Slide 1

SYNTHETIC SURFACTANTSASTRI WIDYARINI (A1C112001)SHINTA DEVITRI (A1C112005)WULANDARI (A1C112006)MEGA ANANDA (RRA1C112003)TITIANTI (RRA1C112016)

SYNTHETIC SURFACTANTS

Surfaktan Sintesis memiliki struktur yang sama dan mekanisme pembersihan yang sama dengan sabun. Keduanya memiliki bagian hidrofobik (hidrokarbon) yang terikat bersama dengan bagian hidrofilik (polar).

Surfaktan adalah bahan aktif permukaan. 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.

Misel 2-DimensiRantai HidrokarbonDETERGEN

Detergen tersusun dari sintetik surfaktan, builders, zeolite, enzim, dan material spesifik untuk meningkatkan kekuatan pembersih.Banyak diproduksi di US setiap tahun. Dalam detergen kekuatan pembersih dari surfaktan sintetik berkurang akibat ion Ca2+ dan Mg2+ , oleh karena itu dibutuhkan penambahan zat pembangun (builder) untuk meningkatkan kekuatan pembersihan dengan menonaktifkan/ mengendapkan Ca2+ dan Mg2+ pada air sadah. Dengan cara menghalanginya berikatan dengan surfaktan.Builders berupa polycarboxylic acid, silicates, zeolites (aluminiumsilikat anorganik), atau polyphospate (seperti, Na5P3O10) KANDUNGAN PENEMUANBUILDERSPada tahun 1970 Polipospat dibuat secara ekstensif sebagai builders, dan sebagian besar diganti oleh zeolite karena diketahui bahwa phospat dari polipospat memberikan peran besar pada proses terjadinya eutrofikasi sehingga menyebabkan Booming Alge (meledaknya populasi tanaman air).Pencemaran didanau 20-25 % berasal dari polypospat dan sebagiannya lagi berasal dari pupuk dan kotoran hewanSURFAKTANSurfaktan merupakan suatu molekul yang sekaligus memiliki gugus hidrofilik dan gugus lipofilik sehingga dapat mempersatukan campuran yang terdiri dari air dan minyak. Surfaktan adalah bahan aktif permukaan. 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/lemak (lipofilik). Bagian polar molekul surfaktan dapat bermuatan positif, negatif atau netral.SIFAT UMUM SURFAKTANSintesis surfaktan terjadi dengan cara mengubah antara struktur polar dan nonpolar diakhir molekul. Akhiran polar dari rantai lurus alkilsufonat adalah sulfat anionik gugus RSO3-. Rantai alkilsulfonat dan alkohol sulfat. CH3 |[CH3(CH2)nCHOSO3-Na+

Dan hubungan alkohol eter sulfat

RO(CH2CH2CH2)nCH2CH2OSO3-Na+

Daftar surfaktan yang digunakan untuk Laundry di US

Surfaktan nonionik, alkohol ethoxylate [RO(CH2CH2)nCH2CH2OH], dan alkilphenol etoksylate , yang memiliki gugus alkohol polar, juga dihasilkan dalam jumlah yang besar. Dalam Jumlah kecil juga dihasilkan dari surfaktan kation [CH3(CH2)Nch2N(CH3)3Cl-]. Hal ini tidak efisien jika anionik dan nonionik sebagai agen pembersih, tapi dapat digunakan sebagai pembasmi kuman penyakit dan pelembut pakaian.Sintesis Rantai alkil sulfonat (LAS)

Linear alkylbenzene sulfonate disebut juga dengan nama acid slurry. Acid slurry merupakan bahan baku kunci dalam pembuatan serbuk deterjen sintetik dan deterjen cair. Alkylbenzene disulponasi menggunakan asam sulfat, oleum atau SO3(g).Linear alkylbenzene Sulfonates (LAS) digunakan secara luas menggantikan cabang alkylbenzene sulfonates (ABS) dalam jumlah besar yang ada didunia karena LAS merupakan bahan deterjen yang lebih biodegradabilitas dibandingkan ABSRantai alkil diataranya dibuat oleh oligomerization (pembentukan dari polimer pendek) dari propena, tapi dengan turunan ABS sebuah cabang oligomer terbentuk dari proses katalis asam berikut:

Hidrokarbon rantai lurus dapat disintesis atau dipisahkan dari minyak. Mereka dapat disintesis dari olefin yang digunakan dari katalis seperti pada trietilaluminium untuk menyumbangkan salah satu alkana atau alkena. Pada proses alfol, alkohol rantai lurus dapat dibuat oleh oksidasi udara dan subsiquen hidrolisis dari pembentukan asal oligomers. Olefin dapat terbentuk dari pirolisis dari sejumlah trialkilaluminium di reaksi ethylene.

