PENGARUH ph ELEKTROPOLIMERISASI PIROL TERHADAP KONDUKTIVITAS POLIPIROL

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "PENGARUH ph ELEKTROPOLIMERISASI PIROL TERHADAP KONDUKTIVITAS POLIPIROL"

Yohanes Gunawan
7 tahun lalu
Tontonan:

1 PENGARUH ph ELEKTROPOLIMERISASI PIROL TERHADAP KONDUKTIVITAS POLIPIROL Yunita Triana, Tri Paus Hasiholan Hutapea, *Fredy Kurniawan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya ABSTRAK Telah dilakukan pengukuran konduktivitas elektropolimerisasi polipirol pada berbagai variasi ph. Elektropolimerisasi pirol pada permukaan elektroda emas menggunakan teknik voltammetri siklis dengan sistem tiga elektroda yaitu elektroda emas termodifikasi pirol, Ag/AgCl (KCl 3M) sebagai elektroda pembanding, dan kawat platinum sebagai elektroda bantu. Diukur pada potensial -0,6 V sampai +1,8V dengan laju scan 100 mv/detik pada kondisi rentang ph 1 sampai 14 menggunakan elektrolit KCl 0,1 M kemudian dilakukan pengukuran impedance untuk memperoleh nilai konduktivitas. Diperoleh data pada kondisi ph 9 elektropolimerisasi pirol memiliki konduktivitas paling tinggi. Dalam keadaan konduktivitas yang tinggi, fungsi pirol sebagai polimer konduktif pada biosensor memiliki kemampuan transfer elektron yang baik. Kata kunci: pirol, voltammetri siklis, ph, konduktivitas, impedance A. PENDAHULUAN Selama dua puluh tahun terakhir, polipirol telah banyak dipelajari dalam pembentukannya untuk polimer konduktif. Penggunaan pirol sebagai polimer konduktif pada matriks biosensor untuk teknik penjebakan enzim atau nanopartikel telah banyak dikembangkan (Fortier, 1990 dan German, 2012). Ada beberapa mekanis me sintesis polipirol, tetapi metode yang paling efisien yaitu elektropolimerisasi. Voltammetri siklis sering digunakan untuk mengkarakterisasi polimerisasi pirol. Metode ini adalah pilihan untuk mempelajari reversibilitas transfer elektron karena oksidasi dan reduksi dapat dipantau dalam bentuk diagram (Levi dkk, 1997). Ada banyak faktor termasuk elektrolit, pelarut, suhu dan ph yang dapat mempengaruhi mekanis me reaksi selama elektropolimerisasi pirol, sehingga berdampak pada karakteristik polimer yang terbentuk pada elektroda (Sadki dkk, 2000). Pada beberapa jurnal memberikan informasi bahwa pada ph rendah, polipirol hasil elektropolimerisasi memberikan konduktivitas yang rendah (Otero dan Rodriguez, 1994). Namun, konduktivitas polipirol pada permukaan elektroda sebagian besar dipengaruhi oleh pemilihan pelarut atau buffer yang digunakan (Kupila dan Kankare, (1993). Pada penelitian ini akan diukur konduktivitas elektropolimerisasi polipirol pada berbagai variasi ph dengan teknik voltammetri siklis sehingga akan diperoleh kondisi terbaik elektropolimerisasi polipirol dalam larutan KCl 0,1 M sebagai matriks pendukung pada pengembangan biosensor. Dilakukan pengukuran impedance untuk mengetahui nilai hambatan dengan dasar teori bahwa konduktivitas berbanding terbalik dengan hambatan. B. PROSEDUR KERJA 2.1 Alat dan Bahan Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah peralatan gelas, ph meter Oakton, kertas amplas silikon karbida dengan grade 1200, hot plate, mikropipet, seperangkat alat destilasi, Potensiostat Autolab Metrohm tipe AUT84948 sistem tiga elektroda. Tiga sel elektroda yang digunakan yaitu elektroda emas termodifikasi pirol, Ag/AgCl (KCl 3M) sebagai elektroda pembanding, dan kawat platinum sebagai elektroda bantu Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pirol dengan merk dagang Aldrich Chemistry, aqua DM, shringkage, KCl, NaOH, HCl dan tisu. 2.2 Preparasi Pirol dan Elektroda Preparasi pirol dilakukan dengan cara destilasi polipirol 10 ml pada suhu C. Pirol disimpan dalam wadah kaca gelas yang gelap dan dialiri gas N 2. Emas yang digunakan sebagai elektroda adalah emas dengan kemurnian 99,97% dengan diameter 1 mm dan panjangnya 5 cm. Elektroda tersebut kemudian dicuci dengan etanol 70% dan aqua DM kemudian dikeringkan. Elektroda yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam shrinkage. Setelah itu elektroda di masukkan ke dalam alat ultrasonik selama 20 menit lalu dikeringkan.

