REAKSI SAPONIFIKASI SERTA PENGUJIAN SIFAT SURFAKTAN SABUN DAN DETERJEN
TUJUAN
1. Mempelajari proses saponifikasi suatu lemak dengan menggunakan kalium hidroksida (KOH) dan natrium hidroksida (NaOH) 2. Mempelajari perbedaan sifat sabun dan deterjen
DASAR TEORI
Saponifikasi(saponification) merupakan reaksi yang terjadi ketika minyak / lemak dicampur dengan larutan alkali. Ada dua produk yang dihasilkan dalam proses ini, yaitu Sabun dan Gliserin. Istilah saponifikasi dalam literatur berarti “soap making”. Akar kata
“sapo” dalam bahasa Latin yang artinya soap / sabun. Sabun adalah garam logam alkali (biasanya garam natrium) dari asam-asam lemak. Sabun mengandung terutama garam C16 dan C18, namun juga mengandung beberapa karboksilat dengan bobot atom lebih rendah. (Fessenden, 1999) Banyak lemak yang
sabun
dapat
merupakan
diturunkan
dari
campuran garam natrium campuran garam natrium atau kalium atau kalium dari asam dari asam minyak
atau
lemak
dengan
direaksikan
dengan alkali dengan alkali (seperti natrium (seperti natrium atau kalium atau kalium hidroksida) hidroksida) pada suhu 80 –100 °C melalui suatu proses
yang
dikenal
dengan saponifikasi. dengan saponifikasi.
Lemak
akan terhidrolisis akan terhidrolisis oleh basa, oleh basa,
menghasilkan gliserol menghasilkan gliserol dan sabun mentah. (http://id.wikipedia.org/wiki/Sabun) Sabun dibagi menjadi 2 jenis yaitu sabun kalium dan sabun natrium. Sabun kalium merwujud cair/lunak, biasanya digunakan untuk sabun bayi atau sabun mandi cair. Sedangkan sabun natrium berwujud padat dan keras, biasanya digunakan untuk sabun mandi batangan. Reaksi penyabunan (saponifikasi) dengan menggunakan alkali adalah reaksi trigliserida dengan alkali (NaOH atau KOH) yang menghasilkan sabun dan gliserin. Reaksi penyabunan dapat ditulis sebagai berikut:
(Fessenden,1999) Deterjen merupakan penyempurnaan dari sabun dan kelebihannya adalah bisa mengatasi air sadah dan larutan asam, serta harganya lebih murah. Deterjen sering disebut dengan istilah deterjen sintesis yaitu deterjen yang dibuat berasal dari bahan-bahan sintesis. (Luis,S. 1994)
Detergen adalah pembersih sintetis campuran berbagai bahan, yang digunakan untuk membantu pembersihan dan terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Yaitu senyawa kimia bernama alkyl benzene sulfonat (ABS) yang direaksikan dengan natrium hidroksida (NaOH). Berikut merupakan reaksi pembentukan deterjen
(webkimia.blogspot.com)
Ada dua jenis karakteristik deterjen yang berbeda yaitu fosfat Deterjen dan surfaktan Deterjen. Pada umumnya Deterjen yang mengandung fosfat akan terasa panas ditangan, sedangkan surfaktan adalah jenis Deterjen yang sangat beracun. Perbedaan kedua jenis deterjen itu adalah Deterjen surfaktan lebih berbusa dan bersifat emulsifying Deterjen. Disisi lain fosfat deterjen adalah Deterjen yang membantu menghentikan kotoran dalam air. Zat yang terkandung didalam deterjen juga digunakan dalam formulasi dalam pestisida. Degradasi alkylphenol polyethoxylates (non-ion) dapat menyebabkan pembentukan alkylphenols (terutama nonylphenols) yang bertindak sebagai endokrin pengganggu jika limbah deterjen bercampur dengan air limbah lain di saluran air. Berdasarkan bentuk fisiknya, deterjen dibedakan menjadi deterjen cair, deterjen krim, dan deterjen bubuk. Berdasarkan keadaan butiran pada deterjen bubuk dibedakan menjadi: 1.
Deterjen bubuk berongga, mempunyai ciri butirannya berongga seperti bola sepak yang di dalamnya berongga. Butiran deterjen jenis berongga ini dihasilkan oleh proses spray drying ( proses pengabutan dilanjutkan dengan proses pengeringan).
2.
Deterjen bubuk padat, bentuknya seperti bola tolak peluru yaitu semua bagian butirannya terisi oleh padatan sehingga tidak berongga. Butiran deterjen yang padat ini dihasilkan dari proses pencampuran kering (dry mixing).
