Efek Konsentrasi NH_4 OH pada Sintesis Nanopartikel Mg〖Fe〗_2 O_4 dengan Metode Kopresipitasi
1
EFEK KONSENTRASI �
NANOPARTIKEL
���
� pada SINTESIS
dengan METODE KOPRESIPITASI
SKRIPSI
YARA ARTA WIJAYANTI
130801055
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
i
EFEK KONSENTRASI �
NANOPARTIKEL
���
� pada SINTESIS
dengan METODE KOPRESIPITASI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains
YARA ARTA WIJAYANTI
130801055
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
ii
LEMBAR PENGESAHAN
EFEK KONSENTRASI NH4OH pada SINTESIS NANOPARTIKEL
MgFe2O4 dengan METODE KOPRESIPITASI
OLEH:
YARA ARTA WIJAYANTI
NIM : 130801055
Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing
Pembimbing 1,
Pembimbing 2,
Eko Arief Setiadi, M.Sc
Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc.
NIP: 198804192015021002
NIP: 196505171993031009
Diketahui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU
Pusat Penelitian Fisika-Lipi
Ketua,
Kepala,
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS
Dr. Bambang Widiyatmoko, M. Eng
NIP : 195903101987031002
NIP : 196204301988031001
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Efek Konsentrasi NH4OH pada Sintesis Nanopartikel
MgFe2O4 dengan Metode Kopresipitasi
Kategori
: Skripsi
Nama
: Yara Arta Wijayanti
Nomor Induk Mahasiswa
: 130801055
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: MIPA – Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juli 2017
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc
Eko Arief Setiadi, M.Sc
NIP: 196505171993031009
NIP: 198804192015021002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS
NIP: 195903101987031002
i
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
EFEK KONSENTRASI �
� pada SINTESIS NANOPARTIKEL
dengan METODE KOPRESIPITASI
���
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2017
YARA ARTA WIJAYANTI
130801055
ii
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, dengan rahmat
dan hidayah-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul
“Efek Konsentrasi NH4OH pada Sintesis Nanopartikel MgFe 2O4 dengan
Metode Kopresipitasi.”
Terimakasih penulis sampaikan kepada kedua orangtua penulis Bapak
Muhammad Hanif Wijaya dan Ibu Arnita, beserta Abang Muhammad Ekko Arta
Wijaya yang telah memberikan kesempatan, nasihat, semangat yang tiada hentihentinya kepada penulis selama proses pengerjaan skripsi ini.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku
Dosen Pembimbing di Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan arahan
serta semangat dalam menyelesaikan skripsi ini. Terimakasih Kepada Eko Arief
Setiadi, M.Sc dan Prof. Drs. Perdamean Sebayang, M.Sc selaku Dosen Pembimbing
di Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI yang telah meluangkan waktu, memberikan
pengetahun, arahan serta semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini. Terimakasih
kepada Ir. Muljadi, M.Sc dan Candra Kurniawan M.Si, yang telah memberikan
pengetahuan dan masukan kepada penulis selama penelitian di P2F LIPI.
Terimakasih kepada Dr. Kerista Sebayang, M.Sc selaku Dekan Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara. Terimakasih kepada Dr. Perdinan Sinuhaji, MS dan
Awan Maghfirah S.SI., M.Si selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika dan
seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi di lingkungan Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih untuk teman-teman “Geng Parnab” yang telah berbagi suka dan
duka selama 3 bulan di kost-an Pak Hasanuddin, Kampung Sengkol, Tangerang.
Terimakasih untuk teman-teman Fisika 2013 yang telah berbagi kebahagiaan dan
kesedihan selama 4 tahun ini. Terimakasih kepada teman-teman SIGi Medan, yang
telah mendoakan dan memberikan semangat selama pengerjaan skripsi. Kepada
teman-teman USUKOM FM yang telah sabar menanti dan tetap setia hingga
pengerjaan skripsi terselesaikan. Teman-teman Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA)
USU yang telah memberikan semangat kepada penulis. Terimakasih juga kepada
teman dan keluarga baru yang penulis dapat selama penelitian berlangsung. Dan tak
iii
Universitas Sumatera Utara
lupa penulis berterimakasih kepada teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan
satu persatu, yang telah memberikan doa, semangat dan perhatian selama proses
pengerjaan skripsi ini.
