ANALISIS HIDROGENASI PARSIAL PADA LATEKS PEKAT MENGGUNAKAN HIDRAZIN DAN HIDROGEN PEROKSIDA.

(1)

A N A L I S I S H I D R O G E N A S I PA R S I A L PA D A LATEKS PEKAT MENGGUNAKAN HIDRAZIN

D A N H I D R O G E N P E R O K S I D A

Oleh

Carolina Rahayu Nainggolan NIM 4103210004 Program Studi Kimia

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2015

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis sehingga penelitian skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2014 ialah “Analisis Hidrogenasi Parsial Pada Lateks Pekat Menggunakan Hidrazin dan Hidrogen Peroksida”.

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari masa kuliah, pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi antara lain Bapak Dr. Zainuddin Muchtar, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi, serta Bapak Drs. Kawan Sihombing, M.Si dan Bapak Agus Kembaren, M.Si dan Ibu Dr.Iis Siti Jahro, M.Si yang telah banyak memberikan saran. Penghargaan juga diberikan kepada Drs. Bapak Eddyanto, Ph.D yang sudah membantu dalam kejelasan prosedur. Penghargaan juga diberikan kepada Bapak Drs. Rahmat Nauli, M.Si., Bapak Drs. Jamalum Purba, M.Si yang telah membimbing penulis dalam akademik perkuliahan. Ketua program studi kimia, Bapak Dr. Marham Sitorus, M.Si; kepala laboratorium kimia, Drs. Marudut Sinaga, M.Si; Kepala Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA) USU dan segenap instansi yang telah memberikan bantuan fasilitas laboratorium selama penulis melakukan penelitian untuk penyelesaian skripsi ini.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan tertinggi secara teristimewa kepada Ayah tersayang, Ibu tercinta, Kak Masda Nainggolan, S.Com dan Adek-Adekku Vera Veronika Nainggolan, Amd Kep. atas segala doa, kasih sayang dan dukungannya saya sampaikan banyak terima kasih. Juga tak lupa terimakasih kepada Yohanes M. Naibaho, S.Pd atas kasih sayang, kesabaran, dan semangat yang selalu diberikan kepada penulis. Terimakasih kepada temanku di Malaysia, Wandri Simbolon atas dana bantuan yang telah diberikan. Terimakasih kepada teman-temanku tercinta Kimia angkatan 2010 yang telah mengisi hari-hari

(4)

(5)

iii

A N A L I S I S H I D R O G E N A S I PA R S I A L PA D A LATEKS PEKAT MENGGUNAKAN HIDRAZIN

D A N H I D R O G E N P E R O K S I D A

Carolina R. Nainggolan (NIM 4103210004) ABSTRAK

` Telah dilakukan hidrogenasi parsial pada lateks pekat menggunakan hidrazin (N2H4) dan hidrogen peroksida (H2O2). Pada lateks pekat masih terdapat

ikatan rangkap pada struktur molekulnya. Hal inilah yang membuat sangat rentan (vulnerable) terhadap reaksi oksidasi, degradasi oleh unsur ozon, oksigen atau terhadap sinar utraviolet (uv) dan penyimpanan dalam waktu relatif lama akan menyebabkan terjadinya perubahan sifat fisik dan kimia. Pada penelitian ini dilakukan pengurangan ikatan rangkap yang terdapat pada struktur molekul karet melalui metode hidrogenasi. Tahapan yang dilakukan meliputi, deproteinisasi, hidrogenasi dan karakterisasi. Pertama, deproteinisasi adalah untuk mengurangi atau menghilangkan lapisan protein dari lateks pekat sehingga diperoleh lateks pekat dengan kadar protein rendah. Kandungan protein pada lateks pekat mengalami penurunan setelah diinkubasi dengan urea (U-DPNR) selama 1 jam pada suhu ruangan. Terlihat pada panjang gelombang 3500-3200 cm-1 mengalami perubahan bentuk puncak dari penampilan fisik medium dan tajam menjadi penampilan fisik yang melebar dan intensitas lemah. Kedua, hidrogenasi U-DPNR adalah untuk mengurangi ikatan rangkap. Ikatan rangkap C=C muncul pada serapan sekitar 1664 cm-1, tidak terjadi perubahan yang signifikan pada penampilan fisiknya namun dapat diketahui dari perubahan bilangan iod. Ketiga, karakterisasi dengan metode titrasi iodometri adalah untuk menunjukkan perubahan bilangan iod. Semakin tinggi bilangan iod semakin tinggi pula tingkat ketidakjenuhan dan sebaliknya. Bilangan iod pada lateks sebelum dihidrogenasi sebesar 120,90 sedangkan pada lateks setelah dihidrogenasi sebesar 79,60. Hal ini menunjukkan ikatan rangkap C=C sebahagian telah menjadi ikatan tunggal (jenuh) akibat hasil dari hidrogenasi.

