ETHANOL
GEL
I. TUJUAN PERCOBAAN
Mahasiswa dapat
mengetahui pembuatan ethanol gel.
II. ALAT DAN BAHAN YANG
DIGUNAKAN
·
Alat yang digunakan :
-
Gelas kimia
-
Gelas ukur
-
Kaca arloji
-
Pipet ukur
-
Bola karet
-
Magnetic stirrer
-
Hot plate
-
Spatula
-
Pengaduk
-
Kertas
-
Botol aquadest
·
Bahan yang digunakan :
-
Ethanol 60 % dan 70 %
-
CMC
-
NaOH
-
Aquadest
III. DASAR TEORI
Ethanol
gel memiliki beberapa kelebihan dibanding bahan bakar
padat parafin yaitu terbaharukan, selama pembakaran tidak berasap, tidak
menimbulkan jelaga, tidak menghasilkan gas berbahaya, bersifat non karsinogenik
dan non korosif. Bentuknya gel memudahkan dalam pengemasan dan pendistribusian. Ethanol gel sangat cocok digunakan untuk
pemanas pada saat pesta, pada saat berkemah, dan untuk keperluan tentara. Untuk
membuat ethanol gel dibutuhkan pengental berupa tepung, seperti kalsium asetat, atau
pengental lainnya seperti xanthan gum, carbopol dan berbagai material turunan selulosa. Untuk pengental
jenis carbopol dibutuhkan air untuk membentuk struktur gel yang diinginkan.
Pada carbopol, pH sangat berpengaruh dalam pembentukan gel, carbopol terbentuk
gel dengan kisaran pH 5-7 dan pH dapat diatur pada nilai yang netral, sifat gel
dapat dirusak dengan nilai pH yang berlebih yaitu menggunakan basa sederhana
anorganik, seperti sodium, ammonium, atau potassium hidroksida atau garam basa
seperti sodium carbonat.
Variabel – variabel proses saat pembuatan ethanol gel yang mungkin berpengaruh
terhadap karakteristik gel yang dihasilkan antara lain: kadar etanol, jumlah
penambahan carbopol, pH campuran dan pengadukan. Karena etanol bersifat asam
dan carbopol efektif pada rentang pH 5-7 maka pH campuran dikendalikan dengan
penambahan NaOH. Etanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol
absolut, atau alkohol saja. Merupakan sejenis cairan yang mudah menguap, mudah
terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan
dalamkehidupan sehari-hari.
Etanol merupakan senyawa alkohol yang
diperoleh lewat proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme. Bahan baku
pembuatan etanol dapat berupa ubi kayu, jagung, ubi jalar, dan tebu. Semuanya
merupakan tanaman penghasil karbohidrat yang sangat mudah ditemukan di
Indonesia karena iklim dan keadaan tanah Indonesia yang mendukung pertumbuhan
tanaman tersebut. Di Indonesia, ubi kayu dinilai sebagai sumber karbohidrat
yang paling potensial untuk diolah menjadi etanol. Hal ini karena ubi kayu
memiliki daya tahan yang tinggi terhadap penyakit, dapat diatur waktu panennya
serta dapat tumbuh di tempat yang kurang subur. Namun, kadar patinya tergolong
rendah (30%) dibandingkan dengan jagung (70%) dan tebu (55%) (Agil,2007).
Dalam sejarahnya etanol telah lama
digunakan sebagai bahan bakar. Etanol adalah salah satu bahan bakar alternatif
(yang dapat diperbaharui) yang ramah lingkungan yang menghasilkan gas emisi
karbon yang lebih rendah dibandingkan dengan bensin atau sejenisnya. Etanol
jelas lebih menguntungkan karena lebih ramah lingkungan dan bahan bakar
alternatif yang satu ini dapat
diperbaharui (renewable).
