Pelarut di Sekitar Kita
Lihatlah sekeliling kita dan amatilah, ternyata ada bermacam-macam zat yang digunakan sebagai pelarut. Demikian juga hampir semua proses produksi material umumya menggunakan pelarut sebagai media reaksi. Coba bayangkan, pada perhitungan tahun 1980, dari total konsumsi industri cat di Inggris sepertiganya dibelanjakan untuk pelarut. Pelarut di industri terutama digunakan untuk menghilangkan komponen padat atau cair dari campuran yang ingin dimurnikan, untuk menghilangkan zat pengotor pada suatu campuran zat dan sebagai media reaksi kimia sekaligus pelindung komponen padat. Kedudukan pelarut menjadi semakin penting ketika dikaitkan dengan isyu dampak lingkungan dan teknologi yang ramah terhadap lingkungan (green chemistry). Salah satu sumbangan polusi yang menonjol dan sulit diatasi adalah limbah pelarut setelah digunakan dalam proses produksi material. Apalagi ketidaktahuan bahkan ketidakpedulian kalangan industri mengenai dampak pelarut semakin memperparah keadaan. Pelarut-pelarut tersebut dikenal sebagai pelarut organik yang mudah menguap (volatile organic compounds), berasal dari senyawa hidrokarbon dan turunannya yang berbahaya bagi mahluk hidup maupun lingkungan. Sebagai contoh pelarut aseton maupun turunan senyawa keton adalah pelarut organik yang paling banyak digunakan dalam industri demikian juga senyawa siklik semacam toluen atau xylen.
Pelarut Hijau
Pelarut hijau atau istilah asingnya “Green Solvent”￣ sesungguhnya bukanlah pelarut yang berwarna hijau tapi hanya sebuah istilah yang kini sedang populer dibidang teknologi ramah lingkungan. Pelarut hijau adalah pelarut yang benar-benar memberikan dampak negatif seminimal mungkin terhadap mahluk hidup dan lingkungan. Tentu saja pelarut yang paling memenuhi syarat tersebut adalah air sebagai pelarut universal. Sayangnya sifat kimia dari air membatasi penggunaannya sebagai pelarut dalam proses produksi. Sedangkan teknologi yang berkembang seiring dengan isyu “green chemistry” adalah ionic liquids, fluida superkritis dan yang paling mutakhir adalah sistem pelarut dua fasa menggunakan turunan senyawa fluor. Walau demikian, kedua sistem yang disebutkan terakhir masih menemukan kendala dalam pemanfaatannya secara massal disebabkan masalah teknis sehingga ionic liquids merupakan satu-satunya kandidat yang layak dan siap digunakan oleh industri terutama sebagai sistem pelarut dalam reaksi kimia.
Sekilas Tentang Ionic Liquids
Jika kita melarutkan garam dapur ke dalam air, maka larutan tersebut disebut sebagai larutan ionik (ionic solution), sedangkan lelehan garam dapur pada temperatur tinggi dikatakan sebagai ionic liquid. Sesungguhnya yang disebut ionic liquids dalam terminologi pelarut adalah suatu garam anion kation organik atau anorganik yang memiliki temperatur leleh kurang atau sedikit lebih tinggi dari 100 derajat Celsius. Bahkan beberapa ionic liquids memiliki titik leleh lebih rendah daripada suhu ruangan. Karena belum adanya kesepakatan istilah tersebut dalam bahasa Indonesia, maka artikel ini cukup menyebutkan istilah asingnya saja yakni ionic liquids (ILs). Baru-baru ini ILs mulai banyak diterapkan di industri sebagai pengganti pelarut konvensional semacam pelarut organik dalam reaksi kimia. Turunan senyawa-senyawa imidazolium dan pyridinium juga phosponium dan tetralkylammonium adalah beberapa contoh yang umum.
Sifat dan Penggunaannya
Ionic liquids yang dikatakan sebagai pelarut ramah lingkungan ternyata memiliki sifat mudah melarutkan hampir kebanyakan senyawa organik maupun anorganik yang umum digunakan dalam proses produksi material. Selain itu, ILs relatif memiliki stabilitas panas yang tinggi, tidak mudah terbakar, memiliki nilai tekanan uap yang demikian kecil bahkan nyaris tidak terukur dan terutama yang penting adalah daya tahannya terhadap reaksi berulang kali. Sifat-sifatnya semacam kepolaran atau hidrofilisitas/lipofilisitas yang bisa diatur tergantung dari gugus molekul anion maupun kation yang menyusunnya menjadikan ILs sebagai “tailored-made solvents”. Sekarang ini banyak penelitian mengarahkan penggunaan ILs sebagai pelarut sekaligus katalis. Jadi keistimewaan lain dari ILs adalah kemampuannya sebagai katalis dalam reaksi kimia (katalis homogen), lebih dari sekedar melarutkan senyawa reaktan dan produk. Reaksi sikloadisi Diels-Alder, asilasi dan alkilasi Friedel Craft, hidrogenasi maupun oksidasi adalah beberapa contoh reaksi yang bisa menggunakan ionic liquids sebagai pelarut maupun katalis. Jika dikombinasikan dengan air atau pelarut lain, maka ILs dapat dimanfaatkan sebagai pelarut dua fasa dalam proses ekstraksi. Sedangkan teknologi yang sekarang juga dikembangkan adalah pemanfaatan ILs sebagai elektrolit dalam baterei.
Masa Depan Ionic Liquids
Ionic liquids memang tidak mungkin benar-benar menggantikan kedudukan pelarut organik, namun kehadirannya diharapkan dapat mengurangi tingkat pencemaran maupun emisi dari pelarut yang mudah menguap dan berbahaya. Pada masa sekarang kebutuhan terhadap ILs memang masih kecil dan harganya yang relatif tinggi, namun seiring dengan semakin majunya penelitian ILs dan tekanan terhadap industri untuk menggunakan ＾pelarut hijau￣, maka ILs akan menjadi solusi yang paling tepat. Beberapa waktu lalu suatu lembaga riset di Korea Selatan telah berhasil mengembangkan ILs sebagai katalis homogen untuk reaksi kopling karbon dioksida dengan epoksida menghasilkan senyawa karbonat siklik. Penelitian tersebut berhasil mensintesa senyawa karbonat siklik diatas 90% dengan selektivitas hampir 100%. Uji coba skala pilot menunjukkan hasil yang relatif serupa dengan skala laboratorium setelah dilakukan penyesuaian temperatur dan tekanan serta modifikasi terhadap proses pemisahannya. Kelebihan teknologi ini adalah penggunaan katalis yang efisien dan stabilitas aktivitas katalis yang tinggi. Proses ini benar-benar bisa dikatakan ramah lingkungan karena tidak digunakannya pelarut apapun dalam reaksi kopling dan rupanya telah ada beberapa perusahaan ternama di Korea Selatan yang tertarik dengan teknologi ini.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar