By Kurnia · Published October 16, 2026 · Revised October 29, 2026 · Version 2 · 21 min read
Surfaktan, koloid, dan emulsi: tegangan permukaan, misel, HLB, kestabilan koloid, koagulasi, busa, dan pemecahan emulsi
Busa yang meluap dari mesin pencuci piring setelah beban berisi telur, bahan bantu bilas yang membuat air meluncur dari gelas, air limbah laundry yang keruh walau sudah diendapkan semalam, dan perangkap lemak yang tiba-tiba tidak menahan minyak, semuanya diatur oleh kimia antarmuka. Bab ini membahas tegangan permukaan dan energi antarmuka, struktur dan golongan surfaktan, adsorpsi dan konsentrasi misel kritis, pembasahan, sudut kontak, dan kapilaritas, pengaruh kesadahan, suhu, dan garam, HLB dan pemilihan emulsifier, koloid dan efek Tyndall, kestabilan koloid, lapisan ganda listrik, dan potensial zeta, koagulasi dan flokulasi, serta emulsi, busa, dan cara memecahkannya. Enam contoh kerja dan enam latihan dengan kunci beralasan menutup bab.
This chapter is still in Indonesian. Its English edition will follow.
Di sebuah dapur hotel, mesin pencuci piring berpintu angkat tiba-tiba meluapkan busa setelah operator memasukkan rak berisi sisa telur orak-arik. Dua hari kemudian, keluhan datang dari laundry di gedung yang sama: air limbah dari bak ekualisasi tetap keruh walau sudah diendapkan semalam, sedangkan perangkap lemak dapur yang biasanya menahan minyak kini meloloskan air berwarna susu. Teknisi diminta mencari "bahan kimia yang salah".
Ketiga masalah itu tidak disebabkan satu produk yang salah. Busa, kekeruhan yang tidak mau mengendap, dan minyak yang lolos dari perangkap lemak adalah gejala kimia antarmuka: perilaku zat di batas antara air dan udara, air dan minyak, atau air dan partikel padat. Surfaktan yang membuat deterjen bekerja juga membuat busa dan emulsi menjadi stabil. Bab ini menjelaskan mengapa, dan bagaimana menghitung sebagian besar efeknya.
Batas pembahasan
Bab ini membahas tegangan permukaan, struktur dan golongan surfaktan, adsorpsi dan konsentrasi misel kritis, pembasahan dan kapilaritas, pengaruh kesadahan, suhu, dan garam, HLB, koloid, kestabilan koloid dan potensial zeta, koagulasi dan flokulasi, serta emulsi dan busa.
Bab 6 · Laundry tentang kimia pembersih sudah membahas kerja surfaktan, emulsifier, dan pengkelat dalam pencucian secara terapan, dan Bab 3 · Laundry tentang kotoran dan noda membahas cara kotoran menempel dan lepas. Bab ini menambah sisi kimia fisika dan kuantitatifnya. Gaya antarmolekul diambil dari Bab 5 tentang gaya antarmolekul, gugus fungsi dari Bab 20 tentang kimia organik untuk teknisi, dan kesadahan dari Bab 16 tentang kelarutan dan pengendapan. Tegangan permukaan, konsentrasi misel kritis, dan tetapan lain yang disebut adalah nilai pendekatan pada 25 °C. Dosis koagulan dan bahan pemecah emulsi untuk instalasi nyata ditentukan dengan uji jar dan rekomendasi pemasok, bukan disalin dari bab ini.
Tegangan permukaan dan energi antarmuka
Molekul air di dalam cairan ditarik ke segala arah oleh tetangganya, sedangkan molekul di permukaan hanya ditarik ke dalam dan ke samping. Akibatnya permukaan berperilaku seperti selaput yang menegang, dan memperluas permukaan memerlukan kerja. Tegangan permukaan (surface tension), dilambangkan , adalah kerja per satuan luas permukaan baru, dengan satuan J/m² atau N/m, biasanya ditulis mN/m. Air murni memiliki sekitar 72 mN/m pada 25 °C, angka yang tinggi karena ikatan hidrogen yang kuat. Minyak hidrokarbon hanya sekitar 20 sampai 30 mN/m.
