I. Tujuan:
Menentukan konsentrasi kritis misel dan enthalpi dari
deterjen.
II. Teori.
Larutan dari bahan yang permukaan aktifnya
tinggi, menunjukkan sifat-sifat fisik yang tidak umum. Di dalam larutan encer,
zat pemantap (surfaktan) bersifat sebagai zat terlarut normal. Untuk larutan
dengan larutan tinggi / pekat, maka akan terjadi perubahan mendadak pada
beberapa sifat fisik seperti: tekanan osmose, turbiditas, daya hantar listrik,
dan tegangan muka. (Tim laboratorium Kimia Fisik, 2010)
Pada kesetimbangan di antara molekul-molekul atau
ion-ion dari misel yang tidak berasosiasi, berlaku hukum aksi massa untuk kesetimbangan miselasi. (Tim
laboratorium Kimia Fisik, 2010)
m
x
(
x) m
c
(1-x) cx / m
k
= cx / m_
c (1-x)m
dalam hal ini:
c :
konsentrasi storkrometri larutan
x :
fraksi kelompok satuan monomer
m :
jumlah satuan monomer per misel
Untuk harga m yang semakin besar,
pernyataan ini menunjukkan bahwa x menjadi semakin kecil pada nilai c tertentu
dan sesudah itu naik dengan tepat.
Pembentukan misel dapat terjadi pada konsentrasi
di atas k.k.m (konsentrasi kritis misel). Untuk mengetahui harga k.k.m yang
paling tepat, diperlukan adanya table enthapi, karena enthapi sangat erat
kaitannya dengan k.k.m. (Tim Laboratorium Kimia Fisik, 2010)
Jika konstanta keseimbangan adalah k dan
perubahan energi standar adalah ∆G°, maka
akan membentuk miselasi 1 mol zat pemantap sesuai dengan persamaan: (Tim
Laboratorium Kimia Fisik, 2010)
∆G°
= -RT ln k
m
∆G°
= - RT ln
cx + RT ln [c(1-x)]
M m
Pada k.k.m, x = 0, dan ∆G° = RT ln
(k.k.m), sehingga:
∆S°
= -d (∆G°)
-dt
= -RT d ln (k.k.m) – R ln (k.k.m)
Dt
∆H°
= ∆G° + T.∆S°
=
- RT2 d ln (k.k.m)
dT
dengan mengintegrasikan persamaan
di atas diperoleh persamaan:
ln
(k.k.m) = ∆H + c
RT
Dengan membuat grafik ln (k.k.m)
terhadap 1/T diperoleh harga ∆H°/R sebagai slopenya.
Molekul sabun dapat berkumpul
sebagai misel, yaitu kumpulan molekul berukuran koloid, walaupun tidak ada
tetesan lemak. Hal ini disebabkan: ekor hidrofobnya cenderung berkumpul, dan
kepala hidrofilnya memberikan perlindungan. Misel hanya terbentuk di atas
konsentrasi misel kritis (CMC) dan di atas temperatur kraft. Molekul surfaktan
non ionik dapat berkumpul dalam kerumunan 1000 atau lebih, tetapi spesies ionik
dapat terganggu oleh tolakan elektrostatik antara gugus kepala, ehingga biasanya terbatas sampai antara 10 dan 100
molekul. Populasi misel sering bersifat polidispersi, dan ukuran misel
individual bervariasi dengan konsentrasi. Walaupun misel bulat juga ada, tetapi
umumnya di dekat CMC bentuknya bulat ppipih, dan pada konsentrasi lebih tinggi
berbentuk seperti batang. Bagian dalam misel menyerupai tetesan minyak, dan resonansi
magnetic menunjukkan bahwa ekor hidrokarbon itu mobil, tetapi sedikit lebih
terbatas dari pada di dalam bagian terbesar larutannya (Atkins, 1999)
Misel ini penting dalam industri
dan biologi disebabkan oleh fungsi pelarutnya: materi dapat ditransportasikan
oleh air setelah materi itu melarut dalam hidrokarbon dari misel. Dengan alasan
ilmiah, misel digunakan sebagai detergen, pembawa obat, sintesis organic,
