Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 13 (1) (2010) : 4 – 7
ISSN: 1410-8917
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 13 (1) (2010) : 4 – 7

## Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi
Journal of Scientific and Applied Chemistry
Journal homepage: http://ejournal.undip.ac.id/index.php/ksa
Sublasi Surfaktan dari Larutan Detergen dan Larutan Detergen Sisa Cucian serta Penggunaannya Kembali sebagai Detergen
Arnelli a*
a Physical Chemistry Laboratory, Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University, Jalan Prof. Soedarto, Tembalang, Semarang 50275
* Corresponding author: arnelli@live.undip.ac.id Art ic le   Info Ab s t rac t Keywords: Sublation, surfactant and detergency The  sublation  process  has  been  performed  to obtain  the  surfactant  from  the  detergent solution and to determine the effect of impurities on sublation yields to detergent solution before (pure solution) and after washing process (liquid laundry of laundry). The results of  sublation  on  the  pure  solution  and  the  residual  wash  solution  were  84%  and  80% respectively  with  the  detergencies  of  surfactant  were  46.03%  and  35.27%.  With  the addition of 60% sodium tripolyphosphate to the surfactant resulting from the sublation of the residual wash solution, the detergency obtained was 74.51%.

## Ab s t rak
Kata kunci: sublasi, surfaktan dan detergensi Sublasi  telah  dilakukan  untuk  mendapatkan  surfaktan  dari  larutan  detergen  and  untuk mengetahui pengaruh kotoran terhadap hasil sublasi dilakukan sublasi terhadap larutan detergen  sebelum  (larutan  murni)  dan  sesudah  digunakan  untuk  proses  pencucian (limbah cair cucian). Hasil sublasi larutan murni dan larutan sisa cucian masing-masing adalah 84% dan 80%, dengan detergensi masing -masing surfaktan adalah 46,03% dan 35,27 %. Dengan penambahan 60% natrium tripoli fosfat terhadap surfaktan hasil sublasi larutan sisa cucian diperoleh detergensi sebesar 74,51 %.

## 1. Pendahuluan
Proses  sublasi  adalah  proses  pemisahan  senyawa dari  campuran  berdasarkan  adsopsi  senyawa  tersebut pada  gelembung  gas  dan  proses  ini  lebih  unggul  dari proses adsorpsi biasa karena hanya surfaktan yang dapat terambil atau dipisahkan [1, 2]
Proses  sublasi  ini  bertujuan  untuk  mengurangi kandungan  surfaktan  pada  limbah  atau  untuk menggambil kembali surfaktan dari larutan detergen dan surfaktan  yang  terambil  dapat  digunakan  kembali. Keberhasilan  proses  sublasi  ini  diukur  dengan  nilai MBAS.  Nilai  MBAS  sebelum  dan  sesudah  reaksi dibandingkan  sehingga  dapat  diketahui  recovery surfaktan.  MBAS  adalah  kompleks  bahan  aktif  dengan metilen biru yang bersifat nonpolar dan dapat diekstrak oleh  kloroform.  Intensitas  warna  biru  dari  MBAS  dapat diukur  dengan  spektrofotometer  UV-Vis.  Reaksi  antara
surfaktan  dengan  metilen  biru  dapat  diamati  pada gambar 1 berikut [3]:
Gambar 1. Reaksi surfaktan dengan metilen biru Surfaktan dapat dibagi ke dalam beberapa golongan berdasarkan  gugus  hidrofil  yaitu  surfaktan  anionik, kationik, nonionik dan amfoter. Gugus hidrofob sufaktan anionik terdiri dari rantai lurus (terbiodegradasi) dan ada yang bercabang (tak terbiodegradasi).
Contoh:
ABS dengan rantai bercabang memiliki kekurangan tidak  dapat  diuraikan  oleh  mikroorganise  namum sebagian  produk  detergen  masih  menggunakan  ABS. Pada detergen yang diperdagangkan biasanya mengandung 10 - 30% surfaktan [4].
Detergensi  adalah  sifat  spesifik  yang  dimiliki  oleh surfaktan atau zat aktif permukaan untuk membersihkan suatu  permukaan  dari  kotoran  [5].  Tetapi  zat  aktif permukaan  tidak  dapat  membersihkan  kotoran  dari permukaan dengan sempurna tanpa adanya zat-zat lain sebagai  penunjang  seperti  builder,  dan  zat  aditif, sehingga detergensi diartikan lebih khusus sebagai sifat spesifik yang dimiliki oleh zat aktif permukaan.
Larutan  pencuci  atau  larutan  detergen  merupakan suatu  larutan  yang  mempunyai  sifat  membersihkan. Kandungan dari larutan pencuci terdiri dari bahan utama (surfaktan),  builder,  filler  dan  aditif.  Builder  berfungsi meningkatkan  efisiensi  pencuci  dari  surfaktan  dengan cara  menonaktifkan  mineral  penyebab  kesadahan  air. Empat kategori builder:
✓ Fosfat: sodium tri poly phosphate (STPP) [6]
✓ Acetate:  nitril  tri  acetate  (NTA),  ethylene  diamine tetra acetate (EDTA)
✓ Silicate: zeolite
✓ Citrate: citrate acid

