SKRIPSI
KIKI ARDIANSYAH PUTRA
140822016
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains
KIKI ARDIANSYAH PUTRA
140822016
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Pembuatan Nanosilikon Dari Pasir Alam Secara Magnesiotermik Dengan Penambahan Kalium Klorida
Kategori : Skripsi
Nama : Kiki Ardiansyah Putra NomorIndukMahasiswa : 140822016
Program Studi : Sarjana (S1)− Kimia Ekstensi Departemen : Kimia
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, 2017 Komisi Pembimbing
Pembimbing II Pembimbing I,
Dra. Saur Lumban Raja,M.Si Dr. Andriayani,M.Si
NIP. 195506231986012002 NIP. 196903051999032001
Departemen Kimia FMIPA-USU Ketua,
PERNYATAAN
PEMBUATAN NANOSILIKON DARI PASIR ALAM SECARA
MAGNESIOTERMIK DENGAN PENAMBAHAN
KALIUM KLORIDA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa Skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, 2017
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan
penyusunan skripsi ini dengan judul “Pembuatan Nanosilikon Dari Pasir Alam Secara Magnesiotermik Dengan Penambahan Garam Kalium Klorida”. Terima
kasih penulis sampaikan kepada kedua orang tua penulis ayahanda Poniran dan Ibunda tercinta Sri Artati yang tak lelah dalam mendoakan penulis sampai selesai, dan tak luput penulis sampaikan ucapan terima kasih kepada Dr. Andriayani M.Si selaku pembimbing 1 dan Dra. Saur Lumban Raja M.Si selaku pembimbing 2 yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini. Terima kasih kepada Dr. Kerista Sebayang M.Si selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara serta kepada Dr. Cut Fatimah Zuhra M,Si selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA USU, serta kepada seluruh staf departemen kimia FMIPA USU yang telah banyak membantu moral, serta kepada teman yang turut membantu dalam penyelesaian penelitian maupun skripsi ini Cita Sitohang, Elfrida Sinambela, Rufina Pramudita, Suryati Simamora,dan kepada seluruh teman teman ekstensi kimia 2014. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.
PEMBUATAN NANOSILIKON DARI PASIR ALAM SECARA
MAGNESIOTERMIK DENGAN PENAMBAHAN
KALIUM KLORIDA
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan Nanosilikon dari pasir alam secara Magnesiotermik dengan penambahan kalium klorida dengan cara ultrasonik. Pasir mula-mula diekstraksi dengan HCl dan H2SO4 dan dianalisa dengan analisa XRD.
Selanjutnya silika direduksi menjadi silikon secara magnesiotermik dengan perbandingan SiO2 : Mg adalah 1 : 2, pada suhu 800 0C selama 6 jam. Kemudian
hasil reduksi dimurnikan dengan dua metode. Metode pertama yaitu dengan menggunakan akuabides, HCl 2 N, campuran HCl 2N dan CH3COOH 25 %, serta
campuran CH3COOH 25% dengan HF 4,8% dengan pemanasan pada suhu 80 0C
selama 3 jam. Dan metode kedua yaitu dengan meningkatkan konsentrasi HCl 5N, dan HF 10% tanpa pemanasan. Hasil pemurnian dari kedua metode dianalisa dengan menggunakan analisa XRD dan diperoleh hasil pemurnian dari metode pertama 40,4% dengan ukuran partikel 42,993 nm – 58,567 nm dan dari metode kedua 64,7% dengan ukuran partikel 40,372 nm – 62,779 nm.
THE SYNTHESIS OF NANOSILICON FROM NATURAL SAND BY MAGNESIOTHERMIC METHOD WITH
POTASSIUM CHLORIDE
ABSTRACT
The research of synthesis nanosilicon from natural sand by magnesiothermic method with the additional of potassium chloride with ultrasonic. The Sand is initially extracted with HCl and H2SO4 and analyzed XRD. Then silica reduced
to silicon by magnesiotermic method with ratio SiO2 : Mg was 1:2, at temperature
of 800°C for 6 hours. Then the result of reduction is purified by two methods. The first method is to usemakuabides, HCl 2N, mixture of HCl 2N and CH3COOH
25% and mixtures CH3COOH 25% with HF 4,8% with heating at 80°C for 3
hours. And the second method is to icrease the concentration of HCl 5N, and HF 10% without heating. The purification results of the two methods were analyzed using an analysis XRD and obtained purification results from the first method 40,4% with particle size of 42,993 nm – 58,567 nm and from second method 64,7% with particle size of 42,993 nm – 58,567 nm.
