Kinetika Sintesis Nanopartikel Perak Dari Larutan Agno3 Dengan Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas L ) Sebagai Reduktor

KINETIKA SINTESIS NANOPARTIKEL PERAK DARI LARUTAN
AgNO3DENGAN MENGGUNAKAN EKSTRAK BUNGKIL BIJI
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) SEBAGAI REDUKTOR

HANIFAH AYU

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

2

3

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tesis berjudul ―Kinetika Sintesis
Nanopartikel Perak dari Larutan AgNO3 dengan Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji
JarakPagar (Jatropha curcas L.)Sebagai Reduktor‖ adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada

perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor,

September 2015

Hanifah Ayu
NIM F251110271

4

RINGKASAN
HANIFAH AYU. Kinetika Sintesis Nanopartikel Perak dari Larutan AgNO3 dengan
Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar (Jatropha Curcas L.) Sebagai
Reduktor. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI dan NUGRAHA EDHI
SUYATMA
Nanopartikel dapat didefinisikan sebagai partikel yang sangat kecil dengan

ukuran 1- 100 nm. Oleh ukuran nanopartikel yang kecil maka akan mempengaruhi sifat
dan karakteristik dibandingkan dengan materi yang berukuran besar. Salah satu
nanopartikel yang banyakdikembangkan adalah nanopartikel perak, karena kapasitasnya
sebagai antimikroba.Aktifitas antimikroba dari perak meningkat secara signifikan ketika
perak tersebut berukuran nano sehingga daya antimikrobanya semakin besar.Sintesis
nanopartikel perak dapat dilakukan dengan metode fisika maupun kimia, namun
metode-metode tersebut masih mahal dan menggunakan berbagai bahan kimia
berbahaya, sehingga diperlukan cara yang aman dan ramah lingkungan, yaitu green
synthesis. Metode ini dapat disintesis dengancara memanfaatkan ekstrak tanaman salah
satunya bungkil biji jarak pagar (Jatropha curcas L.)
Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis nanopartikel perak yang ramah
lingkungan dengan menggunakan ekstrak bungkil biji jarak pagar (Jatropha curcas
L.)sebagai agen pereduksi dan penstabil,mempelajari kinetika reaksi pembentukan
nanopartikel perak dan dari hasil tersebut menunjukkan karakteristiknya. Metode yang
digunakan dalam sintesis nanopartikel ini adalah dengan mencampurkan ekstrak bungkil
biji jarak pagar dan larutan perak (AgNO3). Sampel diberi perlakuan dengan
memvariasikan konsentrasi perak (AgNO3) 0.5 mM dan 1.0 mM serta dilakukan
pengadukan dan pemanasan yang berbeda (70, 80 dan 90oC). Nanopartikel perak
dikarakterisasi menggunakan spektroskopi UV-Visible, Scanning Electron Microscopy
(SEM), PSA (Particle Size Analyzer) dan Fourier Transform InfraRed (FTIR).

Terbentuknya nanopartikel perak dapat dilihat pada perubahan warna dari
kekuningan hingga coklat kemerahan seiring bertambahnya waktu.Kinetika
pembentukan nanopartikel perak dimonitor dengan mengamati serapan UV-Vis pada
panjang gelombang 400-500 nm.Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai
absorbansi meningkat dengan meningkatnya waktu dan suhu reaksi.Semakin tinggi suhu
reaksimaka terbentuknya nanopartikel semakin meningkat. Dari hasil penelitian yang
didapat model kinetika reaksi terbentuknya nanopartikel perak mengikuti ordo nol.
Energi aktivasi terendah yang lebih baik diperoleh pada larutan AgNO3 dengan
konsentrasi 0.5 mM sebesar 984.93 J/mol. Distribusi ukuran nanopartikel perak yang
terbaik pada sampel A90 ( larutan AgNO3 0.5 mM dengan suhu reaksi 90 ºC) di kisaran
15.2 – 51.4 nm.
Kata Kunci :kinetika, Sintesis, Nanopartikel Perak, Bungkil biji jarak pagar (Jatropha
curcas L)

5

SUMMARY

HANIFAH AYU. Kinetics of Silver Nanoparticles Synthesis From AgNO3 Solution
Using JatrophaSeed Meal Extract as A Reductor. Supervised by PURWIYATNO

HARIYADI and NUGRAHA EDHI SUYATMA.
Nanoparticles can be defined as small particles with 1 to 100 nm in size. Their
small size will affect the properties and characteristics of materials compared with the
large ones. One of the most developed nanoparticles is silver nanoparticles, due to their
capacity as an antimicrobial agent. The antimicrobial activity of silver nanoparticles
increases significantly when they are in a nano size, directly proportional to their
antimicrobial capacity. Synthesis of silver nanoparticles can be conducted by physical
and chemical methods, but these methods are still expensive and use a variety of
hazardous chemicals. Therefore, it requires ―green synthesis‖ as a safe and
environmentally friendly method. This synthesis method utilizes plant extracts, such as
jatropha seed meal extract (Jatropha curcas L.)
This study aimed to synthesize silver nanoparticles that are environmentally
friendly using jatropha seed meal extract(Jatropha curcas L.) as a reducing agent and
stabilizer and to observe the reaction kinetics of silver nanoparticlesformation in order
to explain their characteristics. The method used in the synthesis of these nanoparticles
was by mixing Jatropha seed meal extract and silver solution (AgNO3). Samples were
treated by varying the silver (AgNO3) concentrations at 0.5 mM and 1.0 mM and
conducting different stirring and heating (70, 80 and 90 °C). Silver nanoparticles were
characterized using UV-Visible spectroscopy, Scanning Electron Microscope (SEM),
PSA (Particle Size Analyzer) and Fourier Transform InfraRed (FTIR).

The formation of silver nanoparticles was shown from a yellowish to reddish
brown color changes over time. Kinetics of silver nanoparticles formation was
monitored by observing UV-Vis absorbance at 400-500 nm wavelength. The results
showed that the absorbance increased with increasing reaction time and temperature.
The higher the reaction temperature was, the nanoparticles formation would be
increased. The results obtained that the reaction kinetics model of silver
nanoparticlesformation was followed zero-order. Lowest activation energy (Ea) was
better obtained in 0.5 mM AgNO3 solution at 984.93 J/mol. The best size distribution of
silver nanoparticles was in A90 sample (0.5 mM AgNO3 solution at the reaction
temperature of 90 °C) in the range of 15.2-51.4 nm.
Keywords: Kinetics, Synthesis, Silver Nanoparticles, Jatropha seed meal extract
(Jatropha curcas L)

6

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian,
penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu

masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

7

KINETIKA SINTESIS NANOPARTIKEL PERAK DARI LARUTAN
AgNO3 DENGAN MENGGUNAKAN EKSTRAK BUNGKIL BIJI
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) SEBAGAI REDUKTOR

HANIFAH AYU

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR
2015

8

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Ir Sukarno, MSc

9

Judul Tesis :Kinetika Sintesis Nanopartikel Perak dari Larutan AgNO3 dengan
Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji JarakPagar (Jatropha curcas l.)
Sebagai Reduktor
Nama
: Hanifah Ayu
NIM
: F251110271

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MSc
Ketua

Dr Nugraha Edhi Suyatma, STpDEA
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program StudiIlmu Pangan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Ratih Dewanti Hariyadi, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian :

Tanggal Lulus :

