Studi Kapasitas Dinamis dan Stabilitas Busa SDS: Pengaruh pH SDS, Konsentrasi SDS, dan Laju Alir Gas N2

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aktifitas penelitian terkait aplikasi busa surfaktan pada proses remediasi cukup luas.
Beberapa penelitian di Jurnal internasional mengenai aplikasi busa surfaktan:
a. Aplikasi busa surfaktan dan bio surfaktan dalam me-recovery minyak yang
terbuang ke lingkungan dilaporkan oleh [1].
b. Aplikasi meremediasi media yang terkontaminasi dengan ion logam dengan busa
surfaktan juga terus berlangsung [2][3].
c. Aplikasi pada proses remediasi untuk mengantar materi nanopartikel pada media
berpori (Shen et al., 2011).
d. Aplikasi pada interaksi dengan bahan merkuri pada cairan sehingga dapat
dipisahkan dari fraksi busanya (Chen H-R et al., 2011).
Surfaktan adalah molekul heterogen yang mempunyai rantai panjang dimana pada
bagian kepala memiliki sifat suka air dan pada bagian ekor memiliki sifat tidak suka
air.Dalam media air, ketika konsentrasi surfaktan melebihi nilai kritis tertentu, molekul
monomer membentuk kumpulan terorganisir dari sejumlah besar molekul yang disebut
'misel', dan konsentrasi tertentu ini disebut konsentrasi misel kritis (cmc).Sifat fisik
seperti tegangan permukaan, tegangan antarmuka, adsorpsi, dan detergensimengalami
perubahan terhadap konsentrasi jika di bawah cmc, tetapi tidak ada perubahan pada sifat
ini jika di atas cmc. Larutan surfaktan menunjukkan perubahan yang mencolok di

beberapa sifat fisik lainnya seperti kepadatan, konduktivitas ekivalen, dan kelarutan
organik jika di bawah dan di atas cmc ketika dibandingkan terhadap konsentrasi[1].
Sodium Dodecyl Sulfat (SDS) atau alkil sulfat primer merupakanturunan Alkohol
sulfat. Pembuatan sulfat alkil primer berdasarkan pada bahan baku olefin rantai panjang
menggunakan prosesokso yang menghasilkan campuran linear dan memiliki cabang
alkohol primer. SDS dinyatakan dengan rumus molekul NaC 12H25SO4, memiliki berat
molekul 288,38 g mol-1 [3]

12

Universitas Sumatera Utara

Kapasitas busa (foam capacity) merupakan salah satu sifat interfacial yang penting
dimiliki oleh surfaktan. Besarnya kapasitas busa akan mempengaruhi kemampuan
surfaktan untuk menyebar dan menekan hingga

ke

pori-pori

materi

yang

terkontaminasi[4].
Stabilitas busa merupakan kemampuan untuk mempertahankan gas untuk waktu
tertentu. Kemampuan berbusa dapat dilihatdari peningkatan volume, setelahgas
diumpankan ke dalam larutan. Stabilitas busa berhubungan dengan penurunan
ketinggian busa dengan waktu [5].
Penggunaan SDS sebagai sampel didasari oleh penelitian terdahulu yang
menggunakan SDS dimana variasi yang dilakukan seperti jenis gas dan pH yang
berbeda.
Penelitian ini menggunakan variasi pH SDS 4,5 ; 7 dan 9 untuk mengetahui
pengaruh variasi pH larutan SDS asam, netral ataupun basa terhadap kapasitas dan
stabilitas busa, dimana pada kondisi asam atau basa terdapat kelebihan ion H+ dan ion
OH-.
Tabel 1.1 Perbandingan Hasil Kapasitas Busa Dinamis [10]
Jenis Surfaktan

Kapasitas Busa Dinamis (menit)

Surfactin (pH 8)

0,6

Rhamnolipid (pH 5,6)

0,9

SDS (pH 5,6)

1,1

1.2 Perumusan Masalah
Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah mengukur kapasitas busa
(foam capacity) dan stabilitas busa (foam stability) dariSDS secara dinamik dengan alat
produksi busa (foam generator ) secara kontinu.
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui kapasitas dan stabilitas busa SDS secara kontinu dan dinamik

terhadap variabel perubahan konsentrasi surfaktan anionik, pH surfaktan anionik
dan laju alir N2 pada foam generator.

13
Universitas Sumatera Utara

2. Mengetahui perubahan kapasitas dan stabilitas busa dari perubahan ketinggian
fasa cairan (liquid phase) atau fasa busa (foam phase) terhadap waktu yang
dibutuhkan untuk mencapai konstan pada kolom gelas ukur.

1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi kapasitasdan stabilitas busa yang dihasilkan dari interaksi
gas N2 dengan SDS terhadap variabel laju alir gas N2
2. Memberikan informasi kapasitasdan stabilitas busa yang dihasilkan dari interaksi
gas N2 dengan SDS terhadap variabel pHSDS
3. Memberikan informasi kapasitasdan stabilitas busa yang dihasilkan dari interaksi
gas N2 dengan SDS terhadap variabelkonsentrasi SDS
4. Mengevaluasi kapasitas dan stabilitas busa SDS secara dinamik
1.5 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik,Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Operasi Teknik
Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Standar stabilitas busa kembali ke fasa cair ditunjukkan pada tabel 1.1.
Tabel 1.2 Standar Stabilitas Busa Kembali ke Fasa Cair [6]
Compound
Emulsion stability (s)
C8Alkyl polyglycosides

230

C9Alkyl polyglycosides

210

C10Alkyl polyglycosides

288

C12Alkyl polyglycosides

310

C14Alkyl polyglycosides

426

14

Universitas Sumatera Utara

Variabel yang digunakan adalah :
Tabel 1.3 Variabel yang Digunakan dalam Penelitian
Konsentrasi SDS

50

8,2 mmol (1 cmc)
16,4 mmol (2 cmc)
24,6 mmol (3 cmc)

Laju Alir gas N2 (cc/menit)
60

70

Variasi pH SDS 4,5; 7; 9

Parameter penelitian :
1.

Ketinggian busa pada foam generator (Kapasitas Busa)

2.

Ketinggian busa pada gelas ukur (Stabilitas Busa)

Diagram tahapan penelitian :
Preliminary :

Liminary :

-Konsentrasi SDS

-pH SDS

(8,2; 16,4; 24,6 mmol)

(4,5; 7; 9)

-Laju alir SDS
(3 ml/menit)
-Laju alir gas
(50; 60; 70 cc/menit)
Gambar 1.1 Diagram Tahapan Penelitian

15
Universitas Sumatera Utara