SINTESA HIDROKSIAPATIT DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH CANGKANG TELUR: KARAKTERISASI DIFRAKSI SINAR-X DAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM)

Transkripsi

1 1 SINTESA HIDROKSIAPATIT DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH CANGKANG TELUR: KARAKTERISASI DIFRAKSI SINAR-X DAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) QORI HELLY AMRINA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 2 ABSTRAK QORI HELLY AMRINA. Sintesa Hidroksiapatit dengan Memanfaatkan Limbah Cangkang Telur: Karakterisasi Difraksi Sinar-X dan Scanning Electron Microscopy (SEM). Dibimbing oleh AKHIRUDDIN MADDU dan YESSIE WIDYA SARI. Hidroksiapatit (HAp) termasuk dalam kelompok senyawa kalsium fosfat. HAp sintetik dapat diperoleh tidak hanya melalui reaksi senyawa-senyawa sintetik tetapi dapat juga dengan mereaksikan senyawa sintentik tersebut dengan senyawa alami. Cangkang telur mengandung sebagian besar kalsium karbonat. Kalsium dari cangkang telur dapat digunakan sebagai starting material dalam pembuatan kalsium fosfat. Telah dilakukan sintesa HAp melalui metode presipitasi dari cangkang telur dan (NH 4 ) 2 HPO 4. Derajat kristalinitas dan ukuran kristal meningkat seiring dengan meningkatnya suhu kalsinasi. Variasi konsentrasi dan suhu kalsinasi yang digunakan memberikan pengaruh terhadap fasa yang terbentuk. Fasa lain yang terbentuk pada suhu 110 o C adalah AKB dan pada konsentrasi 0,5/0,3 (M/M) terbentuk fasa lain yakni AKA dan AKB. Hasil perhitungan parameter kisi dipengaruhi oleh adanya fasa AKB dalam sampel, akan memperpendek parameter kisi a. Karakterisasi spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared) dan AAS (Atomic Absorbtion Spectroscopy) pada cangkang telur hasil kalsinasi bertujuan untuk melihat gugus CO 3 2- dan untuk mengetahui persentase kandungan Ca dalam cangkang telur. Karakterisasi sampel XRD (X-Ray Diffraction) bertujuan untuk melihat fasa-fasa yang terbentuk dan untuk menghitung kristalinitas, ukuran kristal serta parameter kisi, SEM (Scanning Electron Microscopy) digunakan untuk melihat morfologi sampel, sementara EDXA (Energy Dispersive X-Ray Analysis) digunakan untuk melihat unsur-unsur yang terdapat dalam sampel. Kata kunci: Cangkang telur, hidroksiapatit, XRD, SEM dan EDXA.

3 3 SINTESA HIDROKSIAPATIT DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH CANGKANG TELUR: KARAKTERISASI DIFRAKSI SINAR-X DAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memeperoleh gelar Sajana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor QORI HELLY AMRINA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

4 4 Judul : Sintesa Hidroksiapatit dengan Memanfaatkan Limbah Cangkang Telur: Karakterisasi Difraksi Sinar-X dan Scanning Electron Microscopy (SEM) Nama : Qori Helly Amrina NRP : G Menyetujui, Dr. Akhiruddin Maddu Pembimbing I Yessie Widya Sari, M.Si Pembimbing II Mengetahui : Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor (Dr. Drh. Hasim, DEA) NIP : Tanggal Lulus :

5 5 RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Agam, Sumatera Barat pada tanggal 11 April 1986 sebagai anak ketiga dari empat bersaudara dari pasangan Drs. Amri Bakar dan Zulfaidar. Penulis dianugerahi nama lengkap Qori Helly Amrina. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 1998 di SDN 01 Tiku, kemudian melanjutkan ke SLTPN 01 Tiku. Tahun 2004 penulis lulus dari SMUN 02 Lubuk Basung dan diterima di IPB pada tahun yang sama melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) sebagai mahasiswa Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama menjalani perkuliahan di IPB, penulis aktif di organisasi Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) serta juga berperan serta dalam beberapa seremonial yang diadakan disekitar kampus. Penulis juga pernah menjadi Asisten Praktikum Fisika Umum pada tahun , selain itu penulis juga aktif mengajar privat dan kelompok belajar pada bimbingan belajar untuk mahasiswa TPB IPB.

6 6 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... iii DAFTAR GAMBAR... iv DAFTAR LAMPIRAN... v PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 1 Tempat dan Waktu... 1 Hipotesa... 1 TINJAUAN PUSTAKA... 1 Cangkang Telur... 1 Struktur Tulang... 2 Struktur Hidroksiapatit... 2 X-Ray Diffraction (XRD)... 2 Scanning Electron Microscopy (SEM)... 3 Fourier Transform Infrared... 3 Atomic Absorbtion Spectroscopy... 3 BAHAN DAN METODE... 4 Bahan dan Alat... 4 Metode Penelitian... 4 Persiapan cangkang telur... 3 Presipitasi... 3 Karakterisasi FTIR cangkang telur... 4 Karakterisasi AAS cangkang telur... 4 Karakterisasi XRD sampel... 4 Karakterisasi SEM/EDXA sampel... 4 HASIL DAN PEMBAHASAN... 5 Analisis cangkang telur... 5 Analisis Difraksi Sinar-X sampel... 6 Analisis Morfologi sampel... 8 Analisis EDXA (Energy Dispersive X-Ray Analysis) sampel... 9 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 12

7 7 DAFTAR TABEL Halaman 1 Komposisi nutrisi cangkang telur ayam yang dikeringkan dengan penempelan albumin 1 2 Kode sampel Hasil identifikasi gugus CO 3 dalam cangkang telur yang dikalsinasi pada 1000 o C Derajat kristalinitas sampel Ukuran kristal sampel (D (002) ) Parameter kisi sampel Rasio Molaritas Ca/P sampel... 9

8 8 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur HAp Skema sinar datang dan sinar terdifraksi oleh kisi kristal Diagram alir penelitian Spektrum spektroskopi FTIR cangkang telur (a) kalsinasi 900 o C dan (b) kalsinasi 1000 o C Pola XRD(a) Sampel A1, (b) Sampel A2 dan (c) sampel A Pola XRD(a) Sampel B1, (b) Sampel B2 dan (c) sampel B Pola XRD (a) Sampel C1, (b) Sampel C2 dan (c) sampel C Morfologi (a) Sampel A1, (b) Sampel A2 dan (c) sampel A Morfologi (a) Sampel B1, (b) Sampel B2 dan (c) sampel B Morfologi (a) Sampel C1, (b) Sampel C2 dan (c) sampel C3... 9

9 9 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Persiapan cangkang telur Presipitasi Pengaturan Alat Percobaan Fotor Alat Pola FTIR cangkang telur yang dikalsinasi pada suhu 900 dan C Pola FTIR cangkang telur yang dikalsinasi pada suhu C (a) penahanan 5 jam, (b) penahanan 10 jam, dan (c) penahanan 15 jam Data JCPDS (a) Hap, (b) AKB, dan (c) AKA Probabilitas Fasa Sampel Perhitungan derajat kristalinitas sampel Perhitungan ukuran kristal Perhitungan Parameter Kisi sampel Komposisi Unsur-unsur dalam sampel hasil karakterisasi EDXA... 31

