ABSTRAK
STUDI PENGGUNAAN SENYAWA TDMACMKR DAN EKSTRAK GAMBIR SEBAGAI INHIBITOR PEMBENTUKAN KERAK KALSIUM
KARBONAT (CaCO3) DENGAN METODEUNSEEDED EXPERIMENT
Oleh
Oktaviani AM.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari penambahan senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) pada konsentrasi yang berbeda, mengetahui keefektifan senyawa
TDMACMKR dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang) sebagai inhibitor pembentukan kerak CaCO3 melalui analisis morfologi dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan analisis distribusi partikel
menggunakan Particle Size Analyzer (PSA),dan membandingkan efektifitas
senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pembentukan kerak CaCO3pada konsentrasi optimum inhibitor.
Hasil penelitian menunjukan bahwa senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang) dapat digunakan sebagai inhibitor untuk menghambat pertumbuhan inti kristal kerak CaCO3 0,1 M pada konsentrasi optimum inhibitor
dengan % efektifitas tertinggi senyawa TDMACMKR konsentrasi 150 ppm sebesar 17,91 % dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang) konsentrasi 500 ppm masing-masing sebesar 13,36 % dan 17,75 %. Hasil SEM menunjukan bahwa morfologi dari kerak CaCO3 mengalami perubahan yang ditunjukkan
dengan berubahnya ukuran kristal menjadi lebih kecil dan rapat setelah ditambahkan senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang) dan hasil PSA yang menunjukan distribusi ukuran partikel CaCO3
ABSTRACT
STUDY OF TDMACMKR COMPOUND AND GAMBIR EXTRACT AS AN INHIBITOR OF CALCIUM CARBONATE (CaCO3) SCALE FORMATION
WITH UNSEEDED EXPERIMENT METHOD
By
Oktaviani AM.
This research aimed to study the addition effects of TDMACMKR compound and gambier extracts as inhibitors of calcium carbonate (CaCO3) scale formation at
different concentrations, to know the effectiveness of TDMACMKR compound and gambier extracts (Padang and Palembang) as inhibitor of CaCO3 scale
formation by analyzing their morphological using Scanning Electron Microscopy (SEM), and particle distribution using Particle Size Analyzer (PSA), and compare the effectiveness of TDMACMKR compound and gambier extracts as inhibitor of CaCO3scale formation at the optimum concentration of inhibitor.
The results showed that the TDMACMKR compound and gambier extracts (Padang and Palembang) can be used as inhibitor to inhibit the growth of crystal nuclei crust at optimum concentration of 0.1 M CaCO3 with the highest percent
effectiveness of the inhibitor of TDMACMKR compound with concentration of 150 ppm was 17.91 %, while the gambier extracts (Padang and Palembang) at concentration of 500 ppm were 13.36 % and 17.75 %, respectively. The SEM results showed that the morphology of CaCO3 scale changes as indicated by the
change in the crystal size where it became smaller and closely packed after the addition of TDMACMKR compound and gambier extracts (Padang and Palembang) and the PSA results showed that CaCO3 particle size distribution
STUDI PENGGUNAAN SENYAWA TDMACMKR
DAN EKSTRAK GAMBIR SEBAGAI INHIBITOR PEMBENTUKAN KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DENGAN METODE
UNSEEDED EXPERIMENT
Oleh
Oktaviani AM.
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar SARJANA SAINS
Pada Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
PENDIDIKAN FORMAL (SD s.d S1)
PENGALAMAN ORGANISASI
PENELITIAN DAN TUGAS AKHIR BEASISWA YANG PERNAH DIDAPAT
PENGALAMAN KERJA
CURRICULUM VITAE
Tahun 1994–2000 : SD Negeri 1 Segalamider Bandarlampung
Tahun 2000–2003 : SLTP Negeri 10 Bandarlampung
Tahun 2003–2006 : SMA Negeri 9 Bandarlampung
Tahun 2006–2012 : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung
Periode 2006 : Kader Muda HIMAKI
Periode 2007 : Anggota Bidang I HIMAKI Universitas Lampung
Tahun 2011 : Beasiswa BBM
Tahun 2006-2009 : Crew Part Time di McDonalds Lampung
Tahun 2010 : Crew 6 Months Training di McDonalds Beauty World Center Bukit Timah Rd Singapore, Singapore
Tahun 2011 : Guru Private Kimia
Studi Penggunaan Senyawa TDMACMKR dan Ekstrak Gambir Sebagai Inhibitor Pembentukan Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3) dengan MetodeUnseeded Experiment.
NAMA
:
Oktaviani AM.
Tempat, Tanggal Lahir : Menggala, 19 Oktober 1987 Jenis Kelamin : Perempuan
Agama : Islam
Status Penikahan : Belum menikah Tinggi / Berat Badan : 160 cm/48 Kg Kewarganegaraan : Indonesia Alamat Rumah
Telp. : Jl. Panglima Polim Gang Masjid III No. 22 ART/RW 002/- Kel. Segalamider Tanjung Karang Barat Bandarlampung 35152
Alamat Saat Ini Telp.
: Jl. Panglima Polim Gang Masjid III No. 22 A RT/RW 002/- Kel. Segalamider Tanjung Karang Barat Bandarlampung 35152
No. HP : 081977967737
ASISTEN PRAKTIKUM YANG PERNAH DIJABAT
HOBI
PELATIHAN YANG PERNAH DIIKUTI
Kimia Anorganik Jurusan Analisis Kimia Fakultas MIPA Tahun 2008. Kimia Dasar Jurusan Budidaya Perikanan Fakultas Pertanian Tahun 2009. Kimia Dasar Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Tahun 2010. Kimia Dasar Jurusan Agrobisnis Fakultas Pertanian Tahun 2010.
Membaca Buku, Bermain Bola Basket, Berenang, Travelling, Wisata Kuliner, Photografi.
STUDI PENGGUNAAN SENYAWA TDMACMKR
DAN EKSTRAK GAMBIR SEBAGAI INHIBITOR PEMBENTUKAN KERAK KALSIUM KARBONAT (CaCO3) DENGAN METODE
UNSEEDED EXPERIMENT
(Skripsi)
Oleh
Oktaviani AM.
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
Judul Skripsi :
Studi Pengaruh Penggunaan Senyawa
TDMACMKR dan Ekstrak Gambir
Sebagai Inhibitor Pembentukan Kerak
Kalsium Karbonat (CaCO
3) dengan
Metode
Unseeded Experiment
Nama Mahasiswa :
Oktaviani AM
Nomor Pokok Mahasiswa : 0617011049
Jurusan : Kimia
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
MENYETUJUI
1. Komisi Pembimbing
Prof. Suharso, Ph. D Prof. Sutopo Hadi, Ph. D
NIP 196905301995121001 NIP 197104151995121001
2. Ketua Jurusan Kimia
Andi Setiawan, Ph.D.
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua :Prof. Suharso, Ph. D. ...
Sekretaris :Prof. Sutopo Hadi, Ph. D ...
Penguji
Bukan Pembimbing :Drs. Wasinton S., Ph. D. ...
2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Prof. Suharso, Ph. D.
NIP 195704241987031001
MOTTO
JANGAN pernah MENYERAH dengan KEADAAN
Tapi BERJUANG dengan KEADAAN
"Tiga nasehat dari para ulama salaf : Barangsiapa memperbagus keadaan batinnya,
Allah akan memperbagus lahiriahnya.
Barangsiapa memperbaiki hubungan dengan Allah, Allah akan memperbaiki hubungannya dengan manusia.
