(SCE 3103 MENEROKA BAHAN) TOPIK 12 SABUN DAN DETERGEN SINOPSIS Sebarang bahan yang digunakan untuk tujuan pencucian dipanggil sebagai detergen. Detergen yang paling biasa adalah sabun. Sabun adalah agen pencuci yang dihasilkan dari lemak haiwan atau minyak tumbuhan melalui proses saponifikasi. HASIL PEMBELAJARAN 1. Menyatakan maksud sabun dan detergen 2. Menerangkan proses penyediaan saponifikasi 3. Menyatakan sifat-sifat sabun dan detergen 4. Menyatakan kegunaan sabun dan detergen dalam kehidupan seharian kita. KERANGKA TAJUK-TAJUK Rajah 12.1 Kerangka Tajuk-tajuk SABUN DAN DETERGEN Maksud sabun dan detergen Penyedian melalui saponifikas i Sifat-sifat Penggunaan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
TOPIK 12 SABUN DAN DETERGEN
SINOPSIS
Sebarang bahan yang digunakan untuk tujuan pencucian dipanggil sebagai detergen.
Detergen yang paling biasa adalah sabun. Sabun adalah agen pencuci yang dihasilkan dari
lemak haiwan atau minyak tumbuhan melalui proses saponifikasi.
HASIL PEMBELAJARAN
1. Menyatakan maksud sabun dan detergen
2. Menerangkan proses penyediaan saponifikasi
3. Menyatakan sifat-sifat sabun dan detergen
4. Menyatakan kegunaan sabun dan detergen dalam kehidupan seharian kita.
KERANGKA TAJUK-TAJUK
Rajah 12.1 Kerangka Tajuk-tajuk
SABUN DAN DETERGEN
Maksud sabun dan detergen
Penyedian melalui
saponifikasiSifat-sifat Penggunaan
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
ISI KANDUNGAN
12.1.1 Maksud Sabun
Sabun ialah sejenis bahan pencuci. Ia terdiri daripada garam natrium ataupun garam kalium asid lemak. Asid lemak sabun terdiri daripada asid karboksilik yang berantai
panjang. Rantainya biasanya mengandungi dua belas molekul hingga lapan belas atom
karbon per molekul.
Formula am sabun ialah RCCOONa ataupun RCOOK. R ialah kumpulan alkil yang berantai
panjang. Contoh-contoh sabun :
Jenis Sabun Formula Kimiaa) Natrium laurat CH3(CH2)10COO-Na+
b) Natrium palmiat CH3(CH2)14COO-Na+
c) Kalium oleoat CH3(CH2)7CH = CH3(CH2)7COO-K+
d) Natrium stearat CH3(CH2)16COO-Na+
SEJARAH PEMBUATAN SABUN
Pembuatan sabun merupakan proses yang telah dijalankan sejak dahulu lagi. Pada zaman
purba, sabun dibuat daripada abu tumbuhan yang mempunyai
kalium karbonat. Abu ini dididihkan dengan kapur (kalsium
oksida) untuk menghasilkan kalium hidroksida (kaustik).
Selanjutnya, pendidihan kalium hidroksida dengan lemak
haiwan menghasilkan sabun. Selain abu tumbuhan, bahan pencuci lain yang biasa
digunakan ialah daun, akar, buah, dan kulit kayu daripada setengah-setengah tumbuhan.
Bahan-bahan ini didapati menghasilkan buih yang dapat menaggalkan kekotoran pada
pakaian.
Sabun pertama yang hampir sama dengan sabun terkini telah dibuat di Itali pada tahun 600
Masihi. Pada masa itu bahan-bahan mentah yang digunakan ialah lemak dan kalium
karbonat. Sabun yang dihasilkan pada masa itu tidak tulen kerana mereka menggunakan
bahan yang tidak tulen. teknik yang mereka gunakan juga kurang memuaskan.
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
Pada tahun 700 Masihi, negara Sepanyol telah menghasilkan sabun
yang lebih baik kualitinya dengan menggunakan minyak zaiton dan
bukan lemak haiwan.
Di Amerika pada tahun 1800-an, orang-orang Amerika mencampurkan lemak dan gris
dengan arang kayu untuk menghasilkan sabun kuning. Pada 1970, Nicolas Lebanc telah
menemui kaedah untuk menghasilkan soda (natrium karboanat) daripada garam biasa. Ini
membolehkan penghasilan alkali tulen yang merupakan bahan penting dalam pembuatan
sabun. Pada 1816, Michael Chevreul telah menunjukkan tindakbalas kimia yang perlu
dijalankan untuk membuat sabun. Dengan adanya bekalan bahan kimia yang tulen dan
pemahaman tindak balas yang lebih jelas, maka sabun yang bermutu tinggi dapat
dihasilkan.
