commit to user 43
semakin menurun. Selain itu ikatan hidrogen intermolekuler –NH
2
---OH kitosan dapat diperlemah oleh adanya faktor sterik molekul karena panjang ikatan gugus
amina lebih pendek dibandingkan panjang ikatan gugus asetil. Semakin banyak gugus asetil tersubstitusi menjadi gugus amina maka jarak antar bidang rantai
polimer yang membentuk ikatan hidrogen intermolekuler semakin pendek dan menyebabkan kestabilan ikatan hidrogen intermolekuler –NH
2
---OH lebih kecil dibandingkan ikatan hidrogen intermolekuler –C=O---HO-gugus asetil pada kitin.
Oleh karena itu, secara umum kristalinitas kitosan lebih rendah daripada kitin.
B. Penentuan konsentrasi optimum adsorpsi logam Ag oleh kitosan
Proses adsorbsi logam Ag oleh kitosan dilakukan untuk menentukan persentase optimum penyerapan logam Ag oleh kitosan pada variasi waktu
shaker Agkitosan 20 ml Ag 1000 ppm : 0,2 g selama 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 jam. Besarnya persentase adsorbsi logam Ag oleh kitosan dianalisis dengan
menggunakan spektrofotometer serapan atom AAS dengan metode kurva standar. Kurva standar dan persentase adsorbsi logam Ag oleh kitosan dapat dilihat pada
Gambar 9 dan 10.
Gambar 9. Kurva standar logam Ag menggunakan AAS
commit to user 44
Gambar 10. Adsorbsi logam Ag oleh kitosan Berdasarkan Gambar 10 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan jumlah
logam Ag yang teradsorb pada jam ke-1 sampai jam ke-5 secara signifikan. Akan tetapi pada jam ke-5 sampai jam ke-7 jumlah logam Ag yang teradsorb semakin
tidak signifikan. Banyaknya logam Ag yang teradsorb oleh kitosan dapat dilihat pada lampiran 3. Penurunan adsrobsi logam Ag oleh kitosan terjadi mulai dari waktu
shaker pada jam ke-5. Hal ini disebabkan karena adanya ketidak seimbangan jumlah logam Ag dan situs aktif -NH
2
dan -OH pada kitosan, semakin lama waktu shaker
logam Ag dengan jumlah situs aktif yang sama, maka situs aktif kitosan mengalami kejenuhan. Berdasarkan Gambar 10, kondisi optimum proses penyerapan logam Ag
oleh kitosan terjadi pada jam ke-5. Penentuan kondisi optimum ini didukung dengan penghitungan secara statistika menggunakan anava satu arah dan uji Duncan yang
dapat dilihat pada Lampiran 4 dan 5.
1. Karakterisasi FTIR kitosan setelah adsorbsi logam Ag Adanya interaksi antara kitosan dengan logam Ag menyebabkan terjadinya
perubahan karakter spektra IR kitosan. Perubahan spektra IR kitosan setelah
mengadsorp logam Ag dapat dilihat pada Gambar 11.
commit to user 45
Gambar 11. Perubahan spektra IR kitosan sebelum dan setelah proses adsorbsi Secara kualitatif, Gambar 11 menunjukkan adanya perubahan baik intensitas,
maupun lebar puncak dari kitosan. Serapan vibrasi sekitar 3448,72 cm
-1
dan 1597,06 cm
-1
yang menunjukkan serapan overlapping vibrasi gugus –NH
2
dan -OH mengalami penyempitan karena adanya logam Ag. Hal ini dimungkinkan karena
berkurangnya kekuatan ikatan hidrogen intramolekuler dan intermolekuler kitosan setelah adanya logam Ag, serta terbentuknya ikatan hidrogen dengan molekul air
semakin besar pada kitosan. Interaksi antara logam Ag dengan gugus –NH
2
dan -OH juga menyebabkan terjadinya penurunan intensitas pada daerah 1419,61 cm
-1
yang merupakan serapan dari C-H dan daerah 1319,31 cm
-1
serapan dari gugus C-N serta 1381,03 cm
-1
yang merupakan daerah serapan dari gugus C-C semakin tidak kelihatan. Hal ini dimungkinkan karena interaksi Ag dengan gugus NH
2
dan –OH menyebabkan kekakuan vibrasi gugus C-H, C-C dan C-N, sehingga intensitas vibrasi
gugus - gugus tersebut menjadi lebih kecil.
-OH -NH
2
str -NH
2
str
-C- H
-C-C
-C-N KitosanAg
Kitosan
commit to user 46
2. Karakterisasi XRD kitosan setelah adsorbsi logam Ag Kitosan memiliki kisi kristal yang ditunjukkan oleh munculnya pola difraksi
utama yaitu 2θ sekitar 10
o
dan 20
o
, dengan intensitas yang rendah Trecenichenco et al., 2006. Adanya proses adsorbsi logam Ag oleh kitosan mempengaruhi
kristalinitas kitosan. Adanya logam Ag menyebabkan puncak utama difraktogram kitosan semakin lebar dan intensitas kitosan semakin rendah. Hal ini ditunjukkan
pada Gambar 12.
