commit to user
SINTESIS DAN KARAKTERISASI KOPOLI(EUGENOL-DVB)
TERIMPREGNASI C-HEKSIL KALIKS[4]RESORSINARENA
Disusun Oleh:
ZAINAL ARIFIN ALMAQQOMUL AMIN
M0308074
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iiHALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini dibimbng oleh: Pembimbing I
Dr. Desi Suci Handayani, M. Si. NIP. 19721207 199903 2 001
Pembimbing II
Dr. Triana Kusumaningsih, M. Si. NIP. 19730124 199903 2 001
Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada: Hari : Jumat
Tanggal : 04 Januari 2013
Anggota Tim Penguji:
1. Dr. Fitria Rahmawati, M. Si NIP. 19751010 200003 2 001 2. Nestri Handayani, M. Si. Apt
NIP. 19701211 200501 2 001
Disahkan oleh Jurusan Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
Ketua Jurusan Kimia FMIPA UNS
commit to user
iiiPERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul -DVB) TERIMPREGNASI
C-diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, Januari 2013
commit to user
ivSINTESIS DAN KARAKTERISASI KOPOLI(EUGENOL-DVB) TERIMPREGNASI C-HEKSIL KALIKS[4]RESORSINARENA
ZAINAL ARIFIN ALMAQQOMUL AMIN Jurusan Kimia Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Sintesis dan karakterisasi kopoli(eugenol-divinil benzena (DVB)) terimpregnasi C-heksil kaliks[4]resorsinarena telah dilakukan. Sintesis tersebut dilakukan dalam 3 tahap, yaitu sintesis kopoli(eugenol-DVB), sintesis C-heksil kaliks[4]resorsinarena, dan impregnasi C-heksil kaliks[4]resorsinarena pada kopoli(eugenol-DVB). Material tersebut diharapkan dapat digunakan sebagai adsorben.
Kemurnian eugenol dianalisis menggunakan Gas Chromatography (GC). Analisis struktur dari eugenol, kopoli(eugenol-DVB), dan C-heksil kaliks[4]resorsinarena dilakukan dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) dan Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR). Penentuan berat molekul relatif (Mi) kopoli(eugenol-DVB) dilakukan dengan metode viskometri Ostwald. Material hasil impregnasi dikarakterisasi menggunakan spektroskopi FTIR, penentuan titik leleh, analisis luas permukaan dan ukuran pori, serta analisis morfolgi permukaan.
Kemurnian eugenol yang digunakan 95,82 %. Kopoli(eugenol-DVB) yang berhasil disintesis mempunyai berat molekul relatif (Mi) sebesar 1366,27 g/mol. Hasil impregnasi berbentuk serbuk merah bata dengan titik leleh 96 °C, luas permukaan 79,466 m2/g, dan rendemen 90,56 %. Analisis dengan FTIR menunjukkan adanya vibrasi gabungan antara kopoli(eugenol-DVB) dan C-heksil kaliks[4]resorsinarena, yaitu adanya vibrasi gugus eter pada 1271,09 cm-1; 1230,58 cm-1; dan 1209,37 cm-1 dari kopoli(eugenol-DVB) dan vibrasi gugus jembatan -CH dari C-heksil kaliks[4]resorsinarena pada 1462,04 cm-1; 1452,4 cm-1; dan 1431,18 cm-1. Berdasarkan analisis morfologi permukaan, kopoli(eugenol-DVB) terimpregnasi C-heksil kaliks[4]resorsinarena merupakan material berpori dengan jari-jari pori yang ditentukan dengan Surface Area Analysis (SAA) sebesar 48,9068 Å.
commit to user
vSYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF COPOLY(EUGENOL-DVB) IMPREGNATED C-HEXYL CALIX[4]RESORCINARENE
ZAINAL ARIFIN ALMAQQOMUL AMIN
Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
Sebelas Maret University
ABSTRACT
Synthesis and characterization copoly(eugenol-DVB) impregnated C-hexyl calix[4]resorcinarene had been done. The synthesis was carried out in three steps are (1) synthesis of copoly(eugenol-DVB), (2) synthesis of C-hexyl calix[4]resorcinarene, and (3) impregnation of C-hexyl calix[4]resorcinarene in copoly(eugenol-DVB). This synthesis product was expected as adsorbent material.
The purification of eugenol was analyzed by Gas Chromatography (GC). Structural of eugenol, copoly(eugenol-DVB), and C-hexyl calix[4]resorcinarene was characterized by Fourier Transform Infra Red (FTIR) and Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) spectroscopy. Relative molecular weight of copoly(eugenol-DVB) was determined by Ostwald viscometry method. The prepared material was characterized by FTIR spectroscopy, melting point analysis, surface area and pore size analysis, and also surface morphology analysis.