Akhir kata penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan,
oleh karena itu, penulis berharap masukan dan kritikan demi perbaikan dan
penyempurnaan skripsi ini.
Medan, Juli 2017
Yara Arta Wijayanti
iv
Universitas Sumatera Utara
Efek Konsentrasi � � pada Sintesis Nanopartikel
dengan Metode Kopresipitasi
���
ABSTRAK
Telah dilakukan sintesis nanopartikel MgFe 2O4 dengan variasi konsentrasi NH4OH
0,5, 0,9, 1,5, dan 2 M. Proses preparasi dimulai dari pencampuran serbuk Pasir Besi
dan Magnesiumacetat Tetrahidrat (Mg(CH3COO)2.4H2O) dengan pelarut HCl dan
larutan pengendap NH4OH. Sampel kemudian dikeringkan dan dikarakterisasi,
meliputi analisa ukuran nanopartikel (FE-SEM), kerapatan serbuk (true density),
ukuran dan struktur kristal (XRD), sifat magnetik (VSM) dan penyerapan limbah
logam berat timbal (Pb2+) (AAS). Hasil FE-SEM menunjukan bahwa sampel
MgFe2O4 telah mampu menghasilkan partikel berukuran nanometer. Dari hasil
analisa XRD dan True Density menunjukkan tidak adanya fasa pengotor dan hanya
fasa tunggal MgFe2O4, dengan ukuran butir kristal cenderung menurun seiring
bertambahnya konsentrasi NH4OH dan densitas serbuk cenderung meningkat. Hasil
VSM menunjukkan koersivitas optimum terdapat pada saat konsentrasi NH4OH 0,9
M dengan nilai koersivitas 340,32 Oe, saturasi magnetik 52.95 emu/g, saturasi
remanensi 13.54 emu/g. Hasil penyerapan AAS menunjukkan bahwa nanopartikel
MgFe2O4 mampu menyerap limbah logam berat timbal (Pb2+) hingga 84,23%.
Kata kunci : Konsentrasi, Kopresipitasi, Nanopartikel, MgFe 2O4
v
Universitas Sumatera Utara
The Effect of Concentration NH4OH on Synthesis Nanoparticles MgFe2O4 by
Coprecipitation Method
ABSTRACT
Nanoparticles MgFe2O4 has been synthesized by coprecipitation method with
variation of NH4OH concentration : 0,5; 0,9; 1,5; and 2M. The process of
preparation started from mixing of Iron Sand and Magneciumacetatetethrahidrate
Mg(CH3COO)2.4H2O powder with HCl as solvent and NH4OH as setting solution.
Sampels were dried and characterization include : analyze size of nanoparticles,
(FE-SEM) True Density, size and crystal structure (XRD), magnetic properties
(VSM) and absorption of heavy metal Pb (AAS). The result of FE-SEM showed that
MgFe2O4 has been able to produce nanometer sized particles. The results of XRDpattern and true density were none of absoption and only single phase MgFe 2O4 with
crystal grain size tending to decrease with increasing concentration of NH 4OH and
true density tend to increase. The result of VSM showed that the optimum coercivity
was achieved when of NH4OH concentration 0,9M with a value of 340.32 Oe,
magnetic saturation 52.95 emu/g, remanence saturation 13.54 emu/g. AAS
characterization showed that nanoparticles MgFe2O4 were able to absorb heavy
metal of Timbal (Pb2+) up to 84,23%.