Dan barangsiapa yang memperbaiki urusan akhiratnya, Allah akan memperbaiki urusan dunianya."
(Dzun Nun Al Mishri rahimahullah, dalam As Siyar, 19/141)
The difference between ordinary and extraordinary is that little extra ~Jimmy Johnson ~
A friend is one who knows all about you and loves you just the same
Make hopes as long as you can,
PERSEMBAHAN
Segala puji dan syukur kepada ALLAH SWT sebagai pemilik
jiwaku serta atas segala limpahan rahmat dan karuniaNya, dan
kepada Nabi Muhammad SAW sebagai suri tauladanku.
Ku persembahkan karya kecil ini untuk orang-orang yang
mencintai, menyayangi dan mengaasihiku :
Kedua Orang Tuaku :
Papi tercinta Ahmad M. Ali dan Mami ku tersayang Halimah,
yang tak henti-hentinya selalu mencurahkan doa, motivasi, cinta
dan sayang padaku seumur hidupku,
Kakak-kakak ku terkasih :
Uni Malida AM., S. E.
Aying Mardali AM.
Bung Yantori AM., Amd.
Alm. Kak Baiti
Susi Yuliyana AM.
Once Deni Revianto AM.
dan Inci Dian Wenita Sari, S. Pd.
yang selalu menjaga, memotivasi, menemani dan mendoakanku
dalam segala hal,
Segenap
keluarga besar
dan
sahabat-sahabatku
yang
senantiasa mendoakan keberhasilanku,
Guru-guruku, dosen-dosenku
yang telah memberikan
ilmunya dan
almamaterku
tercinta,
Dan
seseorang
yang kelak ALLAH SWT sediakan sebagai
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Menggala Kabupaten Tulang Bawang pada tanggal 19 Oktober 1987, sebagai anak ketujuh dari tujuh bersaudara yang merupakan buah hati dari pasangan Bapak Ahmad M. Ali dan Ibu Halimah.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri 1 Segalamider Bandar Lampung pada tahun 2000, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama di SLTP Negeri 10 Bandar Lampung pada tahun 2003, dan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 9 Bandar Lampung pada tahun 2006. Pada tahun 2006, penulis berhasil diterima sebagai mahasiswa Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
SANWACANA
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena berkat rahmat, ridho, dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam tak lupa penulis hanturkan kepada Nabi Muhammad SAW sebagai suri tauladan.
Skripsi dengan judul “Studi Penggunaan Senyawa TDMACMKR dan Ekstrak Gambir Sebagai Inhibitor Pembentukan Kerak Kalsium Karbonat (CaCO3) dengan Metode Unseeded Experiment” adalah salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Sains pada Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis hanturkan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Suharso, Ph. D., selaku Dekan Fakultas MIPA dan Pembimbing Utama yang telah membimbing, memotivasi, mengarahkan, memberi saran dan kritik kepada penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini.
3. Bapak Drs. Wasinton S., Ph. D., selaku Pembahas yang telah memberikan arahan, masukan dan kritik yang membangun kepada penulis dalam proses penyelesaian skripsi ini.
4. Bapak Syaiful Bahri, M. Si., selaku Pembimbing Akademik atas dukungan dan motivasi dalam membimbing penulis selama kuliah.
5. Bapak Andi Setiawan, Ph. D selaku Ketua Jurusan Kimia.
6. Seluruh Dosen Kimia di Fakultas MIPA yang telah memberikan ilmu, arahan,dan motivasi selama penulis kuliah.
7. Seluruh civitas akademik Jurusan Kimia FMIPA Unila yang telah memberikan bantuan kepada penulis.
keceriaan yang diberikan kepada penulis. Aku sayang kalian, semoga ALLAH SWT senantiasa memberkati hidup kita. Amin. Special buat Dona Melisa, S. E. terimakasih atas pinjaman baju kemejanya sampai selesainya kompre, ASUS dan Vega “Si Blue” tersayang atas kesetiannya.
10. Seluruh Keluarga Besar AM tercinta terima kasih untuk motivasi, doa ,dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.
11. Teruntuk sahabat-sahabat tersayang “L2N-ers” Mustika Soraya, S. Si. (Moeti), Nina Anggraini, S. Si. (Nai_Iga), Sifa Sefrima Meha, S. Si. (Sipit_Ifa) , Eka Eva Krisna, S. Si. (Kiting), Nila Puspita E.S. (Ji_Be), dan Putri K. (Pu2t), terimakasih atas segala kesabaran, keceriaan, motivasi, bantuan, dukungan, teman belajar, teman menggila dan teman berbagi saat susah maupun senang, kalian inspirasiku untuk terus belajar, bekerja keras, tak pernah takut untuk mencoba, dan perjuangan yang kita lalui bersama dari awal kuliah sampai selesainya skripsi ini“L2N Friends Forever”.
keceriaan, motivasi, dukungan, pertemanan, persaudaraan, kebersamaan, dan kecerian kalian yang terjalin selama ini. Tetap SEMANGAT...!!!!
13. Teman-teman crews magang, part time, full time dan team management
Mcdonalds Lampung dan Singapore (#BWC Store), Vishal Prakash Singh (my sweet heart “donkey”), k2 Rinaldi, k’nda Scorpie, orang-orang dari masa lalu dan NaTha_Bie (seseorang yang kini menemani hari-hari ku), terima kasih untuk keceriaan, motivasi, cinta, kasih sayang, dan warna dalam setiap detik kebersamaan kita. Terima kasih telah menjadi bagian dari cerita hidupku. “Aku sayang kalian”.
14. Seseorang yang ALLAH SWT telah persiapkan untuk menjadi pendamping serta imam ku kelak hingga akhir hayat, serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan semoga ALLAH SWT membalas semua kebaikan mereka. Amin.
Bandar Lampung, 1 Februari 2012
A. Latar Belakang
Proses pengendapan senyawa-senyawa anorganik biasa terjadi pada peralatan-peralatan industri yang melibatkan air garam seperti industri minyak dan gas, proses desalinasi dan ketel serta industri kimia. Hal ini disebabkan karena terdapatnya unsur-unsur anorganik pembentuk kerak seperti logam kalsium dalam jumlah yang melebihi kelarutannya pada keadaan kesetimbangan. Terakumulasinya endapan-endapan dari senyawa anorganik tersebut dapat menimbulkan masalah seperti kerak (Weijnenet al., 1993 ; Maley, 1999).
Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang terendapkan dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu subtansi (Kemmer, 1979). Pada dasarnya, pembentukan kerak terjadi dalam suatu aliran yang bersifat garam jika mengalami penurunan tekanan secara tiba-tiba, maka aliran tersebut menjadi lewat jenuh dan
menyebabkan terbentuknya endapan garam yang menumpuk pada dinding-dinding peralatan proses industri (Amjad, 1995). Kerak yang terbentuk pada pipa-pipa akan memperkecil diameter dan menghambat aliran fluida pada sistem pipa tersebut. Terganggunya aliran fluida menyebabkan suhu semakin naik dan tekanan semakin tinggi maka kemungkinan pipa akan pecah dan rusak (Patton, 1981). Adapun komponen-komponen kerak yang sering dijumpai pada peralatan industri adalah kalsium karbonat (CaCO3), kalsium (Ca) dan seng
fosfat (ZnPO4), kalsium sulfat (CaSO4), silika (SiO2) dan magnesium silikat (Mgx[SiO2]n
(Lestariet al., 2004).
