APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS Repository - UNAIR REPOSITORY

APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS SKRIPSI DEBY HERUWATI MAHARANI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012

APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS SKRIPSI

  Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia

  Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

  Oleh : DEBY HERUWATI MAHARANI NIM. 080810509

  Tanggal Lulus :

  16 Juli 2012

  Disetujui oleh : Pembimbing I Pembimbing II Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc Dra. Aning Purwaningsih, M.Si NIP. 19681228 199303 1 001 NIP. 19660310 199102 2 001

  ii iii

  LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

  Judul : APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS

  Penyusun : Deby Heruwati Maharani NIM : 080810509 Pembimbing I : Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc Pembimbing II : Dra. Aning Purwaningsih, M.Si Tanggal seminar : 16 Juli 2012

  Disetujui Oleh : Pembimbing I

  Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc NIP. 19681228 199303 1 001

  Pembimbing II Dra. Aning Purwaningsih, M.Si

  NIP. 19660310 199102 2 001 Mengetahui,

  Ketua Program Studi S-1 Kimia/Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

  Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 19671115 199102 2 001

KATA PENGANTAR

  Bismillahirrahmanirrahim, Assalamualaikum Wr. Wb Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala berkah, rahmat dan hidayah-

  

sehingga

  Nya yang diberikan kepada kita penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ Aplikasi Asam Perasetat Untuk Menghilangkan Zat Warna

  Pada Kain Jeans ”. Shalawat serta salam tetap tercurahkan kepada Nabi

  Muhammad SAW karena berkat perjuangan beliau dan para sahabatnya kita bisa menikmati indahnya iman.

  Ucapan terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada :

  1. Bapak Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan saran, nasehat dan masukan dalam penyelesaian skripsi ini.

  2. Ibu Dra. Aning Purwaningsih, M.Si selaku dosen pembimbing II sekaligus

dosen wali atas bimbingan dan nasehatnya selama penulisan skripsi ini

  3. Ibu Dra. Usreg Sri Handajani, M.Si selaku dosen penguji I yang telah memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  4. Ibu Dr. Pratiwi Pudjiastutik, M.Si selaku dosen penguji II yang telah memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  5. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku Ketua Program Studi S1 kimia.

  6. Bapak Dr. Ir. Suyanto, M.Si yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  v

  7. Ibu, ibu, dan ibu serta keluarga tercinta yang telah sepenuhnya memberikan dukungan, cinta, kasih sayang dan semangat baik moral maupun spiritual demi terselesaikannya skripsi ini.

  8. Bapak dan Ibu dosen kimia yang telah banyak meluangkan waktu dalam membimbing dan mendermakan ilmu yang dimiliki demi mencerdaskan mahasiswanya.

  9. Teman-teman angkatan 2008 yang banyak memberikan bantuan, saran dan atas kebersamaannya selama mengemban ilmu di Universitas Airlangga.

  10. Karyawan dan karyawati FSAINTEK UNAIR dan petugas laboratorium yang telah banyak membantu.

  11. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu untuk dukungan yang sangat berharga untuk saya.

  Penulis menyadari bahwa dalam penulisan naskah skripsi ini masih banyak kekurangan, maka dari itu saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan naskah skripsi ini. Semoga naskah skripsi ini dapat bermanfaat dan sedikit memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di negeri ini, amin ya robbal ’alamin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb

  Surabaya, Juli 2012 Penulis

  vi

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

  Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyunsun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga iv

  Maharani, D. H., 2012, Aplikasi Asam Perasetat Untuk Menghilangkan Zat Warna Pada Kain Jeans. Skripsi di bawah bimbingan Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc., dan Dra. Aning Purwaningsih, M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya ABSTRAK

  Proses bleaching pada kain biasanya menggunakan senyawa golongan oksidator seperti hipoklorit, gas klor dan asam peroksida. Metode bleaching menggunakan asam perasetat belum banyak dikembangkan. Pada penelitian ini dilakukan proses bleaching menggunakan asam perasetat. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan bleaching agent yang ramah lingkungan dan mengganti bleaching agent seperti klor yang memberikan dampak pencemaran lingkungan. Dalam penelitian ini asam perasetat dibuat dengan mereaksikan hidrogen peroksida dan asam asetat glasial. Faktor yang mempengaruhi pembentukan asam perasetat seperti perbandingan mol [ H

  2 O 2 30%:CH

  3 COOH 100% ] dengan volume

  total 100 ml, suhu dan waktu reaksi dicari kondisi optimumnya dalam penelitian ini. Asam perasetat yang terbentuk bertindak sebagai nukleofil yang akan menghilangkan gugus kromofor yang memberikan warna pada kain jeans. Hasil optimum proses bleaching menggunakan asam perasetat adalah pada perbandingan mol [ H O :CH COOH ] sebesar [ 1:10 ] pada suhu 85 ˚C selama 60

  2

  2

  3 menit.

