KONSENTRASI KRITIS MISEL (KKM) DAN ENTALPI (ΔH)
 DARI GELATIN PADA BERBAGAI SUHU

 

Surfaktan atau zat aktif permukaan (surface active agent) adalah senyawa kimia yang dapat mengaktifkan permukaan zat lain yang awalnya tidak dapat berinteraksi. Dari aspek kimia, surfaktan dijelaskan sebagai senyawa yang mempunyai struktur bipolar, dengan bagian kepala bersifat hidrofilik atau polar dan bagian ekor bersifat lipofilik atau non polar. Apabila surfaktan dimasukkan dalam sistem yang terdiri dari air dan minyak, maka gugus polar akan mengarah ke fase air sedangkan gugus non polar akan mengarah ke fase minyak. Surfaktan yang memiliki gugus polar lebih kuat cenderung membentuk tipe minyak dalam air (o/w), sedangkan jika gugus non polar yang lebih kuat maka cenderung membentuk tipe air dalam minyak (w/o). Atas dasar ini, surfaktan dikelompokkan menjadi dua, yaitu surfaktan yang larut dalam air dan surfaktan yang larut dalam minyak. Secara umum, surfaktan merupakan suatu zat yang ditambahkan pada cairan untuk meningkatkan dispersi atau pembasahan dengan menurunkan tegangan permukaan cairan. Surfaktan mempunyai kemampuan untuk menurunkan tegangan permukaan (surface tension) suatu medium dan menurunkan tegangan antarmuka (interfacial tension) antar dua fase yang berbeda derajat polaritasnya, seperti pada cairan dengan cairan, padatan dengan cairan, ataupun gas dengan cairan. Sifat utama dari surfaktan adalah kemampuannya dalam membasahi (wetting ability), menghomogenkan, menyebarkan ataupun mendispersi (dispersing/spreading ability), merekatkan dan juga membantu penetrasi (penetrating ability). Penggunaan surfaktan terbagi menjadi tiga golongan sebagai bahan pembasah (wetting agent), bahan pengemulsi (emulsifying agent) dan bahan pelarut (solubilizyng agent) (Asril et al., 2022).

            Misel adalah partikel koloid dengan ukuran dalam kisaran 5-100 nm. Misel terdiri dari amfifil atau bahan aktif permukaan (surfaktan), dimana sebagian besar kepala merupakan kelompok-hidrofilik dan ekor hidrofobik. Pada konsentrasi rendah dalam. medium berair, amfifil berupa monomer dalam larutan, namun ketika konsentrasi meningkat, agregasi dan self-assembly berlangsung sehingga misel terbentuk. Konsentrasi di mana misel yang terbentuk disebut sebagai konsentrasi misel kritis (CMC). Pembentukan misel dipicu oleh penataan ekor hidrofobik yang mengarah ke keadaan. yang menguntungkan entropi (Winarti, 2013).

            Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi, tetapi ketika surfaktan dilarutkan ke dalam air maka tegangan perumkaan dari larutan itu akan turun sampai tercapainya suatu konsentrasi. Konsentrasi dimana tegangan permukaan turun disebut konsentrasi kritis misel. Konsentrasi kritis misel (kkm) dapat ditentukan dari ketika sejumlah kecil dari surfakatan ditambahkan ke dalam air, ion-ion surfaktan atau molekul-molekul pada surfaktan terorientasi pada gugus hidrofil ke dalam air dan gugus hidrofob (menjauhi air). Surfaktan dapat dilarutkan dalam minyak maka gugus hidrofobik akan ikut dengan minyak dan gugus hidrofil mejauhi minyak. Larutan menjadi jenuh dalam keadaan normal, tetapi pada kebanyakan surfakta, apabila dilarutkan pada cairan maka akan membentuk misel. Misel adalah kumpulan anion surfaktan atau molekul surfaktan yang berkumpul menjadi satu bentuk, dengan gugus hidrofil diluar dan terikat pada air sedangkan gugus hidrofobik berada didalam untuk membentuk globulan-globulan minyak. Zat terlarut yang terdapat pada cairan dapat menaikkan atau menurunkan tegangan permukaan bergantung pada sifar zat terlarutnya. Penurunan tegangan permukaann oleh sabun dapat menyebabkan perkuasan film air dengan pembentukkan gelembung atau busa (Yazid, 2005).

            Termodinamika pembentukan misel menunjukkan bahwa entalpi pembentukannya dalam system air mungkin positif (endotermik). Kkm menunjukkan bahwa perubahan entropi yang menyertai pembentukkan pati positif pada temperature kamar. perubahan entalpi (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. Larutan surfaktan dalam air menunjukkan perubahan sifat fisik mendadak pada daerah pengemulsi yang akan melarutkan senyaw asecara normal tidak larut dalam pelarut yang digunakan. Hal ini terjadi karena spesies yang tidak mudah larut dapat dimasukkan kedalam inti misel dimana spesises tersebut terlarut didalam sebagian besar pelarut oleh kebalikan kepala gugus yang berinteraksi dengan baik pada spesises pelarut. Misel hanya terbentuk apabila konsentrasi surfaktan lebih besar daripada KKM dan temperatur sistem lebih besar dari pada temperatur kritis misel. KKM dapat diamati dari kurva yang diskontinyu dari sifat fisik sistem sebagai suatu fungsi dari jumlah surfaktan yang ditambahkan. Misel dapat terbentuk secara spontan karena keseimbangan antara entropi dan entalpi. Didalam air efek hidrofobik merupakan gaya pendorong pembentukan misel, meskipun faktanya pengumpulan molekul surfaktan menurunkan entropinya (Sukardjo, 2004).

            Misel merupakan koloid sabun asam organic yang molekulnya mempunyai ujung hidrofobik (tidak larut dalam air) dan ujung hidrofilik (larut dalam air). Kehadiran misel mungkin akan meningkatkan kelarutan hidrokarbon dalam air dengan bertindak sebagai penghubung antara radikal OH pada ujung hidrofilik dan molekul hidrokarbon pada ujung hidrofobik. Prinsip mengenai sabun digunakan untuk meningkatkan hidrokarbon. Misel biasanya berbentuk globular dan secara garis besar berbentuk speris, akan tetapi dapat pula berbentuk elipsoida, silinder, dan bilayer. Misel adalah struktur bulat dengan diameter sekitar 5 nm yang terbentuk dari monomer-monomer surfaktan. Bentuk dan ukuran misel merupakan fungsi dari geometri molekular dari molekul surfaktan tersebut dan kondisi larutan seperti konsentrasi surfaktan, temperature, pH, dan kekuatan ionic. Proses pembentukan misel disebut miselisasi (Selley, 1985).

 

  

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Asril, M., Lismaini, M.S. Ginting, E.Suryanti, Wahidah, C. Wati, M. Aksan dan E. Joeniarti. 2022. Pengelolaan Hama Terpadu. Medan: Yayasan Kita Menulis.

Selley, R.C. 1985. Unsur Geologi Petroleum. Malaysia: Universitas Teknologi Malaysia Skudai.

Sukardjo. 2004. Kimia Fisika. Yogyakarta: PT. Rineka Cipta.

Winarti. 2013. “Sistem Penghantaran Obat Tertarget, Macam, Jenis-jenis Sistem Penghantaran dan Aplikasinya”. Stomatognatic (J.K.G. Unej). Vol. 10(2): 75-81.

Yazid, E. 2005. Kimia Fisika Untuk Paramedic. Yogyakarta: Andi Press.