Prosiding Semina r Nasional Kimia 2014 ISBN: 978-602-19421-0-9 HKI-Kaltim
PENGARUH VARIASI pH ELEKTROPOLIMERISASI ANILIN TERHADAP
KONDUKTIVITAS POLIANILIN
Tri Paus Hasiholan Hutapea, Yunita Triana, *Fredy Kurniawan
Institut Tek nologi Sepuluh Nopember, Surabaya Email: hutapea2606@gmail.com
ABSTRAK
Telah dila kukan pengamatan tentang konduktivitas polianilin pada berbagai variasi pH ele ktropolime risasi. Proses polime risasi anilin d ila kukan pada ele ktroda e mas dengan menca mpurkan anilin untuk dipolimerisasi di permukaan elektroda e mas menggunakan metod e cyclic voltammetry potensiostatic pada kondisi pH 1 sampai 14 menggunakan elektrolit HCl 0,5 M untuk suasana asam dan NaOH 0,5 M untuk suasana basa. Nila i impedansi diketahui mela lui pengukuran menggunakan metode impedance galvanometry pada larutan elektro lit Na Cl. Diperoleh hasil bahwa ele ktropolimerisasi pH 1 sampa i 4 menghasilkan polime r polianilin yang bersifat konduktif sedangkan pH 5 sampai 14 menghasilkan polime r polian ilin yang tidak konduktif. Pada elektropolimerisasi pH 1,5 me miliki nila i impedansi yang sangat kecil, sehingga me miliki nila i konduktivitas yang tinggi.
Kata Kunci: cyclic voltammetry potensiostatic, elektropolimerisasi, impedance galvanometry, Polianilin
A. PENDAHULUAN
Penggunaan polimer konduktif terus dike mbangkan h ingga saat ini. Polime r konduktif me mpunyai sifat redoks yang reversibel, d imana sifat pada tiap kondisi tereduksi maupun teroksidasi dapat dibedakan. Sifat in i men jadi menarik untuk dijadikan sebagai material baru pe mbuatan sensor kimia [1]. Po limer ko nduktif yang sering disintesis adalah PANI. PANI me milki beberapa kelebihan yang diantaranya mudah disintesis dan stabil pada suhu tinggi (250 – 3500C) [2] dan reaksi redoks bersifat reversibel [3].
Pada polimerisasi PANI, variasi pH ele ktrolit sangat pent ing dilakukan ka rena me mpengaruhi reaksi redoks yang terjadi dan n ila i konduktivitasnya. Pada elekt roda dan larutan ele ktrolit yang berbeda, polime risasi anilin secara elektro kimia d ila kukan dengan berbagai variasi pH. Mulai dari pH 1 sampai 12. Dari berba gai pH yang diuji, p H asam sangat baik pada saat polimerisasi. Hal ini ditunjukkan dengan voltammogra m yang terbentuk dan menghasilkan nila i konduktivitas yang sangat baik. [4] [5]
Na mun dala m penelitian yang telah dilaku kan, belu m d itunjukkan data yang va lid terhadap pengukuran konduktivitas polianiln diberbagai variasi pH ele ktropolimerisasi. Sehingga pada penelitian ini a kan dipelaja ri hubungan antara pH ele ktropolimerisasi dengan konduktivitas anilin yang dilihat dari data impedansinya.
B. PROSEDUR KERJA
2.1 Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pera latan gelas, oven Thermo Scientific, pH meter Oa kton, kertas amplas silikon karbida dengan grade 1200, hot plate, mikropipet, seperangkat alat destilasi, dan Potensiostat Autolab Metrohm tipe AUT84948. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Anilin (Merc k KGaA 64271 Da mstadt, Germany) yang telah didestilasi pada suhu 180 0C, aquades, shringkage, HCl 0,5 M , Na OH 0,5 M
2.2 Prepar asi Elektroda e mas
Emas yang digunakan sebagai elektroda adalah emas dengan kemurn ian 99,97% dengan diameter 1 mm dan panjangnya 5 c m. Ele ktroda tersebut kemudian d icuci dengan etanol 70% dan aqua DM ke mudian dikeringkan. Elekt roda yang telah dikeringkan dimasukkan ke dala m shrink age. Setelah itu elektroda di masukkan ke dala m a lat ultrasonik selama 20 menit la lu dikeringkan.
2.3 Polimerisasi Anilin de ngan Variasi pH dan Pengukur an Kondukti vitas
Elekt ropolime risasi anilin ke permukaan elektroda e mas dilakukan menggunakan metode cyclic voltammetry potensiostatic dengan sistem tiga elekt roda : Ag/AgCl ; Pt dan elekroda kerja pada potensial -0,6 V hingga +0,8 V dengan laju sapuan 50 mV/s sebanyak 10 siklik pada larutan anilin 0,1 M dala m 0,5 M HCl sebagai pelarutnya di berbagai variasi pH. Pengaturan pH menggunakan larutan NaOH 0,5 M. Selan jutnya dilakukan stabilisasi menggunakan HCl 0,5 M sampai diperoleh siklus yang konstan. Setelah itu dila kukan pengukuran impedansi menggunakan metode impedance galvanometry dengan sistem tiga ele ktroda yang sama pada saat polime risasi.