Tegangan antarmuka (interfacial tension) adalah tegangan pada batas dua cairan yang tidak bercampur, seperti air dan minyak; besarnya sekitar 50 mN/m untuk minyak hidrokarbon dan air. Kerja untuk membentuk antarmuka baru adalah:
dengan kerja dalam joule, tegangan permukaan atau antarmuka dalam N/m, dan pertambahan luas antarmuka dalam m².
Ketika minyak dipecah menjadi tetes kecil, luas antarmukanya meningkat tajam. Volume yang dipecah menjadi tetes berjari-jari memiliki luas total . Sistem selalu cenderung mengurangi energi permukaannya, sehingga tetes-tetes kecil ingin bergabung kembali. Inilah sebabnya minyak dan air memisah dengan sendirinya, dan emulsi hanya bertahan bila ada zat yang menurunkan tegangan antarmuka dan menghalangi tetes bergabung.
Perbedaan tekanan di dalam gelembung atau tetes melengkung dinyatakan oleh persamaan Young-Laplace:
dengan selisih tekanan dalam pascal dan jari-jari gelembung atau tetes dalam meter. Tetes dan gelembung kecil memiliki tekanan dalam yang lebih tinggi daripada yang besar. Karena itu zat di dalam tetes kecil cenderung berpindah ke tetes besar, dan gelembung busa kecil menyusut sementara yang besar membesar. Latihan 1 menghitung besarnya untuk gelembung udara di air murni.
Struktur surfaktan: kepala dan ekor
Surfaktan (surfactant), singkatan dari zat aktif permukaan, adalah molekul dengan dua bagian yang berlawanan sifat: kepala yang suka air (hidrofilik) dan ekor hidrokarbon yang suka minyak (hidrofobik). Garam empedu, sama seperti natrium stearat, memiliki ujung hidrofobik dan ujung hidrofilik. Karena dua bagian itu, surfaktan berkumpul di antarmuka, dengan kepala di air dan ekor menjauhi air, dan menurunkan tegangan permukaan.
Lemak dan minyak nabati adalah bahan baku untuk surfaktan, bahan pembersih, dan kosmetik. Ekor surfaktan biasanya rantai 10 sampai 18 karbon dari asam lemak, alkohol lemak, atau minyak bumi. Kepalanya menentukan golongan surfaktan.
Golongan surfaktan menurut muatan
Surfaktan digolongkan menurut muatan kepalanya di air:
- Anionik: kepala bermuatan negatif, seperti karboksilat pada sabun dan sulfonat pada deterjen sintetis. Deterjen adalah garam natrium dari asam alkilbenzena sulfonat atau asam alkil sulfonat. Daya bersihnya kuat dan busanya banyak.
- Nonionik: kepala tidak bermuatan, biasanya rantai etoksilat (gugus eter berulang) atau gula. Tidak terpengaruh kesadahan, kuat mengangkat minyak, dan banyak dipakai sebagai surfaktan rendah busa.
- Kationik: kepala bermuatan positif, seperti amonium kuaterner. Melekat kuat pada permukaan bermuatan negatif, sehingga dipakai sebagai pelembut kain dan sanitaiser, bukan sebagai pencuci utama.
- Amfoter: kepala memiliki muatan positif dan negatif, muatannya bergantung pH. Lembut dan sering dipakai bersama surfaktan lain.
Surfaktan anionik dan kationik yang bertemu saling menetralkan muatan dan dapat mengendap bersama. Itulah sebabnya pelembut kain kationik dimasukkan pada bilasan terakhir, setelah deterjen anionik dibilas.