10 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perbaikan tulang dan patah tulang merupakan masalah kesehatan yang serius dalam setiap pekerjaan klinik. Material pengganti tulang yang umum digunakan adalah autograf (penggantian satu bagian tubuh dengan bagian tubuh lainnya dalam satu individu), allograf (penggantian tulang manusia dengan tulang yang berasal dari manusia lain), xenograf (penggantian tulang manusia dengan tulang yang berasal dari hewan), exogenus (penggantian atau implantasi dengan bahan sintetik atau biasa disebut dengan biomaterial) dan berbagai macam material sintetik lainnya seperti polimer, material logam, komposit dan biokeramik. Setiap material tersebut memiliki kekurangan dan kelebihan sebagai material untuk memperbaiki tulang, seperti stabilitas kimia, biokompatibilitas, biodegradasi dengan tubuh dalam waktu yang lama [1]. Keterbatasan-keterbatasan tersebut memicu perkembangan riset di bidang biomaterial, termasuk hidroksiapatit. Hidroksiapatit yang dibuat secara sintesa kimia disebut hidroksiapatit sintetik. Hidroksiapatit atau HAp adalah senyawa mineral dari anggota kelompok mineral apatit dengan rumus kimia Ca (10-x) A x (PO 4 ) (6- y)b y (OH) (2-z) C z, dengan rasio Ca/P sekitar 1,67 [2]. HAp termasuk dalam kelompok senyawa Kalsium fosfat. HAp sintetik dapat diperoleh tidak hanya melalui reaksi senyawa-senyawa sintetik tetapi dapat juga mereaksikan senyawa sintetik tersebut dengan senyawa alami. Cangkang telur mengandung sebagian besar kalsium karbonat. Kalsium dari cangkang telur dapat digunakan sebagai starting material dalam pembuatan kalsium fosfat. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan menganalisa hidroksiapatit sintesis dari cangkang telur. Karakterisasi yang digunakan adalah X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDXA). Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan pada bulan April 2007 Januari 2008 di Laboratorium Biofisika, Departemen Fisika IPB Kampus IPB Darmaga. Karakterisasi dengan menggunakan XRD dilakukan di BATAN PUSPITEK Serpong dan PPGL Bandung. SEM dilakukan di PPGL Bandung. Hipotesa 1. Cangkang telur dapat dimanfaatkan sebagai starting material kalsium untuk pembentukan hidroksiapatit. 2. Presipitasi cangkang telur yang telah dikalsinasi dan (NH 4 ) 2 HPO 4 membentuk hidroksiapatit. 3. Kenaikan konsentrasi meningkatkan kehadiran hidroksiapatit dalam sampel. 4. Kenaikan temperatur meningkatkan kristalinitas hidroksiapatit. TINJAUAN PUSTAKA Cangkang Telur Cangkang telur ayam mengandung kalsium karbonat yang diperoleh dari saluran telur [3]. Tingginya kandungan CaCO 3 (Tabel 1) menjadikan cangkang telur sebagai komoditas yang berpotensi sebagai starting material biokompatibel biomaterial. Tabel 1 Komposisi nutrisi cangkang telur ayam [4] Nutrisi Kandungan (%berat) Air Protein 1,4-4 Crude fat 0,10-0,20 Ash 89,9-91,1 Kalsium 35,1-36,4 CaCO 3 90,9 Phosphorus 0,12 Magnesium 0,37-0,40 Potassium 0,10-0,13 Sulphur 0,09-0,19 Alanine 0,45 Arginine 0,56-0,57 Aspartic acid 0,83-0,87 Cystine 0,37-0,41 Glutamic acid 1,22-1,26 Glycine 0,48-0,51 Histidine 0,25-0,30 Isoleucine 0,34 Leucine 0,57 Lysine 0,37 Methionine 0,28-0,29 Phenylalanine 0,38-0,46 Proline 0,54-0,62 Serine 0,64-0,65 Thereonine 0,45-0,47 Tyrosine 0,25-0,26 Valine 0,54-0,55

11 2 Struktur Tulang Penyusun utama tulang adalah kolagen (20% berat), kalsium fosfat (69% berat) dan air (9% berat). Bahan organik lain seperti protein, polisakarida dan lemak terdapat dalam jumlah yang kecil. Kalsium fosfat terdapat dalam bentuk kristal hidroksiapatit (HAp) dan kalsium fosfat amorf (amorphus calcium phosphate / ACP). Kristal HAp hadir dalam bentuk plat atau bentuk jarum yang panjang nm, lebar 20 nm dan tebal nm. Keberadaan HAp pada tulang tidak diskrit, melainkan mengisi tulang secara kontinu sehingga memberikan kekuatan yang baik pada tulang [1]. Struktur Hidroksiapatit Hidroksiapatit merupakan anggota dari mineral apatit (M 10 (ZO 4 ) 6 X 2 ), dan memiliki rumus kimia Ca 10-x A x (PO 4 ) 6-y B y (OH) 2-z C [2] z. Hidroksiapatit juga merupakan senyawa kalsium fosfat dengan rasio Ca/P sekitar 1,67 [2]. Jenis senyawa apatit lainnya diperoleh dengan mengganti elemen-elemen pada bagian M, Z dan X. M dapat ditempati oleh unsur Ca, Mg, Sr, Ba, Cd, Pb. Z dapat ditempati oleh unsur P, V, As, S, Si, Ge, dan gugus fungsi CO 3. X dapat ditempati oleh unsur F, Cl, OH, O, Br, serta gugus fungsi CO 3 dan OH. Posisi A dapat ditempati ion magnesium, natrium atau kalium, posisi B dan C dapat ditempati ion karbonat, klorid ataupun fluorid. Struktur kristal dari hidroksiapatit adalah hexagonal dengan dimensi sel a= Å dan c = Å [2]. Struktur ini dapat dipandang sebagai struktur kristal ideal heksagonal 3- (closed-packed) dari ion PO 4 yang mengalami distorsi akibat kehadiran unsur Ca 2+ dan ion OH - dicelah antara ion-ion PO 3-4. Gambar 1 menunjukkan unit sel struktur HAp. Unit sel terdiri dari 2 subsel prisma segitiga rombik. Terdapat 2 kaca horizontal yaitu pada z = ¼ dan z = ¾ dan sebagai tambahan terdapat bidang tengah inversi tepatnya disetiap tengah muka vertikal dari setiap subsel. Unit sel kristal HAp memiliki 2 jenis atom Ca, disebut Ca1 dan Ca2. Perbedaannya terletak pada lokasi dari atom Ca. Setiap subsel memiliki 3 pusat. Atom Ca1 puncak dan dasar masing-masing dihitung sebagai ½ Ca1, sementara Ca1 tengah dihitung sebagai satu Ca1 sehingga setiap subsel memiliki 2 atom Ca dari Ca1. Setiap unit sel memiliki 6 atom Ca2. total atom Ca setiap unit sel adalah 10 yang terdiri dari 4 atom Ca1 dan 6 atom Ca2 [4]. Gambar 1 Struktur HAp [4]. Kristal apatit banyak mengandung gugus karbon dalam bentuk karbonat. Pada struktur hidroksiapatit, karbonat dapat menggantikan ion OH - membentuk kristal apatit karbonat 3- tipe A, dan bila menggantikan ion PO 4 membentuk kristal apatit karbonat tipe B. Pada umumnya, presipitasi pada temperatur rendah akan membentuk apatit karbonat tipe B, sedangkan apatit yang dipresipitasi dari reaksi pada temperatur tinggi akan menghasilkan apatit karbonat tipe A [4]. Sintesa serbuk hidroksiapatit telah dilakukan dengan berbagai sumber Ca dan P [5], diantaranya kalsium nitrat (Ca(NO 3 ) 2 ) dengan diammonium hidrogen fosfat ((NH 4 ) 2 HPO 4 ) dan kalsium hidroksida (Ca(OH) 2 ) dengan asam fosfat (H 3 PO 4 ). X-Ray Diffraction (XRD) Metoda XRD berdasarkan sifat difraksi sinar-x, yakni hamburan cahaya dengan panjang gelombang λ saat melewati kisi kristal dengan sudut datang θ dan jarak antar bidang kristal sebesar d (Gambar 2). Data yang diperoleh dari metode karakterisasi XRD adalah sudut hamburan (sudut Bragg) dan intensitas. Berdasarkan teori difraksi, sudut difraksi bergantung kepada lebar celah kisi sehingga mempengaruhi pola difraksi, sedangkan intensitas cahaya difraksi bergantung dari berapa banyak kisi kristal yang memiliki orientasi yang sama [6]. Metode dapat digunakan untuk menentukan sistem kristal, parameter kisi, derajat kristalinitas dan fase yang terdapat dalam suatu sampel [7]. Gambar 2 Skema sinar datang dan sinar terdifraksi oleh kisi kristal [7].

