Sintesis dan Karakterisasi XRD Senyawa Kalsium Fosfat Sintesis dan Karakterisasi XRD Senyawa Kalsium Fosfat Berpori

7 Sedangkan untuk membuat porinya ditambahkan porogen lilin lebah dengan menggunakan metode sonikasi untuk mendapatkan pori yang lebih rata dan seragam. Lilin lebah yang digunakan terlebih dahulu direbus menggunakan aquades sehingga lilin lebah terpisah dari sarangnya. Sarang lebah dengan berat 21,6794 gram yang direbus di dalam 100 ml aquades dapat menghasilkan 4,6905 gram lilin lebah.

4.2 Preparasi Cangkang Kerang Darah

Anadara granosa Linn. Cangkang kerang darah dapat diperoleh dengan mudah karena jumlahnya yang berlimpah. Komposisi mineral dari cangkang kerang darah A. granosa terdiri dari 98,7 kalsium karbonat CaCO 3 berdasarkan penelitian Awang et al. [26] Hal tersebut mendorong penggunaan cangkang kerang darah A. granosa dalam bidang sains terutama sebagai sumber kalsium untuk pembuatan senyawa kalsium fosfat. Sebelum menjadi serbuk CaO, cangkang kerang darah A. granosa terlebih dahulu dibersihkan dari lumpur yang menempel pada cangkangnya lalu dikeringkan, seterusnya dikalsinasi pada suhu 1000 o C selama 5 jam. Serbuk CaO cangkang kerang sebanyak 80,7667 gram dihasilkan dari kalsinasi cangkang kerang sebanyak 165,3860 gram. Reaksi yang terjadi akibat proses kalsinasi tersebut adalah sebagai berikut: CaCO 3  CaO + CO 2 Keberadaan ion karbonat akan berpengaruh dalam pembuatan senyawa kalsium fosfat. Ion karbonat akan menempati dua posisi dalam struktur HAp, pertama menggantikan gugus OH - membentuk apatit karbonat tipe-A AKA dengan rumus kimia Ca 10 PO 4 6 CO 3 sedangkan posisi kedua menggantikan gugus PO 4 3- membentuk apatit karbonat tipe-B AKB dengan rumus kimia Ca 10 PO 4 3 CO 3 3 OH 2 [27] . Gambar 4 Pola XRD cangkang kerang darah Anadara granosa Linn. Hasil kalsinasi serbuk cangkang kerang dianalisis menggunakan XRD. Analisis XRD dilakukan untuk mengetahui fase kalsium yang terdapat di dalam cangkang kerang darah A. granosa. Gambar 4 memperlihatkan pola XRD dari cangkang kerang darah A. granosa. Pola XRD untuk hasil Pola XRD untuk hasil cangkang kerang darah A. granosa menunjukkan fase CaO untuk keseluruhan puncak dan terlihat dua puncak tertinggi yaitu pada sudut βθ = 37,251 o dan 53,748 o . Hal ini mengacu pada data JCPDS Joint Committee of Powdered Diffraction Standard. Data JCPDS yang digunakan dapat dilihat pada Lampiran 3.

4.3 Sintesis dan Karakterisasi XRD Senyawa Kalsium Fosfat

Pembuatan senyawa kalsium fosfat dapat dilakukan dengan menggunakan metode sol gel. Bahan utama pembuatan senyawa kalsium fosfat yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk CaO cangkang kerang darah sebanyak 5,6 gram yang dicampurkan dengan 3,5 ml H 3 PO 4 yang masing-masing dicampur sampai dengan 100 ml etanol 96. Perbandingan nilai CaP yang digunakan sebesar 1,67. Hasil sintesis senyawa kalsium fosfat tersebut dianalisa menggunakan XRD sehingga fase yang terbentuk di dalam sampel dapat diketahui. Pola XRD senyawa kalsium fosfat pada sampel kontrol Gambar 5 memperlihatkan bahwa = CaO 8 tidak semua puncak yang muncul menunjukkan fase HAp. Gambar 5 Pola XRD senyawa kalsium fosfat kontrol tanpa porogen lilin lebah Fase HAp ditunjukkan oleh puncak-puncak dengan intensitas tertinggi yaitu pada sudut βθ = 25,88 o ; 31,78 o ; dan 32,94 o . Namun, masih terdapat dua puncak yang bukan milik HAp dengan intensitas yang rendah, yaitu pada βθ = 17,λ8 o dan 39,8 o . Mengacu pada data JCPDS, sudut βθ tersebut merupakan fase dari senyawa trikalsium fosfat TKF.

