SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI SRI ANUGRAH WATI

Transkripsi

1 SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI SRI ANUGRAH WATI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains SRI ANUGRAH WATI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 i PERSETUJUAN Judul : Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Limbah Cangkang Kerang Bulu (Anadara antiquata) Kategori : Skripsi Nama : Sri Anugrah Wati Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, 26 Agustus 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr. Kurnia Sembiring, M.S. NIP Dra. Sudiati, M.Si. NIP Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP

4 ii PERNYATAAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Agustus 2014 Sri Anugrah Wati

5 iii PENGHARGAAN Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul : Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Limbah Cangkang Kerang Bulu (Anadara antiquata). Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu: 1. Ibu Dra. Sudiati, M.Si, dan bapak Dr. Kurnia Sembiring, M.Si selaku pembimbing 1 dan pembimbing 2 serta ibu Sri Elfina, M.Si selaku pembimbing di SMK-SMAK Padang yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikirannya untuk membimbing penulis. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku ketua dan sekretaris Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam. 3. Ibunda tercinta (Mujiem), serta ayahanda tercinta (Alm. Wagimin) terimakasih telah melahirkan, membesarkan, mendidik, menyekolahkan, dan senantiasa mendoakan serta mendukung penulis hingga saat ini, semoga kelak penulis bisa membahagiakan kalian. 4. Saudara-saudara kandung penulis yang senantiasa mendukung penulis baik secara moral maupun material. 5. Teman terbaikku Jenery Seventina, terima kasih buat persahabatannya, terimakasih buat dukungan dan semangatnya, terimakasih telah menjadi sahabat yang baik selama ini. 6. Teman diskusi penulis Riki Efendi Mule yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk bertukar pikiran selama mengerjakan penelitian dan skripsi. 7. Teman-teman seperjuangan (Jamu, Saroh, Tere, Tari ndut, Lya, Eka, Layla, Ikhwan, Irman, Edi ndut, Komting, dll) terimakasih untuk 4 tahun ini. Senang bisa mengenal kalian. 8. Physic Inside 2010 yang selalu kompak dimanapun berada, semoga tercapai apa yang selalu kita inginkan. Terimakasih untuk semua nya. 9. Senior-senior dan junior-junior yang ada dijurusan Fisika USU, terimakasih dukungannya. 10. Teman-teman sepermainan (Epen, Yuni, Yulia, Trisa, Anggi, dll) terimkasih buat doa dan dukungannya. 11. Keponakan-keponakan penulis yang selalu mendoakan dan memberi semangat. 12. Seluruh pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih buat doa dan dukungan serta semangatnya. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis akan menerima dengan baik segala kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini dapat lebih baik dan bermanfaat.

6 iv SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit (HA) dari cangkang kerang bulu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik HA yang disintesis dari limbah cangkang kerang bulu (Anadara antiquata). Sintesis hidroksiapatit dilakukan dengan menggunakan metode basah dengan prekursor Ca(OH)2 dan H3PO4. Endapan HA yang dihasilkan disinterring dengan variasi suhu sintering 700 o C, 800 o C, 900 o C, 1000 o C dan 1100 o C. Karakterisasi gugus fungsi HA menggunakan FT-IR, karakterisasi struktur Kristal HA menggunakan XRD dan karakterisasi morfologi HA menggunakan SEM- EDX. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa pembentukan HA yang paling baik adalah pada suhu sintering 900 o C. Hasil uji FT-IR menunjukkan bahwa terdapat gugus fungsi OH - pada bilangan gelombang cm -1 dan cm -1, gugus PO4 3- terdapat pada bilangan gelombang cm -1 dan cm -1. Hasil uji XRD menunjukkan bahwa HA yang dihasilkan bukan HA murni, karena masih terdapat senyawa lain yang mendominasi. Kristal HA yang dihasilkan berukuran nano. Morfologi partikel hasil uji SEM berbentuk butir-butir bulat teraglomerasi. Hasil uji EDX menunjukkan rasio perbandingan Ca/P sebesar Bila dibandingkan dengan rasio Ca/P untuk HA murni yaitu 1,67, maka rasio Ca/P yang dihasilkan pada penelitian ini lebih besar. Rasio perbandingan Ca/P yang besar ini disebabkan oleh dominasi Ca didalam sampel HA. Kata kunci : Sintesis, HA, Metode Basah, Suhu Sintering