12 3 XRD dapat memberi informasi secara umum baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif tentang komposisi fasa-fasa (misal dalam campuran). Hal yang perlu diperhatikan pada metode ini adalah tiga hal berikut, yang pertama posisi difraksi maksimum, kedua intensitas puncak dan yang ketiga distribusi intensitas sebagai fungsi dari sudut difraksi. Tiga informasi tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi fasa-fasa yang terdapat dalam suatu bahan. Setiap bahan memiliki pola difraksi yang khas seperti sidik jari manusia. Pola-pola difraksi sinar-x berbagai bahan telah dikumpulkan dalam data JCPDS (Joint Committee of Powder Difraction Standard). Salah satu analisis komposisi fasa dalam suatu bahan adalah dengan membandingkan pola XRD terukur dengan data tersebut [7]. Puncak-puncak pola difraksi sinar-x berhubungan dengan jarak antar bidang. Terlihat pada Gambar 2 jalannya sinar-x yang melalui kisi-kisi kristal. Syarat terjadinya difraksi harus memenuhi hukum Bragg : 2 d sinθ = nλ (1) Jika atom-atom tersusun periodik dalam kristal, gelombang terdifraksi akan terdiri dari interferensi maksimum tajam (peak). Parameter kisi kristal HAp telah diketahui memiliki sistem kristal hexagonal, yakni dengan menggunakan persamaan [7] : h + hk + k l = d 3 a (2) c Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan, diketahui bahwa parameter kisi kristal HAp adalah a = Å dan c = Å [2]. Ukuran kristal dihitung menggunakan persamaan Scherrer yaitu D = kλ βcosθ (3) β adalah FWHM, λ adalah panjang gelombang yang digunakan yaitu 0,15406 nm dan k adalah konstanta yang nilainya bervariasi, untuk material sintesa nilainya adalah 0,9 [7]. Scanning Electron Microscopy (SEM) SEM digunakan untuk mengamati morfologi dari suatu bahan. Prinsipnya adalah sifat gelombang dari elektron yakni difraksi pada sudut yang sangat kecil. Elektron dihamburkan oleh sampel yang bermuatan (karena sifat listriknya). Jika sampel yang digunakan tidak bersifat konduktif, maka sampel terlebih dahulu harus dilapisi (coating) dengan emas. Citra yang terbentuk menunjukkan struktur dari sampel yang diuji. Prinsip kerja SEM mirip dengan mikroskop optik, hanya saja berbeda dalam perangkatnya. Pertama berkas elektron disejajarkan dan difokuskan oleh magnet yang didesain khusus berfungsi sebagai lensa. Energi elektron biasanya 100 kev, yang menghasilkan panjang gelombang kira-kira 0,04 nm. Spesimen sasaran sangat tipis agar berkas yang dihantarkan tidak diperlambat atau dihamburkan terlalu banyak. Bayangan akhir diproyeksikan ke dalam layar pendar atau film. Berbagai distorsi yang terjadi akibat masalah pemfokusan dengan lensa magnetik membatasi resolusi hingga sepersepuluh nanometer [6]. Energy Dispersive X-Ray (EDXA) merupakan satu perangkat dengan SEM. Pengukuran EDXA merupakan perangkat analisa secara kuantitatif untuk menentukan kadar unsur dalam sampel. Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy Spektrometer infrared dapat mengidentifikasi kandungan gugus kompleks dalam senyawa tetapi tidak digunakan untuk menentukan unsur-unsur penyusunnya. Pita serapan energi untuk gugus karbonat dapat diamati pada bilangan gelombang disekitar 1450 cm -1 dan 875cm -1 [8]. Atomic Absorbtion Spectroscopy (AAS) Spektrometer AAS berguna untuk menentukan unsur-unsur logam dengan menggunakan prinsip penyerapan energi sinar atom. Energi tersebut berasal dari luar, yaitu lampu hollow cathode. Fenomena AAS dibagi menjadi dua proses, yaitu produksi atom bebas dari sampel dan serapan radiasi dari sumber luar atom. Serapan radiasi oleh atom bebas terjadi dari keadaan energi dasar (ground state). Biasanya transisi terjadi antara keadaan pertama dengan keadaan dasar, dikenal sebagai garis resonansi pertama. Garis resonansi pertama memiliki absortivitas yang paling tinggi. Atom-atom kalsium atau magnesium dalam larutan akan diuapkan dalam api dengan suhu tinggi, yang menyebabkan

13 4 terurainya ikatan-ikatan kimia di dalam senyawa kalsium fosfat. Atom-atom tersebut akan menyerap sinar dari sumber lampu hollow cathode. Intensitas awal dan intensitas akhir dari sinar tersebut diukur. Banyaknya sinar yang diserap menunjukkan besarnya konsentrasi logam tersebut dalam larutan. BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkang telur, aquabides, aquades, (NH 4 ) 2 HPO 4, dan gas nitrogen. Alat-alat yang digunakan adalah crucible (cawan keramik), statip, buret, gelas piala, pipet, corong, neraca analitik, furnace, aluminum foil, magnetik stirer, hot plate, ph meter, termometer dan kertas saring. Karakterisasi cangkang telur menggunakan AAS dan FTIR. Karakterisasi sampel mengunakan XRD, dan SEM/EDXA. Metode Penelitian Persiapan cangkang telur Sumber kalsium yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkang telur yang telah dikalsinasi dan (NH 4 ) 2 HPO 4. Proses perlakuan cangkang telur meliputi pembersihan, pengeringan dan kalsinasi. Perlakuan diawali dengan pembersihan cangkang telur dari kotoran makro, eliminasi membran cangkang telur kemudian pengeringan di udara terbuka. Cangkang telur yang telah kering dikalsinasi pada dua variasi suhu yakni 900 o C selama 5 jam dan 1000 o C selama 5, 10, 15 jam. Cangkang telur yang telah dikalsinasi siap dikarakterisasi FTIR (Lampiran 1) untuk melihat gugus karbonat dan dilanjutkan karakterisasi AAS untuk mengetahui kandungan Ca 2+ yang ada pada cangkang telur. Presipitasi Cangkang telur yang telah dikalsinasi dilarutkan dalam aquabides 100 ml, selanjutnya ditambahkan larutan (NH 4 ) 2 HPO 4. Massa cangkang telur dan (NH 4 ) 2 HPO 4 yang dilarutkan ditentukan berdasarkan hasil perhitungan stoikiometri sehingga menghasilkan rasio konsentrasi Ca/P sebesar 1,67. Variasi konsentrasi yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 2. Presipitasi dilakukan pada suasana fisiologis (atmosfer nitrogen dan suhu o C) dan untuk homogenisasi presipitasi dilakukan dengan stirring. Setelah presipitasi selesai stirring tetap dilanjutkan selama 30 menit tanpa perlakuan panas kemudian aging selama 24 jam. Presipitat kemudian disaring menggunakan kertas saring dan dicuci menggunakan aquabides kemudian dilanjutkan dengan penyaringan lagi. Pengeringan presipitat dilakukan dengan menggunakan furnace pada suhu 110 o C selama 3 jam sampel lalu dikarakterisasi XRD dan SEM/EDXA. Diamati pula perubahan yang terjadi akibat kalsinasi pada suhu C dan C (lampiran 2 dan 3). Karakterisasi FTIR cangkang telur Karakterisasi FTIR dilakukan untuk mengetahui kandungan gugus karbonat dalam cangkang telur yang telah dikalsinasi. Dua miligram sampel dicampur dengan 100 mg KBr, dibuat pelet lalu di IR dengan jangkauan bilangan gelombang cm -1. Latar belakang absorpsi dihilangkan dengan cara pelet KBr digabung jadi satu setiap pengukuran. Karakterisasi AAS cangkang telur Karakterisasi dengan AAS bertujuan untuk mengukur kadar Ca 2+ yang ada dalam cangkang telur yang telah dikalsinasi. Sampel masing-masing sebanyak ± 0,5 gram yang sudah dikalsinasi dikarakterisasi dengan menggunakan AAS. Karakterisasi XRD sampel Karakterisasi difraksi sinar X dilakukan untuk mengetahui fasa yang terdapat dalam sampel, menentukan ukuran kristal dan kristalinitas. Sekitar 200 mg sampel dicetak langsung pada alumunium ukuran 2 x 2,5 cm dengan bantuan perekat. Sampel dikarakterisasi menggunakan alat XRD dengan sumber Cu yang memiliki panjang gelombang 1,5406 Å. Karakterisasi SEM/EDXA sampel Karakterisasi dengan Scanning Electron microscopy (SEM) dilakukan untuk mengetahui morfologi presipitat. Sampel diletakkan pada plat alumunium yang memiliki dua sisi kemudian dilapisi dengan lapisan emas setebal 48 nm. Sampel yang telah dilapisi diamati menggunakan SEM dengan tegangan 22 kv dan perbesaran X. Karakterisasi dengan Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDXA) merupakan satu perangkat dengan SEM (Lampiran 4).

