Formulasi kimia dan Penjelasan nya

Formulasi kimia dan Penjelasan nya

Formulasi Kimia adalah cabang manufaktur yang membahas substansi yang tidak bereaksi satu sama lain, tetapi memiliki sifat yang diinginkan sebagai campuran. Produk-produk ini termasuk cat, pernis, kosmetik, produk minyak bumi, tinta, perekat, deterjen, pestisida, dan berbagai produk rumah tangga.

Formulasi yang sukses membutuhkan perpaduan seni dan sains. Komponen dipilih untuk kompatibilitas daripada reaktivitas. Ahli formulasi kimia berpikir dalam hal kilogram atau ton daripada mol dan lebih menekankan pada kelarutan daripada berat molekul.

Cat
Cat adalah suspensi pigmen, pengikat, zat pengering, dan zat pembawa. Zat pembawa adalah pelarut di mana pigmen dicampur. Pigmen adalah bubuk yang terbuat dari bahan kimia yang tidak larut, seperti titanium dioksida, yang memberi warna pada pembuatan. Titanium dan oksida seng sebagian besar menggantikan pigmen timbal dalam cat.

Pengikat mengikat pigmen ke permukaan. Fungsinya memadatkan dengan mengeringkan, mendinginkan, atau bereaksi untuk menghasilkan polimer. Cat akrilik menggunakan resin polimer sebagai zat pembawa. Cat ini dapat ditipiskan dengan air, tetapi kering dengan mudah. Agen pengering membantu mengeringkan dengan penguapan zat pembawa atau membantu campuran cat untuk polimerisasi.

Kosmetik
Industri kosmetik menyediakan berbagai macam produk yang diformulasikan. Sebuah kamar mandi khusus akan berisi berbagai macam parfum, pelembab, pemerah pipi, lipstik, produk kulit antiaging, bedak, emolien, cat kuku, tabir surya, kondisoner rambut dan produk pewarna, aftershave, dan deodoran serta obat-obatan.

Cat kuku terdiri dari pernisfleksibel, pigmen seperti pewarna organik, besi atau kromium oksida, dan biru laut bersama dengan agen pengering dan pengikat atau zat pembawa seperti etil asetat yang menguap pada pengeringan. Penghilang cat kuku biasanya berupa pelarut organik seperti aseton atau etil asetat.

Parfum telah digunakan sejak zaman Mesir kuno. Botol parfum adalah salah satu benda kaca paling kuno yang ditemukan di Asia, di mana parfum mungkin pertama kali diekstrak dari bahan tanaman seperti mawar, geranium, atau minyak lemon. Kemudian proses produk hewan dicampur seperti ambergris dan rusa jantan. Parfum pertama mungkin dikembangkan untuk menutupi bau penyakit atau kebersihan yang buruk. Parfum modern termasuk komponen dicampur untuk menghasilkan kombinasi aroma yang akan berlangsung selama beberapa jam dan memberikan kombinasi tanda (atau kesan aroma). Tanda pertama adalah bau yang dirasakan ketika seseorang menyemprotkan atau menggunakan parfum dari botol. Tanda atau bau kedua berkembang setelah parfum telah membuat kontak dengan kulit, dan tanda ketiga adalah kemampuan aroma untuk berlama-lama.

Sebagian besar pembuatan parfum tidak dipatenkan, tetapi dianggap sebagai rahasia dagang, sehingga produsen tidak perlu daftar bahan-bahannya. Parfum berkualitas tinggi adalah campuran zat yang menarik bagi individu tertentu. Bahan-bahan yang khas termasuk ekstrak bunga dan wewangian seperti valerian, lavender, chamomile,  ylang-ylang atau vanilla, geranium, mint, lemon, fiksatif seperti ambergris atau musk, dan air atau alkohol. Formulasi parfum adalah seni yang dipraktekkan oleh teknisi yang telah mengembangkan kemampuan untuk memahami wewangian tunggal dan campuran. Selain produk untuk kegunaan pribadi, parfum digunakan dalam berbagai produk pembersih.

