Mengenal Sabun dan Deterjen 1

Sebelum mengenal lebih jauh tentang sabun dan deterjen ,kita kenali dahulu bahan utama pembuatan sabun dan deterjen ,yaitu surfaktan. Apakah Surfaktan itu ?

Surfaktan merupakan suatu senyawa aktif penurun tegangan permukaan yang dapat diproduksi melalui sintesis kimiawi maupun biokimiawi. Surfaktan adalah zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan (antar muka), atau zat yang dapat menaik dan menurunkan tegangan permukaan. Karakteristik utama surfaktan adalah memiliki gugus polar dan non polar pada molekul yang sama.

Sifat aktif permukaan yang dimiliki surfaktan diantaranya mampu menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka dan meningkatkan kestabilan sistem emulsi.

Apakah tegangan permukaan itu ?

Tegangan permukaan adalah gaya dalam dyne yang bekerja pada permukaan sepanjang 1 cm dan dinyatakan dalam dyne/cm, atau energi yang diperlukan untuk memperbesar permukaan atau antarmuka sebesar 1 cm² dan dinyatakan dalam erg/cm².

Sifat – sifat khusus surfaktant adalah :

1. Pembasahan
         Perubahan dalam tegangan permukaan yang menyertai proses                                             pembasahan nyatakan oleh Hukum Dupre.
2. Daya Busa

      Busa ialah dispersi gas dalam cairan dan zat aktif permukaan memperkecil tegangan    antarmuka, sehingga busa akan stabil, jadi surfaktant mempunyai daya busa.

3. Daya Emulsi

               Emulsi adalah suspensi partikel cairan dalam fasa cairan yang lain, yang tidak saling                melarutkan. Sama hanya dengan pembasahan, maka surfaktant akan menurunkan tegangan             antarmuka, sehingga terjadi emulsi yang stabil.

Sabun

Sabun adalah suatu gliserida (umumnya C₁₆ dan C₁₈ atau karboksilat suku rendah) yang merupakan hasil reaksi antara ester (suatu derivat asam alkanoat yaitu reaksi antara asam karboksilat dengan alkanol yang merupakan senyawa aromatik dan bermuatan netral) dengan hidroksil dengan residu gliserol (1.2.3 – propanatriol). Apabila gliserol bereaksi dengan asam – asam yang jenuh (suatu olefin atau polyunsaturat) maka akan terbentuk lipida (trigliserida atau triasilgliserol).

Sabun ditemukan oleh orang Mesir kuno (egyptian) beberapa ribu tahun yang lalu. Pembuatan sabun oleh suku bangsa Jerman dilaporkan oleh Julius Caesar. Teknik pembuatan sabun dilupakan orang dalam Zaman Kegelapan (Dark Ages), namun ditemukan kembali selama Renaissance.

Penggunaan sabun meluas pada abad ke – 18. Gliserida (lelehan lemak sapi atau lipida lain) dididihkan bersama – sama dengan larutan lindi (dulu digunakan  abu kayu karena mengandung K-karbonat tapi sekarang NaOH) terjadi hidrolisis menjadi gliserol dan garam Sodium dari asam lemak, setelah sabun terbentuk kedalamnya ditambahkan NaCl agar sabun mengendap dan dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Gliserol, lindi dan NaCl berlebih dipisahkan dengan cara destilasi. Sabun yang masih kotor dimurnikan dengan cara pengendapan berulang – ulang (represipitasi). Akhirnya ditambahkan zat aditif (batu apung, parfum dan zat pewarna)

Jenis – jenis Sabun :

1.      Sabun keras atau sabun cuci.

               Dibuat dari lemak dengan NaOH, misalnya Na – Palmitat dan Na – Stearat.

2.      Sabun lunak atau sabun mandi.

               Dibuat dari lemak dengan KOH, misalnya K-Palmitat dan K-Stearat                        

Suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul itu bersifat hidrofobik dan larut dalam zat – zata non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar – benar larut dalam air. Namun sabun mudah tersuspensi dalam air karena membentuk misel (micelles), yakni kumpulan (50 – 150) molekul sabun yang rantai hidrokarbonnya mengelompok dengan ujung – ujung ionnya menghadap ke air.

Ditinjau dari jenis dan fungsinya sabun dapat kategorikan sebagai :

1.      Transparant Soap – sabun ‘tembus pandang’ ini tampilannya jernih dan cenderung memiliki kadar yang ringan. Sabun ini mudah sekali larut karena mempunyai sifat sukar mengering.

2.     Castile Soap – sabun yang memakai nama suatu daerah di Spanyol ini memakai olive oil untuk formulanya. Sabun ini aman dikonsumsi karena tidak memakai lemak hewani sama sekali.

