KONSENTRASI KRITIS MISEL BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Praktikum ini adalah percobaan yang berhubungan dengan penentuan konsentrasi yaitu konsentrasi kritis misel (kkm). Konsentrasi kritis misel itu sendiri diproleh dari terbentuknya misel. Lalu apakah misel itu? Misel merupakan suatu yang dihasilkan dari penggabungan (agregasi) dari ion-ion surfaktan yang merupakan zat pengaktif permukaan. Banyak kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan fenomena permukaan-antarmuka. Misalnya proses pembersihan kotoran pada pakaian, dan peralatan rumah tanggga, menulis pada kertas dengan menggunakan tinta, air dijaga agar tidak penetrasi kedalam daun oleh suatu senyawa hidrofobik menyerupai lilin yang terdapat dipermukaan daun. Fenomena permukaan-antarmuka juga banyak dimanfaatkan pada proses-proses industri, seperti industri tekstil, plastik dankaret sintetik, pigmen, agrokimia, farmasi, kosmetik, pangan, teknik sipil. Dalam bidang-bidang tersebut, surfaktan digunakan sebagai emulsifier, dispersant, wetting agnt, foaming dan anti foaming agent, dan lain-lain. Dengan terbentuknya misel, sifat-sifat larutan akan berubah secara mandadak, seperti tegangan permukaan-antarmikanya, viskositasnya, daya hantar listrik, dan lain-lain, sehingga dapat dimanfaatkan dengan maksud penelitian.
1.2 Tujuan Praktikum Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk menentukan konsentrasi kritis misel dari gelatin pada pelarut air dan untuk menentukan harga entalpinya.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
MSDS ( Materials Safety Data Sheet)
Gelatin Gelatin atau biasa disebut dengan agar-agar ini merupakan produk yang diperoleh dari proseshidolisis parsial dari kolagen yang berasal dari kulit, jaringan ikan putih, dan tulang hewan. Hal tersebut tidak dianggap berbahaya dibawah Hazard Federal Communications Standard (29CFR 1910-1200). Gelatin Innovations’ agar-agar daalah makanan kelas, dan umumnya diakui sebagai safe (GRAS). Wujud atau bentuk dari gelatin ini sendiri sangat ringan dan bubuknya berwarna jerami. Gelatin ini mudah larut dalam air panas dan larut pula dalam air dingin dengan membentuk jelas cahaya ambar solusi. Gelatin dalam keadaan bubuk akan mulai membusuk pada temperature 1000C atau dalam kata lain titik didih gelatin terletak pada temperature 100 oC. Gelatin akan mengalami pembakaran sempurna pada suhu 5000C. Gelatin mempunyai sifat tidak mudah terbakar. Agaragar atau gelatin mempunyai sifat stabil serta tidak tunduk pada polimerisasi berbahaya, serta tidak kompatibel dengan oksidator kuat(NN,2009). Gelatin tidaklah berbahaya atau beracun. Tidak akan menyebabkan resiko jika terkena hirup, tertelan, atau bersentuhan dengan kulit ataupun mata. Tetapi hal tersebut jika dalam skala yang kecil. Apabila berkontak langsung dengan organ tubuh dalam skala yang banyak jika tertelan akan menyebabkan gastro-intestinal marah, jika terkena kulit tidak terdapat efek samping dan jika terkena mata juga tidak ada efek samping tetapi debu dapat menyebabkan iritasi mekanis. Untuk keamanan, gelatin seharusnya disimpan di wadah yang tertutup rapat dan diletakkan di tempat yang sejuk, kering dan daerah yang berventilasi karena akan melindunginya dari kerusakan fisik. Wadah bahan ini bisa berbahaya bila dalam keadaan kosong karena mereka memperthahankan produk residu (debu,padatan). Untuk pertimbangan pembuangan wadah gelatin bahwa apa pun yang tidak dapat disimpan untuk pemulihan atau daur ulang harus dikelola dalam fasilitas pembuangan limbah yang sesuai dan disetujui. Pemrosesan, penggunaan atau kontaminasi produk ini dapat mengubah pilihan-pilihan pengelolaan limbah(NN,2009).