Sifat-sifat fisis etanol (Perry,1984) :
· Rumus molekul : C2H5OH
· Berat molekul : 46,07 gram /
mol
· Titik didih pada 1 atm : 78.4°C
· Titik beku : -112°C
· Bentuk dan warna : cair tidak
berwarna
· Spesifik gravity : 0,786 pada 20°C
Sifat-sifat kimia etanol (Vogel,1985) :
· Bersifat hidrofob
· Rantai karbon cukup panjang
· Untuk minuman diperoleh dari
peragian karbohidrat
Gel
Gel adalah sistem padat atau setengah
padat dari paling sedikit dua konstituen yang terdiri dari massa seperti agar
yang rapat dan diisi oleh cairan. Gel terdiri dari dua fase kontinyu yang
saling berpenetrasi. Fase yang satu berupa padatan, tersusun dari partikel –
partikel yang sangat tidak simetris dengan luas permukaan besar, sedang yang
lain adalah cairan (Martin, 1993).
Pembentukan Gel
Pada prinsipnya pembentukan gel
hidrokoloid terjadi karena adanya pembentukan jala atau jaringan tiga dimensi
oleh molekul primer yang terentang pada seluruh volume gel yang terbentuk
dengan memerangkap sejumlah air didalamnya.
Terjadi ikatan silang pada polimer-polimer
yang terdiri dari molekul rantai panjang dalam jumlah yang cukup maka akan
terbentuk bangunan tiga dimensi yang kontinyu sehingga molekul pelarut akan
terjebak diantaranya, terjadi immobilisasi molekul pelarut dan terbentuk
struktur yang kaku dan tegar yang tahan terhadap gaya maupun tekanan tertentu. Gelasi
merupakan fenomena yang melibatkan penggabungan, atau terjadinya ikatan silang
antar rantai-rantai polimer.
Ada tiga teori yang dapat digunakan untuk menjelaskan
pembentukan gel yaitu :
1. Teori adsorpsi pelarut
Teori ini menyatakan bahwa gel terjadi
sebagai akibat adsorpsi molekul pelarut oleh partikel terlarut selama
pendinginan yaitu dalam bentuk pembesaran molekul akibat pelapisan zat terlarut
oleh molekul-molekul pelarut. Pembesaran partikel terjadi terus menerus
sehingga molekul zat telarut yang telah membesar bersinggungan dan tumpang
tindih melingkari satu sama lain sehingga seluruh system menjadi tetap dan
kaku. Adsorpsi zat pelarut akan meningkat dengan
makin rendahnya suhu.
2. Teori jaringan tiga dimensi
Teori ini menyatakan bahwa kemampuan
senyawa-senyawa untuk mengadakan gelasi disebabkan oleh terbentuknya struktur
berserat atau terjadinya reaksi di dalam molekul itu sendiri dan membentuk
serat. Selama pendinginan serat tersebut membentuk jaringan tiga dimensi.
Ikatan yang menentukan dalam jaringan tiga dimensi kemungkinan merupakan ikatan
primer dari gugus fungsional dan ikatan sekunder yang terdiri dari ikatan
hidrogen atau dapat juga terjadi antara gugus alkil. Tipe ikatan yang terdapat
dalam jaringan tiga dimensi akan menentukan tipe gel yang dihasilkan.
3. Teori orientasi partikel
Teori ini menyatakan bahwa pada sisi
tertentu terdapat kecenderungan bagi partikel terlarut dan solven untuk berorientasi dalam
konfigurasi yang tertentu melalui pengaruh gaya dengan jangkauan yang panjang,
seperti yang terjadi pada kristal. Mekanisme pembentukan gel dapat berbeda-beda
tergantung pada jenis bahan pembentuknya. Diantaranya yang paling berbeda dalam
hal jenis dan sifatsifatnya adalah gel yang dibentuk oleh gelatin, suatu jenis
protein dan gel yangdibentuk oleh polisakarida.
Gelling Agent
Bahan pembentuk gel (gelling agent)
adalah bahan tambahan pangan yang digunakan untuk mengentalkan dan menstabilkan
berbagai macam makanan seperti jeli, makanan penutup dan permen. Bahan ini
memberikan teksturmakanan melalui pembentukan gel.Beberapa bahan penstabil dan
pengental juga termasuk dalam kelompok bahan pembentuk gel. Untuk membuat ethanol gel dibutuhkan pengental berupa
tepung, seperti kalsium asetat, atau pengental lainnya seperti xanthan gum,carbopol ,HPMC (Hydroxy
Propil Methil Cellulose) dan berbagai material
turunan selulosa. Untuk pengental jenis polimer
carboxy vinyl seperti carbopol dibutuhkan air untuk membentuk struktur gel yang
diinginkan (Tambunan, 2008).
