Tegangan Permukaan MES

4.5.2 Tegangan Permukaan MES

Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa tegangan permukaan pada beberapa konsentrasi surfaktan MES pada masing-masing perlakuan berkisar pada 42,30–34,35 dyne/cm atau terjadi penurunan tegangan permukaan antara 41,5% sampai 52,55% dari tegangan permukaan air sebesar 72,4 dyne/cm (Lampiran 13).

Hasil analisis ragam ( α=0,05) menunjukkan bahwa suhu aging dan konsentrasi surfaktan MES berpengaruh nyata terhadap kinerja tegangan permukaan sedangkan lama aging tidak berpengaruh nyata terhadap kinerja tegangan permukaan MES. Data analisis ragam selengkapnya disajikan pada Lampiran 14a.

Hasil uji Duncan menunjukkan bahwa suhu aging 80°C memberi nilai tegangan permukaan MES sebesar 36,29 dyne/cm berbeda nyata dengan suhu aging 100°C (37,30 dyne/cm) dan berbeda nyata dengan tegangan permukaan MES suhu aging 120°C (38,13 dyne/cm). Hasil uji Duncan pengaruh suhu aging terhadap nilai tegangan permukaan disajikan pada Lampiran 14b.

Hasil uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi surfaktan MES menunjukkan bahwa tegangan permukaan pada masing-masing konsentrasi surfaktan MES berbeda. Tabel 7 menunjukkan bahwa konsentrasi surfaktan memberi nilai Hasil uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi surfaktan MES menunjukkan bahwa tegangan permukaan pada masing-masing konsentrasi surfaktan MES berbeda. Tabel 7 menunjukkan bahwa konsentrasi surfaktan memberi nilai

1 % yaitu 35,80 dyne/cm.

Tabel 7 Hasil uji Duncan tegangan permukaan MES terhadap masing-masing konsentrasi surfaktan.

Perlakuan Rataan Kelompok Duncan 0,1 %

Huruf pengelompokkan Duncan yang berbeda menunjukkan taraf berbeda nyata

Perlakuan suhu aging dengan taraf 80°C, 100°C dan 120°C dan lama aging dengan taraf 30, 45 dan 60 masing-masing memberikan kecenderungan yang sama dimana pada konsentrasi surfaktan MES 0,5% nilai tegangan permukaan mulai menurun hingga konsentrasi 1 % (Gambar 28).

Jika dilihat kurva hubungan konsentrasi surfaktan MES dengan tegangan permukaan (Gambar 28) pada kombinasi perlakuan suhu aging 80°C dan lama aging 30, 45 dan 60 menit, menunjukkan bahwa pada konsentrasi 0,5% memberikan nilai tegangan permukaan 35,05–36,65 dyne/cm, sedangkan pada konsentrasi 1% pada kisaran 34,35–35,85 dyne/cm. Kurva hubungan konsentrasi surfaktan MES terhadap nilai tegangan permukaan pada perlakuan suhu aging 100°C dan lama aging 30, 45 dan 60 menit, menunjukkan bahwa konsentrasi 0,5% memberi nilai tegangan permukaan 36,15–36,70 dyne/cm, sedangkan konsentrasi 1% memberikan nilai tegangan permukaan sebesar 35,55–36,20 dyne/cm. Pada suhu aging 120°C dan lama aging 30, 45 dan 60 menit, dengan konsentrasi surfaktan 0,5% memiliki kisaran tegangan permukaan sebesar 36,65- 37,90 dyne/cm dan pada konsentrasi 1 % kisarannya pada 36,40-37,05 dyne/cm.

Dari Gambar 27 dan 28 terlihat bahwa dengan semakin bertambah konsentrasi surfaktan maka nilai tegangan permukaan juga semakin menurun. Menurunnya tegangan permukaan ini diakibatkan oleh semakin banyaknya molekul surfaktan. Semakin tinggi konsentrasi surfaktan maka semakin banyak molekul surfaktan yang terbentuk.

gangan k

37.00 Te rmu (dyne/ 36.00

Konsentrasi Surfaktan MES %

a. Faktor suhu aging 80°C (lama aging ‹ 30 menit, „ 45 menit S 60 menit)

Te m (dyne/ 37.00

Per

Konsentrasi Surfaktan MES %

b. Faktor suhu aging 100°C (lama aging ‹ 30 menit, „ 45 menit S 60 menit)

T rmu (dyne/ 37.00

Pe

Konsentrasi Surfaktan MES %

c. Faktor suhu aging 120°C ‘ (lama aging ‹ 30 menit, „ 45 menit S 60 menit) Gambar 28 Pengaruh konsentrasi surfaktan MES terhadap tegangan permukaan

pada masing-masing faktor suhu dan lama aging

Semakin banyak molekul surfaktan yang terbentuk dapat membuat tegangan permukaan semakin menurun. Semakin banyaknya molekul surfaktan, maka gaya kohesi air akan menurun. Molekul-molekul surfaktan mempunyai kecenderungan untuk berada pada permukaan sebuah cairan. Akibat dari adanya surfaktan adalah secara signifikan menurunkan jumlah total kerja untuk memperluas permukaan karena molekulnya mengikat fasa polar, yaitu air, dan non-polar, yaitu udara (Farn, 2006).