10

PRAKATA
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa
ta’ala atas segala karunia-Nya dan nikmat-Nya sehingga penyusunan tesis dengan judul
―Kinetika Sintesis Nanopartikel Perak dari Larutan AgNO3 dengan Menggunakan
Ekstrak Bungkil Biji JarakPagar (Jatropha curcas l.)Sebagai Reduktor‖ berhasil
diselesaikan.Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar magister di
Program Studi Ilmu Pangan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas doa dan
dukungannya kepada :
1. Prof Dr Ir Purwiyatno Hariyadi, MSc dan Dr Nugraha Edhi Suyatma, STp, DEA
selaku pembimbing yang tidak pernah letih dan selalu memberi arahan,
masukan, dan bimbingannya kepada penulis selama menyelesaikan tesis.
2. Dr Ir Sukarno, MSc selaku penguji ujian tesis yang telah memberikan masukan
maupun saran dalam penulisan dan penyusunan naskah tesis.
3. Prof Dr Ir Ratih Dewanti Hariyadi, MSc selaku ketua Program Studi Ilmu
Pangan
4. Dosen Program Studi Ilmu Pangan Fakultas Teknologi Pertanian.
5. Laboran laboratorium teknologi pengolaha pangan,biokimia pangan,kimia

pangan departemen ilmu danteknologi pangan, fakultas teknologi pertanian IPB,
6. Kedua orangtua Dr H Faridal Arkam, MPd dan Hj Chairiah, SSos yang selalu
memberi semangat, kasih sayang dan doa yang tiada henti sehingga tesis ini
dapat diselesaikan. Kedua saudaraku Muhammad Alief, SSos, MSi dan Syarifah
Aini SSi atas masukan dan bantuannya tesis dapat terselesaikan.
7. Suamiku Mohamad Ihsan, SP, MSi dan anakku Muhammad Fikry Halil Arkam
yang tiada letih memberikan dukungan, semangat, cinta dan kasih sayangnya
sehingga tesis ini dapat terselesaikan, kupersembahkan tesis ini untuk keluarga
kecilku.
8. Keluarga besar Jakarta, Lombok, Kendari, Padang dan Banjarmasin yang telah
memberikan semangat dan doanya.
9. Teman-teman mahasiswa Pascasarjana Program Studi Ilmu Pangan angkatan
2011-2012 atas bantuan, kerjasama, saran dan kebersamaan yang diberikan.
Akhirnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu, tiada balasan yang
dapat disampaikan melainkan doa yang tulus semoga Allah SWT membalas amal baik
yang telah diberikan agar senantiasa selalu dalam lindungan-Nya. Semoga karya ilmiah
ini bermanfaat dan menjadi acuan para pembaca untuk melakukan pengembangan
penelitian selanjutnya.Semoga ilmu yang penulis peroleh dapat bermanfaat untuk
kemaslahatan umat dan tesis ini dapat dikembangkan, diaplikasikan dan bermanfaat
menuju bangsa dan negara yang mandiri.Amin.

Bogor, September 2015

Hanifah Ayu

DAFTAR ISI

11

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis

1
2
3
3
3

TINJAUAN PUSTAKA
Nanopartikel Perak
Sintesis Nanopartikel Perak
Jarak Pagar
Reaksi sintesis nanopartikel perak (Ag)

3
4
7
9

3 METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Bahan dan Peralatan Penelitian
Prosedur Penelitian
Kinetika Reaksi Pembentukan Nanopartikel

10
10
10
12

2

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis Nanopartikel Perak
Model Kinetika Pembentukan Nanopartikel Perak
dengan Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar
Karakterisasi nanopartikel perak

13
16
20

SIMPULAN DAN SARAN

23

DAFTAR PUSTAKA

24

LAMPIRAN

28

DAFTAR TABEL

12

1 Senyawa Kimia yang Terdapat pada Tanaman Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.)
2 Panjang Gelombang pada Absorbansi Maksimum Menunjukkan
Kisaran Ukuran Nanopartikel Perak
3 Persamaan Reaksi Pembentukan Nanopartikel Perak dari Larutan Perak
(AgNO3) dengan Konsentrasi 0.5 dan 1.0 mM Menggunakan Ekstrak
Bungkil Biji Jarak Pagar Pada Suhu 70, 80 Dan 90 ºC

8
12
19

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8

9

10

11

12

13

14

15

Aplikasi nanopartikel dalam berbagai bidang
Teknik Sintesis Nanopartikel Perak
Komponen Biomelekul yang Terdapat dari Ekstrak
Tumbuh-Tumbuhan
Mekanisme Sintesis Nanopartikel dari Ion Logam
Manfaat Tanaman Jarak Pagar
Bungkil Biji Jarak Pagar
Rencana Tahapan Penelitian
Perubahan Warna Larutan Hasil Reaksi dari Larutan Perak
(AgNO3)dengan Konsentrasi A 1:0.5mM (Suhu 70,80 Dan 90 °C)
Dan B 1:1.0mM (Suhu 70,80 dan 90 °C) dengan Ekstrak Bungkil Biji
Jarak Pagar
Hasil Spektrofotometer UV-Vis dari Larutan Perak (AgNO3) dengan
Konsentrasi A 1:0.5 mM (Suhu 70,80 dan 90 °C) Dan B 1:1.0 mM
(Suhu 70,80 dan 90°C) Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak
Pagar
Model Kinetika Reaksi Pembentukan Nanopartikel Perak dari Larutan
Perak (AgNO3) dengan Konsentrasi 0.5 mM dan 1.0 mM
Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar Pada Suhu 70 °C
Model Kinetika Reaksi Pembentukan Nanopartikel Perak dari Larutan
Perak (AgNO3) dengan Konsentrasi 0.5 mM dan 1.0 mM
Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar Pada Suhu 80 °C
Model Kinetika Reaksi Pembentukan Nanopartikel Perak dari Larutan
Perak (AgNO3) dengan Konsentrasi 0.5 mM dan 1.0 mM
Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar Pada Suhu 90 °C
Model kinetika reaksi pembentukan nanopartikel perak dari larutan
perak (AgNO3) dengan konsentrasi 0.5 mM (A) Menggunakan
Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar pada Suhu 70, 80 dan 90 °C
Model kinetika reaksi pembentukan nanopartikel perak dari larutan
perak (AgNO3) dengan konsentrasi 1.0 mM (B) Menggunakan Ekstrak
Bungkil Biji Jarak Pagar pada Suhu 70, 80 dan 90 °C
Perubahan Konstanta Laju Reaksi Pembentukan Nanopartikel dari
Larutan Perak (AgNO3) dengan Konsentrasi 0.5 dan 1.0 Mm

4
5
6
5
7
8
11
13

14

16

16

17

18

18

20

13

16
17
18
19

Menggunakan Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar pada Suhu 70, 80
Dan 90 °C
Hasil Pengukuran Particle Size Analyzer (PSA)
Rata-rata Nilai Indeks Polidispersi Nanopartikel Perak
Terhadap Suhu Reaksi
Spektrum FTIR Hasil Sintesis Nanopartikel Perak dari
Ekstrak Bungkil Biji Jarak Pagar
Morfologi Nanopartikel Perak Rasio 1: 0.5 mM (90°C)

