PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG SKRIPSI MARLINA PURBA

Transkripsi

1 PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG SKRIPSI MARLINA PURBA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains MARLINA PURBA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 PERSETUJUAN Judul :PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG Kategori : Skripsi Nama : Marlina Purba Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Juli 2015 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Darwin Yunus Nasution, MS Saharman Gea, Ph.D NIP NIP Diketahui / Disetujui oleh: Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP

4 PERNYATAAN PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG SKRIPSI Saya mengakui skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2015 MARLINA PURBA

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis haturkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul Pembuatan Hidrogel Berbasis Selulosa dari Tongkol Jagung (Zea Mays L) dengan Metode Ikat Silang. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan kepada: 1. Bapak Saharman Gea, Ph.D selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, masukan, dan saran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa perkuliahan penulis di FMIPA USU. 4. Teristimewa untuk kedua orangtua tercinta, ayahanda Ir. Timbul Purba, M.Pd dan Ibunda Nyak Wati Arman yang telah memberikan segenap kasih sayang, perhatian, dukungan baik moril maupun materil dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 5. Abang dan adik penulis yang selalu memberikan semangat selama penelitian berlangsung. 6. Teman-teman stambuk 2013 kimia ekstensi yang telah memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Penulis

6 PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan hidrogel berbasis selulosa dari tongkol jagung (Zea mays L) dengan metode ikat silang. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu proses isolasi α-selulosa dari tongkol jagung dan proses pembuatan hidrogel dari α-selulosa. Tongkol jagung didelignifikasi dengan menggunakan HNO 3 3,5% dan NaNO 2, diendapkan dengan NaOH 17,5% serta diputihkan dengan H 2 O 2 10% dan akan menghasilkan α-selulosa. Hidrogel selulosa diperoleh dengan melarutkan α-selulosa dengan NaOH 8,5% dan kemudian dilakukan penambahan glutaraldehid sebagai agen pengikat silang. Hasil analisa gugus fungsi α-selulosa dan hidrogel selulosa menggunakan Fourier Transform Infra-Red menunjukkan adanya gugus O-H pada cm -1, gugus C-H pada cm -1, dan gugus C-O pada cm -1. Analisa morfologi dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan hasil yang rata dan homogen pada penambahan glutaraldehid 1 ml. Hasil uji swelling dan derajat ikat silang yang optimum terdapat pada penambahan glutaraldehid 1 ml yaitu 27% dan 63%. Kata kunci : Hidrogel, selulosa, tongkol jagung, ikat silang.

7 THE PREPARATION OF HYDROGEL BASED CELLULOSE FROM CORNCOBS (Zoa mays L.) USING CROSSLINK METHOD ABSTRACT Research on the preparation of hydrogel based cellulose from corncobs (Zea mays L) using crosslink method have been done. It was conducted in two stages: the process of isolating α-cellulose from corncobs and the process of preparation hydrogel from α-cellulose. The cornobs were in delignification by using 3.5% of HNO 3 and NaNO 2, precipitated with 17.5% of NaOH, and whitened with 10% of H 2 O 2 which would produce α-cellulose. Cellulose hydrogel was obtained by dissolving α-cellulose with 8.5% of NaOH and added with glutaraldehid as the crosslinker agent. The result of the analysis on the group of α-cellulose and cellulose hydrogel functions using Fourier Transform Infra-Red, showed that there were O-H group in cm -1, C-H group in cm -1, and C-O group in cm -1. Morphological analysis using Scanning Electron Microscopy (SEM), showed the average and homogenous result in the addition of 1 ml of glutaraldehid. The result of swelling test and the optimum degree of crosslinking in the addition of 1 ml of glutaraldehid was 27% and 63%. Keywords: Hydrogel, Cellulose, Corncobs, Crosslink

8 DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Singkatan 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 Metodologi Penelitian 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jagung Taksonomi Jagung Tongkol Jagung Selulosa Sumber-Sumber Selulosa Struktur Molekul selulosa Pembagian Selulosa Sifat Kimia Selulosa Kegunaan Selulosa Hidrogel Sifat-Sifat Hidrogel Klasifikasi Hidrogel Aplikasi Hidrogel Metode Pembuatan Hidrogel Ikat Silang Agen Pengikat Silang Uji Karakteristik Fourier Transform Infrared Scanning Electron Microscopy Rasio Swelling Derajat Ikat Silang 22

9 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.2 Alat Penelitian Bahan Penelitian Prosedur Penelitian Pembuatan Larutan Pembuatan Larutan HNO 3 3,5% Pembuatan Larutan NaOH 2% Pembuatan Larutan Na 2 SO 3 2% Pembuatan Larutan NaOCl 17,5% Pembuatan Larutan NaOH 17,5% Pembuatan Larutan H 2 O 2 10% Pembuatan Larutan Glutaraldehid 0,1M Pembuatan Larutan ZnCl 2 72% Preparasi Serbuk Tongkol Jagung Isolasi α-selulosa dari Tongkol Jagung Pembuatan larutan α-selulosa Pembuatan Hidrogel dari Larutan α-selulosa Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR Analisa Morfologi dengan SEM Penentuan Rasio Swelling Penentuan Derajat Ikat Silang Bagan Penelitian Bagan Preparasi Serbuk Tongkol Jagung Bagan Isolasi α-selulosa dari Tongkol Jagung Bagan Pembuatan Hidrogel 31 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Hasil Isolasi α-selulosa dari Tongkol Jagung Hasil Hidrogel Selulosa dari Larutan α-selulosa Pembahasan Isolasi α-selulosa dari Tongkol Jagung Pembuatan Hidrogel Selulosa dari Larutan α-selulosa Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR Analisa Morfologi Hidrogel Penentuan Rasio Swelling Penentuan Derajat Ikat Silang (degree of crosslinking) 39 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 41 Daftar Pustaka 42 Lampiran 46

10 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tongkol Jagung Komposisi Kimia dari Beberapa Tipe Selulosa Penyusun Material Bilangan Gelombang dari Berbagai Gugus Fungsi pada α-selulosa Bilangan Gelombang dari Berbagai Gugus Fungsi pada Hidrogel 36 Selulosa 4.3 Data Rasio Swelling Hidrogel Selulosa Data Derajat Ikat Silang (degree of crosslinking) Hidrogel Selulosa 39

11 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Tanaman Jagung Struktur Selulosa Struktur α- Selulosa Struktur β- Selulosa Struktur Glutaraldehid α- Selulosa yang Diisolasi dari Tongkol Jagung Hidrogel Selulosa dari α-selulosa Spektrum FTIR α-selulosa Spektrum FTIR Hidrogel Selulosa Hasil Analisis SEM Hidrogel Selulosa Tanpa Penambahan 37 Glutaraldehid 4.6 Hasil Analisis SEM Hidrogel Selulosa dengan Penambahan 38 Glutaraldehid 1 ml

12 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1 Proses Pembuatan α-selulosa Hingga Hidrogel 47 2 Spektrum FTIR α-selulosa Tongkol Jagung 49 3 Spektrum FTIR Hidrogel Selulosa 50 4 Spektra FTIR Pembanding dari α-selulosa Tandan Kosong 51 Kelapa Sawit 5 Perhitungan Rasio Swelling Hidrogel Selulosa 52 6 Perhitungan Derajat Ikat Silang (Degree of Crosslinking) 53 Hidrogel Selulosa

13 DAFTAR SINGKATAN DP UV FTIR SEM = Derajat Polimerisasi = Ultra Violet = Fourier Transform Infrared = Scanning Electron Microscopy