1. Carbopol 940 (Carboksipolimetilen)
Nama lain carbopol adalah acritamer, acrylic acid polymer, carbomer. Dengan rumus molekul
(C3H4O2)n. untuk jenis carbopol 940 mempunyai berat molekul monomer sekitar 72
gr/mol dan carbopol ini terdiri dari 1450 monomer (Avinash,2006). Carbopol
merupakan salah satu jenis gelling agent digunakan sebagian besar di dalam cairan atau sediaan formulasi
semisolid berkenaan dengan farmasi sebagai agentpensuspensi atau agent penambah kekentalan. Digunakan
pada formulasi krim, gel dan salep dan kemungkinan digunakan dalam sediaan obat
mata dan sediaan topikal lain. Rumus bangun dari carbopol.
Carbopol berwarna putih berbentuk serbuk
halus, bersifat asam, higroskopik, dengan sedikit karakteristik bau. Carbopol
dapat larut di dalam air, di dalam etanol (95%) dan gliserin, dapat terdispersi
di dalam air untuk membentuk larutan koloidal bersifat asam, sifat merekatnya
rendah.
Carbopol bersifat stabil dan higroskopik,
penambahan temperatur berlebih dapat mengakibatkan kekentalan menurun sehingga
mengurangi stabilitas. Carbopol mempunyai viskositas antara 40.000 – 60.000 cP
digunakan sebagai bahan pengental yang baik memiliki viscositasnya tinggi,
menghasilkan gel yang bening. Carbopol digunakan untuk bahan pengemulsi pada
konsentrasi 0,1- 0,5%B, bahan pembentuk gel pada konsentrasi 0,5-2,0%B, bahan
pensuspensi pada konsentrasi 0.5–1.0 % dan bahan perekat sediaan tablet pada
konsentrasi 5 – 10 % (Rowe, et. al.,2003 dalam Puryanto, 2009).
Dalam medium berair, polimer seperti
carbopol 940 ini yang dipasarkan dalam bentuk asam bebas, mula mula terdispersi
secara seragam. Setelah tidak ada udara yang terjebak, gel dinetralkan dengan
basa yang cocok. Muatan negative pada sepanjang rantai polimer menyebabkan
polimer tersebut menjadi terurai dan mengembang. Dalam sistem berair, basa
sederhana anorganik, seperti sodium, ammonium, atau potassium hidroksida atau
garam basa seperti sodium carbonat dapat digunakan. pH dapat diatur pada nilai
yang netral, sifat gel dapat dirusak oleh netralisasi yang tidak cukup atau
nilai pH yang berlebih. Amina tertentu seperti TEA biasanya digunakan dalam
produk kosmetik (Libermann,1996). Carbopol 940 akan mengembang jika
didispersikan dalam air dengan adanya zat-zat alkali seperti TEA
(trietanolamin) atau diisopropilamin untuk membentuk suatu sediaan semipadat
(Lachman, et.al.,1989 dalam Puryanto,2009)
2. Karagenan
Istilah Carrageenan (karagenan) yang pada mulanya digunakan untuk menamakan ekstrak
dari Chondrus crispus diambil dari nama desa yang bernama Carraghen yang terletak di
pantai selatan Irlandia, flan (kuepastry) dibuat dengan memasak irish moss (spesies alga merah, Chondrus crispus) dengan susu. Saat ini
pemanfaatan karagenan tidak hanya terbatas pada industri makanan saja, tetapi
juga pada industri-industri lain seperti farmasi, kosmetik, bioteknologi,
tekstil dan lain sebagainya. Terdapat beberapa definisi karagenan yang umum
dipakai karagenan dapat didefinisikan sebagai campuran polisakarida yang
mengandung
sulfat yang diekstrak dari alga merah . karagenan
adalah nama umum dari golongan polisakarida pembentuk gel dan pengental yang
diperoleh secara komersial melalui proses ekstraksi dari
spesies alga merah (Rhodophyceae) tertentu. Karagenan
diberi nama berdasarkan persentase kandungan ester sulfatnya, Kappa: 25%, Iota:
32 % dan Lambda: 35 % . Karagenan dapat membentuk gel dengan baik, sehingga
banyak digunakan sebagai gelling agent dan pengental (Suptijah, 2002).