(6)

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Pengesahan i

Riwayat Hidup ii

Abstrak iii

Kata Pengantar iv

Daftar Isi vi

Daftar Gambar viii

Daftar Tabel ix

Daftar Lampiran x

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 4

1.3. Batasan Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1. Karet Alam (Natural Rubber) 6

2.1.1. Persyaratan Tumbuh Tanaman Karet 7

2.1.2. Sifat-Sifat Karet Alam 9

2.1.3. Modifikasi Karet Alam 11

2.2. Lateks 11

2.2.1. Lateks Pekat 14

2.3. Hidrogenasi 15

2.3.1. Jenis-Jenis Hidrogenasi 16

2.3.2. Mekanisme Hidrogenasi 17

2.3.3. Skema Diagram dari reaksi Hidrogenasi 17 2.3.4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Hidrogenasi 18

2.4. Hidrogen Peroksida 20

2.5. Hidrazin 21

2.5.1. Dasar Hidrogenasi Diimida 21

2.5.2. Hidrogenasi Homogen Oleh Diimida 22

2.5.3. Hidrogenasi Polimer Lateks Dengan Diimida 23

2.6. Katalisator 25

2.7. Surfactant 26

2.8. Bilangan Iod 28

(7)

vii

BAB III METODE PENELITIAN 32

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian 32

3.2. Alat dan Bahan Penelitian 32

3.2.1. Alat Penelitian 32

3.2.2. Bahan Penelitian 32

3.3. Prosedur Penelitian 33

3.3.1. Pengukuran KKK dan KJP 33

3.3.2. Pembuatan Larutan Pereaksi 34

3.3.3. Pembuatan Lateks berprotein Rendah 36 3.3.4. Analisis Hidrogenasi Lateks Berprotein Rendah 37

3.3.5. Penentuan Derajat Hidrogenasi 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 41

4.1. Deproteinisasi Lateks 41

4.2. Hidrogenasi Lateks U-DPNR 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 53

5.1. Kesimpulan 53

5.2. Saran 53

DAFTAR PUSTAKA 54

(8)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Komposisi Karet Alam 10

Tabel 2.2 Spesifikasi Mutu Lateks Pekat 16

Tabel 2.3 Hidrogenasi Polimer Terhadap Diimida 23

Tabel 2.4 Klasifikasi Katalisator Heterogen 26

Tabel 2.5 Panjang gelombang spektra produk sintesis 31

(9)

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pohon Karet 6

Gambar 2.2 Struktur cis 1,4 poliisoprena 13

Gambar 2.3 Struktur trans 1,4 poliisoprena 13

Gambar 2.4 Lateks segar 14

Gambar 2.5 Absorbsi hidrogen ke permukaan katalis 17

Gambar 2.6 Transfer atom hidrogen dari permukaan katalis 18

Gambar 2.7 Mekanisme untuk reaksi hidrogenasi diimida 24

Gambar 2.8 Struktur Triton X-100 27

Gambar 2.9 Spektroskopi FTIR 30

Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan lateks berprotein rendah 37 Gambar 3.2 Diagram alir proses pengukuran spektrum IR lateks

terhidrogenasi 38

Gambar 3.3 Diagram alir proses titrasi 39

Gambar 3.4 Diagram alir analisis hidrogenasi U-DPNR 40 Gambar 4.1 Spektrum sampel lateks awal dan spektrum lateks setelah

deproteinisasi 45

Gambar 4.2 Terbuangnya pigmen kuning bersama protein 46 Gambar 4.3 Mekanisme reaksi secara keseluruhan 48 Gambar 4.4 Spektrum lateks sebelum hidrogenasi dan spektrum lateks

