Kata saponifikasi atau saponify berarti membuat sabun (Latin
sapon, = sabun dan –fy adalah akhiran yang berarti membuat). Bangsa Romawi kuno
mulai membuat sabun sejak 2300 tahun yang lalu dengan memanaskan campuran lemak
hewan dengan abu kayu. Pada abad 16 dan 17 di Eropa sabun hanya digunakan dalam
bidang pengobatan. Barulah menjelang abad 19 penggunaan sabun meluas.
Sabun dibuat dari proses saponifikasi lemak hewan (tallow)
dan dari minyak. Gugus induk lemak disebut fatty acids yang terdiri dari rantai
hidrokarbon panjang (C-12 sampai C18) yang berikatan membentuk gugus karboksil.
Asam lemak rantai pendek jarang digunakan karena menghasilkan sedikit busa.
Reaksi saponifikasi tidak lain adalah hidrolisis basa suatu ester dengan alkali
(NaOH, KOH), reaksi umumnya adalah:
O O
∕∕ ∕∕
R – C Na+OH– R – C + R`OH
\ \
OR` O– Na+
ester alkali garam dari asam alkohol
Mekanisme ini melibatkan serangan nukleofil ion hidroksida
pada karbon karbonil
: ::
║ │
H:– + R – C – OR` R – C – OR`
│
OH
O O
║ ║
R – C – OH + –:R` R – C – O– + R`OH
Basa kuat basa lemah
Misalnya reaksi saponifikasi dari Gliseril Tripalmitat
dengan alkali NaOH:
O
║
CH2OC(CH2)14CH3
CH2OH
│
CHOH
│
CH2OH
O
║
–OC(CH2)14CH3
O
║
C
Sodium palmitate
H2OC(CH2)14CH3 + 3Na+ OH– + 3Na+
Glycerol
O
║
CH2OC(CH2)14CH3
Glyceryl tripalmitate
Contoh lainnya adalah reaksi saponifikasi dari Gliseril
Tripalmitat dengan alkali KOH:
O
║
CH2OC(CH2)14CH3
CH2OH
│
CHOH
│
CH2OH
O
║
–OC(CH2)14CH3
O
║
C
H2OC(CH2)14CH3 + 3K+ OH– + 3K+
Glycerol
O
║
CH2OC(CH2)14CH3
Glyceryl tripalmitate
Sabun dapat dibuat melalui proses batch atau kontinu Pada
proses batch, lemak atau minyak dipanaskan dengan alkali (NaOH atau KOH)
berlebih dalam sebuah ketel. Jika penyabunan telah selesai, garam garam
ditambahkan untuk mengendapkan sabun. Lapisan air yang mengaundung garam,
gliserol dan kelebihan alkali dikeluarkan dan gliserol diperoleh lagi dari
proses penyulingan. Endapan sabun gubal yang bercampur dengan garam, alkali dan
gliserol kemudian dimurnikan dengan air dan diendapkan dengan garam
berkali-kali. Akhirnya endapan direbus dengan air secukupnya untuk mendapatkan
campuran halus yang lama-kelamaan membentuk lapisan yang homogen dan mengapung.
Sabun ini dapat dijual langsung tanpa pengolahan lebih lanjut, yaitu sebagai
sabun industri yang murah. Beberapa bahan pengisi ditambahkan, seperti pasir
atau batu apung dalam pembuatan sabun gosok. Beberapa perlakuan diperlukan
untuk mengubah sabun gubal menjadi sabun mandi, sabun bubuk, sabun obat, sabun
wangi, sabun cuci, sabun cair dan sabun apung (dengan melarutkan udara di
dalamnya).
Pada proses kontinu, yaitu yang biasa dilakukan sekarang,
lemak atau minyak hidrolisis dengan air pada suhu dan tekanan tinggi, dibantu
dengan katalis seperti sabun seng. Lemak atau minyak dimasukkan secara kontinu dari
salah satu ujung reaktor besar. Asam lemak dan gliserol yang terbentuk
dikeluarkan dari ujung yang berlawanan dengan cara penyulingan. Asam-asam ini
kemudian dinetralkan dengan alkali untuk menjadi sabun.
Pada umumnya, alkali yang digunakan dalam pembuatan sabun
pada umumnya hanya NaOH dan KOH, namun kadang juga menggunakan NH4OH. Sabun
yang dibuat dengan NaOH lebih lambat larut dalam air dibandingkan dengan sabun
yang dibuat dengan KOH. Sabun yang terbuat dari alkali kuat (NaOH, KOH)
mempunyai nilai pH antara 9,0 sampai 10,8 sedangkan sabun yang terbuat dari
alkali lemah (NH4OH) akan mempunyai nilai pH yang lebih rendah yaitu 8,0 sampai
9,5.
Sabun merupakan garam dari asam lemah, larutannya agak basa
karena adanya hidrolisis parsial.
O O
║ ║
R – C – O–Na+ + H – OH R – C – OH + Na+OH–
sabun alkali
Alkali dapat mambahayakan beberapa jenis tekstil, sabun juga
tidak dapat berfungsi jika pH larutan terlalu rendah. Karena rantai karbon yang
panjang akan mengendap seperti buih. Misalnya sabun dari natrium stearat, akan
berubah menjadi asam stearat dalam suasana asam.
O O
∕∕ ∕∕
C17H35C + H+Cl– C17H35C + Na+Cl–
\ \
O– Na+ OH
Natrium stearat asam stearat
Selain itu sabun biasanya membentuk garam dengan ion-ion
kalsium, magnesium, atau besi dalam air sadah (hard water). Garam-garam tesebut
tidak larut dalam air.
