LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA RADIASI “POLIMERISASI AKRILAMIDA” ABSTRAK - Polimerisasi Akrilamide.pdf

(1)

1 Dyah Kumala Sari | Teknokimia Nuklir | 010800215

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA RADIASI “POLIMERISASI AKRILAMIDA”

ABSTRAK

Polimerisasi adalah reaksi penggabungan monomer-monomer menjadi rantai polimer yang panjang

dan berulang. Terdapat dua cara dalam pembuatan polimer, yaitu secara konvensional dan secara radiasi.

Telah dilakukan percobaan polimerisasi secara radiasi menggunakan mesin berkas elektron 350 keV/10mA

dengan kecepatan konveyor 0,9cm/detik, lama waktu iradiasi kira-kira 13 detik. Dalam percobaan ini

dilakukan pembuatan polimer poliakrilamida menggunakan monomer akrilamida. Ditimbang monomer

akrilamida sebanyak 30,0053 gram kemudian dilarutkan dalam 100 ml aquadest. Larutan yang berisi

monomer akrilamida tersebut diiradiasi dengan dosis sebesar 39,9 kGy. Poliakrilamida yang terbentuk

kemudian dianalisis secara kuantitatif dan kualitatif. Dari hasil percobaan diperoleh poliakrilamida kering

sebanyak 3,4240 gram dari hasil pencucian menggunakan aquadest dan 3,7125 gram dari hasil pencucian

menggunakan aseton. Kemudian dari hasil uji swelling menunjukkan bahwa derajat pengembangan poloakrilamida yang dicuci menggunakan air lebih besar dibandingkan dengan poliakrilamida yang dicuci

menggunakan aseton. Dari hasil pengamatan menggunakan mikroskop, dapat dilihat bahwa terdapat

perbedaan struktur mikro antara poliakrilamida yang dicuci dengan aseton dan poliakrilamida yang dicuci

dengan aquadest.

TATA KERJA

Alat

Peralatan dan fasilitas yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya adalah : Mesin Berkas Elektron

350 keV/10mA, kecepatan konveyor 0,9 cm/detik. Spektrofotometer dengan perangkat lunak Genesys CTA

Reader, mikroskop, berbagai piranti gelas, wadah cuplikan dari kaca berbentuk baki, neraca analitik, spatula, sarung tangan, pinset dan microwave.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain : monomer akrilamida, aquadest, dan aseton.

Cara Kerja

1. Preparasi Sampel

Ditimbang 30,0053 gram monomer akrilamida kemudian dilarutkan ke dalam 100 ml aquadest.

2. Irradiasi Sampel

Larutan sampel disiapkan ke dalam wadah kaca dan diberi label. Sampel diirradiasi dengan dosis

irradiasi sebesar 39,9 kGy dan tegangan 300 kV, arus disesuaikan dosis yang diinginkan dan kecepatan

(2)

didiamkan dalam suhu kamar selama 2 jam, kemudian diukur rapat optiknya menggunakan

spektrofotometer CTA reader. Rapat optik CTA itu sebanding dengan dosis serap. 3. Pencucian dan Pengeringan Poliakrilamida

Sampel yang telah diirradiasi, sebagian dicuci menggunakan aquadest dan sebagian lagi dicuci

menggunakan aseton. Pencucian dilakukan hingga diperoleh poliakrilamida yang tidak berlendir.

Kemudian dilakukan pemanasan dalam microwave agar diperoleh poliakrilamida kering. 4. Analisis Sampel Hasil Iradiasi

Analisis kuantitatif dilakukan untuk mengetahui banyaknya poliakrilamida hasil iradiasi. Analisis

kualitatif dilakukan dengan melakukan uji swelling (daya pengembangan) poliakrilamida dalam air selama 24 jam dan uji struktur mikro menggunakan mikroskop.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Polimerisasi

Polimerisasi adalah reaksi penggabungan monomer-monomer menjadi rantai polimer yang panjang

dan berulang. Sedangkan polimer itu sendiri merupakan senyawa makromolekul yang terbentuk dari

susunan ulang molekul kecil (monomer) yang saling berikatan. Terdapat dua cara membuat polimer yaitu

secara konvensional menggunakan inisiator berupa bahan kimia dan secara radiasi. Pada percobaan ini

dilakukan polimerisasi radiasi menggunakan sumber radiasi pengion berupa berkas elektron yang berasal

dari Mesin Berkas Elektron milik PTAPB-BATAN.

