APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS SKRIPSI

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS

SKRIPSI

DEBY HERUWATI MAHARANI

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2012

Skripsi

Aplikasi Asam Perasetat Untuk Menghilangkan Zat Warna Pada Kain Jeans

Deby Heruwati Maharani


APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Oleh : DEBY HERUWATI MAHARANI NIM. 080810509

Tanggal Lulus : 16 Juli 2012

Disetujui oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc NIP. 19681228 199303 1 001

Dra. Aning Purwaningsih, M.Si NIP. 19660310 199102 2 001

ii Skripsi




LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul Penyusun NIM Pembimbing I Pembimbing II Tanggal seminar

: APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS : Deby Heruwati Maharani : 080810509 : Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc : Dra. Aning Purwaningsih, M.Si : 16 Juli 2012

Disetujui Oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc NIP. 19681228 199303 1 001

Dra. Aning Purwaningsih, M.Si NIP. 19660310 199102 2 001

Mengetahui, Ketua Program Studi S-1 Kimia/Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA NIP. 19671115 199102 2 001

iii Skripsi




KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim, Assalamualaikum Wr. Wb Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala berkah, rahmat dan hidayahNya yang diberikan kepada kita sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ Aplikasi Asam Perasetat Untuk Menghilangkan Zat Warna Pada Kain Jeans”. Shalawat serta salam tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW karena berkat perjuangan beliau dan para sahabatnya kita bisa menikmati indahnya iman. Ucapan terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada : 1. Bapak Dr. rer nat Ganden Supriyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan saran, nasehat dan masukan dalam penyelesaian skripsi ini. 2. Ibu Dra. Aning Purwaningsih, M.Si selaku dosen pembimbing II sekaligus dosen wali atas bimbingan dan nasehatnya selama penulisan skripsi ini 3. Ibu Dra. Usreg Sri Handajani, M.Si selaku dosen penguji I yang telah memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini. 4. Ibu Dr. Pratiwi Pudjiastutik, M.Si selaku dosen penguji II yang telah memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini. 5. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA selaku Ketua Program Studi S1 kimia. 6. Bapak Dr. Ir. Suyanto, M.Si yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

v Skripsi




7. Ibu, ibu, dan ibu serta keluarga tercinta yang telah sepenuhnya memberikan dukungan, cinta, kasih sayang dan semangat baik moral maupun spiritual demi terselesaikannya skripsi ini. 8. Bapak dan Ibu dosen kimia yang telah banyak meluangkan waktu dalam membimbing dan mendermakan ilmu yang dimiliki demi mencerdaskan mahasiswanya. 9. Teman-teman angkatan 2008 yang banyak memberikan bantuan, saran dan atas kebersamaannya selama mengemban ilmu di Universitas Airlangga. 10. Karyawan dan karyawati FSAINTEK UNAIR dan petugas laboratorium yang telah banyak membantu. 11. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu untuk dukungan yang sangat berharga untuk saya. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan naskah skripsi ini masih banyak kekurangan, maka dari itu saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan naskah skripsi ini. Semoga naskah skripsi ini dapat bermanfaat dan sedikit memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di negeri ini, amin ya robbal ’alamin. Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Surabaya, Juli 2012

Penulis

vi Skripsi




PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyunsun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

iv Skripsi




Maharani, D. H., 2012, Aplikasi Asam Perasetat Untuk Menghilangkan Zat Warna Pada Kain Jeans. Skripsi di bawah bimbingan Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc., dan Dra. Aning Purwaningsih, M.Si., Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya

ABSTRAK Proses bleaching pada kain biasanya menggunakan senyawa golongan oksidator seperti hipoklorit, gas klor dan asam peroksida. Metode bleaching menggunakan asam perasetat belum banyak dikembangkan. Pada penelitian ini dilakukan proses bleaching menggunakan asam perasetat. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan bleaching agent yang ramah lingkungan dan mengganti bleaching agent seperti klor yang memberikan dampak pencemaran lingkungan. Dalam penelitian ini asam perasetat dibuat dengan mereaksikan hidrogen peroksida dan asam asetat glasial. Faktor yang mempengaruhi pembentukan asam perasetat seperti perbandingan mol [H2O2 30%:CH3COOH 100%] dengan volume total 100 ml, suhu dan waktu reaksi dicari kondisi optimumnya dalam penelitian ini. Asam perasetat yang terbentuk bertindak sebagai nukleofil yang akan menghilangkan gugus kromofor yang memberikan warna pada kain jeans. Hasil optimum proses bleaching menggunakan asam perasetat adalah pada perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] sebesar [1:10] pada suhu 85˚C selama 60 menit. Kata kunci: kain jeans, bleaching, asam perasetat.

vii Skripsi




Maharani, D. H., 2012, Application of Peracetic Acid to Remove The Dye in The Jeans Fabric. This study is under guidance of Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc., and Dra. Aning Purwaningsih, M.Si., Department of Chemistry, Science and Technology Faculty, Universitas Airlangga.

ABSTRACT The process of bleaching textile usually uses oxidator compound such as hypochlorite, chlorine and peroxide. Bleaching method using peracetic acid has not been developed yet. In this research, bleaching process using peracetic acid had been done. The purpose of this research was to develop an environmentally and friendly bleaching agent and change another bleaching agent such as chlorine which gives bad impact of environment pollution. In this research peracetic acid was prepared by reacting hydrogen peroxide and glacial acetic acid. Some factors which influenced the formation of peracetic acid, such as optimum mole ratio [H2O2 30%:CH3COOH 100%] with 100 ml total volume, temperature and reaction time were determined in this research. Peracetic acid which had been formed acted as a nucleophile. This ion eliminated chromophore group which gave colour to jeans fabric. The optimum results in bleaching process was under condition of mole ratio [H2O2:CH3COOH] of 1:10 at 85˚C for 60 minutes. Key words : jeans, bleaching, peracetic acid.

viii Skripsi




DAFTAR ISI

Halaman Lembar Pernyataan .................................................................................... Lembar Pengesahan..................................................................................... Lembar Penggunaan Skripsi....................................................................... Kata Pengantar ............................................................................................ Abstrak.......................................................................................................... Abstract......................................................................................................... Daftar Isi ....................................................................................................... Daftar Tabel.................................................................................................. Daftar Gambar ............................................................................................. Daftar Lampiran ..........................................................................................

ii iii iv v vii viii ix xi xii xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................... 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 1.3 Tujuan Penelitian .............................................................................. 1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................

1 4 4 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Zat Warna ......................................................................................... 2.2 Penggolongan Zat Warna.................................................................. 2.3 Syarat-syarat Zat Warna ................................................................... 2.4 Proses Bleaching .............................................................................. 2.5 Macam-macam Proses Bleaching ....................................................

6 7 10 10 13

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 3.2 Alat dan Bahan Penelitian 3.2.1 Alat-alat penelitian ................................................................... 3.2.2 Bahan penelitian ...................................................................... 3.3 Diagram Alir .................................................................................... 3.4 Proses Bleaching 3.4.2 Pengaruh perbandingan mol [H2O2:CH3COOH]..................... 3.4.3 Pengaruh suhu ......................................................................... 3.4.4 Pengaruh waktu ....................................................................... 3.5 Analisa Hasil ....................................................................................

20 20 20 21 22 23 23 24

ix Skripsi




BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakteristik Bahan Awal ............................................................... 4.2 Pengaruh Variabel Bebas Pada Proses Bleaching Terhadap Derajat Kecerahan Kain Jeans ..................................................................... 4.2.1 Pengaruh perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] terhadap derajat kecerahan kain jeans .................................................... 4.2.2 Pengaruh suhu terhadap derajat kecerahan kain jeans ............. 4.2.3 Pengaruh waktu terhadap derajat kecerahan kain jeans...........