  Kata kunci: kain jeans, bleaching, asam perasetat.

  vii

  Maharani, D. H., 2012, Application of Peracetic Acid to Remove The Dye in The Jeans Fabric. This study is under guidance of Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc., and Dra. Aning Purwaningsih, M.Si., Department of Chemistry, Science and Technology Faculty, Universitas Airlangga. ABSTRACT

  The process of bleaching textile usually uses oxidator compound such as hypochlorite, chlorine and peroxide. Bleaching method using peracetic acid has not been developed yet. In this research, bleaching process using peracetic acid had been done. The purpose of this research was to develop an environmentally and friendly bleaching agent and change another bleaching agent such as chlorine which gives bad impact of environment pollution. In this research peracetic acid was prepared by reacting hydrogen peroxide and glacial acetic acid. Some factors which influenced the formation of peracetic acid, such as optimum mole ratio

  [ H

  2 O 2 30%:CH

3 COOH 100% ] with 100 ml total volume, temperature and

  reaction time were determined in this research. Peracetic acid which had been formed acted as a nucleophile. This ion eliminated chromophore group which gave colour to jeans fabric. The optimum results in bleaching process was under condition of mole ratio H O :CH COOH of 1:10 at 85 ˚C for 60 minutes.

  [

  2

  2

3 ]

Key words : jeans, bleaching, peracetic acid.

  viii

  ix

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.4.4 Pengaruh waktu ....................................................................... 23

  3.4.3 Pengaruh suhu ......................................................................... 23

  3 COOH ] ..................... 22

  2 O 2 :CH

  3.4.2 Pengaruh perbandingan mol [ H

  3.4 Proses Bleaching

  3.3 Diagram Alir .................................................................................... 21

  3.2.2 Bahan penelitian ...................................................................... 20

  3.2.1 Alat-alat penelitian ................................................................... 20

  3.2 Alat dan Bahan Penelitian

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 20

  2.5 Macam-macam Proses Bleaching .................................................... 13

  DAFTAR ISI

  2.4 Proses Bleaching .............................................................................. 10

  2.3 Syarat-syarat Zat Warna ................................................................... 10

  2.2 Penggolongan Zat Warna.................................................................. 7

  2.1 Zat Warna ......................................................................................... 6

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................ 4

  1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................. 4

  1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 4

  1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................... 1

  Lembar Pernyataan .................................................................................... ii Lembar Pengesahan..................................................................................... iii Lembar Penggunaan Skripsi....................................................................... iv Kata Pengantar ............................................................................................ v Abstrak.......................................................................................................... vii Abstract......................................................................................................... viii Daftar Isi ....................................................................................................... ix Daftar Tabel.................................................................................................. xi Daftar Gambar ............................................................................................. xii Daftar Lampiran .......................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN

  Halaman

  3.5 Analisa Hasil .................................................................................... 24

  x

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Karakteristik Bahan Awal ............................................................... 26

  4.2 Pengaruh Variabel Bebas Pada Proses Bleaching Terhadap Derajat Kecerahan Kain Jeans ..................................................................... 27

  4.2.1 Pengaruh perbandingan mol [ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ] terhadap derajat kecerahan kain jeans .................................................... 27

  4.2.2 Pengaruh suhu terhadap derajat kecerahan kain jeans ............. 34

  4.2.3 Pengaruh waktu terhadap derajat kecerahan kain jeans........... 36

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 40

  5.2 Saran ............................................................................................... 40 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 41 LAMPIRAN

  xi

  

4.2 Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan perbandingan mol

[ H

  4.3 Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan variasi suhu ...................... 35

  29

  3 COOH ] ..............................................................................

  :CH

  2

  2 O

  4.1 Hasil derajat kecerahan sampel sebelum dilakukan proses bleaching . 26

  DAFTAR TABEL Nomor Judul Tabel Halaman

  3.3 Disain eksperimen optimasi waktu ..................................................... 24

  3.2 Disain eksperimen optimasi suhu ........................................................ 23

  3 COOH ] .... 22

  2 O 2 :CH

  3.1 Disain eksperimen optimasi perbandingan mol [ H

  2.2 Klasifikasi bleaching agent ................................................................. 12

  2.1 Nama dan struktur kimia kromofor ..................................................... 6

  4.4 Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan variasi waktu ................... 38

  DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Gambar Halaman

  2.1 Sintesis asam perasetat ........................................................................ 18

  4.1 Sampel sebelum dilakukan proses bleaching ....................................... 26

  

4.2 Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel perbandingan mol

[ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ] ............................................................................... 28

  4.3 Grafik hubungan perbandingan mol [ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ] dengan

  derajat kecerahan pada suhu 85 ˚C dan waktu 60 menit. ...................... 30

  4.6 Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel suhu .................... 34

  4.7 Grafik hubungan suhu dengan derajat kecerahan pada perbandingan mol [ H O :CH COOH ] sebesar 1:10 dan waktu 60 menit .................. 36

  2

  2

  3

  4.8 Kain jeans hasil proses bleaching dengan variable waktu .................. 37

  4.9 Grafik hubungan waktu dengan derajat kecerahan pada perbandingan mol [ H O :CH COOH ] sebesar 1:10 pada suhu 85

  2

  2 3 ˚C......................... 38

  xii

DAFTAR LAMPIRAN

  No Judul

  1 Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Perbandingan mol [ H

  