Gambar 12. Perubahan difraktogram kitosan Berdasarkan Gambar l2 menunjukkan bahwa terjadinya penurunan intensitas
puncak pada difraktogram kitosan disebabkan karena kristalinitas kitosan setelah adanya logam Ag menurun. Modrzejewska et al. 2009 menyebutkan bahwa dengan
meningkatnya jumlah ion logam yang teradsobsi oleh kitosan, maka indek kristalinitas dari kitosan semakin menurun. Kristalinitas kitosan dipengaruhi oleh
ikatan hidrogen intramolekuler dan intermolekuler. Dengan adanya logam Ag menyebabkan rusaknya ikatan hidrogen intramolekuler dan intermolekuler kitosan
dengan membentuk khelat antara logam Ag dengan kitosan seperti yang diiliustrasikan Gambar 13. Hal ini menyebabkan kristalinitas kitosan menurun.
62
579 66
769
KitosanAg
commit to user 47
Gambar 13. Berkurangnya ikatan hidrogen intramolekuler dan intermolekuler kitosan
3. Karakterisasi DTATGA kitosan setelah adsorbsi logam Ag Dalam analisis TGA Thermogravimetric Analysis dan DTA Differential
Thermal Analysis, sampel mulai mengalami perubahan atau reaksi ditunjukkan oleh penyimpangan terhadap garis horizontal dan reaksi telah sempurna apabila tercapai
kurva horizontal dan tidak mengalami perubahan kembali plateu. Suatu reaksi yang tidak diikuti oleh adanya perubahan massa, tidak dapat dianalisis dengan TGA.
Perubahan termogram DTA disebabkan oleh perubahan panas reaksi yang tidak hanya dipengaruhi oleh perubahan massa sampel tapi juga oleh terjadinya proses
reaksi, perubahan struktur dan perubahan fasa sampel. Perubahan termogram adsorbsi logam Ag oleh kitosan disajikan pada Gambar 14 dan 15.
commit to user 48
Gambar 14. Perubahan Termogram TGA Kitosan
Gambar 15. Perubahan Termogram DTA Kitosan Dari termogram TGA dan DTA, secara umum diperoleh 4 perubahan kurva
yang menunjukkan adanya perubahan massa dan panas reaksi yaitu : Suhu antara di bawah 120
o
C kurva miring I, suhu antara 250 – 360
o
C kurva miring II, suhu antara 360 – 610
o
C kurva miring III dan suhu diatas 610
o
C kurva miring IV. Suhu antara dibawah 120
o
C kurva miring I menujukkan proses transisi kristal yang merupakan reaksi eksotermis yang ditunjukkan puncak ke atas pada
termogram DTA kitosan Gary, 1986. Suhu antara 250 – 360
o
C kurva miring II kemungkinan menunjukkan I
II
II
I II
II
KitosanA g
Kitosan
KitosanA g
Kitosan
I
I
commit to user 49
hilangnya sisa gugus asetil dari kitosan karena gugus asetil memiliki ikatan yang lebih lemah dan reaktif sehingga mudah putus terlebih dahulu. Termogram TGA
pada komposit kitosanAg pada suhu sekitar 300
o
C menunjukkan proses hilangnya gugus asetil telah selesai. Sedangkan pada Termogram TGA kitosan proses
hilangnya gugus asetil masih terus berlangsung. Lepasnya gugus asetil pada komposit kitosanAg lebih cepat daripada pada kitosan. Hal ini dimungkinkan
karena hilangnya ikatan hidrogen pada komposit kitosanAg, sehingga keteraturannya menjadi lebih acak dan gugus asetil lebih cepat lepas. Hilangnya
gugus asetil dari kitosan merupakan reaksi endotermis, ditunjukkan munculnya puncak ke bawah termogram DTA.
Suhu antara sekitar 360 – 610
o
C kurva miring III kemungkinan menunjukkan proses degradasi dan dekomposisi rantai kitosan, maupun komposit
kitosanAg berdasarkan termogram DTA proses degradasi dan dekomposisi rantai kitosan merupakan reaksi eksotermis Gary, 1986.
Suhu di atas 610
o
C kurva miring IV terbentuk garis horizontal pada termogram TGA kitosan yang menunjukkan habis terdekomposisi menjadi
komponen penyusunnya. Adanya sisa logam Ag dalam kitosan menyebabkan komposit kitosanAg tidak habis terdegradasi hingga mendekati persen berat yaitu
0 karena titik leleh Ag lebih besar dari 700
o
C.
C. Penentuan kondisi optimum pelapisan kain katun dengan SiO