Purification of eugenol is 95.82 %. Copoly(eugenol-DVB) have relative molecular weight 1366.27 g/mol. The product of impregnation yields 90.56 % red brick-powder with melting point of 96 °C and surface area of 79.466 m2/g. FTIR spectra shows a combine vibration of copoly(eugenol-DVB) and C-hexyl calix[4]resorcinarene, which are contain of ether group vibration at 1271.09 cm-1; 1230.58 cm-1; and 1209.37 cm-1 from copoly(eugenol-DVB) and -CH bridge from C-hexyl calix[4]resorcinarene at 1462.04 cm-1; 1452.4 cm-1; and 1431.18 cm-1. Meanwhile morphological analysis shows that copoly(eugenol-DVB) impregnated C-hexyl caix[4]resorcinarena is a pore material with pore radius which was determined by surface area analysis is 48,9068 Å.
commit to user
viMOTTO
-commit to user
viiPERSEMBAHAN
Karya kecilku ini kupersembahkan untuk:
Ayah (alm) dan Ibu yang selalu memberikan kasih dan sayang serta doanya dengan tulus ikhlas.
Kakak-kakakku tercinta yang selalu memberikan masukan dan motivasi untuk mencapai impianku.
Teman-teman kimia mengukir batu kehidupan di dunia kimia.
Semua pihak yang telah membantu dan memberikan masukan dalam segala hal.
commit to user
viiiKATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, karunia, dan ijin-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Sholawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rosulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.
Penyusun bersyukur dan berterima kasih kepada semua pihak yang telah membantu hingga selesainya penyusunan skripsi ini:
1. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc.(Hons)., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret.
2. Bapak Dr. Eddy Heraldy, M.Si., selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret. 3. Bapak Muh. Widyo Wartono, M.Si., selaku Pembimbing Akademik. 4. Ibu Dr. Desi Suci Handayani, M.Si., selaku Pembimbing I.
5. Ibu Dr. Triana Kusumaningsih, M. Si., selaku Pembimbing II.
6. Ibu Dr. Fitria Rahmawati, M. Si. dan Ibu Nestri Handayani, M. Si., Apt., selaku Penguji I dan Penguji II.
7. Orang tua dan kakak-kakak yang selalu memberikan kasih sayang, cinta, semangat, dukungan, dan doanya.
8. Teman-teman dan semua pihak yang telah membantu hingga selesainya penyusunan skripsi ini.
Semoga amal baik tersebut mendapat imbalan yang sepantasnya dari Allah SWT. Akhirnya penyusun menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih sangat jauh dari sempurna, untuk itu penyusun selalu mengharap dan menerima kritik dan saran dari pembaca sebagai bahan pertimbangan untuk membuat karya yang lebih baik. Penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca.
Surakarta, Januari 2013
commit to user
2. Kaliks[4]resorsinarena ... 8
3. Polimerisasi ... 9
4. Penentuan Berat Molekul ... 12
5. Impregnasi ... 16
commit to user
xC. Hipotesis ... 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 19
A. Metode Penelitian ... 19
1. Kopolimerisasi Eugenol-DVB ... 20
2. Sintesis Kaliks[4]resorsinarena ... 21
3. Impregnasi Kaliks[4]resorsinarena pada Kopoli(eugenol-DVB) ... 21
4. Penentuan Berat Molekul Relatif Kopoli(eugenol-DVB) ... 21
E. Teknik Analisis Data ... 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24
A. Analisis Bahan Awal Eugenol... 24
B. Kopolimerisasi Eugenol-DVB... 26
1. Reaksi Kopolimerisasi Eugenol-DVB ... 27
2. Analisis Struktur Kopoli(eugenol-DVB) ... 29
3. Karakterisasi Kopoli(eugenol-DVB) ... 32
C. Sintesis Kaliks[4]resorsinarena ... 34
D. Impregnasi Kaliks[4]resorsinarena pada Kopoli(eugenol-DVB) 37 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 44
A. Kesimpulan... 44
B. Saran ... 44
DAFTAR PUSTAKA ... 45
commit to user
Gambar 7. Spektrum FTIR dari Eugenol dan Kopoli(eugenol-DVB).. 30
Gambar 8. Sinyal 1H-NMR dari Kopoli(eugenol- .. 31
Gambar 9. Grafi sp/C Pada Penentuan Berat Molekul Relatif Kopoli(eugenol-DVB) ... 33
Gambar 11. Spektrum FTIR dari C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 34
