tugas umum
DESCRIPTION
saponifikasiTRANSCRIPT
TUGAS UMUM
JENIS-JENIS 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.
Surfaktan (surfactant = surfactive active agent) adalah zat seperti detergent yang
ditambahkan pada cairan utuk meningkatkan sifat penyebaran atau pembasahan dengan
menurunkan tegangan permukaan caira khususnya air. Sufaktan mempunyai struktur
molekul yang terdiri dari gugus hydrophobic dan hydrophilic. Gugus hydrophobic
merupakan gugus yang sedikit tertarik/menolak air sedangkan gugus hydrophilic
tertarik kuat pada molekul air. Sturktur ini disebut juga dengan struktur amphipatic.
Adanya dua gugus ini menyebabkan penurunan tegangan muka dipermukaan cairan.
Gugus hidrofilik pada surfaktan bersifat polar dan mudah bersenyawa dengan air,
sedangkan gugus lipofilik bersifat non polar dan mudah bersenyawa dengan minyak.
Di dalam molekul surfaktan, salah satu gugus harus lebih dominan jumlahnya.
Bila gugus polarnya yang lebih dominan, maka molekul-molekul surfaktan tersebut
akan diabsorpsi lebih kuat oleh air dibandingkan dengan minyak. Akibatnya tegangan
permukaan air menjadi lebih rendah sehingga mudah menyebar dan menjadi fase
kontinu. Demikian pula sebaliknya, bila gugus non polarnya lebih dominan, maka
molekul molekul surfaktan tersebut akan diabsorpsi lebih kuat oleh minyak
dibandingkan dengan air. Akibatnya tegangan permukaan minyak menjadi lebih rendah
sehingga mudah menyebar dan menjadi fase kontinu.
Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan
permukaan larutan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan
konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan
melebihi konsentrasi ini maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Konsentrasi
terbentuknya misel ini disebut Critical Micelle Concentration (CMC). Tegangan
permukaan akan menurun hingga CMC tercapai. Setelah CMC tercapai, tegangan
permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa antar muka menjadi jenuh dan
terbentuk misel yang berada dalam keseimbangan dinamis dengan monomernya.
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).
Secara umum, surfaktan ada empat macam. Surfaktan anionik, surfaktan yang
bagian alkilnya terikat suatu anion. Contohnya garam alkana sulfonat, garam olefin
sulfonat. Surfaktan kationik, surfaktan yang bagian alkilnya terikat suatu kation.
Contohnya garam alkil trimetil amonium, garam dialkil-dimetil amonium, garam alkil
dimethil benzil amonium. 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. Surfaktan amfoter, surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan
positif dan negatif. Contohnya asam amino, betain, dan fosfobetain.
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. Salah satu metode EOR yang
sedang berkembang adalah injeksi kimia. Bahan kimia yang digunakan adalah alkali,
surfaktan, dan polimer. Salah satu cara EOR dilakukan dengan cara menginjeksikan
surfaktan ke dalam reservoir. Surfaktan yang digunakan adalah surfaktan yang larut
dalam minyak (oil soluble). Ketika surfaktan diinjeksikan maka surfaktan menyebar ke
dalam minyak dan air kemudian menurunkan tegangan antarmuka yang rendah
meningkatkan capillary number. Hasilnya, lebih banyak minyak yang tadinya dalam
kondisi immobile berubah menjadi mobile. Menyebabkan perbaikan rasio mobilitas
yang efektif.
Surfaktan dapat menurunkan tegangan antar muka antara fluida dengan fluida,
fluida dengan batuan, dan fluida dengan hidrokarbon. Disamping itu, surfaktan dapat
memecah tegangan antar muka dari minyak yang terikat dengan batuan, mengurangi
terjadinya water blocking dan mengubah sifat kebasahan (wet ability) batuan menjadi
suka air (water wet). Dalam kondisi batuan yang bersifat water wet, minyak menjadi
fasa yang mudah mengalir dan dengan demikian water cut dapat diturunkan,
memperbaiki permeabilitas, dan diharapkan terjadinya peningkatan produktifitas sumur.
Subjek penting lainnya pada surfaktan untuk EOR adalah adsorpsi surfaktan
dimana surfaktan akan kontak dengan permukaan batuan padat. Banyak surfaktan
teradsorpsi pada sela batuan hingga terjadi interaksi elektrostatik antara lokasi aplikasi
pada permukaan padat dan surfaktan. Faktor yang mempengaruhi adsorpsi surfaktan
dalam sebuah reservoir meliputi temperatur, pH, salinitas, tipe surfaktan, dan tipe
batuan. Satu-satunya faktor yang dapat dimanipulasi untuk tujuan enhanced oil recovery
adalah tipe surfaktan, yang disesuaikan dengan kondisi reservoir.