2 O

2 :CH

  3 COOH ]

  2 Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Suhu

  3 Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Waktu xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

  Industri tekstil dan produk tekstil merupakan salah satu bidang yang sangat berkembang di Indonesia. Dalam proses produksinya, industri tekstil menghasilkan limbah baik berupa limbah padat, cair maupun gas yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan. Terlepas dari itu, limbah dari pabrik tekstil seperti potongan kain jeans tidak perlu ditimbun di dalam tanah atau bahkan dibakar sehingga asapnya menimbulkan polusi. Limbah kain yang berwarna itu dapat diolah menjadi produk yang lebih berkualitas dan bernilai ekonomis. Limbah kain yang berwarna tersebut dapat dilunturkan menjadi putih dengan proses bleaching, kemudian diubah lagi menjadi kapas dan dipintal kembali menjadi benang, kain dan produk-produk lain misalnya sarung tangan dan lain sebagainya.

  Bleaching adalah proses penghilangan warna yang ada pada bahan yang

  disebabkan adanya pigmen-pigmen atau zat-zat lain sehingga warna bahan menjadi putih (Moertinah, 2008). Pada serat kain, pigmen-pigmen ini merupakan senyawa organik yang mempunyai ikatan rangkap yang dapat dioksidasi atau direduksi menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana sehingga warna menjadi putih (Suess, 2010). Proses bleaching dapat digunakan untuk

  1 pemanfaatan kain bekas menjadi benang, bahan dasar kain dan dapat dikembangkan menjadi produk lainnya yang lebih berkualitas.

  Proses bleaching dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa klor seperti klorin atau klor dioksida (Van Daam, 2002). Akan tetapi, penggunaan klor dalam proses bleaching ini menimbulkan persoalan lingkungan yang serius. Dampak negatif yang ditimbulkan adalah pada buangannya yang mengandung senyawa klorin organik yang berbahaya bagi lingkungan hidup (Ulia, 2007).

  Mengingat betapa bahayanya senyawa yang mengandung klor, maka saat ini banyak dikembangkan penelitian-penelitian yang berkaitan dengan proses

  bleaching dengan prinsip total chlor free dengan menggunakan oksigen dan

  peroksida. Pada dasarnya semuanya bertujuan untuk menggantikan proses

  bleaching menggunakan klor dalam proses bleaching dengan senyawa-senyawa

  yang benar-benar bebas klor, sehingga tidak ada zat-zat berbahaya dan sisa-sisa klorinasi yang berasal dari proses bleaching (Bajpai, 2005).

  Proses bleaching serat memang harus menggunakan bahan kimia yang reaktif untuk melarutkan kandungan lignin yang ada di dalam serat agar diperoleh derajat kecerahan yang tinggi (Tutus, 2004). Namun demikian, tetap harus dijaga agar penggunaan bahan kimia tersebut tidak menyebabkan pencemaran lingkungan yang berbahaya.

  Pada umumnya, hidrogen peroksida sering digunakan untuk proses

  bleaching karena biodegradabilitasnya, dan hampir menggantikan proses bleaching secara konvensional yaitu menggunakan klorin (Van Daam, 2002).

  Hidrogen peroksida bereaksi optimal pada kondisi basa yaitu sekitar pH 9, pH yang tinggi merupakan syarat utama bleaching dengan menggunakan hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida mempunyai kelebihan yaitu sifatnya yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan oksidator lain karena peruraiannya hanya menghasilkan air dan oksigen (Suess, 2010). Namun, pada bleaching kain menggunakan hidrogen peroksida membutuhkan larutan alkali yang berfungsi untuk mengatur pH yaitu biasanya larutan NaOH, penstabil dan suhu yang digunakan relatif tinggi serta membutuhkan waktu yang lama. Setelah proses

  bleaching , membutuhkan jumlah air yang besar untuk menghilangkan sisa Abdel-Halim et al., 2011 hidrogen peroksida dan sisa alkali ( ).

  Oleh karena itu, sangat diperlukan suatu metode untuk proses bleaching yang bisa dilakukan dengan baik pada suhu rendah, waktu reaksi yang lebih singkat dan menggunakan biaya yang lebih murah, tanpa menyebabkan kerusakan pada serat kain. Untuk itu pada penelitian ini dicoba melakukan proses bleaching kain menggunakan asam perasetat.

  Asam perasetat dapat dibuat dengan mereaksikan hidrogen peroksida dan asam asetat dengan adanya asam mineral yang kuat seperti asam sulfat (Zhao et

  al ., 2008). Asam perasetat merupakan alternatif bleaching agent yang aman

  lingkungan. Pabrik tekstil di Eropa sekarang ini telah banyak menggunakan asam

  Abdel-Halim et al., 2011

  perasetat sebagai bleaching agent ( ). Asam perasetat yang paling efektif digunakan sebagai bleaching agent untuk kapas adalah pada kondisi pH 6-7 dan pada suhu 50-80

  ˚C dengan waktu bleaching 20-60 menit tergantung Abdel-Halim et al., 2011). pada suhu saat proses bleaching berlangsung ( Kondisi ini memerlukan energi dan jumlah air yang lebih rendah baik selama bleaching kain atau pada pembilasan kain, netralisasi serat setelah bleaching pun tidak diperlukan, tidak seperti bleaching dengan hidrogen peroksida, dimana memerlukan jumlah air yang besar untuk menghilangkan sisa alkali.