Gambar 10. Sinyal 1H-NMR dari C-heksil Kaliks[4]resorsinarena.. 34
Gambar 12. Struktur C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 35
Gambar 13. Spektrum FTIR dari Kopoli(eugenol-DVB), C-heksil Kaliks[4]resorsinarena, dan Kopoli(eugenol-DVB) Terimpregnasi C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 37
Gambar 14. Hasil SEM dari (a) Kopoli(eugenol-DVB) (b) Kopoli(eugenol-DVB) Terimpregnasi C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 39
Gambar 15. Spektrum EDX dari (a) Kopoli(eugenol-DVB) (b) Kopoli(eugenol-DVB) Terimpregnasi C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 39
commit to user
xiiDAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Interpretasi Sinyal 1H-NMR dari Eugenol ... 26 Tabel 2. Hasil Kopolimerisasi Eugenol-DVB ... 27 Tabel 3. Perbandingan Gugus Fungsi Eugenol dan
Kopoli(eugenol-DVB) ... 30
Tabel 4. r), Viskositas Spesifik
sp sp/C) Pada
Penentuan Berat Molekul Relatif Kopoli(eugenol-DVB)... 32 Tabel 5. Interpretasi Sinyal 1H-NMR dari C-heksil
Kaliks[4]resorsinarena ... 35 Tabel 6. Perbandingan Spektrum FTIR dari Kopoli(eugenol-DVB),
C-heksil Kaliks[4]resorsinarena, dan Kopoli(eugenol-DVB) Terimpregnasi C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 38 Tabel 7. Hasil Analisis SAA dari Kopoli(eugenol-DVB)
Terimpregnasi C-heksil Kaliks[4]resorsinarena ... 40 Tabel 8. Jari-jari Logam Alkali, Alkali Tanah, dan Logam Berat (Blok
commit to user
xiiiDAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Perhitungan % Kopoli(eugenol-DVB) ... 48 Lampiran 2. Perhitungan Berat Molekul Relatif Kopoli(eugenol-DVB) 49 Lampiran 3. Perhitungan Derajat Polimerisasi (DP)
Kopoli(eugenol-DVB) ... 52 Lampiran 4. Perhitungan Rendemen C-heksil Kaliks[4]resorsinarena .. 53 Lampiran 5. Perhitungan Rendemen Kopoli(eugenol-DVB)
commit to user
1BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Polimer merupakan material yang mempunyai potensi besar dalam kelangsungan hidup masa depan. Perkembangan industri polimer yang pesat memberikan terobosan baru untuk mengembangkan penelitian tentang polimer, baik sistem polimer yang baru maupun yang sudah ada. Berbagai produk polimer telah berhasil diprodukasi, dari yang sederhana, seperti konstruksi bangunan (cat, pipa) dan tekstil (nilon, poliester), sampai kerangka pesawat terbang yang cukup rumit.
Kopolieugenol merupakan salah satu polimer yang mempunyai potensi tersebut karena kopolieugenol dan turunannya dapat digunakan sebagai ekstraktan, adsorben, dan resin penukar kation. Modifikasi kopolieugenol dapat dilakukan dengan menurunkan monomer atau menambahkan cross linker agent. Modifikasi tersebut mempunyai tujuan untuk mendapatkan material yang paling efektif untuk digunakan sebagai adsorben atau penukar kation.
Modifikasi dengan menurunkan monomer berujuan untuk memperbanyak atau memperkuat gugus aktif pada material sehingga mampu meningkatkan daya adsorpsi secara kimia. Harimu et al. (2009) memodifikasi kopolieugenol dengan menurunkan eugenol menjadi asam eugenil oksiasetat (gugus aktif -COOH) sehingga didapatkan polieugenil oksiasetat yang digunakan sebagai pengemban dalam pemisahan logam berat Fe(III), Cr(III), Cu(II), Ni(II), Co(II), dan Pb(II). Modifikasi monomer yang lain juga dilakukan oleh Djunaidi et al. (2007) yang menurunkan eugenol menjadi asam eugenoksi asetat (gugus aktif -COOH) dan asam eugenoksi asetil piridil karbinolat (gugus aktif N) sebagai carrier pada recovery logam berat Cu(II), Fe(III), Ni(II), Cd(II), Zn(II), dan Cr(III).
commit to user
Eugenol merupakan salah satu komponen utama minyak cengkeh yaitu 60-90 % pada bunga, 82-88 % pada daun, dan 60-90-95 % pada ranting (Rahimi et al., 2012). Rumus molekul eugenol adalah C10H12O2 (BM = 164,20) dengan komposisi C = 74,44 %, H = 7,37 %, dan O = 17,49 %. Eugenol memiliki struktur yang mirip dengan stirena seperti ditunjukkan pada Gambar 1.