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.
Penggunaan surfaktan ini bertujuan untuk meningkatkan kestabilan emulsi dengan cara
menurunkan tegangan antarmuka, antara fasa minyak dan fasa air. Surfaktan
dipergunakan baik berbentuk emulsi minyak dalam air maupun berbentuk emulsi air
dalam minyak.
Klasifikasi surfaktan berdasarkan muatannya dibagi menjadi empat golongan,
yaitu :
1) Surfaktan anionik
Umumnya merupakan garam natrium, akan terionisasi menghasilkan Na+ dan
ion surfaktannya bermuatan negatif. Surfaktan anionik umumnya diproduksi secara
besar-besaran pada industri detergen. Detergen anionik yang digunakan adalah sekitar
75% dari seluruh surfaktan yang digynakan, dan hampir 95% darinya adalah alkil-alkil
sulfat dan alkil benzen sulfonat. Jenis ini merupakan komponen polutan utama detergen
pada air permukaan. Surfaktan anionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada
suatu anion. Surfaktan ini memiliki kepala yang bermuatan negatif. Surfaktan jenis ini
banyak digunakan pada industri laundri dan juga efektif dimanfaatkan dalam proses
perbaikan atau perawatan tanah yang tercemar minyak dan senyawa hidrofobik lainnya.
Surfaktan ini dapat bereaksi dalam air cucian dengan ion air sadah bermuatan positif
seperti kalsium dan magnesium. Reaksi ini menyebabkan deaktifasi parsial pada
surfaktan. Semakin banyak ion kalsium atau magnesium di dalam air maka makin
banyak pula surfaktan anionik yang akan dideaktifasi.
Surfaktan ini membentuk kelompok surfaktan yang paling besar dari jumlahnya.
Sifat hidroliknya berasal dari bagian kepala ionik yang biasanya merupakan gugus
sulfat atau sulfonat. Pada kasus ini, gugus hidrofob diikat ke bagian hidrofil dengan
ikatan C-O-S yang labil, yang mudah dihidrolisis. Beberapa contoh dari surfaktan
anionik adalah linier alkilbenzen sulfonat (LAS), alkohol sulfat (AS), alpha olefin
sulfonat (AOS) dan parafin atau secondary alkane sulfonat (SAS). Contoh surfaktan
anionic biasa disebut sabun (sabun asam lemak). Surfaktan anionic ini sangat tidak
menguntungkan karena sangat lambat terurai oleh bakteri pengurai. Oleh kerena itu ABS
kemudian digantikan oleh surfaktan yang dapat dibiodegradasi yang dikenal dengan Linier Alkilbenzen
Sulfonat (LAS). Rumus senyawa kimia natrium dodekil sulfonat yaitu C12H23CH2SO3-Na+
dan rumus senyawa kimia natrium dodekil benzensulfonat : C12H25ArSO3-Na+ .
2) Surfaktan kationik
Surfaktan kationik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu
kation. Contohnya garam alkil trimetil ammonium, garam dialkil-dimethil ammonium
dan garam alkil dimetil benzil ammonium. Surfaktan jenis ini memiliki kepala yang
bermuatan positif di dalam air. Terdapat tiga kategori surfaktan kationik jika didasarkan
pada spesifikasi aplikasinya, yakni pada industri pelembut dan deterjen, surfaktan
kationik menybabkan terjadinya kelembutan. Penggunaan utamanya adalah pada
produk-produk laundri sebagai pelembut. Salah satu contoh surfaktan kationik adalah
esterquat. Pada laundry deterjen, surfaktan kationik (muatan positif) meningkatkan
packing molekul surfaktan anionik (muatan negatif) pada antarmuka air. Contoh
surfaktan ini adalah surfaktan dari sistem mono alkil kuartener. Pada pembersih rumah
dan kamar mandi, surfaktan kationik sebagai agen disinfektan.
3) Surfaktan nonionik
Surfaktan nonionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan.