DAFTAR ISI
Daftar Lampiran Ix
Daftar Singkatan X
Bab 1. Pendahuluan
1.7 Metodologi Penelitian 4
Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.7.3 Pembuatan Kalium Klorida
Bab 3. Metode Penelitian
Metode Pertama (Sabam, 2014 dan Suwandi, 2015)
25
3.2.5.1 Pemurnian Tahap I 25 3.2.5.2 Pemurnian Tahap II 25 3.2.5.3 Pemurnian Tahap III
3.2.5.4 Pemurnian Tahap IV
25 26 3.2.6 Pemurnian Hasil Reduksi Menggunakan
Metode Kedua (Favorz, 2014)
Bab 4 Hasil dan Pembahasan
4.1 Pemurnian Silika Dari Pasir Kuarsa 37 4.2 Ultrasonik Silika Dengan Kalium Klorida 44 4.3 Reduksi Silika Menjadi Nanosilikon 44 4.4 Pemurnian Nanosilikon
4.4.1 Tahap Pemurnian Nanosilikon Dengan Metode Pertama
45 45 4.4.1.1 Penentuan Ukuran Partikel
Nanoilikon
4.4.1.2 Penentuan Jumlah Partikel Nanosilikon yang Teraglomerasi 4.4.1.3 Penentuan Nilai Bidang Refleksi
Kristal Nanosilikon
4.4.1.4 Penentuan Nilai Konstanta Lattice
Kristal Nanosilikon
46 47 48 49 4.4.2 Tahap Pemurnian Nanosilikon Dengan
Metode Kedua
4.4.2.1 Penentuan Ukuran Partikel Nanosilikon
4.4.2.2 Penentuan Jumlah Partikel Nanosilikon yang Teraglomerasi 4.4.2.3 Penentuan Nilai Bidang Refleksi
Kristal Nanosilikon
4.4.2.4 Penentuan Nilai Konstanta Lattice
Kristal Nanosilikon
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 56
DAFTAR TABEL
Perhitungan Penentuan Distribusi Ukuran Partikel Silika
Perhitungan Penentuan nilai
Perhitungan Penentuan Nilai sin2θ dari 4.5 Distribusi Ukuran Partikel Silikon Hasil
Pemurnian Metode Pertama
46 4.6
4.7
4.8
Intensitas Nanosilikon Hasil Pemurnian Metode Pertama
Perhitungan Nilai Bidang Refleksi Kristal Nanosilikon pada pemurnian metode pertama
Perhitungan Konstanta Lattice Kristal Nanosilikon Hasil Reaksi Pada pemurnian metode pertama 4.10 Distribusi Ukuran Partikel Silikon Hasil
Pemurnian Metode Kedua
51 4.11 Intensitas Nanosilikon Hasil Pemurnian
Metode Kedua
52 4.12
4.13
Perhitungan Nilai Bidang Refleksi Kristal Nanosilikon pada pemurnian metode kedua Perhitungan Konstanta Lattice Kristal
Nanosilikon Hasil Reaksi Pada pemurnian metode kedua
54
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Judul Halaman
2.1 Pasir Kuarsa 7
2.2 Perubahan Polimorf dari Silika 8 2.3 Proses Reduksi Silika dengan Karbon 13
2.4 Serbuk Nanosilikon 15
2.5 Hasil Analisis TEM Nanosilikon 16
2.6 Difraksi Sinar-X 19
2.7 Fenomena Kavitasi 21
2.8 Gambar Indirect dan Direct Bath Ultrasonic 22 4.1 Difraktogram Silika 100 Mesh Hasil Pemurnian dari
Pasir Kuarsa
37 4.2 Sebelum Diultrasonikasi dan Sesudah Diultrasonikasi 44
4.3 Campuran Hasil Reduksi 44
4.4 Difraktogram Nanosilikon dengan Pemurnian Metode Pertama
45 4.5 Difraktogram Nanosilikon dengan Pemurnian
Metode Kedua
DAFTAR LAMPIRAN
No Judul Halaman
1 Data JCPDS Silika 62
2 Data JCPDS Silikon 63
3 Difraktogram Silika Hasil Pemurnian dari Pasir Kuarsa
64 4 Puncak Difraktogram Hasil Pemurnian dari
Pasir Kuarsa
65 5 Difraktogram Nanosilikon Hasil Pemurnian
Metode I
66 6 Hasil Analisa Kuantitatif Nanosilikon Hasil
Pemurnian Metode I
67 7 Difraktogram Nanosilikon Hasil Pemurnian
Metode II
68 8 Hasil Analisa Kuantitatif Nanosilikon Hasil
Pemurnian Metode II
DAFTAR SINGKATAN
XRD = X- Ray Diffraction
FWHM = Full Width at Half Maximum
JCPDS = Joint Committe On Powder Diffraction Standars
CPS = Counts Per Seconds
RIR = References Intensity Ratio
FCC = Face Center Cubic
MP =Melting Point
BP =Boiling Pont
EG-Si =Electronic Grade Silicon
SG-Si =Solar Grade Silicon
MG-Si =Metallurgical Grade Silicon
PV =Photo Voltalic