Deterjen
Deterjen adalah salah satu produk rumah tangga yang paling umum dan bertindak sebagai agen pembasahan. Air adalah senyawa polar yang mudah melarutkan sebagian besar garam dan senyawa polar seperti gula. Pelarut nonpolar seperti bensin atau karbon tetraklorida (CCl₄) tidak tercampur dengan baik dengan air, tetapi melarutkan zat nonpolar seperti lemak atau minyak.

Sampo mengandung campuran bahan, termasuk deterjen, yang memungkinkan air untuk membasahi minyak nonpolar yang ditemukan dalam sekresi tubuh seperti sebum, zat berminyak yang menyimpan kotoran dan kulit mati di rambut. Detergen anionik umum termasuk natrium atau amonium lauril sulfat. Detergen kationik, yang berfungsi untuk mengkondisikan rambut serta menghilangkan kotoran dan minyak darinya, termasuk senyawa alkil ammonium seperti stearilamonium klorida atau sulfat. Komponen lain dari sampo termasuk surfaktan seperti polietilena glikol, zat antifoaming, pengental, agen antistatik, dan penyeimbang pH. Ahli kimia formulasi menambahkan zat pewarna atau pearlizing dan parfum ke shampoo untuk membuatnya lebih menarik.

Sebagian besar sampah yang terbentuk di dinding kamar mandi adalah film sabun, sebenarnya kalsium atau garam magnesium dari asam lemak. Kebanyakan sabun adalah garam natrium atau garam kalium dari asam lemak yang berfungsi dengan baik sebagai zat aktif atau pembasah permukaan, tetapi ion kalsium dan magnesium dalam air keras membentuk senyawa yang tidak larut dengan asam lemak yang menumpul pada dinding kamar mandi. Shower cleaners biasanya mengandung agen chelating seperti ethylenediamine tetra acetat (EDTA) yang membentuk kompleks yang larut dengan ion. Selain itu, surfaktan seperti etilen glikol eter membasahi dinding sehingga tetesan air mengalir keluar. Isopropil alkohol adalah pelarut baik untuk bahan atau untuk zat seperti minyak yang tidak larut dalam air.

Tabir surya
Tabir surya yang dirancang dengan baik berfungsi melakukan dua hal: Memblokir sinar ultraviolet (UV) yang berbahaya dan memungkinkan kulit menjadi cokelat. Sinar UV membawa energi tinggi dan diduga menyebabkan kanker dengan merusak DNA. Selain itu, paparan sinar UV berlebihan menyebabkan peningkatan kerutan pada kulit. Zinc oxide (ZnO) dan titanium dioxide (TiO₂) adalah bahan jangka panjang dari kebanyakan sunblocker, dianggap sebagai agen spektrum luas karena mereka memblokir semua sinar UV. Banyak penggemar matahari atau penggemar di luar rumah mengaplikasikan lapisan oksida dan krim oksida yang reflektif ke hidung dan telinga mereka untuk perlindungan ekstra.

Energi tinggi dalam sinar matahari datang dalam dua bagian: UV-A (320–400 nanometer, atau 1,2 × 10⁻⁵ –1,6 × 10 ⁻⁵ inci) dan UV-B (290–320 nanometer, atau 1,1 × 10⁻⁵ –1,2 × 10⁻⁵ inci). Karena cahaya radiasi panjang gelombang lebih pendek lebih lebih berenergi, UV-B menyebabkan pembakaran, sementara UV-A mendorong kulit menjadi coklat. Meskipun tidak mungkin menghasilkan pembakaran dari UV-B, paparan UV-A menyebabkan kerutan dan penuaan kulit. p-Aminobenzoic acid (PABA) dalam tabir surya menyerap energi UV-B sambil membiarkan UV-A melewatinya. Senyawa organik aromatik lainnya seperti benzofenon atau oksibenzon digunakan dengan atau menggantikan PABA. Dalam proses formulasi, ahli kimia harus memilih emolien dan tabir surya yang tetap terdispersi tanpa mengendap dari larutan dan terasa berpasir.