(http://kimiadahsyat.blogspot.com) Air sadah adalah air yang mengandung ion Ca2+ dan Mg2+ biasanya terbentuk dari garam karbonat atau sulfat. Air sadah mempunyai sifat yaitu menyebabkan sabun sukar berbuih dan timbulnya sejenis karang dan kerak . Sabun sukar berbuih karena ion Ca2+ dan Mg2+ mengendapkan sabun. Kesadahan merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. (chemistry35.blogspot.com) Secara lebih rinci kesadahan dibagi dalam dua tipe, yaitu: kesadahan umum
(“general hardness” atau GH) dan kesadahan karbonat (“carbonate hardness” atau KH). Disamping dua tipe kesadahan tersebut, dikenal pula tipe kesadahan yang lain yaitu yang disebut sebagai
kesadahan total atau total hardness. Kesadahan total merupakan
penjumlahan dari GH dan KH. Kesadahan umum atau “ General Hardness” merupakan
++
++
ukuran yang menunjukkan jumlah ion kalsium (Ca ) dan ion magnesium (Mg ) dalam air. Ion-ion lain sebenarnya ikut pula mempengaruhi nilai GH, akan tetapi pengaruhnya diketahui
sangat
kecil
dan
relatif
sulit
diukur
sehingga
diabaikan.
(chemistry35.blogspot.com)
METODE PERCOBAAN 1. ALAT DAN BAHAN
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini meliputi 1 buah gelas beker 50 mL, 1 buah gelas beker 100 mL, 3 buah Gelas arloji, 2 buah Gelas corong, 2 buah Pengaduk gelas, Kertas saring, 14 buah Tabung reaksi 14 buah, Pipet tetes, Gelas ukur 10mL, gelas ukur 100 mL, Kertas lakmus, Kaki tiga, Pemanas, dan korek. Sedangkan
bahan-bahan
yang
diperlukan
meliputi
minyak,
larutan KOH/etanol 10%, aquades, larutan NaCl jenuh, larutan HCl pengasaman, aseton, sabun deterjen, larutan CaCl₂ 0,1%, Larutan MgCl₂ 0,1%, Larutan FeCl₂ 0,1% 5 ml, dan air kran. 2. CARA KERJA Pembuatan Sabun Kalium dan Natrium
Ke dalam gelas beker 50 mL dimasukkan 3mL minyak. Kemudian, ditambahkan 20 mL KOH/Etanol 10% dan dipanaskan sambil terus diaduk sampai mendidih. Kesempurnaan saponifikasi diuji dengan meneteskan hasil reaksi ke dalam air (dinyatakan berhasil jika tidak ada tetesan lemak). Sabun kalium terbentuk sampai terjadi cairan kental dan liat. Ke dalam gelas beker lalu ditambahkan 50 mL aquades. Campuran kemudian dibagi 2:25 mL sebagai sabun kalium dan yang satunya untuk pembuatan sabun natrium. Selanjutnya, dalam pembuatan sabun natrium, 25 mL sabun hasil sabun kalium dimasukkan ke dalam gelas beker 100 mL dan ditambahkan 25 mL larutan NaCl jenuh. Campuran diaduk sampai rata dan disaring. Padatan yang terbentuk adalah sabun natrium. Analisis Asam Lemak dari Sabun
Diambil 10 mL larutan sabun kalium dan dituangkan ke dalam tabung reaksi. Ditambahkan HCl pengasaman bertetes-tetes dan dikocok kuat-kuat sampai larutan bersifat asam dengan menguji larutan menggunakan kertas lakmus. Lalu larutan disaring dan diambil padatannya dengan pengaduk dan ditetesi 20 tetes aseton (pada tabung reaksi). Diamati kelarutannya dan diulang untuk sampel sabun natrium. Sifat Sabun dan Deterjen
Diambil 3 buah gelas arloji, masing-masing ditetesi 1 tetes minyak. Gelas arloji pertama dibersihkan dengan 3 tetes larutan sabun natrium. Gelas kedua
dibersihkan dengan 3 tetes sabunn kalium. Sementara gelas ketiga dibersihkan dengan 3 tetes larutan sabun deterjen. Kemampuan Sebagai Surfaktan (Efek Ion-Ion Sadah)
Diambil 12 tabung reaksi. 4 tabung pertama diisi 1 mL larutan sabun natrium, 4 tabung kedua diisi 1 mL larutan sabun kalium, dan 4 tabung ketiga diisi 1 mL larutan sabun deterjen. Kemudian, masing-masing tabung ditambahkan 1 mL larutan
CaCl₂ 0,1%, Larutan MgCl₂ 0,1%, Larutan FeCl₂ 0,1% 5 ml, dan air kran .
