PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ) SKRIPSI

Transkripsi

1 PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ) SKRIPSI FERNANDO NAINGGOLAN NIM : DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains FERNANDO NAINGGOLAN NIM : DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 PERSETUJUAN Judul : Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan Ikat Silang Borat dari Galaktomanan Kolang-Kaling (Arenga pinnata) dengan Asam Borat (H 3 BO 3 ) Kategori : Skripsi Nama : Fernando Nainggolan Nomor Induk Mahasiswa : Program : Sarjana (S1) Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Disetujui di Medan, Desember 2015 Komisi Pembimbing : Pembimbing II Pembimbing I Dr. Mimpin Ginting, M.S Dr. Juliati br Tarigan, M.Si NIP NIP Diketahui/ Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S NIP

4 PERNYATAAN PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Desember 2015 FERNANDO NAINGGOLAN

5 PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis hadiratkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah melimpahkan kasih dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan studi dan penulisan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana sains di Jurusan Kimia FMIPA USU dengan judul PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ). Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini kepada: 1. Ibu Dr. Juliati br Tarigan, M.Si selaku pembimbing I dan Bapak Dr. Mimpin Ginting, M.S selaku pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu dan sangat sabar untuk membimbing penulis dalam penelitian dan penyelesaian skripsi ini hingga selesai. 2. Ibu Dr. Rumodang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris departemen Kimia FMIPA USU, serta kepada Bapak Dr. Saharman Gea, M.Sc selaku dosen Pembimbing Akademik penulis dan kepada semua staff dosen Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc selaku Kepala Bidang Kimia Organik FMIPA USU 4. Teman seperjuangan : Lianta Tarigan, Daniel Sianturi, dan Indahyana Sembiring. Sahabat penulis : Adi Duanta, Heber, Toni, Aidira, Dewi, Primsa, Shuwanto, dan Agustina. 5. Segenap asisten Laboratorium Kimia Organik dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Secara khusus, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua penulis, Bapak tercinta Binsar H. S. Nainggolan dan Ibu tercinta Hotbine Pasaribu yang senantiasa memberikan doa serta dukungan moril dan materil hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan studi. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada adik-adik penulis Marita Florencia Nainggolan, Marnita Florentina Nainggolan, Ledia Feren Nainggolan, Ayu Firamita Nainggolan, dan Siampudan kami yang telah menjadi penyemangat hidup penulis setiap harinya serta Kelompok Kecil Jehovah Jireh (Bang Monojaya Simamora, Dek Belinda Napitupulu, dan Dek Cita Sitohang) yang telah mendoakan penulis senantiasa selama studi. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis. Untuk itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan di masa mendatang. Penulis

6 PEMBUATAN FILM HIDROGEL GALAKTOMANAN IKAT SILANG BORAT DARI GALAKTOMANAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) DENGAN ASAM BORAT (H 3 BO 3 ) ABSTRAK Film hidrogel galaktomanan ikat silang borat telah dibuat dari galaktomanan kolangkaling (Arenga pinnata) yang diikat silang dengan asam borat (H 3 BO 3 ). Proses pemisahan galaktomanan dilakukan dengan metode pemusingan menggunakan alat sentrifuge dengan kecepatan 7000 rpm selama 60 menit dan diekstraksi menggunakan pelarut etanol sehingga diperoleh 8,5545 gram (4,27 %) galaktomanan dari 200 gram kolang-kaling. Ikat silang galaktomanan dengan asam borat dilakukan dengan metode pengadukan dengan hotplate stirrer dengan perbandingan antara galaktomanan dengan asam borat yakni GIB 1 (1:0,05); GIB 2 (1:0,10); GIB 3 (1:0,20); GIB 4 (1:0,30); dan GIB 5 (1:0,40). Hasil analisis FT-IR menunjukkan munculnya pita serapan vibrasi stretching B-O pada bilangan gelombang 1357, ,60 cm -1, vibrasi stretching O-H pada daerah bilangan gelombang 3394, ,86 cm -1 dan vibrasi bending O-H pada daerah bilangan gelombang 1635, ,35 cm -1. Hasil analisis SEM (Scanning Electron Microscopic) pada GIB 4 menunjukkan morfologi permukaan film hidrogel galaktomanan ikat silang borat tampak kasar dan bergelombang disertai adanya sejumlah lembah. Hasil pengukuran ketebalan film hidrogel galaktomanan ikat silang borat diperoleh sebesar 1,42-1,98 mm. Hasil pengukuran derajat swelling film hidrogel dalam air suling dan larutan Buffer Phosphate ph 7,4 maksimum pada GIB 2, dalam larutan NaCl 0,9 % mengalami peningkatan, sedangkan dalam larutan HCl 0,1 N hidrogel larut seluruhnya. Kata Kunci : Hidrogel, Galaktomanan, Ikat silang, Asam borat

7 THE MAKING OF HYDROGEL FILM OF GALACTOMANNAN CROSSLINKED BORATE FROM GALACTOMANNAN KOLANG-KALING (Arenga pinnata) WITH BORIC ACID (H 3 BO 3 ) ABSTRACT Hydrogel film of galactomannan crosslinked borate was made from galactomannan kolang-kaling (Arenga pinnata) crosslinking with boric acid (H 3 BO 3 ). Separation process of galactomannan had been done by sentrifuged method that used a sentrifuge at a speed 7000 rpm for 60 minutes and extracted with ethanol solvent to obtain 8,5545 gram (4,27 %) of galactomannan from 200 gram kolang-kaling. Crosslinking galactomannan with boric acid had been done by stirring method using a hotplate stirrer with ratio between galactomannans and boric acids were GIB 1 (1:0,05); GIB 2 (1:0,10); GIB 3 (1:0,20); GIB 4 (1:0,30); and GIB 5 (1:0,40). The analysis of functional group by FT-IR showed the vibration of stretching B-O in the area of wave numbers from 1357, ,60 cm -1, the vibration of stretching O-H in the area of wave numbers 3394, ,86 cm -1, and the vibration of bending O- H in the area of wave numbers 1635, ,35 cm -1. The analysis of surface morphology by SEM (Scanning Electron Microcopic) on GIB 4 showed the hydrogel galactomannan crosslinked borate was rough and perforated. The thickness measurements of film hydrogel galactomannan crosslinked borate was 1,42-1,98 mm. The swelling degree of hydrogel galactomannan crosslinked borate in distilled water and Buffer Phosphate ph 7,4 maximum in GIB 2, in the solution of NaCl 0,9 % increased, whereas in the solution of HCl 0,1 N dissolved entirely. Keywords: Hydrogel, Galactomannan, Crosslinked, Boric acid

