i
PREPARASI SiO2 DARI PASIR GLAGAH DAN
PASIR KENDAWANG UNTUK MODIFIKASI
MATERIAL SUPERHIDROFOBIK
Disusun Oleh :
YOHAN ALDI ISMOYO
M0312084
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains dalam bidang ilmu kimia
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi
PREPARASI SiO2 DARI PASIR GLAGAH DAN
PASIR KENDAWANG UNTUK MODIFIKASI
MATERIAL SUPERHIDROFOBIK
YOHAN ALDI ISMOYO M0312084
Skripsi ini dibimbing oleh :
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si Prof. Ir. Ari H. Ramelan, M.Sc.(Hons), Ph.D. NIP. 19711211 199702 2001 NIP. 19610223 198601 1 001
Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada :
Hari : Selasa
Tanggal : 28 Juni 2016
Anggota Tim Penguji :
1. Prof. Dra. Neng Sri Suharty, M.Si., Ph.D. 1……….
NIP. 19490816 198103 2001
2. Dr. Dian Maruto Widjonarko, S.Si., M.Si. 2……….
NIP. 19700330 200003 1001
Disahkan oleh
Kepala Program Studi Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “PREPARASI
SiO2 DARI PASIR GLAGAH DAN PASIR KENDAWANG UNTUK MODIFIKASI MATERIAL SUPERHIDROFOBIK” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, September 2016
PREPARASI SIO2 DARI PASIR GLAGAH DAN PASIR KENDAWANG UNTUK MODIFIKASI MATERIAL SUPERHIDROFOBIK
YOHAN ALDI ISMOYO
Program Studi Kimia. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Telah dilakukan preparasi silikon dioksida (SiO2) dari pasir Glagah dan pasir Kendawang melalui proses eliminasi besi, pemanggangan, pelarutan dan kondensasi sol-gel. Proses eliminasi besi dilakukan dengan separasi magnet dan pencucian menggunakan asam oksalat dengan ultrasonikasi. Pemanggangan dilakukan dengan penambahan Na2CO3 pada variasi komposisi (b/b) pasir : Na2CO3 = 1:2; 1:1 dan 2:1
pada suhu 1100 oC. Pelarutan dilakukan dengan air panas pada suhu 80-90 oC
dilanjutkan kondensasi sol-gel dengan variasi konsentrasi 0,1M dan 6M HCl.
Efektivitas eliminasi besi pada pasir Glagah dengan analisis menggunakan X-Ray
Fluorescence (XRF) mencapai 37,3%. Pada pemanggangan variasi komposisi (b/b) pasir : Na2CO3 = 1:2 menunjukkan dekomposisi pasir terbaik dengan kelarutan untuk pasir Glagah mencapai 57,72% dan pasir Kendawang 90,36%. Proses kondensasi sol-gel optimum dilakukan dengan menggunakan HCl 6M. Analisis SiO2 dengan XRF menunjukkan kandungan SiO2 yang diperoleh dari pasir Glagah sebesar 85,15% dan pasir Kendawang 94,40%, sedangkan klarifikasi gugus fungsi Si-O-Si dari SiO2
dilakukan dengan analisis menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR).
Modifikasi SiO2 terhadap polidimetil siloksan (PDMS) menghasilkan material
termodifikasi dengan sifat hidrofobisitas yang berbeda.
Kata kunci : HCl, Na2CO3, pasir, PDMS, pemanggangan, pencucian, separasi
v
PREPARATION OF SiO2 FROM GLAGAH AND KENDAWANG SAND FOR MODIFICATING SUPERHYDROPHOBIC MATERIAL
YOHAN ALDI ISMOYO
Chemistry, Faculty of Mathematic and Natural Sciences, Sebelas Maret University
ABSTRACT
Silicon dioxide (SiO2) has been prepared from Glagah and Kendawang sand by iron eliminating, roasting, dissolving and sol-gel condensation process. Iron eliminated by magnetic separation then leached with oxalic acid assisted ultrasonication. Roasting treatment was carried out on the compositional variation (w/w) of iron sand : Na2CO3 = 1:2; 1:1 and 2:1 at 1100 oC. Roasted sand dissolved in hot water at 80-90 oC then the sol-gel process of solution was conducted at room temperature and neutralized under various hydrochloric acid (HCl). X-Ray Fluorescence (XRF) analysis shows that iron eliminating effectivity reached 37,3%. The best composition of roasting treatment was at a variety iron sand : Na2SiO3 = 1:2 with dissolving coefficient is about 57,72% for Glagah and 90,36% for Kendawang. An optimum sol-gel condensation process was using HCl 6 M. Analysis of SiO2 with XRF shows the SiO2 content obtained from Glagah sand and Kendawang sand by 85.15% and 94.40%. While Si-O-Si functional group of SiO2 is clarified by analysis using Fourier Transform Infra Red (FTIR). Modified material with different hydrophobicity has been produced by adding SiO2 with polydimethyl siloxane (PDMS).
Keywords : HCl, leaching, magnetic separation, Na2CO3, PDMS, roasting, sand,
MOTTO
- Hidup hanyalah karena kasih karunia Allah -
- Have Faith! –
- do what you love and love what you do -
There’s no coincidence, it’s all about opportunity
Hargai tiap kesempatan sekecil apapun itu dan lakukan dengan sungguh-sungguh.