Adsorpsi di antarmuka dan konsentrasi misel kritis
Ketika surfaktan dilarutkan sedikit demi sedikit, molekulnya mula-mula menempati permukaan air, dan tegangan permukaan turun tajam. Setelah permukaan penuh, molekul tambahan tidak lagi menurunkan tegangan permukaan; molekul itu justru berkumpul di dalam larutan membentuk misel. Misel (micelle) adalah gumpalan bulat kecil berisi puluhan sampai ratusan molekul surfaktan dengan ekor di tengah dan kepala di luar. Konsentrasi misel kritis (critical micelle concentration, CMC) adalah kadar surfaktan saat misel mulai terbentuk.
Di atas CMC, tegangan permukaan hampir tetap, tetapi kemampuan melarutkan minyak meningkat, karena minyak dapat masuk ke inti misel yang hidrofobik. Solubilisasi (solubilization) adalah pelarutan minyak di dalam inti misel itu, salah satu mekanisme pelepasan kotoran berminyak yang dibahas di Bab 6 · Laundry tentang kimia pembersih. Dalam pelarut minyak, susunannya dapat terbalik, dengan kepala di dalam dan ekor di luar; susunan ini disebut misel terbalik.
CMC berbeda besar antargolongan. Natrium dodesil sulfat, surfaktan anionik acuan, memiliki CMC sekitar 8 mmol/L. Surfaktan nonionik etoksilat dengan ekor setara memiliki CMC sekitar seratus kali lebih kecil, karena kepalanya tidak saling tolak. CMC turun bila rantai ekor lebih panjang dan bila garam ditambahkan pada surfaktan ionik. Dalam praktik pencucian, sebagian surfaktan habis teradsorpsi pada kain, kotoran, dan dinding mesin, sehingga dosis produk dirancang jauh di atas CMC larutan murni (Contoh 2).
Pembasahan, sudut kontak, dan kapilaritas
Sudut kontak (contact angle) adalah sudut yang dibentuk tetes cairan di atas permukaan padat, dan besarnya ditentukan keseimbangan tiga tegangan antarmuka. Persamaan Young menyatakannya:
dengan tegangan antarmuka padat-uap, padat-cair, dan cair-uap, yaitu tegangan permukaan cairan. Sudut kecil berarti cairan membasahi dan menyebar; sudut di atas 90° berarti cairan menolak dan membentuk butir. Air di atas kaca bersih membasahi, sedangkan air di atas permukaan berminyak atau berlilin membentuk butir. Surfaktan menurunkan dan , sehingga sudut kontak mengecil.
Inilah kerja bahan bantu bilas di mesin pencuci piring, yang dibahas di Bab 7 · Dispensing Kimia tentang dosis bahan bantu bilas: surfaktan nonionik rendah busa menurunkan tegangan permukaan air bilas, sehingga air meluncur sebagai lapisan tipis dari gelas dan piring alih-alih membentuk tetes yang mengering menjadi bercak.
Pembasahan juga menentukan seberapa cepat cairan masuk ke pori kecil, seperti celah antarserat kain. Kenaikan kapiler di pori berjari-jari adalah:
dengan tinggi kenaikan dalam meter, massa jenis cairan dalam kg/m³, percepatan gravitasi 9,81 m/s², dan dalam meter. Pada permukaan berminyak, sudut kontak air besar dan kecil, sehingga air sulit masuk walau tegangan permukaannya tinggi. Surfaktan menurunkan , tetapi menaikkan jauh lebih besar, sehingga penetrasi bertambah (Contoh 1).
Pengaruh kesadahan, suhu, dan garam
Keefektifan sabun turun dalam air sadah, dan deterjen lebih efektif daripada sabun dalam air sadah. Ion kalsium dan magnesium mengikat dua kepala karboksilat sabun dan membentuk endapan yang tidak larut, yaitu kerak sabun. Setiap mol ion kalsium menghabiskan dua mol sabun (Contoh 3). Kepala sulfonat deterjen sintetis membentuk garam kalsium yang lebih larut, sehingga lebih tahan, tetapi tetap terganggu. Builder (detergency builder) adalah bahan yang dipakai untuk menaikkan pH dan mengikat ion kalsium dan magnesium agar tidak mengganggu surfaktan.