  Asam perasetat ini mejadi salah satu alternatif dalam upaya meminimalkan masalah yang disebabkan oleh bleaching agent seperti klor ataupun hidrogen peroksida. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hasil dari proses bleaching dengan derajat kecerahan yang tinggi pada kain jeans bekas menggunakan asam perasetat sebagai bleaching agent yang ramah lingkungan.

  1.2 Rumusan Masalah

  Berapakah perbandingan mol H

  2 O 2 dan CH

  3 COOH, suhu dan waktu

  optimum pada proses bleaching kain jeans?

  1.3 Tujuan Penelitian

  Menentukan perbandingan mol H O dan CH COOH, suhu dan waktu

  2

  2

  3 optimum pada bleaching kain jeans.

  1.4 Manfaat Penelitian

  Manfaat dari penelitian ini adalah dapat memberikan informasi bagi masyarakat dan industri tekstil untuk menggunakan asam perasetat sebagai alternatif pengganti senyawa klor dalam proses bleaching atau penghilangan zat warna pada kain.

  Data-data yang diperoleh dari penelitian ini merupakan kajian eksperimental dan diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain :

  1. Mengurangi limbah kain jeans bekas.

  2. Menaikkan nilai ekonomis kain bekas menjadi produk yang lebih bermanfaat dan berkualitas.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Zat Warna

  Molekul zat warna merupakan gabungan dari zat organik tidak jenuh dengan kromofor sebagai pembawa warna dan auksokrom sebagai pengikat warna dengan serat. Zat organik tidak jenuh yang dijumpai dalam pembentukan zat warna adalah senyawa aromatik antara lain senyawa hidrokarbon aromatik dan turunannya, fenol dan turunannya serta senyawa-senyawa hidrokarbon yang mengandung nitrogen.

  Gugus kromofor adalah gugus yang menyebabkan molekul menjadi berwarna. Pada Tabel 2.1 dapat dilihat beberapa nama gugus kromofor.

Tabel 2.1 Nama dan Struktur Kimia Kromofor

  Nama Gugus Struktur Kimia

  Nitroso NO atau (-N-OH) Nitro NO

  2 atau (NN-OOH)

  Grup Azo -N=N- Grup Etilen -C=C-

  Grup Karbonil -C=O Grup Karbon-Nitrogen -C=NH ; CH=N-

  Grup Karbon Sulfur -C=S; -C-S-S-C- (Manurung, 2004)

  6

2.2 Penggolongan Zat Warna

  HH ₃ ^CO

^{O O}

^OCH _{3 OH} HO

S

N

N N

H ^{3 C} CH ₃ CH ³ CH ₃ Cl-

  1. Zat warna berdasarkan asal:

  a. Zat warna alami Contoh: Kurkumin

  b. Zat warna sintetik Contoh: Rhodamin B

• _CH
_{3 CH} ^O ₃ ^OH

  2. Zat warna berdasarkan struktur:

  a. Azo Contoh: Metilen biru

• ^{O N N H}
^{3 C H 3 C} Cl- NH ₂ NH _O O _Br CH _{3 NaO 3 S} HO C

O

C O NC O ₂ N N N N C ₂ H ₅ C ₂ H ₅

  b. Nitro Contoh: Dispersi merah 71

  c. Fenol Contoh: Fenolptalein

  3. Zat warna berdasarkan anion:

  a. Asam Contoh: Asam biru 78

  NaO _{OH N 2} ^C

_N

^{SO 3 Na} _{N N OH} ^HO O ₂ ^{N OH N} N ^OH SO ₃ ^Na

  SO ₃ ^Na _{N N}

_OH

NaO ₃ ^{S NH} _SO ^N _{3 Na} ^{N N Cl Cl}

  b. Direk Contoh: Direk merah 185

  c. Mordant Contoh: Mordant cokelat 35

  d. Reaktif Contoh: Reaktif merah

  Cl _C N(CH ₃ ⁾ ₂

  4. Zat warna berdasarkan kation: Basa Contoh: Basa biru

• Cl- ^N(CH
^{3 ) 2}

  (Christie, 2007)

  2.3 Syarat-syarat Zat Warna

  Zat warna adalah semua zat berwarna yang mempunyai kemampuan untuk dicelupkan pada serat tekstil dan memiliki sifat ketahanan luntur warna (permanent). Jadi sesuatu zat dapat berlaku sebagai zat warna apabila:

  1. Zat warna tersebut mempunyai gugus yang dapat menimbulkan warna (kromofor), misalnya : C=C, N=N, -NO 2 , C=O (Fessenden, 1992).

  2. Zat warna tersebut mempunyai gugus yang dapat mempunyai afinitas terhadap serat tekstil (auksokrom), misalnya : -OH, OR, -NH

  2

  , -NHR, -NR

  2

  , -X (Fessenden, 1992).

