KOSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (∆H) DARI GELATIN PADA BERBAGAI SUHU

Nama    : Septia Wulandari

NIM      : F1C121010

Kelas     : R-002

PRAKTIKUM KIMIA FISIK LANJUT

POSTTEST

KOSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (∆H) DARI GELATIN PADA BERBAGAI SUHU

Asisten Laboratorium 

Putri Ramadhanti, S.Si

Andreas Sihotang (F1C119051)

Surfaktan adalah senyawa yang dapat menurunkan tegangan antar muka antara dua fasa cairan yang berbeda kepolarannya, misalnya minyak dalam air atau air dalam minyak. Sifat tersebutlah yang menyebabkan surfaktan dapat digunakan sebagai komponen bahan adhesif, pembasah, pembusa, pengemulsi dan bahan penggumpal. Surfaktan banyak digunakan dalam bidang industri seperti industri makanan, kosmetika, tekstil, farmasi, polimer, agrokimia sertca cat. Penggunaan surfaktan sendiri sangat bervariasi yaitu sebagai bahan deterjen, plastik dan lainnya. Pernggunaan surfaktan bertujuan untuk meningkatkan kestabilan emulsi dengan cara menurunkan tegangan antar muka antara fasa air dan fasa minyak. Penambahan surfaktan dalam larutan akan menyebabkan turunnya tegangan permukaan. Setelah mencapai konsentrasi tertentu, tegangan permukaan akan konstan walaupun konsentrasi surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan ditambahkan melebihi konsentrasi maka surfaktan mengagregasi membentuk misel. Berdasarkan gugus hidrofiliknya, surfaktan diklasifikasikan menjadi empat golongan yaitu surfaktan anionik (bagian alkilnya terikat pada suatu anion), surfaktan kationik (bagian alkilnya terikat pada suatu kation), surfaktan nonionik (bagian alkilnya tidak bermuatan) dan surfaktan amfoter (bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif) ( Oppusunggu et al., 2015 ).

Surfaktan terdiri atas 2 gugus yang bersifat saling berlawanan, dimana kepalanya bersifat hidrofilik (suka air) dan ekornya bersifat lipofilik (suka minyak atau lemak). Mekanisme surfaktan secara umum adalah, surfaktan akan bekerja sebagai senyawa yang akan menurunkan tegangan permukaan dengan cara bagian kepala surfaktan akan berada pada bagian dalam permukaan air, sementara bagian ekornya akan berada pada bagian atas permukaan air, maka surfaktan dapat menurunkan tegangan permikaan dari cairan tersebut. Ketika surfaktan ditambahkan terus menerus ke dalam cairan maka surfaktan akan membentuk agregat berbentuk sperikal (bulat) yang disebut dengan misel. Dimana misel merupakan agregat partikel yang terdiri dari 50-100 monomer surfaktan yang saling berinteraksi membentuk agregat dengan ukuran 5-100 nm. Konsentrasi terbentuknya misel disebut konsentrasi kritis misel, konsentrasi tersebut dicapai ketika penambahan surfaktan tidak menyebabkan penurunan Kembali tegangan permukaan dari suatu cairan ( Ramadhan et al., 2022 ).

Dalam percobaan konsentrasi kritis misel (KKM) ini digunakan sampel gelatin. Dimana gelatin merupakan pengemulsi. Gelatin memiliki sifat yang dapat berubah secara reversibel dari bentuk sol ke gel ataupun sebaliknya dan juga gelatin dapat mengembang dalalm air dingin. Gelatin mempunyai titik leleh 35 ⁰C, yaitu suhu di bawah suhu normal tubuh manusia. Gelatin mempuunyai karakteristik yang unik dibanding bahan pembentuk gel lainnya yaitu seperti alginat, pektin, pati, agar-agar dan karagenan. Gelatin adalah salah satu produk turunan protein yang diperoleh dari hasil hidrolisis kolagen hewan yang terkandung didalam tulang dan kulitnya. Senyawa gelatin merupakan suatu polimer linier asam-asam amino. Pada umumnya rantai polimer tersebut mempunyai susunan berupa pengulangan dari asam amino glisin-proliin-prolin atau glisin-prolin-hidroksiprolin. Gelatin tersusun atas 17 asam amino yang saling terikat dan dihubungkan dengan ikatan peptida membentuk rantai polimer yang Panjang. Adapun struktur dari gelatin sebagai berikut :

Gambar 1. Struktur Kimia Gelatin ( Sumber : https://www.researchgate.net/publication/314166133/figure/download/fig1/AS:803118178631681@1568489703632/Gambar-1-Struktur-kimia-gelatin-Figure-1-Chemical-structure-of-gelatine.png ). 

Gelatin tersusun dari asam amino yang membentuk ikatan peptida. Gugus fungsi air terdapat di dalam gugus fungsi gelatin. Gugus fungsi air terletak pada daerah serapan amida A. jika gugus fungsi air berikatan menjadi suatu ikatan hidrogen, terbentuk beberapa ikatan peptida pada rangkaian gugus fungsi gelatin, seperti C=O, C-N, dan N-H. ketiga ikatan ini terletak di puncak amida I dan juga amida II ( Mustaqimah et al., 2020 ).