26 27 27 34 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 40 5.2 Saran ............................................................................................... 40 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 41 LAMPIRAN

x Skripsi




DAFTAR TABEL

Nomor

Judul Tabel

Halaman

2.1

Nama dan struktur kimia kromofor ..................................................... 6

2.2

Klasifikasi bleaching agent ................................................................. 12

3.1

Disain eksperimen optimasi perbandingan mol [H2O2:CH3COOH].... 22

3.2

Disain eksperimen optimasi suhu ........................................................ 23

3.3

Disain eksperimen optimasi waktu ..................................................... 24

4.1

Hasil derajat kecerahan sampel sebelum dilakukan proses bleaching . 26

4.2

Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] .............................................................................. 29

4.3

Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan variasi suhu ...................... 35

4.4

Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan variasi waktu ................... 38

xi Skripsi




DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul Gambar

Halaman

2.1

Sintesis asam perasetat ........................................................................ 18

4.1

Sampel sebelum dilakukan proses bleaching....................................... 26

4.2

Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] ............................................................................... 28

4.3

Grafik hubungan perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] dengan derajat kecerahan pada suhu 85˚C dan waktu 60 menit. ...................... 30

4.6

Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel suhu .................... 34

4.7

Grafik hubungan suhu dengan derajat kecerahan pada perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] sebesar 1:10 dan waktu 60 menit .................. 36

4.8

Kain jeans hasil proses bleaching dengan variable waktu .................. 37

4.9

Grafik hubungan waktu dengan derajat kecerahan pada perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] sebesar 1:10 pada suhu 85˚C......................... 38

xii Skripsi




DAFTAR LAMPIRAN

No

1

Judul

Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH]

2

Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Suhu

3

Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Waktu

xiii Skripsi




BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah

Industri tekstil dan produk tekstil merupakan salah satu bidang yang sangat berkembang

di

Indonesia.

Dalam

proses

produksinya,

industri

tekstil

menghasilkan limbah baik berupa limbah padat, cair maupun gas yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan. Terlepas dari itu, limbah dari pabrik tekstil seperti potongan kain jeans tidak perlu ditimbun di dalam tanah atau bahkan dibakar sehingga asapnya menimbulkan polusi. Limbah kain yang berwarna itu dapat diolah menjadi produk yang lebih berkualitas dan bernilai ekonomis. Limbah kain yang berwarna tersebut dapat dilunturkan menjadi putih dengan proses bleaching, kemudian diubah lagi menjadi kapas dan dipintal kembali menjadi benang, kain dan produk-produk lain misalnya sarung tangan dan lain sebagainya. Bleaching adalah proses penghilangan warna yang ada pada bahan yang disebabkan adanya pigmen-pigmen atau zat-zat lain sehingga warna bahan menjadi putih (Moertinah, 2008). Pada serat kain, pigmen-pigmen ini merupakan senyawa organik yang mempunyai ikatan rangkap yang dapat dioksidasi atau direduksi menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana sehingga warna menjadi putih (Suess, 2010). Proses bleaching dapat digunakan untuk

1 Skripsi




2

pemanfaatan kain bekas menjadi benang, bahan dasar kain dan dapat dikembangkan menjadi produk lainnya yang lebih berkualitas. Proses bleaching dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa klor seperti klorin atau klor dioksida (Van Daam, 2002). Akan tetapi, penggunaan klor dalam proses bleaching ini menimbulkan persoalan lingkungan yang serius. Dampak negatif yang ditimbulkan adalah pada buangannya yang mengandung senyawa klorin organik yang berbahaya bagi lingkungan hidup (Ulia, 2007). Mengingat betapa bahayanya senyawa yang mengandung klor, maka saat ini banyak dikembangkan penelitian-penelitian yang berkaitan dengan proses bleaching dengan prinsip total chlor free dengan menggunakan oksigen dan peroksida. Pada dasarnya semuanya bertujuan untuk menggantikan proses bleaching menggunakan klor dalam proses bleaching dengan senyawa-senyawa yang benar-benar bebas klor, sehingga tidak ada zat-zat berbahaya dan sisa-sisa klorinasi yang berasal dari proses bleaching (Bajpai, 2005). Proses bleaching serat memang harus menggunakan bahan kimia yang reaktif untuk melarutkan kandungan lignin yang ada di dalam serat agar diperoleh derajat kecerahan yang tinggi (Tutus, 2004). Namun demikian, tetap harus dijaga agar penggunaan bahan kimia tersebut tidak menyebabkan pencemaran lingkungan yang berbahaya. Pada umumnya, hidrogen peroksida sering digunakan untuk proses bleaching karena biodegradabilitasnya, dan hampir menggantikan proses bleaching secara konvensional yaitu menggunakan klorin (Van Daam, 2002). Hidrogen peroksida bereaksi optimal pada kondisi basa yaitu sekitar pH 9, pH

Skripsi




3

yang tinggi merupakan syarat utama bleaching dengan menggunakan hidrogen peroksida. Hidrogen peroksida mempunyai kelebihan yaitu sifatnya yang lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan oksidator lain karena peruraiannya hanya menghasilkan air dan oksigen (Suess, 2010). Namun, pada bleaching kain menggunakan hidrogen peroksida membutuhkan larutan alkali yang berfungsi untuk mengatur pH yaitu biasanya larutan NaOH, penstabil dan suhu yang digunakan relatif tinggi serta membutuhkan waktu yang lama. Setelah proses bleaching, membutuhkan jumlah air yang besar untuk menghilangkan sisa hidrogen peroksida dan sisa alkali (Abdel-Halim et al., 2011). Oleh karena itu, sangat diperlukan suatu metode untuk proses bleaching yang bisa dilakukan dengan baik pada suhu rendah, waktu reaksi yang lebih singkat dan menggunakan biaya yang lebih murah, tanpa menyebabkan kerusakan pada serat kain. Untuk itu pada penelitian ini dicoba melakukan proses bleaching kain menggunakan asam perasetat. Asam perasetat dapat dibuat dengan mereaksikan hidrogen peroksida dan asam asetat dengan adanya asam mineral yang kuat seperti asam sulfat (Zhao et al., 2008). Asam perasetat merupakan alternatif bleaching agent yang aman lingkungan. Pabrik tekstil di Eropa sekarang ini telah banyak menggunakan asam perasetat sebagai bleaching agent (Abdel-Halim et al., 2011). Asam perasetat yang paling efektif digunakan sebagai bleaching agent untuk kapas adalah pada kondisi pH 6-7 dan pada suhu 50-80˚C dengan waktu bleaching 20-60 menit tergantung pada suhu saat proses bleaching berlangsung (Abdel-Halim et al., 2011). Kondisi ini memerlukan energi dan jumlah air yang lebih rendah baik selama bleaching

Skripsi




4

kain atau pada pembilasan kain, netralisasi serat setelah bleaching pun tidak diperlukan, tidak seperti bleaching dengan hidrogen peroksida, dimana memerlukan jumlah air yang besar untuk menghilangkan sisa alkali. Asam perasetat ini mejadi salah satu alternatif dalam upaya meminimalkan masalah yang disebabkan oleh bleaching agent seperti klor ataupun hidrogen peroksida. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hasil dari proses bleaching dengan derajat kecerahan yang tinggi pada kain jeans bekas menggunakan asam perasetat sebagai bleaching agent yang ramah lingkungan.

1.2

Rumusan Masalah Berapakah perbandingan mol H2O2 dan CH3COOH, suhu dan waktu

optimum pada proses bleaching kain jeans?

1.3

Tujuan Penelitian Menentukan perbandingan mol H2O2 dan CH3COOH, suhu dan waktu

optimum pada bleaching kain jeans.

1.4

Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah dapat memberikan informasi bagi

masyarakat dan industri tekstil untuk menggunakan asam perasetat sebagai alternatif pengganti senyawa klor dalam proses bleaching atau penghilangan zat warna pada kain.

Skripsi




5

Data-data yang diperoleh dari penelitian ini merupakan kajian eksperimental dan diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain : 1.

Mengurangi limbah kain jeans bekas.

2.