(Nunn, 1997). Kerak juga dapat dicegah menggunakan asam untuk menurunkan pH larutan, rentang pH efektif untuk mencegah pengendapan kerak adalah 6,5 sampai 8,0. Namun menghilangkan kerak menggunakan asam dengan konsentrasi tinggi tidak efektif karena dapat meningkatnya laju korosi yang cukup tinggi, serta mempunyai bahaya yang cukup tinggi dalam penangannya (Lestari, 2008).
Karena kelemahan-kelemahan itu,diperlukan cara lain untuk mencegah terbentuknya kerak dengan inhibitor kerak yaitu dengan menginjeksikan bahan-bahan kimia pencegah kerak (scale inhibitor) ke dalam formasi air pada pipa-pipa (Asnawati, 2001). Prinsip kerja dari scale inhibitoradalah pembentukan senyawa kompleks (chelat) antarascale inhibitordengan
unsur-unsur pembentuk kerak. Senyawa kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar. Di samping itu dapat mencegah kristal kerak untuk melekat pada permukaan pipa (Patton, 1981). Karena alasan tersebut maka pada penelitian ini menggunakan senyawa 5,11,17,23-Tetra(Dimetilamino)Metal-4,6,10,12,16,18,22,24-Oktahidroksi-2,8,14,20-Tetrametilkaliks[4]arena (TDMACMKR) dan ekstrak gambir sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3).
Senyawa 5,11,17,23-Tetra(Dimetilamino)Metal-4,6,10,12,16,18,22,24-Oktahidroksi-2,8,14,20-Tetrametilkaliks[4]arena (TDMACMKR) merupakan senyawa turunan dari kaliks[4]arena (Suharso, 2007) yang dapat digunakan sebagai inhibitor kerak organik yang memiliki cincin aromatik dengan struktur berongga. Senyawa ini dipilih karena
kemampuannya yang kuat sebagai ligan, ekstraktan, adsorben maupun ionofor untuk kation-kation logam (Engrand and Regnouf-de-Vains, 2002; Bohmer, 1995). Keunggulan lain dari kalik[4]arena yaitu sifatnya yang memiliki situs pengikat untuk kation-kation logam
hidrogen sehingga ion kalsium mudah terikat pada senyawa TDMACMKR melalui gugus hidroksil.
Ekstrak gambir mengandung senyawa kimia bahan alam antara lain asam tanat sebesar ± 70%, katekin, kuersetin, floresin, lilin, lemak, dan lendir (Bakhtiar, 1991; Suherdi, 1995). Tiga komponen utama ekstrak gambir yaitu asam tanat, katekin dan kuersetin memiliki gugus hidroksil pada strukturnya, sehingga dapat berikatan dengan mudah dengan ion kalsium.
Keefektifan inhibitor senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir dengan metodeunseeded experimentdalam menghambat pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) secara
kualitatif dapat diketahui berdasarkan hasil perhitungan, analisis morfologi kalsium karbonat (CaCO3) dengan menggunakanScanning Electron Microscopy(SEM) dan analisis distribusi
partikel menggunakanParticle Size Analyzer(PSA).
Berdasarkan uraian, maka pada penelitian telah dipelajari penambahan senyawa
TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagasi inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) dengan metodeunseeded experimentpada konsentrasi larutan pertumbuhan dan
konsentrasi inhibitor yang berbeda.
B. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
1. Mempelajari penambahan senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) pada konsentrasi yang
2. Mengetahui keefektifan senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) melalui analisis morfologi dengan
menggunakanScanning Electron Microscopy(SEM) dan analisis distribusi partikel
menggunakanParticle Size Analyzer(PSA).
3. Membandingkan efektifitas senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) pada konsentrasi optimum
inhibitor.
C. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah diharapkan dapat memberikan informasi tentang kemampuan senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) sehingga diperoleh inhibitor kerak yang lebih efektif,
I. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengendapan Senyawa Anorganik
Endapan didefinisikan sebagai bentuk kristal keras yang menempel pada perpindahan panas permukaan di mana proses penghilangannya dengan cara dibor atau didril, endapan yang berasal dari larutan akan terbentuk karena proses penurunan kelarutan pada kenaikan
temperatur operasi dan kristal padat melekat erat pada permukaan logam (Lafifah dan Nurul, 2000).
Proses pengendapan terjadi melalui 3 tahap, yaitu :
1. Nukleasi
Sebuah inti endapan adalah sebuah partikel halus dimana pembentukan atau
pengendapan dapat terjadi secara spontan. Sebagian besar nukleasi bersifat homogen.
2. Pertumbuhan Kristal
Kristal terbentuk dari lapisan ion komponen endapan pada permukaan inti. Laju pertumbuhan kristal dinyatakan dengan :
dc/dt = - k . S ( C - C*)n Di mana :
C* = konsentrasi jenuh (mol/liter)
C = konsentrasi aktual ion pembatas (mol/liter) k = konstanta laju (liternwaktu-1mg-1mol(1-n))
Jika laju difusi ion ke permukaan kristal mengendalikan laju pertumbuhan kristal, n adalah bilangan bulat. Jika proses lain, seperti laju reaksi di permukaan kristal adalah laju pembatas, harga n bisa jadi bukan bilangan bulat. Harga k tergantung kondisi larutan dan sifat padatan yang mengendap.
3. Aglomerasi
Padatan yang awalnya terbentuk dengan pengendapan mungkin bukan padatan yang paling stabil (secara termodinamika) untuk berbagai kondisi reaksi. Jika demikian selama jangka waktu tertentu struktur kristal endapan dapat berubah menjadi fasa stabil. Perubahan ini disertai penambahan endapan dan pengurangan konsentrasi larutan, sebab fasa yang stabil biasanya mempunyai kelarutan yang lebih kecil dari fasa yang dibentuk sebelumnya. Perubahan struktur kristal dinamai penuaan. (Hasanuddin and Ade , 2004).
Proses pengendapan senyawa-senyawa anorganik biasa terjadi pada peralatan-peralatan industri yang melibatkan air garam seperti industri minyak dan gas, proses desalinasi dan ketel serta industri kimia. Hal ini disebabkan karena terdapatnya unsur-unsur anorganik pembentuk kerak seperti logam kalsium dalam jumlah yang melebihi kelarutannya pada keadaan kesetimbangan. Terakumulasinya endapan-endapan dari senyawa anorganik tersebut dapat menimbulkan masalah seperti kerak (Weijnenet al., 1993 ; Maley, 1999).
B. Kristalisasi
homogen. Kristalisasi dari larutan dapat terjadi jika padatan terlarut dalam keadaan berlebih (di luar kesetimbangan), maka sistem akan mencapai kesetimbangan dengan cara
mengkristalkan padatan terlarut (Dewi and Masduqi, 2003).
Kristalisasi senyawa dalam larutan langsung pada permukaan transfer panas dimana kerak terbentuk memerlukan tiga faktor simultan yaitu konsentrasi lewat jenuh (supersaturation),
nukleasi (terbentuknya inti kristal) dan waktu kontak yang memadai. Pada saat terjadi penguapan, kondisi jenuh (saturation) dan kondisi lewat jenuh (supersaturation) dicapai
secara simultan melalui pemekatan larutan dan penurunan daya larut setimbang saat kenaikan suhu menjadi suhu penguapan. Pembentukan inti kristal terjadi saat larutan jenuh, dan kemudian sewaktu larutan melewati kondisi lewat jenuh beberapa molekul akan bergabung membentuk inti kristal. Inti kristal ini akan terlarut bila ukurannya lebih kecil dari ukuran partikel kritis (inti kritis), sementara itu kristal-kristal akan berkembang bila ukurannya lebih besar dari partikel kritis. Apabila ukuran inti kristal menjadi lebih besar dari inti kritis, maka akan terjadi pertumbuhan kristal. Laju pertumbuhan kristal ditentukan oleh laju difusi zat terlarut pada permukaan kristal dan laju pengendapan zat terlarut pada kristal tersebut. Daya dorong difusi zat-zat terlarut adalah perbedaan antara konsentrasi zat-zat terlarut pada permukaan kristal dan pada larutan. Kristal-kristal yang telah terbentuk mempunyai muatan ion lebih rendah dan cenderung untuk menggumpal sehingga terbentuklah kerak (Lestariet al., 2004).