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN 1. HASIL PERCOBAAN
Pembuatan Sabun Kalium dan Natrium Jenis Sabun
Wujud
Warna
Bau
Sabun Kalium
cair kental
kekuningan
menyengat
Sabun Natrium
padatan
putih
menyengat
Analisis Asam Lemak dari Sabun
Sifat Sabun dan Deterjen
Kemampuan Sebagai Surfaktan (Efek Ion-Ion Sadah)
2. PEMBAHASAN
Pada proses pembuatan sabun, jenis minyak atau lemak yang digunakan adalah minyak nabati atau lemak hewan. Sabun dapat dibuat pula dari minyak tumbuhan, seperti minyak zaitun. Minyak tumbuhan maupun lemak hewan merupakan senyawa trigliserida. Trigliserida yang umum digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun memiliki asam lemak dengan panjang rantai karbon antara 12 sampai 18. Asam lemak dengan panjang rantai karbon kurang dari 12 akan menimbulkan iritasi pada kulit, sedangkan rantai karbon lebih dari 18 akan membuat sabun menjadi keras dan sulit terlarut dalam air. Saponifikasi adalah reaksi hidrolisis antara basa-basa alkali dengan asam lemak yang akan menghasilkan gliserol dan garam yang disebut sebagai sabun. Asam lemak yang digunakan yaitu asam lemak tak jenuh, karena memiliki paling sedikit satu ikatan ganda diantara atom-atom karbon penyusunnya dan bersifat kurang stabil sehingga sangat mudah bereaksi dengan unsure lain. Sedangkan basa alkali
yang digunakan yaitu basa-basa yang menghasilkan garam basa lemah. Pada percobaan ini menggunakan jenis alkali KOH dan NaH dalam proses pembuatan sabun kalium dan sabun natrium. Reaksi penyabunan (saponifikasi) dengan menggunakan alkali adalah adalah reaksi trigliserida dengan alkali (NaOH atau KOH) yang menghasilkan sabun dan gliserin. Berikut ini merupakan bentuk dari reaksi penyabunan.
Pada proses pembuatan sabun kalium, ke dalam 3 mL minyak dimasukkan KOH/Etanol 10%. Penambahan Etanol disini berfungsi sebagai pelarut yang semakin lama semakin habis karena menguap. Etanol dapat menguap dikarenakan etanol memiliki titik didih yang lebih rendah daripada minyak, sehingga ketika dipanaskan memungkinkan Etanol akan menguap. Ketika campuran minyak dan Etanol dipanaskan, maka akan terjadi kenaikan suhu di mana akan mempercepat laju reaksi dikarenakan pemanasan akan membuat energi kinetic semakin cepat sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Proses saponifikasi dikatakan telah berlangsung sempurna dengan cara menguji larutan ke dalam air. Apabila ketika beberapa sampel larutan dimasukkan ke dalam air dan tidak terdapat minyak/lemak pada air itu berarti saponifikasi telah berhasil. Hasil dari saponifikasi tersebut berupa cairan kental berwarna kuning keputihan dan berbau menyengat. Hasil tersebut kemudian ditambah aquades sehingga kini terbentuk sabun kalium yang memiliki wujud cair kental. Sedangkan dalam pembuatan sabun natrium, sebagian sabun kalium yang dihasilkan ditambahkan larutan NaCl jenuh. Penambahan larutan NaCl jenuh bertujuan untuk memisahkan sabun dari produk sampingan dari reaksi sebelumnya, yaitu gliserol. Setelah itu dari proses penyaringan campuran larutan tadi akan terbentuk sabun natrium yang memiliki wujud padat dan berwarna putih. Pada percobaan kedua yaitu analisis asam lemak dari sabun, sabun kalium diberi tambahan larutan HCl pengasaman beberapa tetes. Penambahan larutan HCl pengasaman ini bertujuan untuk membentuk suasana asam pada larutan. Keasaman larutan dapat diukur dengan menggunakan kertas lakmus merah (kalau warna kertas lakmus merah tidak berubah (tetap merah) berarti larutan sudah menjadi asam). Proses serupa juga dilakukan pada sabun natrium. Perlakuan larutan sabun dengan HCl pengasaman akan menghasilkan campuran asam lemak. Reaksi pada proses tersebut adalah sebagai berikut.