20
21
22
23

LAMPIRAN
1 Jenis Tanaman yang telah digunakan untuk Sintesis Nanopartikel
2 Ringkasan Regulasi dari Beberapa Negara yang Dapat diaplikasikan
Pada Penggunaan Nanoteknologi
3 Rekapitulasi pembentukan nanopartikel perak dari larutan perak
(AgNO3) dengan konsentrasi 0.5 mM menggunakan ekstrak bungkil
biji jarak pagar pada suhu reaksi 70, 80 dan 90 ºC
4 Rekapitulasi pembentukan nanopartikel perak dari larutan perak
(AgNO3) dengan konsentrasi 1.0 mM menggunakan ekstrak bungkil
biji jarak pagar pada suhu reaksi 70, 80 dan 90 ºC

1. PENDAHULUAN

28
30
33

34

14

Latar Belakang
Nanopartikel dapat didefinisikan sebagai partikel yang mempunyai ukuran 1 –
100 nm (Hosokawet al. 2012).Oleh karena ukuran nanopartikel yang sangat kecil maka
akan mempengaruhi karakter dan sifatsifat fisik, kimia, optik dan elektrik. Semakin
kecil ukuran suatu materi maka semakin luas permukaan dan mengalami perubahan sifat
spesifik dibandingkan dengan materi yang berukuran besar (Winarno dan Ivone.
2010).Kemajuan nanopartikel secara signifikan berkembang secara cepat dalam
berbagai bidang diantaranya kesehatan, tekstil, kosmetik, lingkungan, pangan, pertanian
dan lain-lain (Salam et al. 2012).
Salah satu nanopartikel yangbanyak dikembangkan adalah nanopartikel perak
karena kapasitasnya sebagai antimikroba.Guzman et al. (2012) melaporkan bahwa
aktivitas antimikroba dari perak meningkat secara signifikan ketika perak tersebut
berukuran nano sehingga daya antimikroba semakin besar.Dengan ukuran perak yang
semakin kecil mempermudah merusak dinding sel bakteri, mempengaruhi metabolisme
sel dan menghambat sintesis sel bakteri.Kajian tentang nanopartikel perak sudah banyak
diteliti karena memiliki banyak keunggulan yakni spectrum luas permukaan lebih luas
tehadap bakteri gram positif dan negatif (Guzmanet al. 2012), kapang (Vivek et al.
2011) dan bahkan virus (Lara et al. 2010). Melihat besarnya potensi nanopartikel perak
yang semakin luasmaka membuka peluang untuk pengembangan diberbagai aplikasi
antara tekstil,biomedis, sensor, optik, kemasan dan sebagainya.
Aplikasi nanopartikel perak pada industri pangan khususnya kemasan
menunjukkan kecenderungan yang terus meningkat.Teknologi ini menawarkan
keunggulan dalam meningkatkan mutu produk pangan yang dikemas sehingga
diharapkan dapat memperpanjang umur simpan suatu produk.Dikarenakan penggunaan
nanopartikel perak terus meningkat maka harus ada standar yang mengatur batas
penggunaannya oleh lembaga yang mengatur tentang regulasi penggunaan nanopartikel
tersebut seperti diUni Eropa (EFSA) dan Amerika Serikat (US-FDA).Menurut WHO
2002 menyatakan bahwa konsentrasi perak dalam bentuk ion memiliki efek toksitisas
sangat rendah.Kemungkinan nanopartikel perak migrasi pada kemasan sangat rendah
(Avellaet al. 2005; Bradleyet al. 2011;EFSA.2009).Potensi migrasi nanopartikel perak
pada kemasan ke produk makananterjadi apabila waktu penyimpanan dan suhu yang
kurang baik(Huang et al.2011).
Teknik pembuatan nanopartikel dapat dilakukan dengan caratop down atau
buttom up sehingga didapatkan nanopartikel dengan bentuk, ukuran dan komposisi yang
diinginkan (Tolaymat et al. 2010). Metode yang paling umum dilakukan untuk
mensintesis nanopartikel perak adalah metode sintesis secara kimia (buttom up), metode
ini banyak dipakai karena dapat memberikan hasil yang cukup baik, sederhana dan
mudah.Sebagian besar proses pembuatan sintesis nanopartikel perak masih mahal dan
melibatkan penggunaan bahan kimia beracun. Bahan pelarut yang biasa digunakan
dalam pembuatan nanopartikel perak seperti natrium tetraborohidrat (Tolmayat et al.
2010), borohidrid (NaBH), hidrazin, dan dimetil formamid (DMF) (Raveendran et al.
2003) yang diketahui bahwasenyawa-senyawa tersebut menjadi polutan bagi lingkungan
(Bar et al. 2009).
Melihat penggunaan bahan kimia yang berbahaya dalam proses sintesis
nanopartikel maka dilakukan suatu inovasi metode sintesis yang ramah lingkungan.
Metode yang dikembangankan oleh banyak peneliti adalah green synthesis dengan
berbasis tumbuhan sebagai reduktor untuk mensintesis nanopartikel perak.Pada

15

prinsipnya proses sintesis nanopartikel yaitu dengan memanfaatkan senyawa –senyawa
organik yang terkandung dalam tanaman untuk mereduksi ion logam.Mittalet al. (2013)
melaporkan bahwa komponen senyawa organik yang terkandung dalam tanaman dapat
meruduksi ion logam dalam proses green synthesis dengan cara yang mudah, cepat dan
ramah lingkungan. Senyawa organik tersebut diduga berperan sebagai pereduksi,
capping agent dan penstabil pada pembentukannya (Vijayaraghavan dan Nalini.
2010).Kandungan biomelekul yang terdapat pada tanaman memberikan kontribusi
dalam mereduksi ion perak seperti enzim,asam amino, polisakarida, alkaloid, senyawa
alkohol dan vitamin(Iravani2011).
Jarak pagar (Jatropha curcas L.)merupakan salah satu tanaman yang dapat
dimanfaatkan untuk sintesis nanopartikel perak.Bar et al.(2009) melaporkan bahwa biji
jarak pagar memiliki biomolekul-biomolekul dengan gugus fungsional karbonil,
hidroksil dan aminememiliki potensi untuk pereduksi ion logam dan sekaligus capping
agent untuk mencegah agglomerasi selama proses pembentukan nanopartikel perak.
Dalam penelitian ini dilakukan penggunaan bungkil biji jarak pagar yang merupakan
limbah pembuatan biodiesel dari biji jarak pagar.
Perlu diketahaui bahwa ukuran nanopartikel perak memegang peran penting
dalam sifat dan karakteristik.Hal tersebut dapat dikendalikan dengan mengatur reaksi
sintesis seperti suhu,waktu dan konsentrasi.Proses sintesis denganmevariasikan
temperatur dapat menghasilkan ukuran nanopartikel yang berbeda-beda. Song dan Kim
(2009) melaporkan bahwa semakin tinggi suhu reaksi maka ukuran partikel perak yang
dihasilkan semakin kecil.
Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan studi kinetika reaksi
pembentukan nanopartikel perak dengan mevariasikankonsentrasi perak (AgNO3)dan
suhu, hasilnya dilihat dari perubahan nilai absorbansi, panjang gelombangdan
perubahan karakteristik lainnya selama reaksi sehingga diperoleh model kinetika.
Boruah et al. (2009)melaporkan pembentukan nanopartikel emas dengan
menggunakan ekstrak daun teh mengikuti reaksi ordo satu, pengamatan dilakukan
menggunakan analisis Spekerofotometri UV-Vis. Penelitian mengenai kinetika
pembentukan nanopartikel perak dengan metode green synthesis belum banyak
dilakukan, oleh karena itu diperlukan kajian lebih lanjut.