Suhu memengaruhi dua golongan secara berlawanan. Titik Krafft (Krafft point) adalah suhu yang di bawahnya surfaktan ionik mengkristal dan tidak membentuk misel, sehingga sabun dengan rantai panjang jenuh bekerja buruk di air dingin. Surfaktan nonionik etoksilat sebaliknya memiliki titik keruh. Titik keruh (cloud point) adalah suhu ketika surfaktan nonionik yang dipanaskan memisah sehingga larutan menjadi keruh, karena ikatan hidrogen antara rantai etoksilat dan air melemah. Di dekat titik keruh, surfaktan nonionik paling aktif di antarmuka dan paling sedikit berbusa. Pemasok memilih surfaktan bahan bantu bilas dengan titik keruh yang cocok dengan suhu bilas mesin, sehingga data titik keruh produk berasal dari pemasok.
Garam menekan tolak-menolak antarkepala ionik, sehingga menurunkan CMC dan pada kadar tinggi dapat mengendapkan surfaktan. Prinsip ini dipakai untuk mengentalkan sampo dengan garam, dan juga menjelaskan mengapa air bergaram tinggi dapat merusak kerja deterjen.
HLB dan pemilihan emulsifier
HLB (hydrophilic-lipophilic balance) adalah bilangan yang menyatakan keseimbangan bagian hidrofilik dan lipofilik surfaktan. Untuk surfaktan nonionik etoksilat, Griffin mendefinisikannya dari fraksi massa bagian hidrofilik:
dengan massa bagian hidrofilik dan massa molekul total, keduanya dalam g/mol. Skala pendekatan yang lazim: HLB 3 sampai 6 cocok sebagai emulsifier air dalam minyak, 7 sampai 9 sebagai zat pembasah, 8 sampai 18 sebagai emulsifier minyak dalam air, dan 13 sampai 15 sebagai deterjen. Campuran dua emulsifier memiliki HLB rata-rata tertimbang menurut fraksi massanya:
dengan fraksi massa emulsifier A, sehingga formulator dapat mencocokkan HLB yang dibutuhkan minyak tertentu (Latihan 4). HLB adalah pegangan awal, dan uji kestabilan emulsi tetap diperlukan.
Koloid: ukuran, efek Tyndall, liofil dan liofob
Koloid (colloid) adalah campuran yang keadaannya di antara larutan dan suspensi; koloid juga disebut jenis suspensi khusus. Partikel koloid berukuran sekitar 1 nm sampai 1 µm: terlalu besar untuk disebut larutan sejati, tetapi terlalu kecil untuk mengendap dalam waktu yang wajar (Contoh 4). Efek Tyndall (Tyndall effect) adalah hamburan cahaya oleh partikel koloid yang membuat berkas senter terlihat di dalam cairan, dan menjadi salah satu cara membedakan larutan dari koloid.
Koloid yang terpenting adalah yang medium pendispersinya air. Koloid dengan medium cair dibedakan menjadi koloid liofil dan koloid liofob, dan gel adalah koloid liofil yang setengah kaku. Koloid liofil (lyophilic colloid) adalah koloid yang berinteraksi kuat dengan air dan stabil dengan sendirinya, seperti larutan protein, pati, dan gelatin. Koloid liofob (lyophobic colloid) adalah koloid yang tidak menyukai air dan hanya stabil karena muatan permukaan atau lapisan pelindung, seperti lempung halus, oksida logam, dan tetes minyak. Silikat dalam deterjen membentuk lapisan tipis silikat koloid yang melindungi logam, contoh koloid yang sengaja dimanfaatkan.
