UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA DASARAPLIKASI KOLOID PADA DETERJEN DAN SABUN

Dosen Pembimbing : Rahmawati, M.Si

Oleh

NAMA: UMU SALAMAHNIM: E1R012025

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS MATARAM2012APLIKASI KOLOID PADA DETERJEN DAN SABUN

Dunia industri di era globalisasi berkembang sangat pesat. Salah satu faktor pendukung perkembangan dunia industri adalah ilmu pengetahuan. Oleh karena itu, perkembangan ilmu pengetahuan juga merupakan perkembangan dunia industri. Dalam dunia industri sering dijumpai bahan yang tidak stabil. Untuk mengatasi hal itu, pengetahuan mengenai sistem koloid sangat diperlukan. Dengan sifat-sifat yang dimiliki sistem koloid, maka akan dapat diciptakan produk industri yang stabil dalam skala besar. Lalu, bagaimanakan peranan konsep koloid dalam dunia industri? Untuk itu, artikel ini dibuat agar kita dapat menganalisis sistem koloid dan menerapkannya dalam dunia industri. Agar pembahasan tidak melebar, maka dilakukan pembatasan masalah, yaitu hanya terbatas pada sistem koloid yang diaplikasikan dalam dunia industri kebutuhan rumah tangga Deterjen dan Sabun. Secara umum, dapat dikatakan bahwa sebagian besar perusahaan industri memproduksi produknya dalam bentuk sistem koloid, seperti susu, jelly, deterjen, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, pengetahuan dan pemahaman tentang sistem koloid sangat diperlukan.Era globalisasi merupakan era atau zaman yang mengedepankan industri. Sehingga, tidak mengherankan jika di era globalisasi ini, dunia industri berkembang semakin pesat. Hal ini dapat dilihat dari menjamurnya berbagai macam perusahaan di bidang industri dewasa ini. Perkembangan industri yang semakin pesat ini tidak lepas dari dukungan berbagai faktor, seperti sumber daya alam (SDA), sumber daya manusia (SDM), serta ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK). Dengan perpaduan ketiga faktor di atas yang bekerja secara sinergis dan berkelanjutan, maka akan dapat menciptakan suatu kemajuan yang tentunya akan berimbas pada tingkat kesejahteraan masyarakat.Industri yang berkembang saat ini tidak terlepas dari bantuan dan berbagai ilmu pengetahuan. Salah satu contoh industri yang ada adalah industri kebutuhan rumah tangga yaitu deterjen dan sabun. Dalam industri deterjen ini, salah satu cabang ilmu pengetahuan yang digunakan adalah ilmu kimia. Cabang ilmu kimia yang diaplikasikan dalam industri deterjen adalah penerapan konsep sistem koloid. Dimana, deterjen merupakan emulgator untuk membentuk emulsi antara kotoran (minyak) dengan air. Sehingga deterjen dapat digunakan untuk membersihkan kotoran pada pakaian. Fungsi dari zat ini adalah sebagai pengemulsi minyak dalam air. Sabun akan terionisasi dalam air menjadi dan anion asam lemak. Bagian ujung lemak yang bermuatan negatip bersifat polar sehingga larut dalam air dan ujung lainnya bersifat non polar dan cenderung larut dalam minyak. Hal ini menyebabkan kotoran yang berupa tetesan-tetesan minyak larut dalam air sehingga mudah lepas pada saat pembilasan.

Deterjen (dari bahasa Latin detergere, menyeka) adalah molekul yang sama seperti sabun, membentuk missel dalam air dan emulsi lemak dan minyak. Deterjen sintetis yang biasa sering digunakan adalah natrium alkilbenzenesulfonat.

Deterjen mirip dengan sabun yang memiliki sebuah kelompok ion dan suatu hidrokarbon berantai panjang tetapi pasti menguntungkan. Ketidak untungan sabun muncul bila digunakan dalam air sadah, yang mengandung kation logam-logam tertentu seperti Ca, Mg, Ba, Fe, dan Fe. Kation-kation tersebut menyebabkan garam-garam natrium atau kalium dari asam karboksilat yang semula larut menjadi garam-garam karboksilat yang tidak larut.

