SAPONIFIKASI

           I. PENDAHULUAN

   1.1  Tujuan
         1.      Dapat membuat langkah kerja pembuatan sabun

   2.      Dapat membuat emulsi sabun

   3.      Dapat meramalkan reaksi pembuatan sabun

   1.2   Dasar Teori

Sabun adalah salah satu senyawa kimia tertua yang pernah dikenal. Sabun sendiri tidak pernah secara aktual ditemukan, namun berasal dari pengembangan campuran antara senyawa alkali dan lemak/minyak.

Bahan pembuatan sabun terdiri dari dua jenis, yaitu bahan baku dan bahan pendukung. Bahan baku dalam pembuatan sabun adalah minyak atau lemak dan senyawa alkali (basa). Bahan pendukung dalam pembuatan sabun digunakan untuk menambah kualitas produk sabun, baik dari nilai guna maupun dari daya tarik. Bahan pendukung yang umum dipakai dalam proses pembuatan sabun di antaranya natrium klorida, natrium karbonat, natrium fosfat, parfum, dan pewarna.

Sabun dibuat dengan reaksi penyabunan sebagai berikut:

Reaksi penyabunan (saponifikasi) dengan menggunakan alkali adalah adalah reaksi trigliserida dengan alkali (NaOH atau KOH) yang menghasilkan sabun dan gliserin. Reaksi penyabunan dapat ditulis sebagai berikut :

C₃H₅(OOCR)₃ + 3 NaOH -> C₃H₅(OH)₃ + 3 NaOOCR

Reaksi pembuatan sabun atau saponifikasi menghasilkan sabun sebagai produk utama dan gliserin sebagai produk samping. Gliserin sebagai produk samping juga memiliki nilai jual. Sabun merupakan garam yang terbentuk dari asam lemak dan alkali. Sabun dengan berat molekul rendah akan lebih mudah larut dan memiliki struktur sabun yang lebih keras. Sabun memiliki kelarutan yang tinggi dalam air, tetapi sabun tidak larut menjadi partikel yang lebih kecil, melainkan larut dalam bentuk ion.

Sabun pada umumnya dikenal dalam dua wujud, sabun cair dan sabun padat. Perbedaan utama dari kedua wujud sabun ini adalah alkali yang digunakan dalam reaksi pembuatan sabun. Sabun padat menggunakan natrium hidroksida/soda kaustik (NaOH), sedangkan sabun cair menggunakan kalium hidroksida (KOH) sebagai alkali. Selain itu, jenis minyak yang digunakan juga mempengaruhi wujud sabun yang dihasilkan. Minyak kelapa akan menghasilkan sabun yang lebih keras daripada minyak kedelai, minyak kacang, dan minyak biji katun.

Bahan Baku: Minyak/Lemak

Minyak/lemak merupakan senyawa lipid yang memiliki struktur berupa ester dari gliserol. Pada proses pembuatan sabun, jenis minyak atau lemak yang digunakan adalah minyak nabati atau lemak hewan. Perbedaan antara minyak dan lemak adalah wujud keduanya dalam keadaan ruang. Minyak akan berwujud cair pada temperatur ruang (± 28°C), sedangkan lemak akan berwujud padat.

Minyak tumbuhan maupun lemak hewan merupakan senyawa trigliserida. Trigliserida yang umum digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun memiliki asam lemak dengan panjang rantai karbon antara 12 sampai 18. Asam lemak dengan panjang rantai karbon kurang dari 12 akan menimbulkan iritasi pada kulit, sedangkan rantai karbon lebih dari 18 akan membuat sabun menjadi keras dan sulit terlarut dalam air. Kandungan asam lemak tak jenuh, seperti oleat, linoleat, dan linolenat yang terlalu banyak akan menyebabkan sabun mudah teroksidasi pada keadaan atmosferik sehingga sabun menjadi tengik. Asam lemak tak jenuh memiliki ikatan rangkap sehingga titik lelehnya lebih rendah daripada asam lemak jenuh yang tak memiliki ikatan rangkap, sehingga sabun yang dihasilkan juga akan lebih lembek dan mudah meleleh pada temperatur tinggi.