8 DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Istilah Halaman ii iii iv v vi vii ix x xi xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian Metode Penelitian 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gel Aren Kolang-kaling Karbohidrat Manan Galaktomanan Galaktomanan Ikat Silang Asam Borat Derajat Swelling 19 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Alat-Alat Penelitian Bahan-Bahan Penelitian Prosedur Penelitian Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling Pembuatan Larutan Asam Borat Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan 22 Ikat Silang Borat Uji Ketebalan Film Hidrogel Galaktomanan 23 Ikat Silang Borat Uji Sifat Mengembang (Swelling) Bagan Penelitian Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling Pembuatan Larutan Asam Borat 25

9 3.4.3 Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan 25 Ikat Silang Borat Uji Ketebalan Film Hidrogel Galaktomanan 26 Ikat Silang Borat Uji Sifat Mengembang (Swelling) 26 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Hasil Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling Hasil Analisis Gugus Fungsi dengan 27 Spektrofotometer FT-IR Hasil Analisis Gugus Fungsi 27 Galaktomanan Kolang-kaling (GKK) Hasil Analisis Gugus Fungsi Hidrogel 27 Galaktomanan Ikat Silang Borat (GIB) Hasil Analisis Morfologi Permukaan GKK dan 28 GIB dengan SEM (Scanning Electron Microscopic) Hasil Pengukuran Ketebalan Film Hidrogel 29 Galaktomanan Ikat Silang Borat Hasil Uji Sifat Mengembang (Swelling) Pembahasan Hasil Ekstraksi Galaktomanan dari Kolang-kaling Reaksi Pembentukan Ikat Silang Galaktomanan 30 dengan Ion Borat dari Asam Borat Hasil Analisis Gugus Fungsi GKK dan GIB dengan 32 Spektrofotometer FT-IR Hasil Analisis Morfologi Permukaan GKK dan 34 GIB dengan SEM (Scanning Electron Microscopic) Hasil Pengukuran Ketebalan Film Hidrogel 35 Galaktomanan Ikat Silang Borat Hasil Uji Sifat Mengembang (Swelling) 35 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 38 Daftar Pustaka 39 Lampiran 43

10 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1 Jenis Galaktomanan Komersial Hasil Pengukuran Ketebalan Film Hidrogel Galaktomanan Hasil Pengukuran Berat Hidrogel Galaktomanan Ikat Silang 30 Borat

11 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Pohon Aren (Arenga pinnata) Kolang-kaling Struktur Manan (Manosa : Manosa) Struktur Glukomanan (Glukosa : Manosa) Struktur Galaktomanan (Galaktosa : Manosa) Struktur Galaktoglukomanan (Galaktosa : Glukosa : Manosa) Reaksi Galaktomanan dengan Trinatrium Trimetafosfat Reaksi Galaktomanan dengan Ion Borat Isomerisasi Glutaraldehida dalam Suasana Asam Reaksi Galaktomanan dengan Ion Glutaraldehida Kompleks Cincin Kompleks Diol Hasil SEM dari A. Galaktomanan; B. Galaktomanan 28 Ikat Silang Borat 4 (1:0,30) 4.2 Reaksi Pembentukan Ikat Silang Galaktomanan dengan 31 Ion Borat 4.3 Spektrum FT-IR Galaktomanan Spektrum FT-IR Galaktomanan Ikat Silang Borat (GIB) Histogram Derajat Swelling Hidrogel Galaktomanan 36 Ikat Silang Borat

12 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1. Alat Sentrifugasi Pembuatan Film Hidrogel Galaktomanan 44 Ikat Silang Borat 3. Film Hidrogel Galaktomanan Ikat Silang Borat 45 yang Dihasilkan 4. Spektrum FT-IR Galaktomanan Spektrum FT-IR GIB Spektrum FT-IR GIB Spektrum FT-IR GIB Spektrum FT-IR GIB Spektrum FT-IR GIB Perhitungan Derajat Swelling 52

13 DAFTAR ISTILAH GIB : Galaktomanan Ikat Silang Borat GIB 1 : Galaktomanan Ikat Silang Borat dengan perbandingan GKK : Asam Borat = 1:0,05 GIB 2 : Galaktomanan Ikat Silang Borat dengan perbandingan GKK : Asam Borat = 1:0,10 GIB 3 : Galaktomanan Ikat Silang Borat dengan perbandingan GKK : Asam Borat = 1:0,20 GIB 4 : Galaktomanan Ikat Silang Borat dengan perbandingan GKK : Asam Borat = 1:0,30 GIB 5 : Galaktomanan Ikat Silang Borat dengan perbandingan GKK : Asam Borat = 1:0,40 GIF : Galaktomanan Ikat Silang Fosfat GIG : Galaktomanan Ikat Silang Glutaraldehida GKK : Galaktomanan Kolang-Kaling TMP : Trinatrium Trimetafosfat