PRAKTIKAL 6 : SABUN DAN DETERGEN

Tujuan

Menyediakan sabun melalui proses saponifikasi

Pengenalan

Sabun ialah garam yang terbentuk daripada tindak balas antara suatu alkali dengan

suatu asid lemak, RCOOH. Sabun ialah;

a) Garam natrium asid lemak jika alkali yang digunakan ialah natrium hidroksida

b) Garam kalium asid lemak jika alkali yang digunakan ialah kalium hidroksida

Formula am sabun ialah RCOONa atau RCOOK. R ialah kumpulan alkil yang berantai

panjang. Contoh-contoh sabun termasuk:

a) Natrium palmitat, CH3(CH2)14COO-Na+

b) Natrium stearat, CH3(CH2)16COO-Na+

c) Natrium laurat, CH3(CH2)10COO-Na+

d) Kalium oleat, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7 COO-K+

Sebagai contoh, sabun Natrium palmitat, CH3(CH2)14COO-Na+, ialah garam natrium bagi

asid palmitik, CH3(CH2)14COOH, yang berasal daripada minyak kelapa sawit.

Sabun dapat disediakan dengan memanaskan bersama lemak atau minyak dengan

alkali melalui proses saponifikasi. Proses saponifikasi ialah satu proses hidrolisis ester

(minyak atau lemak) oleh alkali. Minyak tumbuhan yang biasa digunakan untuk

pembuatan sabun ialah minyak sawit, minyak kelapa dan minyak zaitun. Pembuatan

sabun dapat dibahagikan kepada 2 peringkat iaitu

a) Peringkat 1

i. Kedua-dua bahagian molekul minyak atau lemak (ester) diasingkan

dengan memanaskan minyak bersama larutan alkali melalui proses

hidrolisis.

ii. Dalam proses ini, molekul minyak atau lemak (ester) dipecahkan kepada

asid lemak dan gliserololeh air dengan kehadiran alkali sebagai mangkin.

iii. Contoh :

O

║

CH3CH2)14 – C – O – CH2

O

║ hidrolisis

CH3CH2)14 – C – O – CH + 3H2O O alkali sebagai

║ mangkin

CH3CH2)14 – C – O – CH

Gliseril tripalmitat (dalam minyak sawit)

b) Peringkat 2

i. Asid lemak yang terbebas dalam Peringkat 1 bertindak balas dengan

alkali untuk membentuk garam natrium asid lemak iaitu sabun.

ii. Asid lemak + natrium hidroksida → garam natrium asid lemak + air

(alkali) (sabun)

Contoh :

O O

║ ║

CH3(CH2)14 – C – O – CH2 CH3(CH2)14 – C – OH HO – CH2

O O

║ hidrolisis ║

CH3(CH2)14 – C – O –CH + 3H2O CH3(CH2)14 – C – OH + HO - CH O alkali sebagai O

║ mangkin ║

CH3(CH2)14 – C – O –CH CH3(CH2)14 – C – OH HO – CH2

Gliseril tripalmitat (dalam minyak sawit) asid palmitik gliserol

Hidrolisis molekul minyak atau lemak

O

║

CH3(CH2)14 – C – O H O O

║ ║

CH3(CH2)14 – C – OH + 3NaOH → 3CH3(CH2)14 – C – ONa + H2O O Natrium palmitat (sabun)

║

CH3(CH2)14 – C – OH

Asid Palmitat (asid lemak)

Tindak balas antara asid lemak dan alkali untuk membentuk sabun

3 molekul air tersingkir

Pada amnya, tindak balas pembuatan sabun diwakili dalam perkataan seperti berikut.

Minyak sayuran + natrium hidroksida → garam natrium asidlemak + gliserol

(ester) (alkali) (sabun) (alkohol)

Jenis sabun yang hasilkan bergantung kepada jenis asid dan jenis alkali yang

digunakan.

Jenis sabun Bilangan

atom

karbon

Jenis asid lemak Jenis

alkali

Natrium stearat, CH3(CH2)16COO-

Na+

18 Asid stearik

CH3(CH2)16COOH

Natrium

hidroksida

Natrium palmitat,

CH3(CH2)14COO-Na+

16 Asid palmitik,

CH3(CH2)14COOH

Natrium

hidroksida

Kalium oleat,

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COO-K+

18 Asid oleik

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

Kalium

hidroksida

Natrium oleat,

CH3(CH2)10COO-Na+

12 Asid laurik,

CH3(CH2)10COOH

Natrium

hidroksida

O

║

CH3CH2)14 – C – O – CH2 HO – CH2

O O

║ ║

CH3CH2)14 – C – O – CH + 3NaOH → 3 CH3CH2)14 – C – ONa + HO - CH O

║

CH3CH2)14 – C – O – CH HO – CH2

Gliseril tripalmitat/tripalmit natrium hidroksida natrium palmitat gliserol

(dalam minyak sawit) (sabun)

