Friday, October 11, 2013

Pengertian Sabun dan Detergen, Struktur, Kegunaan, Fungsi, Pembuatan, Contoh, Kimia

Pengertian Sabun dan Detergen, Struktur, Kegunaan, Fungsi, Pembuatan, Contoh, Kimia - Sabun adalah garam logam alkali (biasanya garam natrium) dari asam-asam lemak yang mengandung jumlah atom karbon umumnya 16 dan 18. Akan tetapi, ada juga sabun yang mengandung asam lemak dengan rantai karbon lebih pendek.

1. Sabun

Pembuatan sabun telah dilakukan sejak masa lampau (mesir kuno). Sebelum masehi, sabun sudah dibuat dari abu tanaman yang mengandung kalium karbonat. Abu tersebut dididihkan dengan kapur (CaO) membentuk kalium hidroksida. Selanjutnya pendidihan kalium hidroksida dengan lemak hewan menghasilkan sabun. Sabun generasi pertama yang mirip dengan sabun sekarang dibuat di Italia pada tahun 600 M. Pada waktu itu bahan-bahan baku yang digunakan adalah lemak dan kalium hidroksida. Sabun yang dihasilkan tidak murni sebab menggunakan bahan baku yang juga tidak murni.

Teknik yang dikembangkan masih primitif. Dengan ditemukan teknik pemurnian bahan baku dan pemahaman yang memadai terhadap reaksireaksi kimia dalam pembuatan sabun maka pada abad-abad berikutnya dihasilkan sabun bermutu tinggi.

Sabun mandi dibuat pertama kali dari kalium hidroksida dan lemak hewan.

Praktikum / Percobaan Pembuatan Sabun

Tujuan :

Untuk membuat sabun dari lemak dan natrium hidroksida (NaOH).

Alat :

1. Gelas kimia
2. Gelas ukur
3. Batang pengaduk
4. Bunsen

Bahan :

1. Lemak
2. Larutan NaOH 6 M
3. Garam dapur (NaCl)
4. Air

Langkah Kerja :

1. Campurkan lemak dengan larutan NaOH 6 M. Kemudian, didihkan sambil diaduk.
2. Setelah reaksi sempurna tambahkan garam dapur, dan cuci dengan air.

Pertanyaan :

1. Bagaimana persamaan reaksi dalam proses penyabunan tersebut.
2. Jelaskan mengapa perlu dilakukan penambahan NaOH 6 M.
3. Mengapa pada akhir reaksi perlu ditambahkan garam dapur (NaCl)?

Contoh Soal SPMB 2004

Hasil samping yang diperoleh dalam industri sabun adalah ....

A. alkohol
B. ester
C. glikol
D. gliserol
E. asam karbon tinggi

Pembahasan :

Reaksi pembentukan sabun (safonifikasi)

ester (lemak) + basa kuat→ sabun + alkohol (gliserol)

Dalam industri pembuatan sabun, ester yang digunakan adalah lemak. Jadi, alkohol yang dihasilkan berupa gliserol (CH2OH–CHOHCH2OH) merupakan hasil samping. (D)

Sabun mempunyai dua bagian, yaitu bagian ekor dan kepala. Bagian ekor berupa hidrokarbon rantai lurus, bagian kepala berupa garam natrium atau kalium dari ion karboksilat yang bersifat polar. Bagian ekor bersifat nonpolar sehingga hanya larut dalam bahan yang juga non polar, seperti minyak atau lemak. Bagian kepala bersifat polar sehingga hanya larut dalam pelarut polar seperti air. Sabun yang umum dipakai adalah garam natrium atau kalium dari asam stearat atau palmitat. Struktur molekulnya adalah :
struktur molekul sabun
Gambar 1. Struktur molekul sabun.
a. Sabun sebagai Pengemulsi

Jika air dan minyak dicampurkan, akan membentuk dua lapisan. Lapisan atas adalah minyak dan lapisan bawah adalah air. Jika campuran minyak dan air dikocok, minyak akan pecah menjadi butiran-butiran yang tersebar dalam campuran. Campuran ini disebut emulsi. Emulsi minyak-air tidak stabil. Jika dibiarkan, butiran-butiran minyak akan bergabung kembali seperti semula membentuk lapisan minyak di atas permukaan air.

Minyak dan air jika dicampurkan membentuk emulsi yang tidak stabil. Setelah ditambahkan sabun, terbentuk emulsi minyak-air yang stabil. Rantai karbon larut dalam minyak, dan gugus karboksil larut dalam air.

Jika sabun ditambahkan ke dalam emulsi minyak dan air maka emulsi tersebut menjadi stabil, tidak terpisah lagi. Hal ini disebabkan oleh bagian ekor sabun akan melarutkan butiran minyak, dan bagian kepala akan berada dan larut dalam air.
Misel
Gambar 2. Misel Butiran minyak seolah-olah dikelilingi oleh lapisan bermuatan negatif.
Butiran-butiran minyak seolah-olah larut dalam air dengan bantuan sabun. Dalam hal ini, peranan sabun dapat dijelaskan sebagai berikut.
  1. Bagian ekor sabun masuk (larut) ke dalam butiran minyak sebab sama-sama nonpolar.
  2. Bagian kepala sabun berada di luar permukaan butiran minyak sebab bersifat polar (tidak larut dalam minyak). Bagian kepala larut dalam air sebab sama-sama polar.
  3. Oleh karena bagian kepala sabun bermuatan negatif maka setiap butiran minyak seolah-olah dikelilingi oleh satu lapisan bermuatan negatif membentuk misel (lihat Gambar 2).
  4. Muatan negatif yang mengelilingi butiran minyak mengadakan tolakmenolak satu sama lain sehingga butiran-butiran minyak tidak akan bergabung membentuk lapisan minyak seperti semula. Jadi, sabun dikatakan menstabilkan emulsi minyak-air.
b. Sabun sebagai Pencuci

Sabun biasanya garam natrium stearat atau natrium palmitat. Rumus umum sabun adalah R–COONa, dengan R adalah alkil dari hidrokarbon. Sabun yang dibuat dari garam natrium stearat, memiliki rumus:

C17H35COONa

Jika sabun dari garam stearat dilarutkan dalam air maka akan terionisasi sebagai berikut.