Menaikkan nilai ekonomis kain bekas menjadi produk yang lebih bermanfaat dan berkualitas.

Skripsi




BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Zat Warna Molekul zat warna merupakan gabungan dari zat organik tidak jenuh

dengan kromofor sebagai pembawa warna dan auksokrom sebagai pengikat warna dengan serat. Zat organik tidak jenuh yang dijumpai dalam pembentukan zat warna adalah senyawa aromatik antara lain senyawa hidrokarbon aromatik dan turunannya, fenol dan turunannya serta senyawa-senyawa hidrokarbon yang mengandung nitrogen. Gugus kromofor adalah gugus yang menyebabkan molekul menjadi berwarna. Pada Tabel 2.1 dapat dilihat beberapa nama gugus kromofor. Tabel 2.1 Nama dan Struktur Kimia Kromofor Nama Gugus Struktur Kimia Nitroso

NO atau (-N-OH)

Nitro

NO2 atau (NN-OOH)

Grup Azo

-N=N-

Grup Etilen

-C=C-

Grup Karbonil

-C=O

Grup Karbon-Nitrogen

-C=NH ; CH=N-

Grup Karbon Sulfur

-C=S; -C-S-S-C-

(Manurung, 2004)

6 Skripsi




7

2.2

Penggolongan Zat Warna 1. Zat warna berdasarkan asal: a. Zat warna alami Contoh: Kurkumin O

O

HH3CO

OCH3

OH

HO

b. Zat warna sintetik Contoh: Rhodamin B

OH

O

+ H3C

N

N

O

CH3

ClCH3

H3C

2. Zat warna berdasarkan struktur: a. Azo Contoh: Metilen biru N

H3C

+ N

S

CH3

N

ClCH3

Skripsi

CH3




8

b. Nitro Contoh: Dispersi merah 71 NC C2H5 O2N

N

N

N C2H5

c. Fenol Contoh: Fenolptalein

HO

C

O C

O

3. Zat warna berdasarkan anion: a. Asam Contoh: Asam biru 78 O

NH2 Br

O

NH

CH3

NaO3S

Skripsi




9

b. Direk Contoh: Direk merah 185

HO

SO3Na

NaO2C

OH

N

N

N

N

OH

c. Mordant Contoh: Mordant cokelat 35

OH OH

N

N

O2N

SO3Na

d. Reaktif Contoh: Reaktif merah

Cl N N SO3Na

OH

NH

N Cl

N

N

NaO3S

Skripsi

SO3Na




10

4. Zat warna berdasarkan kation: Basa Contoh: Basa biru N(CH3)2 Cl

C

+

Cl-

N(CH3)2

(Christie, 2007)

2.3

Syarat-syarat Zat Warna Zat warna adalah semua zat berwarna yang mempunyai kemampuan untuk

dicelupkan pada serat tekstil dan memiliki sifat ketahanan luntur warna (permanent). Jadi sesuatu zat dapat berlaku sebagai zat warna apabila: 1.

Zat warna tersebut mempunyai gugus yang dapat menimbulkan warna (kromofor), misalnya : C=C, N=N, -NO2, C=O (Fessenden, 1992).

2.

Zat warna tersebut mempunyai gugus yang dapat mempunyai afinitas terhadap serat tekstil (auksokrom), misalnya : -OH, OR, -NH2, -NHR, -NR2, -X (Fessenden, 1992).

2.4

Proses Bleaching Bleaching merupakan proses yang bertujuan untuk memutuskan ikatan

rangkap pada serat menjadi ikatan tunggal sehingga kain berwarna putih. Ikatan rangkap dua terkonjugasi (dalam gugus kromofor) menyebabkan penyerapan sinar

Skripsi




11

pada panjang gelombang cahaya tampak dan Ultra Violet, sehingga menimbulkan warna (Wildan, 2010). Senyawa kimia yang digunakan pada proses bleaching memecah ikatan rangkap pada rantai panjang tersebut menjadi ikatan tunggal yang tidak menyerap warna (Suess, 2010). Faktor-faktor yang mempengaruhi proses bleaching antara lain: a.

Konsentrasi Reaksi dapat ditingkatkan dengan memperbesar konsentrasi bahan bleaching agent. Penggunaan bahan bleaching agent yang berlebih tidak akan meningkatkan derajat kecerahan karena derajat kecerahan yang dicapai telah maksimal (Karmakar, 1999).

b.

Waktu reaksi Pada umumnya, perlakuan bleaching agent terhadap serat akan menjadi lebih reaktif dengan memperpanjang waktu reaksi. Namun, waktu yang terlalu lama akan merusak serat (Onggo, 2004).

c.

Suhu Peningkatan suhu dapat menyebabkan peningkatan kecepatan reaksi pada reaksi bleaching. Pemilihan suhu ditentukan pada penggunaan bleaching agent. Suhu

bleaching biasanya diatur berkisar antara 40-100˚C (Van

Daam, 2002). d.

pH pH memiliki pengaruh yang sangat vital terhadap proses bleaching secara keseluruhan. Nilai pH bergantung pada jenis penggunaan bleaching agent. Pada proses bleaching dengan asam perasetat diperlukan pH antara 6-10 (Abdel-

Skripsi




12

Halim et al., 2011). Pada proses bleaching dengan hidrogen peroksida diperlukan suasana basa antara pH 8 hingga 12 (Tutus, 2004). Stabilitas kimia, kelarutan dan afinitas bleaching agent tergantung pada nilai pH yang efektif dalam larutan (Karmakar, 1999).

e.

Rasio bahan dan bleaching agent Perbandingan bahan yang akan diputihkan dengan bleaching agent akan mempengaruhi hasil yang didapat. Semakin kecil perbandingan rasio bahan yang akan diputihkan dengan bleaching agent akan meningkatkan reaksi bleaching. Tetapi dengan rasio yang semakin kecil akan mengurangi efisien menggunaan bleaching agent. Pada proses bleaching umumnya dipakai rasio bahan dengan bleaching agent antara 8 : 1 hingga 20 : 1 (Van Daam, 2002; Batubara, 2006).

Bleaching agent yang digunakan untuk proses bleaching sangat banyak sekali, antara lain adalah sebagai berikut: Tabel 2.2 Klasifikasi bleaching agent Oksidasi bleaching agent Sistem peroksida

Sistem klorin

Reduksi bleaching agent

1. Hidrogen peroksida

1.

Bubuk bleaching

1. Sulfur dioksida

2. Natrium peroksida

2.

Natrium hipoklorit

2. Natrium hidrosulfit

3. Natrium perborat

3.

Lithium hipoklorit

3. Sulfoksilat

4. Kalium permanganat

4.

Natrium klorit

4. Natrium asam sulfit

5. Asam perasetat

5.

Kloramin

5. Natrium bisulfit

6. Peracid lainnya

6.

Isocynual triklorida

(Karmakar, 1999).

Skripsi




13

2.5

Macam-macam Proses Bleaching Pada dasarnya proses bleaching dibagi menjadi dua, yaitu proses bleaching

secara kimia dan proses bleaching secara biologi. Proses bleaching secara biologi umumnya disebut juga dengan proses bio-bleaching. Berikut ini adalah berbagai macam proses bleaching dengan menggunakan beberapa bleaching agent yang sering digunakan, antara lain: 1.

Bleaching dengan menggunakan natrium hipoklorit Natrium hipoklorit merupakan garam natrium dari asam hipoklorit (HOCl).

Mekanisme reaksi bleaching dengan natrium hipoklorit adalah sebagai berikut: NaOCl + H2O

NaOH + HOCl

HOCl

HCl

NaOCl + HCl

NaCl + HOCl

HOCl

H2O

+ HCl

+ On

+ Cl2

Asam lemah juga dapat menguraikan garam hipoklorit menjadi asam hipoklorit tetapi asam hipoklorit yang terbentuk tidak dapat terurai menjadi gas klor oleh adanya kelebihan asam lemah. Sifat penting yang sangat berarti dalam proses bleaching adalah mudahnya garam natrium hipoklorit terhidrolisis oleh air menghasilkan asam hipoklorit yang selanjutnya terurai menghasilkan On yang bereaksi dengan zat warna (Karmakar, 1999). Faktor-faktor yang mempengaruhi penguraian garam natrium hipoklorit: 1.