OH
Gambar 1. Struktur Eugenol (a) dan Stirena (b) (Stevens, 2001)
Nama lain dari eugenol adalah 2-metoksi-4-(2-propenil)fenol, 4-alil-2-metoksifenol, alilguikol, asam eugenat, dan asam kariofilat. Eugenol bersifat asam dan pada suhu kamar berupa cairan tak berwarna atau agak kekuningan dan menjadi gelap jika dibiarkan di udara terbuka karena mudah teroksidasi, berbau tajam, dan jika terkena kulit seperti terbakar. Eugenol tidak larut dalam air dingin dan mudah larut dalam pelarut organik seperti eter, kloroform, alkohol, dan asam asetat glasial. Sifat lain dari eugenol antara lain mempunyai titik didih 253,2 °C, titik leleh -7,5 °C, massa jenis 1,055 g/mL dan tekanan uap 0,03 mmHg (www.chemicalland21.com).
Eugenol memiliki gugus hidroksi, metoksi, dan propenil. Adanya ketiga gugus tersebut memungkinkan eugenol sebagai bahan dasar sintesis berbagai senyawa lain. Selain itu, eugenol mempunyai struktur yang mirip dengan stirena sehingga eugenol dapat dipolimerisasi secara kationik. Polimer dari eugenol dapat
commit to user
3BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode penelitian eksperimen laboratorium. Sintesis adsorben kopoli(eugenol-DVB) terimpregnasi kaliks[4]resorsinarena dari eugenol akan dilakukan dalam rangkaian percobaan yang meliputi: (1) sintesis kopoli(eugenol-DVB), (2) sintesis C-heksil kaliks[4]resorsinarena, dan (3) impregnasi kaliks[4]resorsinarena pada kopoli(eugenol-DVB). Analisis struktur hasil sintesis ditentukan dengan bantuan FTIR dan 1H-NMR, sedangkan untuk karakterisasinya dilakukan dengan penentuan titik leleh, penentuan berat molekul polimer relatif yang diperoleh dengan metode viskometri, dan morfologi permukaan adsorben dengan analisis SEM-EDX.
B. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan (April - September) di Laboratorium Kimia Dasar Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. Untuk analisis struktur dan karakterisasi dilakukan dengan FTIR dan 1H-NMR di Laboratorium MIPA Terpadu FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta serta SEM-EDX di PPGL Bandung.
C. Alat dan Bahan Penelitian
1. Alat yang digunakan a. Seperangkat alat refluks b. Peralatan gelas
c. Desikator
d. Spektrometer FTIR Prestige 21 model 8201 PC e. Rotary evaporator Buchi Switzerland
f. Spektrometer 1H-NMR Agilent 400 MHz g. SEM Jeol JSM-5310LV
commit to user
4BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisis Bahan Awal Eugenol
Eugenol yang digunakan sebagai bahan awal, diperoleh dari PT. Indesso Aroma Purwokerto Jawa Tengah berupa cairan berwarna kuning muda. Analisis eugenol dilakukan dengan menggunakan beberapa instrumen, antara lain Gas Chromatography (GC), Fourier Transform Infra Red (FTIR), dan Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR). Analisis dengan GC bertujuan untuk mengetahui kemurnian dari eugenol yang digunakan seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Eugenol yang digunakan mempunyai kemurnian 95,82 % yang ditunjukkan pada waktu retensi 13,46 menit.
Gambar 3. Spektrum GC dari Eugenol
Analisis struktur eugenol dilakukan dengan menggunakan spektroskopi FTIR dan 1H-NMR. Analisis struktur menggunakan FTIR bertujuan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terdapat pada eugenol. Dari spektrum FTIR eugenol pada Gambar 4 tersebut diketahui adanya serapan akibat vibrasi dari gugus hidroksi (3433,29 cm-1), vinil (995,27; 914,26 cm-1), dan metoksi (1267,23 cm-1; 1234,44 cm-1; 1205,51 cm-1; 1033,85 cm-1). Selain itu juga terdapat serapan lain yaitu pada 1618,28 cm-1 dan 1514,12 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi
commit to user
5BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. C-heksil kaliks[4]resorsinarena dapat disintesis melalui reaksi kondensasi antara resorsinol dan heptanal menggunakan katalis HCl menghasilkan serbuk coklat kekuningan dengan rendemen sebesar 99,34 %.
2. C-heksil kaliks[4]resorsinarena dapat diimpregnasikan pada kopoli(eugenol-DVB) menghasilkan serbuk merah bata dengan rendemen sebesar 90,56 %. 3. C-heksil kaliks[4]resorsinarena mempunyai titik leleh > 300 °C sedangkan
hasil impregnasi mempunyai titik leleh 96 °C dengan jari-jari pori sebesar 48,9068 Å.
B. Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai aplikasi kopoli(eugenol-DVB) terimpregnsai C-heksil kaliks[4] resorsinarena, baik sebagai adsorben maupun sebagai resin penukar kation.