Aseton merupakan senyawa yang memiliki sifat polar. Campuran asam lemak dari sabun kalium dan natrium dapat larut dalam asetons esuai asas like dissolve like, yaitu senyawa yang memiliki kemiripan kemolaran akan saling melarutkan. Pada percobaan ini didapatkan hasil bahwa kalium akan lebih mudah larut dalam aseton dibandingkan dengan natrium walaupun sebenarnya keduanya juga larut dalam aseton. Hal ini disebabkan karena K⁺ yang lebih mudah lepas daripada Na⁺. Sehingga sabun kalium akan lebih cepat larut. Pada percobaan ketiga yakni sifat sabun dan deterjen di mana hel ini bertujuan untuk mengetahui sifat dan kemampuan setiap sabun dalam membersihkan atau mengikat lemak atau kotoran. Berdasarkan hasil percobaan didapatkan bahwa sabun kalium dapat membersihkan lemak namun kurang begitu bersih karena hanya mampu mengikat lemak dalam jumlah yang sedikit. Sedangkan pada sabun natrium juga dapat membersihkan lemak tapi jika dibandingkan dengan sabun kalium dalam membersihkan lemak lebih bersih. Fenomena di mana sabun kalium dapat melarutkan minyak/lemak lebih banyak dari sabun natrium disebabkan karena sabun kalium merupakan sabun cair sementara sabun natrium merupakan sabun padatan, sehingga akan memiliki kemampuan melarutkan lemak lebih tinggi dibandingkan dengan sabun natrium. Sedangkan minyak yang dibersihkan menggunakan sabun deterjen memiliki tingkat kebersihan yang paling tinngi karena sabun deterjen memiliki kemampuan mengikat lemak paling tinggi. Hal ini disebabkan deterjen memiliki sifat dapat mengemulsi lemak secara sempurna, yaitu bagian nonpolar dari ujung-ujung hidrokarbon pada deterjen megelilingi tetesan minyak secara merata, sehingga deterjen dapat mengemulsikan lemak. Suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon yang panjang dengan pada bagian ujung terdapat ion. Bagian hidrokarbon ini bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion yang satunya bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena itulah secara keseluruhan sabun tidak sepenuhnya larut dalam air. Namun, sabun mudah tersuspensi dalam ir karena membentuk misel, yakni segerombol mlekul sabun yang rantai hidrokarbonnya mengelompok dengan ujung-ujung ionnya menghadap ke air. Kemampuan
sabun
yaitu
dapat
mengemulsi
kotoran
yang
mengandung
minyak/lemak sehingga dapat dibungan dengan cara pembilasan. Kemampuan ini disebabkan leh dua sifat sabun. Pertama, rantai hidrokarbon sebuah molekul sabun larut dalam zat non polar. Kedua, ujung anion mlekul sabun yang tertarik pada air, ditolak leh ujung anion molekul-molekul sabun yang menyembul dari tetesan minyak lain. Karena tolakmenolak antar tetes-tetes sabun minyak, maka minyak itu tidak dapat saling bergabung tetapi tetap tersuspensi. Pada percobaan kemampuan sebagai surfaktan (efek ion-ion sadah) dilakukan untuk mengetahui kemampuan setiap sabun ketika berada dalam air sadah, yaitu air yang mengandung kation divalen t Ca²⁺, Mg²⁺, dan Fe²⁺. Hasil percobaan memperlihatkan bahwa pada sabun kalium dan sabun natrium meninggalkan endapan ketika dicampur dengan larutan yang mengandung ion sadah. Di mana pada sabun kalium dan natrium adanya
kation divalent Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ a kan membentuk endapan dengan anion karboksilat dari sabun. Reaksinya Dengan terbentuknya endapan, maka fungsi sabun untuk membersihkan kotoran menjadi kurang atau tidak efektif. Sabun akan berbuih kembali setelah ion-ion sadah yang terdapat dalam air mengendap. Hal ini berkebalikan dengan sabun deterjen tidak ditemukan adanya endapan ketika dicampur dengan larutan yang mengandung in sadah. Fenomena ini terjadi karena sabun deterjen tidak dapat bereaksi dengan ion- ion sadah, seperti Ca²⁺, Mg²⁺, dan Fe²⁺. Berdasarkan bukti tersebut sehingga sabun deterjen masih dapat bekerja dengan sangat efektif ketika berada dalam air sadah.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. Apa yang Dimaksud dengan Deterjen?. http://webkimia.blogspot.com. Diakses pada 22 Maret 2013 Anonim. 2013. Kesadahan Air . http://id.wikipedia.org. Diakses pada 21 Maret 2013 Anonim. 2013. Sabun. http://id.wikipedia.org. Diakses pada 21 Maret 2013 Fessenden & Fessenden. 1999. Kimia Organik Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga Luis, S. 1994. Soap and Detergen, A Theoritical and Practical review. New York: AOCS Press Putranto,D. 2009. Air Sadah. http://kimiadahsyat.blogspot.com. Diakses pada 22 Maret 2013 Sastrohamidjojo, H. 2005. Kimia Organik (Stereokimia, Karbohidrat, Lemak, & Protein). Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