Surfaktan ini tidak memiliki muatan, sehingga menjadi penghambat bagi dekativasi
kesadahan air. Surfaktan sejenis ini tidak berdisosiasi dalam air, tetapi bergantung pada
struktur (bukan keadaan ion-nya) untuk mengubah hidrofilitas yang membuat zat
tersebut larut dalam air. Surfaktan nonionik biasanya digunakan bersama-sama dengan
surfaktan aniomik. Jenis ini hampir semuanya merupakan senyawa turunan poliglikol,
alkiloamida atau ester-ester dari polihidroksi alkohol. Contohnya ester gliserin asam
lemak, ester sorbitan asam lemak, ester sukrosa asam lemak, polietilena alkil amina,
glukamina, alkil poliglukosida, mono alkanol amina, dialkanol amina dan alkil amina
oksida. Rumus senyawa kimia pentaeritritit palmitat yaitu CH3(CH2)14COO-CH2-
C(CH2OH)3 sedangkan rumus senyawa kimia polioksietilendodekileter yaitu C12H25-O-
(CH2-CH2O)2H.
4) Surfaktan amfoter
Surfaktan amfoter yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan
positif dan negatif. Ia dapat berupa anionik, kationik atau ninionik dalam suatu larutan
tergantung pada pH air yang digunakan. Surfaktan ini bisa terdiri dari dua gugus muatan
dengan tanda yang berbeda. Contohnya surfaktan yang mengandung asam amino,
betain, fosfobetain. Surfaktan pada umumnya disintesis dari turunan minyak bumi,
seperti linier alkilbensen sulfonat (LAS), alkil sulfonat (AS), alkil etoksilat (AE) dan
alkil etoksilat sulfat (AES).
Surfaktan dari turunan minyak bumi dan gas alam ini dapat menimbulkan
pencemaran terhadap lingkungan, karena surfaktan ini setelah digunakan akan menjadi
limbah yang sukar terdegradasi. Disamping itu, minyak bumi yang digunakan
merupakan sumber bahan baku yang tidak dapat diperbaharui. Masalah inilah yang
menyebabkan banyak pihak mencari alternatif surfaktan yang mudah terdegradasi dan
berasal dari bahan baku yang dapat diperbaharui.
Berbagai dasar dari alasan yang digunakan orang dalam mengklasifikasikan
surfaktan. Berdasarkan sumber bahan baku pembuatannya, surfaktan terbagi menjadi :
1) Surfaktan dengan bahan baku petroleum
Rantai hidrokarbon linear atau n-parafin dapat diekstrak dari fraksi petroleum.
Kerosen adalah fraksi petroleum yang mengandung hidrokarbon C10-C16. Kelemahan
dari surfaktan ini adalah pencemaran terhadap lingkungan, surfaktan yang dihasilkan
sukar terdegradasi. Selain itu bahan mentah berasal dari sumber daya alam yang tidak
dapat diperbaharui.
2) Surfaktan dengan bahan baku batubara.
3) Surfaktan dengan bahan baku lemak atau minyak.
4) Surfaktan dengan bahan baku karbohidrat.
Pada aplikasinya sebagai bahan pembersih untuk material kain, tanah dan
sejenisnya, surfaktan dapat bekerja melalui tiga cara yang berbeda, yakni roll up,
emulsifikasi dan solubilisasi. Pada mekanisme roll up ini, surfaktan bekerja dengan
menurunkan tegangan antarmuka antara minyak dengan kain atau material lain yang
terjadi dalam larutan berair. Pada mekanisme emulsifikasi, surfaktan menurunkan
tegangan antarmuka minyak-larutan dan menyebabkan proses emulsifikasi terjadi.
Melalui interaksi solubilisasi dengan misel dari surfaktan dalam air (pelarut), senyawa
secara simultan terlarut dan membentuk larutan yang stabil dan jernih.
DAFTAR PUSTAKA
Anellya. 2013. Surfaktan. (Online). http://id.wikipedia.org/wiki/Surfaktan). (Diakses
pada 7 Maret 2015)
Aziz, Zainal. 2013. Surfaktan Anionik. (Online). http://alizaala.blogspot.com/
p/surfaktan-anionik.html). (Diakses pada 7 Maret 2015)
Setiyo, Agus. 2010. Surfaktan Untuk Eor. (Online). http://infotambang.com/surfaktan-
untuk-eor-enhanced-oil-recovery-p568-164.htm). (Diakses pada 7 Maret 2015)
Wahyu. 2012. Jenis-jenis Surfaktan. (Online). http://duniawahyu.blogspot.com/2012
/03/kimia-permukaan-surfaktan.html). (Diakses pada 8 Maret 2015)
Yuliastuty, Intan. 2013. Klasifikasi Surfaktan. (Online). http://intanint.blogspot.com/20
13/12/makalah-surfaktan.html). (Diakses pada 8 Maret 2015)