Gambar 1. Tahapan kristalisasi
C. Kerak
Kerak (scale) merupakan masalah yang cukup kompleks dan selalu terjadi di ladang-ladang
minyak. Kerak didefinisikan sebagai suatu deposit dari senyawa-senyawa anorganik yang terendapkan dan membentuk timbunan kristal pada permukaan suatu subtansi (Kemmer, 1979).
Kerak secara umum didefinisikan sebagai berikut:
• Endapan kristal keras yang melekat pada permukaan penukar panas, sehingga untuk pelepasannya diperlukan metode secara mekanik seperti “chipping” ataupun “drilling”.
• Endapan yang terbentuk oleh substansi kimia dari suatu larutan di mana kelarutan substansi tersebut menurun dengan kenaikan suhu.
• Onggokan kristal yang mengendap dan terikat dengan baik pada permukaan logam (Suminjanto, 2001).
Kristal
Faktor yang mempengaruhi pembentukan kerak adalah :
1. Kualitas Air
Pembentukan kerak dipengaruhi oleh konsentrasi komponen-komponen kerak (kesadahan kalsium, konsentrasi karbonat, dan lain-lain), pH dan konsentrasi bahan penghambat kerak di dalam air. Ada berbagai indeks yang digunakan untuk
meramalkan terjadinya pembentukan kerak, diantaranya adalah indeks kejenuhan dari Langelier untuk CaCO3, indeks Greenet al. untuk Ca2(PO4)2dan persamaan Kubo
untuk menghitung derajat keasaman (pH) pengendapan kalsium fosfat.
2. Temperatur Air
Pada umumnya komponen pembentukan kerak cenderung mengendap atau menempel sebagai kerak pada temperatur tinggi. Hal ini disebabkan karena kelarutannya
menurun dengan naiknya temperatur. Laju pengerakan mulai meningkat pada temperatur air 500C atau lebih dan kadang-kadang masalah kerak terjadi pada temperatur air di atas 600C.
3. Laju Alir Air
Laju pembentukan kerak akan meningkat dengan turunnya laju air sistem. Dalam kondisi tanpa pemakaian penghambat kerak, pada sistem laju alir air 0,6 m/detik laju pembentukan kerak hanya seperlima dibanding pada laju alir air 0,2 m/detik (Lestari
et al., 2004 ).
Pembentukan kerak merupakan proses kristalisasi yang biasanya terdiri dari empat tahap, yaitu :
1. Tercapainya keadaan larutan yang lewat jenuh (supersaturation),
3. Pertumbuhan kristal pada sekeliling inti, dan
4. Pertumbuhan kristal kecil membentuk kristal dengan ukuran yang lebih besar (penebalan lapisan kerak) (Hasson and Semiat,2005).
Prinsip mekanisme pembentukan kerak (Badr and Yassin, 2007), yaitu :
1. Campuran dua air garam yang tidak sesuai (umumnya air formasi mengandung banyak kation seperti kalsium, barium, dan stronsium, bercampur dengan karbonat yang banyak terdapat dalam air laut, menghasilkan kerak karbonat seperti CaCO3).
2. Penurunan tekanan dan kenaikan temperatur air garam, yang akan menurunkan kelarutan garam (umumnya mineral yang paling banyak mengendap adalah kerak karbonat seperti CaCO3).
3. Penguapan air garam, menghasilkan peningkatan konsentrasi garam melebihi batas kelarutan dan membentuk endapan garam.
Pada dasarnya, pembentukan kerak terjadi dalam suatu aliran yang bersifat garam jika
mengalami penurunan tekanan secara tiba-tiba, maka aliran tersebut menjadi lewat jenuh dan menyebabkan terbentuknya endapan garam yang menumpuk pada dinding-dinding peralatan proses industri (Amjad, 1998).
Skema mekanisme pembentukan kerak yang dilengkapi parameter-parameter penting yang mengontrol setiap tahapan ditunjukkan pada Gambar 2 berikut (Salimin and Gunandjar, 2007) : PADATAN TERSUSPENSI AIR MINERAL DAPAT LARUT PELARUT LEWAT JENUH PERTUMBUHAN KRISTAL PENGENDAPAN DAN PEMADATAN Parameter yang
Gambar 2. Skema umum mekanisme pembentukan deposit kerak air.
Adapun komponen-komponen kerak yang sering dijumpai pada peralatan industri, yaitu : 1. Kalsium karbonat (CaCO3= turunan dari kalsium bikarbonat), terdapat dalam
supersaturationkarena penurunan tekanan, panas, dan agitasi.
Ca(HCO3)2 CaCO3+ CO2+ H2O
2. Kalsium sulfat, terdapat dalam air terkontaminasi atausupersaturation.
CaCl2+ Na2SO4 CaSO4+ 2 NaCl
3. Barium sulfat, terdapat dalam air terkontaminasi.
BaCl2+ Na2SO4 BaSO4+ 2 NaCl
4. Kalsium dan Seng fosfat.
5. Silika, Magnesium silikat, Magnesium karbonat, Magnesium dengan konsentrasi, pH dan CO2tinggi.
6. Besi dioksida, senyawa yang disebabkan oleh kurangnya kontrol korosi atau alami berasal dari besi yang teroksidasi.
7. Besi fosfat, senyawa yang disebabkan karena pembentukkan lapisan film dari inhibitor fosfat.
D. Kalsium Karbonat (CaCO3)
Kalsium karbonat (CaCO3) merupakan suatu zat padat putih, tak berbau, tak berasa, terurai
pada 825oC, tak beracun, larut dalam asam dengan melepas CO2, dan dijumpai di alam
sebagai kalsit, napal, aragonit,travertin, marmer, batu gamping, dan kapur. Juga ditemukan
bersama mineral dolomit (CaCO3.MgCO3). Benar-benar tidak larut dalam air (hanya
beberapa bagian per juta), kristalnya berwujud rombik/rombohedral dan dimanfaatkan sebagai obat penawar asam, dalam pasta gigi, cat putih, pembersih, bahan pengisi kertas, semen, kaca, plastik, dan sebagainya.
Dibuat dari reaksi CaCl2+ Na2CO3dalam air, atau melewatkan CO2melalui suspensi
Ca(OH)2dalam air. Yang murni dapat dihasilkan dengan metode Richard dan Honischmidt.
Caranya : larutan Ca(NO3) diasamkan sedikit dengan HNO3. Lantas diperlakukan dengan
Ca(OH)2cair murni yang sedikit berlebih untuk mengendapkan sebagian besar Fe(OH)3dan
Mg(OH)2. Impuritas berupa garam-garam Ba, Sr, dan Mg dapat dihilangkan dengan cara
rekristalisasi nitratnya berulang kali. Amonium karbonat yang dibutuhkan untuk mengendapkan karbonatnya bisa dimurnikan lewat distilasi dari air (Arsyad, 2001). Kalsium karbonat (CaCO3) berupa endapan amorf putih terbentuk dari reaksi antara ion
kalsium (Ca2+) dalam bentuk CaCl2dengan ion karbonat (CO32-) dalam bentuk Na2CO3
(Svehla, 1990).
