commit to user 28
semakin menurun. Selain itu ikatan hidrogen intermolekuletr –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 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 dan 7 jam. Besarnya persentase adsorpsi logam Ag oleh kitosan dianalisis dengan
menggunakan spektrofotometer serapan atom AAS dengan metode kurva standar. Kurva standar dan persentase adsorpsi logam Ag oleh kitosan dapat
dilihat pada Gambar 9 dan 10 serta data dapat dilihat pada Lampiran 2 dan 3.
Gambar 9. Kurva standar logam Ag menggunakan AAS
y = 0,0815x + 0,0008 R = 0,9994
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
0.35
0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000 4.0000 4.5000 A
b so
rb an
si
Konsentrasi ppm
commit to user 29
Gambar 10. Adsorpsi logam Ag oleh kitosan Berdasarkan Gambar 10 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan jumlah
logam Ag yang teradsorp pada jam ke-1 1 jam sampai jam ke-5 5 jam secara signifikan. Akan tetapi pada jam ke-5 5 jam sampai jam ke-7 7 jam jumlah
logam Ag yang teradsorp semakin tidak signifikan. Penurunan ini terjadi mulai dari waktu shaker pada jam ke-5 5 jam. 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 5 jam. Penentuan kondisi optimum ini didukung dengan penghitungan secara
statistika menggunakan anova satu arah dan uji Duncan yang dapat dilihat pada Lampiran 4 dan 5.
1. Karakterisasi FTIR kitosan setelah adsorpsi 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.
955 960
965 970
975 980
985
2 4
6 8
Ko n
se n
tr asi
l o
g am
A g
te rad
so rb
p p
m
Waktu jam
commit to user 30
Gambar 11. Perubahan spektra IR kitosan sebelum dan setelah proses adsorpsi 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 vibarasi 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 31
2. Karakterisasi XRD kitosan setelah adsorpsi logam Ag Kitosan memiliki kisi kristal yang ditunjukkan oleh munculnya pola
difrak si 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 dalam kitosan. Modrzejewska et al. 2009
menyebutkan bahwa dengan meningkatnya jumlah ion logam yang teradsop 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 Gambar 13. Berkur
interm 3. Karakterisasi D
Dalam analisis TGA Thermal Analysis, sampel
oleh penyimpangan terhada tercapai kurva horizontal da
reaksi yang tidak diikuti ol dengan TGA. Perubahan
reaksi yang tidak hanya dipe terjadinya proses reaksi,
Perubahan termogram adsor dan 15.
Gambar 14
I
rkurangnya ikatan hidrogen intramolekuler dan ntermolekuler kitosan
i DTATGA kitosan setelah adsorpsi logam Ag GA Thermogravimetric Analysis dan DTA Dif
pel mulai mengalami perubahan atau reaksi ditunj adap garis horizontal dan reaksi telah sempurna
l dan tidak mengalami perubahan kembali plateu kuti oleh adanya perubahan massa, tidak dapat di
n termogram DTA disebabkan oleh perubaha dipengaruhi oleh perubahan massa sampel tapi jug
si, perubahan struktur dan perubahan fasa sorpsi logam Ag oleh kitosan disajikan pada Ga
4. Perubahan Termogram TGA Kitosan
II
III
KitosanAg
Kitosan
IV
Differential ditunjukkan
purna apabila ateu. Suatu
t dianalisis han panas
pi juga oleh sa sampel.
ambar 14
anAg
san
commit to user 33
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 sekitar 360 – 610
o
C kurva miring III dan suhu diatas 610
o
C. Suhu antara dibawah 120
o
C kurva miring I menunjukkan proses lepasnya molekul air. Hilangnya molekul air dari kitosan merupakan reaksi
eksotermis yang ditunjukkan puncak ke atas pada termogram DTA kitosan. Suhu antara 250 – 360
o
C kurva miring II kemungkinan menunjukkan hilangnya sisa
gugus asetil dari kitosan karena gugus asetil memiliki ikatan π 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.
I II
III
KitosanAg
Kitosan
IV
commit to user 34
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.
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. Proses degradasi kitosan merupakan reaksi eksotermis, ditunjukkan munculnya puncak ke atas termogram
DTA.
C. Penentuan kondisi optimum pelapisan kain katun dengan SiO