14 5 Tabel 2 Kode sampel Perbandingan Molaritas Ca/P Suhu ( 0 C) Kode Sampel 110 A1 0,01/0, A2 900 A3 110 B1 0,05/0, B2 900 B3 110 C1 0,5/0,3 800 C2 900 C3 Penelusuran literatur dan persiapan perlengkapan Persiapan cangkang telur Kalsinasi cangkang telur pada suhu 900 o C selama 5 jam dan 1000 o C selama 5, 10 dan 15 jam Karakterisasi FTIR dan AAS Analisis data Presipitasi Karakterisasi XRD dan SEM/EDXA Analisis data Penyusunan laporan Gambar 3 Diagram alir penelitian. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis cangkang telur Spektroskopi FTIR mengidentifikasi gugus fungsi dalam sampel yang telah dikalsinasi. Gugus fungsi yang teridentifikasi dari hasil kalsinasi cangkang telur yaitu gugus hidroksil (OH - ) dan karbonat (CO 2-3 ) (Gambar 3). Cangkang telur yang dikalsinasi pada suhu 900 o C (Gambar 4) memperlihatkan gugus pita absorbsi OH - pada bilangan 1638 dan 3441 cm serta CO 3 ditunjukkan gugus pita absorbsi pada bilangan gelombang 871 dan 1420 cm -1. Kalsinasi cangkang telur pada suhu 1000 o C memperlihatkan pita absorbsi OH - pada bilangan 1638 dan 3444 cm -1 dan 2- CO 3 ditunjukkan gugus pita pada bilangan gelombang 874 dan 1420 cm -1 (Lampiran 5). Kalsinasi pada suhu 900 o C dan 1000 o C menyebabkan terjadinya eliminasi CO 2-3. Hasil kalsinasi menunjukkan suhu 900 o C 2- memiliki nilai transmitansi CO 3 yang lebih rendah atau absorpsi lebih tinggi dari pada kalsinasi suhu 1000 o C. Hal ini menunjukkan 2- bahwa kandungan CO 3 pada suhu 900 o C lebih tinggi daripada suhu 1000 o C. Karbonat memberikan pengaruh dalam sintesa apatit. Struktur karbonat dalam apatit dapat menempati dua posisi, pertama menggantikan OH - membentuk apatit karbonat tipe A, dan kedua menggantikan PO 3-4 membentuk apatit karbonat tipe B. Oleh sebab itu, untuk menghindari terbentuknya apatit karbonat tipe A atau karbonat tipe B, digunakan starting material hasil kalsinasi pada suhu 1000 o C. Selanjutnya, dilakukan variasi lama waktu penahanan pada suhu 1000 o C yang bertujuan untuk meminimalisasi 2- intensitas gugus CO 3 pada sampel. Variasi yang dilakukan adalah 5, 10 dan 15 jam (Lampiran 6). Hasil identifikasi dengan menggunakan FTIR menunjukkan penahanan 2-5 jam memiliki transmitansi gugus CO 3 yang lebih tinggi, menandakan rendahnya 2- kandungan CO 3 (Tabel 3). Dalam sintesa hidroksiapatit digunakan starting material hasil kalsinasi pada suhu 1000 o C dengan penahanan 5 jam. Tabel 3 Hasil identifikasi gugus CO 3 2- dalam cangkang telur yang dikalsinasi pada 1000 o C Sampel Transmitansi (%) cm cm -1 5 Jam Jam Jam 23 33

15 6 CO o C o C I a OH - OH - CO CO 3 OH - CO o C 1000 o C OH - Gambar 4 Spektrum spektroskopi FTIR cangkang telur (a) kalsinasi 900 o C dan (b) kalsinasi 1000 o C penahan 5 jam. Kadar kalsium (Ca 2+ ) dalam cangkang telur dari hasil kalsinasi yakni pada suhu 1000 o C dengan penahanan 5 jam, diukur dengan menggunakan Atomic Absorption Spectrometer (AAS). Persentase Ca yang diperoleh 70,86 % dari massa total. b c Analisis Difraksi Sinar-X sampel Hasil presipitasi dikarakterisasi menggunakan X-Ray Diffraction. Pola karakterisasi XRD sampel HAp dapat dilihat pada gambar 5, 6 dan 7. I a 2θ Gambar 6 Pola XRD (a) sampel B1, (b) sampel B2 dan (c) sampel B3. b c 2θ Gambar 5 Pola XRD (a) sampel A1, (b) sampel A2 dan (c) sampel A3. Hasil XRD memperlihatkan bahwa masing-masing sampel mayoritas hadir dalam bentuk HAp. Beberapa puncak XRD sampel sesuai dengan data JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) untuk HAp (Lampiran 7). Puncak sampel A1 yaitu pada 2θ 25,81 o, 31,87 o, dan 32,97 o merupakan milik HAp dengan hkl : (002), (211), dan (300). Sampel A1 juga memiliki dua puncak AKB pada 2θ 29,20 o dan 46,99 o (Lampiran 8), hal ini dapat terjadi karena pada umumnya apatit biologis maupun hasil sintesis pada temperatur rendah adalah apatit karbonat tipe B, sedangkan apatit yang diproduksi dari reaksi padat dan temperatur tinggi adalah karbonat tipe A [9]. Sampel A2 dan A3 menunjukkan fasa HAp untuk keseluruhan puncak (Gambar 5). Sampel B1 juga memiliki puncak AKB serta sampel B2 dan B3 menunjukkan fasa HAp untuk keseluruhan puncak (Gambar 6). Sampel C1, C2 dan C3 (Gambar 7) menunjukkan adanya fasa AKA dan AKB pada beberapa puncak. HAp dihasilkan secara langsung tanpa kehadiran fasa kalsiun fosfat