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  dilakukan  dua  tahap  yaitu  tahap  sublasi dan  tahap  dtergensi.  Untuk  mengetahui  senyawa  hasil sublasi dilakukan analisis dengan FTIR.
Alat: satu set alat sublasi, Spektofotometer UV-Vis. Spektofotometer FTIR dan peralatan gelas.
Bahan: Detergen, Metilen  biru, H 2 SO 4 pekat, NaOH, NaCl,  Na 3 PO 4 .1H 2 O,  Indikator  pp,  Etil  asetat  teknis, NaHCO 3 ,  Gas  N 2 ,  Kain  katun  (10x10  cm),  Kaolin, Feriklorida,  Karbon  hitam,  Bensin  mobil,  Lemak  sapi, Aseton dan Kloroform teknis

## Sublasi
Larutan detergen sebanyak 1000 mL diambil secara perlahan  ke  dalam  tabung  sublator.  Ditambahkan  80 gram NaCl dan NaHCO 3 sebanyak 4 gram. Sebanyak 20 ml etil  asetat  dialirkan  secara  perlahan  melalui  dinding
sublator  hingga  terbentuk  lapisan  di  atas  larutan surfaktan. Gas N2 dialirkan ke dalam 100 mL larutan etil asetat  yang  berada  pada  tabung  lain.  Sublasi  dilakukan selama 10 menit, setelah itu etil asetat yang berada di atas larutan  dipisahkan  dari  fasa  aquades  dengan  corong pisah. Dilakukan sublasi tiga kali dengan penambahan 50 mL  etil  asetat  yang  baru.  Hasil  sublasi diuapkan  hingga tinggal  residu.  Selanjutnya  residu  dilarutkan  dan dilakukan analisis MBAS.

## Gambar 2. Skema proses sublasi

## Analisis MBAS
Larutan detergen sebelum sublasi diambil sebanyak 100 mL. Larutan ini kemudian dipindah ke corong pisah dan dinetralkan (ditandai dengan penambahan 2-3 tetes indikator  pp,  kemudian  ditambah  NaOH  1  N  sehingga larutan  berwarna  merah  muda  dan  kemudian dihilangkan dengan beberapa tetes H 2 SO 4 1 N). Sebanyak 25  mL  larutan  metilen  biru  dan  10  mL  kloroform ditambahkan ke dalam corong pisah dan dikocok selama 30 detik. Larutan kloroform dipisahkan dari fasa air dan fasa air diekstrak kembali dengan 10 mL kloroform baru sebanyak 2 kali. Semua ekstrak kloroform dicampur dan dicuci  dengan  20  mL  larutan  pencuci  fosfat  sebanyak  3 kali. Ekstrak kloroform kemudian diukur absorbansinya dengan  menggunakan  Spektrofotometer  UV-Vis  pada panjang  gelombang  652  nm.  Dilakukan  perlakuan  yang sama untuk larutan detergen sesudah sublasi.

## Analisis FTIR
Analisis  kualitatif  surfaktan  hasil  sublasi  larutan produk detergen dilakukan menggunakan spektrofotometer  FTIR.  Analisis  ini  digunakan  untuk mengetahui  gugus-gugus  fungsi  yang  terdapat  dalam surfaktan hasil sublasi. Kemudian spektra surfaktan hasil sublasi dibandingkan dengan spektra LAS standar.