3. HPMC
Nama lain dari HPMC antara lain,
hypromellose, methocel, hydroxypropilmethilcellulose,
metolose, pharmacoat. Rumus kimia HPMC adalah CH3CH(OH)CH2. HPMC secara luas
digunakan sebagai suatu eksipien di dalam formulasi pada sediaan topical dan oral. Dibandingkan dengan
metilselulosa, HPMC menghasilkan cairan lebih jernih. HPMC juga digunakan
sebagai zat pengemulsi, agen pensuspensi, dan agen penstabil di dalam sediaan
salep dan gel. Sifat merekat dari HPMC apabila sediaan menggunakan bahan
pelarut organic cenderung menjadi lebih kental dan merekat, terus meningkatnya
konsentrasi juga menghasilkan sediaan yang lebih kental dan merekat. Daya
larutnya yaitu dapat larut di dalam air dingin, membentuk satu larutan koloid
merekat, pada kenyataannya tidak dapat larut di dalam cloroform, etanol (95%)
dan eter, tetapi dapat larut di dalam campuran dari etanol dan dichloromethane,
campuran dari metanol dan dichloromethane, dan campuran dari alkohol dan air.
Titik gel adalah 50-90 0C, tergantung pada konsentrasi dan nilai material. Hypermellose (HPMC) secara umum diakui
sebagai bahan tidak beracun dan non iritasi, walaupun konsumsi oral berlebihan
mungkin punya satu efek laksatif.
4. Kalsium Asetat
Kalsium asetat adalah garam dari asam
asetat, mempunyai rumus molekul (Ca(CH3COOH)2. Nama IUPAC untuk kalsium asetat
adalah kalsium etanoat danmnama lain kapur asetat. Mempunyai bentuk anhidrat
dan sangat higroskopis. Jika alcohol ditambahkan kedalam larutan jenuh kalsium
asetat maka suatu sediaan semisolid gel terbentuk dan mempunyai sifat mudah
terbakar. Gel yang dihasilkan berwarna putih dan berbentuk menyerupai bola
salju
Sifat-sifat kalsium asetat antara lain :
· Berat Molekul : 158,17 gr/mol
· Berat Jennis : 1,6 gr/cm3
· Penampilan : putih padat dan
higroskopis
· Titik lebur : 160 oC
· Kelarutan dalam air : 37,4
gr/100ml (0 oC)
34,7 gr/100ml (20oC)
29,7 gr/100ml (100oC)
· Sedikit larut dalam methanol
dan larut dalam aseton, etanol dan benzene Untuk membuat ethanol gel, dosis kalsium asetat untuk
bahan campuranmcukup 1-5%B. Kalsium asetat berbentuk tepung itu lalu diencerkan
dengan air sebanyak 20% dari jumlah bioetanol. Selanjutnya dicampur etanol
berkadar 70- 85%. Rasio antara pengental dan etanol perbandingannya 1:7.