Pengaruh pH a. pH > 10, hipoklorit berada sebagai natrium hipoklorit.

Skripsi




14

b. 5 < pH < 8,5, larutan lebih banyak mengandung asam hipoklorit (HOCl) bebas. c. pH < 5, terjadi pembebasan gas klor (Cl2). d. pH < 3, seluruh asam hipoklorit terurai menjadi gas Cl2. Pada suasana alkali (pH > 7), asam hipoklorit yang terbentuk dapat dinetralkan oleh alkali menjadi garam natrium hipoklorit. HOCl + NaOH

NaOCl + H2O

Setelah penetralan, larutan bersifat alkalis dan terjadi reaksi kesetimbangan sehingga larutan menjadi lebih stabil. NaOCl + H2O 2.

NaOH + HOCl

Pengaruh logam dan oksidanya Logam-logam seperti besi, tembaga, nikel dan kobalt bersifat sebagai

katalisator yang mempercepat reaksi penguraian garam natrium hipoklorit membentuk oksida atau hidroksidanya dan membebaskan oksigen. 2 CaO + NaOCl

Ca2O3 + NaCl

2 Ca2O3

4CaO + O2

Kekurangan natrium hipoklorit antara lain adalah: 1. Natrium hipoklorit tidak menghasilkan derajat kecerahan yang memuaskan. 2. Bleaching dengan natrium hipoklorit menghasilkan kerusakan pada selulosa serat. 3. Bleaching dengan larutan natrium hipoklorit membutuhkan peralatan yang tahan korosi. 4. Natrium hipoklorit berbahaya bagi kulit dalam konsentrasi tertentu.

Skripsi




15

5. Stabilitas natrium hipoklorit sulit dicapai. 6. Membentuk senyawa adsorbable organic halogen (AOX) yang telah digunakan sebagai parameter yang menyatakan tingkat pencemaran yang berbahaya dan digunakan di seluruh dunia sehingga penggunaannya dibatasi (Karmakar, 1999).

2.

Bleaching dengan menggunakan hidrogen peroksida Hidrogen peroksida adalah bleaching agent berbentuk cair, tidak berwarna,

sedikit lebih kental dari air dan dapat bercampur dengan air dalam berbagai komposisi (Jones, 1999). Bleaching menggunakan hidrogen peroksida terjadi oleh penambahan alkali dan dengan peningkatan suhu. Mekanisme reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah sebagai berikut: H2O2 + OH -

OOH - + H2O

H2O2 + OOH -

OH -

+ O2

+ H2O

(Bajpai, 2005) Anion perhidroksil (HOO-) berguna sebagai spesies aktif yang sangat berperan dalam proses bleaching dengan menggunakan peroksida. Konsentrasi ion perhidroksil meningkat dengan bertambahnya konsentrasi H2O2 dan NaOH. Formasi anion perhidroksil diatur melalui pH dan temperatur dalam suasana alkali. Jadi pH yang tinggi merupakan syarat utama bleaching dengan menggunakan hidrogen peroksida (Anderson, 1992).

Skripsi




16

Faktor-faktor yang mempengaruhi penguraian H2O2 adalah sebagai berikut: 1.

Pengaruh pH Dalam suasana asam (pH < 7) H2O2 stabil, sedangkan dalam suasana

basa/alkali (pH > 7) H2O2 mudah terurai melepaskan oksigen. Semakin besar pH maka penguraiannya juga semakin cepat. pH dapat diatur dengan penambahan NaOH (Bajpai, 2005). 2.

Pengaruh suhu Suhu juga mempengaruhi penguraian H2O2. Pada suhu rendah, pembebasan

oksigen sangat kecil, makin tinggi suhu penguraiannya makin cepat. Penguraian H2O2 yang efektif untuk bleaching terjadi pada suhu 90˚C. Pada suhu di atas 90˚C penguraiannya sangat cepat sekali (Bajpai, 2005). 3.

Pengaruh stabilisator Penguraian H2O2 dapat diperlambat dengan penambahan zat stabilisator

meskipun bleaching dilakukan pada pH dan suhu yang tinggi. Ada beberapa macam zat stabilisator yang dapat digunakan dalam bleaching dengan hidrogen peroksida diantaranya adalah natrium silikat, magnesium hidroksida, magnesium silikat, natrium metafosfat dan natrium trifosfat. Jenis zat stabilisator yang banyak digunakan dalam bleaching adalah natrium silikat (Ek et al., 2009). 4.

Pengaruh Katalisator Logam-logam tertentu seperti besi (Fe), mangan (Mn) dan tembaga (Cu)

dapat berfungsi sebagai katalisator yang dapat mempercepat reaksi penguraian hidrogen peroksida (Bajpai, 2005).

Skripsi




17

Reaksinya adalah sebagai berikut: 2Fe3+ + 2H2O2

2Fe2+ + O2

2Fe2+ + H2O2 + 2H+

2Fe3+ + 2H2O

+

4H+

(Suess, 2010).

3.

Bleaching dengan menggunakan asam perasetat Asam perasetat merupakan oksidan kuat yang telah diaplikasikan sebagai

bahan desinfektan, bleaching tekstil dan pulp (Zhao et al., 2008). Hal ini dikarenakan asam perasetat merupakan bleaching agent yang benar-benar bebas dari klorin (TCF) (Zhao et al., 2007). Asam perasetat dikenal dengan nama lain yaitu asam peroksiasetat dan asetil hidroperoksida. Data toksikologi pada bahan: asam perasetat: ORAL (LD50): akut: 210 mg/kg (mouse), 1894 mg/kg (rat), DERMAL (LD50): akut: 1734 mg/kg (rabbit). Berbentuk cairan dengan bau yang tajam dan tidak berwarna. Asam perasetat memiliki titik didih: 107,22˚C (225˚F) dan massa jenis: 1,13 kg/l. Mudah larut dalam air dingin, air panas, dietil eter, dan sebagian larut dalam metanol dan aseton. Asam perasetat dapat dibuat dengan cara mencampurkan asam asetat dan hidrogen peroksida dengan asam sulfat sebagai katalis (Zhao et al., 2008) akan tetapi dapat juga dibuat tanpa menggunakan katalis (Erba et al., 2007). H2SO4

Skripsi

CH3COOH + H2O2

CH3COOOH + H2O

CH3COOH + H2O2

CH3COOOH + H2O




18

Selain itu, juga dapat dibuat dengan mencampurkan hidrogen peroksida dengan anhidrida asetat pada suhu kamar dengan adanya katalis yang cocok seperti EDTA, akan tetapi pada proses ini menghasilkan diacetyl peroxide yang sangat eksplosif (Karmakar, 1999).

CH3

C

O +

O H3C

C

H 2O 2

NaOH

CH3COOOH Peracetic acid

+

H2O

O

Acetic anhydride

Asam perasetat juga dapat dibuat dengan mencampurkan TAED (tertraacetylethylenediamine) dengan hidrogen peroksida. Pada reaksi ini dihasilkan DAED (diacetylethylenediamine).

Skripsi




19

Mekanisme pembuatan asam perasetat dari asam asetat glasial dan hidrogen peroksida: O

O

C

H3C

H

+ H2O2

OH

CH3

C

O

+

H

O

H

+OH 2

H O:

OH

H O+

: OOH

O

H3C

C+ H3C

OH

H 3C

OH H3C

C

H OH

OOH

H2O

OH

+

H3C

OH

+OOH OH

H

OH2

C

H2O :

H

:OH2

O

O H 3C

C

+OH 2

H2O + H3C

C

OOH

OOH

Gambar 2.1 Sintesis asam perasetat (Bajpai, 2005) Keuntungan dari asam perasetat sebagai bleaching agent antara lain adalah: 1.