## Uji Detergensi
Substrat  dimasukkan  dalam  gelas  piala  1000  mL yang berisi kotoran standar sambil diaduk-aduk hingga rata  selama  30  menit.  Setelah  itu  substrat  diangkat  dan
diangin-  anginkan  selama  30  menit.  Setelah  substrat kering,  substrat  dioven  lagi  selama  3  jam  hingga diperoleh berat yang konstan dalam suhu 1050C. Substrat dimasukkan  desikator  selama  1  jam.  Substrat  kering ditimbang dan dicatat sebagai berat substrat yang  telah terkena  kotoran,  dengan  menggunakan  rumus  sebagai berikut:
𝑃𝐾 = 𝐵𝐾𝐾 − 𝐵𝐵𝐵 𝐵𝐵𝐵 × 100%
PK:Persen kotoran yang menempel
BKK: Berat substrat kotor
BBB: Berat substrat bersih (awal)
Substrat  dioven  lagi  selama  1  jam.  Kemudian substrat  dicuci  dengan  larutan  pencuci  surfakan  hasil sublasi  selama  setengah  jam.  Setelah  dicuci,  substrat dibilas  dengan  air  kran  dan  diangin-anginkan  selama setengah  jam.  Kemudian  substrat  dioven  selama  3  jam pada suhu 105°C, dan didesikator selama 1 jam. Substrat yang telah bersih ditimbang dan dicatat berat bersihnya. Persentase  kehilangan  kotoran  dihitung  dengan  rumus sebagai berikut:

## 𝑃𝐾′ = 𝐵𝐾𝐾 − 𝐵𝐵𝐵′
𝐵𝐵𝐵′ × 100%

## PK’: Persentase pengurangan kotoran

## BKK: Berat substrat kotor

## BBB’: Berat substrat yang sudah dicuci
Kemudian  dari  data  berkurangnya  kotoran  dan kotoran  yang  menempel  detergensi  dapat  dihitung. Detergensi =

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Analisis FTIR
Gambar 3. Spektra FTIR surfaktan hasil sublasi
Gambar 4. Spektra FTIR surfaktan hasil sublasi larutan detergen sisa cucian Gambar 5. Spektra FTIR surfaktan LAS Tabel 1. Identifikasi gugus fungsu Gugus fungsi
A (cm -1 ) B (cm -1 ) C (cm -1 ) S=O 1130,2 1411.89 1411.8 C=C aromatik 1643,2 1573.91 1558.4 Csp3-H 2923,9 2931.80 2923.9 Benzene tersubstitusi 1184,3 1118.71 1191.9 Keterangan A:  Surfaktan  hasil  sublasi  larutan  detergen  Frekwensi
(cm -1 )
B:  surfaktan  hasil  sublasi  larutan  detergen  sisa cucianFrekuensi (cm -1 ) C: surfaktan murni (LAS) Frekuensi (cm -1 )
Berdasarkan  hasil  analisis  di  atas  dan  adanya kesesuaian dari spektra hasil sublasi dengan LAS standar menunjukkan  bahwa  senyawa  yang  dihasilkan  dari proses sublasi adalah surfaktan jenis LAS.

## Analisis MBAS
No Sampel [MBAS] 0 (ppm) [MBAS] sesudah sublasi (ppm) Recovery (%) 1 Larutan Detergen 18,263 2,893 84,159 2 Larutan detergen Sisa cucian 1,169 0,942 80,58
Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi 13 (1) (2010) : 4 – 7
Bila  dilihat  tabel,  maka  hasil  sublasi  tidak  berbeda secara  signifikan,  antara  sublasi  surfaktan  larutan detergen  murni  (84,159%)  dengan  sublasi  surfaktan larutan  detergen  sisa  cuian  (limbah  cair  cucian) (80,59%),  dapat  diperkirakan  adanya  sedikit  pengaruh partikel  kotoran  yang  menghambat  teradsorpsinya molekul  surfaktan  pada  gelembung  gas.  Surfaktan bermuatan  negatif  akan  mengikat  kotoran  yang bermuatan  postif  sehingga  kemampuan  surfaktan teradsorpsi  pada  gelembung  gas  akan  berkurang. Semakin berkurang adsorpsi surfaktan pada gelembung gas maka makin sedikit surfaktan dapat disublasi.