7 v SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HIDROXYAPATITE FROM CLAMSHELL WASTES (Anadara antiquata) ABSTRACT A research has done of the synthesis and characterization of hydroxyapatite (HA) from clamshell wastes (Anadara antiquata). This study aims to determine the characteristics of HA synthesized from clamshell wastes (Anadara antiquata). Synthesis of hydroxyapatite is done by using wet methods with precursor Ca(OH)2 and H3PO4. Precipitate of HA was sintering with temperature variations are 700 o C, 800 o C, 900 o C, 1000 o C dan 1100 o C. Characterization of functional groups of HA by using FT-IR, characterization of Crystal structure HA by using XRD and characterization of morphology HA by using SEM-EDX. The characterization results indicate that the formation of HA is best at temperature sinter 900 o C. FT- IR test results indicate that there is a functional group OH - on wave number cm -1 and cm -1, PO4 3- groups contained in the wave number cm -1 and cm -1. XRD test results indicate that HA Produced is not pure, because there are other compounds that dominate. Size of crystal HA is nano. SEM test results of particle morphology is round-shaped grains agglomerated. EDX test results showed the ratio of Ca / P is 3,59. The ratio of Ca / P is large than ratio of Ca/P for pure HA with value This is caused by dominated Ca in sample HA. Keywords : Synthesis, HA, wet methods, temperature sinter

8 vi DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Singkatan Daftar Lampiran Halaman i ii iii iv v vi viii ix x xi Bab 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan 5 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Kerang Kandungan Cangkang Kerang Jenis-Jensis Kerang Kerang Bulu Kerang Hijau Kerang Darah Hidroksiapatit Deskripsi Hidroksiapatit Sifat-Sifat Hidroksiapatit Sifat Fisis Sifat Kimia Sifat Mekanis Sifat Biologis Sintesis Hidroksiapatit Aplikasi Hidroksiapatit Karakterisasi Hidroksiapatit Fourier Transform Infra Red (FT-IR) X Ray Diffractometer (XRD) Scanning Electron Microscopy (SEM) 18

9 vii Bab 3. Metodologi Penelitian 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Peralatan dan Bahan Peralatan Bahan Prosedur Penelitian Preparasi Sampel Pembuatan CaO Pembuatan Ca(OH) Sintesis Hidroksiapatit Karakterisasi Hidroksiapatit Diagram Alir Penelitian Diagram Alir Preparasi Sampel Diagram Alir Pembuatan CaO Diagram Alir Pembuatan Ca(OH) Diagram Alir Sintesis Hidroksiapatit 26 Bab 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan FT-IR Hasil Uji Karakterisasi HA dengan XRD Hasil Uji Karakterisasi HA dengan SEM-EDX 38 Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 40 Daftar Pustaka 41

10 viii DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1 Kandungan Kimia Serbuk Cangkang Kerang Kuat Tekan dan Kuat Tarik dari Hidroksiapatit Kandungan Elemen Inorganik pada Tulang Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 700 o C Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 800 o C Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 900 o C Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 1000 o C Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 1100 o C Puncak-Puncak Tertinggi dari Hasil Uji XRD Sampel HA Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 700 o C Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 800 o C Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 900 o C Ukuran Kristal Sampel HA Parameter Kisi Hidroksiapatit 37

11 ix DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Kerang Bulu Kerang Hijau Kerang Darah Prinsip Kerja FT-IR Prinsip Kerja XRD Prinsip Kerja SEM Diagram Alir Preparasi Sampel Diagram Alir Pembuatan CaO Diagram Alir Pembuatan Ca(OH) Diagram Alir Sintesis Hidroksiapatit Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu 28 Sintering 700 o C 4.2 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu 29 Sintering 800 o C 4.3 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu 30 Sintering 900 o C 4.4 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu 31 Sintering 1000 o C 4.5 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu 32 Sintering 1100 o C 4.6 Grafik Hasil Uji XRD Sampel HA pada Suhu 33 Sintering 700 o C (a) Suhu Sintering 800 o C (b) Suhu Sintering 900 o C (c) 4.7 Hasil Uji SEM Sampel HA dengan Suhu 900 o C 38

12 x DAFTAR SINGKATAN HA FT-IR XRD SEM EDX = Hidroksiapatit = Fourie Transform Infra Red = X-Ray Diffractometer = Scanning Electron Microscope = Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy

13 xi DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1. Peralatan Sampel Grafik Hasil Uji FT-IR untuk HA Murni Tabel Bilangan Gelombang FT-IR Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 700 o C Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 800 o C Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 900 o C Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 1000 o C Grafik Hasil Uji FT-IR HA dengan Suhu Sintering 1100 o C Menghitung Jumlah Energi Terserap pada Uji FT-IR Hasil Uji SEM-EDX HA dengan Suhu Sintering 900 o C Perhitungan Rasio Perbandingan Ca/P Tabel Hannawalt untuk HA Murni Hasil Uji XRD sampel HA dengan Suhu Sintering 700 o C Hasil Uji XRD sampel HA dengan Suhu Sintering 800 o C Hasil Uji XRD sampel HA dengan Suhu Sintering 900 o C Perhitungan Ukuran Kristal Sampel HA Menentukan hkl Sampel HA Menghitung Parameter Kisi HA Hasil Uji XRD dengan Software Match2! 62