Pengaruh Waktu Hidrolisis Terhadap Derajat Kristalinitas Selulosa dari Kayu Kelapa Sawit (Elais guinensis Jack)

(1)

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS TERHADAP DERAJAT

KRISTALINITAS SELULOSA DARI KAYU KELAPA SAWIT

(

Elais guinensis Jack)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana Sains

YULY PUJIARTI

120802034

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS TERHADAP DERAJAT

KRISTALINITAS SELULOSA DARI KAYU KELAPA SAWIT

(

Elais guinensis Jack)

SKRIPSI

YULY PUJIARTI

120802034

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Pengaruh Waktu Hidrolisis Terhadap Derajat Kristalinitas Selulosa dari Kayu Kelapa Sawit (Elais guinensis Jack)

Kategori : Skripsi

Nama : Yuly Pujiarti

Nomor Induk Mahasiswa : 120802034

Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juni 2017

Komisi Pembimbing:

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Dr. DarwinYunus Nasution,MS Dr.MarpongahtunM.Sc NIP: 195508101980031001 NIP:196111151988032002

Diketahui/Disetujui oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua

Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si NIP: 197405051999032001

(4)

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS TERHADAP DERAJAT

KRISTALINITAS SELULOSA DARI KAYU KELAPA

SAWIT(

Elais guinensis Jack)

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2017

(5)

PENGHARGAAN

Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan kepada Allah S.W.T. yang telah memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga penulisa dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Pengaruh Waktu Hidroisis Terhadap Derajat Kristalinitas Selulosa dari Selulosa Kayu Kelapa Sawit (Elais guinensis Jack)”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu sayarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tidak terhingga kepada :

1. Orang tua penulis, untuk Ayahanda Sutarno dan Ibunda Wiji Sutiah yang telah memberikan kasih sayang, perhatian, motivasi, dan dengan sabar terus mendo’akan penulis. Kepada adik saya tersayang Giribagus Wirayudha yang terus memberikan semangat, cinta, dan do’a kepada saya.

2. Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si dan Dr. Sovia Lenny, M.Si selaku Ketuadan Sekretaris Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.

3. Dr. Marpongahtun M.Sc, selaku dosen pembimbing I dan Dr. Darwin Yunus Nasution M.S selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini.

4. Bapak dan Ibu dosen Departemen Kimia yang telah membimbing dan memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.

5. Kepada sahabat terbaik Widya, Vivin, Anes, Kiki dan Maulida yang terus menyemangati dalam menyelesaikan skripsi ini, rekan-rekan di stambuk 2012 dan sahabat Az-Zahra SMAN 4 Medan.

6. Kepada rekan-rekan asisten Laboratorium Kimia FisikaNina ,Yudhistira, Vivin, Anes, Arbaiyah,adik – adik 2013 dan 2014.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, diharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

(6)

PENGARUH WAKTU HIDROLISIS TERHADAP DERAJAT

KRISTALINITAS SELULOSA DARI KAYU KELAPA SAWIT

(Elais

guinensis Jack)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian pengaruh waktu hidrolisis terhadap derajat kristalinitas selulosa dari kayu kelapa sawit (Elais guinensis Jack). Selulosa dari kayu kelapa sawit diperoleh dengan cara perlakuan alkali, yaitu dalam aquadest dan penambahan NaOH 2 %. Kemudian dilakukan proses bleaching dengan penambahan NaOCl 2 %, 8 tetes CH3COOH glasial serta dipanaskan pada suhu 60 – 70 0C sambil diaduk selama 1 jam. Residu yang diperoleh ditambahkan HNO3 0,05 N sambil dipanaskan pada suhu 70 0C dan diaduk selama 1 jam. Selulosa yang diperoleh dilarutkan dalam NaOH 17,5 % untuk menghasilkan α – selulosa.

Kemudian α – selulosa dihidrolisis menggunakan HCl 2 N dengan variasi waktu hidrolisis

20, 40, dan 60 menit. Analisis gugus fungsi dilakukan dengan FTIR, Hasil uji FTIR menunjukkan selulosa dan α – selulosa dari kayu kelapa sawit mempunyai gugus OH, CH, dan COC dengan cara membandingkan dengan spektrum FTIR dari selulosa standar. Derajat kristalinitas selulosa dan α – selulosa di analisis dengan XRD. Derajat kristalinitas tertinggi diperoleh dengan waktu optimum hidrolisis 40 menit. Nilai tertinngi derajat kristalinitas selulosa dan α – selulosa yaitu 79,538 % dan 80,518 %.

(7)

THE INFLUENCE OF HYDROLYSIS TIME TOWARDS THE DEGREE

OF CRYSTALLINITY OWNED BY COCONUT PALM WOOD

(Elais

guinensis Jack)

BASED CELLULOSE

ABSTRACT

A research to observe the influence of hydrolysis time towards the degree of crystallinity owned by coconut palm wood (Elais guinensis Jack) based cellulose had been done. This research was carried out into two stages. Cellulose was produced from coconut palm wood by means of alkaly treatment as the first stage within aquadest and addition of NaOH 2 % . for the second stage it was bleached with NaOCl 5 % , 8 – 10 drops of CH3COOH glacial and heated 60 – 70 0C while stirred for an hour. The residue is added with HNO3 0,05 N on the set of temperature 70 0C while stirred for an hour to produced cellulose. After dissolved into NaOH 17,5 % cellulose will yield α – cellulose, which then hydrolized HCl 2 N adding with variation time 20, 40, 60 minutes. Functional group analysis using FTIR. Results coconut

palm wood based cellulose and α – cellulose consisted of OH, CH, and COC functional group

compared to FTIR spectra of cellulose standard. Degree of crystallinity from cellulose and α

– cellulose werw analyzed with XRD. The highest degree of crystallinity of cellulose and α –

cellulose are 79,538 % and 80,518 % respectively during 40 minutes hydrolysis reaction time.