pengapungan buih, dan penemuan minyak bumi. (Atkins, 1999)
Termodinamika pembentukan misel menunjukkan
bahwa enthalpi pembentukannya dalam sistem air mungkin positif. (Jadi,
pembentukan tersebut endotermik) dengan ∆H ≈ 1-2 kl per mol surfaktan. Pembentukan misel di atas, CMC
menunjukkan bahwa perubahan entropi yang menyertai pembentukannya pasti
positif, dan pengukuran nilai sekitar = 140 JK-1 mol-1
pada temperature kamar. Perubahan enthalpy (entropi) yang positif walaupun
molekul itu berkumpul menunjukkan adanya kontribusi pelarut pada entropi dan
molekul akan lebih bebas bergerak
setelah molekul terlarut terkumpul menjadi kumpulan kecil. Hal ini masuk
akal, karena setiap molekul terlarut individual terkurung dalam pelarut yang
teratur, tetapi setelah misel terbentuk, molekul pelarut hanya perlu membentuk
satu kurungan yang lebih besar. Kenaikan energi ketika gugus hidrofob berkumpul
dan mengurangi tuntuntan strukturnya pada pelarut, merupakan asal usul antar
aksi hidrofob yang akan menstabilkan pengelompokkan gugus hidrofob dalam
makromolekul biologis. (Atkins, 1999)
Larutan surfaktan dalam air
menunjukkan perubahan sifat fisik yang mendadak pada daerah konsentrasi yang
tertentu. Perubahan yang mendadak pada konsentrasi yang tertentu. Perubahan
yang mendadak ini disebabkan oleh pembentukan agregat atau penggumpalan dari
beberapa molekul surfaktan menjadi satu, yaitu pada konsentrasi kritis misel
(CMC). (Anonimus, 2009)
Beberapa faktor yang mempengaruhi
CMC: (Anonimus, 2009)
-
Untuk deret homolog surfaktan rantai hidrokarbon, nilai
CMC bertambah 2x dengan berkurangnya satu atom c dalam rantai.
-
Gugus aromatik dalam rantai hidrokarbon akan
memperbesar nilai CMC dan juga kelarutan.
-
Adanya garam menurunkan nilai CMC surfaktan ion.
Penurunan CMC hanya bergantung pada
konsentrasi ion lawan, yaitu makin besar konsentrasinya makin menurun CMC-nya.
Pada CMC terjadi penggumpalan dari
molekul surfaktan, maka cara penentuan CMC dapat menggunakan cara-cara
penentuan besaran fisik yang menunjukkan perubahan dari keadaan ideal menjadi
tidak ideal. Di bawah CMC, larutan menjadi bersifat ideal, sedangkan di atasnya
larutan bersifat tak ideal. Besaran fisik yang dapat digunakan adalah tekanan
osmosis, titik beku larutan, hantaran jenis atau hantaran ekivalen, kelarutan,
indeks bias, hamburan cahaya, tegangan permukaan, dan tegangan antar muka.
(Anonimus, 2009)
Koagulasi sel liofil atau liofob,
menghasilkan endapan. Bila keadaannya dibuat tepat, dapat terjadi zat cair yang
ada diserap oleh zat padatnya. Proses ini disebut gelasi dan zat yang terjadi
disebut gel. Pembuatan gel dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu pendinginan,
metatesa, perubahan pelarut. (Sukardjo, 2002)
III. Alat dan Bahan yang digunakan.
a.
Alat yang digunakan:
1. Konduktometer JENWAY.
2. Labu ukur 500 ml.
3. Labu ukur 50 ml.
4. Beaker glass 500 ml.
5. 7 buah Beaker glass 100 ml.
6. Batang pengaduk.
7. Spatula.
8. Gelas arloji.
9. Pipet tetes.
10. Gelas ukur 25 ml.
11. Gelas ukur 5 ml.
12. Timbangan.
b. Bahan yang digunakan:
1. Sabun batang.
2. Akuades.
3. KCl