3.     Deodorant Soap – sabun ini bersifat sangat aktif digunakan untuk menghilang aroma tak sedap pada bagian tubuh. Tidak dianjurkan digunakan untuk kulit wajah karena memiliki kandungan yang cukup keras yang dapat menyebabkan kulit teriritasi.

4.     Acne Soap – Sabun ini dikhususkan untuk membunuh bakteri-bakteri pada jerawat. Seringkali sabun jerawat ini mengakibatkan kulit kering Bila pemakaiannya dibarengi dengan penggunaan produk anti-acne lain maka kulit akan sangat teriritasi, sehingga akan lebih baik jika Anda memberi pelembab atau clarning lotion setelah menggunakan Acne Soap.

5.     Cosmetic Soap atau Bar Cleanser – biasanya dijual di gerai-gerai kecantikan. Harganya jauh lebih mahal dari sabun-sabun biasa karena di dalamnya terdapat formula khusus seperti pemutih. Cosmetic soap biasanya memfokuskan formulanya untuk memberi hasil tertentu, seperti pada whitening facial soap dan firming facial soap.

6.     Superfatted Soap – memiliki kandungan minyak dan lemak lebih banyak sehingga membuat terasa lembut dan kenyal. Sabun ini sangat cocok digunakan untuk kulit kering karena dalamnya terdapat kandungan gliserin, petroleurn dan beeswax yang dapat melindungi mencegah kulit dan iritasi dan jerawat.

7.      Oatmeal Soap – dan hasil penelitian, gandum mempunyai kandungan anti iritasi. Dibandingkan sabun lain, sabun gandum ini lebih baik dalam menyerap minyak menghaluskan kulit kering dan sensitif.

8.      ‘Natural’ Soap – sabun alami ini memiliki formula yang sangat lengkap seperti vitamin, ekstrak buah, minyak nabati, ekstrak bunga,aloe vera dan essential oil. Cocok untuk semua jenis kulit dan kemungkinan membahayakan kulit sangat kecil

Formula yang perlu dihindari dari sebatang sabun :

·         Sodium Hydroxide & Alkaline - menyebabkan kulit teriritasi dan kering.

·         Anti bacterial formula - hanya membersihkan bagian luar tapi tidak mematikan kuman dan bakteri yang ada pada jerawat.

·         Lemak hewani - mengakibatkan jerawat.

·         PH di atas 7 – meningkatkan keberadaan Propionobacteria – bakteri penyebab jerawat.

Deterjen

Produk yang disebut deterjen ini merupakan pembersih sintetis yang terbuat dari bahan-bahan turunan minyak bumi. Dibanding dengan produk terdahulu yaitu sabun, deterjen mempunyai keunggulan antara lain mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh kesadahan air.

Detergen adalah Surfaktant anionik dengan gugus alkil (umumnya C₉ – C₁₅) atau garam dari sulfonat atau sulfat berantai panjang dari Natrium (RSO₃^- Na⁺ dan ROSO₃^- Na⁺) yang berasal dari derivat minyak nabati atau minyak bumi (fraksi parafin dan olefin).

Setelah Perang Dunia II, detergen sintetik mulai dikembangkan akan tetapi karena gugus utama surfaktant ABS yang sulit di biodegradabel maka pada tahun 1965 industri mengubahnya dengan yang biodegradabel yaitu dengan gugus utama surfaktant LAS

Proses pembuatan detergen dimulai dengan membuat bahan penurun tegangan permukaan, misalnya : p – alkilbenzena sulfonat dengan gugus alkil yang sangat bercabang  disintesis dengan polimerisasi propilena dan dilekatkan pada cincin benzena dengan reaksi alkilasi Friedel – Craft Sulfonasi, yang disusul dengan pengolahan dengan basa. 

Pada umumnya, deterjen mengandung bahan-bahan berikut:

1.   Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai ujung berbeda yaitu hydrophile (suka air) dan hydrophobe (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan.       

• ABS (Alkyl Benzene Sulfonate) ,senyawa ini berasal dari olahan minyak bumi.Limbahnya nya sulit              terurai oleh mikro organisme, sehingga merusak lingkungan,
• LAS (Lauril Alkyl Sulfonate), senyawa ini juga berasal dari minyak bumi. Hanya dapat terurai dilingkungan yang aerob dengan kadar oksigen yang cukup.Dalamlingkungan yang tercemar berat ,LAS tidak dapat terurai.
• CMC (Carboxymethyl Cellulosa),merupakan bahan  pembuih/ penghasil busa. Banyak orang menganggap makin banyak buih, berarti detergen bagus. Padahal sebenarnya buih tidak banyak berpengaruh terhadap daya kerja detergen. Daya pembersih detergen terletak pada kemampuannya mengemulsikan lemak ke air.