Ca2++ CO
32- CaCO3↓
Kelarutan CaCO3yang sedikit dapat terbentuk jika larutan lewat jenuh dalam tempat
pengolahannya terjadi kesetimbangan kimia dengan lingkungannya pada tekanan dan temperatur yang sebenarnya. Kesetimbangan CaCO3dapat diganggu dengan pengurangan
gas CO2dari aliran selama proses produksi berlangsung. Ini akan mengakibatkan
pengendapan sehingga terbentuk kerak. Pengendapan CaCO3dapat dihasilkan dari reaksi
sebagai berikut :
CO2+ 2 OH- CO32-+ H2O
Ca(OH)2 Ca2++ 2 OH
-Ca2++ CO32- CaCO3
(Zhang and Dawe, 2000).
E. Metode Pencegahan Kerak
Beberapa metode pencegahan terbentuknya kerak antara lain (Lestari 2008; Gill, 1999; Nunn, 1997) :
1. Pengendalian pH
klorida mempunyai tingkat bahaya yang tinggi dalam penanganannya. Saat ini, penghambatan kerak dengan hanya penginjeksian asam semakin jarang digunakan.
2. Peningkatan kondisi operasi alat penukar panas
Laju timbulnya kerak dipengaruhi oleh laju alir air, temperatur air, fluksi panas, dan temperatur dinding luar alat penukar panas. Oleh karena itu, salah satu metoda penghambatan kerak yang efektif adalah dengan pengendalian kondisi operasi pada dinding luar alat penukar panas. Namun, hal ini hanyalah sebagai
pelengkap dan bahan penghambat kerak tetap diperlukan untuk pencegahan timbulnya kerak yang memadai.
3. Pelunakan dan pembebasan mineral airmake-up.
Untuk mencegah terjadinya kerak pada airmake-upyang mengandung
kesadahan tinggi (kira-kira 250 ppm CaCO3) perlu adanya pelunakan dengan
menggunakan kapur dan soda abu (pengolahan kapur dingin). Masalah kerak tidak akan dijumpai jika yang digunakan adalah air bebas mineral karena seluruh garam-garam terlarut dapat dihilangkan. Dengan demikian, pemakaian air bebas mineral merupakan metode yang tepat untuk menghambat kerak di dalam suatu sistem dengan pembebanan panas tinggi, dimana pengolahan konvensional dengan bahan penghambat kerak tidak berhasil. Namun, ketika air dikontrol dengan cara ini maka akan membuat air tersebut menjadi lebih agresif, korosif dan memerlukan kontrol akhir seperti inhibitor korosi dalam sistem. Selain itu, penggunaan air bebas mineral dalam industri-industri besar membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga dapat menurunkan efisiensi kerja.
dengan inhibitor kerak adalah dengan menginjeksikan bahan-bahan kimia pencegah kerak (scale inhibitor) ke dalam formasi air (Asnawati, 2001).
F. Inhibitor Kerak(Scale Inhibitor)
Inhibitor kerak pada umumnya merupakan bahan kimia yang digunakan untuk mencegah atau menghentikan terbentuknya kerak bila ditambahkan pada konsentrasi kecil atau konsentrasi tertentu pada air. Penggunaan bahan kimia ini sangat menarik, karena dengan dosis yang sangat rendah dapat mencukupi untuk mencegah kerak dalam periode yang lama. Prinsip kerja dari inhibitor kerak (scale inhibitor)yaitu pembentukan senyawa kompleks (chelat)
antara inhibitor kerak (scale inhibitor)dengan unsur-unsur pembentuk kerak. Senyawa
kompleks yang terbentuk larut dalam air sehingga menutup kemungkinan pertumbuhan kristal yang besar. Di samping itu dapat mencegah kristal kerak untuk melekat pada permukaan pipa (Halimatuddahliana, 2003; Asnawati, 2001).
Umumnya, terdapat beberapa syarat-syarat yang harus dimiliki senyawa kimia sebagai inhibitor kerak yaitu (Al-Deffeeri, 2006) :
1. Inhibitor kerak harus menunjukkan kestabilan termal yang cukup dan efektif untuk mencegah terbentuknya air sadah dari pembentukkan kerak.
3. Inhibitor kerak juga harus memiliki tingkat keamanan yang tinggi dalam penggunaanya sehingga tidak menimbulkan efek samping yang berbahaya bagi lingkungan sekitar.
Inhibitor kerak mepunyai dua mekanisme kerja dalam mencegah terbentuknya kerak yaitu (Halimatuddahliana, 2003) :
1. Inhibitor kerak dapat mengadsorpsi permukaan kristal kerak pada saat kristal tersebut mulai terbentuk. Inhibitor merupakan molekul besar yang dapat menutupi kristal yang kecil dan menghalangi pertumbuhan kristal.
2. Dalam banyak hal bahan kimia dapat dengan mudah mencegah menempelnya suatu partikel-partikel pada permukaan padatan.
Pada umumnya inhibitor kerak dibagi atas dua tipe yaitu inhibitor kerak anorganik dan inhibitor kerak organik. Contoh inhibitor kerak yang banyak digunakan adalah polifosfat. Polifosfat adalah padatan anorganik non kristalin. Senyawa ini dapat mencegah terbentuknya kerak CaCO3. Namun, senyawa ini mempunyai kelemahan yaitu merupakan padatan dan
bahan kimia ini mudah terhidrolisis dengan cepat pada pH rendah atau pada temperatur tinggi. Polifosfat terhidrolisis menjadi ortofosfat yang menurunkan kemampuannya untuk mencegah terbentuknya kerak dan menyebabkan terbentuknya kerak kalsium fosfat. Oleh karena itu, polifosfat hanya efektif jika digunakan pada temperatur rendah (Al-Deffeeri, 2006; Asnawati, 2001).
Gambar 3. Reaksi hidrolisis polifosfat.
Inhibitor kerak lain yang banyak digunakan adalah asam polikarbosiklik. Asam
polikarbosiklik merupakan kristal terdistorsi secara kimia dan dapat mencegah terbentuknya endapan kerak. Pada umumnya, asam polikarbosiklik diketahui dapat mengontrol
pembentukan kerak melalui dua mekanisme, yaitu menghambat pertumbuhan dan merusak kristal. Namun, penggunaan bahan ini juga tidak efektif karena memerlukan adanyakatub blowdown. Salah satu jenis inhibitor kerak lain adalah fosfonat. Fosfonat merupakan
inhibitor yang sangat baik jika dibandingkan dengan pilofosfat dan asam polikarbosiklik. Tetapi fosfonat masih memiliki kelemahan, karena struktur fosfonat monomer sehingga tidak efektif jika digunakan sebagaidispersing agent(Al-Deffeeri, 2006).
Beberapa jenis inhibitor yang telah dijelaskan di atas masing-masing mempunyai kelemahan. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan digunakan senyawa
5,11,17,23-
tetra(dimetilamino)metil-4,6,10,12,16,18,22,24-oktahidroksi-2,8,14,20-tetrametilkaliks[4]arena (TDMACMKR) dan ekstrak gambir sebagai inhibitor pada pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3).