Keywords : Nanoparticles, NH4OH, Concentration, Coprecipitation
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN
i
PERNYATAAN
ii
PENGHARGAAN
iii
ABSTRAK
v
ABSTRACT
vi
DAFTAR ISI
vii
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
DAFTAR SINGKATAN
xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Batasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
1
2
2
3
3
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Nanopartikel
Pasir Besi
Nanopartikel Magnetik MgFe2O4
Metode Kopresipitasi
Pengertian Magnet
Sifat Kemagnetan Bahan
2.6.1 Ferromagnetik
2.6.2 Anti Ferromagnetik
2.6.3 Ferrimagnetik
2.6.4 Paramagnetik
2.6.5 Diamagnetik
Histerisis Magnet
Karakterisasi
2.8.1 True Density (Densitas)
5
8
9
10
13
14
14
15
15
15
16
17
17
vii
Universitas Sumatera Utara
2.8.2 Optical Microscope (OM)
2.8.3 X-Ray Diffraction (XRD)
2.8.4 Vibrating Sample Magnetometer (VSM)
2.8.5 Atomic Absorption Spectrophotometric (AAS)
2.8.6 Field Emission Scaning Electron Microscopy (FE-SEM)
18
19
20
21
22
BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
3.2.2 Bahan
3.3 Diagram Alir
3.4 Sintesis Nanopartikel MgFe2O4 dengan Metode Kopresipitasi
3.5 Karakterisasi
3.5.1 True Density (Densitas)
3.5.2 Pengujian Optical Microscope (OM)
3.5.3 Pengujian X-Ray Diffraction (XRD)
3.5.4 Pengujian Vibrating Sample Magnetometer (VSM)
3.5.5 Pengujian Atomic Absorption Spectrophotometric (AAS)
3.5.6 Pengujian Field Emission Scanning Electron Microscopy
(FE-SEM)
23
23
23
23
25
26
27
27
28
28
29
30
30
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Field Emission Scaning Electron Microscopy (FE-SEM)
X-Ray Diffraction (XRD)
True Density (Densitas)
Optical Microscope (OM)
Vibrating Sample Magnetometer (VSM)
Atomic Absorption Spectrophotometric (AAS)
32
34
35
36
41
42
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
45
45
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
46
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Judul
Halaman
Sifat fisika dan kimia Magnesium Ferit (MgFe2 O4 )
Reaksi fisik dan kimia dari metode kopresipitasi
Nilai parameter kisi Nanopartikel MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
Ukuran kristal Nanopartikel MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
Data analisis VSM nanopartikel MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
Data persentase (%) penurunan kadar ion Pb dengan variasi konsentrasi
sintesis adsorben MgFe2O4
10
11
35
35
42
43
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Judul
Halaman
Momen magnetik Ferromagnetik
Momen magnetik anti Ferromagnetik
Momen Magnetik Ferrimagnetik
Momen Magnetik Paramagnetik
Kurva Magnetisasi
Difraksi Bidang Atom
Diagram Alir Penelitian
Hasil pencitraan Field Emission Scanning Electron Microscopy
(FE-SEM) untuk sampel magnesium ferit
Hasil Mapping spektrum unsur MgFe2O4 menggunakan
Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM)
untuk sampel nanopartikel magnesium ferit
Pola XRD nanopartikel MgFe2O4 dengan
konsentrasi NH4OH
Grafik true density MgFe2 O4 (�/ 3 )
terhadap konsentrasi NH4 OH
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 0,5 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 0,5 M
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 0,9 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 0,9 M
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 1,5 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 1,5 M
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 2 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 2 M
Kurva Histerisis nanopartikel MgFe2O4
variasi Konsentrasi NH4OH
Grafik persentase penyerapan logam berat Pb pada nanopartikel
MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
14
14
15
15
16
19
26
33
33
34
36
37
37
38
38
39
39
40
40
41
43
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Judul
Halaman
Gambar Peralatan dan Bahan
Perhitungan Parameter Kisi
Perhitungan Ukuran Kristal
Data hasil Pengukuran True Density
Hasil data OM
Hasil Data VSM
Hasil Perhitungan AAS
50
56
60
65
66
81
84
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
MgFe2O4
:
Magnesium Ferit
NH4OH
: Ammonium Hydroxide Solution
XRD
: X-Ray Diffraction
VSM
: Vibrating Sample Magnetometer
FE-SEM
: Field Emission Scanning Electron Microscopy
OM
: Optical Microscope
AAS
: Atomic Absorption Spectrophotometric
xii
Universitas Sumatera Utara
EFEK KONSENTRASI �
NANOPARTIKEL
���
� pada SINTESIS
dengan METODE KOPRESIPITASI
SKRIPSI
YARA ARTA WIJAYANTI
130801055
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
i
EFEK KONSENTRASI �
NANOPARTIKEL
���
� pada SINTESIS
dengan METODE KOPRESIPITASI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai
gelar Sarjana Sains
YARA ARTA WIJAYANTI
130801055
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
ii
LEMBAR PENGESAHAN
EFEK KONSENTRASI NH4OH pada SINTESIS NANOPARTIKEL
MgFe2O4 dengan METODE KOPRESIPITASI
OLEH:
YARA ARTA WIJAYANTI
NIM : 130801055
Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing
Pembimbing 1,
Pembimbing 2,
Eko Arief Setiadi, M.Sc
Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc.