Contoh-contoh sabun yang berada di pasaran
12.1.2 PENYEDIAAN SABUN MELALUI PROSES SAPONIFIKASI
Proses saponifikasi untuk menghasilkan sabun melibatkan tindak balas antara dua bahan
berikut :
(a) bahan alkali
(b) lemak atau minyak
Bahan alkali yang sesuai ialah larutan natrium hidoksida atau kalium hidroksida. Lemak
atau minyak merupakan sebatian dalam kumpulan ester. Molekul ester ini terdiri daripada
dua bahagian penting dalam struktur molekulnya.Dua bahagian ini ialah :
(b) bahagian dari asid seperti yang ditunjukkan dalam struktur dibawah.
bahagian dari asid bahagian dari alcohol
Apabila sesuatu ester dihidolisiskan, (tindakan dengan air) maka alkohol dan asid masing-
masing akan dihasilkan seperti yang ditunjukkan dalam contoh di bawah.
CH3COOCH3 + H2O CH3COOCH + CH3OH
(ester) (asid) (alkohol)
metil etanoat
Bagi molekul ester, bahagian alkoholnya berasal daripada molekul propan-1,2, 3-triol iaitu
gliserol seperti yang ditunjukkan dalam persamaan dibawah.
CH3COO- C2H5
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
Bahagian asid berasal daripada asid-asid karboksilik (asid lemak). Setiap molekul gliserol
mempunyai tiga kumpulan hidroksil. Hal ini bererti bahawa molekul ini boleh bertindak balas
dengan tiga molekul asid karboksilik untuk membentuk satu molekul ester lemak dengan
kehilangan tiga molekul air (tindak balas pengesteran). Ketiga-tiga molekul asid lemak ini
boleh menjadi molekul-molekul yang sama atau berlainan.
Jadi, hidrolisis satu molekul ester minyak atau lemak akan menghasilkan molekul-
molekul asid yang seterusnya boleh bertindak balas dengan alkali untuk menghasilkan
sabun. Jika asid yang berlainan digunakan, maka garam yang berlainan akan dihasilkan.
Misalnya, jika asid palmitik digunakan, garam yang terbentuk ialah natrium palmitat. Jika
asid itu ialah asid stearik, maka garamnya ialah natrium stearat. Jika asid itu ialah asid
oleik, maka garamnya ialah natrium oleat. Kesemua garam ini ialah sabun.
EKSPERIMEN 12.1
PENYEDIAAN SABUN MELALUI PROSES SAPONIFIKASI
Apakah kaedah yang boleh digunakan untuk menyediakan sabun di dalam makmal?
Semasa proses saponifikasi, campuran minyak sayuran dengan larutan alkali akan
menghasilkan sabun.
Minyak sayuran, natrium hidroksida 5 mol dm-3, garam dapur
Bikar,rod kaca, tungku kaki tiga, penunu Bunsen, kasa dawai
MASALAH
HIPOTESIS
BAHAN
RADAS
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
1. Dengan menggunakan silinder penyukat kecil, 5 cm3 minyak sayuran disukat kedalam
sebuah bikar 250 cm3.
2. Dengan menggunakan silinder penyukat besar, 30 cm3 larutan natrium hidroksida 5 mol
dm-3 disukat dan dituangkan ke dalam bikar yangmempunyai minyak itu. Campuran
dipanaskan seperti rajah di bawah.
3. Kemudian 100 cm3 air dan beberapa spatula garam biasa dicampurkan. Campuran
dikacau dan dididihkan selama 5 minit.
(Awas: Berhati-hati semasa mengacau campuran. Larutan natrium hidroksida pekat
boleh melecur kulit anda).
4. Campuran dibiarkan sejuk. Kemudian campuran dituras dengan menggunakan corong
turas dan kertas turas.
5. Baki yang tertinggal pada kertas turas ialah sabun. Baki dibasuh dengan sedikit air.
Kemudian baki dikeringkan dengan menekapnya di antara kepingan kertas turas.
6. Sedikit sabun tersebut dimasukkan ke dalam sebuah tabung uji. Sedikit air dicampurkan
dan tabung uji digoncang.
7. Sedikit pepejal sabun digosok dengan jari.
PROSEDUR
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
Didapati sabun melarut dalam air dan buih-buih dihasilkan. Sabun merasa licin apabila
dirasai dengan jari kita.
1. Proses pendidihan minyak sayuran menyebabkan hidrolisis minyak untuk menghasilkan
a) 1 molekul gliserol dan
b) 3 molekul asid lemak
2. Jika minyak sawit digunakan, maka asid palmitik akan dihasilkan. Asid ini kemudiannya
akan bertindak balas dengan natrium hidroksida untuk membentuk natrium palmitat
(sabun/ garam natrium) yang mempunyai formula CH3(CH2)14COONa.
3. Garam natrium klorida dicampurkan supaya keterlarutan sabun dalam air dapat
dikurangkan.Hal ini akan memendakkan keluar sabun yang boleh diasingkan melalui
proses penurasan.
4. Tindak balas hidrolisis yang dijalankan dalam keadaan beralkali seperti ekseperimen 1
dikenali sebagai tindak balas saponifikasi.