G. Senyawa Sintesis
5,11,17,23-tetra(dimetilamino)metil-4,6,10,12,16,18,22,24-oktahidroksi-2,8,14,20-tetrametilkaliks[4]arena (TDMACMKR)
Kaliks[4]arena memiliki rongga yang hidrofobik, dan dapat membentuk berbagai jenis kompleks tipe inang-tamu(host-guest)(Ziegler, 2003; Oshitaet al., 2001). Kaliksarena
merupakan kelompok senyawa oligomer sintetik yang mengandung cincin aromatis dalam suatu deret siklis yang dihubungkan dengan jembatan metilen (Gutsche, 1998), hal ini didasarkan pada geometri senyawanya yang menyerupai keranjang atau jambangan bunga. Nama kaliks[4]arena diturunkan dari Bahasa Yunani, yaitucalixyang artinya vas atau
jambangan bunga, danareneyang menunjukkan adanya cincin aromatis dalam susunan
makrosiklik tersebut (Pramuwati, 2005). Kelompok senyawa ini umumnya stabil, bertitik lebur tinggi, dan mempunyai kelarutan yang terbatas. Kaliksarena ditemukan pertama kali oleh Zinke dan Ziegler pada tahun 1994 (Gutsche, 1998).
Struktur molekul kaliks[4]arena mempunyai geometri molekul yang unik, berbentuk rongga silindris dan tajam seperti mangkuk, dimana sisi rongga yang lebih lebar pada bagian atas (upper rim) dan sisi rongga yang lebih sempit pada bagian bawah (lower rim) sehingga
memungkinkan digunakan sebagai inang (host) untuk kation, anion, maupun molekul netral
(guest). Sistem inang-tamu tersebut dapat berlangsung melalui pembentukan kompleks
antara kaliks[4]arena sebagai inang (host) dan suatu molekul atau ion sebagai tamu (guest).
Sebagai inang(host)molekul kaliks[4]arena mempunyai susunan yang unik meliputi gugus
benzena, yang menghasilkan interaksiπ-π, dan gugus hidroksil yang menghasilkan ikatan hidrogen (Ariga and Kunitake, 2006; Pramuwati, 2005).
Struktur kaliks[4]arena memiliki ukuran rongga 0,8 Å, dilihat dari ukuran diameter
hidrogen, gaya Van der Waals, ikatan ionik, ikatan koordinasi, dan lain-lain. Beberapa hal seperti kecocokan bentuk dan ukuran dari bagian-bagian yang berinteraksi merupakan hal penting yang mempengaruhi kekuatan ikatan. Terbentuknya kompleks organologam antara kaliksarena dengan kation logam dapat terjadi melalui beberapa cara, yaitu: (1) melalui kompleks antara elektron π satu atau lebih cincin aromatik dengan logam transisi dan (2)
melalui koordinasi langsung atom oksigen fenolik dengan logam.
Karakter kompleks yang terbentuk pada kaliksarena dapat berupa kompleks endokaliks atau eksokaliks. Pada kompleks endokaliks, molekul atau ion terjebak berada di dalam molekuk kaliksarena, sedangkan pada kompleks eksokaliks, molekul atau ion terjebak berada di antara molekul-molekul kaliksarena (Gutsche, 1998).
Adapun gambar tiga dimensi C-metil-kaliks[4]resorsinarena (CMKR) yang menunjukkan sistem inang-tamu dari inhibitor yang ditunjukan pada Gambar 4 adalah sebagai berikut:
Keterangan:
[image:34.595.219.467.447.595.2]Merupakan atom C Merupakan atom O dan Merupakan atom H Merupakan logam yang terjebak
Gambar 4. Bentuk tiga dimensi C-metil-kaliks[4]resorsinarena (CMKR) (Anonim, 2011).
digunakan sebagai bahan pembuat elektroda membran dan menunjukkan selektifitas yang tinggi terhadap ion natrium (Pramuwati, 2005).
Sintesis kaliks[4]arena dapat dilakukan menggunakan katalis asam atau basa. Salah satu bahan awal pembuatan kaliks[4]arena yang menggunakan katalis asam adalah senyawa turunan benzilalkohol. Gugus benzilalkohol diperlukan untuk membentuk spesies elektrofilik sebagai hasil interaksinya dengan asam. Spesies elektrofilik ini diharapkan mampu bereaksi dengan cincin benzena melalui reaksi substitusi elektrofilik, sehingga akhirnya dapat
membentuk kaliks[4]arena. Bahan dasar lain yang menggunakan katalis asam dapat berupa resorsinol, senyawa turunan resorsinol, dan senyawa turunan benzilklorida. Tetapi jika digunakan katalis basa, maka bahan dasar untuk membentuk kaliks[4]arena berupa fenol yang tersubstitusi pada posisi para (Sarjono, 1999).
Inhibitor 5,11,17,23-tetra(dimetilamino)metil-4,6,10,12,16,18,22,24-oktahidroksi-2,8,14,20-tetrametilkaliks[4]arena (TDMACMKR) yang digunakan dalam penelitian ini adalah C-metil-kaliks[4]resorsinarena (CMKR) yang disintesis dari resorsinol dengan asetaldehida dan etanol dalam suasana asam. Senyawa C-metil-kaliks[4]resorsiarena (CMKR) bereaksi dengan dimetilamina yang dilarutkan dalam etanol dan benzena sehingga membentuk senyawa TDMACMKR (Suharso, 2007). Metode ini disebut metode pembuatan
kaliks[4]arena terinduksi asam. Adapun asam yang digunakan yaitu HCl. Sintesis dilakukan berdasarkan metode yang telah dikembangkan oleh Sarjono pada tahun 2007. Gugus
TDMACMKR yang menginhibisi kerak kerak kalsium karbonat yakni gugus amina. Dimana gugus amina ini mudah mengikat molekul air melalui ikatan hidrogen sehingga ion kalsium mudah terikat pada senyawa TDMACMKR.
OH OH
(Resorsinol)
Asetaldehida
H+, Etanol HO
HO HO OH OH OH OH HO
[image:36.595.76.480.90.562.2](C-metil-kaliks[4]resorsiarena (CMKR) )
Gambar 5. Reaksi sintesis Inhibitor
5,11,17,23-tetra(dimetilamino)metil-4,6,10,12,16,18,22,24-oktahidroksi-2,8,14,20-tetrametilkaliks[4]arena (TDMACMKR)
H. Gambir
Tanaman gambir (Ucaria gambir Roxb) tumbuh baik pada ketinggian sampai 900 m dpl.
Tumbuhan ini membutuhkan cahaya matahari penuh serta curah hujan merata sepanjang tahun. Gambir termasuk dalam familiRubiaceaedan merupakan jenis tanaman perdu yang
memiliki batang tegak dan bercabang simpodial, daunnya berjenis daun tunggal dan
(CH3)2 NH.HC
HO
Suhu K amar 2
0 jam
berbentuk lonjong, bunganya merupakan bunga majemuk berbentuk lonceng, sedangkan buahnya berbentuk bulat telur dan berwarna hitam seperti ditunjukan pada Gambar 6 berikut:
Kingdom :Plantae
Division :Magnoliophyta
Class :Magnoliopsida
Orde :Gentianales
Family :Rubiaceae
Genus :Uncaria
[image:37.595.75.435.154.339.2]Spesies :Uncaria gambir
Gambar 6. Tanaman Gambir (Uncaria gambir)
(www.henriettesherbal.com., 2011)
Kegunaan gambir secara tradisional adalah sebagai pelengkap makan sirih dan obat-obatan. Secara modern gambir banyak digunakan sebagai bahan baku industri farmasi dan makanan (Suherdiet al., l99l; Nazir, 2000). Gambir antara lain digunakan sebagai zat pewarna industri
tekstil, ramuan makan sirih, ramuan obat, penyamak kulit, dan ramuan cat (Nasrunet al.,1997). Persentase kandungan kimia gambir ditunjukan pada Tabel 1 berikut ini :
Tabel 1. Kandungan Kimia Gambir
No Nama Komponen Persentase ( % )
1 Katekin 7-33
2 Asam katekin tannat 20-55
3 Pirokatekol 20-30
4 Gambir flouresensi 1-3
[image:37.595.163.433.628.763.2]6 Kuersetin 2-4 7 Minyak (campuran) 1-2
8 Lilin 1-2
9 Alkaloid < 1
(Bakhtiar, 1991; Suherdi, 1995).