Jenis-jenis Minyak atau Lemak

Jumlah minyak atau lemak yang digunakan dalam proses pembuatan sabun harus dibatasi karena berbagai alasan, seperti : kelayakan ekonomi, spesifikasi produk (sabun tidak mudah teroksidasi, mudah berbusa, dan mudah larut), dan lain-lain. Beberapa jenis minyak atau lemak yang biasa dipakai dalam proses pembuatan sabun di antaranya :

Tallow. Tallow adalah lemak sapi atau domba yang dihasilkan oleh industri pengolahan daging sebagai hasil samping. Kualitas dari tallow ditentukan dari warna, titer (temperatur solidifikasi dari asam lemak), kandungan FFA, bilangan saponifikasi, dan bilangan iodin. Tallow dengan kualitas baik biasanya digunakan dalam pembuatan sabun mandi dan tallow dengan kualitas rendah digunakan dalam pembuatan sabun cuci. Oleat dan stearat adalah asam lemak yang paling banyak terdapat dalam tallow. Jumlah FFA dari tallow berkisar antara 0,75-7,0 %. Titer pada tallow umumnya di atas 40°C. Tallow dengan titer di bawah 40°C dikenal dengan nama grease.

Lard

Lard merupakan minyak babi yang masih banyak mengandung asam lemak tak jenuh seperti oleat (60 ~ 65%) dan asam lemak jenuh seperti stearat (35 ~ 40%). Jika digunakan sebagai pengganti tallow, lard harus dihidrogenasi parsial terlebih dahulu untuk mengurangi ketidakjenuhannya. Sabun yang dihasilkan dari lard berwarna putih dan mudah berbusa.

Palm Oil (minyak kelapa sawit)

Minyak kelapa sawit umumnya digunakan sebagai pengganti tallow. Minyak kelapa sawit dapat diperoleh dari pemasakan buah kelapa sawit. Minyak kelapa sawit berwarna jingga kemerahan karena adanya kandungan zat warna karotenoid sehingga jika akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun harus dipucatkan terlebih dahulu. Sabun yang terbuat dari 100% minyak kelapa sawit akan bersifat keras dan sulit berbusa. Maka dari itu, jika akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan sabun, minyak kelapa sawit harus dicampur dengan bahan lainnya.

Coconut Oil (minyak kelapa)

Minyak kelapa merupakan minyak nabati yang sering digunakan dalam industri pembuatan sabun. Minyak kelapa berwarna kuning pucat dan diperoleh melalui ekstraksi daging buah yang dikeringkan (kopra). Minyak kelapa memiliki kandungan asam lemak jenuh yang tinggi, terutama asam laurat, sehingga minyak kelapa tahan terhadap oksidasi yang menimbulkan bau tengik. Minyak kelapa juga memiliki kandungan asam lemak kaproat, kaprilat, dan kaprat.

Palm Kernel Oil (minyak inti kelapa sawit)

Minyak inti kelapa sawit diperoleh dari biji kelapa sawit. Minyak inti sawit memiliki kandungan asam lemak yang mirip dengan minyak kelapa sehingga dapat digunakan sebagai pengganti minyak kelapa. Minyak inti sawit memiliki kandungan asam lemak tak jenuh lebih tinggi dan asam lemak rantai pendek lebih rendah daripada minyak kelapa.

Palm Oil Stearine (minyak sawit stearin)

Minyak sawit stearin adalah minyak yang dihasilkan dari ekstraksi asam-asam lemak dari minyak sawit dengan pelarut aseton dan heksana. Kandungan asam lemak terbesar dalam minyak ini adalah stearin.

Marine Oil

Marine oil berasal dari mamalia laut (paus) dan ikan laut. Marine oil memiliki kandungan asam lemak tak jenuh yang cukup tinggi, sehingga harus dihidrogenasi parsial terlebih dahulu sebelum digunakan sebagai bahan baku.

Castor Oil (minyak jarak)

Minyak ini berasal dari biji pohon jarak dan digunakan untuk membuat sabun transparan.

Olive oil (minyak zaitun)

Minyak zaitun berasal dari ekstraksi buah zaitun. Minyak zaitun dengan kualitas tinggi memiliki warna kekuningan. Sabun yang berasal dari minyak zaitun memiliki sifat yang keras tapi lembut bagi kulit.

Campuran minyak dan lemak. Industri pembuat sabun umumnya membuat sabun yang berasal dari campuran minyak dan lemak yang berbeda. Minyak kelapa sering dicampur dengan tallow karena memiliki sifat yang saling melengkapi. Minyak kelapa memiliki kandungan asam laurat dan miristat yang tinggi dan dapat membuat sabun mudah larut dan berbusa. Kandungan stearat dan dan palmitat yang tinggi dari tallow akan memperkeras struktur sabun.