NIP: 198804192015021002
NIP: 196505171993031009
Diketahui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU
Pusat Penelitian Fisika-Lipi
Ketua,
Kepala,
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS
Dr. Bambang Widiyatmoko, M. Eng
NIP : 195903101987031002
NIP : 196204301988031001
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Efek Konsentrasi NH4OH pada Sintesis Nanopartikel
MgFe2O4 dengan Metode Kopresipitasi
Kategori
: Skripsi
Nama
: Yara Arta Wijayanti
Nomor Induk Mahasiswa
: 130801055
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: MIPA – Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juli 2017
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc
Eko Arief Setiadi, M.Sc
NIP: 196505171993031009
NIP: 198804192015021002
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Perdinan Sinuhaji, MS
NIP: 195903101987031002
i
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
EFEK KONSENTRASI �
� pada SINTESIS NANOPARTIKEL
dengan METODE KOPRESIPITASI
���
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2017
YARA ARTA WIJAYANTI
130801055
ii
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, dengan rahmat
dan hidayah-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul
“Efek Konsentrasi NH4OH pada Sintesis Nanopartikel MgFe 2O4 dengan
Metode Kopresipitasi.”
Terimakasih penulis sampaikan kepada kedua orangtua penulis Bapak
Muhammad Hanif Wijaya dan Ibu Arnita, beserta Abang Muhammad Ekko Arta
Wijaya yang telah memberikan kesempatan, nasihat, semangat yang tiada hentihentinya kepada penulis selama proses pengerjaan skripsi ini.
Terimakasih penulis sampaikan kepada Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku
Dosen Pembimbing di Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan arahan
serta semangat dalam menyelesaikan skripsi ini. Terimakasih Kepada Eko Arief
Setiadi, M.Sc dan Prof. Drs. Perdamean Sebayang, M.Sc selaku Dosen Pembimbing
di Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI yang telah meluangkan waktu, memberikan
pengetahun, arahan serta semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini. Terimakasih
kepada Ir. Muljadi, M.Sc dan Candra Kurniawan M.Si, yang telah memberikan
pengetahuan dan masukan kepada penulis selama penelitian di P2F LIPI.
Terimakasih kepada Dr. Kerista Sebayang, M.Sc selaku Dekan Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara. Terimakasih kepada Dr. Perdinan Sinuhaji, MS dan
Awan Maghfirah S.SI., M.Si selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika dan
seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi di lingkungan Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih untuk teman-teman “Geng Parnab” yang telah berbagi suka dan
duka selama 3 bulan di kost-an Pak Hasanuddin, Kampung Sengkol, Tangerang.
Terimakasih untuk teman-teman Fisika 2013 yang telah berbagi kebahagiaan dan
kesedihan selama 4 tahun ini. Terimakasih kepada teman-teman SIGi Medan, yang
telah mendoakan dan memberikan semangat selama pengerjaan skripsi. Kepada
teman-teman USUKOM FM yang telah sabar menanti dan tetap setia hingga
pengerjaan skripsi terselesaikan. Teman-teman Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA)
USU yang telah memberikan semangat kepada penulis. Terimakasih juga kepada
teman dan keluarga baru yang penulis dapat selama penelitian berlangsung. Dan tak
iii
Universitas Sumatera Utara
lupa penulis berterimakasih kepada teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan
satu persatu, yang telah memberikan doa, semangat dan perhatian selama proses
pengerjaan skripsi ini.