Perumusan Masalah
Permasalahan dari proses yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah
1. Bungkil biji jarak pagar dapat dimanfaatkan sebagai agen pereduksi dan
penstabil dalam sinstesis nanopartikel, karena mengandung gugus fungsional
hidroksil, amine dan karbonil.
2. Metode tersebut lebih sederhana, efesian dan ramah lingkungan sehingga ada
peningkatan nilai tambah jarak pagar sebagai hasil sampingnya menjadi produkproduk turunannya
3. Mempelajari kinetika sintesis nanopartikel perak sebagai usaha untuk melihat
laju pembentukan AgNO3 berubah menjadi Ag0

Tujuan Penelitian

16

Penelitian ini bertujuan untuk :
1. Mensintesis nanopartikel perak dengan memanfaatkan ekstrak bungkil biji
jarak pagar.
2. Mendapatkan model kinetika reaksi sintesis nanopartikel perak
3. Hasil tersebut akan menunujukkan karakteristiknya.
Manfaat Penelitian
1. Inovasi teknologi sintesis nanopartikel perak dengan memanfaatkan potensi
bahan alami dan ramah lingkungan dari ekstrak bungkil biji jarak pagar.
2. Mengetahui model kinetik reaksi sinstesis nanopartikel perak menggunakan
ekstrak bungkil biji jarak pagar.
Hipotesis
1. Ekstrak bungkil biji jarak pagar memiliki kapasitas sebagai reduktor untuk
mereduksi Ag+ menjadi partikel Ag0dan capping agentsehingga dapat digunakan
untuk mensistesis nanopartikel perak.
2. Reaksi pembentukan nanopartikel perak dapat mengikuti model kinetika reaksi
ordo nol, satu atau dua

2. TINJAUAN PUSTAKA
Nanopartikel Perak
Nanopartikel dapat didefinisikan sebagai partikel yang sangat kecil dengan
ukuran kurang dari 100 nm. Nanopartikel memiliki sifat yang spesifik dan baru
dibandingakan dengan bulky dapat mempengaruhi toksisitasnya komposisi kimia,
bentuk, struktur permukaan, muatan permukaanya, sifat katalitiknya, kemampuan
agregasi dengan benda lain atau sebaliknya (Winarno dan Ivone. 2010).
Nanopartikel mempengaruhi karakter fisik yang signifikan dibandingkan dengan
material besar karena berkurangnya dimensi.Karakter fisik yang mempengaruhi
diantaranya luas permukaan atom dan besar energi permukaan (Thirumurugan dan
Kuldeep. 2013).Luas permukaan nanopartikel dibuat sangat besar sehingga ukuran
partikelnya menjadi sangat kecil, yaitu kurang dari 100 nm.Luas permukaan
menentukan dari ukuran, struktur dan ukuran agregasi partikel (Parket al.
2009).Nanopartikel secara signifikan memberikan kontribusi besar terhadap berbagai
aplikasi (Kavitha et al. 2013).

17

Gambar 1 Aplikasi nanopartikel dalam berbagai bidang (Kavithaet al. 2013)
Nanopartikel yang banyak menarik perhatian adalah nanopartikel perak.Perak
memilikimassa jenis 10.49 g/cm3, nomor atom 47dan konfigurasi elektronnya adalah
[Kr] 5s1 4d10. Massa atomnya sebesar 107.87 g/mol dengan kerapatan yang tinggi yaitu
mencapai 10.50 g/mL serta dapat melebur pada suhu 960.50 oC.Perak dalam bentuk ion
monovalen menghasilkan larutan yang tidak berwarna, sedangkan dalam bentuk
nanokoloid Ag berwarna kuning.
Perak sudah sejak lama kita ketahui memiliki kapasitas sebagai
antimikroba.Dalam bentuk ionnya, Ag merupakan antimikroba yang kuat dan juga
bersifat toksik bagi sel.Sejumlah teori mengenai mekanisme kerja nanopartikel perak
menghambat pertumbuhan mikroba telah dilaporkan.Feng et al.(2000)menjelaskan
bahwa nanopartikel perak menghambat pertumbuhan mikroba diawali dengan
nanopartikel perak melepaskan ion Ag+, selanjutnya terjadi interaksi antara ion perak
Ag+ dengan gugus tiol (-SH) pada protein permukaan. Seperti protein pada membran sel
bakteri, ion perak akan menggantikan kation hidrogen (H+) dari gugus tiol sulfidril
menghasilkan gugus S-Ag yang lebih stabil pada permukaan sel bakteri. Hal ini dapat
menonaktifkan enzim dan menurunkan permeabilitas membran yang pada akhirnya
menyebabkan kematian sel. Selanjutnya, ion perak akan memasuki sel dan mengubah
struktur DNA dan pada akhirnya menyebabkan kematian sel.
Aplikasi dari nanopartikel perak pada bidang kemasan pangan sudah digunakan
pada skala komersial yang tujuannya adalah meningkatkan karakteristik mekanik,
barrier, sensor dan antimikroba.Dari sudut pandang keamanan pangan, saat ini
penggunaan nanopartikel semakin mendapat perhatian khusus karena produk yang
dihasilkan harus dalam kondisi aman dikonsumsi dan tidak berbahaya terhadap
lingkungan.Di Negara berkembang seperti Uni Eropa saat ini sudah menetapkan
penggunaan nanopartikel pada bidang pangan, sepertiWHO, EFSA,US FDA dan lainlain (Lampiran 2).Bradleyet al. (2011) menjelaskan bahwa kemungkinan migrasi
nanopartikel perak pada kemasan ke produk makanan tidak terjadi jika distribusi,
penyimpanan dan pengolahannya dilakukan secara baik.Jika peraturan penggunaan
nanopartikel yang telah ditetapkan dapat dijalankan dengan baik dan benar maka
keamanan pangan dan keselamatan konsumen lebih terjamin.

Sintesis nanopartikel perak
Nanopartikel umumnya disintesis melalui pendekatan secara fisik maupun
kimia.Metode sintesis secara fisik (top-down)tidak melibatkan reaksi kimia hanya
pemecahan material besar menjadi material berukuran nanometer, atau pengabungan
material yang berukuran sangat kecil menjadi partikel berukuran nanometer tanpa
mengubah sifat bahan.
Metode sintesis secara kimia (bottom- up)melibatkan reaksi kimia dari sejumlah
material awal (precursor) sehingga dihasilkan material lain yang berukuran nanometer,
denganmelarutkan garam dari logam ke dalam pelarut tertentu, kemudian agen

18

pereduksiditambahkan, dan penambahan agen penstabil.Salah satu nanopartikel logam
mulia adalah nanopartikel perak.Perak mempunyai kemampuan antimikroba yang dapat
membunuh semua mikroorganisme patogenik.Bentuk dan ukuran nanopartikel perak
sangat penting dalam penentuan sifat optik, listrik, magnet, katalis dan
antimikrobanya.Semakin kecil ukuran partikel semakin besar efek antimikroba.Faktorfaktor yang dapat mempengaruhi ukuran partikel dalam sintesis yaitu konsentrasi, agen
pereduksi dan waktu reaksi (Sileikaite et al. 2006).