Bahan Baku: Alkali

Jenis alkali yang umum digunakan dalam proses saponifikasi adalah NaOH, KOH, Na2CO3, NH4OH, dan ethanolamines. NaOH, atau yang biasa dikenal dengan soda kaustik dalam industri sabun, merupakan alkali yang paling banyak digunakan dalam pembuatan sabun keras. KOH banyak digunakan dalam pembuatan sabun cair karena sifatnya yang mudah larut dalam air. Na2CO3 (abu soda/natrium karbonat) merupakan alkali yang murah dan dapat menyabunkan asam lemak, tetapi tidak dapat menyabunkan trigliserida (minyak atau lemak).

Ethanolamines merupakan golongan senyawa amin alkohol. Senyawa tersebut dapat digunakan untuk membuat sabun dari asam lemak. Sabun yang dihasilkan sangat mudah larut dalam air, mudah berbusa, dan mampu menurunkan kesadahan air. Sabun yan terbuat dari ethanolamines dan minyak kelapa menunjukkan sifat mudah berbusa tetapi sabun tersebut lebih umum digunakan sebagai sabun industri dan deterjen, bukan sebagai sabun rumah tangga. Pencampuran alkali yang berbeda sering dilakukan oleh industri sabun dengan tujuan untuk mendapatkan sabun dengan keunggulan tertentu.

Bahan Pendukung

Bahan baku pendukung digunakan untuk membantu proses penyempurnaan sabun hasil saponifikasi (pegendapan sabun dan pengambilan gliserin) sampai sabun menjadi produk yang siap dipasarkan. Bahan-bahan tersebut adalah NaCl (garam) dan bahan-bahan aditif.

NaCl

NaCl merupakan komponen kunci dalam proses pembuatan sabun. Kandungan NaCl pada produk akhir sangat kecil karena kandungan NaCl yang terlalu tinggi di dalam sabun dapat memperkeras struktur sabun. NaCl yang digunakan umumnya berbentuk air garam (brine) atau padatan (kristal). NaCl digunakan untuk memisahkan produk sabun dan gliserin. Gliserin tidak mengalami pengendapan dalam brine karena kelarutannya yang tinggi, sedangkan sabun akan mengendap. NaCl harus bebas dari besi, kalsium, dan magnesium agar diperoleh sabun yang berkualitas.

II. PROSEDUR KERJA

2.1 Alat dan Bahan

     Alat = Pemanas Listrik, Erlenmeyer, Batang Pengaduk, Pipet Tetes, Corong, Gelas Piala dan Tabung Reaksi.
      Bahan = NaOH 25%, NaCl 25%, MgCl2, FeCl3, air keran, Etanol, Minyak Kelapa.

2.2 Prosedur Kerja

      A.      Pembuatan Sabun

6,5 ml minyak kelapa dimasukkan kedalam erlenmeyer. Ditambahkan 5 ml etanol dan 5 ml NaOH. Diaduk dan dipanaskan labu erlenmeyer beserta isinya dalam penangas air. Bau alkohol yang menghilang menujukkan reaks telah selesai. Didinginkan campuran didalam penangas es. Untuk mengendapkan sabun, ditambahkan 37,5 ml NaCl jenuh kedalam campuran, diiringi dengan pengadukan. Disaring dan ditimbang berat sabun yang dihasilkan.

B.      Sifat Sabun

1.      Zat Pengemulsi

Pada tabung reaksi pertama, dimasukkan 5 tetes minyak kelapa dalam 5 ml air dan dikocok. Diamati yang terjadi. Pada tabung reaksi kedua, dimasukkan 5 tetes minyak kelapa dalam 5 ml air serta sedikit sabun yang telah dibuat. Dikocok tabung reaksi. Diamati yang terjadi dan dibandingkan dengan tabung reaksi pertama.

2.      Reaksi Dengan Air Sadah

Dimasukkan 1/3 spatula sabun kedalam gelas piala 50 ml yang mengandung   25 ml air. Dihangatkan beaker dan isinya untuk melarutkan sabun tersebut. Dimasukkan masing-masing 5 ml larutan sabun kedalam 3 tabung reaksi. Selanjutnya ditambahkan 2 tetes MgCl2 pada tabung 1, 2 tetes larutan FeCl3 pada tabung 2 dan 2 tetes air keran pada tabung 3. Diamati yang terjadi.