(10)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Perhitungan dan Prosedur Pengenceran Lateks 58

Lampiran 2 Pembuatan Larutan CuSO4 1% 58

Lampiran 3 Perhitungan massa Na2S2O3.5H2O untuk Membuat

Larutan Na2S2O3 0,1 N

Lampiran 4 Perhitungan Normalitas Standarisasi Na2S2O3 59

Lampiran 5 _{Perhitungan Kadar Jumlah Padatan (%KJP)} 60

Lampiran 6 Perhitungan Kadar Karet Kering (%KKK) 60

Lampiran 7 Tampilan U-DPNR terhidrogenasi 61

Lampiran 8 Rangkaian Alat Saat Hidrogenasi 61

Lampiran 9 Spektrum Inframerah Pada Lateks Sebelum Perlakuan 62

Lampiran 10 Spektrum Inframerah Pada Lateks Setelah Perlakuan 63

Lampiran 11 Perhitungan Bilangan Iodin 64

(11)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Hasil hidrogenasi lateks pekat menggunakan hidrazin dan hidrogen peroksida, ditandai dengan berkurangnya ikatan rangkap pada karet. Melalui titrasi iodometri pada lateks awal dan lateks yang telah dihidrogenasi, terjadi penurunan bilangan iod dari 120,90 menjadi 79,60. Semakin kecil bilangan iod berarti semakin sedikit ikatan rangkapnya. Hal ini tidak terlepas dari keberhasilan proses pertama deproteinisasi, yakni dengan berkurangnya kadar protein pada lateks maka reaksi antara hidrazin, hidrogen peroksida, dan molekul karet berlangsung dengan sempurna sehingga mampu menjenuhkan sebagian ikatan rangkap pada karet.

2. Ada lima faktor yang mempengaruhi proses hidrogenasi lateks pekat menggunakan hidrazin dan hidrogen peroksida, yaitu: faktor jumlah hidrazin, jumlah hidrogen peroksida, jumlah katalis, jenis penstabil dan pengoptimalan pengadukan.

5.2 Saran

Hasil hidrogenasi yang dilakukan belum memberikan hasil yang sempurna dan masih dalam skala laboratorium, sehingga disarankan sebagai berikut:

1. Perlu dilakukan kajian lebih lanjut mengenai kemampuan urea dan surfaktan untuk menghidrolisis protein yang terdapat pada karet/lateks. 2. Bagi para peneliti selanjutnya disarankan untuk menggunakan karet alam

yang telah dimodifikasi untuk mempermudah pengolahan ke produk jadi dalam skala lebih besar.

(12)

DAFTAR PUSTAKA

Adiansyah. 2010. Skripsi: Pengaruh Penambahan Divinilbenzen Terhadap Kompatibilitas Perbandingan Campuran Polietilena Dan Karet Alam SIR 3L Menggunakan Inisiator Dikumil Peroksida. Universitas Sumatera Utara

Alfa, Honggokusumo dan Suharto. 1996. Bahan Kimia Penyusun Kompon. Balai Industri Teknologi Karet. Bandung.

Badan Pusat Statistik. 2004. Ekspor Karet Alam Indonesia Menurut Jenis Mutu. Periode: Januari-Februari 2003.

Badan Srandarisasi Nasional. 2002. Bahan Olah Karet. SNI 06-2047-2002

Blow,M dan C.Hepburn. 1982. Second Edition. Rubber Technology and Manufacture. Butherworth, London.