4.4 Sintesis dan Karakterisasi XRD Senyawa Kalsium Fosfat Berpori

dengan Porogen Lilin Lebah Senyawa kalsium fosfat yang memiliki tingkat kestabilan paling tinggi adalah HAp, tetapi mempunyai tingkat kelarutan yang lama sehingga mem- butuhkan pori untuk mengatasi hal tersebut. Senyawa kalsium fosfat berpori dapat dibuat dengan penambahan suatu bahan yang tidak memberikan bahaya terhadap tubuh. Pembuatan senyawa kalsium fosfat berpori dalam penelitian ini menggunakan lilin lebah sebagai bahan porogennya. Lilin lebah dimasukkan ke dalam campuran CaO dan H 3 PO 4 , dengan cara sonikasi kemudian di- endapkan. Selanjutnya dipanaskan dan diaduk sampai membentuk gel, lalu disintering pada suhu 900 o C. Saat temperatur mencapai 900 o C, campuran CaO dan H 3 PO 4 membentuk cluster, karena lilin lebah tidak larut di dalam campuran CaO dan H 3 PO 4 , maka lilin lebah terjebak di dalam cluster-cluster tersebut. Selama proses pemanasan campuran CaO dan H 3 PO 4 akan bereaksi membentuk fase stabil HAp, dan lilin lebah akan menguap. Pada suhu 69 o – 70 o C lilin lebah akan berubah fase menjadi gas dan akan meninggalkan pori-pori pada HAp. Lilin lebah yang ditambahkan dalam penelitian ini bervariasi, yaitu 10 - 50. Identifikasi fase hasil sintesis senyawa kalsium fosfat dapat dianalisa menggunakan XRD sedangkan untuk menentukan fase yang muncul mengacu pada data JCPDS. Hasil analisa XRD sampel senyawa kalsium fosfat berpori dapat dilihat pada gambar berikut. Gambar 6 Pola XRD senyawa kalsium fosfat dengan penambahan lilin lebah a 10, b 20, c 30, d 40, e 50 = HAp = TKF βθ a b c d e = HAp = TKF = AKB = AKA 9 Pola XRD yang terbentuk dari hasil sintesis senyawa kalsium fosfat berpori dengan menambahkan porogen lilin lebah dengan konsentrasi yang bervariasi 10 - 50 memperlihatkan bahwa di setiap sampel terdapat senyawa HAp. Namun demikian, pada beberapa sampel terdapat senyawa selain senyawa HAp, yaitu TKF, apatit karbonat tipe-A AKA, dan apatit karbonat tipe-B AKB. Penentuan fase yang terbentuk pada setiap sampel mengacu pada data JCPDS. Pola XRD pada Gambar 6a senyawa kalsium fosfat dengan porogen lilin lebah 10 memperlihatkan pola XRD yang hampir sama dengan pola sampel kontrol. Fase yang dominan adalah fase HAp dengan tiga puncak tertingginya, yaitu pada sudut βθ = 31,96 o ; 32,36 o ; dan 33,06 o . Pada Gambar 6a terdapat satu puncak milik TKF. Puncak tersebut memiliki intensitas yang rendah yaitu pada βθ = 18,14 o . Hasil XRD sampel dengan porogen lilin 20 Gambar 6b menunjukkan bahwa puncak tertinggi yang terbentuk adalah fase AKB dengan sudut βθ = γβ,04 o . Fase TKF terbentuk pada sudut βθ = 18,β o ; 34,28 o ; 40,04 o ; dan 46,92 o . Sedangkan fase HAp terbentuk antara lain pada sudut βθ = 32,44 o ; 33,16 o ; dan 33,16 o . Pola XRD yang terbentuk pada sampel senyawa kalsium fosfat dengan porogen lilin lebah 30 Gambar 6c mem- perlihatkan bahwa semua puncak yang terbentuk adalah milik HAp tanpa ada fase lain, dengan puncak tertinggi pada sudut βθ = 31,865 o . Hasil XRD pada sampel senyawa kalsium fosfat dengan porogen lilin