Komponen utama gambir adalah katechin atau asam katekin dan asam katekin tanat (katekin anhidrid). Gambir juga mengandung sedikit kuersetin yaitu bahan pewarna yang memilki warna kuning (Zeijlstra, 1943) . Ketiga komponen utama gambir ini merupakan senyawa flavonoid.
1. Asam Tanat
Asam tanat merupakan unsur dasar dalam zat warni kimia tanaman. Asam tanat banyak terdapat dalam kayu oak, walnut, mahogany, dan gambir. Asam tanat merupakan salah satu golongan tanin terhidrolisis dan termasuk asam lemah. Rumus kimia dari asam tanat adalah C41H32O26.Pusat molekul dari asan tanat adalah glukosa, dimana gugus hidroksil dari
karboksilat terestrifikasi dengan gugus asam galat. Ikatan ester dari asam tanat mudah
Gambar 7. Struktur Asam Tanat
2. Katekin
Katekin atau disebut juga flavan-3-ol merupakan senyawa flavonoid yang banyak ditemukan dalam coklat, teh hijau, gambir, dan teh hitam. Katekin merupakan senyawa antioksidan yang banyak sekali digunakan untuk bahan obat karena dapat menghambat pertumbuhan kanker, meningkatkan metabolisme, dan dapat melindungi DNA dari kerusakan. Rumus kimia dari katekin adalah C15H14O6. Katekin bersifat asam lemah (pKa1=7,72 dan pKa2=10,22), sukar
larut dalam air dan sangat tidak stabil diudara terbuka. Bersifat mudah teroksidasi pada pH mendekati netral (pH 6,9) dan lebih stabil pada pH lebih rendah (2,8 dan 4,9). Katekin juga mudah terurai oleh cahaya dengan laju reaksi lebih besar pada pH rendah (3,45)
dibandingkan pH 4,9 (Lucida, 2006). Katekin dapat berpolimer menjadi tanin terkondensasi. Tanin terkondensasi adalah polimer dari 2-50 atau
lebih unit flavonoid yang dihubungkan oleh ikatan karbon-karbon, dimana tidak rentan oleh hidrolisis. Polimer katekin banyak sekali ditemukan pada teh hitam.
[image:39.595.179.374.577.711.2]Struktur katekin ditunjukan pada Gambar 8 di bawah ini :
3. Kuersetin
Kuersetin merupakan senyawa flavonoid yang banyak ditemukan dalan tanaman obat, apel, teh hijau, jeruk, dan beberapa sayuran hijau. Kuarsetin banyak digunakan dalam dunia medis sebagai antioksidan dan anti kanker. Kuarsetin memiliki rumus kimia C15H10O7dengan
massa molekul sebesar 302,236 g/mol, densitas sebesar 1.799 g/cm3, dan titik lelehnya 316
oC.
[image:40.595.180.377.458.621.2]Struktur kuersetin ditunjukan pada Gambar 9 di bawah ini :
Gambar 9. Struktur Kuersetin
I. Seeded dan Unseeded Experiment
Seeded Experimentmerupakan salah satu metode pembentukkan kristal dengan penambahkan
bibit kristal ke dalam larutan pertumbuhan. Fungsi penambahan bibit kristal(seeded experiment)dilakukan untuk mendorong terjadinya proses kristalisasi dengan lebih cepat.
Adanya area permukaan bibit kristal akan mempermudah pertumbuhan kristal menjadi lebih besar. Semakin cepat terjadinya proses kristalisasi maka akan semakin cepat laju
pertumbuhan inti kristal kalsium karbonat untuk membentuk kristal yang lebih besar (Hardie, 1967; Bremere, 1999). Namun pada penelitian ini menggunakan metodeunseeded
experimentyaitu metode pembentukan kristal tanpa penambahan bibit kristal ke dalam
I. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret–Mei 2011 di Laboratorium Kimia Anorganik
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Identifikasi senyawa ekstrak gambir menggunakan spektrofotometer IRShimadzudilakukan di
Laboratorium Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada. Analisis menggunakanScanning Electron Microscopy(SEM) dilakukan di
Laboratorium Uji Polimer LIPI Bandung, dan analisis menggunakan instrumentParticle Size Analyzer(PSA) dilakukan di Laboratorium Pusat Survei Geologi Bandung.
B. Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini berupa alat-alat gelas yang biasa digunakan di laboratorium. Kertas saring, botol-botol plastik, , ovenHerneus T5042, neraca analitik Ainsworth AA-160,magnetic stirrer Barnstead Thermolyne Cimarec,water bath Mammert,
spektrofotometer IRShimadzu,Scanning Electron Microscopy(SEM) merk Jeol T330a, Particle Size Analyzermerk LS 100QCoulter.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah CaCl2anhidrat, Na2CO3, akuades,
TDMACMKR (hasil sintesis Suharso, 2007) dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang).
1. Pembuatan Inhibitor Ekstrak Gambir
Ekstrak gambir dibuat dengan cara menghaluskan gambir (Padang dan Palembang) sebanyak 100 gram. Serbuk gambir dilarutkan dalam 1 liter akuades. Larutan gambir diaduk
menggunakanmagnetic stirrerselama 2-3 jam, kemudian didinginkan selama 24 jam.
Diperoleh ekstrak gambir dengan konsentrasi 100.000 ppm (Dumitritaet al., 2006; Cheong et al., 2005). Ekstrak gambir yang diperoleh dianalisis menggunakan spektrofotometer IR.
2. Pengujian Senyawa TDMACMKR dan Ekstrak Gambir sebagai Inhibitor Pembentukan Kristal CaCO3dengan Metode Tanpa Penambahan Bibit Kristal (Unseeded Experiment)
Tahapan untuk menguji senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir padang dan palembang sebagai inhibitor pertumbuhan kristal CaCO3dengan metode tanpa penambahan bibit kristal
(unseeded experiment) dilakukan dengan rangkaian percobaan sebagai berikut:
3. Penentuan Laju Pembentukan Kerak CaCO3Tanpa Inhibitor Pada Konsentrasi Larutan Pertumbuhan yang Berbeda
Larutan pertumbuhan dibuat dari larutan CaCl2anhidrat 0,1 M dan larutan Na2CO30,1 M
masing-masing dalam 200 mL akuades pada suhu 80oC. Masing-masing larutan diaduk menggunakanmagnetic stirrerselama 5 menit agar larutan menjadi homogen. Selanjutnya
masing-masing larutan dibagi ke dalam 8 botol plastik. Kemudian diletakkan dalanwater bathpada suhu 80oC selama 5 menit untuk mencapai kesetimbangan. Larutan CaCl2anhidrat
0,1M dan larutan Na2CO30,1 M dicampurkan pada botol plastik dalamwater bathpada suhu
suhu 100oC, kemudian didiamkan pada suhu ruang sampai suhu kertas saring dan kristal stabil, selanjutnya ditimbang dan diperoleh berat kristal berdasarkan hasil selisih kertas saring dan kristal. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan pertumbuhan yang berbeda yaitu 0,15 dan 0,2 M.