Gambar 2 Teknik sintesis nanopartikel perak (Vijayaraghavan dan Nalini. 2010)
Pertimbangan dalam melakukan sintesis nanopartikel terhadap perlakuan harus
diperhatikan, karena dengan menggunakan metode sintesis secara fisik dibutuhkan
temperatur tinggi sedangkan metode kimia menggunakan bahan anorganik dan
membutuhkan tekanan tinggi.Hal tersebut menandakan metode sintesis nanopartikel
secara fisik dan kimia memerlukan kondisi yang lebih sulit dibandingkan dengan
sintesis nanopartikel menggunakan bahan alami (Moghaddam2010).
Bahan – bahan yang digunakan dalam proses sintesis nanopartikel biasanya
bahan kimia beracun, untuk itu diperlukan alternatif bahan yang ramah lingkungan (ecofriendly) yaitu dengan memanfaatkan makhluk hidupsebagai agen pereduksi seperti
tanaman, bakteri, khamir dan jamur (Thakkar et al. 2011). Penggunaan tanaman dalam
sintesis nanopartikel perak ini relatif lebih sederhana dan murah dibandingkan dengan
mikroorganisme lainnya.Jenis tanaman yang telah digunakan untuk sintesis nanopartikel
sudah banyak dilakukan oleh para peneliti sebelumnya (Lampiran 1).
Komponen biomelekul yang terkandung dalam tanaman diduga berperan sebagai
pereduksi, pelarut sekaligus penstabil dalam pembentukan nanopartikel perak
(Vijayaraghavan dan Nalini. 2010), antara lain flavonoid (Ahmad Naheedet al. 2010;
Boruah et al. 2012), terpenoid (Shankar et al. 2003), polisakarida (Kwon et al. 2010),
protein (Bar et al. 2009; Lukman et al. 2011) alkaloid dan senyawa metabolit sekunder
(Konwarh et al. 2011) dan mekanisme dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4

19

Gambar 3 Komponen biomelekul yang terdapat dari ekstrak tumbuh-tumbuhan dan
mekanisme sintesis nanopartikel(Akhtar et al. 2013)
Bar et al. (2009, 2009 a) melaporkan bahwa baik ekstrak biji maupun getah
tanaman jarak pagar mampu mereduksi Ag+ menjadi Ag serta sebagai penstabil
nanopartikel perak yang terbentuk.Handayani (2011) melaporkan bahwa penggunaan air
rebusan dan daun kering bisbul cenderung lebih baik karena tingkat kestabilan dan
dispersi dari nanopartikel perak.Senyawa aktif yang terdapat pada daun bisbul adalah
terperonid yang diduga berperan dalam proses reduksi ion logam. Sintesis nanopartikel
perak dengan menggunakan air rebusan daun bisbul sebagai agen pereduksi dapat
mempercepat pembentukan nanopartikel perak (Bakir. 2011).

Gambar 4 Mekanisme sintesis nanopartikel dari ion logam (Mittal et al.2013)
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pembentukan nanopartikel
menggunakan ekstrak tanaman salah satunya adalah konsentrasi(Song et al. 2009;

20

Kasthuriet al. 2009), suhu (Lukman et al.2011) dan waktu reaksi (Li et al. 2007).Pada
penelitian ini karakterisasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis untuk
mengkonfirmasikan terbentuknya nanopartikel perak.
Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Tanaman jarak pagar berasal dari Amerika Tengah dan saat ini banyak
dibudidayakandi Amerika Selatan dan Tengah, Asia Tenggara, India dan Afrika (Gubitz
et al. 1999).Tanaman ini pemanfaatannya sangat beragam yakni sebagai reklamasi
lahan, mencegah erosi, meningkatkan kesuburan tanah dan sebagai tanaman pagar.Jarak
pagar termasuk kedalam family Euphorbiaceae, tanaman ini merupakan tanaman semak
atau pohon yang tahan terhadap kekeringan dan dapat tumbuh pada areadengan curah
hujan rendah sampai tinggi (200-1500 mm per tahun).Secara umum pemanfaatan
tanaman jarak dapat dilihat pada Gambar 5 yaitu:

Gambar 5 Manfaat tanaman jarak pagar (Gübitz et al.1998)
Seluruh bagian tanaman jarak pagar dapat dimanfaatkan mulai dari daun, kulit
batang, akar, biji, getah dan bungkilnya. Bungkil biji jarak pagar merupakan hasil ikutan
dari pembuatan minyak biji jarak pagar.Bungkil biji jarak pagar mengandung berbagai
macam nutrien.Makkar dan Becker (1997) melaporkan bahwa bungkil biji jarak pagar
memiliki kandungan protein yaitu sekitar 53-58%.
Beberapa bagian tanaman jarak tersebut mengandung berbagai macam senyawa
aktif.Kajian mengenai aktivitas senyawa aktif pada tanaman jarak pagar juga telah

21

dilakukan oleh beberapa peneliti.Igbinosa et al.(2009) melakukan pengujian tentang
aktivitas antimikrobadan senyawa aktif dari ekstrak kulit batang jarak pagar,
mengandung senyawa fitokimia yang terdiri dari saponin, steroid, tannin, glikosida,
alkaloid dan flavonoid.

Gambar6Bungkil biji jarak Pagar http://www.google.com/imgres?imgurl
images%3Fq%3Dbungkil%2Bjarak%2Bpagar%)
Senyawa aktif yang dihasilkan oleh tanaman kebanyakan senyawa aktif yang
memiliki fungsi fisiologis bagi tubuh (Lin dan Robert. 1994).Perwatasari (2011)
melaporkan bahwa aktivitas antioksidan dan antimikroba fraksi ekstrak daun dan
ranting jarak pagar ( Jatropha curcas L.) yang mengandung fraksi etil asetat terdapat
senyawa katekin dan hexadecanoic acid yang bertanggung jawab terhadap aktivitas
antioksidan serta senyawa phytol, phytol isomer, dan gamma sitosterol yang
bertanggung jawab terhadap aktivitas antimikroba.
Tabel 1 Senyawa kimia yang terdapat pada tanaman jarak pagar (Jatropha curcas
L.)(Nithiyananthamet al. 2012)

Menurut Nurmillah (2009) dalam penelitiannya juga mendapatkan hasil bahwa
ekstrak biji jarak pagar dengan pelarut methanol memiliki daya hambat terbesar

22

terhadap bakteriE. coli dan S. aureus. Sedangkan bungkil biji jarak pagar mengandung
senyawa antinutrisi diantaranya phorbolester, curcurin atau lectin (Brodjonegoro et
al.2005), phytates, saponin dan antitripsin (Aregheore et al. 1997; Wink et al. 1997).

Reaksi sintesis nanopartikel perak (Ag)
Sintesis nanopartikel perak (Ag) dilakukan dengan mencampurkan perak nitrat
(AgNO3) dan ekstrak bungkil biji jarak pagar yang direaksikan pada suhu 80 oC disertai
dengan pengadukan (Bar et al. 2009).Mekanisme reaksi pembentukan nanopartikel yang
terjadi adalah sebagai berikut:
AgNO3+ H20
Ag + + NO3 -……………. (1)
+ Ekstrak bungkil biji jarak pagar
Ag
Ag0 ………….….(2)
Pembentukan nanopartikel diamati melalui perubahan absorbansi larutan yang di
ukur menggunakan spektrofotometri UV-Vis. Dari hasil data tersebut maka diolah
untuk mendapatkan model kinetika, yaitu ordo reaksi dan tetapan laju reaksi (k).Toledo
(2007) menyatakan bahwa dimana suatu reaksi yang memiliki berordo nol hubungan
linier antara konsentrasi reaktan atau produk dengan waktu.Maksudnya, perubahan
konsentrasi reaktan atau produk tidak mempengaruhi laju reaksi.Sedangkan ordo
pertama ditandai oleh perubahan logaritmik dalam suatu konsentrasi reaktan atau
produk dengan waktu.Ordokedua ditandai dengan hubungan hiperbolik antara
konsentrasi dari reaktan atau produk, dan waktu, jika konsentrasi dilipat duakan maka
laju reaksi juga dua kali.Ordo reaksi dapat ditentukan berdasarkan tingkat kesesuaian
dengan data percobaan yaitu memiliki nilai r2(linearitas) yang terbesar.Jika nilai ordo
(n) sudah didapatkan maka ditentukan laju reaksi pembentukan Ag+ berubah menjadi
Ag0 dalam setiap satuan waktu, sehingga diperoleh reaksi dengan rumus:
o
d Ag
Laju reaksi
+ n
k Ag

