SURFAKTAN UNTUK DETERGENTT

Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Pilihan Emulsi dan Surfaktan

Kelas Reguler 2 Angkatan 2009

Disusun oleh :

Kelompok 1

1. Anggun Puspitarini S NIM: L2C309029

2. Ahmad Dzul Aufa NIM: L2C309031

3. Anisa Harismawati NIM: L2C309032

4. Fajar Prasetyo NIM: L2C309033

5. Avivah Novenda Putri NIM: L2C309010

6. Iva Puji Rahayu NIM: L2C309036

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2010

PENGERTIAN

Detergent adalah campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu

pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan sabun,

detergent mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta

tidak terpengaruh oleh kesadahan air. Detergent merupakan garam natrium dari asam sulfonat.

Rantai hidrokarbon, R, di dalam molekul sabun di atas mungkin rantai hidrokarbon yang

lurus atau rantai hidrokarbon yang bercabang.

Gambar 1. Molekul detergent rantai lurus dan bercabang

Detergent sudah sangat akrab di kehidupan kita, terutama bagi ibu rumah tangga.

Detergent digunakan untuk mencuci pakaian. Untuk menyempurnakan kegunaannya,

biasanya pabrik menambahkan natrium perborat, pewangi, pelembut, naturium silikat,

penstabil, enzim, dan zat lainnya agar fungsinya semakin beragam. Tapi diantara zat-zat

tersebut ada yang tak bisa dihancurkan/dilarutkan oleh mikroorganisme sehingga otomatis

menyebabkan pencemaran lingkungan. Apabila air yang mengandung detergent dibuang ke

dalam air, tercemarlah air dan pertumbuhan alga yang sangat cepat. Hal ini akan

menyebabkan kandungan oksigen dalam air berkurangan dan otomatis ikan, tumbuhan laut,

dan kehidupan air lainnya mati. Selain itu limbah detergent juga menyebabkan pencemaran

tanah yang menurunkan kualitas kesuburan tanah yang mengakibatkan tanaman serta hidupan

tanah termasuk cacing mati. Padahal cacing bisa menguraikan limbah organik, non organik &

menyuburkan tanah.

Bahan utama detergent ialah garam natrium yaitu asam organik yang dinamakan asam

sulfonik. Asam sulfonik yang digunakan dalam pembuatan detergent merupakan molekul

berantai panjang yang mengandungi 12 hingga 18 atom karbon per molekul.

Detergent pertama disintesis pada tahun 1940-an, yaitu garam natrium dari alkyl

hydrogen sulfat. Alkohol berantai panjang dibuat dengan cara penghidrogenan lemak dan

minyak. Alkohol berantai panjang ini direaksikan dengan asam sulfat menghasilkan alkil

hydrogen sulfat yang kemudian dinetralkan dengan basa.

Natrium lauril sulfat adalah detergent yang baik. Karena garamnya berasal dari asam

kuat, larutannya hampir netral. Garam kalsium dan magnesiumnya tidak mengendap dalam

larutannya, sehingga dapat dipakai dengan air lunak atau air sadah. Pada masa kini, detergent

yang umum digunakan adalah alkil benzenesulfonat berantai lurus. Pembuatannya melalui

tiga tahap. Alkena rantai lurus dengan jumlah karbon 14-14 direaksikan dengan benzena dan

katalis Friedel-Craft (AlCl3 atau HF) membentuk alkil benzena. Sulfonasi dan penetralan

dengan basa melengkapi proses ini.

Rantai alkil sebaiknya tidak bercabang. Alkil benzenasulfonat yang bercabang bersifat

tidak dapat didegradasi oleh jasad renik (biodegradable). Detergent ini mengakibatkan

masalah polusi berat pada tahun 1950-an, yaitu berupa buih pada unit-unit penjernihan serta

disungai dan danau-danau. Sejak tahun 1965, digunakan alkil benzenasulfonat yang tidak

bercabang. Detergent jenis ini mudah didegradasi secara biologis oleh mikroorganisme dan

tidak berakumulasi dilingkungan kita (Ratna,2010).