Kelebihan polimerisasi secara radiasi ini diantaranya adalah tidak memerlukan bahan kimia sebagai

inisiator karena dengan radiasi pengion akan terbentuk radikal dan ion-ion serta prosesnya dapat terjadi

pada suhu rendah. Proses polimerisasi menggunakan radiasi pengion dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu

tahap inisiasi, propagasi dan terminasi. Peran radiasi pengion disini hanya terletak pada tahap inisiasi saja.

Radikal bebas yang dihasilkan oleh radiasi pengion digunakan sebagai energi awal untuk memulai reaksi.

Selanjutnya, reaksi polimerisasi berlanjut hingga tahap terminasi. Radikal yang dihasilkan oleh radiasi

pengion relatif homogen walaupun melewati fase padat dan tidak mengalami kenaikan suhu yang tinggi

selama polimerisasi sehingga reaksinya mudah untuk dikontrol.

Tahapan proses polimerisasi terdiri dari :

1. Tahap inisiasi

Kekhasan reaksi polimerisasi adalah pada tahap inisiasi. Radikal bebas dihasilkan oleh radiasi pengion

kemudian bereaksi dengan monomer yang belum jenuh.

(3)

3 Dyah Kumala Sari | Teknokimia Nuklir | 010800215 2. Tahap propagasi

Pertumbuhan rantai polimer dengan terjadinya ikatan antara radikal propagasi dengan monomer.

3. Tahap terminasi

Pertumbuhan radikal propagasi sudah mengalami kejenuhan kemudian mulai melakukan reaksi

penggabungan sampai mencapai keseimbangan dan reaksi berhenti.

Polimerisasi Akrilamida

Akrilamida merupakan struktur kimia berwarna putih, tidak berbau, berbentuk kristal padat yang

sangat mudah larut dalam air dan mudah bereaksi melalui reaksi amida atau ikatan rangkapnya.

Monomernya cepat berpolimerisasi pada titik leburnya atau di bawah sinar ultraviolet. Akrilamida

memiliki rumus kimia C3H5NO dan berpotensi bahaya bagi kesehatan (dapat menyebabkan kanker atau

karsinogenik).

Gambar 1. Struktur Kimia Akrilamida

Akrilamida dapat membentuk rantai polimer panjang yang dikenal sebagai poliakrilamida, yang

juga karsinogenik. Polimer ini dipakai dalam pengental karena ia akan membentuk gel bila tercampur air.

Dalam laboratorium biokimia poliakrilamida dipakai sebagai fase diam dalam elektroforesis gel (PAGE

(4)

dan dalam pembuatan bahan pengepres. Beberapa akrilamida dipakai dalam pembuatan zat pewarna, atau

untuk membentuk monomer lain.

Gambar 2. Struktur Kimia Poliakrilamida

Analisis Kuantitatif dan Kualitatif

Analisis kuantitatif dilakukan untuk mengetahui berat polimer yang dihasilkan, dalam hal ini

poliaklrilamida. Dalam pelaksanaannya dilakukan dengan menimbang berat poliakrilamida kering hasil

polimerisasi. Poliakrilamida tersebut kemudian dicuci. Dalam pencucian poliakrilamida, digunakan

aquadest dan aseton. Setelah dicuci, kemudian poliakrilamida tersebut dikeringkan. Dari hasil percobaan

diperoleh poliakrilamida kering sebanyak 3,4240 gram dari hasil pencucian menggunakan aquadest dan

3,7125 gram dari hasil pencucian menggunakan aseton. Dari hasil keseluruhan diperoleh 7,1365 gram

poliakrilamida dari 30,0053 gram akrilamida. Selebihnya tetap berupa akrilamida (tidak menjadi

poliakrilamida) karena lapisan sampel pada saat iradiasi kurang tipis sehingga dosis yang diterima tidak

terdistribusi secara merata. Selain itu, akrilamida yang dibuat juga digunakan untuk percobaan

kopolimerisasi blok.

