A 31
gaya-gaya intermolekular yang bekerja antara spesies dalam lattis Eastoe dan Dalton 2000. Titik akhir ini juga merupakan batasan utama dari isotherm
Langmuir. Banyak spesies memperlihatkan interaksi intermolekular pada interface, yang mana dapat memasukkan gaya-gaya van der Waals yang relatif
lemah, atau interaksi yang lebih kuat karena pengaruh elektrostatik atau ikatan hidrogen. Jadi, laju adsorpsi dan desorpsi dapat dipengaruhi secara positif atau
negatif dengan meningkatnya coverage permukaan.
Isotherm Frumkin dibangun berdasarkan persamaan Langmuir dengan mencoba memperhitungkan interaksi solut-solven pada permukaan non-ideal
Chang dan Franses 1995. Hal ini paling sesuai untuk surfaktan nonionik dan biasanya disajikan dalam bentuk berikut:
C K
F
exp
6
dimana K
F
adalah konstanta adsorpsi kesetimbangan Frumkin, dan A merupakan suatu ukuran non-idealitas lapisan permukaan. Parameter
A pada dasarnya berfungsi sebagai perkiraan pengaruh atraksi molekular atau tolakan antar
molekul-molekul surfaktan pada antarmuka pada konsentrasi permukaan. Jika A=0, lapisan permukaan dianggap ideal, dan persamaan tereduksi menjadi
isotherm Langmuir. Meskipun sebagian besar isoterm paling cocok untuk surfaktan non-ionik,
Borwankar dan Wasan memperpanjang isoterm Frumkin untuk memperhitungkan efek dari lapisan ganda listrik untuk surfaktan ionik Borwankar dan Wasan
1986. Konsentrasi di bawah permukaan subsurface dikoreksi untuk efek-efek
lapisan ganda listrik menggunakan faktor Boltzmann dan formulasi ini dapat digunakan untuk kedua surfaktan kationik dan anionik. Baru-baru ini, Lin
et al. telah menggunakan pendekatan hambatan energi aktivasi untuk memperhitungkan
peningkatan interaksi antarmolekul pada cakupan permukaan meningkat Lin et
al. 1995; Lin et al. 1991; Lin et al. 1997. Energi aktivasi diasumsikan mengikuti ketergantungan hukum power
power law pada cakupan permukaan Γ.
Kehadiran gaya-gaya kohesif antarmolekul, yang meningkat dengan cakupan permukaan, menurunkan tingkat desorpsi relatif terhadap laju adsorpsi.
RT K
H
C
ln 1
ln 1 RT A
32
2.5.3 Persamaan Keadaan Permukaan
Setelah isoterm yang tepat dipilih, persamaan adsorpsi Gibbs dapat digunakan untuk menurunkan persamaan keadaan permukaan yang sesuai untuk
sistem tertentu. Tujuan dari persamaan keadaan adalah untuk menghilangkan konsentrasi permukaan
Γ dari isoterm adsorpsi dan menghubungkan tegangan permukaan secara langsung dengan konsentrasi surfaktan dalam badan larutan
C. Persamaan berikut hanya berlaku untuk larutan encer premisela Ccmc
sehingga potensial kimia dapat tepat diwakili oleh konsentrasi dalam persamaan adsorpsi Gibbs.
Persamaan keadaan permukaan linier sederhana, yang sesuai dengan isotherm Henry, diberikan berikut ini:
7 dimana
dan berturut-turut adalah tegangan permukaan dari larutan dan solven
murni. Bentuk-bentuk analog dari persamaan keadaan permukaan untuk isotherm
Langmuir masing-masing adalah persamaan Frumkin dan persamaan Szyszkowski Eastoe dan Dalton 2000; Chang dan Franses 1995:
RT 8
RT ln1
K
L
C 9
Persamaan keadaan permukaan yang berhubungan dengan isotherm Frumkin adalah Eastoe dan Dalton 2000; Chang dan Franses 1995:
2
1 RT 10
2 Meneliti Pers. 6 dan 10 itu adalah jelas bahwa hubungan antara
γ dan C ada, yang melibatkan tiga parameter
, K
F
, dan A. Namun, karena nonlinearitas
persamaan-persamaan ini, tidak ada penyelesaian analitis untuk γC dapat
diturunkan, dan penyelesaian hanya dapat ditentukan secara numerik.
33
2.5.4 Mekanisme Adsorpsi Surfaktan
Ketika suatu permukaan segar fresh dari suatu larutan surfaktan terbentuk,
tegangan permukaan kesetimbangan tidak tercapai langsung. Suatu waktu tertentu diperlukan untuk mencapai kesetimbangan antara konsentrasi permukaan dan
konsentrasi badan surfaktan Chang dan Franses 1995. Tegangan permukaan non-kesetimbangan disebut tegangan permukaan dinamik DST, dan tergantung
pada tipe surfaktan dan komposisinya dalam sistem. Mekanisme adsorpsi surfaktan yang larut dari larutan cair dapat terdiri dari tiga tahap. Tahap pertama
meliputi pertukaran komponen antara badan larutan dan lapisan bawah permukaan subsurface terletak langsung dibawah lapisan permukaan, tebalnya beberapa
diameter molekul. Tahap kedua memerlukan entails transfer komponen antara
bawah permukaan dan lapisan permukaan. Pada tahap akhir, komponen menata kembali sendiri pada permukaan hingga keadaan kesetimbangan. Untuk molekul-
molekul kecil, penataan ulang umumnya merupakan suatu proses yang cepat dan memiliki sedikit pengaruh terhadap perilaku adsorpsi keseluruhan. Tahap pertama
adalah proses perpindahan massa badan larutan biasanya difusi dan tahap kedua adalah proses adsorpsi Chang dan Franses 1995.
2.6 Emulsi
Emulsi adalah campuran dua cairan immiscible, dimana salah satu cairan
terdispersi sebagai droplet pada cairan yang lain oleh adanya zat ketiga sebagai
penstabil. Pada dasarnya emulsi terdiri dari tiga fase yaitu internal, eksternal dan interface. Fase internal atau fase dispersi berada dalam bentuk droplet halus
sementara fase eksternal atau fase kontinyu membentuk matriks dimana droplet
tersuspensi. Agar sistem menjadi stabil dalam jangka waktu yang lama perlu ditambahkan zat ketiga yang aktif pada
interface yang disebut emulsifier. Definisi-definisi lain tentang emulsi telah dijelaskan oleh Clayton atau Becher
Shinoda and Friberg, 1986. Secara umum, jenis emulsi dapat digolongkan dalam dua kelompok ”air”
dan ”minyak”. Semua air atau fase fase yang larut dalam air diklasifikasikan sebagai air sedangkan yang lain diklasifikasikan sebagai minyak. Jika air
terdispersi dalam minyak maka disebut jenis emulsi air-dalam-minyak WO,