JENIS SURFAKTAN

Surfaktan merupakan suatu zat yang dapat menurunkan tegangan muka cairan yang

memudahkan proses penyebaran dan menurunkan tegangan antar muka di antara dua cairan.

Surfaktan biasa disebut dengan surface active agent yang berguna sebagai zat pembersih

(cleaning agents) pada sabun dan detergent (detergentts and soaps.com). Molekulnya terdiri

dari rantai panjang hidrokarbon dan group ionic yang larut dalam air (water soluble ionic

group). Pada dasarnya terdapat beberapa jenis detergent berdasarkan jenis surfaktannya,

yaitu:

1. Anionic detergentt

Pada jenis surfaktan ini terdapat group ion negatif sehingga dinamakan anionic

detergentt. Umumnya, bagian head merupakan gugus yang bermuatan negative. Sifat

detergentcy ditentukan oleh anion yang terdapat dalam rantainya. Apabila ingin

menghasilkan tingkat detergentcy optimum, maka anion dapat dinetralisasi dengan alkali

atau material yang bersifat basa.

Gambar 2. Anionic Detergentt

2. Kationik detergent

Kationic detergent memiliki head yang bermuatan positif. Sifat detergentcy berhubungan

dengan kation dimana berhubungan erat dengan ukuran molekul. Namun demikian,

kation detergent tidak memberikan efek detergentcy yang baik.

Gambar 3. Cationic Detergent

3. Nonionic detergent

Sebagaimana kata “nonionic” maka surfaktan pada detergentt ini tidak memiliki ion.

Oleh karena itu, detergentt ini tidak dapat bereaksi dengan ion-ion pada air keras

(Ophardt, 2003).

Gambar 4. Nonionic Detergentt

CARA PEMBUATAN

Detergent sintetis, atau deodesilsulfat akan dibuat dengan mereaksikan deodesil

alkohol (deodekanol) dengan asam sulfat.

Deodesilsulfat kemudian direaksikan dengan sodium hidroksida menjadi sodium

deodesilsulfat.

Prosedur pembuatannya (skala kecil) adalah sebagai berikut:

1. Masukkan 5 ml deodekanol ke dalam beaker glass 100 ml.

2. Masukkan 2 ml asam sulfat pekat secara perlahan ke dalam beaker glass, sambil

diaduk selama kurang lebih 1 menit. Diamkan larutan selama 10 menit.

3. Ke dalam beaker glass 250 ml dimasukkan es hingga sepertiga bagian, lalu tambahkan

10 g NaCl dan aduk hingga rata. Tambahkan air hingga volume menjadi 75 ml.

4. Larutkan 5 ml NaOH 6 M dalam 10 ml air di dalam beaker glass kecil. Aduk hingga

merata lalu tambahkan 4 tetes inddikator PP. Warna pink akan muncul dalam larutan

yang sangat basa.

5. Siapkan air es 25 ml.

6. Setelah 10 menit, masukkan larutan NaOH secara hati-hati ke dalam larutan

deodekanol-asam sulfat. Aduk hingga warna pink menghilang. Akan terbentuk

padatan detergentt dalam jumlah banyak.

7. Masukkan campuran detergent ke dalam es garam. Aduk untuk menghasilkan

semacam lumpur detergent.

8. Pisahkan detergent yang terendapkan secara filtrasi, dengan 2-3 lapis kain penyaring

yang ditempatkan pada funnel.

9. Cuci detergent yang didapatkan dengan 10 ml air es sebanyak dua kali.

10. Lepaskan kain penyaring dari funnel, peras air dari padatan detergent, kemudian

keringkan (Katz,2000).

FUNGSI DETERGENT DAN SURFAKTAN

Detergent adalah campuran berbagai bahan yang berfungsi mengangkat zat pengotor

yang terdapat pada permukaan zat tertentu agar kotororan yang telah terangkat tetap

tersuspensi dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Detergent merupakan sediaan

pembersih yang terdiri dari zat aktif permukaan (surfaktan), bahan pengisi, pemutih, pewangi

(bahan pembantu), bahan penimbul busa, dan optical brightener (bahan tambahan yang

membuat pakaian lebih cemerlang). Dibanding dengan sabun, detergent mempunyai

keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh

kesadahan air. Dalam kenyataannya di indonesia orang mengenal detergentt sebagai sabun

cuci pakaian saja padahal pada kenyataannya disemua aspek kehidupan kita menggunakan

detergent. misal di pelumas  kita menggunakan detergent untuk membantu agar mesin tidak

cepat kotor akibat sisa pembakarannya.