  2.4 Proses Bleaching Bleaching merupakan proses yang bertujuan untuk memutuskan ikatan

  rangkap pada serat menjadi ikatan tunggal sehingga kain berwarna putih. Ikatan rangkap dua terkonjugasi (dalam gugus kromofor) menyebabkan penyerapan sinar pada panjang gelombang cahaya tampak dan Ultra Violet, sehingga menimbulkan warna (Wildan, 2010). Senyawa kimia yang digunakan pada proses bleaching memecah ikatan rangkap pada rantai panjang tersebut menjadi ikatan tunggal yang tidak menyerap warna (Suess, 2010).

  Faktor-faktor yang mempengaruhi proses bleaching antara lain:

  a. Konsentrasi Reaksi dapat ditingkatkan dengan memperbesar konsentrasi bahan

  bleaching agent . Penggunaan bahan bleaching agent yang berlebih tidak

  akan meningkatkan derajat kecerahan karena derajat kecerahan yang dicapai telah maksimal (Karmakar, 1999).

  b. Waktu reaksi Pada umumnya, perlakuan bleaching agent terhadap serat akan menjadi lebih reaktif dengan memperpanjang waktu reaksi. Namun, waktu yang terlalu lama akan merusak serat (Onggo, 2004).

  c. Suhu Peningkatan suhu dapat menyebabkan peningkatan kecepatan reaksi pada reaksi bleaching. Pemilihan suhu ditentukan pada penggunaan bleaching

  agent . Suhu bleaching biasanya diatur berkisar antara 40-100

  ˚C (Van Daam, 2002).

  d. pH

  pH memiliki pengaruh yang sangat vital terhadap proses bleaching secara keseluruhan. Nilai pH bergantung pada jenis penggunaan bleaching agent. Pada proses bleaching dengan asam perasetat diperlukan pH antara 6-10 (Abdel-

  Halim et al., 2011). Pada proses bleaching dengan hidrogen peroksida diperlukan suasana basa antara pH 8 hingga 12 (Tutus, 2004). Stabilitas kimia, kelarutan dan afinitas bleaching agent tergantung pada nilai pH yang efektif dalam larutan ( Karmakar, 1999).

  e. Rasio bahan dan bleaching agent Perbandingan bahan yang akan diputihkan dengan bleaching agent akan mempengaruhi hasil yang didapat. Semakin kecil perbandingan rasio bahan yang akan diputihkan dengan bleaching agent akan meningkatkan reaksi

  bleaching . Tetapi dengan rasio yang semakin kecil akan mengurangi efisien Pada proses bleaching umumnya dipakai rasio menggunaan bleaching agent. bahan dengan bleaching agent antara 8 : 1 hingga 20 : 1 (Van Daam, 2002; Batubara, 2006).

  Bleaching agent yang digunakan untuk proses bleaching sangat banyak

  sekali, antara lain adalah sebagai berikut:

Tabel 2.2 Klasifikasi bleaching agent

  Oksidasi bleaching agent Reduksi bleaching agent

  Sistem peroksida Sistem klorin

  1. Hidrogen peroksida

  1. Bubuk bleaching

  1. Sulfur dioksida

  2. Natrium peroksida

  2. Natrium hipoklorit

  2. Natrium hidrosulfit

  3. Natrium perborat

  3. Lithium hipoklorit

  3. Sulfoksilat

  4. Kalium permanganat

  4. Natrium klorit

  4. Natrium asam sulfit

  5. Asam perasetat

  5. Kloramin

  5. Natrium bisulfit 6.

6. Peracid lainnya Isocynual triklorida (Karmakar, 1999).

2.5 Macam-macam Proses Bleaching

  Pada dasarnya proses bleaching dibagi menjadi dua, yaitu proses bleaching secara kimia dan proses bleaching secara biologi. Proses bleaching secara biologi umumnya disebut juga dengan proses bio-bleaching. Berikut ini adalah berbagai macam proses bleaching dengan menggunakan beberapa bleaching agent yang sering digunakan, antara lain:

1. Bleaching dengan menggunakan natrium hipoklorit Natrium hipoklorit merupakan garam natrium dari asam hipoklorit (HOCl).

  Mekanisme reaksi bleaching dengan natrium hipoklorit adalah sebagai berikut: NaOCl + H

2 O NaOH + HOCl

  HOCl HCl + On NaOCl + HCl NaCl + HOCl HOCl + HCl H O + Cl

  2

  2 Asam lemah juga dapat menguraikan garam hipoklorit menjadi asam

  hipoklorit tetapi asam hipoklorit yang terbentuk tidak dapat terurai menjadi gas klor oleh adanya kelebihan asam lemah. Sifat penting yang sangat berarti dalam proses bleaching adalah mudahnya garam natrium hipoklorit terhidrolisis oleh air menghasilkan asam hipoklorit yang selanjutnya terurai menghasilkan On yang bereaksi dengan zat warna (Karmakar, 1999). Faktor-faktor yang mempengaruhi penguraian garam natrium hipoklorit:

  1. Pengaruh pH a. pH > 10, hipoklorit berada sebagai natrium hipoklorit.

2 O NaOH + HOCl

• NaCl

  2 Ca

  4. Natrium hipoklorit berbahaya bagi kulit dalam konsentrasi tertentu.

  3. Bleaching dengan larutan natrium hipoklorit membutuhkan peralatan yang tahan korosi.

  2. Bleaching dengan natrium hipoklorit menghasilkan kerusakan pada selulosa serat.

  2 Kekurangan natrium hipoklorit antara lain adalah: 1. Natrium hipoklorit tidak menghasilkan derajat kecerahan yang memuaskan.