Asam perasetat aman untuk lingkungan karena terurai menjadi asam asetat dan oksigen serta tidak menghasilkan produk beracun.

2.

Asam perasetat sebagai bahan kimia industri yang mudah didapatkan dan aman diperkenalkan untuk desain proses yang ada.

3.

Asam perasetat sangat cocok untuk bleaching produk tekstil.

(Karmakar, 1999)

Skripsi




BAB III METODE PENELITIAN

3.1

Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga. Penelitian ini dimulai bulan Maret 2012 sampai Juni 2012.

3.2

Alat dan Bahan Penelitian

3.2.1 Alat-alat penelitian Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah buret, timbangan analitik, stirer, hotplate, termometer, gelas beaker, kaca arloji dan peralatan gelas lain yang biasa digunakan di laboratorium kimia. 3.2.2 Bahan penelitian Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah asam asetat glasial 100%, hidrogen peroksida 30%, akuades, sampel kain jeans berwarna biru yang diperoleh dari pabrik tekstil di Gresik.

20 Skripsi




21

3.3

Diagram Alir

Persiapan bahan dan alat

Pembuatan larutan

Eksperimen  Optimasi parameter bleaching

 

Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] Variasi suhu Variasi waktu

Kondisi optimum untuk bleaching

Aplikasi pada kain jeans bekas

Sampel dari pabrik tekstil di Gresik

Analisis kecerahan

Visual

Chromameter

Analisis Data

Skripsi




22

3.4

Proses Bleaching

3.4.1 Pengaruh perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] Dimasukkan dengan menggunakan buret larutan H2O2 30% dan CH3COOH 100% ke dalam gelas beker 250 ml dengan perbandingan mol 1:34 ; 1:20 ; 1:15 ; 1:10 ; 1:5 ; 1:3 sehingga volume total larutan menjadi 100 ml. Kemudian dimasukkan sampel kain jeans bekas dengan ukuran 2x2 cm dan dipanaskan pada suhu tetap 85˚C selama 60 menit tanpa proses pengadukan. Setelah proses selesai kemudian diamati kecerahan kainnya secara visual dan diukur derajat kecerahannya

menggunakan

chromameter.

Kemudian

didapatkan

hasil

perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] optimum yang akan digunakan untuk uji selanjutnya.

No

Tabel 3.1 Disain eksperimen optimasi perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] Variabel proses Perb. mol CH3COOH [H2O2: Suhu Waktu H2O2 30% Analisis 100% CH3COOH] (˚C) (menit) vol mol vol mol

1

5

0,04897

95

1,66108

1:34

85

60

2

8

0,07835

92

1,60862

1:20

85

60

3

11

0,107734

89

1,55617

1:15

85

60

 Visual

4

15

0,14691

85

1,48623

1:10

85

60

 Brightness

5

25

0,24485

75

1,31138

1:5

85

60

6

35

0,34279

65

1,13653

1:3

85

60

Hasil variabel opt

Keterangan: Cx : Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] optimum Setiap perlakuan dilakukan replikasi tiga kali

Skripsi



Cx


23

3.4.2 Pengaruh suhu Dimasukkan dengan menggunakan buret larutan H2O2 30% dan CH3COOH 100% dengan perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] optimum (Cx) ke dalam gelas beker 250 ml sehingga volume total larutan menjadi 100 ml. Kemudian dimasukkan sampel kain jeans bekas dengan ukuran 2x2 cm dan dipanaskan pada variabel suhu 55, 65, 75 dan 85˚C selama 60 menit tanpa pengadukan. Setelah proses selesai kemudian diamati kecerahan kainnya secara visual dan diukur derajat kecerahannya menggunakan chromameter. Kemudian didapatkan hasil suhu optimum dan akan digunakan untuk uji selanjutnya.

No

1

Tabel 3.2 Disain eksperimen optimasi suhu Variabel proses Analisis Perbandingan mol Suhu Waktu [H2O2:CH3COOH] (˚C) (menit) Cx 55 60

2

Cx

65

60

3

Cx

75

60

4

Cx

85

60

Hasil variabel optimum

 Visual  Brightness

Topt

Keterangan: Cx : Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] optimum Topt : Suhu optimum Setiap perlakuan dilakukan replikasi tiga kali

3.4.3 Pengaruh waktu Dimasukkan dengan menggunakan buret larutan H2O2 30% dan CH3COOH 100% dengan perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] optimum (Cx) ke dalam gelas beker 250 ml sehingga volume total larutan menjadi 100 ml. Kemudian

Skripsi




24

dimasukkan sampel kain jeans bekas dengan ukuran 2x2 cm dan dipanaskan pada suhu optimum (Topt) dengan variabel waktu selama 45, 60, 75 dan 90 menit tanpa pengadukan. Setelah proses selesai kemudian diamati kecerahan kainnya secara visual dan diukur derajat kecerahannya menggunakan chromameter. Kemudian didapatkan hasil waktu optimum.

No

1 2

Tabel 3.3 Disain eksperimen optimasi waktu Variabel proses Analisis Perbandingan mol Suhu Waktu [H2O2:CH3COOH] (˚C) (menit) Cx Topt 45 Cx

Topt

60

3

Cx

Topt

75

4

Cx

Topt

90

Hasil variabel optimum

 Visual  Brightness

Waktu opt

Keterangan: Cx : Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] optimum Topt : Suhu optimum Waktu opt : waktu optimum Setiap perlakuan dilakukan replikasi tiga kali

3.5

Analisis Hasil

1.

Analisis visual Sampel kain yang telah diputihkan dengan berbagai variasi perbandingan

mol, suhu dan waktu dilakukan perbandingan secara visual kemudian difoto. 2.

Analisis brightness (kecerahan) Analisis brightness dilakukan dengan alat Chromameter. Besaran L*

(brightness) diperoleh dari pembacaan alat.

Skripsi




25

Cara pengukuran derajat kecerahan menggunakan alat chromameter adalah sebagai berikut: 1.

Kain diletakkan pada suatu alas yang mendatar

2.

Alat chromameter dikalibrasi terlebih dahulu dengan plat kalibrasi keramik putih, hingga nilai yang dihasilkan sesuai dengan nilai yang tertera pada plat

Skripsi

3.

Ditekan tombol mode untuk melakukan pengukuran sistem L*

4.

Ditekan tombol measurement untuk memulai pengukuran

5.

Muncul hasil pengukuran pada layar




23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Karakteristik Bahan Awal Sampel diperoleh dari salah satu pabrik tekstil di Gresik, kemudian dipotong dengan ukuran 2cm x 2cm. Bahan dari sampel adalah kain jeans berwarna biru, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Sampel kain jeans sebelum dilakukan proses bleaching Sebelum dilakukan proses bleaching, sampel diukur derajat kecerahannya menggunakan alat Chromameter CR-400 Konika Minolta dengan sistem CIE 1976 L*, a*, b*. Hasil derajat kecerahan ditunjukkan oleh Tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil derajat kecerahan sampel sebelum dilakukan proses bleaching Rata- rata Replikasi Derajat kecerahan (L*) 1

25,95

2

26,23

3

26,34

26,17

23 Skripsi




24

4.2

Pengaruh Variabel Bebas Pada Proses Bleaching Terhadap Derajat Kecerahan Kain Jeans Variabel bebas yang digunakan pada penelitian ini adalah perbandingan mol [H2O2:CH3COOH], suhu dan waktu. Masing-masing variabel operasi tersebut akan ditinjau terhadap derajat kecerahan (brightness) dari kain jeans.