lebah 40 Gambar 6d me- nunjukkan bahwa puncak tertinggi adalah fase AKB pada sudut βθ = 32,131 o . Pada sampel ini terdapat dua fase AKB lainnya dengan sudut βθ = 29,341 o dan 40,258 o , sedangkan fase yang paling banyak muncul adalah TKF dengan sudut βθ antara lain 22,163 o ; 32,538 o ; 34,732 o ; 35,544 o ; 43,942 o ; 50,795 o , dan 53,531 o . Fase HAp antara lain terbentuk pada sudut βθ = 26,199 o; 28,122 o ; 33,269 o ; 47,03 o ; dan 49,847 o . Selain fase HAp, TKF, dan AKB juga terdapat satu puncak yang menunjukkan fase AKA yaitu pada βθ = γ1,4 o . Pola XRD pada sampel senyawa kalsium fosfat dengan porogen lilin 50 Gambar 6e memperlihatkan bahwa fase yang dominan terbentuk adalah TKF dengan puncak tertinggi pada sudut βθ = γ1,β1 o . Puncak tertinggi fase TKF berikutnya ada lah pada βθ = 13,847 o ; 17,097 o ; dan 34,569 o . Fase HAp memiliki tiga puncak tertinggi, yaitu pada βθ = 25,982 o ; 28,014 o ; dan 31,942 o . Hasil XRD semua sampel dalam penelitian ini memperlihatkan bahwa senyawa kalsium fosfat dengan porogen lilin 30 yang paling stabil karena semua puncaknya menunjukkan senyawa HAp. Sedangkan pada sampel lainnya masih terdapat senyawa kalsium fosfat yang belum stabil dan fase karbonat. Fase AKA dapat terbentuk pada suhu tinggi dan menggantikan posisi OH - dalam struktur HAp sedangkan fase AKB dapat terbentuk pada suhu rendah dan menggantikan ion PO 4 3- . Berdasarkan penelitian Deepak et al fase TKF dapat terbentuk mulai dari suhu 600 o C dengan bahan kalsium yang digunakan bersumber dari kalsium nitrat tetrahidrat CaNO 3 2 4H 2 O yang direaksikan dengan di-ammonium hidrogen ortofosfat NH 3 2 HPO 4 . [28] Hasil parameter kisi sampel dapat dilihat pada Tabel 2. Parameter kisi dapat dihitung dengan meng- gunakan metode Cohen yang dapat dilihat pada Lampiran 10. Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel 2 menunjukkan tingginya persentase ketepatan yang dihasilkan dalam setiap sampel sehingga dapat dikatakan bahwa fase yang terkandung dalam sampel pada umumnya adalah HAp. Besarnya persentase ketepatan parameter kisi a pada kisaran 83,720 – 99,859, sedangkan untuk persentase ketepatan pada parameter kisi c pada kisaran 75,670 – 99,874. 10 Tabel 2 Parameter kisi sampel Kode Sampel Parameter Kisi Å Ketepatan a=b c a=b c Kontrol 9,41 6,87 99,86 99,87 10 9,44 6,89 99,81 99,83 20 9,57 7,00 98,38 98,26 30 9,48 6,93 99,34 99,32 40 7,89 5,21 83,72 75,67 50 9,51 6,96 99,02 98,80 Tabel 3 Ukuran kristal sampel βθ deg rad D nm 25,88 0,178 0,003 45,776 26,04 0,212 0,004 38,447 26,14 0,205 0,004 39,768 26,012 0,136 0,002 59,929 26,199 0,379 0,007 21,513 25,982 0,352 0,006 23,153 Ukuran kristal pada bidang 0 0 2 dihitung menggunakan persamaan Scherrer. Pada Tabel 3 memperlihatkan ukuran kristal sampel berkisar antara 21,513 – 59,929 nm. Ukuran kristal yang diperoleh berbanding terbalik dengan nilai FWHM full width at half maximum. Berdasarkan hasil per- hitungan terlihat bahwa sampel dengan porogen lilin 30 memiliki ukuran kristal yang paling besar.

4.5 Karakterisasi SEM Senyawa Kalsium Fosfat Berpori dengan