Pasca sarjanaProgram Studi KimiaUniversitas Andalas2011EmulsiEmulsi adalah suatu sistem terdispersi dengan fasanyaterdiri dari cairan tidak dapat larut atau larut sebagian. Dalamemulsi jenis biasa (kadang-kadang disebut denganmakroemulsi) globul-globul cairan terdispersibiasanya mempunyai diameter antara 0,1 m dan 10 m, dan dengan demikian sedikit lebih besar daripada partikeldalamsol.Mikroemulsiadalahemulsiyangmemilikidiametertetesan dalam rentang sekitar 0,01 sampai 0,1 m.Dengan demikian, mikroemulsi mempunyaiturbiditas yang rendah.Mikroemulsi merupakan tetesan yang seragam(diameter 50 nm (OPAK)Larutan Miselar atau Mikroemulsi R 5 50 nm (TRANSPARAN 5 10 nm ; TRANSLUSEN 10 -50 nm) Warna SistemPerbedaan warna dari sistem(transparan/translusen) dipengaruhi oleh:1. Ukuran partikel yang diteteskan,2. Indeks refraktif antara air dan minyak.Mikroemulsi dengan ukuran droplet kecil ( dalamrange 10 nm)menghasilkan TRANSPARAN, dimanaperbedaan indeks refraktif antaraminyak dan air adalah besarMikroemulsi dengan ukuran droplet besar (dalamrange 50 nm) menghasilkan TRANSLUSEN, dimanaperbedaan indeks refraktif antaraminyak dan air adalah kecilPerbedaan Mikroemulsi dan (Makro) EmulsiMikroemulsi MakroemulsiStabil secara termodinamik Stabil secara kinetikUkuran droplet 10 - 100 nm (transparan) 1-10 m (opak)Area permukaan tinggi: 200 m2/gIFT O/W sangat rendah (10-2 10-3mN/m)Area permk. rendah: 15 m2/gIFT O/W 1 10 mN/mW/O , O/W dan tipe bikontinuTerbentuk saat CPP = 1W/O or O/W CPP> atau < 1* IFT = interfacial tension (tegangan antarmuka)* CPP = Critical Packing Parameter (rasio antara gugus hidrofobik dengan hidrofilik)CPP = Critical Packing Parameter (rasio antara gugus hidrofobik dengan hidrofilik)Perbedaan Mikroemulsi dan (Makro) Emulsi (Cont)CPP = n / (a-I)n = volume molekul parsial dari surfaktana = area gugus kepala yang optimalI = panjang rantai surfaktanKetika CPP antara 0 dan 1 terbentuk MIKROEMULSI O/WCPP > 1 terbentuk MIKROEMULSI W/OCPP = 1 terbentuk MIKROEMULSI BIKONTINYUMikroemulsi dibentuk ketika CPP = 1Ketika bilangan maksimumsurfaktan dicapai, maka teganganantarmuka dimampatkan antara air dan minyak terjadi ketikaorientasi surfaktan adalah vertikal.Teori Pembentukan MikroemulsiTeori Pembentukan MikroemulsiTeori Pembentukan MikroemulsiPembentukan Mikroemulsi2Oil1 2 3 mG G G G T S A = A +A +A AAGm= free energy change for microemulsion formationAG1 = free energy change due to increase in total surface areaAG2= free energy change due to interaction between dropletsAG3= free energy change due to adsorption of surfactant at theoil/water interface from bulk oil or waterAS = increase in entropy due to dispersion of oil as droplets* Ruckenstein, E, Chi, J. C., Faraday Trans. II 71 (1975) 1690. Meningkatnya energi bebas sistem, sehinggamenurunkan IFT sampai pada level yang sangatrendah sekali (10-2 10-3mN/m) Meningkatnya area permukaan, sehingga energipermukaan meningkat, dan entropi(ketidakteraturan) juga meningkat. Sehubungandengan ukuran yang didroplet.Mikroemulsi terbentuk karena ...Semua ini terbentuk dalamlevel molekular, dimanasurfaktan akan membentuk film antarmuka antaraminyak dan airKestabilan MikroemulsiKenapa Mikroemulsi Stabil secara termodinamik?** Ruckenstein, E, Chi, J. C., Faraday Trans. II 71 (1975) 1690.NOTE: Mikroemulsi terbentuk secara spontanketika IFTsangat kecil. (10-3mN/m)ABDCR*Gm*GmRGm* < 0 untuk A & B dalam daerah RMikroemulsi terbentuk dalam daerah R Gm= G1+ G2 + G3- TSUnstableStableGm> 0 untuk C & D membentuk Emulsi0+ve-veKestabilan Mikroemulsi (Cont)||.|