               Surfaktant ini dapat   berupa

-        anionic yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatuanion. Contohnya adalah garam alkana sulfonat, garam olefin sulfonat,

-        garam sulfonat asam lemak rantai panjang (Alkyl Benzene Sulfonate/ABS, Linier Alkyl Benzene Sulfonate/LAS, Alpha Olein Sulfonate/AOS),

-        Kationik surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu kation. (Garam Ammonium),

-        Non ionic surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan. Contohnya ester gliserin asam lemak, ester sorbitan asam lemak, ester sukrosa asam lemak, polietilena alkil amina, glukamina (Nonyl phenol polyethoxyle),

-        Surfaktan amfoter yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatanpositif dan negatif. Contohnya surfaktan yang mengandung asam amino,betain, fosfobetain.Amphoterik (Acyl Ethylenediamines)

2.   Builder (Permbentuk) berfungsi meningkatkan efisiensi pencuci dari surfaktan dengan cara menon-aktifkan mineral penyebab kesadahan air. Baik berupa Phosphates (Sodium Tri Poly Phosphate/STPP), Asetat (Nitril Tri Acetate/NTA, Ethylene Diamine Tetra Acetate/EDTA), Silikat (Zeolit),  dan Sitrat (asam sitrat).

3.   Filler (pengisi) adalah bahan tambahan deterjen yang tidak mempunyai kemampuan meningkatkan daya cuci, tetapi menambah kuantitas atau dapat memadatkan dan memantapkan sehingga dapat menurunkan harga. Contoh : Sodium sulfate

4.   Additives adalah bahan suplemen/ tambahan untuk membuat produk lebih menarik, misalnya pewangi, pelarut, pemutih, pewarna dan sebagainya yang tidak berhubungan langsung dengan daya cuci deterjen.Additives ditambahkan lebih untuk maksud komersialisasi produk. Contoh : Enzyme, Borax, Sodium chloride, Carboxy Methyl Cellulose (CMC) dipakai agar kotoran yang telah dibawa oleh detergent ke dalam larutan tidak kembali ke bahan cucian pada waktu mencuci (anti Redeposisi). Wangi – wangian atau parfum dipakai agar cucian berbau harum, sedangkan air sebagai bahan pengikat.

Menurut kandungan gugus aktifnya maka detergen diklasifikasikan sebagai berikut :

1.           Detergen jenis keras

Detergen jenis keras sukar dirusak oleh mikroorganisme meskipun bahan tersebut dibuang akibatnya zat tersebut masih aktif. Jenis inilah yang menyebabkan pencemaran air.

Contoh: Alkil Benzena Sulfonat (ABS).

               Proses pembuatan ABS ini adalah dengan mereaksikan Alkil Benzena dengan Belerang Trioksida, asam Sulfat pekat atau Oleum. Reaksi ini menghasilkan Alkil Benzena Sulfonat. Jika dipakai Dodekil Benzena maka persamaan reaksinya adalah

               C₆H₅C₁₂H₂₅ + SO₃                       C₆H₄C₁₂H₂₅SO₃H    (Dodekil Benzena Sulfonat)

               Reaksi selanjutnya adalah netralisasi dengan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Dodekil Benzena Sulfonat

2.           Detergen jenis lunak

Detergen jenis lunak, bahan penurun tegangan permukaannya mudah dirusak oleh mikroorganisme, sehingga tidak aktif lagi setelah dipakai .

Contoh: Lauril Sulfat atau Lauril Alkil Sulfonat. (LAS).

          Proses pembuatan (LAS) adalah dengan mereaksikan Lauril Alkohol dengan asam Sulfat pekat menghasilkan asam Lauril Sulfat dengan reaksi:

C₁₂H₂₅OH  + H₂SO₄              C₁₂H₂₅OSO₃H + H₂O

Asam Lauril Sulfat yang terjadi dinetralisasikan dengan larutan NaOH sehingga dihasilkan Natrium Lauril Sulfat.

Awalnya deterjen dikenal sebagai pembersih pakaian, namun kini meluas dalam bentuk produk-produk seperti:

1.      Personal cleaning product, sebagai produk pembersih diri seperti sampo, sabun cuci                     tangan, dll.

2.      Laundry, sebagai pencuci pakaian, merupakan produk deterjen yang paling populer di                 masyarakat.

3.      Dishwashing product, sebagai pencuci alat-alat rumah tangga baik untuk penggunaan                  manual   maupun mesin pencuci piring.

4.      Household cleaner, sebagai pembersih rumah seperti pembersih lantai, pembersih bahan-    bahan porselen, plastik, metal, gelas, dll.

Sifat umum  Sabun dan Detergen:

1.      Bersifat basa

           R – C-O^-   +  H₂O                   R – C-OH   +  OH^-

2.      Tidak berbuih di air sadah (Garam Ca, Mg dari Khlorida dan Sulfat)

          C₁₇H₃₅COONa + CaCl₂                               Ca (C₁₇H₃₅COO)₂  +  NaCl

3.      Bersifat membersihkan dan dapat membentuk buih/busa

          A,                R- (non polar dan Hidrofob) akan membelah molekul minyak dan kotoran menjadi                                              partikel yang      lebih kecil sehingga air mudah membentuk emulsi dengan kotoran dan                      mudah dipisahkan.        