Akhir kata penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan,
oleh karena itu, penulis berharap masukan dan kritikan demi perbaikan dan
penyempurnaan skripsi ini.
Medan, Juli 2017
Yara Arta Wijayanti
iv
Universitas Sumatera Utara
Efek Konsentrasi � � pada Sintesis Nanopartikel
dengan Metode Kopresipitasi
���
ABSTRAK
Telah dilakukan sintesis nanopartikel MgFe 2O4 dengan variasi konsentrasi NH4OH
0,5, 0,9, 1,5, dan 2 M. Proses preparasi dimulai dari pencampuran serbuk Pasir Besi
dan Magnesiumacetat Tetrahidrat (Mg(CH3COO)2.4H2O) dengan pelarut HCl dan
larutan pengendap NH4OH. Sampel kemudian dikeringkan dan dikarakterisasi,
meliputi analisa ukuran nanopartikel (FE-SEM), kerapatan serbuk (true density),
ukuran dan struktur kristal (XRD), sifat magnetik (VSM) dan penyerapan limbah
logam berat timbal (Pb2+) (AAS). Hasil FE-SEM menunjukan bahwa sampel
MgFe2O4 telah mampu menghasilkan partikel berukuran nanometer. Dari hasil
analisa XRD dan True Density menunjukkan tidak adanya fasa pengotor dan hanya
fasa tunggal MgFe2O4, dengan ukuran butir kristal cenderung menurun seiring
bertambahnya konsentrasi NH4OH dan densitas serbuk cenderung meningkat. Hasil
VSM menunjukkan koersivitas optimum terdapat pada saat konsentrasi NH4OH 0,9
M dengan nilai koersivitas 340,32 Oe, saturasi magnetik 52.95 emu/g, saturasi
remanensi 13.54 emu/g. Hasil penyerapan AAS menunjukkan bahwa nanopartikel
MgFe2O4 mampu menyerap limbah logam berat timbal (Pb2+) hingga 84,23%.
Kata kunci : Konsentrasi, Kopresipitasi, Nanopartikel, MgFe 2O4
v
Universitas Sumatera Utara
The Effect of Concentration NH4OH on Synthesis Nanoparticles MgFe2O4 by
Coprecipitation Method
ABSTRACT
Nanoparticles MgFe2O4 has been synthesized by coprecipitation method with
variation of NH4OH concentration : 0,5; 0,9; 1,5; and 2M. The process of
preparation started from mixing of Iron Sand and Magneciumacetatetethrahidrate
Mg(CH3COO)2.4H2O powder with HCl as solvent and NH4OH as setting solution.
Sampels were dried and characterization include : analyze size of nanoparticles,
(FE-SEM) True Density, size and crystal structure (XRD), magnetic properties
(VSM) and absorption of heavy metal Pb (AAS). The result of FE-SEM showed that
MgFe2O4 has been able to produce nanometer sized particles. The results of XRDpattern and true density were none of absoption and only single phase MgFe 2O4 with
crystal grain size tending to decrease with increasing concentration of NH 4OH and
true density tend to increase. The result of VSM showed that the optimum coercivity
was achieved when of NH4OH concentration 0,9M with a value of 340.32 Oe,
magnetic saturation 52.95 emu/g, remanence saturation 13.54 emu/g. AAS
characterization showed that nanoparticles MgFe2O4 were able to absorb heavy
metal of Timbal (Pb2+) up to 84,23%.
