SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI SRI ANUGRAH WATI 100801026

(1)

SKRIPSI

SRI ANUGRAH WATI 100801026

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

SRI ANUGRAH WATI 100801026

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Limbah Cangkang Kerang Bulu (Anadara antiquata)

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Dr. Kurnia Sembiring, M.S. Dra. Sudiati, M.Si.

NIP. 195901311986011001 NIP.195905191986012001

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(4)

PERNYATAAN

SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata)

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2014

(5)

PENGHARGAAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul : “Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Limbah Cangkang Kerang Bulu (Anadara antiquata)”.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu:

1. Ibu Dra. Sudiati, M.Si, dan bapak Dr. Kurnia Sembiring, M.Si selaku pembimbing 1 dan pembimbing 2 serta ibu Sri Elfina, M.Si selaku pembimbing di SMK-SMAK Padang yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikirannya untuk membimbing penulis.

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku ketua dan sekretaris Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Ibunda tercinta (Mujiem), serta ayahanda tercinta (Alm. Wagimin) terimakasih telah melahirkan, membesarkan, mendidik, menyekolahkan, dan senantiasa mendoakan serta mendukung penulis hingga saat ini, semoga kelak penulis bisa membahagiakan kalian.

4. Saudara-saudara kandung penulis yang senantiasa mendukung penulis baik secara moral maupun material.

5. Teman terbaikku Jenery Seventina, terima kasih buat persahabatannya, terimakasih buat dukungan dan semangatnya, terimakasih telah menjadi sahabat yang baik selama ini.

6. Teman diskusi penulis Riki Efendi Mule yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk bertukar pikiran selama mengerjakan penelitian dan skripsi.

7. Teman-teman seperjuangan (Jamu, Saroh, Tere, Tari ndut, Lya, Eka, Layla, Ikhwan, Irman, Edi ndut, Komting, dll) terimakasih untuk 4 tahun ini. Senang bisa mengenal kalian.

8. Physic Inside 2010 yang selalu kompak dimanapun berada, semoga tercapai apa yang selalu kita inginkan. Terimakasih untuk semua nya. 9. Senior-senior dan junior-junior yang ada dijurusan Fisika USU,

terimakasih dukungannya.

10.Teman-teman sepermainan (Epen, Yuni, Yulia, Trisa, Anggi, dll) terimkasih buat doa dan dukungannya.

11.Keponakan-keponakan penulis yang selalu mendoakan dan memberi semangat.

12.Seluruh pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih buat doa dan dukungan serta semangatnya.

(6)

SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit (HA) dari cangkang kerang bulu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik HA yang disintesis dari limbah cangkang kerang bulu (Anadara antiquata). Sintesis hidroksiapatit dilakukan dengan menggunakan metode basah dengan prekursor Ca(OH)2 dan H3PO4. Endapan HA yang dihasilkan disinterring

dengan variasi suhu sintering 700o_{C, 800}o_{C, 900}o_{C, 1000}o_{C dan 1100}o_C.

Karakterisasi gugus fungsi HA menggunakan FT-IR, karakterisasi struktur Kristal HA menggunakan XRD dan karakterisasi morfologi HA menggunakan SEM-EDX. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa pembentukan HA yang paling baik adalah pada suhu sintering 900oC. Hasil uji FT-IR menunjukkan bahwa terdapat gugus fungsi OH- pada bilangan gelombang 3570.91 cm-1 dan 3497.13 cm-1, gugus PO43- terdapat pada bilangan gelombang 1042.24 cm-1 dan 945.47 cm-1.

Hasil uji XRD menunjukkan bahwa HA yang dihasilkan bukan HA murni, karena masih terdapat senyawa lain yang mendominasi. Kristal HA yang dihasilkan berukuran nano. Morfologi partikel hasil uji SEM berbentuk butir-butir bulat teraglomerasi. Hasil uji EDX menunjukkan rasio perbandingan Ca/P sebesar 3.59. Bila dibandingkan dengan rasio Ca/P untuk HA murni yaitu 1,67, maka rasio Ca/P yang dihasilkan pada penelitian ini lebih besar. Rasio perbandingan Ca/P yang besar ini disebabkan oleh dominasi Ca didalam sampel HA.

(7)

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HIDROXYAPATITE FROM CLAMSHELL WASTES (Anadara antiquata)

ABSTRACT

A research has done of the synthesis and characterization of hydroxyapatite (HA) from clamshell wastes (Anadara antiquata). This study aims to determine the characteristics of HA synthesized from clamshell wastes (Anadara antiquata). Synthesis of hydroxyapatite is done by using wet methods with precursor Ca(OH)2

and H3PO4. Precipitate of HA was sintering with temperature variations are

700o_{C, 800}o_{C, 900}o_{C, 1000}o_{C dan 1100}o_{C. Characterization of functional groups}

of HA by using FT-IR, characterization of Crystal structure HA by using XRD and characterization of morphology HA by using SEM-EDX. The characterization results indicate that the formation of HA is best at temperature sinter 900o_C.