Meskipun mungkin tidak berbahaya pada konsentrasi rendah yang digunakan, sebagian besar senyawa organik aromatik menimbulkan risiko kanker atau gangguan pada hormon tubuh, tetapi risiko ini mungkin lebih rendah daripada kanker kulit atau kerutan. Teknologi baru memungkinkan enkapsulasi bahan aktif sunblocker dalam kantong polimer kecil yang menjaga agen kimia menjauh dari kulit.

Dihydroxyacetone (DHA) bertindak sebagai agen penyamakan diri untuk memberikan kulit putih tanpa matahari. Tindakan kecoklatan mungkin melibatkan reaksi DHA dengan asam amino bebas untuk membentuk melanoidins. Melanoidins mungkin hanya menawarkan sedikit perlindungan UV.

Bangsa Romawi Kuno sadar akan efek pemutihan sinar matahari dan menggunakan ini dan proses lain untuk mencerahkan rambut. Pemutihan modern dilakukan dengan oksidator seperti hidrogen peroksida yang menghancurkan melanin, pigmen alami rambut. Rambut yang tidak mengandung pigmen berwarna terang atau putih

Produk Pewarnaan Rambut
Produk pewarna rambut ada yang bersifat sementara dan ada yang permanen. Warna rambut sementara menempel pada permukaan rambut dan hilang ketika di cuci dengan sampoh. Pewarna dianggap permanen jika menembus ke dalam batang rambut berongga. Mewarnai rambut dimulai dengan perawatan zat seperti hidrogen peroksida dan amonia. Amonia menyebabkan batang rambut membengkak dan terbuka, memungkinkan intermediet pewarna dan scrub untuk menembus. Pewarna yang digunakan selama pewarnaan tahap kedua bereaksi dengan prekursor untuk membentuk pigmen yang tersisa di rambut.

Senyawa melanin mungkin tampak coklat, hitam, atau merah. Jenis melanin menentukan warna rambut, dan kepadatan butiran melanin menentukan warna. Warna gelap dari rambut yang diwarnai mengandung konsentrasi zat warna yang lebih tinggi. Sebagian besar warna rambut adalah kombinasi dari senyawa organik yang dipilih untuk menghasilkan nuansa tertentu. Resorcinol menghasilkan warna kuning; aminohydroxytoluene menghasilkan rambut merah, dan pewarna nitrophenylenediamine menghasilkan rambut yang sangat merah. Pewarna bertingkat yang disukai oleh laki-laki sering mengandung timbal asetat. Ion timbal menembus ke dalam rambut dan membentuk timbal sulfida (PbS), senyawa berwarna gelap.

Deodoran
Deodoran dan antiperspirant sering digabungkan bersama. Deodoran jarang benar-benar menghilangkan bau; mereka hanya menutupi bau atau menghambat mikroorganisme yang menyebabkan bau badan. Deodoran termasuk beberapa parfum kuat, seringkali dengan bau mint atau musk. Bau dapat dikurangi dengan mengurangi keringat.

a

Kebanyakan keringat ketiak berasal dari kelenjar apokrin atau eccrine. Keringat mungkin berfungsi terutama untuk mendinginkan kulit dan menyingkirkan kelebihan panas, tetapi juga dapat membawa feromon dan asam lemak dan mengeluarkan garam berlebih. Bahan aktif antiperspirant biasanya garam aluminium seperti aluminium klorida (AlCl3). Ion aluminium diserap oleh sel-sel di epidermis yang menekan saluran kelenjar keringat tertutup. Bubuk bedak dapat digunakan untuk menyerap keringat berlebih.