  4CaO + O

  3

  3

  b. 5 < pH < 8,5, larutan lebih banyak mengandung asam hipoklorit (HOCl) bebas.

  2 CaO + NaOCl Ca

  2. Pengaruh logam dan oksidanya Logam-logam seperti besi, tembaga, nikel dan kobalt bersifat sebagai katalisator yang mempercepat reaksi penguraian garam natrium hipoklorit membentuk oksida atau hidroksidanya dan membebaskan oksigen.

  NaOCl + H

  Setelah penetralan, larutan bersifat alkalis dan terjadi reaksi kesetimbangan sehingga larutan menjadi lebih stabil.

  2 O

  HOCl + NaOH NaOCl + H

  d. pH < 3, seluruh asam hipoklorit terurai menjadi gas Cl 2 . Pada suasana alkali (pH > 7), asam hipoklorit yang terbentuk dapat dinetralkan oleh alkali menjadi garam natrium hipoklorit.

  c. pH < 5, terjadi pembebasan gas klor (Cl 2 ).

2 O

2 O

  5. Stabilitas natrium hipoklorit sulit dicapai.

  6. Membentuk senyawa adsorbable organic halogen (AOX) yang telah digunakan sebagai parameter yang menyatakan tingkat pencemaran yang berbahaya dan digunakan di seluruh dunia sehingga penggunaannya dibatasi (Karmakar, 1999).

2. Bleaching dengan menggunakan hidrogen peroksida

  Hidrogen peroksida adalah bleaching agent berbentuk cair, tidak berwarna, sedikit lebih kental dari air dan dapat bercampur dengan air dalam berbagai komposisi (Jones, 1999). Bleaching menggunakan hidrogen peroksida terjadi oleh penambahan alkali dan dengan peningkatan suhu.

  Mekanisme reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah sebagai berikut:

  H

  2 O

2 + OH OOH + H

  2 O

  H

  2 O

2 + OOH OH + O

2 + H

  2 O

  (Bajpai, 2005)

• Anion perhidroksil (HOO ) berguna sebagai spesies aktif yang sangat berperan dalam proses bleaching dengan menggunakan peroksida. Konsentrasi ion perhidroksil meningkat dengan bertambahnya konsentrasi H

  2 O 2 dan NaOH.

  Formasi anion perhidroksil diatur melalui pH dan temperatur dalam suasana alkali. Jadi pH yang tinggi merupakan syarat utama bleaching dengan menggunakan hidrogen peroksida (Anderson, 1992).

  Faktor-faktor yang mempengaruhi penguraian H

  2 O 2 adalah sebagai berikut:

  1. Pengaruh pH Dalam suasana asam (pH < 7) H

  2 O 2 stabil, sedangkan dalam suasana

  basa/alkali (pH > 7) H

  2 O 2 mudah terurai melepaskan oksigen. Semakin besar pH

  maka penguraiannya juga semakin cepat. pH dapat diatur dengan penambahan NaOH (Bajpai, 2005).

  2. Pengaruh suhu Suhu juga mempengaruhi penguraian H

  2 O 2 . Pada suhu rendah, pembebasan

  oksigen sangat kecil, makin tinggi suhu penguraiannya makin cepat. Penguraian H O yang efektif untuk bleaching terjadi pada suhu 90

  2

  2

  ˚C. Pada suhu di atas 90˚C penguraiannya sangat cepat sekali (Bajpai, 2005).

  3. Pengaruh stabilisator Penguraian H

  2 O 2 dapat diperlambat dengan penambahan zat stabilisator

  meskipun bleaching dilakukan pada pH dan suhu yang tinggi. Ada beberapa macam zat stabilisator yang dapat digunakan dalam bleaching dengan hidrogen peroksida diantaranya adalah natrium silikat, magnesium hidroksida, magnesium silikat, natrium metafosfat dan natrium trifosfat. Jenis zat stabilisator yang banyak digunakan dalam bleaching adalah natrium silikat (Ek et al., 2009).

  4. Pengaruh Katalisator Logam-logam tertentu seperti besi (Fe), mangan (Mn) dan tembaga (Cu) dapat berfungsi sebagai katalisator yang dapat mempercepat reaksi penguraian hidrogen peroksida (Bajpai, 2005).

  Reaksinya adalah sebagai berikut:

  3+

• 2+

  2Fe + 2H

2 O

  2

  2Fe + O

  2 + 4H 2+ + 3+

  2Fe + H

  2 O 2 + 2H

  2Fe + 2H

  2 O (Suess, 2010).

3. Bleaching dengan menggunakan asam perasetat

  Asam perasetat merupakan oksidan kuat yang telah diaplikasikan sebagai bahan desinfektan, bleaching tekstil dan pulp (Zhao et al., 2008). Hal ini dikarenakan asam perasetat merupakan bleaching agent yang benar-benar bebas dari klorin (TCF) (Zhao et al., 2007).

