26
daerah sidik jari fingerprint region. Meskipun pada daerah 4000 – 2000 cm
-1
menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 – 400 cm
-1
juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa adalah
sama. Untuk penafsiran spektrum inframerah tidak ada aturan kaku, namun syarat-
syarat tertentu yang harus dipenuhi sebagai upaya untuk menafsirkan suatu spektrum adalah :
Spektrum harus terselesaikan dan intensitas cukup memadai.
Spektrum diperoleh dari senyawa murni.
Spektrofotometer harus dikalibrasi sehingga pita yang teramati sesuai dengan frekuensi atau panjang gelombangnya. Kalibrasi dapat dilakukan dengan
menggunakan standar yang dapat diandalkan, seperti polistirena film.
Metode persiapan sampel harus ditentukan. Jika dalam bentuk larutan, maka konsentrasi larutan dan ketebalan sel harus ditunjukkan.
2.12. Konsentrasi Misel Kritis.
Misel merupakan suatu aggregate koloid dengan jumlah molekul ampifilik yang khas antara 50-100 molekul. Misel dibentuk melalui pelarutan molekul
surfaktan berujung hidrofobik ke dalam minyak, sementara ujung hidrofilik bermuatan, tetap berada di bagian luar melindungi sisa ujung hidrofobik misel.
Konsentrasi dimana surfaktan mulai membentuk misel dikenal sebagai konsentrasi misel kritis critical micelle concentration atau CMC. Ketika misel dibentuk di
dalam air, ujung ekor surfaktan yang tidak suka air, membentuk semacam inti yang mirip dengan tetesan minyak, sementara ujung ionik atau polarnya yang suka air,
membentuk kulit luar yang menjaga agar misel tetap dapat berkontak dengan air. Ketika surfaktan berada di atas CMC-nya, surfaktan dapat bertindak sebagai
Universitas Sumatera Utara
27
pengemulsi yang akan melarutkan senyawa yang secara normal tidak larut di dalam pelarut yang digunakan tersebut. Hal ini terjadi karena spesi tak larut dapat
terinkorporasi di dalam inti misel. Dalam kehidupan sehari hari banyak hal yang berhubungan dengan fenomena
permukaan-antarmuka. Misalnya proses pembersihan kotoran pada pakaian, dan peralatan rumah tanggga, menulis pada kertas dengan menggunakan tinta, air dijaga
agar tidak penetrasi kedalam daun oleh suatu senyawa hidrofobik menyerupai lilin yang terdapat dipermukaan daun. Fenomena permukaan-antarmuka juga banyak
dimanfaatkan pada proses-proses industri antara lain : industri tekstil, industri plastik dan karet sintetik, pigmen, agrokimia, farmasi, kosmetik, pangan dan teknik sipil.
Dalam bidang-bidang tersebut, surfaktan digunakan sebagai emulsifier, dispersant, wetting agent, foaming, anti foaming agent dan lain-lain. Dengan terbentuknya
misel, sifat-sifat larutan akan berubah secara mandadak, seperti tegangan permukaan- antarmukanya, viskositasnya, daya hantar listriknya dan lain-lain.
Surfaktan surface active agents adalah zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antarmuka.
Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan. Molekul surfaktan mempunyai
dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar hidrofilik dan ujung nonpolar hidrofob. Surfaktan merupakan suatu molekul dengan rantai hidrokarbon panjang dengan gugus
ujung bersifat polar atau ionik. Bagian rantai hidrokarbon dari molekul ini bersifat hidrofobik dan larut dalam cairan non polar, sedangkan gugus ujung polarionik
bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Bagian hidrofilik molekul surfaktan dapat berupa gugus ionik yang bermuatan positif atau bermuatan negatif atau juga gugus
yang bersifat polar non-ionik yang bermuatan netral Tang and Suendo, 2011. Surfaktan dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu surfaktan yang larut
dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air. Surfaktan yang larut dalam minyak
Universitas Sumatera Utara
28
adalah senyawa organik yang memiliki rantai panjang umumnya mempunyai gugus polar yang khas seperti gugus
–COOH, –OH, –CONH
2
, –NH
2
–SO
3
H, –SH, dan
garam-garam dari gugus karbosilat dan sulfonat. Senyawa ini umumnya tidak menurunkan tegangan permukaan cairan, tetapi menurunkan tegangan antarmuka
minyak air Schramm and Marangoni, 2000. Sedangkan surfaktan yang larut dalam air adalah surfaktan yang memiliki ujung ion bersifat hidrofilik. Berdasarkan sifat
kelistrikannya, surfaktan yang larut dalam air dapat digolongkan menjadi surfaktan anionik yang bermuatan negatif, surfaktan kationik yang bermuatan positif, surfaktan
non ionik yang tidak terionisasi dalam larutan dan surfaktan amphoter yang
bermuatan positif dan negatif tergantung dari harga pH larutan Supriningsih, 2010.
Surfaktan anionik adalah suatu surfaktan yang gugus polarnya mengandung muatan negatif contohnya adalah C
12
H
25
C
6
H
4
SO
3 -
Na
+
Natrium Alkil Benzena Sulfonat, sodium lauril sulfonat, sodium dodesil benzen sulfonat, sodium lauril eter
sulfat, ammonium lauril sulfat, sodium metil kokoil sulfat,sodium lauril sarkosinat Mansyur, 2009. Surfaktan kationik adalah suatu surfaktan yang gugus polarnya
mengandung muatan positif. Beberapa contoh surfaktan kationik adalah amina rantai panjang dan garam-garamnya, garam quartenary ammonium, diamine dan
polyamines dan garam-garamnya, polyaxyethlenated amine rantai panjang dan lain lain. Surfaktan kationik pada umumnya memiliki kelarutan yang lebih tinggi dalam
kondisi asam, dibandingkan pada kondisi netral atau larutan alkali Supriningsih,
2010. Senyawa surfaktan kationik ini dapat digunakan sebagai zat tolak air, zat pelunak untuk tekstil dan kertas, zat pencegah korosi serta digunakan dalam flotasi
bijih Mansyur, 2009. Surfaktan nonionik atau netral adalah suatu surfaktan dengan bagian aktif permukaannya mengandung gugus non ion. Contoh surfaktan nonionik
adalah suatu karbohidrat yang dapat berikatan hidrogen dengan air Fessenden and Fessenden, 1984. Surfaktan amfoterik adalah surfaktan yang mengandung muatan
negatif dan positif pada bagian aktif permukaannya. Sabun merupakan molekul organik yang terdiri dari dua kelompok gugus. Gugus hidrofilik memiliki afinitas
Universitas Sumatera Utara
29
yang sangat kuat terhadap medium air, sedangkan gugus hidrofob bergabung dengan gugus hidrofob dari molekul sabun lain membentuk agregat yang dinamakan misel.
Gugus-gugus hidrofob akan berkumpul di bagian dalam misel, sedangkan gugus hidrofilik akan berada di luar. Telah dilaporkan bahwa sifat gelembung sabun
bergantung pada tegangan permukaannya, yang secara langsung berpengaruh terhadap volume maksimum dari gelembung tersebut Christian and Enwall, 1978.
Pada prinsipnya larutan dengan tegangan permukaan yang lebih rendah memungkinkan terbentuknya gelembung dengan volume yang lebih besar Tang and
Suendo, 2011. Misel adalah kumpulan molekul berukuran koloid, walaupun tidak ada tetesan
lemak. Hal ini disebabkan oleh adanya ekor hidrofobnya cenderung berkumpul dan kepala hidrofilnya memberikan perlindungan. Misel merupakan penggabungan
agregasi dari ion-ion surfaktan dimana rantai hidrokarbon yang lipofil akan menuju ke bagian dalam misel, meninggalkan gugus hidrofil akan berkontak dengan medium
air. Misel hanya akan terbentuk di atas konsentrasi misel kritis. Di bawah konsentrasi misel kritis, konsentrasi surfaktan yang mengalami adsorpsi pada antar muka
bertambah jika konsentrasi surfaktan total dinaikkan. Akhirnya tercapailah suatu titik dimana baik pada antar muka maupun dalam cairan menjadi jenuh dengan monomer.
Keadaan inilah yang disebut dengan konsentrasi misel kritis. Jika surfaktan terus ditambah
lagi hingga
berlebih, maka
mereka akan
beragregasi terus
membentuk misel. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai konsentrasi misel kritis. Untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai konsentrasi misel
kritis bertambah dua kali dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai. Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai konsentrasi misel kritis
dan juga memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai konsentrasi misel kritis surfaktan ion. Penurunan konsentrasi misel kritis hanya bergantung pada
konsentrasi ion lawan yaitu makin besar konsentrasinya makin turun konsentrasi
Universitas Sumatera Utara
30
misel kritisnya. Secara umum struktur misel dibedakan menjadi dua, yaitu struktur misel sterik dan struktur misel lamelar seperti telihat pada gambar berikut ini.
a b
Gambar 2.14 Struktur misel sterik a dan struktur misel lamelar b
Penentuan tegangan permukaan ini dilakukan menggunakan metode cincin du Nouy dengan cara mencelupkan cincin Pt-Ir ke dalam cairan. Kemudian penentuan
didasarkan atas gaya yang diperlukan untuk menarik cincin Pt-Ir tersebut ke permukaan cairan. Nilai yang tertera pada pembacaan akan naik sampai mencapai
nilai maksimumnya yaitu sesaat sebelum lamella pecah. Namun, nilai maksimum ini adalah tegangan permukaan cairan yang belum dikoreksi. Pada saat pengangkatan
cincin, ada sebagian cairan yang terangkat sebelum permukaan cairan terpecahkan. Selain itu, ada beberapa faktor yang tidak diperhitungkan, seperti jari-jari kawat, dan
volume cairan yang tumpah saat cincin dikeluarkan, sehingga diperlukan adanya suatu faktor koreksi.
Cara yang umum untuk menetapkan nilai CMC adalah dengan mengukur tegangan permukaan atau tegangan antar muka larutan surfaktan sebagai fungsi dari
konsentrasi. Makin tinggi konsentrasi surfaktan menyebabkan tegangan antar muka makin rendah sampai mencapai suatu konsentrasi dimana tegangan antar muka
konstan. Batas awal konsentrasi mulai konstan disebut CMC. Adsorpsi surfaktan tergantung pada permukaan tergantung konsentrasinya Porter, 1994.
Universitas Sumatera Utara
31
Pada konsentrasi yang sangat rendah, molekul-molekul bergerak bebas dan dapat berjajar datar diatas permukaan. Dengan meningkatnya konsentrasi, maka
jumlah molekul surfaktan di atas permukaan juga meningkat. Harga CMC dari surfaktan dapat dihitung dari penurunan tegangan permukaan versus log konsentrasi.
Universitas Sumatera Utara
32
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