2 2.3 Polimerisasi Pirol deng an Variasi ph dan Pengukuran Konduktivitas Permukaan elektroda emas yang akan dimodifikasi dicelupkan ke dalam larutan pirol 0,1 M. Larutan pirol 0,1 M dibuat dari 173 µl pirol murni yang diencerkan dengan KCl 0,1 M sampai volume 25 ml pada ph 1. Polimeris asi pirol secara teknik voltammetri siklis menggunakan potensiostat pada potensial -0,6 V sampai +1,8 V dengan laju scan 100 mv/detik dengan jumlah siklis sebanyak 10 kali. Selanjutnya dilakukan stabilisasi menggunakan KCl 0,1 M pada ph 1 sampai diperoleh siklus yang konstan. Proses stabilisasi dilakukan secara voltammetri siklis dengan perlakuan yang sama seperti proses elektropolimerisasi pirol sebanyak 10 kali siklis. Terbentuknya elektroda emas yang termodifikasi polipirol ditunjukkan menggunakan mikroskop optik dengan membandingkan permukaan elektroda emas sebelum dan sesudah modifikasi. Setelah itu dilakukan pengukuran impedance untuk mengetahui nilai hambatan. Prosedur yang sama seperti diatas dilakukan untuk kondisi variasi ph 2 sampai 14. C. Hasil dan Pembahasan 3.1 Mekanisme Reaksi Elektropolimerisasi Pirol O sidasi monomer pada perm aan ele troda melal i rea si ation radi al π yang dapat berea si pada rea si kedua dengan monomer kation radial yang lain, seperti kation radikal oligomer atau monomer netral, untuk membentuk kation radikal dimer yang kehilangan sebuah proton. Pembentukan dimer atau oligomer memiliki potensial oksidasi yang lebih rendah dibandingkan pembentukan monomer. Hal ini dibuktikan dari pembentukan polipirol melibatkan sebuah tahap nukleasi dan pembentukan polimer menyebabkan rantai propagasi dan akhirnya membentuk endapan polimer pada permukaan anoda. Gambar 3.1 Mekanis me Elektropolimerisasi Polipirol 3.2 Pengaruh ph Elektropolimerisasi Pirol Terhadap Konduktivitas Polipirol Elektropolimerisasi pirol pada permukaan elektroda emas pada rentang ph 1 sampai 6 ditunjukkan pada gambar 3.1. Hasil voltammogram menunjukkan terdapat puncak pada pembentukan polimerisasi pirol yang sapuannya selalu naik. Hal ini menunjukkan adanya proses oksidasi dimana permukaan elektroda emas terpolimerisasi oleh pirol secara bertahap.

Tabel 3. Nilai Hambatan pada Rentang ph 1 sampai 14 Elektropolimerisasi Pirol ph Hambatan (Ω) 1 30 6. 63 2 32 1. 85 3 48 5. 82 4 51 6.

3 Tabel 3. Nilai Hambatan pada Rentang ph 1 sampai 14 Elektropolimerisasi Pirol ph Hambatan (Ω) (a) (b) (c) (d)

4 (e) (f) Gambar 3.2 Voltammogram elektropolimerisasi dan impedance pada variasi ph: (a) ph 1 (b) ph 2 (c) ph 3 (d) ph 4 (e) ph 5 (f) ph 6 Hasil perolehan yang lain ditunjukkan pada variasi ph 7, 8 dan 9. Dimana pada rentang ph ini hasil voltammogram menunjukkan kestabilan sapuan yang puncaknya terus naik seperti ditunjukkan pada gambar 3.2. Diperole data ba a pada ph 9 nilai ambatan paling ecil sebesar Ω (seperti dit nj an pada tabel 3) dibandingkan rentang ph 1 sampai 14. (a) (b) (c) (d) (e) (f)