Pada sintesis antara ABS dan rantai lurus alkilsulfonat pada detergen sama . Propana atau olefin oligomer lainnya mengikat pada bezen di sebuah reaksi katalis asam friedel-crafts (7-6), alkil benzen merupakan sulfonat dengan sulfur trioksida, lalu pada reaksi (7-7), hasil sulfonik asam adalah dinetralkan oleh NaOH untuk menghasilkan surfaktan aniom.

Sintesis Alkohol Etoksilat Nonionik

Alkohol dan alkil fenol etoksilat adalah merupakan kelompok terbesar dari deterjen nonionik yang digunakan saat ini, yang disusun dari anion alkohol atau alkil fenol dan etilen oksida.

Berikut adalah reaksi sintesis nonylphenol etoksilat :

Metabolisme Mikroba Hidrokarbon, Sabun, dan Surfaktan Sintetik

Mikroba bisa memanfaatkan energi oksidasi yang dibebaskan oleh beberapa hidrokarbon, sabun, dan surfaktans serta beberapa fragmen organik yang dibebaskan selama pertumbuhan mereka. Metabolisme senyawa ini dipengaruhi oleh enzim-protein dengan molekul berat tinggi yang mengkatalis berbagai perubahan kimia dalam sistem kehidupan. Enzim dicirikan dengan efisiensi katalitik yang ekstrim dan spesifik. Asam lemak terjadi secara luas dalam sistem biologis dan karena itu mudah terdegradasi oleh mikroorganisme dalam enzim yang mengkatalis reaksi. Hidrokarbon linear dan deterjen linear yang mirip dengan struktur sabun, terdegradasi dengan jalan yang sama.

Langkah-langkah dalam metabolisme oksidasi dari asam lemak :Masing-masing reaksi ini dikatalisis oleh enzim walaupun enzim tidak tercantum dalam reaksi. Koenzim A merupakan struktur kompleks yang terdiri dari gugus tiol (-SH) sebagai pusat yang reaktif. Asetil koenzim A [CH3C(O)SCoA] dihasilkan dalam reaksi (7-16) dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk sintesis asam lemak tertentu yang diperlukan untuk pertumbuhan.

Sebaliknya, asetil CoA mungkin akan secara oksidatif terdegradasi menjadi karbon dioksida dan air untuk memberikan energi yang dibutuhkan untuk mengarahkan proses metabolisme mikroba. Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) dan Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD+) adalah bentuk teroksidasi dari transfer hidrogen koenzim, sementara FADH2 dan NADH adalah bentuk tereduksi masing-masing.

Awalnya diyakini bahwa percabangan dalam rantai alkil deterjen alkylbenzene sulfonat (ABS) menghambat tahap tertentu dalam reaksi dan inilah alasan degradasi lingkungan mereka yang lambat. Hal itu mengusulkan bahwa reaksi hydroxyester bercabang yang terbentuk pada reaksi (7-17) tidak akan teroksidasi lebih lanjut untuk turunan keto dan biodegradasi akan dihentikan pada hambatan ini. Namun demikian, telah diketahui bahwa mikroorganisme mampu menyiasati hambatan ini dengan mudah baik dengan oksidasi melepaskan gugus metil atau memotong propionil KoA pada posisi asetil KoA. Rantai bercabang hanya memperlambat proses degradatif (penguraian).

Panduan berikut telah dikembangkan untuk mempermudah pemahaman tentang degradasi mikroba deterjen ABS dan LAS :

Deterjen ABS bercabang didegradasi secara perlahan karena jalur alternatif yang diperlukan untuk membelah gugus rantai samping metil berjalan lebih lambat dibanding jalan yang ditunjukkan pada reaksi (7-12)-(7-16).Surfaktan dengan rantai bercabang yang lebih pendek dibandingkan dengan rantai lurus yang mengandung jumlah atom karbon yang sama didegradasi lebih lambat. ketentuan ini mungkin terkait dengan kemudahan surfaktan berikatan dengan enzim pendegradasi jika tempat bagi pengikatan gugus polar adalah di daerah hidrofilik dari enzim dan tempat untuk mengikat ujung hidrofobik adalah di daerah hidrofobik enzim.Laju degradasi surfaktan lebih lambat dalam larutan pekat daripada dalam larutan encer. penemuan ini menunjukkan bahwa bagian kecil dari campuran surfaktan menghambat enzim degradatif (pengurai) mikroba. konsentrasi mereka yang tidak cukup tinggi dalam larutan encer menghambat semua enzim mikroba yang ada.