Bensin
Peradaban berjalan dengan bensin. Bensin adalah solusi hidrokarbon yang dipilih oleh komposisi dan titik didih sebagai bahan bakar untuk mesin pembakaran internal. Minyak dari sumur minyak adalah campuran dari ribuan hidrokarbon yang berbeda yang harus disempurnakan dan dipisahkan menjadi komponen yang berguna. Secara umum, molekul yang lebih panjang dan lebih besar menguap pada suhu yang lebih tinggi. Bensin adalah campuran rantai hidrokarbon biasanya tujuh hingga sebelas karbon panjang.

Bensin dicampur untuk menghasilkan campuran yang menguap dengan cepat di karburator atau dengan melewati injektor bahan bakar. Selain itu, campuran dipilih untuk memberikan peringkat oktan tertentu. Sistem rating oktan tradisional membandingkan karakteristik ketukan bahan bakar dengan n-heptana (C₇H₁₆), bahan bakar yang mengetuk dengan buruk dan diberi nilai oktan nol, dan isooktana (2,2,4-trimetilpentana, isomer dari oktan, C₈H₁₈). Isooctana dapat digunakan tanpa mengetuk mesin kompresi tinggi, menghasilkan lebih banyak kekuatan daripada bahan bakar beroktan rendah. Nilai oktan bahan bakar beroktan rendah dapat dinaikkan dengan menambahkan rantai bercabang atau siklik hidrokarbon, atau dengan menambahkan peningkat oktan.

Peningkat oktan pertama adalah senyawa timbal seperti tetraethyl lead (TEL) atau tetramethyl lead (TML) yang dengan jumlah beberapa miligrambisa mengkonversi secara murah, bensin beroktan rendah menjadi bahan bakar oktan tinggi tinggi. Karena bahaya dari timbal pada lingkungan dan konverter katalitik menjadi nyata, senyawa timbal dikeluarkan dan bensin bebas timbal diperkenalkan. Biasanya, bensin bebas timbal mengandung senyawa siklik seperti benzena dan aditif oksigen seperti etanol, metanol, atau methylcyclopentadienyl mangan tricarbonyl (MMT). Bahan bakar beroksigen membakar secara bersih dalam mesin tetap dingin.

Pestisida
Pestisida adalah bahan kimia yang digunakan untuk membunuh hama seperti serangga, siput, laba-laba, burung, atau ikan. Setiap makhluk hidup bisa menjadi hama di kali, banyak gulma hanya tanaman yang tumbuh di tempat yang tidak diinginkan, dan anjing padang rumput terlihat lucu di kebun binatang, tetapi kebiasaan makan mereka dapat menyebabkan kerusakan luas pada lahan pertanian atau ternak. Pestisida adalah zat yang sangat beracun.

Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) adalah hidrokarbon terhalogenasi yang digunakan selama tahun 1940-an untuk mengendalikan nyamuk dan vektor penyakit lainnya. Sayangnya, DDT terakumulasi di lingkungan sampai tingkat tinggi dalam jaringan lemak burung mulai menyebabkan kulit telur yang tipis dan kehilangan nyawa. Meskipun penggunaannya dilarang di banyak negara, termasuk Amerika Serikat, DDT tetap menjadi senjata ampuh melawan nyamuk malaria di belahan dunia lainnya.

Pestisida organofosfat bertindak dengan memblokir cholinesterase, enzim yang memecah neurotransmitter asetilkolin setelah impuls saraf melintasi sinaps. Sebagian besar racun membutuhkan dosis mematikan yang bergantung pada berat hewan. Karena serangga lebih berat daripada manusia, jumlah yang diperlukan untuk membunuh serangga mungkin tidak berbahaya bagi kita. Salah satu pestisida awal yang masih digunakan adalah nikotin, bahan aktif tembakau. Larutan insektisida yang ampuh dapat dibuat dengan merendam tembakau dalam air, tetapi ahli kimia formulasi menghasilkan formula yang lebih aman dari toksisitas standar.