  Asam perasetat dikenal dengan nama lain yaitu asam peroksiasetat dan asetil hidroperoksida. Data toksikologi pada bahan: asam perasetat: ORAL (LD50): akut: 210 mg/kg (mouse), 1894 mg/kg (rat), DERMAL (LD50): akut: 1734 mg/kg (rabbit). Berbentuk cairan dengan bau yang tajam dan tidak berwarna. Asam perasetat memiliki titik didih: 107,22 ˚C (225˚F) dan massa jenis: 1,13 kg/l. Mudah larut dalam air dingin, air panas, dietil eter, dan sebagian larut dalam metanol dan aseton.

  Asam perasetat dapat dibuat dengan cara mencampurkan asam asetat dan hidrogen peroksida dengan asam sulfat sebagai katalis (Zhao et al., 2008) akan tetapi dapat juga dibuat tanpa menggunakan katalis (Erba et al., 2007).

  H ^{2 SO 4} CH

  3 COOH + H

  2 O

  2 CH

  3 COOOH + H

  2 O

  CH

  3 COOH + H

  2 O

  2 CH

  3 COOOH + H

  2 O Selain itu, juga dapat dibuat dengan mencampurkan hidrogen peroksida dengan anhidrida asetat pada suhu kamar dengan adanya katalis yang cocok seperti EDTA, akan tetapi pada proses ini menghasilkan diacetyl peroxide yang

  ( sangat eksplosif Karmakar, 1999).

  CH

  3 C O NaOH H O

  H + O + CH COOOH O

  2

  2

  2

  3 Peracetic acid O H C C ₃ Acetic anhydride

  Asam perasetat juga dapat dibuat dengan mencampurkan TAED (tertraacetylethylenediamine) dengan hidrogen peroksida. Pada reaksi ini dihasilkan DAED (diacetylethylenediamine). Mekanisme pembuatan asam perasetat dari asam asetat glasial dan hidrogen peroksida:

  O O

• CH H O + H O
_{3 C O O 2} H C OH _{3 C} ^{2 2 H +} H OH ² H OH H H

  O: +

O O : OOH

H ^{3 C C OH}

  C OOH H C OH ₃ H C OH _{3 H C OH H 3} H O : ₂ H :OH _{2 +} O OH OH _{2 O} H

• ⁺ H
^{3 C OH} OOH C H C OH H O H C C

_{3 C}

_{2 2 3} OOH OOH
Gambar 2.1 Sintesis asam perasetat (Bajpai, 2005)

  Keuntungan dari asam perasetat sebagai bleaching agent antara lain adalah:

  1. Asam perasetat aman untuk lingkungan karena terurai menjadi asam asetat dan oksigen serta tidak menghasilkan produk beracun.

  2. Asam perasetat sebagai bahan kimia industri yang mudah didapatkan dan aman diperkenalkan untuk desain proses yang ada.

  3. Asam perasetat sangat cocok untuk bleaching produk tekstil. (Karmakar, 1999)

BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  Penelitian dilaksanakan di laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Penelitian ini dimulai bulan Maret 2012 sampai Juni 2012.

  3.2 Alat dan Bahan Penelitian

  3.2.1 Alat-alat penelitian

  Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah buret, timbangan analitik, stirer, hotplate, termometer, gelas beaker, kaca arloji dan peralatan gelas lain yang biasa digunakan di laboratorium kimia.

  3.2.2 Bahan penelitian

  Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah asam asetat glasial 100%, hidrogen peroksida 30%, akuades, sampel kain jeans berwarna biru yang diperoleh dari pabrik tekstil di Gresik.

  20

3.3 Diagram Alir

  Persiapan bahan Pembuatan larutan dan alat

  Eksperimen  Perbandingan mol

  [ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ]

  Optimasi parameter

  bleaching  Variasi suhu

   Variasi waktu Kondisi optimum untuk bleaching Aplikasi pada kain Sampel dari pabrik jeans bekas tekstil di Gresik Analisis kecerahan

  Visual Chromameter Analisis Data

3.4 Proses Bleaching

3.4.1 Pengaruh perbandingan mol [ H O :CH COOH ]

  2

  2

  3 Dimasukkan dengan menggunakan buret larutan H O 30% dan CH COOH

  2

  2

  3

  100% ke dalam gelas beker 250 ml dengan perbandingan mol 1:34 ; 1:20 ; 1:15 ; 1:10 ; 1:5 ; 1:3 sehingga volume total larutan menjadi 100 ml. Kemudian dimasukkan sampel kain jeans bekas dengan ukuran 2x2 cm dan dipanaskan pada suhu tetap 85

  ˚C selama 60 menit tanpa proses pengadukan. Setelah proses selesai kemudian diamati kecerahan kainnya secara visual dan diukur derajat kecerahannya menggunakan chromameter. Kemudian didapatkan hasil perbandingan mol H O :CH COOH optimum yang akan digunakan untuk uji

  [

  2

  2 3 ] selanjutnya.