4.2.1 Pengaruh perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] terhadap derajat kecerahan kain jeans Proses bleaching dengan asam perasetat dilakukan dengan volume total 100 ml. Dengan variasi perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] yaitu 1:34 ; 1:20 ; 1:15 ; 1:10 ; 1:5 ; 1:3 dalam kondisi operasi yang tetap yaitu proses waktu bleaching 60 menit dan suhu 85˚C. Hasil dari masing-masing kain jeans setelah perlakuan proses bleaching secara visual ditunjukkan pada Gambar 4.2

(a)

Skripsi


(b)



25

(c)

(d)

(e)

(f)

Gambar 4.2 Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] : (a) 1:34 (b) 1:20 (c) 1:15 (d) 1:10 (e) 1:5 (f) 1:3

Gambar 4.2 secara visual memperlihatkan bahwa hasil optimum ditunjukkan pada perbandingan mol 1:10. Hal ini menunjukkan bahwa pada perbandingan mol ini asam perasetat yang dihasilkan maksimum. Selanjutnya masing-masing kain jeans tersebut dianalisis derajat kecerahannya. Analisis derajat kecerahan dilakukan menggunakan alat Chromameter CR-400 Konika Minolta dengan sistem CIE 1976 L*, a*, b* pada Laboratorium Pangan Jurusan Teknologi

Pangan

Universitas

Katolik

Soegiyopranoto

Semarang.

Dari

pengukuran tersebut diperoleh besaran L* (brightness) yang menunjukkan derajat kecerahan dari kain jeans seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.2

Skripsi




26

Tabel 4.2 Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] Variabel proses Perb.mol Perb. mol CH3COOH L* H2O2: [H2O2: Suhu Waktu No H2O2 30% (%) CH3COOH 100% (menit) CH3COOH] (˚C) opt vol mol vol mol 1 5 0,04897 95 1,66108 1:34 85 60 83,58 2

8

0,07835

92

1,60862

1:20

85

60

85,80

3

11

0,107734

89

1,55617

1:15

85

60

88,76

4

15

0,14691

85

1,48623

1:10

85

60

89,77

5

25

0,24485

75

1,31138

1:5

85

60

79,20

6

35

0,34279

65

1,13653

1:3

85

60

73,42

1:10

Tabel 4.2 menunjukkan bahwa hasil optimum bleaching terjadi pada perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] sebesar 1:10. Hal ini dibuktikan dengan nilai derajat kecerahan yang dihasilkan adalah yang paling besar. Pada kondisi ini asam perasetat yang dihasilkan maksimal. Konsentrasi H+ dapat mengurangi dekomposisi asam perasetat (Zhao et al., 2008) sehingga pada kondisi dimana jumlah asam asetat glasial lebih banyak maka asam perasetat yang terbentuk akan maksimal. Walaupun hasil optimum tidak terjadi pada perbandingan mol 1:34 yaitu perbandingan dimana jumlah larutan asam asetat glasial terbanyak, tetapi dengan tiga perbandingan mol 1:20 ; 1:15 dan 1:10 menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah larutan asam asetat glasial maka derajat kecerahan semakin meningkat. Hal ini memberikan hasil yang sama seperti yang dilakukan oleh Abdel-Halim et al (2011) dalam proses bleaching cotton menggunakan asam perasetat menggunakan katalis asam sulfat dimana asam perasetat yang dihasilkan pada konsentrasi H+ terbanyak tidak memberikan hasil yang maksimum. Grafik

Skripsi




27

hubungan antara perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] dalam proses bleaching terhadap derajat kecerahan adalah sebagai berikut:

Derajat Kecerahan (%)

95 90 85 80 75 70 0

1: 1 3

1:5 2

1:10 3

1:15 4

1:20 5

1:34 6

7

Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH]

Gambar 4.3 Grafik hubungan perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] dengan derajat kecerahan pada suhu 85˚C dan waktu 60 menit. Asam perasetat merupakan oksidator kuat dan memiliki bilangan oksidasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan bilangan oksidasi dari hidrogen peroksida (Muladi, 2000). Sampel kain jeans bekas didapatkan dari pabrik tekstil di Gresik dimana sampel kain jeans bekas tersebut tidak diketahui secara pasti zat warna yang mengikatnya. Mekanisme reaksi bleaching tidak dapat dijelaskan secara pasti karena tidak diketahuinya zat warna yang mengikat sampel kain jeans tersebut. Pada penelitian ini, setelah proses bleaching sampel kain jeans tidak mengalami perubahan bentuk dan sisa larutan proses bleaching tidak berwarna. Terdapat dua kemungkinan pada proses hilangnya warna pada kain jeans. Kemungkinan yang pertama yaitu zat warna terlepas dari kain jeans. Terdapat 2 tipe ikatan ionik antara zat warna dan serat yaitu antara zat warna bermuatan

Skripsi




28

negatif (anion) dengan serat yang bermuatan positif (kation) dan antara zat warna bermuatan positif (kation) dengan serat yang bermuatan negatif (anion). Kemungkinan apabila zat warna pada kain jeans adalah zat warna yang bermuatan negatif (anion) dan serat pada jeans adalah bermuatan positif (kation), maka mekanisme yang terjadi adalah sebagai berikut: CO2H

CO2H

Dye-SO3-

NH3+ A-

NH3+ O3S- -Dye

Pada mekanisme diatas zat warna berwarna biru yang digunakan adalah Alizarin Sky Blue dengan strukturnya yaitu sebagai berikut: O

NH2 Br

NaO3S

O

NH

CH3

Serat kain jeans diduga adalah campuran selulosa dan nylon. Polimer dari selulosa dan nilon adalah sebagai berikut:

Selulosa

Skripsi

Nylon




29

Kemungkinan apabila zat warna pada kain jeans adalah zat warna yang bermuatan bermuatan positif (kation) dan serat pada jeans adalah negatif (anion), maka mekanisme yang terjadi adalah sebagai berikut:

Dye-X+

+M -O3S

-O3S

Dye-X+

Pada mekanisme diatas zat warna berwarna biru yang digunakan adalah Cyanine Blue dengan strukturnya yaitu sebagai berikut: +

IC2H5

N

CH

N

C2H5

Serat kain jeans diduga dari golongan acrylic. Polimer dari acrylic adalah sebagai berikut:

Kemungkinan yang kedua yaitu zat warna diserang oleh nukleofil asam perasetat sehingga struktur zat warna terpecah menjadi senyawa lain. Diduga mekanisme pemecahan zat warna oleh nukleofil asam perasetat adalah sebagai berikut.

Skripsi




30

O

C O

O

O

-

O

O

O

O

O

+ O

C O

O

O

-

-

+

O

O

O

-

O

O

O O

O O

-

O

+ O O O

O O+

O+

O+

Asam perasetat berperan sebagai nukleofil yang menyerang sistem aromatis yang kaya akan elektron. Keberadaan asam perasetat dan alkena menyebabkan terbentuknya epoksida. Nukleofil asam perasetat menyebabkan terbukanya cincin epoksida dan membentuk senyawa yang stabil yaitu asam mukonat.

4.2.2 Pengaruh suhu terhadap derajat kecerahan kain jeans Suhu dalam proses bleaching mempengaruhi derajat kecerahan dari kain. Hal ini berhubungan dengan peningkatan kecepatan reaksi, dimana semakin tinggi suhu maka reaksi akan berlangsung lebih cepat (Van Daam, 2002). Pada proses bleaching, semakin tinggi suhu maka proses pembentukan nukleofil ion perasetat (CH3COOO-) akan semakin cepat sehingga hal ini akan berpengaruh pada proses penghilangan gugus kromofor (Dence dan Reeve, 1996). Kain jeans hasil proses bleaching dengan variasi suhu disajikan pada Gambar 4.5

Skripsi




31

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 4.5 Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel suhu: (a) 55˚C (b) 65˚C (c) 75˚C (d) 85˚C Gambar 4.5 secara visual menunjukkan semakin tinggi suhu maka kain jeans yang dihasilkan semakin cerah yaitu pada suhu 85˚C. Pada kondisi ini memberikan hasil yang baik dan hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Karmakar (1999) bahwa suhu dalam proses bleaching menggunakan asam perasetat untuk tekstil adalah antara 50-80˚C. Kemudian dilakukan analisis derajat kecerahan dengan alat Chromameter CR-400. Dari pengukuran tersebut diperoleh besaran L* (brightness) yang menunjukkan derajat kecerahan dari kain jeans yang ditunjukkan pada Tabel 4.3

Skripsi




32

Tabel 4.3 Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan variasi suhu Variabel proses No

L* (%)

1

Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] 1:10

Suhu (˚C) 55

Waktu (menit) 60

2

1:10

65

60

55,83

3

1:10

75

60

75,50

4

1:10

85

60

88,76

Suhu optimum

33,45 85˚C

Grafik hubungan antara suhu dalam proses bleaching terhadap derajat kecerahan adalah sebagai berikut:

Derajat kecerahan (%)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 50

60

70

80

90

Suhu (˚C) Gambar 4.6 Grafik hubungan suhu dengan derajat kecerahan pada perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] sebesar 1:10 dan waktu 60 menit

Hasil dari pengaruh suhu terhadap derajat kecerahan adalah semakin tinggi suhu maka derajat kecerahan yang dihasilkan akan semakin bertambah pula. Pada proses bleaching menggunakan hidrogen peroksida suhu optimum adalah 90˚C (Bajpai, 2005).