Keywords : Nanoparticles, NH4OH, Concentration, Coprecipitation
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN
i
PERNYATAAN
ii
PENGHARGAAN
iii
ABSTRAK
v
ABSTRACT
vi
DAFTAR ISI
vii
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
x
DAFTAR LAMPIRAN
xi
DAFTAR SINGKATAN
xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Batasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
1
2
2
3
3
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Nanopartikel
Pasir Besi
Nanopartikel Magnetik MgFe2O4
Metode Kopresipitasi
Pengertian Magnet
Sifat Kemagnetan Bahan
2.6.1 Ferromagnetik
2.6.2 Anti Ferromagnetik
2.6.3 Ferrimagnetik
2.6.4 Paramagnetik
2.6.5 Diamagnetik
Histerisis Magnet
Karakterisasi
2.8.1 True Density (Densitas)
5
8
9
10
13
14
14
15
15
15
16
17
17
vii
Universitas Sumatera Utara
2.8.2 Optical Microscope (OM)
2.8.3 X-Ray Diffraction (XRD)
2.8.4 Vibrating Sample Magnetometer (VSM)
2.8.5 Atomic Absorption Spectrophotometric (AAS)
2.8.6 Field Emission Scaning Electron Microscopy (FE-SEM)
18
19
20
21
22
BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
3.2.2 Bahan
3.3 Diagram Alir
3.4 Sintesis Nanopartikel MgFe2O4 dengan Metode Kopresipitasi
3.5 Karakterisasi
3.5.1 True Density (Densitas)
3.5.2 Pengujian Optical Microscope (OM)
3.5.3 Pengujian X-Ray Diffraction (XRD)
3.5.4 Pengujian Vibrating Sample Magnetometer (VSM)
3.5.5 Pengujian Atomic Absorption Spectrophotometric (AAS)
3.5.6 Pengujian Field Emission Scanning Electron Microscopy
(FE-SEM)
23
23
23
23
25
26
27
27
28
28
29
30
30
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Field Emission Scaning Electron Microscopy (FE-SEM)
X-Ray Diffraction (XRD)
True Density (Densitas)
Optical Microscope (OM)
Vibrating Sample Magnetometer (VSM)
Atomic Absorption Spectrophotometric (AAS)
32
34
35
36
41
42
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
45
45
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
46
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Judul
Halaman
Sifat fisika dan kimia Magnesium Ferit (MgFe2 O4 )
Reaksi fisik dan kimia dari metode kopresipitasi
Nilai parameter kisi Nanopartikel MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
Ukuran kristal Nanopartikel MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
Data analisis VSM nanopartikel MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
Data persentase (%) penurunan kadar ion Pb dengan variasi konsentrasi
sintesis adsorben MgFe2O4
10
11
35
35
42
43
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Judul
Halaman
Momen magnetik Ferromagnetik
Momen magnetik anti Ferromagnetik
Momen Magnetik Ferrimagnetik
Momen Magnetik Paramagnetik
Kurva Magnetisasi
Difraksi Bidang Atom
Diagram Alir Penelitian
Hasil pencitraan Field Emission Scanning Electron Microscopy
(FE-SEM) untuk sampel magnesium ferit
Hasil Mapping spektrum unsur MgFe2O4 menggunakan
Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM)
untuk sampel nanopartikel magnesium ferit
Pola XRD nanopartikel MgFe2O4 dengan
konsentrasi NH4OH
Grafik true density MgFe2 O4 (�/ 3 )
terhadap konsentrasi NH4 OH
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 0,5 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 0,5 M
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 0,9 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 0,9 M
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 1,5 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 1,5 M
Gambar Uji OM Konsentrasi NH4OH 2 M
Grafik distribusi gumpalan partikel MgFe 2O4 konsentrasi 2 M
Kurva Histerisis nanopartikel MgFe2O4
variasi Konsentrasi NH4OH
Grafik persentase penyerapan logam berat Pb pada nanopartikel
MgFe2O4 variasi konsentrasi NH4OH
14
14
15
15
16
19
26
33
33
34
36
37
37
38
38
39
39
40
40
41
43
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Judul
Halaman
Gambar Peralatan dan Bahan
Perhitungan Parameter Kisi
Perhitungan Ukuran Kristal
Data hasil Pengukuran True Density
Hasil data OM
Hasil Data VSM
Hasil Perhitungan AAS
50
56
60
65
66
81
84
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
MgFe2O4
:
Magnesium Ferit
NH4OH
: Ammonium Hydroxide Solution
XRD
: X-Ray Diffraction
VSM
: Vibrating Sample Magnetometer
FE-SEM
: Field Emission Scanning Electron Microscopy
OM
: Optical Microscope
AAS
: Atomic Absorption Spectrophotometric
xii
Universitas Sumatera Utara