari sabun ialah membentuk garam yang tidak larut dengan Ca 2+ , Mg 2+ dan ion-ion lain yang terdapat dalam air sadah Fessenden dan Fessenden, 1984. Detergen meupakan garam sulfat atau sulfonat dari asam lemak lemak berantai panjang, contohnya natrium lauril sulfat. Sama seperti sabun, detergen adalah surfaktan, dengan rantai hidrokarbon yang bersifat hidrofobik dan ujung ion sulfat atau sulfonat yang bersifat hidrofilik. Adanya gugus sulfat atau sulfonat menyebabkan detergen dapat digunakan dalam air sadah karena detergen membentuk garam yang dapat larut dalam air sadah Fessenden dan Fessenden, 1984.

2.8 Surfaktan

Surfaktan atau zat aktif permukaan adalah molekul dan ion yang diadsorpsi pada antarmuka. Surfaktan disebut juga amfifil, dimana molekul atau ion tersebut mempunyai afinitas tertentu, baik terhadap pelarut polar maupun non polar, bisa hidrofilik, lipofilik atau berada tepat diantara kedua ekstrem. Dalam Universitas Sumatera Utara satu molekulnya, surfaktan memiliki dua gugus yang berbeda polaritasnya yaitu gugus polar dan non polar. Gugus polar memperlihatkan afinitas daya ikat yang kuat dengan pelarut polar contohnya air, sehingga sering disebut gugus hidrofilik. Gugus non polar biasa disebut hidrofobik atau lipofilik yang berasal dari bahasa Yunani phobos takut dan lipos lipid Martin, dkk. 1993. Gugus hidrofil antara lain adalah gugus hidroksil -OH, gugus karbksilat -COOH, gugus sulfat -SO 2 -OH, gugus sulfonat -SO 2 -OH, gugus amino -NH 2 , atau gugus amino tersubstitusi: -NHR 1 , -NR 1 R 2 . Gugus lipofil Berdasarkan muatan gugus hidrofilnya, surfaktan dibagi atas surfaktan anionik, surfaktan kationik, surfaktan nonionik dan surfaktan amfoterik. Surfaktan anionik memiliki gugus hidrofil yang bermuatan negatif dalam bagian aktif permukaan, seperti gugus karboksilat RCOO - M + , sulfonat RSO 3 - M + atau posfat ROPO 3 - M + . Surfaktan kationik memiliki gugus hidrofil yang bermuatan positif pada bagian aktif permukaan, contoh ammonium halida kwarterner R 4 N + X - . Surfaktan nonionik adalah surfaktan yang tidak bermuatan atau tidak terjadi ionisasi molekul. Surfaktan amfoterik adalah surfaktan yang mengandung gugus anionik dan kationik, dimana muatannya bergantung kepada pH, pada pH tinggi dapat menunjukkan sifat anionik dan pada pH rendah dapat menunjukkan sifat kationik Rieger, 1985. Tegangan permukaan turun dengan tajam apabila konsentrasi zat aktif permukaan dinaikkan sampai mencapai suatu harga yang tetap. Sifat-sifat larutan yang mengandung zat aktif permukaan berubah dengan tajam pada suatu kisaran knsentrasi yang sempit. Konsentrasi ini yang disebut konsentrasi misel kritis. Zat aktif permukaan tidak mempunyai efek lebih lanjut pada tegangan permukaan Universitas Sumatera Utara pada konsentrasi di atas knsentrasi misel kritis, tetapi bergabung 50-150 molekul surfaktan membentuk agregat berukuran koloid yang disebut misel dimana rantai hidrokarbonnya mengelompok dengan ujung-ujung ionnya menghadap ke air Martin, dkk. 1993. a b Gambar 3. Molekul surfaktan membentuk misel a. Gugus hidrofilik dan hidrofobik surfaktan; b. Agregat surfaktan atau misel Karena adanya rantai hidrokarbon, molekul surfaktan secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, namun teremulsi dalam air karena membentuk misel. 2.8.1 Tegangan Permukaan Tegangan permukaan adalah gaya per satuan panjang yang harus diberikan sejajar pada permukaan untuk mengimbangi tarikan ke dalam, dengan satuan dynecm dalam system cgs Martin, 1993. Pengukuran tegangan permukaan dapat dilakukan dengan beberapa metode, tetapi yang sering digunakan adalah metode kenaikan kapiler dan Du Nouy. Prinsip dari tensimeter Du Nouy adalah bahwa gaya yang diperlukan untuk melepaskan suatu cincin platina-iridium yang dicelupkan pada permukaan atau antarmuka adalah sebanding dengan tegangan permukaan atau tegangan Universitas Sumatera Utara antarmuka. Gaya yang diperlukan untuk melepaskan cincin dengan cara ini diberikan oleh suatu kawat spiral dan dicatat dalam satuan dyne pada suatu penunjuk yang dikalibrasi Martin, dkk. 1993.