dt

Setelah didapatkan nilai ordo (n) maka dicari nilai k (tetapan laju reaksi)
berdasarkan nilai kemiringan grafik. Setelah didapatkan nilai k maka dibuat grafik
hubungan antara ln k dengan 1/T (1/temperature (K) selanjutnya didapat persamaan
linier. Persamaan linier tersebut dapat ditentukan nilai k, Ea dan k0 sehingga akan
digunakan dalam persamaan Arrhenius.Reaksi kimia pada umumnya dipengaruhi oleh
suhu, karena seiring dengan peningkatan suhu maka akan mengalami peningkatan laju
reaksi. Hubungan suhu terhadap pembentukan nanopartikel berdasarkan prinsip kinetik
model Arrhenius sebagai berikut :
(a) k = ko exp (-Ea/RT)………..(ordo 0)
(b) ln k = ln ko - Ea/(RT)…………(ordo 1)
Dimana k merupakan konstanta laju reaksi, R adalah konstanta gas (1,986
kal/mol), T adalah suhu mutlak (K),k0 adalah konstanta (tidak bergantung pada suhu)
dan Ea adalah energi aktivasi (J/ mol). Khanet al (2012) melaporkan bahwa
pembentukan nanoparikel perak menggunakan PVA dan yang tidak menggunakan

23

dalam asam sitrat mengikuti ordo nol. Kinetika reaksi pembentukan nanopartikel perak
dengaan menggunakan amoniak (NH3) pada konsentrasi yang berbeda beda mengikuti
ordo satu. Semakin tinggi suhu pemanasan semakin cepat pembentukan nanopartikel
perak, energi aktifasi reaksi sebesarEa =70 kJ/mol ini menunjukkan bahwa energi yang
diperlukan untuk pembentukan nanopartikel perak(Hussainet al. 2011)
Penelitian mengenai kinetika pembentukan nanopartikel perak menggunakan
bahan alami belum terlalu banyak dilakukan, oleh karena itu diperlukan kajian lebih
lanjut.Boruah et al (2009) melaporkan laju pembentukan nanopartikel emas terhadap
waktu dilakukan pengamatan menggunakan spektrofotometri UV-Vis dengan serapan
maksimum pada panjang gelombang kisaran 534 nm sehingga diperoleh laju reaksi
mengikuti reaksi ordo satu.

3. METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitiandilakukan selama 6 bulan di Institut Pertanian Bogor (IPB). Penelitian
inidilaksanakan di Laboratorium Teknologi Pengolaha Pangan, laboratorium Biokimia
Pangan, dan laboratorium Kimia Pangan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,
Fakultas Teknologi Pertanian IPB, PUSPITEK Serpong, laboratorium Pusat Studi
Biofarmaka, Departemen Kehutanan Gunung Batu Bogor dan LIPI Cibinong.
Bahan dan Peralatan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi biji jarak pagar, bubuk
perak nitrat AgNO3 (dibeli dari Sigma Aldrich) dan D-mineral. Alat-alat yang
digunakan dalam karakterisasiadalahspektrofotometer UV-Vis HITACHI U 2900,
Partikel Size Analyzer (PSA) Backman Coulter Delsa nano, SEM JEOL Model JSM
5310 LV dan Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectrophotometer Shimadzu IR
Prestige21 with Near Infrared (NIR).

Prosedur Penelitian
a.

Lingkup Penelitian
Lingkup dari penelitian ini meliputi kegiatan ekstraksi bungkil biji jarak pagar
dengan pelarut air, reaksi terbentuknya nanopartikel perak, karakterisasi
nanopartikel perak yang terbentuk.

b.

Rencana Kegiatan
Secara terstruktur, rencana kegiatan dari penelitian ini dilakukan dengan
mengikuti tahapan seperti yang disajikan pada Gambar 7 berikut.

24

Pembuatan larutan

Ekstrak bungkil jarak pagar

AgNO3

Sintesis nanopartikel perak

Kinetika reaksi

Uv-Vis
spektrofotometer

Karakterisasi nanopartikel perak

SEM

FTIR
spectroscopy

Partikel Size
Analyzer
(PSA)

Gambar7 Rencana tahapan penelitian
Ekstraksi Bungkil Biji Jarak Pagar
Biji jarak pagar dikeringkan terlebih dahulu pada suhu 60oC selama 1hari,
setelah itudigiling dengan blender dan dipres sampai minyak biji jarak pagar keluar
sehingga didapatkan bubuk kering bungkil jarak pagar.Selanjutnya sebanyak 25 gram
bubuk dimasukkan dalam 1 L Aqua DM (demineralisasi) sampaimendidih dan
dilanjutkan perebusan selama 2 jamBar et al.(2009).Hasil ekstrak bungkil biji jarak
pagar didinginkan sampai suhu ruang dan dilakukan penyaringan dengan menggunakan
kertas Whatman No.1.Kemudian larutan tersebut disentrifugasi sehingga menyisakan
larutan supernatan.Larutan tersebut akan digunakan untukmensintesis nanopartikel
perak.
Sintesis Nanopartikel Perak
Sintesis nanopartikel perak akan dilakukan dengan mengadopsi metode yang
digunakan oleh Bar et al(2009). Perbedaanya adalah kalau mereka menggunakan
ekstrak biji jarak utuh atau segar dan getahnya sedangkan pada penelitian ini
menggunakan ekstrak bungkil biji jarak pagar. Sintesisdilakukan dengan mencampur
larutan AgNO3 dan larutan ekstrak bungkil biji jarak pagar. Perlakuan yang dilakukan
adalah dengan memvariasikan konsentrasi larutan AgNO3: 0.5 (A) dan 1.0 mM(B).
Sebanyak45 mL larutan AgNO3direaksikan dengan 5 mL ekstrak bungkil biji jarak.
Campuran larutan tersebut diaduk menggunakan magnetik stirer dilakukan proses
pemanasan dengan perbandingan pada suhu 70,80 dan 90oC (A70,A80,A90, B70,B80
dan B90). Proses sintesis dapat dihentikan pada waktu tertentu dan kondisi
dalampengadukan sampai suhu ruang (Sileikaite et al. 2006).Sebagai indikator telah

25

terbentuknya nanopartikel perak secara visual adalah adanya perubahan warna larutan
ekstrak bungkil biji jarak pagar dari bening menjadi kekuningan hingga cokelat.
Karakterisasi nanopartikel perak
a.

Analisis Spektrofotometri UV-Vis (Bar et al., 2009). Hasil sintesis nanopartikel
perak dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis (HITACHI U 2900)
yang mempunyai resolusi 1. Instrumen spektrofotometer UV-Vis distandarisasi
menggunakan blanko. Blanko yang digunakan adalah larutan ekstrak bungkil
biji jarak pagar yang tidak ditambahkan AgNO3. Larutan yang mengandung
nanopartikel perak dimasukkan kedalam kuvet kuarsa kemudian dilakukan
pengukuran pada panjang gelombang 200-800 nm.

b.

