Nama : Tri Warni
NIM : F1C121062
Kelas : R002
PRAKTIKUM KIMIA FISIK LANJUT
POSTTEST-KONSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (ΔH) DARI GELATIN PADA
BERBAGAI SUHU
Asisten Laboratorium :
Putri Ramadhanti, S.Si
Andreas Sihotang (F1C119051)
KONSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (ΔH) DARI GELATIN PADA
BERBAGAI SUHU
Dalam suatu sistem biner
(surfaktan-air), surfaktan dapat membentuk struktur tertentu bergantung pada
konsentrasinya. Surfaktan ini berperan sebagai senyawa pengarah struktur dalam
bentuk misel, dimana bukan molekul tunggal. Dengan meningkatnya konsentrasi
larutan molekul-molekul surfaktan saling manata diri membentuk suatu agregaf.
Konsentrasi awal dimana molekul tunggal mengalami agregasi membentuk misel
isotropik disebut konsentrasi kritis misel (KKM). Misel-misel tersebut dapat
berupa kristal cair karena dapat mengalir seperti cairan, akan tetapi Kristal
tersebut memiliki volumenya dalam fungsi keteraturan struktur layaknya Kristal.
Kristal cair tersebut berfungsi sebagai template terjadinya polimerisasi spesies
anorganik, yaitu anion silikat. Pori pada struktur yang berupa heksagonal dapat
terbentuk karena adanya template pengarah struktur yang berupa misel dari
surfaktan. Proses kristalisasi mengubah silikat menjadi silika oksida (amorf)
yang mengelilingi misel. Namun sebelum itu prekursol silikat dibentuk menjadi
bentuk heksanogonal ( Trisanaryanti, 2018).
Gelatin berasal dari bahasa latin, gelato yang
menggambarkan sifat khas ‘’pembentukan gel dalam air’’. Gelatin secara alami
tidak ada, tetapi berasal dari protein kalogen melalui hidrolisis pada struktur
sekunder dan struktur yang lebih kompleks dari rantai polipeptida protein
kalogen. Kalogen bersifat alamiah, baik terbentuk inframolekuler dan
intermolekuler pada suhu lebih dari 40ºC. Hidrolisis pada suasana asam akan
terurai dan pecah menjadi berbagai komponen dengan berat molekul lebih kecil
dan bervariasi. Berdasarkan proses pembuatannya, gelatin dapat dibedakan
menjadi dua bentuk, yaitu tipe A yang diperoleh melalui proses perendaman dalam
larutan asam dan gelatin tipe B yang diperoleh melalui proses perendaman dalam
larutan alkali atau basa (Pertiwi et al., 2018).
Gambar 1. Struktur kimia gelatin
Sumber : researchgate.net/figure/Gambar-1-Struktur-kimia-gelatin-Figure-1-Chemical-structure-of-gelatine_fig1_314166133
Surfaktan
(surface active agent) merupakan zat
aktif permukaan yang mempunyai gugus hidrofil dan hidrofob yang berfungsi
menurunkan tegangan permukaan air dan tegangan antar muka larutan surfaktan
dengan larutan kotoran sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada
permukaan bahan. Surfaktan kationik digunakan dalam berbagai produk, seperti
pelembut kain, inhibitor korosi, dan agen antimikroba. Surfaktan kationik yang
umum digunakan termasuk alkil amonium kuatemer, benzylalkylammonium,
alkylpyridinium, dan imidazolium garam. Surfaktan kationik sering digunakan
sebagai molekul pengarah dalam sintesis material berpori (Juni et al., 2013).
Gambar 2. Surfaktan didalam air
Sumber
: https://id.wikipedia.org/wiki/Surfaktan
Fenomena adsorpsi surfaktan ini
terjadi ketika surfaktan ada pada suatu system dalam kadar yang rendah dan keberadaannya
di daerah permukaan/antarmuka yang mengubah energy bebas secara signifikan.
Setelah menempati seluruh area permukaan/antarmuka, molekul surfaktan akan
mengalami agregasi (akumulasi-mandiri) dan membentuk struktur supramolekul yang
disebut misel. Bentukan misel muncul pada kadar surfaktan monomeric tertentu
yang dikenaldengan istilah kadar misel kritis (KMK).
Gambar
diatas menunjukkan struktur misel, dengan bagian ekor hidrofobik mengarah ke
inti untuk menghindari kontak dengan air, dan kepala hidrofilik tetap berada di
permukaan luar untuk memaksimalkan kontak dengan air (Setyawan dan Paramita,
2019).
Misel adalah struktur molekul
surfaktan amfilik netral ataupun ionic merukuran kecil (10-100 nm). Misel dapat
dibentuk dalam larutan air dengan cara merakit sendiri, didorong oleh interaksi
yang menaraik antara bagian hidrofilik surfaktan dan molekul air. Nilai
konsentrasi kritis misel surfaktan dapat diperoleh juga dari pengukuran
tegangan permukaan sebagai fungsi dari 70 pengingkatan konsentrasi surfaktan.
Misel semakin penting sebagai pembuka, serbaguna untuk zat hidrofobik dan
jumlah nano untuk berbagai aplikasi farmasi, medis, dianalitik dan temperautik.