Skripsi




33

4.2.3 Pengaruh waktu terhadap derajat kecerahan kain jeans Waktu dalam proses bleaching mempengaruhi derajat kecerahan pada kain. Pada penelitian ini dilakukan bleaching dengan variasi waktu 45, 60, 75 dan 90 menit. Semakin lama waktu reaksi maka derajat kecerahan yang dihasilkan akan semakin besar pula (Van Daam, 2002). Kain jeans hasil proses bleaching dengan variasi waktu disajikan pada Gambar 4.7

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 4.7 Kain jeans hasil proses bleaching dengan variabel waktu: (a) 45 menit (b) 60 menit (c) 75 menit (d) 90 menit

Skripsi




34

Gambar 4.7 secara visual menunjukkan hasil yang paling optimum yaitu pada waktu selama 60 menit. Kemudian dilakukan analisis derajat kecerahan dengan alat Chromameter CR-400. Dari pengukuran tersebut diperoleh besaran L* (brightness) yang menunjukkan derajat kecerahan dari kain jeans yang ditunjukkan pada Tabel 4.4 Tabel 4.4 Hasil derajat kecerahan kain jeans dengan variasi waktu Variabel proses No Waktu L* (%) optimum Perbandingan mol Suhu Waktu [H2O2:CH3COOH] (˚C) (menit) 1 1:10 85 45 80,83 2

1:10

85

60

89,09

3

1:10

85

75

89,95

4

1:10

85

90

91,02

60 menit

Grafik hubungan antara waktu dalam proses bleaching terhadap derajat kecerahan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8

Derajat kecerahan (%)

92 90 88 86 84 82 80 40

50

60

70

80

90

100

Waktu (menit) Gambar 4.8 Grafik hubungan waktu dengan derajat kecerahan pada perbandingan mol [H2O2:CH3COOH] sebesar 1:10 pada suhu 85˚C

Skripsi




35

Semakin lama waktu proses bleaching maka derajat kecerahan yang diberikan semakin besar pula. Dari data diatas dapat diketahui bahwa waktu optimum pada proses bleaching adalah selama 60 menit walaupun pada waktu bleaching selama 90 menit tetap mengalami kenaikan. Melalui Tabel 4.4 dapat dilihat bahwa pada waktu bleaching selama 45 menit ke 60 menit memberikan hasil derajat kecerahan dengan selisih yang besar yaitu 8,26%, sedangkan pada waktu bleaching 60 menit ke 75 menit hanya mengalami kenaikan 0,86% dan dari waktu bleaching 75 menit ke 90 menit mengalami kenaikan sebesar 1,07%. Hal ini menunjukkan bahwa pada proses bleaching menggunakan asam perasetat waktu bleaching yang diperlukan untuk menghasilkan hasil yang cerah dengan mempertimbangkan nilai ekonomis adalah cukup selama 60 menit saja. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Karmakar (1999) bahwa waktu dalam proses bleaching menggunakan asam perasetat untuk tekstil adalah antara 20-60 menit. Pada penelitian ini juga dilakukan proses bleaching dengan metode yang sama dengan menggunakan hidrogen peroksida saja akan tetapi tidak memberikan hasil sama sekali. Begitu pula proses bleaching yang hanya menggunakan asam asetat glasial saja. Hal ini menunjukkan bahwa proses bleaching tidak dapat terjadi jika hanya menggunakan hidrogen peroksida saja ataupun asam asetat glasial saja.

Skripsi




BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Perbandingan mol [H2O2 30% : CH3COOH 100%] optimum pada proses

bleaching dengan asam perasetat adalah 1:10, suhu optimum 85˚C dan waktu optimum adalah 60 menit.

5.2

Saran Perlu dilakukan optimasi variabel lain lebih lanjut seperti penggunaan

katalis karena bleaching menggunakan asam perasetat ini adalah solusi yang sangat tepat dimana merupakan bleaching agent yang bebas klor dan ramah lingkungan.

40 Skripsi




DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Halim, E. S., dan Al-Deyab, S. S., 2011, Low temperature bleaching of cotton cellulose using peracetic acid, Carbohidrat Polymers, 86 : 988994 Anderson, J. R., 1992, Hydrogen Peroxide Use in Chemical Pulp Bleaching, Bleach Plant Operations Short Course. TAPPI Press Bajpai, P., 2005, Environmentally Benign Approaches for Pulp Bleaching, Elsevier, India Barros, D. P., Silva, V. L., Hamalainen, H., Colodette, J. L., 2010, Effect of last stage bleaching with peracetic acid on brightness development and properties of eucalyptus pulp, Bioresources, 5(2) : 881-898 Christie, R. M., 2007, Environmental Aspects of Textile Dyeing, Woodhead Publishing Limited, Cambridge Dence, C. W dan Reeve, D. W., 1996. Pulp Bleaching: Principle and Practice. Atlanta, san Diego, California. TAPPI Press Ek, M., Gellerstedt, G., Henriksson, G., 2009, Pulping Chemistry and Technology, De Gruyter, Berlin Erba, A. D., Falsanisi, D., Liberti, L., Notarnicola, M., Santoro, D., 2007, Disinfection by-products formation during wastewater disinfection with peracetic acid, Desalination, 215 : 177-186 Fessenden, J. R dan J., S. Fessenden, 1992, Kimia Organik Jilid 2, Edisi ketiga, Penerjemah Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Erlangga, Jakarta Heaton., Alan., 1994, The Chemical Industry Second eition, Blackie Academic and Profesional, London Jones, C. W., 1999, Applications of Hydrogen Peroxide and Derivates, The Royal Society of Chemistry, UK Karmakar, S. R., 1999, Chemical Technology in the Pre-Treatment Processes of Textile, Elsevier, Amsterdam Manurung, R., 2004, Perombakan Zat Warna Azo Reaktif Secara AnaerobAerob, Skripsi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Moertinah, S., 2008, Peluang-peluang Produksi Bersih Pada Industri Tekstil Finishing Bleaching (Studi Kasus Pabrik Tekstil Finishing Bleaching PT. Damaitex, Thesis Ilmu Lingkungan Universitas Diponegoro