2.8.2 Keseimbangan Hidrofilik Lipofilik

Sifat aktivitas permukaan terutama tergantung dari perbandinganhidrofilik dan lipofilik dari surfaktan. Perbandingan ini harus dalam batas tertentu supaya zat tersebut dapat bekerja sebagai surfaktan. Besarnya bagian hidrofilik dan lipofilik menentukan potensi surfaktan. Semakin tinggi nilai HLB suatu zat, semakin hidrofilik zat tersebut. Jika bagian hidrofilik terlalu dominant maka zat tersebut tidak akan melekat ada permukaan tetapi akan melarut dalam air. Jika bagian lipofilik terlalu dominant maka zat tersebut akan melarut sempurna dalam minyak dan tidak lagi berfungsi sebagai surfaktan Martin, dkk. 1993. Davies telah menghitung nilai Keseimbangan Hidrofilik dan Lipofilik KHL untuk zat aktif permukaan dengan memecah berbagai molekul surfaktan ke dalam gugus-gugus penyusunnya, yang masing-masing diberi suatu angka gugus. Penjumlahan dari angka-angka gugus untuk suatu surfaktan tertentu memungkinkan perhitungan nilai HLB nya menurut persamaan: HLB = ∑angka -angka gugus hidrofilik + ∑angka -angka gugus lipfilik + 7 Martin, dkk. 1993.

2.9 Spektroskopi Inframerah

Spektrofotometri inframerah banyak digunakan dalam identifikasi analisa kimia organik untuk menentukan gugus fungsi suatu senyawa. Frekuensi inframerah biasanya dinyatakan dalam satuan bilangan gelombang wavenumber, yang didefinisikan sebagai banyaknya gelombang per sentimeter. Daerah Universitas Sumatera Utara pengukuran radiasi inframerah yang umumnya digunakan untuk menyelidiki senyawa-senyawa organik adalah 700-4000 cm -1 , dimana pada daerah 1500-4000 cm -1 merupakan daerah gugus fungsi, dan pada daerah 700-1500 cm -1 adalah daerah sidik jari fingerprint region yang memberikan spektrum yang khas untuk setiap senyawa Hart, dkk. 2003; Silverstein, 1986. Spektrum inframerah suatu senyawa dapat dengan mudah diperoleh dalam beberapa menit. Sedikit sampel senyawa diletakkan dalam instrumen dengan sumber radiasi inframerah. Spektrofotometer secara otomatis membaca sejumlah radiasi yang menembus sampel dengan kisaran frekuensi tertentu dan merekam pada kertas berapa persen radiasi yang ditransmisikan. Radiasi yang diserap oleh molekul muncul sebagai pita pada spektrum Hart, dkk. 2003. Metode Spektroskopi inframerah ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang belum diketahui, karena spektrum yang dihasilkan spesifik untuk senyawa tersebut. Metode ini banyak digunakan karena cepat dan relatif murah, dapat digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsional dan jenis ikatan yag ada dalam molekul, selain itu inframerah yang dihasilkan oleh suatu senyawa adalah khas karena dapat menyajikan sebuah fingerprint sidik jari untuk senyawa tersebut Silverstein, 1986. Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Metodologi penelitian meliputi pengumpulan dan preparasi bahan, pengepresan minyak dari biji jarak, pembuatan metil ester asam lemak dari minyak kastor, sulfonasi metil ester asam lemak, analisis spektroskopi FT-IR untuk mengkonfirmasi hasil dari setiap tahap, dan penentuan tegangan permukaan serta nilai HLB dari surfaktan MES yang terbentuk. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Sintesa Bahan Obat Fakultas Farmasi USU, dan Laboratorium Farmasi Fisik Fakultas Farmasi USU. Analisis FT-IR dilakukan di Laboratorium FT-IR Bea Cukai Belawan Medan.

3.1 Alat–alat yang digunakan

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas, oven Gallenkamp, neraca kasar, neraca analitik Mettler AE 200, perangkat pres sederhana, hotplate stirrer, termometer, indikator universal, perangkat sulfonasi, spektrofotometer FT-IR, tensiometer Du Nouy.

3.2 Bahan-bahan yang digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah minyak kastor dari pengepresan biji jarak duri Ricinus communis L. dan akuades. Bahan kimia yang digunakan berkualitas pro analisa produksi E-Merck: metanol, benzen, asam sulfat pekat, dietil eter, natrium sulfat anhidrat, hidrogen peroksida, natrium hidroksida. Universitas Sumatera Utara