Kestabilan koloid: muatan, lapisan ganda, dan potensial zeta
Partikel koloid liofob di air biasanya bermuatan, misalnya negatif pada lempung dan bakteri. Lapisan ganda listrik (electrical double layer) adalah lapisan ion bermuatan berlawanan dari larutan yang berkumpul di sekitar partikel bermuatan itu. Ketika dua partikel mendekat, lapisan gandanya saling tolak; pada jarak sangat dekat, gaya tarik van der Waals mengambil alih. Kestabilan koloid adalah hasil persaingan dua gaya itu.
Panjang Debye (Debye length), dilambangkan , mewakili tebal lapisan ganda; untuk elektrolit 1 : 1 pada 25 °C besarnya kira-kira:
dengan kekuatan ion. Air lunak dengan sedikit ion memiliki lapisan ganda tebal sehingga partikel saling tolak dari jauh dan koloid stabil. Garam memampatkan lapisan ganda, sehingga partikel dapat mendekat dan menggumpal (Contoh 5).
Potensial zeta (zeta potential) adalah potensial listrik pada bidang geser di sekitar partikel yang bergerak, dan dapat diukur dari kecepatan partikel dalam medan listrik. Sebagai pegangan umum, koloid dengan potensial zeta lebih besar dari sekitar 30 mV, positif atau negatif, cenderung stabil, sedangkan yang mendekati nol cenderung menggumpal. Ion bermuatan berlawanan dengan valensi lebih tinggi jauh lebih kuat menggumpalkan koloid; menurut aturan Schulze-Hardy, daya penggumpalan sebanding kira-kira dengan pangkat enam valensi ion.
Koagulasi dan flokulasi di pengolahan air
Kekeruhan di air baku dan air limbah sebagian besar adalah koloid bermuatan negatif yang tidak mau mengendap. Koagulasi (coagulation) adalah penetralan muatan itu dengan garam logam bervalensi tiga, seperti aluminium sulfat dan besi(III) klorida, yang di air membentuk hidroksida dan ion bermuatan positif. Flokulasi (flocculation) adalah penggabungan partikel yang sudah netral menjadi flok besar dengan pengadukan pelan dan polimer pembantu. Flok yang besar mengendap dalam hitungan jam, sedangkan koloid aslinya tidak mengendap dalam hitungan hari (Contoh 4).
Satu contoh uji jar menunjukkan dosis besi(III) klorida 4,1 mg/L, dan arsen dihilangkan secara efektif dengan proses koagulasi. Dosis koagulan selalu ditentukan dengan uji jar, karena bergantung pada kekeruhan, alkalinitas, pH, dan suhu air. Koagulan logam juga mengonsumsi alkalinitas dan menurunkan pH, sehingga air beralkalinitas rendah dapat memerlukan tambahan basa (Contoh 6). Alur pengolahan air dibahas di Bab 2 · Air & Pengolahan Air tentang aliran pengolahan air dan air limbah, dan limbah laundry di Bab 17 · Laundry tentang limbah cair laundry dan IPAL.
Emulsi, busa, dan cara memecahkannya
Emulsi (emulsion) adalah dispersi tetes satu cairan di cairan lain. Emulsi minyak dalam air (M/A) memiliki air sebagai fase kontinu; kebanyakan makanan berupa emulsi minyak dalam air, seperti susu segar dan mayones. Emulsi air dalam minyak (A/M), seperti mentega, memiliki minyak sebagai fase kontinu. Jenis emulsi ditentukan terutama oleh emulsifiernya: emulsifier yang lebih larut di air menghasilkan M/A, sesuai aturan Bancroft.
