Surfaktan

Surfaktan merupakan molekul yang memiliki gugus polar yang suka air (hidrofilik) dan gugus non polar yang suka minyak (lipofilik) sekaligus, sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari minyak dan air. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan, yang bekerja menurunkan tegangan permukaan cairan, sifat aktif ini diperoleh dari sifat ganda molekulnya. Bagian polar molekulnya dapat bermuatan positif, negatif ataupun netral, bagian polar mempunyai gugus hidroksil semetara bagian non polar biasanya merupakan rantai alkil yang panjang. Surfaktan pada umumnya disintesis dari turunan minyak bumi dan limbahnya dapat mencemarkan lingkungan, karena sifatnya yang sukar terdegradasi, selain itu minyak bumi merupakan sumber bahan baku yang tidak dapat diperbarui.[1]

Penggunaan

Surfaktan banyak ditemui di bahan deterjen, kosmetik, farmasi dan tekstil. Produk pangan seperti es krim juga menggunakan surfaktan sebagai bahannya. Karena sifatnya yang menurunkan tegangan permukaan, surfaktan dapat digunakan sebagai bahan pembasah (wetting agent), bahan pengemulsi (emulsion agent) dan sebagai bahan pelarut (solubilizing agent).

Jenis-jenis Surfaktan

1. Surfaktan anionik, surfaktan yang bagian alkilnya terikat suatu anion. Contohnya garam alkana sulfonat, garam olefin sulfonat

2. Surfaktan kationik, surfaktan yang bagian alkilnya terikat suatu kation. Contohnya garam alkil trimethil amonium, garam dialkil-dimethil amonium, garam alkil dimethil benzil amonium.

3. Surfaktan nonionik, surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan. Contohnya ester gliserin, ester sorbitan, ester sukrosa, polietilena alkil amina, glukamina, alkil poliglukosida, mono alkanol amina, dialkanol amina dan alkil amina oksida.

4. Surfaktan amfoter, surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif. Contohnya asam amino, betain, fosfobetain.

Surfaktan

Surfaktan (surface active agents), zat yang dapat

mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk

terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. 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 non polar

(hidrofobik) . Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua

golongan besar, yaitu surfaktan yang larut dalam minyak

dan surfaktan yang larut dalam air.

1. Surfaktan yang larut dalam minyak

Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa

polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa

silikon.

2. Surfaktan yang larut dalam pelarut air

Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat

pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa,

detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada

empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan

anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan

positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan,

dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif

bergantung pada pH-nya.

Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan

mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal

ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya

pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya

terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat

membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun

mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung

ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat

hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan

ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena

adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara

keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi

dengan mudah akan tersuspensi di dalam air.

Sifat Larutan Yang Mengandung Surfaktan

Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan sifat

fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang tertentu.

Perubahan yang mendadak ini disebabkan oleh

pembentukan agregat atau penggumpalan dari beberapa

molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada konsentrasi

kritik misel (CMC) .

Pada konsentrasi kritik misel terjadi penggumpalan atau

agregasi dari molekul-molekul surfaktan membentuk misel.

Misel biasanya terdiri dari 50 sampai 100 molekul asam

lemak dari sabun Sifat-sifat koloid dari larutan elektrolit

sodium dedosil sulfat dapat dilihat pada gambar 2.4,

dibawah ini:

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi nilai cmc, untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai cmc bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom C dalam rantai. Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai cmc dan juga memperbesar kelarutan. Adanya garam menurunkan nilai cmc surfaktan ion. Penurunan cmc hanya bergantung pada konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin turun cmc-nya.Secara umum misel dibedakan menjadi dua, yaitu: struktur lamelar dan sterik seperti telihat pada gambar dibawah ini:

Struktur misel, (a) sterik (b) lamelar

Cara Penentuan CMC

Karena pada cmc terjadi penggumpalan dari molekul surfaktan, maka cara penentuan cmc dapat menggunakan cara-cara penentuan besaran fisik yang menunjukkan perubahan dari keadaan ideal menjadi tak ideal. Di bawah cmc larutan menjadi bersifat ideal. Sedangkan diatasnya cmc larutan bersifat tak ideal. Besaran fisik yang dapat digunakan ialah tekanan osmosa, titik beku larutan, hantaran jenis atau hantaran ekivalen, kelarutan solubilisasi, indeks bias, hamburan cahaya, tegangan permukaan, dan tegangan antarmuka.

Literatur :

Adamsons, Arthur W. 1982. Physical Chemistry of Surface. A wiley-Interscience Publication, United State of America.

Perbedaan antara surfaktan anionik dan kationik

Surfaktan adaalah zat yang memiliki gugus hidrofilik dan gugus hidrofobik.

1. Berdasarkan namanya, surfaktan yang berdisosiasi dalam air dan melepaskan kation dan anion (atau zwitterions) diistilahkan sebagai surfaktan ionik (kationik, anionik, zwitterionik). Di sisi yang lain, surfaktan yang tidak berdisosiasi disebut surfaktan nonionik.

2. Surfaktan anionic memiliki gugus hidrofilik anionik. Contoh surfaktan anionic biasa disebut “sabun” (sabun asam lemak), garam asam alkilsulfonat (komponen

utama deterjen sintetis, seperti alkil benzene sulfonat (LAS) )lemak alcohol sulfat (komponen utama shampoo atau deterjen netral) dan lain-lain.

3. Karena sabun asam lemak adalah garam dari asam lemak dan logam basa (garam asam lemah dan basa kuat), maka sabun ini terhidrolisis dalam air dan larutannya menjadi sedikit basa. Namun, larutan dari surfaktan anionik lainnya adalah netral. Larutan deterjen sintetis diatur agar sedikit basa, tapi bukan disebabkan oleh deterjen itu sendiri (deterjennya netral) melainkan karena efek dari zat tambahan (natrium karbonat dan lain-lain). Ini merupakan perbedaan utama antara sabun dan deterjen sintetis.