16 7 metastabil pada kondisi supersaturasi rendah (konsentrasi Ca dibawah 2 mm). Persipitasi kalsium fosfat pada kondisi supersaturasi tinggi (konsentrasi Ca diatas 10 mm) menghasilkan amorf atau kalsium fosfat [10]. Konsentrasi Ca/P yang digunakan dalam sampel C1, C2 dan C3 adalah 0,5/0,3, yang melewati batas kondisi supersaturasi tinggi sehingga terbentuk kalsium fosfat metastabil seperti AKA dan AKB. Konsentrasi yang sama dengan variasi suhu yang berbeda menunjukkan derajat kristalinitas yang berbeda. Derajat kristalinitas merupakan besaran yang menyatakan banyaknya kandungan kristal dalam suatu material dengan membandingkan luasan kurva kristal dengan luasan amorf dan kristal [3]. Luasan amorf dan kristal bisa didapat dengan menggunakan program Powder X. Perhitungan derajat kristalinitas menggunakan parameter FWHM (Full Width at Half Maximum). Fraksi luas kristal atau amorf dihitung dengan mengalikan FWHM dan intensitas. Perhitungan derajat kristalinitas dapat dilihat pada Lampiran 9. Persentase derajat kristalinitas meningkat sebanding dengan kenaikan suhu kalsinasi. Suhu kalsinasi yang semakin tinggi menyebabkan susunan atom dalam sampel semakin teratur sehingga semakin banyak kristal yang terbentuk seperti yang terlihat pada Tabel 4. Sampel C yang memiliki fasa AKB dan AKA, memperlihatkan kenaikan yang tidak terlalu signifikan terhadap kenaikan suhu, hasil ini sesuai dengan hasil penelitian lainnya yang menyatakan kehadiran karbonat pada sintetik apatit akan menyebabkan menurunnya proses kristalisasi terhadap meningkatnya konsentrasi karbonat [9]. Kristalinitas sampel A2 sangat signifikan dibandingkan sampel A1. Kehadiran AKB pada sampel A1 menyebabkan kristalinitas rendah, sementara sampel A2 menunjukkan fasa HAp untuk keseluruhan maksima. Ukuran kristal dihitung menggunakan persamaan Scherrer (Lampiran 10). Ukuran kristal berbanding terbalik dengan harga FWHM. Nilai FWHM yang semakin kecil menunjukkan ukuran kristal yang semakin besar. Ukuran kristal bidang (002) dapat dilihat pada Tabel 5. Pada sampel C bidang (002) merupakan milik AKA. Kenaikan suhu mengakibatkan nilai FWHM semakin kecil sehingga ukuran kristal semakin besar. Secara umum terlihat dengan kenaikan konsentrasi terjadi penurunan ukuran kristal. I a b c 2θ Gambar 7 Pola XRD (a) sampel C1, (b) sampel C2 dan (c) sampel C3. Tabel 4 Derajat kristalinitas sampel Kode Sampel Kristalinitas (%) A1 99,15 A2 99,72 A3 99,74 B1 99,42 B2 99,66 B3 99,73 C1 99,17 C2 99,28 C3 99,42 Parameter kisi dapat dihitung dengan menggunakan jarak antar bidang pada geometri kristal heksagonal dengan menggunakan persamaan (1) dan (2). Perhitungan parameter kisi dapat dilihat pada Lampiran 11.

17 8 Tabel 5 Ukuran kristal sampel (D (002) ) β β Kode Sampel (deg) (rad) D (002) (nm) A1 0,3840 0, ,23 A2 0,3072 0, ,55 A3 0,3072 0, ,55 B1 0,4875 0, ,73 B2 0,3840 0, ,24 B3 0,3840 0, ,24 C1 0,5287 0, ,69 C2 0,4462 0, ,68 C3 0,5482 0, ,93 5) dari hasil pola XRD. Butir didefinisikan sebagai kristal individu [12]. Ukuran kristal sampel A1 adalah 21,23 nm sedangkan A2 dan A3 26,55 nm. Morfologi sampel B1 terlihat seperti kelompok partikel yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan sampel B2 dan B3 (Gambar 9). Hasil perhitungan juga memperlihatkan hal yang sama, ukuran kristal sampel B1 16,73 nm sementara sampel B2 dan B3 21,24 nm. a Tabel 6 Parameter kisi sampel Kode Parameter Kisi Sampel A (Å) c(å) A1 9,3769 6,8836 A2 9,4320 6,8762 A3 9,4243 6,8841 B1 9,4125 6,8941 B2 9,4109 6,8680 B3 9,4232 6,8277 C1 9,3791 6,8519 C2 9,3759 6,8033 C3 9,3600 6,6704 Hasil perhitungan parameter kisi a dan c dapat dilihat pada Tabel 6. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa parameter kisi sampel berada dalam kisaran nilai parameter HAp, sehinggga dapat dikatakan bahwa fasa yang terbentuk pada sampel adalah hidroksiapatit. Sampel A1, C1, C2 dan C3 yang memiliki fasa AKB mempunyai parameter kisi a yang lebih kecil dibandingkan yang lainnya. Kehadiran ion karbonat dalam kristal apatit karbonat tipe B akan memperpendek parameter kisi a. Kontraksi parameter kisi a pada kristal apatit karbonat tipe B terjadi karena ion karbonat berbentuk planar menggantikan ion fosfat yang berbentuk tetrahedral dan relatif lebih besar [9]. Analisis Morfologi sampel Hasil observasi sampel dengan SEM dapat dilihat dalam Gambar 8, 9 dan 10. Perbesaran yang digunakan adalah x. Hasil observasi sampel A1, A2 dan A3 (Gambar 8) tampak seperti kelompok partikel bulat kecil yang rapat. Ukuran butir pada sampel A1 terlihat lebih kecil dibandingkan dengan sampel A2 dan A3. Hal ini diperkuat dengan hasil perhitungan ukuran kristal (Tabel b c Gambar 8 Morfologi (a) sampel A1, (b) sampel A2 dan (c) sampel A3.

18 9 a a b b c c Gambar 9 Morfologi (a) sampel B1, (b) sampel B2, dan (c) sampel B3. Sampel C1 juga terlihat kelompok partikel yang lebih kecil dibandingkan dengan sampel C2 dan C3 (Gambar 10). Kenaikan suhu mengakibatkan meningkatnya energi getaran termal, yang kemudian mempercepat difusi atom melalui batas butir, dari butiran yang kecil menuju yang lebih besar [12]. Analisis EDXA (Energy Dispersive X-Ray Analysis) sampel Pengukuran EDXA dilakukan bersamaan dengan observasi SEM. Rasio Molaritas Ca/P dapat dilihat pada Tabel 7. Rasio Ca/P pada HAp adalah 1,67 [2]. Gambar 10 Morfologi (a) sampel B1, (b) sampel B2, dan (c) sampel B3. Tabel 7 Rasio Molaritas Ca/P sampel Kode Sampel Ca/P A1 2,05 A2 1,84 A3 2,07 B1 1,92 B2 2,21 B3 2,03 C1 1,79 C2 2,06 C3 2,12