(8)

DAFTAR ISI

DaftarTabel viii

Daftar Gambar ix

2.3.2. Struktur Selulosa 12

2.3.3. Sifat Selulosa 13

2.3.4. Sifat Kimia Selulosa 14

2.3.5. Sifat Fisika Selulosa 16

2.4. Lignin 17

2.5. Metode Hidrolisis Asam 19

2.6. Spektroskopi Fourier Transform Infra Red (FT-IR) 20

2.7. X – Ray Diffractometer (XRD) 21

BAB 3 Metode Penelitian 24

3.1. Alat 24

3.2. Bahan 24

3.3. Prosedur Penelitian 25

3.3.1 Pembuatan Pereaksi 25

3.3.1.1. Larutan NaOH 2 % 25

3.3.1.2. Larutan NaOCl 5% 25

3.3.1.3. Larutan NaOH 17,5 % 25

3.3.1.4. Larutan HNO3 0,05 N 25

3.3.1.5. Larutan HCl 2 N 26

3.3.2 Preparasi Kayu Kelapa Sawit 26

3.3.3 Isolasi Selulosa dari Serbuk Kayu Kelapa Sawit 26

3.3.3.1. Perlakuan Alkali 26

(9)

3.3.4. Isolasi α – Selulosa dari Selulosa Kayu Kelapa Sawit 27 3.3.5. Hidrolisis Selulosa dengan menggunakan HCl 2 N 27 3.3.6. Hidrolisis α – Selulosadengan menggunakan HCl 2 N 27

3.4. Bagan Penelitian 28

3.4.1. Penyiapan Kayu Kelapa Sawit 28

3.4.2. Isolasi Selulosa dari Serbuk Kayu Kelapa Sawit 29

3.4.2.1. Perlakuan Alkali 29

4.1. Hasil Penelitian 34

4.1.1. Isolasi Selulosa dari Kayu Kelapa Sawit 34 4.1.2. Isolasi α – Selulosa dari Selulosa Kayu Kelapa Sawit 35 4.1.3. Hidrolisis Selulosa Kayu Kelapa Sawit dengan

menggunakanHCl 2 N 35

4.1.4. Hidrolisis α –Selulosa Kayu Kelapa Sawit dengan

menggunakanHCl 2 N 36

4.2 Pembahasan 36

4.2.1. Proses Isolasi Selulosa dari Kayu Kelapa Sawit 36 4.2.2. Proses isolasi α – Selulosa dari Selulosa Kayu Kelapa Sawit 37 4.2.3. Hidrolisis Selulosa menggunakan HCl 2 N 37 4.2.4. Hidrolisis α – Selulosa menggunakan HCl 2 N 38 4.2.5. Analisa Gugus Fungsi menggunakan FTIR 38 4.2.6. Penentuan Derajat Kristalinitas menggunakan XRD 39

BAB 5 Kesimpulan dan Saran 45

5.1. Kesimpulan 45

5.2. Saran 45

Daftar Pustaka 46

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel

Judul Halaman

4.1 Bilangan gelombang FTIR Selulosa dan α – Selulosa 34

4.2 Derajat Kristalinitas Selulosa dan α – Seluosa 35

4.3 Besar Sudut 2θ pada IAmdan I002 Selulosa 36

(11)

DAFTAR GAMBAR

2.3. Struktur Kimia Dasar Selulosa 12

2.4. Skema Dinding Sel Selulosa dan Susunan Serat Mikro 13

4.1. Selulosa yang diisolasi dari Kayu Kelapa Sawit 34

4.2. α – Selulosa yang diisolasi dari Selulosa Kayu Kelapa Sawit

35

4.3. Selulosa hidrolisis 20,40, dan 60 menit 35

4.4. α – Selulosa hidrolisis 20,40, dan 60 menit 36

4.5. Spektrum FTIR Selulosa dan α – Selulosa Kayu KelapaSawit

38

4.6. Difraksi sinar-x Selulosa kayu kelapa sawit 42

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Lampiran

Judul Halaman

1. Serbuk kayu kelapa sawit 50

2. Perlakuan alkali serbuk kayu kelapa sawit menggunakanNaOH 2 %

50

3. Serbuk kayu kelapa sawit kering setelah perlakuan alkali dengan NaOH 2 %

51

4. Proses bleaching menggunakan NaOCl 5 % dan 8 – 10 tetes CH3COOH glasial

51

5. Proses penambahan HNO3 0,05 N 52

6. Proses hidrolisis menggunakan HCL 2 N 52

7. Spektrum FTIR standar Selulosa 53

8. Hasil analisa FTIR Selulosa kayu kelapa sawit 56

9. Hasil FTIR α – Selulosa kayu kelapa sawit 55

10. Hasil XRD Selulosa tanpa hidrolisa 56

11. Hasil XRD Selulosa hidrolisa 20 menit 56

14. Hasil XRD α – Selulosa tanpa hidrolisa 58

15. Hasil XRD α – Selulosa hidrolisa 20 menit 58

18 Perhitungan Derajat Kristalinitas selulosa dan α –

selulosa

(13)

DAFTAR SINGKATAN

FTIR : Fourier Transform Infrared Spectroscopy KKS : Kayu Kelapa Sawit