Daya bersih detergent dipengaruhi oleh:

1. jenis kotoran yang akan dihilangkan dan jenis air yang digunakan

2. surfaktan zat aktif detergent

3. bahan tambahan yang terkandung dalam detergent zat penetralisir kesadahan air, anti

endapan balik , enzym dll

Pada umumnya detergentt mengandung bahan-bahan sebagai berikut :

1. Surfaktan

Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai

ujung berbeda yaitu hidrofil (suka air) dan hidrofob (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi

menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel

pada permukaan bahan. Surfaktan merupakan bahan utama detergent. Pada detergent ini, jenis

muatan yang dibawa surfaktan adalah anionik. Kadang ditambahkan surfaktan kationik

sebagai bakterisida (pembunuh bakteri). Fungsi surfaktan anionik adalah sebagai zat

pembasah yang akan menyusup ke dalam ikatan antara kotoran dan serat kain. Hal ini akan

membuat kotoran menggulung, lama kelamaan menjadi besar, kemudian lepas ke dalam air

cucian dalam bentuk butiran.

Agar butiran ini tidak pecah kembali dan menempel di kain, perlu ditambahkan jenis

surfaktan lain yang akan membungkus butiran tersebut dan membuatnya tolak menolak

dengan air, sehingga posisinya mengambang. Ini untuk memudahkannya terbuang bersama air

cucian.

Pada umumnya kotoran yang dapat dihilangkan surfaktan adalah yang berasal dari

debu atau tanah. Bila kotoran lebih berat seperti noda makanan dan noda darah, perlu

ditambahkan enzim tertentu seperti enzim pengurai protein atau lemak. Namun, jika nodanya

sudah lama, akan sukar sekali dihilangkan karena antara noda dan serat kain dapat terjadi

reaksi polimerisasi yang menyatukan noda dengan kain. Secara garis besar, terdapat empat

kategori surfaktan yaitu:

a Anionik : Alkyl Benzene Sulfonate (ABS), Linier Alkyl Benzene Sulfonate (LAS),

Alpha Olein Sulfonate (AOS)

b Kationik : Garam Ammonium

c Non ionik : Nonyl phenol polyethoxyle

d Amphoterik : Acyl Ethylenediamines

2. Builder

Builder (pembentuk) berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan dengan

cara menon-aktifkan mineral penyebab kesadahan air.

a Fosfat : Sodium Tri Poly Phosphate (STPP)

b Asetat : Nitril Tri Acetate (NTA), Ethylene Diamine Tetra Acetate (EDTA)

c Silikat : Zeolit

d Sitrat : Asam Sitrat

3. Filler

Filler (pengisi) adalah bahan tambahan detergent yang tidak mempunyai kemampuan

meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas. Contoh Sodium sulfat.

4. Aditif

Aditif adalah bahan suplemen / tambahan untuk membuat produk lebih menarik,

misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna dst, tidak berhubungan langsung dengan daya

cuci detergent. Additives ditambahkan lebih untuk maksud komersialisasi produk. Contoh :

Enzim, Boraks, Sodium klorida, Carboxy Methyl Cellulose (CMC).

Selain itu, daya pembersih detergent juga tergantung pada bahan pengisi. Bahan

pengisi ini berfungsi menetralisir kesadahan air atau melunakkan air, mencegah menempelnya

kembali kotoran pada bahan yang dicuci dan mencegah terbentuknya gumpalan dalam air

cucian. Tetapi jika air terlalu sadah maka daya pembersih detergent apa pun tidak akan

optimal.