C. HASIL DAN PEMBAHASAN
Vo lta mmogra m pada elektropolime risasi pH asam (1 sampa i 2,5) menunjukkan peningkatan arus puncak oksidasi dan reduksi seiring dengan bertambahnya siklik yaitu dari siklik perta ma hingga siklik ke sepuluh. Puncak yang muncul sebanyak dua puncak. Puncak di daerah 0,2 V merupakan puncak oksidasi perubahan leukoeme rald in (PANI dala m bentuk tereduksi penuh) menjadi e me rald in (PA NI dala m bentuk setengah teroksidasi), sedangkan di sekitar 0,6 V ada lah puncak oksidasi perubahan emera ldin ke pernigran ilin (PANI dala m bentuk teroksidasi penuh) [6] (Ga mbar 1). Proses polimerisasi dapat terjadi pada suasana asam dan basa. Namun terbentuknya polime r konduktif terjadi pada kondisi pH 1 sa mpai 4 (Ga mbar 2). konduktif seperti polianilin terbentuk dari kopling head to tail yang hanya terjadi pada kondisi asam, sedangkan pada kondisi lainnya yang terjadi hanya kopling head to head yang me mbentuk polimer tidak terkonjugasi (tidak konduktif) [7] [8].
Ga mbar 1. Polianilin teroksidasi dan tereduksi (a) leucoemeraldine (b) eme raldine (c) pernigraniline
(a) (b)
Prosiding Semina r Nasional Kimia 2014 ISBN: 978-602-19421-0-9 HKI-Kaltim (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p)
Ga mbar 2. Polime risasi PANI dan data impedansi pada pH 1 (a ), 1.5 (b), 2 (c), 2.5 (d), 3 (e), 4 (f), 5 (g), 6 (h ), 7 (i), 8 ( j), 9 (k), 10 (l), 11 (m), 12 (n), 13 (o) dan 14 (p).
Konduktivitas juga ditunjukkan dari data impedansi pada gambar 2. Dari data impedansi ma ka diperoleh nilai ha mbatan seperti yang ditunjukkan pada table 1. Ele ktropolimerisasi mu lai pH 5 menuju kkan nilai ha mbatan yang sangat besar ingga diatas 5000 Ω. Hal ini men nj an ba a polimer yang terbent adala polimer tida ond tif.
Table 1. nila i ha mbatan (R) d i berbagai variasi p H pH Hambatan (Ω) 1 25 4. 89 1.5 91. 5 73 2 29 7. 99 2.5 21 3. 93 3 20 4. 29 4 18 4. 43 5 60 66 .3 6 59 20 .9 7 58 28 .2 8 55 01 .4 9 49 29 .9 10 47 23 .1 11 45 09 12 44 89 .6 13 43 59 .4 14 42 69 .2
Ga mbar 3. Grafik pengaruh pH ele ktropolime risasi terhadap konduktifitas polianilin
Dari gambar 3, dapat dilihat bahwa nilai konduktivitas yang paling tinggi ialah pada elektropolimerisasi pada pH 1,5 sedangkan dari pH 5 sudah mulai tida k konduktif. Ha l ini menunjukkan bahwa e lektropo lime risasi pH 1,5 menghasilkan ele ktroda anilin yang terpolimerisasi pada permukaan e mas me miliki sifat yang sangat koduktif. Sifat konduktif ini juga didukung dari volta mmogra m ele ktropolimerisasi pH 1,5 (Ga mba r 1) yang menunjukkan adanya dua puncak.
D. KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dila kukan dapat disimpulkan bahwa polime r an ilin yang konduktif terbentuk pada elektropolime risasi pH 1 sampa i 4, dimana nila i impedansi terendah ditunjukkan pada elektropolimerisasi pH 1,5. Nilai ini menunjukkan bahwa polime risasi pada kondisi pH tersebut menunjukkan nila i konduktivitas yang baik. Sedangkan pada pH 5 sampa i 14 terbntuk polimer yang tidak konduktif.
DAFTAR PUSTAKA
Prosiding Semina r Nasional Kimia 2014 ISBN: 978-602-19421-0-9 HKI-Kaltim
3. Bhadra S., Khastgir D., Singha N. K. and Lee J. W. (2009) Progress in preparation, processing and applications of polyaniline. Progress in Poly mer Sc ience 34, 783– 810.
4. Duid, L. and Mandid, Z. (1992) Counter-ion and pH effect on the electrochemica l synthes is of polyaniline. 31 Electroanal. Che m. 335 207-221.
5. Kulkarni, M.V. and Kale, B.B. (2013) Studies of conducting polyaniline (PANI) wrapped -mu ltiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) nanocomposite and its application for optica l pH sensing, Sensors and Actuators B: Che mical 187 407-412
6. Xu Q., Leng J., Li H., Lu G., Wang Y. and Hu X. -Y. (2010) The preparation of polyaniline/gold nanocomposites by self-assembly and their e lectrochemical applications. Reactive and Functional Poly mers 70, 663–668.
7. Deshpande M. V. and A malnerkar D. P. (1993) Biosensors Prepared fro m Electrochemica lly Synthesized Conducting Polyme rs. Progress in Polyme r Science 18, 623–649.
8. Dhawan S. K., Ku ma r D., Ra m M. K., Chandra S. and Trivedi D. C. (1997)
9. Application of conducting polyaniline as sensor materia l for a mmonia. Sensors and