5. Untuk meningkatkan mutu sabun yang dihasilkan, minyak wangi boleh ditambahkan
kedalamnya. Sabun yang dihasilkan akan berbau wangi.
6. Pewarna juga boleh ditambahkan supaya rupanya menjadi elok.
7. Kebanyakkan sabun digunakan sebagai sabun mandi. Kalium hidroksida biasanya
digunakan untuk menyediakan sabun mandi dalam proses saponifikasi. Hal ini
disebabkan sabun kalium stearat yang dihasilkan akan menjadi lebih lembut.
KEPUTUSAN
PERBINCANGAN
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
Sabun boleh disediakan melalui proses hidrolisis dalam keadaan alkali.
minyak + alkali sabun + gliserol
12.1.3 STRUKTUR MOLEKUL SABUN
Molekul sabun boleh di bahagikan kepada dua iaitu :
a) Bahagian hidrofilik – larut dalam air tetapi tidak larut dalam minyak
b) Bahagian hidrofobik – tidak larut dalam air tetapi larut dalam minyak
Apabila molekul sabun larut dalam air, ia akan terurai kepada ion natrium (Na+) dan ion
karboksilat (RCOO-). Ion karbosilat (RCOO-) merupakan bahagian aktif dalam sabun
yang mengandungi bahagian hidrofilik dan hidrofobik. Bahagian hidrofilik mengandungi ion
COO- yang mempunyai sifat ionic dan sangat larut dalam air sementara bahagian
hidrofobik mengandungi hidrokarbon yang mempunyai sifat kovalen dan tidak larut dalam
air.
Bagaimanakah sabun bertindak membersih kotoran berminyak?
1. Sabun yang dilarutkan di dalam air akan terurai kepada ion-ionnya . Hal ini
menyebabkan tegangan permukaan air akan dikurangkan. Oleh itu, permukaan yang
hendak dibersihkan dapat dibasahi oleh air dengan lebih baik. Buih air bersabun akan
membantu mengapungkan kotoran dalam air.
KEPUTUSAN
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
2. Struktur ion sabun terdiri daripda dua bahagian, iaitu bahagian hidrokarbon yang
hanya larut dalam minyak dan bahagian ion yang hanya larut dalam air.
3. Bahagian hidrokarbon ion sabun yang larut di dalam minyak akan mengepung kotoran
berminyak. Apabila dikocak, kotoran berminyak yang dikepung oleh ion sabun itu akan
terlepas dari permukaan yang dibersihkan dan tersebar di dalam air sebagai suatu
emulsi.
4. Apabila dibilas dengan air bersih yang mengalir, kotoran berminyak yang terampai
akan disingkirkan dan permukaan yang berminyak akan menjadi bersih.
Keberkesanan sabun sebagai pencuci
1. Sabun adalah bahan pencuci yang mesra alam kerana dibuat daripada lemak dan
minyak, iaitu ester semula jadi.
2. Oleh itu, sabun adalah mudah terbiodegradasi dan tidak mencemar sungai atau tasik serta tidak mengganggu ekosistem.
3. Walau bagaimanapun, tindakan mencuci oleh sabun akan berkurangan di dalam air liat.
4. Air liat yang terdapat di kawasan batu kapur mengandungi banyak garam kalsium yang
terlarut.
5. Ion kalsium, Ca2+ (ak), yang terlarut akan membentuk mendakan yang dinamai kekat apabila bertindak balas dengan ion sabun.
(SCE 3103 MENEROKA BAHAN)
6. Pembentukan kekat menyebabkan pembaziran sabun. Kekat yang melekat pada
permukaan yang hendak dibersihkan juga sukar untuk disingkirkan.
12.1.4 MAKSUD DETERGEN
Bahan detergen bermaksud bahan yang digunakan sebagai bahan pencuci. Jadi, pada
amnya sabun ialah sejenis detergen juga. Biasanya istilah detergen merujuk kepada bahan pencuci bukan sabun. Detergen dibahagikan kepada dua jenis iaitu detergen semula jadi dan detergen sintetik.
Detergen semula jadi dibuat daripada minyak haiwan atau minyak sayuran. Contohnya,
sabun mandi boleh dibuat daripada lemak haiwan atau minyak sayuran. Detergen sintetik
biasanya dibuat daripda hasil petroleum. Sabun ialah garam natrium daripada asid
karboksilik. Contohnya ;
a) natrium stearat atau natrium palmitat
b) kalium stearat atau kalium palmitat.
Detergen ialah garam natrium daripada asid sulfonik. Contohnya;
a) natrium alkil sulfat
b) natrium alkilbenzena sulfonat
Sabun dan detergen juga mempunyai fungsi yang berlainan. Contohnya, molekul-molekul
sabun mempunyai kumpulan berfungsi ion karbosilat - (COO-) manakala detergen
mempunyai kumpulan berfungsi ion sulfonat ( SO-3) atau ion sulfat ( O-SO-