Hasil memang penting, tapi proses untuk mencapai hasil lah yang lebih membangun, enjoy!
Head’s up and down. Up! to realize how super tiny we are. Down! to thankful about everything and how blessed we are.
Even in the valley of the death, i shall no fear for the Lord with me – Psalm 23:3
Yeremia 29:11b
“demikianlah firman TUHAN, yaitu rancangan damai sejahtera dan bukan rancangan kecelakaan, untuk memberikan kepadamu hari depan yang penuh harapan.”
vii
PERSEMBAHAN
Karya kecil ini kupersembahakan kepada :
Allah Yang Maha Esa, Khalik langit dan bumi Keluarga Subagyo yang terkasih
Hamdana PP, Hanik M, Liya NMZS, Qonita AH, Rizky MIM dan Uswatul C atas dukungan se geng riset dan semangatnya
Yulianto, mas Heri & Andi Muslim selaku backup partner dan operator baik hati Teman-teman seperjuangan Kimia angkatan 2012 dan semua orang yang dekat
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat, karunia, dan ijin-Nya sehingga dapat menyelesaikan penulisan proposal skripsi ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains dari Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret.
Dalam penyusunan laporan ini, penulis tidak lepas dari bimbingan, pengarahan dan bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Ibu Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si selaku Pembimbing 1.
2. Bapak Prof. Ir. Ari H. Ramelan, M.Sc (Hons), Ph. D selaku Pembimbing 2.
3. Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si. selaku Ketua Prodi Kimia FMIPA UNS.
4. Ibu Dr. Khoirina Dwi Nugrahaningtyas, M.Si selaku kepala Laboratorium
Kimia FMIPA UNS.
5. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Kimia FMIPA UNS.
6. Keluarga saya yang telah memberikan kasih sayang dan dukungan.
7. Teman-teman Kimia angkatan 2012 yang telah memberikan semangat.
8. Semua pihak yang telah membantu.
Penulis menyadari bahwa proposal skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi hasil yang lebih baik lagi. Penulis juga berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat dan memberi tambahan ilmu bagi pembaca. Amin.
Surakarta, Juni 2016
ix
5. Metode Eliminasi Kandungan Besi ... 14
6. Proses Pirometalurgi dan Hidrometalurgi ... 16
7. Metode Sol-Gel ... 18
8. Karakterisasi ... 19
C. Hipotesis ... 26
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 27
A. Metode Penelitian ... 27
6. Pengujian Hidrofobisitas Material Termodifikasi ... 30
E. Teknik Pengumpulan Data ... 30
G. Analisis Data ... 31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
A. Karakterisasi Pasir Pantai Glagah dan Pasir Kuarsa Kendawang ... 32
B.Preparasi Pasir untuk Eliminasi Kandungan Besi ... 33
C. Pemanggangan Pasir Pantai Glagah dan Pasir Kuarsa Kendawang ... 35
D.Pelarutan Pasir Hasil Pemanggangan ... 37
E. Sintesis Xerogel SiO2 dari Larutan Natrium Silikat ... 38
G. Modifikasi Polidimetil Siloksan (PDMS) dengan SiO2 ... 43
BAB V PENUTUP ... 46
A. Kesimpulan ... 46
B. Saran ... 46
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Karakteristik Silika Amorf………. 8
Tabel 2. Bentuk Kristal Utama Silika ……….. 10
Tabel 3. Karakteristik PDMS ………... 13
Tabel 4. Analisis pasir kuarsa Ketapang ……….. 20
Tabel 5. Hasil Analisis XRF Pasir Pantai Glagah ……… 32
Tabel 6. Hasil Analisis XRF Pasir Kuarsa Kendawang ………….. 32
Tabel 7. Hasil Analisis XRF Pasir Pantai Hasil Separasi Magnetik 34
Tabel 8. Hasil Analisis XRF Pasir Pantai Hasil Pencucian……... 35
Tabel 9. Hasil Pelarutan Padatan Hasil Pemanggangan Pasir Pantai ………. 37
Tabel 10. Hasil Pelarutan Padatan Hasil Pemanggangan Pasir Kuarsa ……… 37
Tabel 11. Analisis XRF Hasil Pasir Pantai ………. 40
DAFTAR GAMBAR Spektra FTIR etanol, PDMS, dan material modifikasi…. Skema Termogram Reaksi Dekomposisi Satu Tahap ... 22
24
Gambar 8. (1) Kurva TG SiO2 dan (2) Kurva DTA SiO2………….. 25
Gambar 9. Hasil Pemanggangan Variasi Pasir : Na2CO3 = 1:2; 1:1; dan 2:1 pada Pasir Pantai (a-c) dan Pasir Kuarsa (d-f)……….. 36
Gambar 10. Hasil Penetralan Larutan Natrium Silikat dengan HCl 0.1 M (a) dan 6 M (b)……….. 39
Gambar 11. Spektra Infra Merah SiO2 ……… 41
Gambar 12. Termogram TG-DTA Hasil SiO2 ……….... 42
Gambar 13. Spektra Infra Merah Gabungan dari SiO2, SiO2-PDMS 1% dan PDMS ………. 43
Gambar 14. Spektra Infra Merah Gabungan dari SiO2-PDMS 1%, SiO2-PDMS 2%, SiO2-PDMS 3%, SiO2-PDMS 4%, SiO2-PDMS 5% dan PDMS ....………... 44
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
