PENGARUH WAKTU ANNEALING DAN MOLARITAS LARUTAN TITRASI PADA KOBALT FERIT DOPING STRONTIUM
MENGGUNAKAN METODE KOPRESIPITASI
Disusun Oleh:
RICA RACHMANIA FEBRIANI M0213078
SKRIPSI
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
PENGARUH WAKTU ANNEALING DAN MOLARITAS LARUTAN TITRASI PADA KOBALT FERIT DOPING STRONTIUM
MENGGUNAKAN METODE KOPRESIPITASI
Disusun Oleh:
RICA RACHMANIA FEBRIANI M0213078
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI
Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan Titrasi pada Kobalt Ferit
Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi
Oleh:
Rica Rachmania Febriani M0213078
Telah disetujui oleh
Pembimbing I
Dr. Eng Budi Purnama, S.Si., M.Si.
NIP. 197311099200003 1 001
Tanggal : ...
Pembimbing II
Drs. Suharyana, M.Sc
NIP. 19611217198903 1 003
HALAMAN PENGESAHAN
Dewan Penguji :
1. Ketua Penguji
Dr. Eng. Kusumandari S.Si., M.Si.
NIP. 19810518200501 2 002 ... 2. Sekertaris Penguji
Dr. Eng. Hendri Widiyandari, S.Si., M.Si. NIP. 19750731199903 2 002
...
3. Anggota Penguji I
Dr. Eng Budi Purnama, S.Si., M.Si.
NIP. 197311099200003 1 001 ... 4. Anggota Penguji II
Drs. Suharyana, M.Sc
NIP. 19611217198903 1 003
...
Disahkan pada tanggal... oleh
Kepala Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr. Fahru Nurosyid, S.Si, M.Si NIP. 19721013 200003 1 002
Skripsi dengan judul : Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan
Titrasi pada Kobalt Ferit Doping Strontium
Menggunakan Metode Kopresipitasi
Yang ditulis oleh :
Nama : Rica Rachmania Febriani
NIM : M0213078
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari : Senin
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan Titrasi pada Kobalt Ferit Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi” adalah hasil kerja
saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini, isi Skripsi tidak berisi materi yang
telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan
untuk mendapatkan gelar sarjana di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan
Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala
bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi
Skripsi ini boleh dirujuk atau digandakan secara bebas tanpa harus memberitahu
penulis.
Surakarta, 27 Januari 2018
MOTTO
PERSEMBAHAN
Skripsi ini saya persembahkan kepada :
Allah SWT Tuhan Semesta Alam Pemilik Segala Pengetahuan
Rasulullah Muhammad SAW
Ibu, Bapak, adik dan keluargaku tersayang
serta
Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan Titrasi pada Kobalt Ferit Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi
Rica Rachmania Febriani
Prodi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Telah dilakukan studi pengaruh variasi waktu annealing dan molaritas larutan titrasi terhadap struktur kristal, ikatan oksida, dan sifat magnetik kobalt ferit doping strontium hasil kopresipitasi. Doping strontium digunakan sebesar 10% dan suhu annealing 1000°C. Pada variasi lama waktu annealing, hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa intensitas meningkat dengan kenaikan waktu annealing. Oksida logam terbentuk pada angka gelombang 𝑘1 sekitar 580 cm-1 dan 𝑘2 sekitar 380 cm-1. Hasil Vibrating Sampel Magnetometer (VSM) menunjukkan karakteritik magnetik berubah terhadap lama waktu annealing. Untuk variasi larutan NaOH, intensitas spektral X-Ray Diffraction (XRD) menurun dengan kenaikan molaritas NaOH. Sedangkan hasil Fourier Transform Infra-Red (FTIR) menunjukkan oksida logam yang terbentuk disekitar angka gelombang yang sama dengan variasi waktu
annealing. Kenaikan molaritas NaOH menyebabkan turunnya nilai karakteristik magnetik. Pada penelitian ini medan koersif tertinggi diperoleh 1,74 kOe untuk molaritas 1,5 M.