19 10 Rasio Ca/P pada sampel relatif lebih besar dari rasio HAp. Hal ini dikarenakan starting material yang digunakan sebagai sumber CaO adalah cangkang telur yang masih mengandung CaCO 3, sehingga setelah terjadi reaksi antara CaO dan (NH 4 ) 2 HPO 4 masih ada CaCO 3 yang tidak ikut bereaksi yang pada akhirnya mempengaruhi jumlah Ca yang ada pada sampel. Nilai Ca/P didapat dengan menghitung mol Ca dan P dari persentase massa hasil EDXA (Lampiran 12) dibagi dengan bobot atom Ca dan P. kemudian mol Ca dibagi dengan mol P (Tabel 7). SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Cangkang telur memiliki kandungan kalsium yang tinggi sehingga dapat dimanfaatkan sebagai starting material untuk pembentukan HAp. Presipitasi cangkang telur dengan (NH 4 ) 2 HPO 4 membentuk HAp. Hasil perhitungan kristalinitas dan ukuran kristal HAp yang terbentuk memperlihatkan peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu kalsinasi. Hal ini diperkuat dengan hasil SEM, kristalinitas dan ukuran kristal meningkat dengan kenaikan suhu kalsinasi. Parameter kisi sampel dipengaruhi oleh kehadiran ion karbonat dalam kristal apatit karbonat tipe B yang memperpendek parameter kisi a. Variasi konsentrasi memperlihatkan pengaruh terhadap hasil sintesa. Sampel A dengan perbandingan molaritas 0,01/0,006 pada suhu 110 o C terlihat adanya fasa AKB, sampel C dengan perbandingan molaritas 0,5/0,3 menunjukkan adanya fasa AKB dan AKA yang terbentuk, sementara sampel B (0,05/0,03) menunjukkan semua fasa yang terbentuk adalah HAp. Jadi, perbandingan konsentrasi untuk sintesa HAp dengan starting material cangkang telur adalah 0,05/0,03. Hasil observasi SEM menunjukkan kristal berukuran dengan orde nanometer yang tampak seperti kelompok partikel. Kenaikan suhu mempengaruhi morfologi sampel, sampel dengan suhu 800 dan 900 o C terlihat bentuk partikel yang lebih jelas dibandingkan dengan suhu 110 o C. Saran Berdasarkan pengalaman peneliti dalam sintesa HAp dari cangkang telur, bagi yang akan melanjutkan penelitian ini minimumkan 2- kandungan CO 3 dalam hasil kalsinasi cangkang telur, kemudian teknik-teknik eksperimen seperti ph, temperatur, dan kecepatan pengadukan diperhatikan. DAFTAR PUSTAKA 1. Langenati R, Ngatijo, Widjaksana, Abdul L, Bambang S. aplikasi hidroksiapatit di bidang medis. 2. Aoki H. Science and Medical Applications of Hydroxyapatite. Tokyo: Tokyo Medical and Dental University Riyani E, A Maddu, DS Soejoko, Karakterisasi Senyawa Kalsium Fosfat karbonat hasil Pengaruh Penambahan Ion F - dan Mg 2+. Jurnal Biofisika 1: Bigi A, E Foresti, R Gregorini, A Ripamonti, N Roveri, JS Shah, The role of Magnesium on the Structure of Biological apatites. Calc Tiss Ress 50: Prabakaran K, Balamurunga A, Rajeswari S, Development of Calcium Phosphate Based Apatie From Hen s Eggshell. Bull. Matar. Sci 28: Cullity BD, Stock SR. Elements of X- Ray Diffraction. Prentice Hall, New Jersey Watanabe Y, Moriyoshi Y, Suetsugu Y, Ikoma T, Kasama T, Hashimoto T, Yamada H, Tanaka J Hydrothermal Formation of Hydroxyapatite Layers on the Surface of Type-A Zeolite. Journal of American Ceramic Society, 87 [7], Hidayat Y, A Maddu, DS Soejoko. Spektroskopi Fourier Transform Infared (FTIR) Senyawa Kalsium Fosfat Pengaruh Ion F - dan Mg 2+ hasil Presipitasi. Jurnal Biofisika Notonegoro HA. Analisis Spektroskopi Inframerah dan Difraksi Sinar-X Pertumbuhan Kristal Apatit pada Mucoza Ampela Ayam [skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia; Skoog DA, F James Holler, and Timothy A. Nieman. Principeles of Instrumental Analysis fifth edition. Brooks/Cole: Thomson Learning.

20 Vlack V. Ilmu dan Teknologi Bahan. Jakarta : Erlangga Bhat SV. Biomaterials. India: Alpha Science International; Rafal AM. Polymer-calcium Phosphate Composites for Use As an Inject able Bone Substitute [theses]. Massachussetts Institute of technology; Muslich, A. Optimation Of Apatite Growth On Chicken Mucoza : Infrared Spectroscopy [skripsi]. Bogor : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB; Halliday D, Resnick R.. Fisika. Pantur Silaban dan Erwin Sucipto, penerjemah; Jakarta: Erlangga Terjemahan dari: Physics. 17. Soejoko DS, S Wahyuni, Spektroskopi Infared Senyawa Kalsium Fosfat Hasil Presipitasi. Makara Seri Sains 6: Arifianto. Pengaruh Atmosfer dan Suhu Sintering terhadap Komposisi Pelet Hidroksiapatit yang dibuat dari Sintesa Kimia dengan Media Air dan SBF [skripsi]. Bogor : Institut Pertanian Bogor Danilchenko S.N, Koropov A.V, Protsenko Yu, Sulkio-Cleff B, Sukhodub L.F, Thermal Behavior of Biogenic Aptite Crystals in Bone:an X-Ray Diffraction study. Cryst. Res. Technol 41(3): Gomes-Morales J, Torrent-Burgues J, Boix T, Fraile J, Rodrigues-Clemente R, Precipitation of Stoichiometric Hydroxyapatite by Continuous Method. Cryst. Res. Technol 36(1):15-26.

21 LAMPIRAN 2

22 13 Lampiran 1 Persiapan Cangkang Telur 900 o C selama 5 Jam 1000 o C selama 5, 10 dan 15 Jam Karakterisasi FTIR, AAS

23 14 Lampiran 2 Presipitasi & 0,01 M Ca + 0,006 M (NH4)2HPO4 0,05 M Ca + 0,03 M (NH4)2HPO4 0,5 M Ca + 0,3 M (NH4)2HPO4 24 Jam 110, 800 dan 900 o C Karakterisasi XRD, SEM/EDXA

24 15 Lampiran 3 Pengaturan Alat Percobaan Buret diisi dengan larutan (NH 4 ) 2 HPO 4 Larutan Cangkang Telur yang telah dikalsinasi Aluminum foil HOT PLATE Magnetic stirrer ph meter dan termometer digital

25 16 Lampiran 4 Gambar Alat Furnace Alat XRD Alat SEM/EDXA Alat FTIR Alat AAS

26 17 Lampiran 5 Pola FTIR cangkang telur yang dikalsinasi pada suhu (a) 900 dan (b) C a CO 3 2- CO 3 2- CO 3 2- b CO 3 2-

27 Lampiran 6 Pola FTIR cangkang telur yang dikalsinasi pada suhu C (a) penahanan 5 jam, (b) penahanan 10 jam, dan (c) penahanan 15 jam 18

28 19 Lampiran 7 Data JCPDS (a) Hap, (b) AKB, dan (c) AKA a b c

29 20 Lampiran 8 Probabilitas Fasa Sampel Kode Sampel h k l Probabilitas 2θ Fasa (%) 2θ Sampel HAp AKB AKA HAp AKB AKA Kesimpulan A1 25, ,7 99,7 99,4 HAp/AKB 28, ,9 99,9 HAp/AKB 29, ,2 99,5 AKB 31, ,7 99,1 98,9 HAp 32, ,8 99,6 HAp 34, ,8 99,8 HAp/AKB 39, ,7 HAp 44, ,5 HAp 46, ,4 99,8 AKB 49, ,9 99,8 HAp 53, ,9 HAp A2 10, ,8 99,4 HAp 16, ,5 99,7 HAp 21, ,6 98,9 HAp 22, ,3 99,8 HAp 25, ,7 99,7 99,3 HAp 28, ,7 99,7 HAp 28, ,8 98,5 HAp 31, ,8 98,6 99,4 HAp 32, ,9 92,9 HAp 33, ,9 99,5 99,8 HAp 35, ,9 99,8 HAp 39, ,7 HAp 39, ,8 99,8 HAp 41, ,7 HAp 43, ,9 99,8 HAp 44, ,7 HAp 45, ,9 99,8 HAp 46, ,8 HAp 47, ,7 HAp 49, ,9 99,8 HAp 50, ,9 HAp 51, ,9 HAp 51, ,8 HAp 53, ,9 HAp 55, ,9 HAp 57, ,9 HAp A3 10, ,2 99,9 HAp 16, ,2 99,3 HAp 21, ,3 99,4 HAp 22, ,8 99,2 HAp 25, ,9 99,6 99,5 HAp 28, ,9 99,9 HAp 28, ,9 HAp 31, ,9 98,6 99,3 HAp 32, ,9 HAp 34, ,9 99,7 HAp 35, ,9 98,6 99,5 HAp 39, ,8 99,3 HAp 39, ,9 99,9 HAp 43, ,9 99,8 HAp 44, ,5 HAp