Rantai alkil sebaiknya tidak bercabang. Alkil benzenasulfonat yang bercabang bersifat tidak dapat didegradasi oleh jasad renik (biodegradable). Deterjen ini mengakibatkan masalah polusi berat pada tahun 1950-an, yaitu berupa buih pada unit-unit penjernihan serta di sungai dan danau-danau. Sejak tahun 1965, digunakan alkil benzenasulfonat yang tidak bercabang. Deterjen jenis ini mudah didegradasi secara biologis oleh mikroorganisme dan tidak berakumulasi di lingkungan kita. Berikut ini adalah gambar rantai alkil yang bercabang dan tidak bercabang :

Deterjen pertama kali dikenalkan pada tahun 1933 yang dianggap lebih efektif dalam air sadah. Deterjen memiliki dua kesamaan karakteristik struktur yang dilakukan oleh sabun:1. Memiliki suatu rantai panjang, nonpolar, hidrofobik, hidrokarbon, yang mana larut dalam lemak dan minyak.2. Mereka memiliki suatu ujung polar dan hidrofilik yang mana larut dalam air.

Sebagian besar deterjen sekarang ini adalah biodegradable. Yang berarti bahwa deterjen tersebut dapat secara cepat dimetabolisme oleh mikroorganisme dalam suat kotoran pembuangan tanaman dan tidak dibebaskan kedalam lingkungan. Untuk deterjen yang biodegradable, rantai panjang alkil harus diputus. Deterjen yang digunakan pada tahun 1950-1960an memiliki rantai bercabang yang tidak biodegradable.

Sebagian besar kotoran pada pakaian atau kulit melekat menjadi suatu lapisan tipis dari minyak. Jika lapisan minyak dapat diubah menjadi partikel-partikel kotoran maka akan mudah dibersihkan. Suatu molekul sabun terdiri dari panjangnya hidrokarbon dimana rantai atom karbon dengan sifat polar atau kelompok ionik pada ujungnya. Rantai karbon adalah lipofilik (mengikat atau larut dalam lemak dan minyak), dan ujung polarnya adalah hidrofilik (mengikat atau larut dalam air). Ketika sabun tercampur dengan air, akan terbentuk suatu dispersi koloid. Larutan sabun ini terdiri dari agregat molekul sabun yang disebut misel. Ujung nonpolar atau hidrofilik dari molekul secara langsung menuju pusat micelles ujung molekul yang polar atau hidrofilik membentuk permukaan dari misel yang hadir pada air. Ekor lipofilik pada molekul sabun tidak larut dalam minyak. Ujung hidrofilik memperpanjang minyak jatuh ke dalam air.

Pencucian adalah proses membersihkan suatu permukaan benda padat dengan bantuan larutan pencuci melalui suatu proses kimia-fisika yang disebut deterjenasi. Sifat utama dari kerja deterjenasi adalah membasahi permukaan yang kotor kemudian melepaskan kotoran. Pembasahan berarti penurunan tegangan muka padatan-cair. Pencucian pada permukaan atau pelepasan kotoran berlangsung dengan jalan mendispersikan dan mengemulsi kotoran, lalu dengan bantuan aksi mekanik kotoran menjadi terlepas dari permukaan benda padat. Kotoran padat dapat melekat karena adanya pengaruh: ikatan minyak, gaya listrik statik, dan ikatan hidrogen. Penambahan sedikit alkali membantu daya deterjensi dari sabun, tetapi dapat mendorong terjadinya hidrolisa. Alkali digunakan untuk menjaga pH larutan. Deterjen cair biasanya menggunakan bahan pelarut organik sebagai pelengkap dan penambah daya deterjenasi dan diperlukan untuk kotoran-kotoran yang sulit dihilangkan atau berlemak.Komponen Penyusun DeterjenPada umumnya, deterjen mengandung bahan-bahan berikut:1. BuilderBuilder adalah suatu bahan yang dapat menambah kerja dari bahan penurun tegangan permukaan dengan cara menonaktifkan mineral penyebab kesadahan air. Builders digunakan untuk melunakkan air sadah dengan cara mengikat mineral-mineral yang terlarut, sehingga surfaktan dapat berkonsentrasi pada fungsi utamanya. Builder juga membantu menciptakan kondisi keasaman yang tepat agar proses pembersihan dapat berlangsung lebih baik serta membantu mendispersikan dan mensuspensikan kotoran yang telah lepas.Dalam pembuatan detergen, builder sering ditambahkan dengan maksud menambah kekuatan daya cuci dan mencegah mengendapnya kembali kotoran-kotoran yang terdapat pada pakaian yang akan dicuci. Contohnya: Sodium Tri Poli Phosphat (STPP), Nitril Tri Acetat (NTA), Ethylene Diamine Tetra Acetate (EDTA).