Emulsi tidak stabil secara termodinamika, dan rusak melalui beberapa tahap: tetes naik atau turun karena beda massa jenis (creaming), menggumpal tanpa bergabung (flokulasi), bergabung menjadi tetes besar (koalesensi), dan akhirnya memisah menjadi dua lapisan. Perangkap lemak bekerja dengan memberi waktu bagi tetes minyak besar untuk naik. Minyak dan lemak adalah komponen utama bahan pangan, dan perangkap lemak gravitasi harus dipasang sedekat mungkin dengan peralatan yang dilayaninya. Deterjen yang terbawa ke perangkap lemak mengemulsikan minyak menjadi tetes halus yang terlalu lambat naik, dan air panas melelehkan lemak sehingga ikut terbawa. Itulah penyebab perangkap lemak di kasus pembuka meloloskan air berwarna susu.
Emulsi dipecahkan dengan membalik faktor penstabilnya: menetralkan muatan dengan garam atau koagulan, menurunkan pH untuk mengubah sabun menjadi asam lemak yang tidak aktif, memanaskan, menambah pemecah emulsi, atau memisahkan secara mekanis dengan sentrifus dan flotasi udara terlarut.
Busa (foam) adalah dispersi gas di cairan, distabilkan oleh surfaktan dan protein yang membentuk selaput di dinding gelembung. Cairan di dinding gelembung mengalir turun karena gravitasi dan tekanan Laplace, sampai selaput pecah. Protein dari sisa telur dan susu adalah penstabil busa yang kuat, itulah sebab busa di mesin pencuci piring pada kasus pembuka. Mesin pencuci memerlukan produk rendah busa karena busa mengurangi daya semprot, menyebabkan pompa menghisap udara, dan dapat meluap. Penghilang busa, seperti silikon atau partikel hidrofobik halus, masuk ke selaput gelembung dan memecahnya. Pemakaian penghilang busa mengikuti petunjuk pemasok, karena sisa silikon dapat mengganggu pembilasan dan pengolahan limbah.
Contoh kerja
Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.
Contoh 1: penetrasi air ke pori kain berminyak. Pori berjari-jari 10 µm. Air murni dengan sudut kontak 80° (): m. Larutan surfaktan dengan N/m dan sudut 20° (): m. Gaya pendorong kapiler lebih dari dua kali lipat walau tegangan permukaan turun.
Contoh 2: CMC dan dosis. Natrium dodesil sulfat ( g/mol) dengan CMC 8,2 mmol/L: g/L. Untuk mencapai CMC di 50 L air diperlukan 118 g. Surfaktan nonionik dengan CMC seratus kali lebih kecil mencapai CMC dengan sekitar 1 g pada volume yang sama, sebelum memperhitungkan surfaktan yang teradsorpsi pada kain dan kotoran.
Contoh 3: sabun yang hilang di air sadah. Kesadahan 200 mg/L sebagai setara 2,0 mmol/L ion kalsium, yang mengikat 4,0 mmol/L sabun. Dengan natrium stearat ( g/mol): g/L. Di 50 L air, 61 g sabun habis menjadi kerak sabun sebelum mulai mencuci.
Contoh 4: kecepatan mengendap menurut hukum Stokes. , dengan massa jenis partikel, massa jenis air, diameter partikel, dan viskositas air Pa·s. Partikel lempung 1 µm ( kg/m³): m/s, yaitu 3,2 mm per jam. Partikel 0,1 µm mengendap seratus kali lebih lambat, 0,032 mm per jam, praktis tidak mengendap. Flok 100 µm dengan massa jenis 1.050 kg/m³: m/s, sekitar 1 m per jam.
Contoh 5: panjang Debye dan valensi koagulan. Untuk mol/L: nm. Untuk mol/L: 0,96 nm, sepuluh kali lebih tipis. Menurut aturan Schulze-Hardy, daya penggumpalan ion bervalensi 1, 2, dan 3 berbanding sekitar , sehingga ion aluminium dan besi(III) ratusan kali lebih efektif daripada ion natrium.
Contoh 6: koagulan dan alkalinitas. Dosis besi(III) klorida 4,1 mg/L diambil dari contoh uji jar di bagian koagulasi. Reaksinya: . Alkalinitas yang dipakai mg/L sebagai , dan endapan besi(III) hidroksida mg/L, belum termasuk padatan yang ikut terperangkap.
