PEMBUATAN MATERIAL ANORGANIK DENGAN
METODA SOL-GEL
I. TUJUAN
Mempelajari pembuatan material dengan proses sol-gel.
II. TEORI
Sol adalah suspensi koloid yang fasa terdispersinya berbentuk solid (padat) dan fasa pendispersinya berbentuk liquid (cairan). Suspensi dari partikel padat atau molekul-molekul koloid dalam larutan, dibuat dengan metal alkoksi dan dihidrolisis dengan air, menghasilkan partikel padatan metal hidroksida dalam larutan. Reaksinya adalah reaksi hidrolisis.
Gel (gelation) adalah jaringan partikel atau molekul, baik padatan dan cairan, dimana polimer yang terjadi di dalam larutan digunakan sebagai tempat pertumbuhan zat anorganik. Pertumbuhan anorganik terjadi di gel point, dimana energi ikat lebih rendah. Reaksinya adalah reaksi kondensasi, baik alkohol atau air, yang menghasilkan oxygen bridge untuk mendapatkan metal oksida.
kondensasi, dimana dua logam digabungkan melalui rantai oksigen. Polimer-polimer besar terbentuk saat reaksi hidrolisis dan kondensasi berlanjut, yang akhirnya menghubungkan polimer-polimer tersebut ke dalam bentuk gel.
Untuk mendapatkan produk oksida, ada satu tahap lanjutan pada proses sol-gel yaitu perubahan bentuk gel menjadi produk oksida melalui drying dan firing. Gel biasanya tersusun atas material amorf yang terdapat pori-pori berisi cairan. Cairan ini harus dihilangkan sehingga gel menjadi xerogel atau dry gel melalui proses drying. Selama firing, xerogel atau dry gel Alkoksida memberikan suatu monomer yang dalam beberapa kasus yang terlarut dalam bermacam-macam pelarut khususnya alkohol. Alkohol membolehkan penambahan air untuk mulai reaksi, keuntungan lain alkoksida adalah untuk mengontrol hidrolisis dan kondensasi. Dengan alkoksida sebagai precursor, kimia sol gel dapat disederhanakan dengan persamaan reaksi berikut.
Reaksi Sol Gel
(2) Kondensasi
Menurut Iler, polimerisasi sol-gel terjadi dalam tiga tahap: 1. Polimersasi monomer-monomer membentuk partikel 2. Penumbuhan partikel
3. Pengikatan partikel membentuk rantai, kemudian jaringan yang terbentuk diperpanjang dalam medium cairan, mengental menjadi suatu gel, seperti ditunjukkan pada Gambar-2 berikut.
Menghindari reaksi dengan container dan kemurnian tinggi. Fase pemisahan cepat, Kristalisasi cepat, Padatan non
kristalin keluar membentuk gelas
Pembentukan fase kristal baru dari padatan non kristal
baru
Produk glass lebih baik ditentukan dengan sifat-sifat gel, Produk film spesial.
Kerugian menggunakan metoda Sol Gel
Material proses cukup mahal,
Residu butir-butir halus, Residu hidroksil, Residu carbon
Waktu proses cukup lama
Penyusutan besar selama pengeringan
Menggunakan pelarut organik yang berbahaya bagi
kesehatan
Terbentuk pori – pori III. PROSEDUR PERCOBAAN 3.1 ALAT DAN BAHAN
No Alat Fungsi
1 Magnetic Stirrer Mengaduk larutan agar lebih sempurna
2 Peralatan Gelas Media campuran / tempat larutan
3 Hot plate Memanaskan larutan 4 Neraca analitik Menimbang zat
No Bahan Fungsi
1 TEOS Bahan dasar / penghasil Si
2 Etanol Sebagai pelarut
3 HCl Sebagai katalis
3.2 CARA KERJA
2. Sebanyak 2 mL TEOS dimasukkan ke dalam 10 mL larutan A.
3. Panaskan pada temperatur 600 C selama 2 jam sambil dilakukan pengadukan.
4. Campuran tersebut dipindahkan ke dalam beaker gelas. 5. Tutup dengan aluminium foil yang telah dilubangi.
6. Biarkan pada temperatur kamar sampai terbentuk gel basah.
3.3 SKEMA KERJA
(20 mL etanol + 4 tetes HCl)
ditambah 2 mL TEOS
dipanaskan pada suhu 600 C
diaduk selama 2 jam
dipindahkan dalam beaker gelas tutup dengan aluminium foil yang
dilubangi
biarkan pada suhu kamar
lanjutkan pengeringan
Larutan A
10 mL larutan A
Campuran
Gel basah
3.4 SKEMA ALAT
DAFTAR PUSTAKA