2. FillerFiller (pengisi) adalah bahan tambahan deterjen yang tidak mempunyai kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas. Bahan ini berfungsi sebagai pengisi dari seluruh campuran bahan baku. Pemberian bahan ini berguna untuk memperbanyak atau memperbesar volume. Keberadaan bahan ini dalam campuran bahan baku sabun semata-mata ditinjau dari aspek ekonomis. Namun selain digunakan sebagai pembantu proses, bahan pengisi ini juga berfungsi meningkatkan kekuatan ionik dalam larutan pencuci. Contoh Sodium sulfat, sodium klorida.

3. AditifAditif adalah bahan suplemen atau tambahan untuk membuat produk lebih menarik, misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna, dan sebagainya tidak berhubungan langsung dengan daya cuci deterjen. Additives ditambahkan lebih untuk maksud komersialisasi produk. Contoh : Enzim, Boraks, Sodium klorida, Carboxy Methyl Cellulose (CMC).

4. SurfaktanSurfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang sekaligus memiliki gugus hidrofilik dan gugus lipofilik sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari air dan minyak. Aktifitas surfaktan diperoleh karena sifat ganda dari molekulnya. Molekul surfaktan memiliki bagian polar yang suka akan air (hidrofilik) dan bagian non polar yang suka akan minyak atau lemak (lipofilik). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan. Gambar dibawah ini menunjukkan struktur umum surfaktan :

Pembagian Surfaktana. Surfaktan anionikSurfaktan anionik merupakan surfaktan dengan bagian aktif pada permukaannya mengandung muatan negatif. Contoh dari jenis surfaktan anionik adalah Linier Alkil Benzene Sulfonat (LAS), Alkohol Sulfat (AS), Alkohol Eter Sulfat (AES), Alpha Olefin Sulfonat (AOS). Gambar dibawah ini menunjukkan Struktur Linier Alkilbenzen Sulfonat :

b. Surfaktan kationikSurfaktan ini merupakan surfaktan dengan bagian aktif pada permukaannya mengandung muatan positif. Surfaktan ini terionisasi dalam air serta bagian aktif pada permukaannya adalah bagian kationnya. Contoh jenis surfaktan ini adalah ammonium kuarterner.c. Surfaktan nonionikSurfaktan yang tidak terionisasi di dalam air adalah surfaktan nonionik yaitu surfaktan dengan bagian aktif permukaanya tidak mengandung muatan apapun, contohnya: alkohol etoksilat, polioksietilen (R-OCH2CH).d. Surfaktan ampoterikSurfaktan ini dapat bersifat sebagai non ionik, kationik, dan anionik di dalam larutan, jadi surfaktan ini mengandung muatan negatip maupun muatan positip pada bagian aktif pada permukaannya. Contohnya: Sulfobetain ( Surfaktan-surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Mereka melakukan ini dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa konsep koloid dalam deterjen dapat digunakan untuk membersihkan kotoran pada pakaian. Fungsi dari zat ini adalah sebagai pengemulsi minyak dalam air. Sabun akan terionisasi dalam air menjadi dan anion asam lemak. Bagian ujung lemak yang bermuatan negatip bersifat polar sehingga larut dalam air dan ujung lainnyabersifat non polar dan cenderung larut dalam minyak. Hal ini menyebabkan kotoran yang berupa tetesan-tetesan minyak larut dalam air sehingga mudah lepas pada saat pembilasan.Oleh karena itu konsep sistem koloid ini sangat tepat digunakan dalam industri kebutuhan rumah tangga Deterjen dan Sabun. Lebih jauh, konsep sistem koloid yang diterapkan dalam dunia industri tidak hanya sebatas hal tersebut. Berbagai jenis sistem koloid telah diterapkan di dunia industri dan hasilnya terciptalah berbagai produk industri yang bisa dinikmati, seperti susu, kerupuk, mentega, dan lain sebagainya. Jadi sistem koloid sangat berguna bagi kehidupan manusia.Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid: Jenis industriContoh aplikasi

Industri makananKeju, mentega, susu, saus salad

Industri kosmetika dan perawatan tubuhKrim, pasta gigi, sabun

Industri catCat

Industri kebutuhan rumah tanggaSabun, deterjen

Industri pertanianPeptisida dan insektisida

Industri farmasiMinyak ikan, pensilin untuk suntikan