Gugus hidrofilik MES adalah gugus sulfonat. Menurut Myers (2006) gugus ini merupakan gugus anionik. Gugus sulfonat yang berikatan dengan metil ester inilah yang dapat menurunkan tegangan permukaan. Semakin banyak gugus sulfonat yang bereaksi dengan metil ester, maka semakin banyak molekul surfaktan yang terbentuk dan semakin tinggi kemampuannya untuk menurunkan tegangan permukaan.

Jika dibandingkan pada konsentrasi yang sama pada masing-masing perlakuan (Gambar 27 dan 28) menunjukkan bahwa pada perlakuan suhu aging 120°C dengan lama aging yang sama (30, 45 dan 60 menit) memberikan nilai tegangan permukaan lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan suhu aging 80 dan 100°C dengan lama aging yang sama (30, 45 dan 60 menit), hal ini diduga

pada suhu tersebut pelepasan SO 3 lebih intensif terjadi sehingga mempengaruhi keberadan gugus hidrofobik (SO 3 H) dan gugus hidrofobik (gugus alkil) pada surfaktan. Adanya pelepasan gugus SO 3 yang lebih tinggi yang menyebabkan pemutusan ikatan molekul berimplikasi pada berkurangnya kemampuan untuk menurunkan tegangan permukaan.

Gambar 27 dan 28 juga memperlihatkan rata-rata tegangan permukaan menurun dengan bertambahnya konsentrasi MESA dan MES dalam larutan. Penurunan tegangan permukaan paling tajam terjadi dengan meningkatnya konsentrasi MESA dari 0,1% menjadi 0,5%. Penambahan konsentrasi MESA dari 0,5% menjadi 1,0% juga masih menurunkan rata-rata tegangan permukaan. Dengan demikian, penambahan MESA dan MES dalam larutan sebesar 0,1% sampai dengan 1,0% belum menghasilkan konsentrasi CMC (critical micelle concentration). CMC belum tercapai karena, pada konsentrasi surfaktan 1 % tegangan permukaannya belum konstan, kemungkinan apabila konsentasi surfaktan ditambahkan menjadi 2 – 2,5% maka tegangan permukaannya tidak akan mengalami penurunan atau stabil.

CMC merupakan salah satu sifat penting surfaktan yang menunjukkan batas konsentrasi kritis surfaktan dalam suatu larutan. Di atas konsentrasi tersebut akan terjadi pembentukan micelle atau agegat. Pada prakteknya dosis optimum surfaktan ditetapkan disekitar harga CMC. Penggunaan dosis surfaktan yang jauh di atas harga CMC-nya mengakibatkan terjadinya emulsi balik (reemulsification), CMC merupakan salah satu sifat penting surfaktan yang menunjukkan batas konsentrasi kritis surfaktan dalam suatu larutan. Di atas konsentrasi tersebut akan terjadi pembentukan micelle atau agegat. Pada prakteknya dosis optimum surfaktan ditetapkan disekitar harga CMC. Penggunaan dosis surfaktan yang jauh di atas harga CMC-nya mengakibatkan terjadinya emulsi balik (reemulsification),

Gambar 29 Penetapan Critical Micelle Concentration dalam suatu larutan

Adsorpsi surfaktan pada permukaan tergantung dari konsentrasinya (Porter 1994). Pada konsentrasi yang sangat rendah, molekul-molekul bergerak bebas dan dapat berjajar datar di atas permukaan. Dengan meningkatnya konsentrasi, maka jumlah molekul surfaktan di atas permukaan juga meningkat, sehingga tidak ada ruang lagi bagi surfaktan tersebut untuk berjajar datar sehingga mulai bergerak ke satu arah, dimana arahnya tergantung dari sifat gup hidrofilik dan permukaannya. Pada konsentrasi yang lebih tinggi lagi, jumlah molekul surfaktan yang tersedia sekarang cukup untuk membuat lapisan molekul gabungan (unimolekular layer). Konsentrasi ini sangat penting dan dikenal sebagai critical micelle concentration (CMC). Pada konsentrasi di atas CMC, tidak nampak adanya perubahan adsorpsi pada permukaan hidrofobic, tetapi pada permukaan hydrophilic lebih dari satu lapis molekul surfaktan terbentuk menjadi struktur yang teratur yang dikenal sebagai micelle (Opawale dan Burges 1998)