SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) TESIS OLEH

Transkripsi

1 SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) TESIS OLEH ROSPITA BR SEMBIRING /KIM PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Oleh ROSPITA BR SEMBIRING /KIM PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 PENGESAHAN TESIS Judul Tesis : SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) Nama Mahasiswa :Rospita Br Sembiring Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi :Magister Kimia Fakultas :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Menyetujui Komisi Pembimbing ( Prof. Dr.Tonel Barus ) ( Dr. Mimpin Ginting, MS ) Ketua Anggota Ketua Program Studi, Dekan, FMIPA USU (Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD) ( Prof.Dr.Eddy Marlianto, MSc ) Tanggal lulus : 18 Mei 2010

4 PERNYATAAN ORISINALITAS SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) TESIS Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, Mei 2010 ( Rospita Br Sembiring ) NIM

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Rospita Br Sembiring NIM : Program Studi : Magister Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul: SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, berhak menyimpan,mengalih media, memformat,mengelola dalam bentuk data-base,merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, Mei 2010 (Rospita br sembiring)

6 Telah diuji pada Tanggal : 18 Mei 2010 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Tonel Barus Anggota : 1. Dr. Mimpin Ginting, MS 2. Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 3. Prof. Dr. Harry Agusnar, MSc, M. Phil 4. Prof. Dr.Yunazar Manjang 5. Prof. Dr. Jamaran Kaban, MSc

7 RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama lengkap berikut gelar : Rospita Br Sembiring, S.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Kabanjahe, 01 juni 1971 Alamat Rumah : Jl. Jamin Ginting Gg.Brahmana Kabanjahe HP : Instantsi Tempat bekerja : SMA Negeri 2 Kabanjahe Alamat Kantor : Jl. Jamin Ginting Kabanjahe Telepon : DATA PENDIDIKAN SD : Negeri Kinangkung Tamat : 1984 SMP : Negeri 8 Medan Tamat : 1987 SMA : Swasta Immanuel Medan Tamat : 1990 Strata-1 : FMIPA USU Tamat : 1995 Strata-2 : PSMK PPs FMIPA USU Tamat : 2010

8 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas segala berkat dan karunia yang dilimpahkannya sehingga tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada Pemerintah Propinsi Sumatera Utara c.q.bappeda Propinsi Sumatera Utara dan Pemerintah Kabupaten Karo yang telah memberikan bantuan biaya dan Surat Ijin Belajar sehingga meringankan beban kami selama perkuliahan dan dalam proses penyelesaian tesis ini. Dengan selesainya tesis ini,perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Rektor, Direktur Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. T.Chairun Nisa B,MSc dan Ketua Program Studi Prof. Basuki Wirjosentono,MS, Ph.D dan sekretaris Program Studi Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi Mahasiswa Program Magister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Terimakasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Tonel Barus selaku pembimbing utama dan Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS selaku anggota komisi pembimbing yang setiap saat dengan penuh perhatian memberikan bimbingan,motivasi dan saran kepada penulis. 2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar,MSc.,M.Phil dan Prof.Dr. Jamaran Kaban, MSc serta Bapak Prof. Dr. Yunazar Manjang, selaku penguji yang banyak memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian tesis ini. 3. Bapak Drs. Adil Ginting, MSc selaku kepala Laboratorium Kimia Organik serta asisten (Aspriadi, Robyanto, Yemima dkk) di Laboratorium Kimia Organik yang telah banyak membantu dan memeberikan kemudahan selama penulis melakukan penelitian. 4. Bapak dan Ibu Dosen beserta Staff Pegawai Sekolah Pascasarjana Ilmu Kimia 5. Suami saya tercinta Raidi Barus, SPd yang selalu setia mendampingi dan membantu saya serta memberi dorongan semangat selama perkuliahan dan dalam penyusunan tesis ini. 6. Ibunda saya tercinta Ngendep Br Tarigan,ayahanda tercinta Alm Mudun Sembiring, abang saya Drs. Nanit Sembiring, Apt,MM, Drs. Penoh Sembiring dan kakanda saya Warista Br Sembiring yang selalu memberikan dorongan dan semangat kepada penulis. vii