Setelah itu ditambahkan 5% Natrium Hidroksida sebagai penyeimbang pH agar
tingkat keasaman 5-6. Saat menambahkan Natrium Hidroksida kecepatan aduk
ditingkatkan 2 kali lipat. Untuk membuat 200 g gel kecepatan aduk berkisar
2.500 rpm
Ethanol gel adalah
etanol dengan bentuk fisik berupa gel. Produk ethanol gel sangat prospektif dikembangkan. Keunggulan dari ethanol gel dibandingkan fase cairnya yaitu praktis dan aman. Praktis karena berbentuk gel
sehingga bias disimpan di dalam botol serta
tidak mudah tumpah. Dalam bentuk gel, factor keamanan dalam penggunaan etanol dalam rumah tangga pun terjamin
karena produk ethanol
geltidak mudah menguap (volatile) dan tidak mudah terbakar. Seandainya pun ethanol gel tumpah dalam keadaan masih terbakar, kekentalannya tidak akan membuatnya cepat mengalir seperti halnya etanol dalam
bentuk cair. Ethanol gel merupakan produk aman karena tidak volatil serta tidak mengeluarkan asap atau gas beracun ketika dibakar. Untuk membentuk ethanol gel ini diperlukan bahan pengental etanol. Bahan yang digunakan dalam hai ini berupa carbopol yang merupakan
polimer asam akrilik. carbopol
dicampurkan ke dalam etanol dan dihomogenisasi. Lalu, beberapa milliliter Natrium Hidroksida (NaOH) ditambahkan ke dalam
campuran agar terbentuk gel. Tujuannya untuk mengubah pH campuran menjadi
semakin tinggi karena gel akan
terbentuk jika pH campuran meningkat (Vivandra,2009). Ethanol gel dapat digunakan sebagai bahan
alternatif yang aman pengganti parafn karena keuntungan utama
menggunakannya adalah ethanol geltanpa asap dan tidak ada emisi gas
berbahaya. Masyarakat di Afrika Selatan yang telah memakai ethanol gel mengatakan bahwa hasil pembakaran ethanol gel bersih dantidak menimbulkan
jelaga pada panci bekas memasak.
IV. PROSEDUR KERJA
·
Melarutkan
ethanol dengan kadar total sebnyak 100 ml kedalam beaker glass (gelas kimia).
·
Melarutkan
CMC 3.2 gram yng dilarutkan dengan 20 ml air di dalam beaker glass.
·
Mencampurkan
ethanol kedalam larutan CMC, kemudian diaduk.
·
Mengaduk,dengan
pengaduk ( stirrer ) dengan kecepatan 1000 rpm selama 45 menit.
·
Menambahkan
NaOH 1 N sebnyk 1 ml hinga terbentuk gel.
·
Melakukan
test dengan pembakaran pada gel.
VI. ANALISA PERCOBAAN
Dari percobaan yang dilakukan bertujuan agar
dapat mngetahui cara pembuatan ethanol gel. Dimana Ethanol
gel memiliki beberapa kelebihan dibanding bahan bakar
padat parafin yaitu terbaharukan, selama pembakaran tidak berasap, tidak
menimbulkan jelaga, tidak menghasilkan gas berbahaya, bersifat non karsinogenik
dan non korosif. Bentuknya gel memudahkan dalam pengemasan dan pendistribusian.
Pada percobaan
kali ini menggunakan ethanol 60 % dan 70 %, serta CMC sebagai pengental,
ethanol gel adalah ethanol dengan bentuk fisik berupa gel. Produk ethanol
dibandingkan fase cairnya sangat praktis dan aman, sebab terbentuk gel sehingga
bisa disimpan didalam botol serta tidak mudah tumpah dan hal yang terpenting
ethanol gel tidak mudah menguap.untuk membentuk ethanol diperlukan bahan
pengental yaitu berupa CMC yang merupakan polimer asam akrilik. CMC dicmpurkan
kedalam ethanol dan dihomogenasikan, kemudian ditambahkan NaOH agar terbentuk
gel, tujuan nya untuk mengubah PH campuran menjadi semakin tinggi karena gel
akan terbentuk jika PH campuran meningkat.
VII.
KESIMPULAN
Dari percobaan
yang dilakukan dapat di ambil kesimpulan bahwa :
·
Ethanol gel adalah ethanol dengan bentuk fisik
berupa gel
·
CMC digunakan sebagai pengental
·
Penambahan NaOH bertujuan untuk mengubah PH
campuran menjadi semakin tinggi karena gel akan terbentuk jika PH campuran
meningkat.
·
Ethanol
gel sangat praktis dan aman serta apabila dibakar tidak akan mengeluarkan asap
dan gas beracun
DAFTAR
PUSTAKA
- Taufik.muhammad.dkk.2012.Petunjuk Praktikum Satuan Proses-2.Jurusan Teknik Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya.Palembang
- http://amna-ika.blogspot.com/2012/03/etanol-gel.html
Sy tertarik bikin ethanol jelly
BalasHapusaku nyarinya pakai kalsium asetat. bukan cmc. ngk ktemu nih
BalasHapusAda yg jual g? Aq beli dong... hub 081340225183
BalasHapus