3.      Kebasaan

Diuji pH larutan sabun dengan menggunakan pH indikator. Dicatat ph dari larutan sabun yang telah dibuat.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Pengamatan

      A.      Pembuatan Sabun

-          Berat kertas saring kosong = 0,73 gram

-          Berat kertas saring + endapan sabun = 19,72 gram

-          Berat endapan sabun = 18,29 gram

B         B.      Sifat sabun

1.      Zat Pengemulsi

5 tetes minyak + 5 ml air à Heterogen

5 tetes minyak + 5 ml air + sabun à Sedikit bercampur

2.      Reaksi dengan air sadah

5 ml larutan sabun + 2 tetes larutan MgCl2 à Endapan Putih

5 ml larutan sabun + 2 tetes larutan FeCl3 à Larutan Orange

5 ml larutan sabun + 2 tetes air keran à Tidak Terjadi Perubahan

3.      Kebasaan

pH = 12

3.2 PEMBAHASAN

      1. Pembuatan Sabun

Dari percobaan yang telah dilakukan, yaitu pembuatan sabun. Reaksi pembentukkan sabun dari minyak dilakukan dengan mereaksikannya suatu alkali (NaOH), Reaksi ini disebut dengan Reakisi Saponifikasi (penyabunan).

Dimulai dengan mencampurkan minyak kelapa dan NaOH larutan. Ke dalam minyak kelapa sawit kemudian ditambahkan asam stearat 1 gram, dimana fungsi dari asam stearat adalah untuk mengeraskan sabun dan menstabilkan busa. Setelah itu campuran tersebut dipanaskan pada suhu 70° C  agar asam stearat mencair, namun pemanasan ini jangan panas karena dengan suhu terlalu panas akan mengoksidasi minyak yang menyebabkan warnanya menjadi cokelat, hal ini behubungan erat dengan bilangan peroksida yaitu nilai untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak yang disebabkan oleh autooksidasi. Setelah itu dimasukkan Larutan NaOH dan diaduk perlahan secara terus menerus agar larutan tersebut bercampur secara merata, penambahan NaOH ini dilakukan setelah campuran didinginkan pada suhu 50°C. Penambahan Larutan NaOH berfungsi sebagai penetralisir asam karena NaOH bersifat basa. Basa yang digunakan adalah NaOH agar diperoleh sabun yang padat..

Pada percobaan ini didapatkan sabun seberat 18,29 gram

2. Sifat Sabun

Pada percoban ini pula, dilakukan pengujian pada sifat sabun, yang pertama adalah sabun sebagai zat pengemulsi. Mula-mula, minyak kelapa dan aquades dimasukkan kedalam sebuah tabung reaksi dan terlihat bahwa campuran tersebut tidak homogen. Namun, setelah menambahkan sabun hasil percobaan, campuran tersebut nampak sedikit homogen. Ini berarti, sabun yang telah dibuat mampu mengemulsi minyak dan air sehingga dapat bercampur. Pada awalnya, air dan minyak tidak dapat bersatu karena adanya perbedaan massa jenis. Massa jenis minyak lebih kecil dari pada air sehingga minyak berada diatas air. Dengan menambahkan sabun, campuran tersebut dapat bercampur karena adanya gugus polar pada sabun yang memiliki sifat hidrofil sedangkan gugus non polarnya akan menarik minyak dan mendispersikannya kedalam air.

Sifat sabun yang selanjutnya dilakukan adalah untuk mengetahui pengaruh kesadahan air terhadap sabun. Pada percobaan ini, larutan yang digunakan adalah larutan MgCl2, FeCl3 dan air keran.

Berdasarkan data pengamatan, diketahui bahwa pada larutan sabun terjadi pembentukan endapan dengan penambahan larutan MgCl2. Endapan yang dihasilkan berwarna putih. Hal ini berarti, larutan yang ditambahkan mengandung ion sadah, Mg. Ketika ditambahkan dengan larutan FeCl3, hanya nampak perubahan warna pada larutan menjadi orange. Sedangkan pada air keran tdak mengalami perubahan. Hal-ini mungkin terjadi karena larutan sabun tidak mampu bekerja secara efektif terhadap reagen-reagen yang mengandung ion sadah.

 Sifat sabun yang selajutnya adalah sabun bersifat basa. Dalam percobaan ini didapatkan sabun dengan pH 12.

KESIMPULAN

1. Didapatkan sabun seberat 18,29 gram
2. Sabun yang dihasilkan mampu bekerja sebagai emulgator dengan baik
3. Sabun yang dihasilkan belum mampu bekerja secara efektif terhadap air yang mengandung ion sadah
4. pH yang dimiliki sabun hasil percobaaan adalah 12