9 7. Bapak Kepala Dinas Pendidikan Nasional Kabupaten Karo, Drs.Seruan Sembiring, Msi, dan Bapak Kepala SMA Negeri 2 Kabanjahe, Drs.Tomi Jaya yang telah memberikan rekomendasi dan dorongan kepada penulis untuk mengikuti Program Megister Ilmu Kimia di Sekolah Pascasarjana Medan. 8. Rekan-rekan guru SMA Negeri 2 Kabanjahe yang telah banyak memberikan dorongan bagi penulis. 9. Teman-teman angkatan 2008 Sekolah Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah banyak memberikan bantuan pada penulis. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih kurang sempurna,oleh karena itu,penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi penelitian bagi pengetahuan untuk kemajuan nusa dan bangsa. Rospita Br Sembiring viii

10 SINTESIS DAN KARAKTERISASI SABUN NATRIUM POLIOL STEARAT CAMPURAN YANG DITURUNKAN DARI MINYAK JARAK PAGAR (Jatropa curcas Linn) ABSTRAK Pembuatan sabun natrium poliol stearat campuran dapat diperoleh melalui epoksidasi terhadap minyak jarak pagar menggunakan asam ferformat, disertai hidrolisis yang dilanjutkan dengan safonifikasi menggunakan NaOH. Minyak jarak pagar hasil ekstraksi dari biji jarak pagar yang kaya akan kandungan asam lemak tak jenuh C 18:1,C 18:2 dan C 18:3 melalui epoksidasi dengan asam ferformat pada suhu o C dilanjutkan hidrólisis menghasilkan senyawa poliol stearat campuran dari minyak jarak pagar. Hasil epoksidasi dikarakterisasai dengan menggunakan spektroskopi FT- IR, penentuan bilangan hidroksi dan bilangan iodin. Senyawa sabun natrium poliol stearat campuran yang dihasilkan melalui reaksi penyabunan antara senyawa poliol minyak jarak pagar dengan NaOH pada kondisi refluks juga dikarakterisasi dengan spektroskopi FT-IR dilanjutkan uji kekuatan busa, stabilitas busa dan tegangan permukaan yang juga dibandingkan dengan sabun natrium stearat maupun sabun natrium asam lemak dari minyak jarak pagar. Tegangan permukaan sabun natrium poliol stearat campuran dari minyak jarak pagar diperoleh sebesar 34,14 dyne/cm dengan titik konsentrasi misel kritis (CMC) sebesar 0,1% sedangkan sabun natrium asam lemak dari minyak jarak pagar diperoleh sebesar 39,62 dyne/cm dengan konsentrasi misel kritis (CMC) sebesar 0,06%. Kata Kunci : epoksidasi, hidrolisis, safonifikasi,minyak jarak pagar, senyawa poliol campuran, sabun natrium poliol stearat campuran. ix

11 SYNTESIS AND CHARACTERISATION OF MIXED SODIUM POLIOL STEARATE SOAP PRODUCED FROM JATROPA OIL ABSTRACT The making of sodium polyol stearic soap mixture can be obtained by jatropa oil epoxidation using ferformic followed with hydrolisis then continued with safonification by NaOH. Jatropa oil, s extract from jatropa wich is rich with fatty acids C 18:1, C 18:2, C 18:3 trough epoxidation with ferformic at o C and followed by hydrolsis produced polyol stearic mixture component from jatropa oil. Epoxidation result characterized with FT-IR spectroscopy, hidroxy value and iodin value determination. Sodium polyol stearic mixture component which is produced from safonification reaction between jatropa oil polyol with NaOH using of reflux condition also characterized with FT-IR spectroscopy followed foam strength,foam stabilitation, surface tension wich is also compare with sodium stearic soap and sodium stearic soap from jatropa oil. Sodium polyol stearic mixture soap, s surface tension from jatropa oil is 34,14 dyne/cm with crisis miselle concentration 0,1%. Meanwhile, fatty acids sodium soap from jatropa oil is at 39,62 dyne/cm with crisis miselle at 0,06%. Key words : epoxidation, hydrolisis,safonification, jatropa oil, polyol stearic mixture component, sodium polyol stearic mixture component. x