        B                    Sedangkan -C-O^- (polar dan Hidrofil) akan larut dalam air membentuk buih dan                                              mengikat  partikel – partikel kotoran sehingga terbentuk  emulsi.

Suatu gambaran dari stearat terdiri dari ion karboksil sebagai“kepala” dengan hidrokarbon yang panjang sebagai “ekor ” :

                                      H H H H H H H H H H H H H H H H H  O

                              H – C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-O

                                     H H H H H H H H H H H H H H H H H 

Dengan adanya minyak, lemak, dan bahan organik tidak larut dalam air lainnya, kecenderungan untuk “ekor” dan anion melarut dalam bahan organik, sedangkan bagian “kepala ” tetap tinggal dalam larutan air. Oleh karena itu sabun mengemulsi atau mensuspensi bahan organik dalam air. Dalam proses ini, anion-anion membentuk partikel-partikel koloidmicelle.

Keuntungan yang utama sebagai bahan pencuci karena terjadi reaksi dengan kation-kation divalen membentuk garam-garam dari asam lemak yang tidak larut. Padatan-padatan tidak larut ini, biasanya garam-garam dari magnesium dan kalsium.

2 C₁₇H₃₅COO^- Na⁺  Ca²⁺                        Ca (C₁₇H₃₅CO₂)₂ (s) + 2 Na⁺

Sabun yang masuk kedalam buangan air atau suatu sistem ekuatik biasanya langsung terendap sebagai garam – garam kalsium dan magnesium. Oleh karena itu beberapa pengaruh dari sabun dalam larutan mungkin dapat dihilangkan. Akibatnya dengan biodegradasi, sabun secara sempurna dapat dihilangkan dari lingkungan.

Perbedaan antara sabun dan deterjen

1.            Sabun adalah hasil proses penetralan asam lemak dengan menggunakan alkali. Deterjen adalah campuran zat kimia dari sintetik maupun alam yang memiliki sifat dapat menarik zat pengotor             dari media.Struktur antara sabun dan detergent juga berbeda, yakni:

          

    

         (Permono, 2005).

2.            Deterjen Sintetik mempunyai sifat-sifat mencuci yang baik dan tidak membentuk garam-garam   tidak larut dengan ion-ion kalsium dan magnesium yang biasa terdapat dalam air                sadah,   sedangkan                         Sabun yang masuk kedalam buangan air atau suatu sistem ekuatik                biasanya langsung terendap       sebagai garam – garam kalsium dan magnesium.

2.           Dibanding dengan produk terdahulu yaitu sabun, deterjen mempunyai keunggulan                     antara lain        mempunyai daya cuci yang lebih baik serta tidak terpengaruh oleh                       kesadahan air.

3.           Dua bahan terpenting dari pembentuk deterjen yakni surfaktan dan builders, diidentifikasi                mempunyai pengaruh langsung dan tidak langsung terhadap manusia dan lingkungannya

               Beberapa jenis surfaktan seperti sodium lauryl sulfate (SLS), sodium laureth sulfate (SLES) atau linear alkyl benzene sulfonate (LAS)yang termasuk golongan ammonium kuartener ini dapat membentuk senyawa nitrosamin. Senyawa nitrosamin diketahui bersifat karsinogenik, dapat menyebabkan kanker.

.              Builders, salah satu yang paling banyak dimanfaatkan di dalam deterjen adalah phosphate ,umumnya Sodium Tri Poly Phosphate (STPP). Phosphate tidak memiliki daya racun, bahkan sebaliknya merupakan salah satu nutrisi penting yang dibutuhkan mahluk hidup. Tetapi dalam jumlah yang terlalu banyak, phosphate dapat menyebabkan pengkayaan unsur hara (eutrofikasi) yang berlebihan di badan air, sehingga badan air kekurangan oksigen akibat dari pertumbuhan algae (phytoplankton) yang berlebihan yang merupakan makanan bakteri.

               Sedangkan pada sabun dengan biodegradesi(penguraian oleh makhluk hidup,seperti bakteri dan mikroba ), sabun secara sempurna dapat dihilangkan dari lingkungan.

Demikian bahasan mengenai bahasan tentang sabun dan deterjen semoga bermanfaat

Sumber tulisan

·                 METODE PENGOLAHAN DETERGEN -    Smk Negeri 3 Kimia Madiun

·                 Rofa Yulia Azhar.com

·                  www.chem.is.try.org

·                  www.wikipedia.or.id

·                     www.tkcmindonesia.com