30 21 Kode Sampel h k l Probabilitas 2θ Fasa (%) 2θ Sampel HAp AKB AKA HAp AKB AKA Kesimpulan A3 46, ,9 HAp 48, ,9 HAp 49, ,9 99,7 HAp 51, ,9 99,9 HAp 52, ,9 99,9 HAp 53, ,8 HAp 54, ,9 HAp 55, ,9 HAp 57, ,9 HAp B1 25, ,9 99,6 99,4 HAp 28, ,9 99,9 HAp 31, ,9 98,7 HAp 34, ,9 99,7 HAp 39, ,9 99,8 HAp 46, ,9 HAp 49, ,9 99,7 HAp 53, ,9 HAp B2 11, ,2 83,7 HAp 16, ,9 99,5 HAp 21, ,9 98,6 HAp 22, ,9 99,0 HAp 25, ,9 99,6 99,5 HAp 28, ,9 99,9 HAp 28, ,9 98,6 HAp 31, ,9 98,6 99,4 HAp 32, ,9 97,8 HAp 34, ,9 99,7 99,5 HAp 35, ,8 99,7 HAp 39, ,9 99,9 HAp 42, ,9 HAp 43, ,9 99,8 HAp 44, ,5 HAp 45, ,9 99,8 HAp 46, ,9 HAp 48, ,9 HAp 49, ,9 99,8 HAp 50, ,9 HAp 51, ,9 HAp 52, ,9 HAp 53, ,8 HAp 55, ,9 HAp 57, ,9 HAp B3 10, ,9 99,1 HAp 21, ,5 99,1 HAp 22, ,9 98,9 HAp 25, ,8 99,2 99,8 HAp 28, ,9 99,9 HAp 28, ,9 98,8 HAp 31, ,9 98,8 99,2 HAp 32, ,8 99,6 HAp 34, ,9 99,8 99,5 HAp 35, ,8 99,9 HAp 39, ,9 99,8 HAp 42, ,9 HAp 43, ,9 99,8 HAp

31 22 Kode Sampel B3 C1 C2 C3 h k l Probabilitas 2θ Fasa (%) 2θ Sampel HAp AKB AKA HAp AKB AKA Kesimpulan 44, ,6 HAp 45, ,7 99,5 HAp 46, ,9 HAp 48, ,9 HAp 49, ,9 99,9 HAp 50, ,9 HAp 51, ,8 HAp 52, ,9 HAp 53, ,9 HAp 55, ,9 HAp 57, ,8 HAp 26, ,9 98,3 99,3 AKA 29, ,3 99,3 HAp 32, ,6 99,9 97,9 AKB 34, ,0 99,4 98,6 AKB 40, ,3 99,2 HAp 42, ,3 99,8 AKB 46, ,4 HAp 49, ,4 99,6 AKB 51, ,6 HAp 52, ,8 HAp 53, ,3 HAp 64, ,9 HAp 10, ,6 98,8 HAp 17, ,1 97,9 HAp 26, ,2 98,6 99,6 AKA 28, ,8 99,8 HAp 29, ,5 99,2 HAp 32, ,4 99,5 99,4 AKB 33, ,3 99,1 HAp 34, ,2 98,6 97,8 AKB 40, ,0 99,4 HAp 48, ,6 HAp 49, ,6 99,7 AKB 50, ,4 HAp 53, ,4 HAp 64, ,6 HAp 22, ,8 97,5 HAp 22, ,6 97,9 HAp 26, ,3 97,5 98,5 AKA 28, ,4 98,4 HAp 29, ,5 99,8 AKB 32, ,4 99,7 99,8 AKB 33, ,5 98,3 HAp 34, ,5 98,9 98,1 AKB 40, ,8 47, ,0 HAp HAp 49, ,0 99,2 AKB 51, ,5 HAp 53, ,0 HAp 65, ,1 HAp

32 23 Lampiran 9 Perhitungan Derajat Kristalinitas Sampel Kristalinitas = Fraksi luas kristalin Fraksi luas kristalin + fraksi luas amorf Keterangan : Fraksi luas kristal = β kristal x Intensitas Fraksi luas Amorf = β amorf x Intensitas 1 β = ( 2θ2-2θ 1 ) 2 Contoh Fraksi luasan amorf Contoh Fraksi luasan kristal Kode Amorf Kristal Fraksi luas Kristalinitas sampel β (rad) I β (rad) I Amorf Kristal (%) A1 0, ,4545 0, , , ,15 A2 0, ,2570 0, , , ,72 A3 0, ,1449 0, , , ,74 B1 0, ,7411 0, , , ,42 B2 0, ,8178 0, , , ,66 B3 0, ,4140 0, , , ,73 C1 0, ,7236 0, , , ,17 C2 0, ,5023 0, , , ,28 C3 0, ,8187 0, , , ,42

33 24 Lampiran 10 Perhitungan ukuran kristal sampel D = kλ βcosθ, k = 0, 9 dan λ = 0, nm Kode sampel 2θ (deg) θ (deg) Cos θ β (deg) β (rad) β Cos θ D (002) (nm) A1 25,8 12,9 0,9747 0,384 0,0067 0, ,23 A2 25,8 12,9 0,9747 0,307 0,0054 0, ,54 A3 25,9 12,9 0,9746 0,307 0,0054 0, ,55 B1 25,8 12,9 0,9747 0,488 0,0085 0, ,73 B2 25,8 12,9 0,9747 0,384 0,0067 0, ,24 B3 25,9 12,9 0,9746 0,384 0,0067 0, ,24 C1 26,1 13,0 0,9741 0,489 0,0085 0, ,69 C2 26,1 13,0 0,9742 0,415 0,0072 0, ,68 C3 26,4 13,2 0,9736 0,482 0,0084 0, ,93

34 25 Lampiran 11 Perhitungan Parameter Kisi Sampel Sin 2 θ = A (h 2 + hk + k 2 ) + Cl 2 A = 2 λ 3a dan C = 2 λ 2 4c Kode 2 θ θ h k l Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ a (Å) c(å) Keterangan Sampel A1 25,807 12,904 0,050 0,017 0,012 0,007 0,006 0,004 0, ,899 a = 9.38 ± 0,02Å 28,115 14,058 0,059 0,020 0,015 0,008 0,007 0,005 0, ,377 6,890 29,197 14,598 0,064 0,021 0,016 0,009 0,007 0,005 0, ,337 c = 6,88 ± 0,03Å 31,877 15,939 0,075 0,025 0,019 0,011 0,008 0,006 0, ,377 6,909 32,976 16,488 0,081 0,027 0,020 0,012 0,009 0,007 0, ,402 34,128 17,064 0,086 0,029 0,022 0,012 0,010 0,007 0, ,377 6,882 39,937 19,969 0,117 0,039 0,029 0,017 0,013 0,010 0, ,391 44,593 22,297 0,144 0,048 0,036 0,021 0,016 0,012 0, ,377 46,995 23,498 0,159 0,053 0,040 0,028 0,018 0,013 0, ,377 6,821 49,479 24,739 0,175 0,059 0,044 0,025 0,019 0,015 0, ,377 6,900 53,172 26,586 0,200 0,067 0,050 0,029 0,023 0,017 0, ,377 6,885 A2 10,901 5,450 0,009 0,003 0,002 0,001 0,001 0,001 0, ,365 16,762 8,381 0,021 0,007 0,005 0,003 0,002 0,002 0, ,439 6,927 a = 9,43 ± 0,02Å 21,727 10,863 0,036 0,012 0,009 0,005 0,004 0,003 0, ,439 22,741 11,370 0,039 0,013 0,010 0,006 0,004 0,003 0, ,439 6,966 c = 6,88 ± 0,07Å 25,803 12,901 0,050 0,017 0,012 0, ,004 0, ,904 28,035 14,017 0,059 0,020 0,015 0,008 0,007 0,005 0, ,439 6,904 28,937 14,469 0,062 0,021 0,016 0,009 0,007 0,005 0, ,419 31,707 15,853 0,075 0,025 0,019 0,011 0,008 0,006 0, ,439 6,899 32,905 16,453 0,080 0,027 0,020 0,011 0,009 0,007 0, ,439 6,656 33,998 16,999 0,085 0,028 0,021 0,012 0,009 0,007 0, ,439 6,893