Dependence of Annealing Time and Titration Solution Molarity in Cobalt Ferrite Dopped Strontium Prepared by Co-precipitation
Rica Rachmania Febriani
Physic Department, Faculty of Mathematics and Natural Science, Universitas Sebelas Maret
ABSTRACT
Dependence of annealing time and titration solution molarity on crystalline structure, oxide bonding and magnetic properties in co-precipitated cobalt ferrite dopping strontium is studied. Strontium dopping is selected 10% of mole composition and annealead at 1000°C. In annealing time variation, X-Ray Diffraction (XRD) characterization results show that the intensity increases with the increase of the annealing time. Fourier Transform Infra-Red (FTIR) result show that metal oxides are observed on wave numbers of about 𝑘1=580 cm-1 and 𝑘2=380 cm-1. The result of Vibrating Sampel Magnetometer (VSM) shows the magnetic characteristic change with the time of annealing. Variation of NaOH solution, the XRD spectral intensity decreases with increasing molarity of NaOH. While the FTIR results show the metal oxide formed around the same wave number as the annealing time variation. The increase of NaOH molarity causes the reduce in the VSM profile. In this study the highest coercive field is obtained 1.74 kOe for molarity 1.5 M.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, hidayah serta karunia-Nya sehingga dapat menyelesaikan penulisan
skiripsi. Skiripsi ini dibuat sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada program studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret. Skripsi yang telah disusun berjudul “Pengaruh Variasi Waktu Annealing pada Kobalt Ferit Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi”.
Penulisan skripsi ini tidak lepas dari berbagai pihak yang telah membantu,
memotivasi serta mendukung penulis untuk segera menyelesaikan skripsi. Oleh
karena itu dengan sepenuh hati penulis sampaikan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Eng. Budi Purnama S.Si., M.Si. selaku pembimbing I yang
senantiasa sabar memotivasi, mengarahkan dan membimbing penulis
hingga mampu menyelesaikan skripsi ini.
2. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc selaku pembimbing II yang senantiasa sabar
membimbing dan memotivasi hingga akhir penulisan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Eng. Kusumandari S.Si., M.Si. selaku pembimbing akademik yang
selalu menjadi tempat berkeluh kesah mengenai masalah akademik,
memberi semangat dan memotivasi selama menjalani studi.
4. Seluruh dosen dan staff Prodi Fisika FMIPA UNS yang telah membantu dan
memberikan ilmu dan membimbing selama perkuliahan.
5. Ibu dan Bapak yang selalu kurindu atas doa, motivasi dan bimbingan tiada
henti untuk segera menyelesaikan studi serta menghibur sehingga penulis
mampu menyelesaikan tugas dengan baik.
6. Adik-adik tersayang Mahendra, Nisa dan Rara serta semua keluarga besar
yang mampu memotivasi dan menjadi semangat untuk segera
menyelesaikan studi.
7. Teman main Arni, Desi, Esti, Itul, Umay dan Salwa yang selalu mampu
8. Teman seperjuangan grup magnetik Afiff, Ardi, Brenda, Julian dan Wisnu
serta alumni Nilam, Erinda,Mba Coco, Mas Didik, Mba Eva dan Mba Siska
yang sudah bersedia membantu. Adik metopel Naely, Niken, Sita dan Inas
yang selalu menyemangati untuk segera menyelesaikan skripsi.
9. Semua anggota Entitas Mahasiswa Fisika 2013 atas kebersamaan selama
masa studi dan bantuan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
dengan baik.
10. Robotik dari masa ke masa Kak Kemas, Kak Emen, Kak Reza, Kak Rio,
Oliv, Berton, Adam, Azis, Fida, Hendra, Wulan serta R2K13 Bangun,
Bintang dan Trio yang telah mewarnai kehidupan.
Semoga Allah membalas semua bantuan, jerih payah yang telah diberikan
dengan balasan yang lebih baik. Penulis menyadari ada banyak kekurangan yang
terdapat dalam penulisan skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga
dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Surakarta, 27 Januari 2018
DAFTAR ISI
HALAMAN PERSETUJUAN... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERNYATAAN ... iv
HALAMAN MOTTO ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN... vi
HALAMAN ABSTRAK ... vii
HALAMAN ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR SIMBOL ... xvi BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. 1.1. Latar Belakang Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.2. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.3. Perumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.4. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 1.5. Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined. BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. 2.1. Pengertian dan Sejarah Magnet ... Error! Bookmark not defined. 2.2. Momen Magnet ... Error! Bookmark not defined. 2.3. Medan magnet, Induksi Magnetik, dan Magnetisasi . Error! Bookmark not defined.