Analisis Particle Size Analyzer (PSA). Sebelum analisis distribusi ukuran
nanopartikel perak dengan menggunakan PSA terlebih dahulu diukur indeks
refraksi dan viskositas supernatan kultur yang tidak ditambahkan AgNO3.
Larutan yang mengandung nanopartikel perak dimasukkan ke dalam kuvet
kemudian dianalisis dengan instrumen PSA.

c.

Analisis bentuk dan ukuran partikel dengan Scanning Electron Microscopy
(SEM) akan dilakukan dengan JEOL Model JSM 5310 LV sesuai dengan
prosedur yang diterangkan oleh Bar et al.(2009; 2009a). SEM diatur dengan
pembesaran 7.500 x dan akselerasi tegangan sebesar 20 kv. Semua sampel
dilapisi dengan emas sebelum dianalisis menggunakan SEM.

d.

Anlisis dengan spektrometer FTIR. Nanopartikel perak yang terbentuk dengan
menggunakan ekstrak bungkil biji jarak pagardisentrifugasi dan padatan yg
diperoleh selanjutnya dikeringkan dengan oven vakum. Bubuk nanopartikel
perak selanjutnya akan dianalisis dengan menggunakan Shimadzu-FTIR
Spectrometer(Lioe et al. 2012).

Kinetika Reaksi Pembentukan Nanopartikel
a.

Analisis Spektrofotometri UV-Vis (Bar et al. 2009). Instrumen spektrofotometer
UV Vis distandarisasi dengan menggunakan blanko. Blanko yang digunakan
adalah supernatan kultur yang tidak ditambahkan AgNO3. Larutan yang
mengandung nanopartikel perak dimasukkan ke dalam kuvet kuarsa kemudian
dilakukan pengukuran pada panjang gelombang 200-800 nm. Pengukuran
dilakukan setiap 3 menit sekali sampai menit ke 21 dan diambil 7 titik waktu
reaksi (t1, t2,...t7), sehingga diperoleh nilai absorbansi lalu diolah untuk
mendapatkan parameter kinetika reaksi yaitu ordo reaksi yang paling sesuai dan
konstanta laju reaksi (k).Konstanta laju reaksi ditentukan dari kemiringan grafik
atau gradien garis lurus antara nilai absorbansi dan waktu. Kisaran ukuran
nanopartikel perak yang dihasilkan berdasarkan nilai panjang gelombang pada
serapan maksimum sebagai berikut :

26

Tabel 2Panjang gelombang pada absorbansi maksimum menunjukkan kisaran
ukuran nanopartikel perak (Solomon et al. 2007)
λ Maks (nm)
395-405
420
438

Ukuran Partikel (nm)
10-14
35-50
60-80
b.

Analisis
data
Pengukuranjumlah
nanopartikel
yang
terbentuk
menggunakanpengamatan pada spektrofotometri dengan panjang gelombang 400500 nm sebagai luas area. Data tersebut diolah untuk mengetahui grafik ordo agar
terlihat jumlah nanopartikel yang terbentuk dengan menggunakan bantuan
Microsoft Excell 2007. Setelah itu didapatkan nilai konstanta laju reaksi (k) pada
masing- masing suhu. Jika nilai k sudah diketahui maka k maka dibuat grafik
hubungan antara ln k dengan 1/T (1/temperature (K) selanjutnya didapat
persamaan Arrhenius. Dari persamaan Arrhenius tersebut dapat ditentukan nilai
energi aktivasi (Ea)

4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Sintesis Nanopartikel perak
Sintesis nanopartikel perak pada penelitian ini menggunakan reduktor dari
ekstrak bungkil biji jarak pagar dengan larutan perak AgNO3.Perlakuan yang diuji
adalah memvariasikan konsentasi larutan AgNO3 yakni 0.5 dan 1.0 mM dengan ekstrak
bungkil biji jarak pagar 5 ml. Kemudian campuran larutan tersebut dipanaskan dengan
variasi suhu 70, 80 dan 90°C (Bar et al. 2009) disertai dengan pengadukan
menggunakan magnetik strirerdan didinginkan sampai suhu ruangan.
Salah satu indikator terbentuknya nanopartikel perak dalam larutan ini ditandai
dengan adanya perubahan warna dari kekuningan hingga coklat kemerahan seiring
bertambahnya waktu.Warna perak yang terbentuk dari hasil sintesis nanopartikel
tergantung pada bentuk dan ukuran nanopartikel serta konstanta dielektrik dari medium
disekitarnya.(Zielinska et al. 2009).

0’’ 3’

6’ 9’ 12’ 15’ 18’ 21’

0’’3’ 6’

9’ 12’ 15’ 18’ 21’

A 70

0” 3’

6’ 9’ 12’ 15’ 18’ 21’

B 70

0’’ 3’

A 80

0”

3’ 6’

9’ 12’ 15’ 18’ 21’

B 80

6’ 9’ 12’ 15’ 18’ 21’

A 90

0” 3’

6’ 9’ 12’ 15’ 18’ 21’

B 90

27

Gambar8Perubahan warna larutan hasil reaksi dari larutan perak (AgNO3)
dengankonsentrasi A 1:0.5mM (suhu 70,80 dan 90 °C) dan B 1:1.0mM (suhu
70,80 dan 90 °C) dengan ekstrak bungkil biji jarak pagar.
Berdasarkan hasil pengamatan bahwa nanopartikel perak yang terbentuk
memiliki warna yang berbeda-beda dimulai dari bening, kuning pucat, kuning jernih,
kuning keruh sampai dengan merah kecoklatan.Perbedaan warna sangat jelas terlihat
larutan dari kiri kekanan semakin tua warna kuningnya (Gambar 8).Bar et al. (2009)
melaporkan bahwa hasil dari sintesis nanopartikel perak menggunakan ekstrak biji jarak
pagar menghasilkan warna larutan menjadi coklat kemerahan.Waktu reaksi sangat
mempengaruhi pembentukan nanopartikel perak, hal ini dapat dilihat secara visual
bahwa setelah 6 (enam) menit reaksi memperlihatkan perubahan warna dari kuning
sampai coklat kemerahan.Bertambahnya waktu reaksi maka larutan semakin
gelap.Warna dari larutan nanopartikel perak cenderung berwarna kuning hingga
kecoklatan, warna coklat akan terus meningkat seiring dengan lamanya waktu reaksi
(Shankar et al. 2004). Pada sampel A perubahan warna yang terjadi cukup lambat
dibandingkan dengan sampel B. Hal tersebut dikarenakan adanya variasi dalam proses
sintesis nanopartikel perak sehingga warna yang dihasilkan juga berbeda-beda. Salah
satunya pengaruh konsentrasi dari larutan AgNO31.0 mM mengalami perubahan warna
larutan sangat cepat dibandingkan dengan 0.5 mM.Hasil menunjukkan bahwa sampel B
dalam jangka waktu 3 menit telah mengubah warna larutan menjadi kuning dan lebih
pekat.
Sementara itu pengaruh pada temperatur yang berbedasampel B warna larutan
lebih cepat kuning dibandingkan sampel A pengamatan ini dilihat pada suhu 70, 80 dan
90 °C. Pada suhu yang lebih rendah yakni 70 °C sampel B70 terlihat warna larutan
kuning pada menit 3 dan semakin pekat menit 9, sedangkan sampel A70 terjadi pada
menit 9 warna larutan baru terlihat kuning. Pengamatan visual pada sampel B8 dengan
suhu 80 °C menunjukkan bahwa setelah waktu 3 menit larutan berwarna kuning dan 6
menit kemudian warna larutan lebih pekat. Hal yang berbeda pada sampel A80 warna
larutan menjadi kuning diawali pada menit ke 6 dan menjadi pekat pada menit ke 12.
Selanjutnya pada suhu 90 °C sampel A90 warna larutan terlihat kuning menit ke
3 dan semakin pekat pada menit ke 12, sedangkan sampel B90 warna larutan dari menit
3 sampai dengan 21 hampir sama. Suhu reaksi lebih tinggi menghasilkan perubahan
warna larutan semakin cepat, sehingga dapat disimpulkan bahwa warna larutan dari
hasil sintesis nanopartikel perak yang terbentuk tidaklah sama tergantung kondisi media
lingkungannya.