Ciesielski,P.E., L.M.Harten, and R. H. Johnson. 1999. Impacts of merging profiler and rawinsonde winds on TOGA COARE analysis. J. Atmos. Oceanic Technol. 14, 1264–1279.

Dalimunthe, Vivi. H. 2008. Penentuan Kandungan Padatan Total Lateks Pekat Dan Pengaruhnya Terhadap Kekuatan Tarik Benang Karet Di PT. IKN-Medan.

Damanik, S, dkk. 2010. Budidaya Dan Pasca Panen karet. Pusat Penelitian dan Pengembangan Perkebunan

De boer. (1952). Pengetahuan Praktis tentang karet Balai Penelitian Karet Indonesia. Bogor.

Direktorat Jendral Perkebunan. 2001. Statistik Perkebunan Indonesia: Karet, Ditjenbun-Departemen Pertanian. Jakarta

E. Gumbira Sa’id, Nelly Rahman, dan Linda Fabriyanti. 2001. Pengaruh Hidrogenasi Dalam Fasa Lateks Pada Karet Alam Hevea brasiliensis. Balai Penelitian Teknologi: Karet

Gangadhar,A., Chandrasekhara Rao, Lakshminarayana,G. Journal of the American Oil Chemists' Society. v 66. n 10 Oct 1989. p 1507-1508 Gea, Nurhafni. 2008. Karya Ilmiah. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas dan

Bilangan Iodin Dalam Minyak Hasil Ekstraksi Biji Jagung Dengan Pelarut N-Heksana. USU

Hahn, Stephen, F. Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry. v 30. 15 Mar 1992. p 397-408

(13)

Harwood, E. James; B. Russell, David; J. A. Verthe, John; Zymonas, Joseph; Die Makromolekulare chemie. v 163. 1973. p 1-12

Hofmann.W. 1989. Rubber Technology Handbook, Revised Version, Terjemahan. Rudolf Bauer and E.A. Meinecke, Murich; Viena; New York; Hansen; New York: Oxford Univ. Press

Honggokusumo, S. 1978. Pengetahuan Lateks. Kursus Pengolahan Barang Jadi Karet. Balai Penelitian Perkebunan Bogor. Bogor.

Hunig, S.; Muller, H.R.; Thier, W.; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. v 4. n 4. 1965. p 271-280

IRSG. 2002. Rubber Statistical Bulletin. 56 (7)

Kirk, K.E. and Othmer, D.F. 2000. Encyclopedia of Chemical Technology. vol 11, 13. The interscience Publication. John Wiley and son Inc. New York. Lawson G. Wideman, United States Patent 4,452,950. 1984. Assigned to The

Goodyear Tire & Rubber Company (Akron, OH)

Mango, L.A.; Lenz, R.W. 1973. Die Makromolekulare chemie v 163. p 13-36 Morton, M. 1973. Rubber Technology van Nostrand Reinold. 41 Company.

Nurul, Dian. 2003. Skripsi. Pengaruh Reaksi Hidrogenasi Dalam Fasa Lateks Pada Karet Alam Berprotein Rendah. IPB: Bogor

Ompusunggu, M. 1989. Pengetahuan Lateks Havea. Sungei Putih, Medan: Lembaga Pendidikan Perkebunan (LPP).

Pasto, Daniel J.; Chipman, Daniel M. 1979. Journal of the American Chemical Society. v 101. n 9. Apr 25. p 2290-2296

Parker, D.K., Roberts, R.F. 1992. Rubber Chemical Technology. 65 (2) : 45 Rahman, Nelly. 2002. Studi Pendahuluan Modifikasi Struktur Polimer Karet

Alam Melalui Hidrogenasi Dalam Fasa Lateks. Prosiding Simposium Nasional Polimer IV. Bogor

Sellmann, Dieter; Brandl, Alfred; Endell, Ralf; Angew. 1973. Chem. Intern. Ed. Engl. v 12. n 12

Solichin. 1995. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viskositas Mooney dalam Pengolahan SIR 3 CV. Dalam. Jurnal Lateks, vol. 6 nomor 2 Oktober 1991. Pusat Penelitian Perkebunan Sembawa, Asosiasi Penelitian dan Pengembangan Perkebunan Indonesia

Surya Indra, Ir,.2006. Buku Ajar Teknologi Karet. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Medan.