4. Penentuan Laju Pembentukan Kerak CaCO3dengan Penambahan Inhibitor pada Konsentrasi Larutan Pertumbuhan yang Berbeda
Larutan pertumbuhan dibuat dari larutan CaCl2anhidrat 0,1 M dan larutan Na2CO30,1 M
masing-masing dalam 200 mL (50 mL inhibitor 50 ppm dan akuades hingga batas miniskus) pada suhu 80oC. Masing-masing larutan diaduk menggunakanmagnetic stirrer selama 5
menit agar larutan menjadi homogen. Selanjutnya masing-masing larutan dibagi kedalam 8 botol plastik. Kemudian diletakkan dalanwater bathpada suhu 80oC selama 5 menit untuk
mencapai kesetimbangan. Larutan CaCl2anhidrat 0,1 M dan larutan Na2CO30,1 M
dicampurkan kedalam botol plastik dalamwater bathpada suhu 80oC dengan variasi waktu
selang 5 menit hingga suhu terlama 40 menit, kemudian disaring menggunakan kertas saring (setelah dioven dan ditimbang) dan dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC, kemudian didiamkan pada suhu ruang sampai suhu kertas saring dan kristal stabil, selanjutnya ditimbang dan diperoleh berat kristal berdasarkan hasil selisih kertas saring dan kristal. Percobaan ini diulang dengan konsentrasi larutan pertumbuhan yang berbeda yaitu 0,15 dan 0,2 M dengan konsentrasi inhibitor ekstrak gambir 50, 150, 300 dan 500 ppm dan
konsentrasi TDMACMKR 50, 100 dan 150 ppm.
Data yang diperoleh berupa jumlah endapan terhadap variasi waktu dengan variasi
konsentrasi larutan pertumbuhan dan variasi konsentrasi inhibitor, masing-masing akan diplot sebagai jumlah endapan terhadap waktu menggunakanMicrosoft Excell.
E. Diagram Alir Penelitian
[image:45.595.123.446.451.577.2]Diagram alir tahapan percobaan dalam penelitian ini seperti pada Gambar 10 sebagai berikut ini :
Gambar 10. Diagram alir tahapan penelitian
1. Pembuatan Inhibitor Ekstrak Gambir
Diagram alir pembuatan inhibitor ekstrak gambir ditunjukan seperti pada Gambar 11 berikut ini :
Pembuatan larutan pertumbuhan tanpa bibit kristal
Tanpa inhibitor Dengan inhibitor
• Dilarutkan dalam 1 liter akuades • Diaduk selama 2-3 jam
• Didiamkan selama 24 jam
[image:46.595.214.464.88.226.2]• Dianalisis Spektrofotometer IR
Gambar 11. Pembuatan inhibitor ekstrak gambir (Padang dan Palembang)
2. Pengujian Senyawa TDMACMKR dan Ekstrak Gambir sebagai Inhibitor Pembentukan Kerak CaCO3dengan Metode Tanpa Penambahan Bibit Kristal (Unseeded Experiment)
2.1 Penentuan Laju Pembentukan Kerak CaCO3Tanpa Inhibitor pada Konsentrasi Larutan Pertumbuhan yang Berbeda
Digram alir penentuan laju pembentukan kerak CaCO3pada beberapa variasi konsentrasi
larutan pertumbuhan dengan tanpa penambahan bibit kristal dan tanpa penambahan inhibitor kerak ditunjukan pada Gambar 12 berikut ini :
•Masing-masing larutan diaduk hingga homogen
•Masing-masing larutan dibagi kedalam 8 botol, masing-masing diisi 25 mL
•Dimasukkan dalamwater bathpada suhu 80oC
•Masing-masing larutan dicampurkan
2,22 g CaCl2dalam 200 mL akuades dan 2,12 g Na2CO3dalam 200 mL
akuades
Larutan Pertumbuhan
Botol 3 Botol 4
Botol 2
Botol 1 Botol 5 Botol 6 Botol 7 Botol 8
Botol 3 Botol 4
Botol 2
Botol 1 Botol 5 Botol 6 Botol 7 Botol 8
100 gram Gambir
Ekstrak Gambir
•Disaring dengan kertas saring •Dioven
•Ditimbang
Gambar 12. Digram alir penentuan laju pembentukan CaCO3pada beberapa variasi
konsentrasi larutan pertumbuhan tanpa penambahan inhibitor kerak.
2.2 Penentuan Laju Pembentukan Kerak CaCO3dengan Penambahan Inhibitor pada Konsentrasi Larutan Pertumbuhan yang Berbeda
Diagram alir penentuan laju pembentukan kerak CaCO3pada beberapa variasi konsentrasi
larutan pertumbuhan dengan penambahan inhibitor ditunjukan pada Gambar 13 sebagai berikut :
•Masing-masing larutan diaduk hingga homogen
•Masing-masing larutan dibagi kedalam 8 botol, masing-masing diisi 25 mL
•Dimasukkan dalamwater bathpada suhu 80 oC
•Masing-masing larutan dicampurkan
•Disaring dengan kertas saring •Dioven
[image:47.595.71.518.378.758.2]•Ditimbang
Gambar 13. Diagram alir penentuan laju pembentukan CaCO3pada beberapa variasi
konsentrasi larutan pertumbuhan dengan penambahan inhibitor ekstrak gambir konsentrasi 50, 150, 300 dan 500 ppm dan TDMACMKR konsentrasi 50,100 dan 150 ppm.
2,22 g CaCl2dalam 50 mL Inhibitor + akuades hingga 200 mL dan 2,12
g Na2CO3dalam 50 mL inhibitor + akuades hingga 200 mL
Larutan Pertumbuhan
Berat kristal
Botol 3 Botol 4
Botol 2
Botol 1 Botol 5 Botol 6 Botol 7 Botol 8
Botol 3 Botol 4
Botol 2
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang) efektif sebagai inhibitor kerak kalsium karbonat (CaCO3) dengan cara menghambat laju pembentukan
kristal kerak CaCO3.
2. Analisis menggunakanScanning Electron Microscope(SEM) menunjukkan bahwa
morfologi permukaan kristal kerak CaCO3sesudah penambahan inhibitor lebih rapat dan
padat dibandingkan sebelum penambahan inhibitor senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir, dan analisis menggunakanParticle Size Analyzer(PSA) menunjukkan bahwa
ukuran partikel CaCO3mengalami penurunan setelah ditambahkan inhibitor senyawa
TDMACMKR dan ekstrak gambir terlihat pada nilai tengah ukuran partikel kerak CaCO3.
3. Kemampuan senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir dalam menghambat
pertumbuhan kerak tergantung pada konsentrasi optimum yang digunakan, dan efektivitas tertinggi pada senyawa TDMACMKR ditunjukkan pada konsentrasi 150 ppm dengan nilai efektivitas sebesar 17,91 % dan pada ekstrak gambir (Padang dan Palembang) efektivitas tertinggi ditunjukkan pada konsentrasi 500 ppm dengan nilai efektivitas masing-masing sebesar 13,36 % dan 17,75 %.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis memberikan saran untuk melakukan penelitian menggunakan variasi pH dan suhu. Hal ini dilakukan untuk melihat pengaruh kerja dari senyawa TDMACMKR dan ekstrak gambir (Padang dan Palembang) sebagai inhibitor pembentukan kerak kalsium karbonat (CaCO3) dalam menghambat laju
![Gambar 4. Bentuk tiga dimensi C-metil-kaliks[4]resorsinarena (CMKR)(Anonim, 2011).](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/314513.112082/34.595.219.467.447.595/gambar-bentuk-dimensi-metil-kaliks-resorsinarena-cmkr-anonim.webp)