2.10. Karakteristik Bahan Magnet ... Error! Bookmark not defined. 2.10.1. X-Ray Diffractometer (XRD)... Error! Bookmark not defined. 2.10.2. Fourier Transform Infra-Red (FTIR) . Error! Bookmark not defined. 2.10.3. Vibrating Sample Magnetometer (VSM) ... Error! Bookmark not defined.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined. 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.2. Alat dan Bahan Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Alat yang digunakan dalam penelitian.. Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Bahan ... Error! Bookmark not defined. 3.3. Prosedur Fabrikasi ... Error! Bookmark not defined. 3.3.1. Persiapan alat dan bahan ... Error! Bookmark not defined. 3.3.2. Pembuatan larutan NaOH 4,8 M (larutan titrasi) Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Beberapa nilai suhu Curie material ... 9 Tabel 2.2 Nilai magnetik saturasi bahan feromagnetik ... 11 Tabel 4.1 Intensitas, ukuran kristalit dan lattice strain dari sampel kobalt
ferit waktu annealing 1, 3, 5, 7 dan 9 jam ... 27 Tabel 4.2 Angka gelombang,konstanta gaya di tetrahedral dan oktahedral
dari sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan variasi waktu annealing .... 28 Tabel 4.3 Magnetisasi remanen (𝑀𝑟), magnetisasi saturasi(𝑀𝑠), medan
koersif (𝐻𝑐) dan rasio squareness (𝑀𝑟/𝑀𝑠) dari sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan suhu annealing 1000°C ... 30 Tabel 4.4 Intensitas, ukuran kristalit dan lattice strain dari sampel kobalt
ferit dengan doping strontium pada suhu annealing 1000°C waktu annealing 1 jam ... 32 Tabel 4.5 Ukuran kristalit dan lattice strain dari sampel kobalt ferit dengan
doping strontium pada suhu annealing 1000°C waktu annealing
1 jam ... 33 Tabel 4.6 Magnetisasi remanen (𝑀𝑟), magnetisasi saturasi(𝑀𝑠), medan
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Orientasi medan magnet pada bahan feromagnetik ... 8
Gambar 2.2 Grafik histerisis bahan feromagnetik ... 10
Gambar 2.3 Stuktur kristal spinel ferit ... 12
Gambar 2.4 Geometri ketika difraksi ... 14
Gambar 2.5 Serapan dari CoFe2O4 dan MnFe2O4 dilihat dengan FTIR ... 15
Gambar 2.6 Skema Vibrating Sampel Magnetometer ... 16
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ... 19
Gambar 3.2 Pengenceran NaOH 6M menjadi NaOH 4,8M ... 20
Gambar 3.3 Larutan kobalt ferit doping strontium ... 21
Gambar 3.4 Proses titrasi kobalt ferit doping strontium ... 21
Gambar 3.5 Endapan telah terpisah dari larutan ... 22
Gambar 3.6 Proses penghalusan sampel ... 23
Gambar 4.1 Pola spektral XRD sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 suhu sintesis 95°C dan suhu annealing 1000°C variasi waktu ... 26
Gambar 4.2 Spektrum FTIR sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 suhu sintesis 95°C dan suhu annealing 1000°C ... 28
Gambar 4.3 (a) Kurva histerisis kobalt ferit doping strontium hasil kopresipitasi dengan modifikasi waktu annealing. (b) 𝐻𝑐 dan 𝑀𝑠 sebagai fungsi waktu annealing ... 29
Gambar 4.4 Pola spektral XRD sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 suhu sintesis 95°C dan suhu annealing 1000°C variasi molar larutan titrasi 31 Gambar 4.5 Spektrum ftir sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan suhu sintesis 95 C dan suhu annealing 1000°C ... 33
DAFTAR SIMBOL
𝜇0 : Permeabilitas ruang hampa
𝐻 : Medan magnet eksternal 𝐵 : Induksi magnet
𝜒 : Suseptibilitas 𝑀 : Magnetisasi
𝑀𝑠 : Magnetisasi saturasi
𝑀𝑟 : Magnetisasi remanen
𝑀𝑟/ 𝑀𝑠 : Rasio squareness
𝜇0 : Permeabilitas ruang hampa 4𝜋 x 10-7 H/m
𝐻𝑐 : Koersitivitas
𝑇𝑐 : Suhu Curie
𝜆 : Panjang gelombang 𝜃 : Sudut difraksi 𝑎 : Parameter kisi