Kondisi berhenti
Hentikan pekerjaan dan laporkan kepada pengawas atau penanggung jawab peralatan bila:
- Busa meluap dari mesin pencuci atau tangki hingga mendekati komponen listrik, motor, atau panel. Matikan mesin, isolasi listrik, dan cari penyebabnya sebelum menyalakan lagi.
- Penghilang busa, pemecah emulsi, atau koagulan akan ditambahkan ke instalasi tanpa uji jar atau petunjuk pemasok, atau ke aliran yang masuk ke instalasi pengolahan limbah biologis tanpa persetujuan pengelolanya.
- Perangkap lemak akan dibersihkan tanpa ventilasi atau pelindung, atau dengan memasukkan orang ke ruang tertutup. Ruang tertutup dengan bahan organik membusuk dapat mengandung gas beracun; ikuti Bab 1 · Keselamatan tentang bahaya dan kondisi berhenti.
- Lantai licin karena larutan surfaktan atau busa belum dikeringkan dan diberi tanda.
- Produk surfaktan kationik dan anionik akan dicampur di satu wadah atau satu jalur dosis.
Salah tafsir yang sering terjadi
Guess what’s wrong first, then open the explanation.
Common misconception
Busa banyak berarti daya cuci tinggi.
Why is it wrong?
Busa hanya menunjukkan surfaktan di permukaan udara. Surfaktan nonionik rendah busa sering lebih kuat mengangkat minyak.
Common misconception
Menambah deterjen selalu menambah daya cuci.
Why is it wrong?
Di atas CMC dan setelah permukaan jenuh, tambahan deterjen sebagian besar terbuang dan menambah busa serta beban bilas.
Common misconception
Kekeruhan akan mengendap bila ditunggu cukup lama.
Why is it wrong?
Partikel koloid di bawah sekitar 0,1 µm praktis tidak mengendap tanpa koagulasi (Contoh 4).
Common misconception
Perangkap lemak menahan semua minyak.
Why is it wrong?
Minyak yang sudah diemulsikan deterjen menjadi tetes halus lolos dari perangkap lemak.
Common misconception
Garam tidak berpengaruh pada koloid.
Why is it wrong?
Garam memampatkan lapisan ganda dan dapat menggumpalkan koloid; ion bervalensi tinggi jauh lebih kuat.
Common misconception
Surfaktan nonionik tidak terpengaruh suhu.
Why is it wrong?
Surfaktan nonionik memisah di atas titik keruhnya.
Hubungan dengan bab lain
Bab 5 tentang gaya antarmolekul memberi ikatan hidrogen dan polaritas, Bab 20 tentang kimia organik untuk teknisi memberi gugus fungsi surfaktan dan saponifikasi, dan Bab 16 tentang kelarutan dan pengendapan memberi kesadahan. Bab 6 · Laundry tentang kimia pembersih membahas kerja surfaktan dan pengkelat dalam pencucian, Bab 3 · Laundry tentang kotoran dan noda membahas cara kotoran menempel dan lepas, dan Bab 7 · Dispensing Kimia tentang dosis bahan bantu bilas membahas bahan bantu bilas mesin pencuci piring. Bab 2 · Air & Pengolahan Air tentang aliran pengolahan air dan air limbah membahas alur pengolahan air, Bab 17 · Laundry tentang limbah cair laundry dan IPAL membahas limbah laundry, dan Bab 1 · Keselamatan tentang bahaya dan kondisi berhenti membahas kondisi berhenti. Bab 22 tentang polimer dan elastomer membahas struktur rantai dan kecocokan bahan polimer, termasuk retak tegangan lingkungan pada polietilena yang dapat dipicu surfaktan.
Latihan dan pembahasan
Untuk setiap soal, tuliskan rumus, hitungan, atau alasannya.
Try to answer first, then open the worked solution.
Berapa tekanan Laplace di dalam gelembung udara berjari-jari 0,50 mm di air murni ( mN/m)?