(14)

Suwardin, D. 1989. Teknik Pengendalian Limbah Pabrik Karet. Jurnal. Lateks Wadah Informasi dan Komunikasi Perkebun Karet, 4(2) : 28-34. Tamelen,E.E. Van; Dewey, R.S.; Lease, M.F.; Pirkle, W.H.; J. Am. 1961. Chem.

Soc. v 83. p 4302

Tjeng, Melissa. 2011. Skripsi. Perbandingan Kandungan Lemak Trans Pada PembuatanCoating Fat Dari Minyak Inti Sawit Melalui Reaksi Hidrogenasi Parsial, Interesterifikasi Dan Metode Blending. Universitas Sumatera Utara

Triyono. 1994. Kimia Fisika; Dasar-Dasar Kinetika Dan Katalisis. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Jakarta.

Wang, Jianguo; Zhou, Shuqin; Zhang, Jie, Hecheng Xiangjiao Gongye. 2003. China Synthetic Rubber Industry. v 26. n 3. May. p 141-143 : China Patent CN 1472232A

Xinghua, X, Fu Xin dan Ga Renfu. 2000. Preparation of Saturated Natural Rubber in Latex Form. Proceedings Indonesian Rubber Conference and IRRDB Symp. Pp 283-286.

Zain. S. 2004. Ekspor Karet Alam Indonesia Diprediksi Naik. Media Indonesia. Rabu, 15 Desember 2004.

Zhang, Jie; Zhou, Shuqin; Yao, Ming, Hecheng Xiangjiao Gongye. 2003. China Synthetic Rubber Industry. v 26. n 2. March. p 78-80

nharty-sunartitphpyahoocomau.blogspot.com/2010/06/mutu-karet.html www.wikipedia.com

(15)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pekanbaru, pada tanggal 8 November 1992. Ibu bernama Elisma Boru Marbun dan ayah bernama Jerson Laurensius Nainggolan, dan merupakan anak kedua dari lima bersaudara. Pada tahun 1998, penulis masuk SD Santa Maria II Pekanbaru, dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun 2004, penulis melanjutkan sekolah ke SMP Negeri 12 Pekanbaru, dan lulus pada tahun 2007. Pada tahun 2007, penulis melanjutkan sekolah di SMA Negeri 3 Pekanbaru, dan lulus pada tahun 2010. Pada tahun 2010, penulis diterima di Program Studi Kimia Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan, dan lulus ujian SNMPTN pada tanggal 17 Juli 2010. Kegiatan intrakurikuler di Universitas Negeri Medan yang pernah diikuti antara lain: menjadi anggota IKBKK (Ikatan Keluarga Besar Kristen Kimia), menjadi anggota di UKKMK (Unit Kegiatan Kerohanian Mahasiswa Katolik), menjadi asisten laboratorium kimia, aktif mengikuti seminar-seminar yang ada di Universitas Negeri Medan baik seminar nasional maupun seminar internasional. Kegiatan ektrakurikuler yang pernah diikuti antara lain: Kunjungan industry ke PT. Tirtanadi, Sunggal tahun 2011, PT. Ecogreen, Belawan tahun 2012, dan PT. Toba Pulp Lestari (TPL), Porsea tahun 2013. Penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT. Chevron Pasific Indonesia (CPI) Pekanbaru tahun 2014. Penulis menyelesaikan Program Strata 1 di Universitas Negeri Medan dengan tanggal kelulusan 21 Januari 2015.

(1)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 Perhitungan dan Prosedur Pengenceran Lateks 58

Lampiran 2 Pembuatan Larutan CuSO4 1% 58

Lampiran 3 Perhitungan massa Na2S2O3.5H2O untuk Membuat Larutan Na2S2O3 0,1 N