41 Skripsi




42

Muladi, Kusuma, S. I. W., Orsadchia, O. K., Pratt, R., 2000, The Elementary Chlorine Free Bleacing (ECF) of Some Indonesia Timber Estate Wood Spesies, Proceeding of The Third Wood Science Symposium : 335340 Onggo, H., Astuti, J. T., 2004, Pengaruh Sodium Hidroksida dan Hidrogen Peroksida terhadap Rendemen dan Warna Pulp dari Serat Daun Nanas, Pusat Penelitian Fisika - Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) : Bandung Shafie, A. E., Fouda, M. M. G., Hashem, M., 2009, One-Step Process for Bioscouring and Peracetic Acid Bleaching of Cotton Fabric, Carbohidrat Polymers, 78 : 302-308 Suess, H. U., 2010, Pulp Bleaching Today, De Gruyter, Berlin/New York Tutus, A., 2004, Bleaching of Rice Straw Pulps with Hidrogen Peroxide, Pakistan Journal of Biological Sciences, Vol 8 : 1327-1329 Ulia, H., 2007, Alternatif Penggunaan Hidrogen Peroksida Pada Tahap Akhir Proses Pemutihan Pulp, Thesis Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Van Dam, J. E. G., 2002, Coir Processing Technologies: Improvement of Drying, Softening, Belaching and Dyeing Coir Fibre/Yarn and Printing Coir Floor Coverings. Technical Paper, 6, Department of Fibres and Cellulose Agrotechnological Research Institute (ATO bv) Wageningen, Netherlands Wildan, A., 2010, Studi Proses Pemutihan Serat Kelapa Sebagai Reinforced Fiber, Thesis Teknik Kimia Universitas Diponegoro Zhao, X., Zhang, T., Zhou, Y., Liu, D., 2007, Preparation of peracetic acid from hydrogen peroxide Part 1: Kinetics for peracetic acid synthesis and hydrolysis, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 271 : 246252 Zhao, X., Cheng, K., Hao, J., Liu, D., 2008, Preparation of peracetic acid from hydrogen peroxide, part II: Kinetics for spontaneous decomposition of peracetic acid in the liquid phase, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 284 : 58-68

Skripsi




LAMPIRAN 1 Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Perbandingan mol [H2O2:CH3COOH]

Laporan Hasil Analisa 1. Asal Sampel

: Deby Heruwati Maharani (Sarjana Kimia UNAIR)

2. Jenis Sampel

: Kain jeans

3. Jumlah Sampel

: 4 sampel

4. Kode Sampel

: 1:34 ; 1:20 ; 1:15 ;1:10 ; 1:5 ; 1:3

5. Parameter

: Warna dengan Chromameter CR-400 Konica Minolta

6. Tgl Penerimaan

: 09 Mei 2012

7. Keadaan Sampel

: Dalam plastik tertutup rapat

8. Hasil Pengujian

:

No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

Skripsi

Kode 1:34 (1) 1:34 (2) 1:34 (3) 1:20 (1) 1:20 (2) 1:20 (3) 1:15 (1) 1:15 (2) 1:15 (3) 1:10 (1) 1:10 (2) 1:10 (3) 1:5 1) 1:5 (2) 1:5 (3) 1:3 (1) 1:3 (2) 1:3 (3)

L* 85,31 82,22 83,21 85,02 86,97 85,4 88,35 88,56 89,36 89,62 90,23 89,45 80,73 75,96 80,89 73,16 72,65 74,46

a* -0,11 -0,78 -0,66 -0,34 -0,29 -0,27 0,04 -0,1 -0,09 -0,06 -0,11 -0,02 -0,9 -0,2 -0,32 -0,03 -0,09 -0,14

b* 0,18 0,09 -1,53 0,99 1,62 1,85 1,57 0,87 0,26 0,71 0,46 0,91 0,1 -1,95 -0,72 -4,37 -3,8 -2,91

ΔL* 60,89 57,8 58,79 60,6 62,56 60,98 63,93 64,14 69,94 65,02 65,82 65,03 56,31 51,55 56,47 48,75 48,23 50,05


Δa* -0,05 -0,72 -0,59 -0,28 -0,23 -0,21 0,1 -0,04 -0,02 0 -0,04 0,05 -0,83 -0,14 -0,26 0,03 -0,03 -0,08

Δb* 0,54 0,45 -1,17 1,35 1,98 2,21 1,93 1,23 0,62 1,07 0,82 1,27 0,46 -1,59 -0,36 -4,01 -3,44 -2,55

ΔE* 60,9 57,8 58,8 60,62 62,59 61,02 63,96 64,15 69,94 65,21 65,82 85,04 56,32 51,57 56,47 48,91 48,36 50,11



Keterangan : 1. Data pengujian ini hanya berlaku untuk sampel yang diuji pada tanggal penerimaan sampel tersebut. 2. Data pengujian ini dianggap sah apabila menggunakan kertas kop surat yang resmi dan dibubuhi tanda tangan dan stampel yang asli. Semarang, 10 Mei 2012 Hormat kami, Ka. Balai Penelitian Mutu dan Keamanan Pangan

Inneke Hantoro, STP, MSc

Skripsi




LAMPIRAN 2 Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Suhu



2. Jenis Sampel

: Kain jeans

3. Jumlah Sampel

: 4 sampel

4. Kode Sampel

: 55˚C ; 65˚C ; 75˚C ; 85˚C

5. Parameter


6. Tgl Penerimaan

: 09 Mei 2012

7. Keadaan Sampel


8. Hasil Pengujian

:

No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Kode 55˚C (1) 55˚C (2) 55˚C (3) 65˚C (1) 65˚C (2) 65˚C (3) 75˚C (1) 75˚C (2) 75˚C (3) 85˚C (1) 85˚C (2) 85˚C (3)

L* 32,88 35,13 32,34 54,49 58,16 54,83 75,35 77,51 73,65 88,41 89,29 88,58

a* 2,1 1,47 2,18 -0,27 -0,02 -0,15 -0,21 -0,33 -0,3 -0,29 -0,19 -0,21

b* -14,79 -14,95 -14,76 -8,99 -6,3 -8,73 -3,74 -3,27 -4,19 1,53 0,02 1,24

ΔL* 8,46 10,71 7,92 30,08 33,74 30,41 50,93 53,09 49,23 64 64,88 64,17

Δa* 2,17 1,53 2,25 -0,2 0,04 -0,09 -0,15 -0,26 -0,23 -0,22 -0,13 -0,14

Δb* -14,43 -14,59 -14,4 -8,63 -5,94 -8,37 -3,38 -2,91 -3,83 1,89 0,38 1,6

ΔE* 16,87 18,17 16,59 31,29 34,26 31,54 51,04 53,17 49,38 64,02 64,88 64,19



Skripsi




LAMPIRAN 3 Laporan Hasil Analisa Derajat Kecerahan Kain Jeans pada Variasi Waktu



2. Jenis Sampel

: Kain jeans

3. Jumlah Sampel

: 4 sampel

4. Kode Sampel

: 45 menit ; 60 menit ; 75 menit ; 90 menit

5. Parameter


6. Tgl Penerimaan

: 09 Mei 2012

7. Keadaan Sampel


8. Hasil Pengujian

:

No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Kode 45 mnt (1) 45 mnt (2) 45 mnt (3) 60 mnt (1) 60 mnt (2) 60 mnt (3) 75 mnt (1) 75 mnt (2) 75 mnt (3) 90 mnt (1) 90 mnt (2) 90 mnt (3)

L* 78,94 82,09 81,47 89,63 88,33 89,31 90 90,08 89,77 90,27 91,41 91,37

a* -0,12 -0,17 -0,29 -0,08 -0,13 -0,11 -0,13 -0,14 -0,05 -0,16 0,02 0,01

b* -3,27 -1,88 -2,04 1,11 1,76 1,47 0,6 0,19 1,03 0,56 0,16 0,08

ΔL* 54,53 57,68 57,05 65,21 63,92 64,89 65,58 65,66 65,36 65,85 66,99 66,95

Δa* -0,06 -0,11 -0,22 -0,02 -0,06 -0,04 -0,07 -0,08 0,01 -0,1 0,08 0,08

Δb* -2,91 -1,52 -1,68 1,47 2,12 1,83 0,96 0,55 1,39 0,92 0,52 0,44

ΔE* 54,06 57,7 57,07 65,23 63,95 64,92 65,59 65,66 65,37 65,86 67 66,95



Skripsi



APLIKASI ASAM PERASETAT UNTUK MENGHILANGKAN ZAT WARNA PADA KAIN JEANS SKRIPSI

Recommend Documents