Kemampuan daya pembersih detergent ini dapat ditingkatkan jika cucian dipanaskan

karena daya kerja enzim dan pemutih akan efektif. Tetapi, mencuci dengan air panas akan

menyebabkan warna pakaian memudar. Jadi untuk pakaian berwarna, sebaiknya jangan

menggunakan air hangat/panas.

Sedangkan hubungan antara daya pembersih detergent dengan bahan penimbul busa

sama sekali tidak signifikan. Busa dengan luas permukaannya yang besar memang bisa

menyerap kotoran debu, tetapi dengan adanya surfaktan, pembersihan sudah dapat dilakukan

tanpa perlu adanya busa.

HLB (HYDROPHILIC LIPOPHILIC BALANCE)

MEKANISME SURFAKTAN SEBAGAI DETERGENTT

Proses pencucian pakaian untuk membersihkan kotoran yang menempel secara

memerlukan tiga jenis energi. Ketiga energi tersebut adalah:

a. Energi kimia, yang diberikan oleh detergent.

b. Energi termal, yang diberikan oleh air hangat atau panas.

c. Energi mekanik, yang berasal dari mesin cuci atau tangan.

Ketiga energi ini harus bekerja secara bersinergi sehingga proses pencucian bisa

efektif. Misalkan ada kotoran yang berupa minyak dan tanah yang menempel pada pakaian.

Jika menggunakan air saja tidak akan dapat membantu untuk menghilangkan minyak yang

sudah meresap ke dalam serat kain. Untuk itu digunakan detergent untuk melepaskan minyak

yang telah meresap ke serat kain. Air panas atau hangat dapat membantu melepaskan minyak

yang meresap dalam tanah yang menempel pada kain. Sedangkan energi mekanik yang

berasal dari gerakan mesin cuci atau tangan dapat membantu melepaskan tanah yang

menempel pada kain.

Detergent memiliki kandungan surfaktan yang dapat berfungsi untuk membersihkan

kotoran, khususnya yang menempel pada serat kain pakaian. Seperti yang sudah dipaparkan

pada penjelasan terdahulu, bahwa surfaktan memiliki bagian yang hidrofilik dan bagian yang

hidrofobik.

Gambar 5. Surfaktan mengelilingi minyak

Mekanisme proses pencucian yang dilakukan oleh detergent adalah sebagai berikut:

a. Surfaktan – surfaktan yang berasal dari detergent bergerak menuju minyak yang

menempel pada kain.

b. Surfaktan tersebut kemudian mengelilingi minyak dengan bagian ekor (hidrofob)

berada pada minyak dan bagian kepala surfaktan (hidrofil) berada pada air.

c. Pada proses surfaktan mencoba mengelilingi minyak inilah terjadi pelepasan minyak

yang menempel pada serat kain.

Gambar 6. Proses pencucian

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, Conditioning agent, http://www.detergentsandsoaps.com/conditioning-agent.html

diakses dari: 6 Juni 2010.

Anonim, Emulsifiers, http://www.detergentsandsoaps.com/emulsifiers.html

diakses dari: 6 Juni 2010.

Anonim, How they work, http://www.detergentsandsoaps.com/how-they-work.html

diakses dari: 6 Juni 2010.

Anonim, Conditioning agent, http://www.detergentsandsoaps.com/conditioning-agent.html

diakses dari: 6 Juni 2010.

Gentschev, Pavel (Monheim, DE) et al. 2009.United States Patent Application 20090165821

Gentschev, Pavel (Dusseldorf, DE) et al. 2007 .United States Patent Application

20070054829

Katz, David A.2000. The science of soaps and detergents. Diakses dari :

www.chymist.com/soap%20and%20detergent.pdf, 6 Juni 2010.

Ophardt, Charles E. 2003.detergents and surfactans. Diakses dari: http://www.elmhurst .edu /

~chm/vchembook/558detergent.html, 6 Juni 2010.

Ratna dkk. 2010. Definisi detergent. Diakses dari : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/

kimiasmk/kelas_xi/ definisi-detergen/, 8 Juni 2010.

Schulz, William E.1974.United States Patent 3816318

Wegst et al.1974.United States Patent 4826618