Panduan ini juga berlaku untuk susbtituents alkil dari gugus alkil dan alkilfenol etoksilat. rantai alkil akan didegradasi secara perlahan jika bercabang banyak, dan kemudian gugus etoksilat akan didegradasi lebih dulu. laju degradasi rantai alkil menurun karena jumlah gugus etoksilat meningkat. Penurunan ini mungkin mencerminkan meningkatnya kesulitan untuk transportasi dari deterjen yang lebih hidrofilik melalui membran sel hidrofobik mikroorganisme.

Noniphenol Penguraian Anaerob Alkilphenol Etoksilat

Bersifat racun bagi ikan dan kehidupan lautBerbahaya bagi lingkunganMenyebabkan aktivitas hormon estrogen bagi mamaliaKet : Belum jelas apakah nonifenol dihasilkan dari degradasi surfaktan nonionik dalam jumlah cukup di lingkungan menyebabkan efek estrogenikPerusakan detegen dan minyak bumi oleh mikroba memerlukan oksidasi terminal rantai hidrokarbon ke gugus asam karboksilat untuk memulai produksi -oksidasi yang diuraikan pada reaksi :

Molekul oksigen adalah agen pengoksidasi dan oksigen diaktifkan dengan mengikat besi yang mengandung enzim sitokrom P-450. Reaksi seperti berikut :

Reaksi tersebut dilaksanakan dalam mikroorganisme tapi semuanya berlangsung lambat, terutama dengan berat molekul yang tinggi yang tidak segera melewati dinding sel mikroba.

Oksidasi mikroba pada senyawa hidrokarbon siklik dan aromatik terdapat pada detergen dan minyak bumi juga dikatalisis oleh enzim sitokrom P-450. Dengan pembentukan senyawa intermediet aren oksida , seperti dalam reaksi oksidasi benzene :

Oksidasi mikroba pada aromatic seperti naftalena atau benzene tersubstitusi berjalan melalui asam salisilat, yang kemudian dioksidasi menjadi katekol dan akhirnya menjadi oksaloasetat.

Sulfonat ada pada surfaktan menjalani eliminasi oksidatif oleh berbagai macam bakteri air :

Oleh karena itu, grup sulfonat tidak memperlambat degradasi lingkungan. Bisulfit terbentuk dengan cepat oleh oksidasi bisulfate oleh mikroorganisme.

Efek lingkungan dari biodegradasi senyawa organik : Biological Oxygen Demand (BOD)

Kehadiran biodegradasi senyawa organik di danau dan sungai dapat menyebabkan masalah lingkungan. Oksigen dibutuhkan untuk degradasi mikroba senyawa, dan dalam jumlah kecil dari materi organik dapat mengurangi suplai oksigen terlarut. Jumlah oksigen dalam degradasi mikroba dari senyawa organik adalah kabon murni dan bahwa mereka semua dikonversi menjadi karbon dioksida

C + O2 CO2BOD, pengukuran biodegradasi materi organic dalam air ditentukan dari jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk oksidasi mikroba dari zat organik terlarut yang hilang dari air.

Chemical oxygen demand (COD) adalah pengukuran lain dari pelarutan senyawa organik. Ini ditentukan dari pengukuran ekivalen kebutuhan asam permanganate atau asam dikromat untuk oksidasi zat organik Bukan hanya pengukuran BOD atau COD mengukur total kadar karbon yang dioksidasi. Total karbon yang dioksidai diukur oleh jumlah pembentukan CO2Biodegradasi dan degradasi senyawa kimia mengurangi jumlah oksigen di danau dan sungai. Bagaimanapun, sumber utama dari zat organik terlarut di danau dan sungai adalah dari limbah pembuangan, pupuk dari pakan ternak, sampah industri, dan dekomposisi tanaman dan alga.TERIMA KASIH