Tindak balas keseluruhan antara molekul minyak atau lemak dan alkali untuk membentuk sabun

Natrium linoleat,

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=

CH(CH2)7COO-Na+

17 Asid linoleik,

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=

CH(CH2)7COOH

Natrium

hidroksida

Sabun yang terhasil dapat dimendak keluar dari campuran dengan menambahkan

garam biasa iaitu natrium klorida. Natrium klorida ditambah untuk mengurangkan

keterlarutansabun dalam air dan menyebabkannya terasing daripada larutan. Sabun

yang terhasil dituras, ditulenkan, dan ditambah dengan bahan tambahan seperti enzim

biologi, agen pemutih, bahan antiseptic, minyak wangi dan bahan pewarna. Terdapat

dua jenis sabun:

a) Sabun pepejal

i. Dibuat daripada natrium hidroksida dan asid karboksilik tepu yang

terdapat dalam lemak haiwan.

ii. Digunakan untuk tujuan mandi dan membasuh pakaian

b) Sabun cecair

i. Dibuat daripada kalium hidroksida dan asid karboksilik tak tepu yang

terdapat dalam minyak tumbuhan seperti minyak kapas.

ii. Digunakan sebagai sabun cecair dank krim pencukur (lebih mahal)

Sabun ialah agen pencuci yang digunakan untuk menanggalkan kotoran bahan organic.

Apabila dicampurkan ke dalam air, molekul sabun akan tercerai kepada ion natrium

(atau ion kaium) dan ion sabun (anion sabun). Ion sabun terdiri daripada dua bahagian

iaitu

a) Bahagian kepala yang

i. Terdiri daripada bahagian anion

ii. Bersifat ionik

iii. Juga disebut bahagian hidrofilik

iv. Larut dalam air

b) Bahagian ekor yang

i. Terdiri daripada bahagian hidrokarbon (rantai hidrokarbon)

ii. Merupakan molekul yang bersifat kovalen

iii. Juga disebut bahagian hdrofobik

iv. Larut dalam gris atau minyak (kotoran)

Secara amnya, struktur ion sabun dapat diwakili oleh struktur dalam rajah dibawah.

Molekul sabun dapat mengurangkan ketegangan permukaan air supaya air dapat

membasahi permukaan bahan dengan lebih baik.

Bahagian ekor hidrokarbon bahagian kepala ion

Struktur umum ion sabun

Bahagian ekor larut dalam kotoran seperti minyak atau gris

Bahagian kepala larut dalam air

Bahan :

1. 10cm3 minyak sawit

2. 50cm3, 5 mol dm-3 larutan natrium hidroksida pekat

3. Serbuk natrium klorida, NaCl

4. Air suling

Radas:

1. Bikar 250cm3

2. Rod kaca

3. Tungku kaki tiga

4. Kasa dawai

5. Penunu Bunsen

6. Spatula

7. Silinder penyukat

8. 10 cm3 dan 100 cm3, corong turas

9. Tabung uji

Prosedur

1) 10cm3 minyak sawit dimasukkan ke dalam sebuah bikar.

2) 50cm3, 5 mol dm-3 larutan natrium hidroksida pekat ditambah ke dalam bikar yang

sama.

3) Campuran itu didihkan perlahan-lahan sambil dikacau dengan rod kaca selama 10

minit. Campuran itu dielakkan daripada berbuih.

4) Larutan dibiarkan sejuk.

5) 50 cm3 air suling dan dua spatula serbuk garam biasa (natrium klorida)

ditambahkan.

6) Campuran dididihkan dan dikacau selama beberapa minit.

7) Campuran dalam bikar dibiarkan sejuk dan pepejal putih yang terhasil dituras.

8) Pepejal putih yang terhasil dibasuhkan dengan sedikit air suling dan dikeringkan

dengan kertas turas.

9) Ujian yang berikut dijalankan ke atas pepejal putih itu;

a) Disentuh dengan jari

b) Sedikit pepejal putih digoncang bersama-sama air dalam tabung uji.

10) Pemerhatian dicatat dalam jadual yang disediakankan.