28

A 70

B 70

A 80

B 80

A 90

B 90

Gambar9Hasil spektrofotometer UV-Vis dari larutan perak (AgNO3) dengankonsentrasi
A 1:0.5mM (suhu 70,80 dan 90 °C) dan B 1:1.0mM (suhu 70,80 dan 90
°C) menggunakan ekstrak bungkil biji jarak pagar
Terbentuknya nanopartikel perak tidak hanya dapat dilihat dari perubahan warna
larutan tetapi hasil dari serapan maksimum pada spektrofotometer UV-Vis. Spektrum
serapan sinar UV-Vis memiliki kisaran tertentu dalam menjelaskan terbentuknya
nanopartikel perak.Berdasarkan karakteristik dari perak tersebut munculnya puncak
absorbansi pada kisaran panjang gelombang 400 – 450 nm (Solomon et al. 2007). Hasil
dari pengukuran menunjukkan adanya puncak dikisaran 410 – 440 nm (Gambar 9),

29

terlihat bahwa nilaiabsorbansi semakin meningkat dengansemakin bertambahnya waktu
reaksi. Pada menit ke nol tidak adanya serapan setelah menit ke enam terdeteksi adanya
puncak absorbansi pada panjang gelombang pada kisaran tersebut.
Meningkatnya nilai absorbansi dari waktu ke waktu dapat menunjukkan
kecepatan reaksi yang terjadi, sedangkan nilai dari panjang gelombang menujukkan
perbedaan ukuran dari nanopartikel perak yang dihasilkan (Handayani .2011). Sharma
et al. (2009) melaporkan bahwa hasil dari spektrofotometer pada panjang gelombang
400-450 nm nanopartikel perak yang terbentuk merupakan partikel Ag0, sedangkan pada
panjang gelombang 380-400 nm nanopartikel perak yang terbentuk adalah Ag+, ini
dapat diartikan bahwa proses reduksi secara kimia belum berjalan sempurna.

Model Kinetika Pembentukan Nanopartikel Perak dengan Menggunakan Ekstrak
Bungkil Biji Jarak Pagar
Konfirmasi terbentuknya nanopartikel perak dapat diketahui melalui pengamatan
spektrofotometer UV-Vis dengan mengukur nilai absorbansi dalam interval
waktu.Pengukuran disetting pada panjang gelombang 425 nm (Bar et al.2009)dimana
serapan tersebut maksimal untuk nanopartikel perak. Besarnya nilai absorbansi
menunjukkan kecepatan reaksi dan jumlah nanopartikel perak yang terbentuk seiring
dengan pertambahan waktu. Berdasarkan hasil yang diperolehbahwa jumlah
nanopartikel perak yang terbentuk pada panjang gelombang 400-500 nm dipengaruhi
oleh waktu dan suhu. Terlihat padaGambar 10,11 dan 12 kemiringan garis grafik
menunujukkan konstanta laju reaksi pembentukan nanopartikel perak. Semakin tinggi
laju konstanta maka reaksi pembentukan nanopartikel perak semakin cepat.
200
y = 11.60x
R² = 0.941
y = 11.54x
R² = 0.817

Absorbansi (a.u)

160
120
80

1:0.5 mM (A 70)
1:1.0 mM (B 70)

40
0
0

5

10
15
Waktu (menit)

20

25

Gambar10Model kinetika reaksi pembentukan nanopartikel perak dari larutan perak
(AgNO3) dengan konsentrasi 0.5 mM dan 1.0 mM menggunakan ekstrak
bungkil biji jarak pagar pada suhu 70°C

Absorbansi (a.u)

30

200

y = 12.32x
R² = 0.963

160

y = 12.17x
R² = 0.8

120
1:0.5 mM (A 80)
80

1:1.0 mM (B 80)

40
0
0

5

10
15
Waktu (menit)

20

25

Gambar11Model kinetika reaksi pembentukan nanopartikel perak dari larutan perak
(AgNO3) dengan konsentrasi 0.5 mM dan 1.0 mM menggunakan ekstrak
bungkil biji jarak pagar pada suhu 80°C
y = 13.54x
R² = 0.901

Absorbansi (a.u)

200

y = 13.02x
R² = 0.912

160
120
80

1:0.5 mM (A 90)
1:1.0 mM (B 90)

40
0
0

5

10
15
Waktu (menit)

20

25

Gambar12Model kinetika reaksi pembentukan nanopartikel perak dari larutan perak
(AgNO3) dengan konsentrasi 0.5 mM dan 1.0 mM menggunakan ekstrak
bungkil biji jarak pagar pada suhu 90°C
Proses pembentukan nanopartikel dapat terjadi disebabkan oleh beberapa faktor
yaknitemperatur, waktu reaksi dan konsentrasi (Philip et al. 2010; Lukman et al 2011;
Ghodake et al.2010), namun parameter tersebut saling berhubungan.Semakin besar nilai
konstanta laju reaksi maka semakin cepat pembentukan nanopartikel perak. Pengaruh
variasi konsentrasi dari larutan perak (AgNO3) terlihat bahwa konstanta laju reaksi
lebih tinggi 0.5 mM (A) dibandingkan dengan 1.0 mM (B) terlihat pada Gambar 9, 10
dan 11.Hal tersebut menandakan bahwa dengan konsentrasi larutan perak (AgNO3)
yang lebih rendah cukup untuk melakukan proses sintesis nanopartikel.
Keberadaan tanaman kemungkinan menjadi keterbatasan kapasitas untuk
mereduksi ion logam.Potensial tanaman untuk reduksi ion logam tergantung
kepadaadanya senyawa organik atau gugus fungsional pada tanaman, sehingga senyawa
tersebut memilki peran penting dalam pembentukan nanopartikel (Iravani 2011).

31

Sementara meningkatnya konsentrasi larutan perak (AgNO3) terjadi persaingan antara
ion perak dengan gugus fungsional dari ekstrak tanaman (Vanaja et al. 2013).
Jika diurutkan hasil nilai konstanata laju reaksi dari tinggi sampai rendah
diperoleh pada suhu 70 °Ckonsentrasi perak (AgNO3) 0.5 mM (A)memiliki nilai
konstanta laju reaksi lebih besar yakni 11.606/ menit disusul oleh konsentrasi 1.0 mM
sebesar 11.548/menit. Kemudian pada suhu 80 °C nilai konstanta laju reaksi sebesar
12.323/menit dan12.171/menit, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi 90 °Cdiperoleh
13.547/menit dan terendah 13.025/menit.Dari hasil yang diperoleh terlihat bahwa
adanya pengaruh peningkatan suhu reaksi terhadap nilai konstanta