\|+ =2 1R1R1 PPersamaan Young Laplace memprediksi hubungan terbalikantara tekanan drop dengan jari-jari yang didroplet2G VR| |A = |\ .Sehingga, energi bebas bisa diprediksi, maka ukurandroplet < 100 nmFaktor-faktor yang mempengaruhi pembentukandan kestabilan Mikroemulsi1. Sifat alamiah dari molekul surfaktan2. Berat molekul surfaktan3. Konsentrasi dan panjang rantai dari ko-surfaktan4. Salinitas5. Suhu6. Rasio surfaktan/minyakDiagram Fasa MikroemulsiFormulating Microemulsions Bancrofts rulesSurfaktanAirMinyakSurfaktanAir Minyak(CPP < 1)Mikroemulsi O/W(CPP > 1)Mikroemulsi W/OChange in variables (T, Salting out electrolyte etc.)Formulating Microemulsions Bancrofts rulesSurfaktanAir Minyak3 fasa(minyak - E - air)(E bikontinyu)Mikroemulsi 2 fasaCPP = 1Mikroemulsi W/O atau O/WKadang-kadang ko-surfaktan seperti alkohol berantai pendek digunakanuntuk menghubungkan molekul surfaktan, yang memfasilitasi terbentuknyategangan antarmuka yang semakin mampatKeasamanPanjang rantai minyakKonsentrasi alkoholSuhuVariabel yang berperan penting:Total surfaktanbrine/oil ratioRasio surfaktan/minyakBerat Molekul SurfaktanManipulating Micro-EmulsionsInterfacial Tension with Salinity Untuk mikroemulsi fasa menengah (Winsor tipe III),1 mol CaCl2 ~ 16-19 mol NaCland for oil-external microemulsions,1 mol CaCl2 ~ 4 moles of NaCl Values of optimal salinity :LiCl > NaCl > KCl > NH4ClAt phase inversion, partition coefficient is near unity. Repulsion forces between micelles decreases due to the neutralization of surface charge of micelles by counterions.SolubilisasiKelebihan Mikroemulsi dibandingkan Emulsi Stabil secara termodinamik Pembuatan mudah dalamskala besar Penampilan transparan dan bagusInstrumenEnhanced Oil Recovery by Microemulsion Flooding Pemilihan formulasi kimia yang tepat dari surfaktan. Surfaktan, alkohol and air asin dengan atau tanpapenambahan minyak. Hubungan antara tegangan antarmuka dengan muatanantarmuka. Even at very low surfactant concentration, microscopic amount of middle phase remains. Oil recovery maximum near the optimal salinity of the system.Vol. fraction of middle phaseTRS 10-410 wt. %Enhanced Oil Recovery by Microemulsion Flooding For high salinity reservoirs, mixed surfactants are promising for enhanced oil recovery. Electrophoretic Mobility Maximum mobility corresponds to minimum in interfacial tension at the crude oil/caustic interface. Transient Processes At optimal salinity Fastest coalescence occurs Minimum in pressure jump Minimum in apparent viscosityEnhanced Oil Recovery by Microemulsion FloodingVarious phenomena occurring at the optimal salinitySintesis Nanopartikel Menggunakan MetodaMikroemulsi Proses : pengendapan - dalamsistemsurfaktanReaksi kimia :Prinsip :Skematik mikroemulsi W/O dan Mekanisme Reaksi Cont TEM dari silikaMikrostruktur YBa2Cu3O7-xyang dipersiapkan denganmikroemulsi W/O .Mikrostruktur nanopartikel Pd dan Pt yang dipersiapkandengan mikroemulsi W/O.Mikrostruktur dari Metoda Sintesis MikroemulsiPluronicFatty AcidOilWaterDetoksifikasi Obat dengan MikroemulsiDrugMikroemulsi dalam kehidupanSalah satu contoh penggunaan mikroemulsi dalamkehidupanadalah BEVERAGE WHITENER. Yang paling terkenal dari beverage whitener adalah COFFEE WHITENER.Beverage whitener adalah produk yang berbentuk cairan (liquid) atau serbuk (powder) yang terbuat dari emulsi minyaktumbuhan dan air, yang biasanya digunakan padaminuman teh atau kopi.Komposisi minyak tumbuhan berasal dari:1. minyak sawit2. minyak kelapa3. minyak kanola, dllEmulsifier yang digunakan seperti: 1. protein (Casein)2. surfaktan (polisorbat)Dengan proses mikroemulsi, maka minyak tumbuhan yang tidak menyatu dengan fasa air, akan terdispersi dengan baik pada teh atau kopi yang menimbulkan efek whitening. BEVERAGE WHITENERReferensi Dari berbagai sumber.