## Analisis Detergensi
Surfaktan Hasil Sublasi Detergensi Surfaktan (%) Detergensi Surfaktan + 60% Stpp (%) Larutan Detergen 46,03 Lautan Detergen Sisa Cucian 35,27 74,51
Pada  uji  detergensi  ini,  sodium  tripolyphosphat (STPP) berfungsi untuk mengikat unsur-unsur penyebab kesadahan air yang menghalangi berlangsungnya proses pencucian. Jika zat aktif permukaan langsung dilarutkan ke  dalam  pelarut  yang  masih  mengandung  unsur kesadahan  tersebut  maka  zat  aktif  permukaan  akan bereaksi  dengan  unsur  kesadahan  yang  ada  dan  zat tersebut  berubah  menjadi  zat  yang  tidak  aktif  lagi, sehingga  apabila  ingin  dicapai  hasil  yang  optimal  dari keija zat aktif permukaan maka diperlukan penambahan senyawa builder yang mampu mengikat unsur kesadahan tersebut  agar  tidak  mengganggu  kerja  zat  aktif permukaan.  Senyawa  builder  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  natrium  tripolifosfat  dan  NaOH. PO 43- bebas  dari  natrium  tripolifosfat  mampu  mengikat unsur Mg 2+ dan Ca 2+ sebagai penyebab kesadahan.
Hal  ini  disebabkan  karena  PO 43- bebas  memiliki kemampuan  serangan  terhadap  senyawa  MgCO 3 dan CaCO 3 membentuk  ikatan  yang  lebih  kuat  dibanding ikatan  dari  kedua  senyawa,  serta  menjadikan  unsur- unsur penyebab kesadahan menjadi non aktif. Sehingga STPP  dapat  berfungsi  untuk  membantu  meningkatkan proses detergensi.

## 4. Kesimpulan
Sublasi surfaktan larutan detergen murni lebih besar dari sublasi surfaktan larutan detergen sisa cucian. Dari spektra  FTIR  terbukti  bahwa  proses  sublasi  dapat memisahkan  surfaktan  dari  campurannya.  Detergensi surfakan hasil sublasi surfaktan larutan detergen murni lebih  besar  dari  sublasi  surfaktan  larutan  detergen  sisa cucian. Detergensi surfaktan dapat ditingkatkan dengan penambahan 60% Natrium Tripolifosfat.

## 5. Daftar pustaka:
[1]  Young-Sang  Kim,  Yoon-seok  Choi,  Won  Lee, Extraction  Equilibria  and  Solvent  Sublation  for Determination  of  Ultra  Trace  Bi  ( Ⅲ ), In  ( Ⅲ )  and  TI
( Ⅲ )  in  Water  Samples  by  Ion-Pairs  of  Metal-2- Naphthoate  Complexes  and  Tetrabutylammonium Ion, Bulletin of the Korean Chemical Society, 23, 10,
(2002) 1381-1391 https://doi.org/10.5012/bkcs.2002.23.10.1381
[2]  Clesceri, Greenberg, Trussell, Standard methods for the  examination  of  water  and  waste  water,  17  ed., American  Journal  of  Public  Health  and  the  Nations Health, 1989.
[3]  Dieter  O.  Hummel,  Identification  and  analysis  of surface-active  agents  by  infrared  and  chemical methods, Interscience Publishers, 1962.
[4]  John  Cross,  Anionic  Surfactants:  Analytical Chemistry, Second Edition, Marcel Dekker, Inc, 1998.
[5]  Milton  .J.  Rosen,  Surfactants  and  interfacial phenomena, Wiley, 1978.
[6]  Parichat  Tanthakit,  Ampika  Nakrachata-Amorn, John  F.  Scamehorn,  David  A.  Sabatini,  Chantra Tongcumpou,  Sumaeth  Chavadej,  Microemulsion Formation and  Detergency with Oily Soil:  V. Effects of  Water  Hardness  and  Builder,  Journal  of Surfactants  and  Detergents,  12,  2,  (2009)  173-183 http://dx.doi.org/10.1007/s11743-009-1112-z