Aquades
Akuades memiliki nama IUPAC Dihydrogen monoxide, atau Oxidaneleh mikroba dengan rumus molekul H2O. Akuades tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada keadaan standar. Akuades memiliki kerapatan 1000 kg m-3, dengan titik leleh 0°C dan titik didih 100°C (www.sciencestuff.com/msds/C1498.html) . 2.2
Konsentrasi Kritis Misel (KKM) Zat pengaktif permukaan (surfaktan) bersifat sebagai zat terlarut normal dalam Larutan encer,. Untuk larutan dengan konsentrasi tinggi/ larutan pekat, maka akan terjadi perubahan mendadak pada beberapa sifat fisik seperti: tekanan osmosis, turbiditas, daya hantar listrik dan tegangan muka. Surfaktan dan zat aktif permukaan merupakan spesies yang aktif pada antarmuka antara dua fase, seperti antarmuka antara fase hidrofil dan hidrofob.Surfaktan berakumulasi pada antarmuka, dan mengubah tegangan permukaan (Atkins,1997). Surfaktan (sabun) merupakan salah satu contoh koloid asosiasi. Sabun merupakan molekul organic yang terdiri dari dua kelompok gugus.Gugus pertama, dinamakan liofolik (hidrofob bila medium pendespersinya adalah air) yang berarti benci air dan gugus kedua,dinamakan liofilik (hidrofilik bila medium pendespirsinya air) yang mempunyai arti suka air.Pada sabun, gugus hidrofilik memiliki afinitas yang sangat kuat terhadap medium air, sedangkan gugus hidrofob bergabung dengan gugus hidrofob dari molekul sabun lain membentuk agregat yang dinamakan misel. Misel-misel ini dapat terdiri dari 100 molekul. Gugus-gugus hidrofob akan berkumpul dibagian dalam misel, sedangkan gugus hidrofilik akan berada diluar (Bird, 1993). Misel adalah kumpulan molekul berukuran koloid, walaupun tidak ada tetesan lemak. Hal ini, disebabkan oleh adanya ekor hidrofobnya cenderung berkumpul, dan kepala hidrofilnya memberikan perlindungan. Dan misel merupakan penggabungan (agregasi dari ion – ion surfaktan), dimana rantai hidrokarbon yang lipofil akan menuju ke bagian dalam misel, meninggalkan gugus hidrofil yang berkontak dengan medium air. Misel hanya terbentuk diatas konsentrasi misel kritis (CMC) dan di atas temperature Kraft (Atkins, 1997). Bentuk misel yang berukuran koloid termasuk koloid asosiasi. Perubahannya bersifat reversible. Koloid asosiasi ini meliputi : -
Sabun-sabun
-
Alkil sulfat tinggi
-
Alkil sulfonat tinggi
-
Garam amina tinggi
-
Zat-zat warna tertentu
-
Ester gliserol tinggi
-
Polietilena oksida
Sabun, alkil sulfat, dan alkil sulfonat termasuk micelles anion, garam amina termasuk micelles kation sedang polietilena oksida termasuk micelles non ionic. Kenaikan temperature, menaikkan CMC dan pada temperature tinggi tidak terjadi lagi micelles. Adanya elektrolit, merendahkan CMC. Berat molekul koloid asosiasi pada CMC sudah dapat ditentukan dengan cara light scattering dan berharga 10.000-30.000 gram/mol. Banyak koloid anionic, kationik, dan non ionic merupakan emulgator, detergent dab stabilizer koloid yang baik. Beberapa merupakan stabilizer zat organic dalam air (Sukardjo, 1989) Pembentukkan misel dapat terjadi pada konsentrasi di atas KKM untuk mengetahui harga KKM yang paling tepat diperlukan tabel entalpi, karena entalpi sangat berkaitan erat dengan KKM. Jika konstanta kesetimbangan k, dan perubahan energi standar = ∆Go, maka untuk miselisasi 1 mol zat pemantap sesuai dengan persamaan :
Pada kkm x = 0 dan ∆G0 = RT ln (kkm) Sehingga:
Dengan mengintegralkan persamaan diatas diperoleh persamaan:
Membuat grafik ln (kkm) lawan 1/ T dapat diperoleh harga ∆H0/ R sebagai slopenya(Tim Penyusun, 2011).
BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1
Alat dan Bahan 3.1.1. Alat
: - Labu ukur 100 mL - Labu ukur 1 L - Gelas beker - Gelas arloji - Pipet ukur 1 mL - Konduktometer - Tensiometer
3.1.2. Bahan : - Gelatin - Akuades
3.2 Skema Kerja
-
Sebanyak 5 gram dimasukkan ke dalam 1 liter aquades
-
Dari larutan tersebut kemudian diambil 42,0; 44,0; 46,0; 48,0 mL
-
Masing-maisng larutan tersebut diencerkan dalam labu ukur 100 mL sampai tanda batas
HASIL Untuk masing-masing larutan diukur daya hantar pada temperatur 30, 34, 36, 38, 40oC.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan
Data Daya Hantar Listrik Pada Gelatin 30°C
34°C
36°C
38°C
40°
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
19,9µS
45,2µS
45,0µS
44,7µS
45,4µS
45,5µS
46,9µS
47,0µS
47,4µS
48,0µS
48,8µS
42,0 mL 44,0 mL 46,0 mL 45,0 mL
4.2 Pembahasan praktikum kali ini akan di bahas mengenai Konsentrasi Kritis Misel(KKM). KKM adalah Konsentrasi dimana misel mulai terbentuk. Pada percobaan kritis misel digunakan alat konduktometer. Alat konduktometer digunakan untuk mengukur derajat ionisasi suatu larutan elektrolit dalam air dengan cara menetapkan hambatan suatu kolom cairan. Selain itu konduktometer memiliki kegunaan yang lain yaitu mengukur daya hantar listrik yang diakibatkan oleh gerakan partikel di dalam sebuah larutan. Dengan adanya sifat yang dimiliki oleh konduktometer yang dapat mengukur daya hantar yang dihasilkan larutan koloid tersebut maka konduktometer dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Konduktometer tersusun atas beberapa komponen yaitu konduktor
atau inputnya dan bagian output
(menampilkan data yang diperoleh dari input berupa angka). Prinsip kerja konduktometer adalah bagian konduktor atau yang di celupkan dalam larutan akan menerima rangsang (dari suatu ionion yang menyentuh permukaan konduktor). Lalu hasil ini diproses dan dilanjutkan pada outputnya yakni berupa angka yang tertera pada layar kaca Konduktometer. Adapun bahan yang di ginakan dalam percobaan ini adalah Gelatin, gelatin dipilih karena gelatin termasuk dalam surfaktan yang merupakan zat aktif permukaan yang mengandung kedua kelompok hidrofobik (ekor) dan kelompok hidrofilik (kepala). Oleh karena itu, molekul surfaktan berisi air larut (atau komponen minyak larut) dan komponen larut air. Struktur gelatin:
Gelatin sendiri akan terjadi misel jika penggabungan ion dalam gelatin tersebut menjadi satu layaknya proses elektrolisis dimana senyawa-senyawa ion bergerak dan gerak tersebut memiliki energi kinetik yang besar. Fenomena terbentuknya misel dapat dijelaskan di bawah konsentrasi misel, konsentrasi surfaktan yang mengalami adsorpsi pada antar muka bertambah jika konsentrasi surfaktan dinaikkan, titik kkm ada dikarenakan titik dimana baik antar muka maupun dalam cairan jenuh dengan monomer dan jika surfaktan akan dinaikkan maka akan terbentuk suatu misel. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya hantar adalah perubahan suhu dan konsentrasi. Semakin banyak konsentrasi suatu misel dalam larutan maka semakin besar nilai daya hantarnya karena semakin banyak ion-ion dari larutan yang menyentuh konduktor dan semakin tinggi suhu suatu larutan maka semakin besar nilai daya hantarnya, hal ini karena saat suatu partikel berada pada lingkungan yang suhunya semakin bertambah maka pertikel tersebut secara tidak lansung akan mendapat tambahan energi dari luar dan dari sinilah energi kinetik yang dimiliki suatu partikel semakin tinggi ( gerakan molekul semakin cepat). Sehingga semakin sering suatu konduktor menerima sentuhan dari ion-ion larutan. Proses terbentuknya misel yaitu dibawah konsentrasi kritis misel, konsentrasi surfaktan yang mengalami adsorpsi pada antar permukaan bertambah jika konsentrasi surfaktan total dinaikkan. Akhirnya tercapailah suatu titik dimana baik antar muka maupun dalam cairan menjadi jenuh dengan monomer. Keadaan inilah yang disebut dengan Konsentrasi Kritis Misel. Jika surfaktan terus ditambah lagi hingga berlebihan, maka mereka akan beragregasi terus membentuk misel. 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. Sesuai dengan data yang di peroleh dari percobaan kritis misel dapat digambarkan dengan grafik pada saat suhu pada 30°C seperi dibawah ini : Konduktivitas pada suhu 30°C
Berdasarkan grafik di atas dapat di ketahui bahwa terdapat kesalahan, menurut literature dan data dari kelompok sebelumnya seharusnya grafik yang di dapat tidak naik turun namun akan terus naik sedikit demi sedikit berdasarkan kenaikan konsentrasinya Karena semakin tinggi konsentrasinya maka semakin tingi pula konduktivitasnya, hal ini dikarenakan pergerakan dari larutan gelatin seperti senyawa elektrolit, yang memiliki energi kinetik yang besar untuk mencapai suatu larutan yang koloid. Konsentrasi awal dari gelatin yaitu sebesar 5,9.10-3 M, sedangkan pada saat pengenceran 42mL didapatkan konsentrasi sebesar 2.5 x 10-3 M, pada pengenceran 44 mL diperoleh 2.6 x 10-3 M, pada pengenceran 46 mL diperoleh 2.7 x 10-3 M dan pada pengenceran sebanyak 48 mL diperoleh konsentrasi sebesar 2.8 x 10-3 M.
Konduktivitas pada suhu 34C
Pada grafik ini juga di dapatkan hasil yang sama dengan grafik sebelumnya begitu pula pada grafik berikutnya yaitu pada konduktivitas 36C,38C dan 40C tidak terdapat kenaikan yang signifikan.
Dari beberapa macam grafik pada masing-masing suhu dapat dicari harga sebuah kkm dimana pada saat suhu 30°C ln kkm yang diperoleh sebesar -257,7, pada saat suhu 34°C nilai ln kkm yang diperoleh sebesar -258, pada saat suhu 36°C diperoleh nilai ln kkm sebesar -260,3, pada suhu 38°C diperoleh nilai ln kkm sebesar –262,1 dan pada saat suhu 40°C nilai ln kkm sebesar -273,1. Sehingga grafik yang diperoleh data antara ln KKM dan 1/T :
∆H = ln (kkm). RTrata-rata = - 508,54 x 8.314 x 308.6 = - 13,04 x 105 J
BAB 5. PENUTUP 5.1
Kesimpulan
Faktor-faktor yang mempengaruhi daya hantar adalah perubahan suhu dan konsentrasi. Semakin banyak konsentrasi suatu misel dalam larutan maka semakin besar nilai daya hantarnya karena semakin banyak ion-ion dari larutan yang menyentuh konduktor dan semakin tinggi suhu suatu larutan maka semakin besar nilai daya hantarnya
KKM adalah Konsentrasi dimana misel mulai terbentuk 5.2
Saran
Praktikan hendaknya harus lebih teliti dalam melakukan percobaan agar hasil yang di dapatkan valid. Alat yang di gunakan juga sangat berperan penting jadi sebaiknya alat yang sudah lama atau tidak layak pakai tidak di gunakan pada saat praktikum