O
∕∕
2C17H35C + Ca++ (C17H35COO)2–Ca++ + 2Na+
\
O– Na+
Natrium stearat kalsium stearat
(larut) (mengendap)
Garam yang tidak larut dalam air itu membuat warna coklat
pada dinding kamar mandi, kerah baju, atau warna kusam pada pakaian dan rambut.
Masalah tersebut dipecahkan dengan beberapa cara. Misalnya
dengan mengurangi ion-ion kalsium dan magnesium dan menggantinya dengan ion-ion
natrium, atau yang dikenal dengan air lunak. (soft water). Selain itu bisa juga
dengan menambahkan fosfat pada sabun, karena fosfat membentuk komplek dengan
ion-ion logam, larut dalam air, sehingga mencegah ion-ion tersebut membentuk
garam taklarut dengan sabun. Namun penggunaan fosfet harus dibatasi, karena
jika ikut mengalir dalam danau atau sungai fosfat yang juga berfungsi sebagai
pupuk akan merangsang tumbuhnya tanaman sedemikian besar sehingga tanaman
menghabiskan oksigen terlarut dalam air dan menyebabkan ikan-ikan mati. Cara
lain misalnya dengan mengganti gugus ionik karboksilat pada sabun dengan gugus
sulfat atau sulfonat. Cara inilah yang mendasari terbentuknya detergen.
Pada perkembangan selanjutnya bentuk sabun menjadi
bermacam-macam, yaitu:
Sabun cair
Dibuat dari minyak kelapa
Alkali yang digunakan KOH
Bentuk cair dan tidak mengental dalam suhu kamar
Sabun lunak
Dibuat dari minyak kelapa, minyak kelapa sawit atau minyak
tumbuhan yang tidak jernih
Alkali yang dipakai KOH
Bentuk pasta dan mudah larut dalam air
Sabun keras
Dibuat dari lemak netral yang padat atau dari minyak yang
dikeraskan dengan proses hidrogenasi
Alkali yang dipakai NaOH
Sukar larut dalam air
Wanita sangat menginginkan menggunakan sabun dalam bentuk
cair, sebab bentuk cair memberikan busa yang cukup banyak. Sabun yang banyak
mengandung busa, terutama pada sabun cair yang terbuat dari minyak kelapa atau
kopra ini biasanya menyebabkan rangsangan dan memungkinkan penyebab dermatitis
bila dipakai. Oleh karena itulah penggunaanya diganti dengan minyak zaitun dan
minyak kacang kedele atau minyak yang lain yang dapat menghasilkan sabun lebih
lembut dan baik. Tetapi para pemakai kurang menyukainya sebab sabun ini
kelarutannya rendah dan tidak memberikan busa yang banyak.
Dengan perkembangan yang cukup pesat dalam dunia industri
dimungkinkan adanya penambahan bahan-bahan lain kedalam sabun sehingga
menghasilkan sabun dengan sifat dan kegunaan baru. Bahan-bahan yang ditambahkan
misalnya:
Sabun kesehatan
TCC (Trichorlo Carbanilide)
Hypo allergenic blend, untuk membersihkan lemak dan jerawat
Asam salisilat sebagai fungisida
Sulfur, untuk mencegah dan mengobati penyakit kulit
Sabun kecantikan
Parfum, sebagai pewangi dan aroma terapi
Vitamin E untuk mencegah penuaan dini
Pelembab
Hidroquinon untuk memutihkan dan mencerahkan kulit
Shampoo
Diethanolamine (HOCH2CH2NHCH2CH2OH) untuk mempertahankan pH
Lanolin sebagai conditioner
Protein untuk memberi nutrisi pada rambut
Selain jenis sabun diatas masih banyak jenis-jenis sabun
yang lain, misalnya sabun toilet yang mengandung disinfektan dan pewangi. Textile
soaps yang digunakan dalam industi textile sebagai pengangkat kotoran pada wool
dan cotton. Dry-cleaning soaps yang tidak memerlukan air untuk larut dan tidak
berbusa, biasanya digunakan sebagai sabun pencuci tangan yang dikemas dalam
kemasan sekali pakai. Metallic soaps yang merupakan garam dari asam lemak yang
direaksikan dengan alkali tanah dan logam berat, biasanya digunakan untuk
pendispersi warna pada cat, varnishes, dan lacquer. Dan salt-water soaps yang
dibuat dari minyak palem Afrika (Elaise guineensis) yang dapat digunakan untuk
mencuci dalam air asin.
Meskipun meupakan bahan utama pembentuk sabun, namun
ternyata alkali mempunyai dampak negatif bagi kulit. Beberapa penyelidik
mengetahui bahwa alkali lebih banyak merusak kulit dibandingkan dengan
kemampuannya menghilangkan bahan berminyak dari kulit . Meskipun demikian dalam
penggunaannya dengan air, sabun akan mengalami proses hidrolis. Untuk
mendapatkan sabun yang baik maka harus diukur sifat alkalisnya, yakni pH antara
5,8 sampai 10,5. Pada kulit yang normal kemungkinan pengaruh alkali lebih
banyak. Beberapa penyakit kulit sensitif terhadap reaksi alkalis, dalam hal ini
pemakaian sabun merupakan kontra indikasi. pH kulit normal antara 3-6, tetapi
bila dicuci dengan sabun, pH kulit akan naik menjadi 9, meskipun kulit cepat
menjadi normal kembali, tapi mungkin saja perubahan ini tidak diinginkan pada
penyakit kulit tertentu.