Fenomena adsorpsi surfaktan terjadi ketika surfaktan ada pada suatu sistem dalam kadar yang renda dan keberadaannya di daerah permukaan atau antar muka yang mengubah energi bebas secara signifikan. Setelah menempati seluruh area permukaan, molekul surfaktan akan mengalami agregasi (akumulasi-mandiri) dan membentuk struktur supramolekul yaitu  misel. Bentukan misel mulai muncul pada kadar surfaktan monomerik tertentu yang dikenal dengan istilah kadar misel kritis.

Gambar 2. Skema Ilustrasi Kesetimbangan Termodinamika Bolak-Balik Antara Monomer Surfaktan-Misel ( Sumber : https://www.dictio.id/uploads/db3342/original/3X/a/e/ae7dcf60b0c1c042adae728f0000335d30e38571.png ). 

Dapat dilihat pada gambar di atas, dimana bagian ekor dari misel yang bersifat lipofilik mengarah ke inti untuk menghindari kontak dengan air, dan kepala nya yang bersifat hidrofilik tetap berada dipermukaan luar untuk memaksimalkan kontak dengan air. Pembentukan misel merupakan hasil dari kesetimbangan gaya intermolekul meliputi interaksi lipofilik, sterik, elektrostatik, ikatan hidrogen dan van der Waals. Interaksi lipofilik antar ekor surfaktan memberikan gaya tarim-menarik, sementara gaya tolak-menolak berasal dari interaksi sterik dan elektrostatik (utuk surfaktan ionic dan zwitter ion) antara kepala polar surfaktan. Pembentukan misel dan nilai konsentrasi kritis misel tergantung pada kesetimbangan gaya yang mendorong dan menghambat proses tersebut. Keberadaan molekul surfaktan di dalam air akan mengacaukan struktur air sehingga energi bebas sistem meningkat. Fenomena adsopsi di area permukaan dan pembentukan misel (miselisasi) bisa dikatakan sebagai respons molekul surfaktan untuk meminimalkan energi bebas dalam sistem dengan menghindari kontak anatara gugus lipofilik dengan air. Apabiladistorsi struktur pelarut kecil, seperti surfaktan dengan rantai lipofilik pendek di dalam air, maka kecil kemungkinannya terjadi miselisasi. Sering terjadi pada pelarut selain air dan oleh karena itu misel yang terbentuk di dalam air jarang dijumpai pada pelarut lainnya dalam ukuran yang dapat dibandingkan ( Setyawan dan Paramita, 2020).

Tegangan permukaan terjadi karena permukaan zat cair cenderung untuk menegang, sehingga permukaannya tampak seperti selaput tipis. Hal tersebut dikarenakan adanya gaya kohesi antara molekul air. Pada zat cair yang adesiv berlaku bahwa besar gaya kohesinya lebih kecil dari pada gaya adesinya dan pada zat yang non adesiv berlaku sebaliknya. Adapun salah satu alat  yang sering digunakan untuk mengukur tegangan permukaan zat cair adalah pipa kapiler. Salah satu besaran yang berlaku pada sebuah pipa kapiler adalah sudut kontak, yaitu sudut yang dibentuk oleh permukaan zat cair yang dekat dengan dinding. Sudut kontak timbul akibat gaya tarik-menarik antara zat yang sama atau biasa disebut gaya kohesi dan gaya tarik -menarik antar molekul zat yang berbeda disebut dengan gaya adesi ( Juliyanto et al., 2016 ).

DAFTAR PUSTAKA

Juliyanto,E., J.Rofingah, A.F.Sejati dan F.N.Hakim. 2016. “Menentukan Tegangan Permukaan Zat Cair”. Jurnal Kajian Pendidikan Sains. Vol. 1(1) : 1-11.

Mustaqimah,D.N., N.Isra, S.N.Riani dan A.P.Roswiem. 2020. “Identifikasi Gelatin Dalam Obat Kumur Yang Beredar Di Indonesia Menggunakan Attenuadted Total Reflection-Fourier Transform Infrared”. Cakradonya Dent J. Vol. 11(2) : 74-79.

Oppusunggu,J.R., V.R.Siregar dan Z.Masyithah. 2015. “Pengaruh Jenis Pelarut Dan Temperatur Reaksi Pada Sintesis Surfaktan Dari Asam Oleat Dan n-Metil Glukamina Dengan Katalis Kimia”. Jurnal Teknik Kimia. Vol. 4(1) : 25-29.

Ramadhan,M.R., R.Aryani dan G.C.E.Darma. 2022. “ Penentuan Nilai Konsentrasi Misel Kritis (KMK)  Surfaktan Serta Pengaruhnya Terhadap Kelarutan Zat Aktif Farmasi”. Bandung Conference Series Pharmacy. Vol. 2(2) : 183-189.

Setyawan,D. dan D.P.Paramita. 2020. Strategi Peningkatan Kelarutan Bahan Aktif Farmasi. Jawa Timur : Airlangga University Press.