IONIC LIQUID SEBAGAI PELARUT HIJAU

ABSTRAK

            Kimia Hijau (Green Chemistry) adalah desain produk dan proses kimia yang berupaya mengurangi atau menghilangkan penggunaan zat berbahaya. Green chemistry atau “kimia hijau” merupakan bidang kimia yang berfokus pada pencegahan polusi. Pada awal 1990-an, green chemistry mulai dikenal secara global setelah Environmental Protection Agency (EPA) mengeluarkan Pollution Prevention Act yang merupakan kebijakan nasional untuk mencegah atau mengurangi polusi. Green chemistry merupakan pendekatan untuk mengatasi masalah lingkungan baik itu dari segi bahan kimia yang dihasilkan, proses ataupun tahapan reaksi yang digunakan. Konsep ini menegaskan tentang suatu metode yang didasarkan pada pengurangan penggunaan dan pembuatan bahan kimia berbahaya baik itu dari sisi perancangan maupun proses. Bahaya bahan kimia yang dimaksudkan dalam konsep green chemistry ini meliputi berbagai ancaman terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, termasuk toksisitas, bahaya fisik, perubahan iklim global, dan penipisan sumber daya alam.

Green chemistry merupakan pendekatan yang sangat efektif untuk mencegah terjadinya polusi karena dapat digunakan secara langsung oleh para ilmuwan dalam situasi sekarang. Konsep ini lebih memfokuskan pada cara pandang seorang peneliti untuk menempatkan aspek lingkungan pada prioritas utama. Area penelitian dalam bidang green chemistry ini meliputi pengembangan cara sintesis yang lebih ramah lingkungan, penggunaan bahan baku yang terbarukan, merancang bahan kimia yang green, serta penggunaan bioteknologi sebagai alternatif dalam industri (Sharma, 2008).

ISI

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 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.

Tentang Ionic Liquids

Ionic liquid adalah cairan yang tersusun hanya atas ion, tidak menguap, tidak terbakar dan stabil pada suhu tinggi. Larutan itu berasal dari padatan yang dilarutkan dalam pelarut tertentu atau dari gas yang dikompres sehingga menjadi larutan. Cairan/lelehan/leburan merupakan padatan garam yang dipanaskan sehingga meleleh. Berangkat dari definisi ini, maka perbedaan antara larutan dengan lelehan terletak dengan ada atau tidaknya pelarut. Larutan mengandung pelarut dan lelehan tidak mengandung pelarut. Garam-garam ionik anorganik biasanya memiliki titik leleh yang tinggi, di atas 1000 C. Kebalikan dari garam-garam anorganik, ionic liquid merupakan garam ionik/senyawa ionik yang memiliki titik leleh di bawah 100 C atau biasanya meleleh pada suhu ruangan. Biasanya ionic liquid merupakan garam-garam dari senyawa organik. Beberapa di antaranya dapat dilihat pada gambar. 

Karena belum adanya kesepakatan istilah tersebut dalam bahasa Indonesia, maka artikel ini cukup menyebutkan istilah asingnya saja yakni ionic liquids (ILs). Baru-baru ini Ionic Liquid 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, Ionic Liquid 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  Ionic Liquid sebagai “tailored-made solvents”. Sekarang ini banyak penelitian mengarahkan penggunaan Ionic Liquid sebagai pelarut sekaligus katalis. Jadi keistimewaan lain dari Ionic Liquid 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 Ionic Liquid dapat dimanfaatkan sebagai pelarut dua fasa dalam proses ekstraksi. Sedangkan teknologi yang sekarang juga dikembangkan adalah pemanfaatan Ionic Liquid sebagai elektrolit dalam baterai.

Perbedaan mendasar antara ionic liquid dengan lelehan garam alkali hailda adalah di ionic liquid yang ada hanyalah ion dan pasangan ion sementara lelehan garam halida murni ionik dan larutannya terdiri antara solven dan kation/anion yang terhidrat.

Ionic liquid  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 Ionic Liquid  memang masih kecil dan harganya yang relatif tinggi, namun seiring dengan semakin majunya penelitian Ionic Liquid dan tekanan terhadap industri untuk menggunakan “Pelarut Hijau”, maka Ionic Liquid akan menjadi solusi yang paling tepat. Beberapa waktu lalu suatu lembaga riset di Korea Selatan telah berhasil mengembangkan Ionic Liquid 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.

Daftar Pustaka:

Hidayat, Atep Afia. 2017. Kimia Hijau. Kimia, Industri dan Teknologi Hijau. Jakarta

Anwar, Muslih. 2015. Kimia Hijau/Green Chemistry. “http://bptba.lipi.go.id/bptba3.1/?lang=id&u=blog-single&p=343” (Diakses Jam 18.32 tanggal 29 Agustus 2018).

Anonim. 2015. Sekilas Tentang Ionic Liquid. “https://neax502.wordpress.com/2013/04/04/sekilas-tentang-ionic-liquid/” (Diakses Jam 18.35 tanggal 29 Agustus 2018).

Anonim. 2011. Reaksi Kimia dalam “Pelarut Hijau”. “http://kliwonanwonoyoso.blogspot.com/2011/01/reaksi-kimia-dalam-pelarut-hijau.html”(Diakses Jam 18.40 tanggal 29 Agustus 2018)