Sifat Fisikokimia ME Stearin

Produk MESA yang diperoleh dari proses sulfonasi kemudian dianalisis sifat fisikokimianya untuk mengetahui pengaruh suhu input terhadap tingkat keberhasilan proses sulfonasi dan juga untuk mengetahui lama proses sulfonasi agar dihasilkan produk yang stabil. Parameter uji yang dilakukan meliputi derajat keasaman pH, bilangan asam, bilangan iod, viskositas, densitas, kadar bahan aktif dan tegangan permukaan. .3 Sifat Fisikokimia MESA 4.3.1 Viskositas Proses sulfonasi ME stearin menghasilkan produk berupa MESA berwarna hitam gelap dengan kekentalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan kekentalan ME stearin yang digunakan sebagai bahan bakunya. Bertambahnya tingkat kekentalan dapat digunakan sebagai salah satu indikator bahwa selama proses sulfonasi telah terjadi konversi ME menjadi MESA. 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 lebih besar sehingga memiliki viskositas yang lebih tinggi dibandingkan bahan bakunya ME. Analisis viskositas MESA yang diperoleh menunjukkan variasi rata-rata 12,35 cP sampai dengan 88,44 cP. Data hasil analisis viskositas MESA pada kondisi proses yang diujikan disajikan pada Lampiran 3A. Hasil analisis ragam α=0,05 menunjukkan bahwa faktor suhu input, lama proses sulfonasi dan interaksi antara keduanya berpengaruh nyata terhadap rata- rata viskositas MESA. Hasil analisis ragam viskositas MESA selengkapnya disajikan pada Lampiran 3B. Hasil uji lanjut BNT α=0,05 pada Lampiran 3C menunjukkan rata-rata viskositas MESA suhu input 80, 90 dan 100 o C berbeda nyata satu sama lainnya. Rata-rata viskositas MESA lama sulfonasi 0 jam, 1 jam 2 jam dan 6 jam berbeda nyata dengan lama sulfonasi lainnya. Rata-rata viskositas lama sulfonasi 4 jam tidak berbeda nyata dengan 3 jam dan 5 jam, sedangkan lama sulfonasi 3 jam berbeda dengan viskositas lama sulfonasi 5 jam. Hasil uji lanjut BNT α=0,05 menunjukkan rata-rata viskositas MESA suhu input 80 o C dengan lama proses sulfonasi 0 dan 1 jam tidak berbeda namun berbeda nyata dengan yang lainnya. Rata-rata viskositas MESA lama proses sulfonasi 2 jam, 3 jam, 4 jam, 5 jam dan 6 jam tidak berbeda nyata. Pada suhu input 90 o C, rata-rata viskositas MESA yang diperoleh dari lama proses sulfonasi 2 jam, 1 jam dan 0 jam berbeda nyata dengan yang lainnya. Sedangkan viskositas pada lama proses sulfonasi 6 jam tidak berbeda nyata dengan lama proses sulfonasi 4 dan 5 jam. Pada suhu input 100 o C, viskositas MESA yang diperoleh dari lama proses sulfonasi 2 jam, 1 jam dan 0 jam berbeda nyata dengan yang lainnya. Viskositas pada lama proses sulfonasi 3 jam, 4 jam dan 5 jam tidak berbeda nyata, sedangkan rata-rata viskositas MESA pada lama proses sulfonasi 6 jam tidak berbeda nyata dengan lama proses sulfonasi 5 jam. Gambar 11 memperlihatkan perubahan rata- rata viskositas MESA pada masing-masing suhu input akibat dari lama proses sulfonasi yang berbeda. Gambar 11 Grafik hubungan antara lama proses sulfonasi pada berbagai suhu input dengan viskositas MESA Suhu input 80 °C � ; 90 °C � dan 100 ° C � Gambar 11 menunjukkan pada masing-masing suhu input, rata-rata viskositas MESA meningkat dengan bertambahnya lama proses sulfonasi. Pada gambar tersebut juga terlihat dengan bertambahnya suhu input dari 80 ke 100 o C akan meningkatkan viskositas MESA. Viskositas MESA pada suhu input 100 o C lebih tinggi dibandingkan dengan viskositas MESA pada suhu input 80 dan 90 o C. 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 1 2 3 4 5 6 Vi sk os ita s M ES A c P Lama proses sulfonasi jam Hal ini diduga pada suhu input yang lebih tinggi, pembentukan lapisan film pada tube reaktor akan semakin tipis, yang menyebabkan kontak antara gas SO 3 dengan bahan baku ME semakin optimal dan meningkatkan pembentukan MESA. Peningkatan viskositas MESA disebabkan oleh terikatnya gugus sulfonat pada rantai hidrokarbon ME. Dengan semakin banyaknya gugus SO 3 terikat pada ME, mengakibatkan peningkatan bobot molekul. Semakin besar bobot molekul, viskositas cairan akan menjadi lebih tinggi. Menurut Takeuchi 2008 viskositas tinggi disebabkan adanya gaya tarik menarik antar molekul yang besar dalam cairan, rantai molekul yang tidak teratur, serta suhu sehingga molekul menjadi lebih sulit bergerak.

4.3.2 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 0,8877 gcm 3 sampai dengan 0,9957 gcm 3 . Data hasil analisis densitas MESA pada kondisi proses yang diujikan disajikan pada Lampiran 4A. Hasil analisis ragam α=0,05 menunjukkan bahwa faktor suhu input dan lama proses sulfonasi berpengaruh nyata terhadap rata-rata densitas MESA, sedangkan interaksi antara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap densitas MESA. Hasil analisis ragam densitas MESA selengkapnya disajikan pada Lampiran 4B. Hasil uji lanjut BNT α=0,05 pada Lampiran 4C menunjukkan rata-rata densitas MESA pada suhu input 90 o C tidak berbeda nyata dengan densitas suhu input 80 dan 100 o C. Namun rata-rata densitas suhu 80 o C berbeda nyata dengan suhu 100 o C. Hasil uji lanjut BNT α=0,05 juga menunjukkan rata-rata densitas MESA pada lama proses sulfonasi 3 jam tidak berbeda dengan densitas lama proses sulfonasi 4 jam, 5 jam dan 6 jam. Sedangkan rata-rata densitas lama proses sulfonasi 2 jam, 0 jam dan 1 jam berbeda nyata dengan yang lainnya. Gambar 12 memperlihatkan perubahan rata-rata densitas MESA pada masing-masing suhu input akibat dari lama proses sulfonasi yang berbeda. Gambar 12 Grafik hubungan antara lama proses sulfonasi pada berbagai suhu input dengan densitas MESA Suhu input 80 °C � ; 90 °C � dan 100 ° C � Rata-rata densitas MESA meningkat dengan bertambahnya suhu input dan lama proses sulfonasi. Peningkatan densitas terjadi karena semakin banyaknya gugus SO 3 yang terikat pada ME, 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. Rata-rata densitas MESA berkorelasi positif dengan viskositas MESA. MESA dengan densitas tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula. 4.3.3 Bilangan Iod Bilangan iod menunjukkan tingkat ketidakjenuhan atau jumlah ikatan rangkap pada suatu bahan. Adanya perubahan pada nilai bilangan iod menunjukkan adanya perubahan pada ikatan rangkap. Bilangan iod menunjukkan banyaknya garam iodin yang diserap oleh 100 gram bahan. Besarnya jumlah iod yang diserap menunjukkan banyaknya ikatan rangkap atau tidak jenuh Ketaren 1986. Analisis bilangan iod MESA yang diperoleh bervariasi yaitu dengan nilai rata-rata 14,88 mg Ig MESA sampai dengan 27,47 mg Ig MESA. Data hasil 0.88 0.9 0.92 0.94 0.96 0.98 1 1 2 3 4 5 6 De ns ita s gr c m 3 Lama proses sulfonasi jam