See the worked solution
Pa. Tekanan berbanding terbalik dengan jari-jari, sehingga hasilnya dua kali gelembung berjari-jari 1,0 mm, yang hanya Pa; itulah sebabnya gelembung busa kecil menyusut sementara yang besar membesar.
Berapa luas antarmuka bila 1,0 mL minyak dipecah menjadi tetes berjari-jari 0,50 µm?
See the worked solution
m². Luas berbanding terbalik dengan jari-jari tetes, sehingga hasilnya dua kali luas tetes berjari-jari 1,0 µm dari volume yang sama, yaitu 3,0 m², dan kerja untuk mengemulsikannya juga dua kali.
Berapa HLB surfaktan nonionik yang bagian hidrofiliknya 60 persen massa molekul?
See the worked solution
. Nilai itu berada di rentang 8 sampai 18, sehingga surfaktan ini cocok sebagai emulsifier minyak dalam air. Uji kestabilan emulsi tetap diperlukan, karena HLB hanya pegangan awal.
Berapa fraksi massa emulsifier HLB 14 yang dicampur dengan emulsifier HLB 4 untuk HLB 10?
See the worked solution
, sehingga dan , yaitu 60 persen emulsifier HLB 14 dan 40 persen emulsifier HLB 4. HLB campuran adalah rata-rata tertimbang menurut fraksi massa, sehingga campuran harus lebih banyak memuat emulsifier yang HLB-nya lebih dekat ke sasaran 10.
Mengapa sabun bekerja buruk di air sadah, sedangkan surfaktan nonionik tidak terganggu?
See the worked solution
Ion kalsium mengikat dua kepala karboksilat sabun menjadi kerak sabun yang tidak larut; kepala nonionik tidak bermuatan sehingga tidak bereaksi dengan ion kalsium. Karena itu setiap mol ion kalsium menghabiskan dua mol sabun, seperti dihitung di Contoh 3, sedangkan surfaktan nonionik tidak terpengaruh kesadahan.
Mengapa garam aluminium jauh lebih efektif daripada natrium klorida untuk menggumpalkan kekeruhan?
See the worked solution
Ion bervalensi tiga menetralkan muatan negatif koloid dan memampatkan lapisan gandanya jauh lebih kuat; menurut aturan Schulze-Hardy, daya penggumpalannya ratusan kali ion bervalensi satu. Contoh 5 menghitung perbandingan 1 : 64 : 729 untuk ion bervalensi 1, 2, dan 3, sehingga ion aluminium jauh lebih efektif daripada ion natrium dari natrium klorida.
Revision history
| Date | Version | Change |
|---|---|---|
| October 29, 2026 | 2 | Revised to the chapter standard |
| October 16, 2026 | 1 | First published |
How to cite
Kurnia (2026). Surfaktan, koloid, dan emulsi: tegangan permukaan, misel, HLB, kestabilan koloid, koagulasi, busa, dan pemecahan emulsi. ARSTEMA Academy. Revised October 29, 2026. arstema.com/academy/konsep/surfaktan-koloid-dan-emulsi-tegangan-permukaan-misel-hlb-kestabilan-koloid-koagulasi-busa-dan-pemecahan-emulsi
Self-check · 3 questions
Check your understanding before moving on
Write your answer in your own words, then compare it with the worked solution from this chapter’s exercises. The system doesn’t judge open answers as right or wrong; you decide which parts you’ve understood.
Berapa tekanan Laplace di dalam gelembung udara berjari-jari 0,50 mm di air murni ( mN/m)?
Berapa luas antarmuka bila 1,0 mL minyak dipecah menjadi tetes berjari-jari 0,50 µm?
Berapa HLB surfaktan nonionik yang bagian hidrofiliknya 60 persen massa molekul?
Nearby chapters
Reading order by shelf: Chemistry · Chapter 22.
Reading order by shelf: Chemistry · Chapter 20.