Tabel 3.1 Disain eksperimen optimasi perbandingan mol [ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ]

  Variabel proses Perb. mol

  Hasil CH

3 COOH

  H

  2 O 2 30% [ H

  2 O 2 : Suhu Waktu

  No Analisis variabel

  100% CH COOH ( (menit)

  3 ]

  ˚C) opt vol mol vol mol

  1 5 0,04897 95 1,66108 1:34

  85

  60

  2 8 0,07835 92 1,60862 1:20

  85

  60

  3 11 0,107734 89 1,55617 1:15

  85

  60  Visual Cx

  4 15 0,14691 85 1,48623 1:10

  85

  60  Brightness

  5 25 0,24485 75 1,31138 1:5

  85

  60

  6 35 0,34279 65 1,13653 1:3

  85

  60 Keterangan: Cx : Perbandingan mol [ H O :CH COOH ] optimum

  2

  

2

  3 Setiap perlakuan dilakukan replikasi tiga kali

3.4.2 Pengaruh suhu

  Dimasukkan dengan menggunakan buret larutan H

  2 O 2 30% dan CH

  3 COOH

  100% dengan perbandingan mol [ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ] optimum (Cx) ke dalam

  gelas beker 250 ml sehingga volume total larutan menjadi 100 ml. Kemudian dimasukkan sampel kain jeans bekas dengan ukuran 2x2 cm dan dipanaskan pada variabel suhu 55, 65, 75 dan 85

  ˚C selama 60 menit tanpa pengadukan. Setelah proses selesai kemudian diamati kecerahan kainnya secara visual dan diukur derajat kecerahannya menggunakan chromameter. Kemudian didapatkan hasil suhu optimum dan akan digunakan untuk uji selanjutnya.

Tabel 3.2 Disain eksperimen optimasi suhu

  Variabel proses Hasil

  No Analisis variabel

  Perbandingan mol Suhu Waktu optimum

  [ H

  2 O 2 :CH

3 COOH ] ( ˚C) (menit)

  1 Cx

  55

  60

  2 Cx

  65

  60  Visual Topt

  3 Cx

  75

  60  Brightness

  4 Cx

  85

  60 Keterangan: Cx : Perbandingan mol [ H

  

2 O

2 :CH

  3 COOH ] optimum

  Topt : Suhu optimum Setiap perlakuan dilakukan replikasi tiga kali

3.4.3 Pengaruh waktu

  Dimasukkan dengan menggunakan buret larutan H

  2 O 2 30% dan CH

  3 COOH

  100% dengan perbandingan mol [ H

  2 O 2 :CH

  3 COOH ] optimum (Cx) ke dalam

  gelas beker 250 ml sehingga volume total larutan menjadi 100 ml. Kemudian dimasukkan sampel kain jeans bekas dengan ukuran 2x2 cm dan dipanaskan pada suhu optimum (Topt) dengan variabel waktu selama 45, 60, 75 dan 90 menit tanpa pengadukan. Setelah proses selesai kemudian diamati kecerahan kainnya secara visual dan diukur derajat kecerahannya menggunakan chromameter. Kemudian didapatkan hasil waktu optimum.

Tabel 3.3 Disain eksperimen optimasi waktu

  Variabel proses Hasil

  No Analisis variabel

  Perbandingan mol Suhu Waktu optimum

  [ H

  2 O 2 :CH

3 COOH ] ( ˚C) (menit)

  1 Cx Topt

  45

  2 Cx Topt

  60  Visual Waktu opt

  3 Cx Topt

  75  Brightness

  4 Cx Topt

  90 Keterangan: Cx : Perbandingan mol H O :CH COOH optimum

  [

  

2

  2 3 ]

  Topt : Suhu optimum Waktu opt : waktu optimum Setiap perlakuan dilakukan replikasi tiga kali

3.5 Analisis Hasil

  1. Analisis visual

  Sampel kain yang telah diputihkan dengan berbagai variasi perbandingan mol, suhu dan waktu dilakukan perbandingan secara visual kemudian difoto.

  2. Analisis brightness (kecerahan)

  Analisis brightness dilakukan dengan alat Chromameter. Besaran L* (brightness) diperoleh dari pembacaan alat. Cara pengukuran derajat kecerahan menggunakan alat chromameter adalah sebagai berikut:

  1. Kain diletakkan pada suatu alas yang mendatar

  2. Alat chromameter dikalibrasi terlebih dahulu dengan plat kalibrasi keramik putih, hingga nilai yang dihasilkan sesuai dengan nilai yang tertera pada plat

  3. Ditekan tombol mode untuk melakukan pengukuran sistem L*

  4. Ditekan tombol measurement untuk memulai pengukuran

  5. Muncul hasil pengukuran pada layar

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Bahan Awal

  Sampel diperoleh dari salah satu pabrik tekstil di Gresik, kemudian dipotong dengan ukuran 2cm x 2cm. Bahan dari sampel adalah kain jeans berwarna biru, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1