Pemerhatian

Ujian ke atas pepejal putih Pemerhatian

Sentuh dengan jari Licin

Goncang dengan air Banyak buih terhasil

Analisis

Pepejal putih yang terhasil ialah sabun yang bersifat alkali. Jika kertas litmus dikenakan

kepadanya perubahan warna daripada merah kepada biru akan terhasil. Apabila larutan

natrium hadroksida ditambah, proses saponifikasi berlaku untuk menghasilkangaram

natrium asid lemak iaitu sabun. Proses pendidihan minyak sayuran dengan larutan

alkali juga menyebabkan hidrolisis minyak. Persamaan tindak balas pembentukan

sabun ditunjukkan di bawah.

Minyak kelapa sawit + natrium hidroksida garam natrium asid lemak + gliserol

(alkali) (sabun)

Garam biasa (natrium klorida) ditambah untuk merendahkan keterlarutan sabun dalam

air supaya sabun dapat termendak keluar.

Kesimpulan

Sabun dapat disediakan melalui proses saponifikasi, dengan mendidihkan minyak sawit

bersama larutan natrium hidroksida.

Langkah berjaga-jaga:

1. Gunakan penutup mulut semasa melakukan aktiviti makmal.

2. Memastikan pengudaraan adalah baik sebelum memulakan eksperimen.

3. Mengendalikan alatan kaca dan panas dengan berhati-hati.

4. Memastikan campuran dididihkan mengikut masa yang ditetapkan.

5. Keringkan sisa turasan dengan baik menggunakan kertas turas.

Soalan:

1. Terangkan sifat-sifat sabun yang dihasilkan.

Terasa licin setelah kita menyentuhnya dan kelihatan berbuih apabila digoncang dalam tabung uji berisi air.

2. Apakah fungsi natrium klorida dalam eksperimen ini?

Natrium klorida berfungsi untuk bertindak balas dengan larutan untuk

menghasilkan mendapan dan mengurangkan kelarutan sabun yang dihasilkan.

3. Tuliskan satu persamaan perkataan untuk proses saponifikasi yang terlibat dalam eksperimen ini.

Trigeliserid + natrium hidroksida hidrolisis gliserol + asid lemak

Minyak sodium + asid lemak asid palmitik + air

4. Ramalkan pemerhatian anda jika air paip digantikan dengan air suling dalam

langkah 11. Jelaskan jawapan anda.

Buih yang dihasilkan adalah lebih banyak kerana air suling adalah air tulen

yang tidak mempunyai ion-ion stearat yang akan menyebabkan penghasilan

kekat. Oleh itu, air suling akan menghasilkan buih yang lebih dan

menghasilkan skum yang kurang.

5. Bolehkah sabun dihasilkan melalui hidrolisis lemak atau minyak di bawah keadaan berasid.

Sabun tidak boleh dihasilkan dalam keadaan berasid kerana semasa proses

hidrolisis, satu molekul ester minyak atau lemak akan menghasilkan molekul-

molekul asid yang seterusnya bertindak balas dengan alkali untuk

menghasilkan sabun. Bahan alkali digunakan sebagai mangkin dalam proses

ini.

6. Nyatakan dua teknik berbeza bagi penyediaan sabun.

Teknik sejuk dan teknik panas

7. Apakah kelemahan sabun yang diperbuat secara komersial?

Kelemahan sabun yang dibuat secara komersial ialah mempunyai campuran

NaOH yang banyak dan menyebabkan fabrik tidak tahan lama. Sabun

komersial juga boelh menyebabkan kulit menjadi kering kerana tidak

mempunyai gliserin.

8. Apakah bahan yang digunakan untuk membuat detergen secara industri?

Bahan utama yang digunakan untuk membuat detergen secara industri ialah

pelembut air, enzim dan peluntur.

Rujukan

1) _______. (2012). ______. Soap. Retrieved from http://www.rd.com/advice-and-

know-how/extraordinary-uses-for-soap/article24016.html on April 12, 2012.

2) _______. (2012). Characteristics and uses of soap. Soap- characteristics abd

uses of soap. Retrieved from http://science.jrank.org/pages/6213/Soap-

Characteristics-uses-soap.html on on April 12, 2012.

3) _______. (2012). ________. Saponification. Retrieved from

http://en.wikipedia.org/wiki/Saponification on on April 12, 2012.

4)

5) _______. (_______). ______. Saponification. Retrieved from

http://www.micmacindia.com/soap/saponification%20laundry.htm on on April 12,

2012.

6) _______. (2012). _______. 10 Uses for Soap. Retrieved from

http://www.thisoldhouse.com/toh/article/0,,1089119,00.html on April 12, 2012.

Lampiran

Gambar eksperimen