Kemudian untuk mengetahui bahwa poliakrilamida yang dihasilkan bersifat hidrofilik atau tidak,

dilakukan dengan uji pengembangan atau uji swelling. Uji swelling dilakukan dengan cara memasukkan poliakrilamida yang telah kering ke dalam 50 ml aquadest. Dilakukan pengamatan sebanyak dua kali, yaitu

pada 2 jam awal dan 24 jam kemudian. Derajat pengembangannya dihitung menggunakan persamaan

sebagai berikut.

Derajat pengembangan atau S (%) = berat setelah perendaman − berat kering

berat kering

x 100%.

Hasil perhitungannya adalah sebagai berikut :

(5)

Dari hasil perhitungan di atas dapat diketahui bahwa poliakrilamida lebih suka dengan air daripada dengan

aseton. Hal tersebut dapat terlihat dari derajat pengembangannya. Dari hasil tersebut, derajat

pengembangan poliakrilamida yang dicuci menggunakan air ternyata lebih besar dibandingkan dengan

poliakrilamida yang dicuci menggunakan aseton.

Proses yang terjadi adalah air akan terdifusi oleh poliakrilamida karena adanya gugus hidrofilik.

Setelah mencapai tahap kesetimbangan, air yang terserap akan terikat dengan gugus karboksilat

membentuk ikatan hidrogen. Pada akhirnya air yang terserap akan tetap tertahan pada poliakrilamida

sehingga poliakrilamida mengalami penggembungan atau mengembang.

a.sebelum mengembang b.setelah mengembang

Gambar 3. Proses Pengembangan Polimer

Selain uji swelling, juga dilakukan pengamatan struktur mikro terhadap poliakrilamida tersebut. Seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini, terdapat perbedaan struktur poliakrilamida yang dicuci

dengan aseton dan aquadest. Namun struktur mikro tersebut kurang begitu jelas dikarenakan sampel yang

diamati terlalu tebal.

Aseton Aquadest

Gambar 4. Struktur Mikro Poliakrilamida

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan, dapat diperoleh beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Polimerisasi adalah reaksi penggabungan monomer-monomer menjadi rantai polimer yang panjang

(6)

2. Poliakrilamida dapat dibuat dengan mengiradiasi monomer akrilamida menggunakan MBE milik

PTAPB-BATAN.

3. Dari hasil percobaan diperoleh poliakrilamida kering sebanyak 3,4240 gram dari hasil pencucian

menggunakan aquadest dan 3,7125 gram dari hasil pencucian menggunakan aseton.

4. Derajat pengembangan poloakrilamida yang dicuci menggunakan air lebih besar dibandingkan dengan

poliakrilamida yang dicuci menggunakan aseton karena adanya gugus hidrofilik.

DAFTAR PUSTAKA

Christina P, Maria dan Kartini Megasari.2007.Dasar-Dasar Kimia Radiasi, Percobaan-Percobaan dan

Contoh Aplikasinya.Yogyakarta : STTN-BATAN.

Megasari,Kartini.2010.Presentasi Praktikum Polimerisasi.Yogyakarta : STTN-BATAN.

Swantomo,Deni,dkk.2008.Pembuatan Komposit Polimer Superabsorben dengan Mesin Berkas Elektron.Yogyakarta : STTN-BATAN.

Tarwito.2010.Diktat Kuliah Kimia Radiasi.Yogyakarta : STTN-BATAN. http://id.wikipedia.org/wiki/Polimerisasi, diakses pada 20 Januari 2011 http://id.wikipedia.org/wiki/Akrilamida, diakses pada 20 Januari 2011

http://catatankimia.com/catatan/akrilamida.html, diakses pada 20 Januari 2011

Asisten,

Kartini Megasari, S.ST

Yogyakarta, 21 Januari 2011 Praktikan,