12 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR vii ABSTRAK ix ABSTRACT x DAFTAR ISI xi DAFTAR TABEL xiv DAFTAR GAMBAR xv DAFTAR LAMPIRAN xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Deskripsi tanaman jarak Minyak Jarak Komposisi Kimia Jarak Sifat Fisika dan Kimia Minyak Jarak Oleokimia Epoksida Surfaktan 12 BAB III METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian Alat-alat 15 xi

13 3.3 Bahan-bahan Prosedur Penelitian Pembuatan Reagen dan Standarisasi Pembuatan Larutan HCl 0,5 N Pembuatan Larutan KOH-Alkohol 0,5 N Pembuatan Larutan KOH 0,1 N Pembuatan Larutan KOH 0,2 N Pembuatan Larutan H 2 C 2 O 4 0,1 N Pembuatan Larutan Indikator Phenolptalein Pembuatan Alkohol Netral Pembuatan Larutan KI 10% Pembuatan Larutan Na 2 S 2 O 3 0,1 N Pembuatan Larutan Indikator Amilum Pembuatan Reagen Asetilasi Pembuatan Larutan KOH 0,5 N Pembuatan Larutan Indikator BTB Ekstraksi Minyak Jarak dari Biji Jarak Pagar (Jatropa Curcas Linn) Pembuatan Poliol Campuran dan Minyak Jarak (Jatropa Curcas Linn) Pembuatan Sabun Natrium Hidroksi Stearat Campuran Prosedur Analitis Analisis Bilangan Iodin Analisis Bilangan Hidroksi Analisis Bilangan Asam Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Penentuan Tegangan Permukaan Bagan Penelitian Ekstraksi Minyak Jarak dari Biji Jarak Pagar 24 xii

14 3.5.2 Pembuatan Senyawa Polihidroksi Minyak Jarak Pagar Pembuatan Sabun Natrium Hidroksi Stearat Campuran Penentuan Bilangan Iodin Penentuan Bilangan Hidroksi Penentuan Bilangan Asam 29 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembuatan minyak jarak pagar dari biji jarak pagar (Jatropa curcas Linn) Pembuatan poliol dari minyak jarak pagar Pembuatan sabun natrium poliol sterat campuran Pembahasan 34 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 45 DAFTAR PUSTAKA 46 LAMPIRAN L-1 xiii

15 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar Sifat Fisik dari Minyak Jarak Pagar Diagram Alur Oleokimia Komposisi Metil Ester Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar Data Hasil Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran dari Minyak Jarak 32 Pagar 4.3 Data Hasil Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Sabun Natrium Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar Data Hasil Uji Kekuatan dan Stabilitas Busa Sabun Natrium Stearat Data Hasil Penentuan Tegangan Permukaan (y) Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran dari Minyak Jarak 33 Pagar 4.6 Data Hasil Penentuan Tegangan Permukaan (y) Sabun Natrium Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar 34 xiv

16 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Gambar 4.1 Reaksi Epoksidasi dan Hidrolisis dari Minyak Jarak Paagar 4.2 Reaksi Penyabunan Terhadap Senyawa Poliol Stearat Campuran 4.3 Grafik Hasil Uji Kekuatan Busa Dari Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran Dan Sabun Natrium Asam Lemak Dari Minyak Jarak Pagar Serta Sabun Natrium Stearat 4.4 Grafik Hasil Uji Stabilitas Busa Dari Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran Dan Sabun Natrium Asam Lemak Dari Minyak Jarak Pagar serta Sabun Natrium Stearat. 4.5 Grafik Hasil Uji Tegangan Permukaan Sabun Natrium Poliol Stearat Campuran Dari Minyak Jarak Pagar. 4.6 Grafik Hasil Uji Tegangan Permukaan Sabun Natrium Asam Lemak dari Minyak Jarak Pagar. Halaman xv

17 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1 Spektrum Kromatografi Gas dari Minyak Jarak Pagar L-1 2 Data Penentuan Bilangan Iodin L-2 3 Data Penentuan Bilangan Hidroksi L-3 4 Spektrum FT-IR Minyak Jarak Pagar L-4 5 Spektrum FT-IR Senyawa Poliol Minyak Jarak Pagar L-5 6 Spektrum FT-IR Sabun Natrium Poliol Stearat L-6 Campuran 7 Data penentuan Bilangan asam L-7 xvi