Terbentuknya misel dengan membuat larutan akan berupa seperti beberapa faktor
yang sering diketahui yaitu seperti tegangan permukaan, viskositas, dan dayanya
listrik dan lain sebagainya (Schilz et al., 2018).
Pembentukan misel dalam larutan
berair dan tidak berair dari banyak surfaktan telah banyak dipelajari.
Perkembangan konsep misel lebih dari satu abad Tinjauan awal tentang sifat
misel dan model penjelas membahas masalah yang masih diperdebatkan secara
aktif.4 Literatur yang lebih baru diperkaya dengan penerapan NMR, spektroskopi
neutron, dan teknik lain untuk mempelajari miselisasi. Perkiraan eksperimental
entalpi miselisasi telah diperoleh dari kalorimetri klasik, serta kalorimetri
titrasi isotermal (ITC) yang baru dikembangkan. Entalpi ini mengundang
perbandingan dengan yang berasal dari variasi konsentrasi misel kritis (cmc's)
dengan suhu, tetapi pertanyaan termodinamika dasar masih belum terselesaikan
(Mcghee et al., 2021).
Gambar 4. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.1c01040
Pada praktikum kali ini dilakukan
percobaan tentang konsentrasi kritis misel (KKM) dan entalpi (ΔH) dari gelatin
pada berbagai suhu. Misel dapat terbentuk jika pada larutan dengan konsentrasi
tinggi di mana ditunjukkan dengan adanya beberapa perubahan sifat fisik seperti
turbiditas, tekanan osmosis, tegangan muka dan daya hantar listrik. Konsentrasi
larutan dimana misel terbentuk disebut konsentrasi kritis misel (KKM).
Surfaktan atau surface active agents atau wetting agents yang merupakan bahan
organik yang berperan sebagai bahan aktif pada deterjen sabun dan sampo
surfaktan dapat menurunkan tegangan permukaan sehingga memungkinkan
partikel-partikel yang menempel pada bahan-bahan yang dicuci terlepas dan
mengapung atau terlarut dalam air.
Digunakan gelatin sebagai surfaktan
dikarenakan gelatin memiliki sifat yang menyerupai surfaktan. Pertama-tama 2.5
gram gelatin dilarutkan dalam 500 ml aquades dan dipanaskan. Tujuan pemanasan
agar gelatin cepat larut. Gelatin yang larut diambil masing-masing 42.0; 44.8;
45.6; 46.4; 47.2; 48.0 dan 52.0. kemudian diencerkan dengan konsentrasi larutan
2.10; 2.22; 2.26; 2.30; 2.34; 2.38 dan 2.50. dan kemudian diukur tegangan
mukanya pada suhu 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33 dan 35˚C. semakin
besar konsentrasi misel dalam suatu larutan maka akan semakin besar daya
hantarnya. Hal ini dikarenakan banyaknya ion-ion dari larutan yang dapat
menyentuh konduktor apabila di uji daya hantarnya.
Setelah mencapai konsentrasi
tertentu, tegangan permukaan akan larutan konstan, walaupun konsentrasi
surfaktan ditingkatkan. Bila surfaktan yang lebih konsentrasi maka dapat
tercapai suatu titik di mana baik antara muka ataupun dalam cairan menjadi jenuh
dengan monomer. Jika konsentrasi surfaktan terus ditambah hingga berlebihan,
maka mereka akan berakhir beragregasi terus untuk membentuk misel. Tegangan
antar muka ini menurun sehingga KKM tercapai. Setelah KKM tercapai tegangan
permukaan akan konstan yang menunjukkan bahwa bahwa antarmuka menjadi jenuh dan
terbentuk misel yang berada dalam kesetimbangan dinamis dengan monomernya.
DAFTAR PUSTAKA
Mcghee, B., J. Mingins dan B.A.
Pethica. 2021. “Thermodynamics of Micellization of Ionized Surfactants: The
Equivalence of Enthalpies of Micellization from Calorimetry and the Variation
of Critical Micelle Points with Temperature as Exemplified for Aqueous
Solutions of an Aliphatic Cationic Surfactant”. Langmuir. Vol. 37 (1) : 8569-8576.
Pertiwi, M., Y. Atma., A.Z.A.
Mustofa, dan R.Maisaroh. 2018. ‘’Karakteristik Fisik dan Kimia Geltin dari
Tulang Ikan Patin dengan Pre-Treatment Asam Nitrat’’. Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan. Vol. 7 (2) : 83-91.
Schilz, N., T. Behnke, dan U.R.
Genger. 2018. ‘’Determination of the Critical Micelle Concentration of Neutral
and Ionic Surfactans Concentration of Conductometry and Surface Tension-A
Method Composison’’. Journal Of
Fluorescense. Vol. 1(1) : 1-12.
Setyawan, D. dan D.P. Paramita.
Strategi Peningkatan Kelarutan Bahan
Aktif Farmasi. Surabaya : Airlangga University Press.
Trisunaryanti, W. 2018. Material Katalis dan Karakternya.
Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.
Komentar
Posting Komentar