FT-IR test results indicate that there is a functional group OH- on wave number 3570.91 cm-1 and 3497.13 cm-1, PO43- groups contained in the wave number

1042.24 cm-1 and 945.47 cm-1. XRD test results indicate that HA Produced is not pure, because there are other compounds that dominate. Size of crystal HA is nano. SEM test results of particle morphology is round-shaped grains agglomerated. EDX test results showed the ratio of Ca / P is 3,59. The ratio of Ca / P is large than ratio of Ca/P for pure HA with value 1.67. This is caused by dominated Ca in sample HA.

(8)

DAFTAR ISI

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Sistematika Penulisan 5

Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1 Kerang 6

2.1.1 Kandungan Cangkang Kerang 6

2.1.2 Jenis-Jensis Kerang 7

2.1.2.1Kerang Bulu 7

2.1.2.2Kerang Hijau 8

2.1.2.3Kerang Darah 9

2.2 Hidroksiapatit 10

2.2.1 Deskripsi Hidroksiapatit 10

2.2.2 Sifat-Sifat Hidroksiapatit 11

2.2.2.1Sifat Fisis 11

2.2.2.2Sifat Kimia 11

2.2.2.3Sifat Mekanis 12

2.2.2.4Sifat Biologis 12

2.2.3 Sintesis Hidroksiapatit 13

2.2.4 Aplikasi Hidroksiapatit 14

(9)

Bab 3. Metodologi Penelitian

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 20

3.2 Peralatan dan Bahan 20

3.2.1 Peralatan 20

3.2.2 Bahan 21

3.3 Prosedur Penelitian 22

3.3.1 Preparasi Sampel 22

3.3.2 Pembuatan CaO 22

3.3.3 Pembuatan Ca(OH)2 22

3.3.4 Sintesis Hidroksiapatit 22

3.3.5 Karakterisasi Hidroksiapatit 23

3.4 Diagram Alir Penelitian 24

3.4.1 Diagram Alir Preparasi Sampel 24

3.4.2 Diagram Alir Pembuatan CaO 24

3.4.3 Diagram Alir Pembuatan Ca(OH)2 25 3.4.4 Diagram Alir Sintesis Hidroksiapatit 26

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan FT-IR 28 4.2 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan XRD 33 4.3 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan SEM-EDX 38

Bab 5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 40

5.2 Saran 40

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

2.1 Kandungan Kimia Serbuk Cangkang Kerang 7 2.2 Kuat Tekan dan Kuat Tarik dari Hidroksiapatit 12 2.3 Kandungan Elemen Inorganik pada Tulang 15 4.1 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 700oC 29 4.2 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 800oC 30 4.3 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 900oC 31 4.4 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 1000o_C ₃₁

4.5 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 1100oC 32 4.6 Puncak-Puncak Tertinggi dari Hasil Uji XRD Sampel HA 35 4.7 Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 700o_C ₃₆

4.8 Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 800oC 36 4.9 Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 900oC 36

4.10 Ukuran Kristal Sampel HA 37

(11)

DAFTAR GAMBAR

3.1 Diagram Alir Preparasi Sampel 24

3.2 Diagram Alir Pembuatan CaO 24

3.3 Diagram Alir Pembuatan Ca(OH)2 25

(12)

DAFTAR SINGKATAN

HA = Hidroksiapatit

FT-IR = Fourie Transform – Infra Red XRD = X-Ray Diffractometer

SEM = Scanning Electron Microscope

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

4. Tabel Bilangan Gelombang FT-IR 48

5. Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 700oC 49 6. Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 800oC 49 7. Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 900o_C ₅₀

8. Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 1000oC 50 9. Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 1100oC 51 10. Menghitung Jumlah Energi Terserap pada Uji FT-IR 52 11. Hasil Uji SEM-EDX HA dengan Suhu Sintering 900oC 54

12. Perhitungan Rasio Perbandingan Ca/P 55

13. Tabel Hannawalt untuk HA Murni 55

14. Hasil Uji XRD sampel HA dengan Suhu Sintering 700oC 56 15. Hasil Uji XRD sampel HA dengan Suhu Sintering 800oC 57 16. Hasil Uji XRD sampel HA dengan Suhu Sintering 900oC 58 17. Perhitungan Ukuran Kristal Sampel HA 59

18. Menentukan hkl Sampel HA 60

19. Menghitung Parameter Kisi HA 61