C17H35COONa(aq) → C17H35COO(aq) + Na+(aq)

Ion stearat terdiri atas dua gugus, yaitu kepala ( –COO– ) bersifat ionik dan hidrofil, serta ekor (C17H35) bersifat hidrofob.

Tindakan sabun dalam membersihkan pakaian dari kotoran berdasarkan pada sifat kedua ujung ion stearat ini. Secara umum tindakan sabun dalam mencuci pakaian dibagi dalam dua tahap, yaitu tahap pembasahan ( etting) dan tahap pencucian (cleaning).

1) Tahap Pembasahan

Semua molekul air akan tarik-menarik satu sama lain. Di dalam air, kekuatan baku-tarik ini seimbang dalam segala arah. Akan tetapi, di permukaan air akan terbentuk dua arah gaya tarik yaitu gaya tarik ke arah dalam dan gaya tarik ke arah samping, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Tarik-menarik antarmolekul air
Gambar 3. Tarik-menarik antar molekul air.
Kedua arah tarikan ini menyebabkan air memiliki suatu gaya tegang. Gaya ini dinamakan tegangan permukaan air. Sifat dari tegangan permukaan menghalangi air untuk membasahi suatu objek yang akan dicuci. Jika sabun dicampurkan ke dalam air maka partikel-partikel sabun akan larut di dalam air dan tersebar di antara molekul-molekul air.

Penyebaran ini menurunkan gaya tarik antar molekul air. Penurunan gaya tarik ini melemahkan tegangan permukaan air. Dengan melemahnya tegangan permukaan air maka air dapat membasahi objek yang akan dicuci dengan mudah.

2) Tahap Pencucian

Pakaian yang akan dicuci biasanya terdapat kotoran berupa lemak. Jika sabun diaduk bersama-sama pakaian yang berlemak maka ujung hidrofob akan larut dalam lemak, sedangkan ujung hidrofil berada dalam medium air. Selama pencucian, pergerakan molekul-molekul air akan menarik bagian kepala molekul sabun, dan kepala molekul sabun akan menarik bagian ekornya. Akibat tarikan itu, bagian ekor akan menarik lemak hingga pecah dan terpisah dari permukaan pakaian.

Lemak yang terlepas dari pakaian dibawa oleh gerakan air. Kotoran yang melekat pada lemak juga akan turut lepas. Lemak bersama-sama sabun dalam air akan membentuk emulsi.


Detergen tergolong bahan yang digunakan sebagai pencuci. Detergen dibagi dalam dua jenis yaitu detergen alam dan detergen sintetik. Detergen alam dibuat dari minyak hewan atau minyak sayuran seperti sabun mandi. Detergen sintetik biasanya dibuat dari minyak bumi. Detergen agak berbeda dari sabun. Sabun adalah garam natrium dari asam karboksilat, sedangkan detergen adalah garam natrium dari asam sulfonat, seperti natrium alkil sulfat dan natrium alkilbenzen sulfonat.

Sabun dan detergen memiliki gugus fungsi berbeda. Sabun memiliki gugus fungsi ion karboksilat (COO), sedangkan detergen memiliki gugus fungsi ion sulfonat (SO3) atau ion sulfat (O–SO3).

Bagian ekor yang telah dikembangkan untuk pembuatan detergen adalah alkil sulfat dan alkilbenzena sulfonat. Rantai alkil sulfat mengandung 10–18 atom karbon. Rantai ini berasal dari alkohol, seperti lauril alkohol.

Reaksi lauril alkohol dengan asam sulfat pekat menghasilkan asam sulfonat. Asam ini selanjutnya direaksikan dengan natrium hidroksida membentuk natrium lauril sulfat. Persaman reaksinya:
reaksi pembuatan natrium lauril sulfat

Rantai alkilbenzena sulfonat berasal dari minyak bumi. Rantai ini dibentuk dari rantai alkena lurus (10–12 atom karbon) dengan cincin benzena. Alkilbenzena yang dihasilkan, kemudian direaksikan dengan asam sulfat pekat membentuk asam alkilbenzen sulfonat. Selanjutnya asam ini dinetralkan oleh natrium hidroksida membentuk detergen. Contoh reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
reaksi pembuatan Alkilbenzena

Selanjutnya, alkilbenzena direaksikan dengan asam sulfat.
reaksi pembuatan Asam alkilbenzen sulfonat

Bagian ekor yang dihasilkan di atas selanjutnya direaksikan dengan natrium hidroksida membentuk detergen. Contoh:
reaksi pembuatan detergen

Asam alkilbenzena sulfonat bereaksi dengan natrium hidroksida membentuk detergen natrium alkilbenzen sulfonat (ABS), sedangkan lauril hidrogen sulfat bereaksi dengan natrium hidroksida membentuk detergen natrium lauril sulfat (LAS).

Anda sekarang sudah mengetahui Sabun dan Detergen. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.

No comments:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.