35 26 Kode 2 θ θ h k l Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ a (Å) c(å) Keterangan Sampel A2 35,434 17,717 0,093 0,031 0,023 0,013 0,010 0,008 0, ,439 6,839 39,105 19,553 0,112 0,037 0,028 0,016 0,012 0,009 0, ,439 6,901 39,733 19,867 0,115 0,038 0,029 0,016 0,013 0,010 0, ,437 41,883 20,942 0,128 0,043 0,032 0,018 0,014 0,011 0, ,439 6,943 43,763 21,881 0,139 0,046 0,035 0,020 0,015 0,012 0, ,439 6,897 44,504 22,252 0,143 0,048 0,036 0,020 0,016 0,012 0, ,395 45,265 22,633 0,148 0,049 0,037 0,021 0,016 0,012 0, ,439 6,888 46,636 23,318 0,157 0,052 0,039 0,022 0,017 0,013 0, ,423 6,907 47,963 23,982 0,165 0,055 0,041 0,024 0,018 0,014 0, ,439 6,907 49,462 24,731 0,175 0,058 0,044 0,025 0,019 0,015 0, ,439 6,879 50,471 25,235 0,182 0,061 0,045 0,026 0,020 0,015 0, ,439 6,745 51,237 25,619 0,187 0,062 0,047 0,027 0,021 0,016 0, ,427 51,988 25,994 0,192 0,064 0,048 0,027 0,021 0,016 0, ,439 6,889 53,084 26,542 0,200 0,067 0,050 0,029 0,022 0,017 0, ,895 55,938 27,969 0,220 0,073 0,055 0,031 0,024 0,018 0, ,439 6,806 57,085 28,542 0,228 0,076 0,057 0,033 0,025 0,019 0, ,439 6,879 A3 10,733 5,366 0,094 0,009 0,003 0,002 0,001 0,001 0, ,510 16,703 8,352 0,145 0,021 0,007 0,005 0,003 0,002 0, ,433 6,973 a = 9,42 ± 0,03Å 21,659 10,829 0,188 0,035 0,012 0,009 0,005 0,004 0, ,468 22,864 11,432 0,198 0,039 0,013 0,010 0,006 0,004 0, ,416 6,886 c = 6,88 ± 0,06Å 25,853 12,926 0,224 0,050 0,017 0,013 0,007 0,006 0, ,887 28,111 14,056 0,243 0,059 0,020 0,015 0,008 0,007 0, ,432 6,884 28,948 14,474 0,250 0,062 0,021 0,016 0,009 0,007 0, ,415 31,727 15,864 0,273 0,075 0,025 0,019 0,011 0,008 0, ,432 6,959 32,870 16,435 0,283 0,080 0,027 0,020 0,011 0,009 0, ,416 6,675 34,051 17,026 0,293 0,086 0,029 0,021 0,012 0,010 0, ,416 6,887 35,487 17,744 0,305 0,093 0,031 0,023 0,013 0,010 0, ,416 6,873 39,133 19,566 0,335 0,112 0,037 0,028 0,016 0,012 0, ,416 6,911 39,799 19,899 0,340 0,116 0,039 0,029 0,017 0,013 0, ,422 43,765 21,883 0,373 0,139 0,046 0,035 0,020 0,015 0, ,415 6,901 44,618 22,309 0,380 0,144 0,048 0,036 0,021 0,016 0, ,373

36 27 Kode 2 θ θ h k l Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ Sin θ a (Å) c(å) Keterangan Sampel A3 46,727 23,363 0,397 0,157 0,052 0,039 0,022 0,017 0, ,416 6,878 48,091 24,046 0,407 0,166 0,055 0,042 0,024 0,018 0, ,416 6,889 49,419 24,709 0,418 0,175 0,058 0,044 0,025 0,019 0, ,416 6,897 51,233 25,617 0,432 0,187 0,062 0,047 0,027 0,021 0, ,428 52,126 26,063 0,439 0,193 0,064 0,048 0,028 0,021 0, ,416 6,873 53,228 26,614 0,448 0,201 0,067 0,050 0,029 0,022 0, ,878 54,408 27,204 0,457 0,209 0,070 0,052 0,030 0,023 0, ,434 6,888 55,881 27,941 0,469 0,220 0,073 0,055 0,031 0,024 0, ,416 6,891 57,130 28,565 0,478 0,229 0,076 0,057 0,033 0,025 0, ,416 6,886 B1 25,827 12,914 0,050 0,017 0,012 0,007 0,006 0,004 0, ,894 a = 9, ,124 14,062 0,059 0,020 0,015 0,008 0,007 0,005 0, ,413 6,883 ± 0,0003Å 31,767 15,884 0,075 0,025 0,019 0,011 0,008 0,006 0, ,413 6,919 c = 6,89 ± 0,01Å 34,058 17,029 0,086 0,029 0,021 0,012 0,010 0,007 0, ,413 6,887 39,841 19,921 0,116 0,039 0,029 0,017 0,013 0,010 0, ,412 46,712 23,356 0,157 0,052 0,039 0,022 0,017 0,013 0, ,413 6,889 49,424 24,712 0,175 0,058 0,044 0,025 0,019 0,015 0, ,413 6,897 53,123 26,562 0,200 0,067 0,050 0,029 0,022 0,017 0, ,891 B2 11,015 5,507 0,009 0,003 0,002 0,001 0,001 0,001 0, ,268 a = 9,41 ± 0,03Å 16,897 8,448 0,022 0,007 0,005 0,003 0,002 0,002 0, ,421 6,843 21,836 10,918 0,036 0,012 0,009 0,005 0,004 0,003 0, ,392 c = 6,87 ± 0,06Å 22,923 11,461 0,039 0,013 0,010 0,006 0,004 0,003 0, ,421 6,824 25,841 12,920 0,050 0,017 0,012 0,007 0,006 0,004 0, ,890 28,145 14,073 0,059 0,020 0,015 0,008 0,007 0,005 0, ,421 6,876 28,931 14,465 0,062 0,021 0,016 0,009 0,007 0,005 0, ,421 31,732 15,866 0,075 0,025 0,019 0,011 0,008 0,006 0, ,421 6,934 32,907 16,453 0,080 0,027 0,020 0,011 0,009 0,007 0, ,421 6,662 34,077 17,039 0,086 0,029 0,021 0,012 0,010 0,007 0, ,421 6,876 35,418 17,709 0,093 0,031 0,023 0,013 0,010 0,008 0, ,421 6,945 39,812 19,906 0,116 0,039 0,029 0,017 0,013 0,010 0, ,419 42,050 21,025 0,129 0,043 0,032 0,018 0,014 0,011 0, ,421 6,798