5 (g) (h) Gambar 3.3 Voltammogram elektropolimerisasi dan impedance pada variasi ph: (a) ph 7 (b) ph 8 (c) ph 9 (d) ph 10 (e) ph 11 (f) ph 12 (g) ph 13 (h) ph 14 Elektropolimerisasi polipirol pada ph 10 sampai 14 menunjukkan hasil voltammogram dengan sapuan oksidasi dengan kenaikan yang baik. Diperoleh data pada ph tersebut nilai hambatan cenderung turun artinya konduktivitasnya meningkat seiring dengan berkurangnya derajat keasaman. Gambar 3.4 Grafik Konduktivitas Elektropolimerisasi Polipirol pada Berbagai Variasi ph Hubungan konduktivitas elektropolimerisasi pirol pada variasi ph 1 sampai 14 seperti ditunjukkan pada gambar 3.4 diatas. Pola dari grafik yang diberikan yaitu ph 1 sampai 6 nilai konduktivitas turun, kemudian pada ph 7,8 dan 9 nilai konduktivitas naik. Pada ph 10 dan 11 nilai konduktivitas kembali mengalami penurunan dan pada ph 12, 13 dan 14 nilai konduktivitas naik kembali. Grafik tersebut menunjukkan bahwa pada ph 9 diperoleh nilai konduktivitas paling tinggi artinya ph 9 merupakan kondisi terbaik untuk elektropolimerisasi pirol dalam larutan KCl 0,1 M dengan potensial -0,6 V sampai +1,8 V dengan laju scan 100 mv/detik. Dalam keadaan konduktivitas yang tinggi, fungsi pirol sebagai polimer konduktif pada biosensor memiliki kemampuan transfer elektron yang baik. D. KESIMPULAN Pirol merupakan polimer konduktif yang banyak diaplikasikan dalam pengembangan biosensor. Sehingga nilai konduktivitas pirol penting untuk diketahui agar fungsinya sebagai polimer konduktif memiliki kemampuan transfer elektron yang baik. Pada rentang ph 1 sampai 14 elektropolimerisasi pirol pada permukaan elektroda emas dapat dilakukan. Namun data konduktivitas menunjukkan kondisi terbaik elektropolimerisasi pirol pada permukaan elektroda emas dalam larutan KCl 0,1 M yaitu pada ph 9.

6 DAFTAR PUS TAKA 1. Fortier G., Brassard E. dan B langer D., 990, Optimization of a Polypyrrole Gl cose 2. Oxidase Biosensor, Biosensors and Bioelectronics, 5, German N., Voronovic., Ramanavici s A. dan Ramanaviciene A., 20 2, Gold Nanoparticles and Polypyrrole for Gl cose Biosensor Design, Procedia Engineering, 47, Kupila E.L dan Kankare J., Electropolymerization of pyrrole: Effects of ph and anions on the conductivity and growth kinetics of polypyrrole, Synth. Met., 1993, 55, Levi M.D, Lopez C., Vieil E. dan Vorotyntsev M.A, 997, Infl ence of Ionic ize on T e Mec anism of Electrochemical Doping of Polypyrrole Films Studied by Cyclic 6. Voltammetry, Electrochem. Acta, 42, Otero T.F. dan Rodriguez J., Parallel kinetic studies of the electrogeneration of conducting polymers: mixed materials, composition and properties control, Electrochim. Acta, 1994, 39, ad i., c ottland P., Brodiec N. dan abo ra d G., 2000, T e Mec anisms of Pyrrole Electropolymerization, Chem. Soc. Rev., 29,

dokumen-dokumen yang mirip

PENGARUH VARIASI ph ELEKTROPOLIMERISASI ANILIN TERHADAP KONDUKTIVITAS POLIANILIN

PENGARUH VARIASI ph ELEKTROPOLIMERISASI ANILIN TERHADAP KONDUKTIVITAS POLIANILIN Tri Paus Hasiholan Hutapea, Yunita Triana, *Fredy Kurniawan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya Email: hutapea2606@gmail.com