Pengaruh Arus Sintesis Terhadap konduktivitas polianilin Hasil Elektropolimerisasi.
/,:,i
L/APOR/AN PENELITIAilI
KONDUKTIVITAS
TERHADAP
ARUSSINTESIS
PENGARUH
HASIT
ELEKTROPOTIMERISASI
POTIANITIN
Oleh
Dra.TUTIARYATID.,MS.
Dra.YAYAHYULIAH,MS.
Dra.SRISURYANINGSIH
Dibiayaioleh dana DIKSUniversitasPadjadjaran
T a h u nA n ggar an1998/l999
l
D e n g a nK o n tra kNo. 382/J06.1 4lLPlPLl'998
T a n g gal1 Juni 1998
LEMBAGA PENELITIAN
UN IVERSITAS PAT'JADJARAN
FAKULTAS MATEMATII(A DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UN IVERSITAS PADJADJARAN
JANUARI
1999
IDENTITAS T}ANPENGEST\I{AN
I,EIVIBAIT
I,AI'OIIAN AKITIR T'IiNEI,I'i'iAN[iI KI+{ INPAI)
TA HI}N itNGGAItAN I 998/1qqq
Terfiadap
Pengaruh.fu-usSintesris
KonduktivitnsFo Ii miI in Hra';iI Fil*lctltr
Poliilrelisa-si
fxl l-rasar
l. a JudulPenelitian
b. BidangPenelitian
c. Flatagori
T
!. I-eturiPeneliti
a Nama Lengkap
b. Jenisl-elantin
c. Pangkiitr Gol. l'.1ab aiarr,'IiJl'
rl. Jirbal:urFttticsi0triil
t
r:. Faliul tas:'Jtu-ttsiu
j. I lirivrrsita..i
g. Bidang llmu yang dit*liii
l )ra.'futi ;\r-yatille mi:n,Il'ti:i.
llct-.'ntg.rr.t.'rt
Pt't:ria{ll-cili 1,1i j l 4tt
Li.hut' h,ftltlli
f,tIP;\1i-:isrka
Parljlid-l:rrarr
i iiiut i-li'.riln-orri l'.;:
r'n!:t,:i
i;i sika htstt-ttttt
: _i rriutg
i. iurrrinhTirn Peneliti
ilrn l,i,*r.i'iisiiialvfatiri-irii
[-ah"f ns.irunte'ni::,::i
JrmrsanFisikaFMIPA LINPAI)
Jl. Rayailandung * SumrclmrgFih'i. 3 i
l'en*litian
I . l-r,i!r.li.-t
keisrtl::rg,aant*rseliiti
5. Fliln penelitian ini rnerrrpakauperrin,qkatank*r-ia.samii
:r \:urra lrtstnnsi
: ir. .\Jiurrirl
6. JanciraWaklu Peneliiian
trrrlan
8 iclelag.ran)
?. J':i1r'lrt,:ltg, rlipr:t'lUkan
{!{i!},
F-t).-i.i)!.u].
?9 Jtnuari 1999
Bandun!1,
Ketua Ptneliti.
:11cngetahui.
Dckan l'akulta s l\'latematiha dan
Ilmu PengetahuanAIarc
fry*
q'!'xti .4r",*6;;1.. 1)ps-.l\tli.i
HLii. i3t4l-''1c8
Jll.enyetujui,
hag.aPentlitian tI NIiA li
je S"Soemadiningrat,
SH.)
NIP.13044243?
ABSTR.4.K
Proses sintesis sec?ra elekfokimia
dengan rnenggunakan metode
galvanostatiktelah dilakukan. Beberapa sanrpel dibuat dengan ann sintesis yang
berv.ariasimulai dari 0,2 ruA sampai dengan 0,6 mA- Pengukru'ankonduktivitas
sampel dilakukan dengan metode four line probe. Pada.gafik konduktivita.s arus
utunculdua puncakkonduktivitas1'aitupada I = 0.2 mA dan [ = 0-6 rnA. Hasil ini
sesuai dengan sifat elektroaktif polianilin yang diperlihatkan oleh kuna
voltautograrn siklik polianilin Ketlua prrncak tersebr.rtdiidentifikasi selraeai
puncakoksidasipolianilin.
lll
ABSTRA(JT
The synthesis process of pclyiuriline electrochenrically
by
usi*g
gah'anostaticmethodhas beencarnedout. The sarnples
were olrtaineclb;* vz'ying
the svnthesiscun'entllorn 0,2 mA to 0,6 trA. The conductivitv
nlea-surenlent
of the
samples were conducted by using four-line protre method.
Tr,r,o peaks of the
conductivitYaPpeafal the
ofcurrent-conductivitv.lie at the svnthesiscurrent
-enaph
of 0,2 nrA and 0'6 mA. This resuit is in accordancervith
thr. eleclro-active
characteristicsof polyaniline that can tre seen at
tht' polyaniline cvclic
voltamogram. Both of thr: peaks rvere identified
arr the exidation rreaks oi.
pol,yaniline.
KATA PENGANTAR
B i srrtilIaliiffolinrartirohirn,
Allramdulillah, puji
ry-ukur kami
paajatkan ke
Hadirat
Allah
subhanahuwataala atas rahmatNya penelitian dan penulisan laporan akhir
penelitian DIF^S yang berjudul :PENGRUH ARUS SINTBSIS TERHADAP
KONDUKTIVITAS POLIAMLIN HASIL ELEKTROPOLIMERISASI.
Denganselesainvapenelitian ini kami ucapkante.rimakasihkepada:
1. Ketua I*mbaga Penelitian Llniversita.sParljdjaran. beserta staf yang telah
tnemberikankesempafan
dan kemudahandalan penelitian.
2. Dekan Fakultas h{atematika dan Ilnru PensatahrranAlam. flniversitas
Padjarljanan.
3- KetuaJumsanFisika F b{IPA. Univer-sitasPadjadia'an.
4. Rekan Dosendan staf karyawanjru-usanFisika FMIPA LiNllAD.
Penelitian_inikami nlerasanrasih.larrhcl.i,r'isenrpunrrrdal perlu dilcerntraneknn
lebih lua;s,kami sangatmengharapkansarzuruntuk perbaikandinrasamendatang.
Semogapenelitianini bermanfaatbagi perkembanganilmu pengetahuankhusunya
dalambidang tlsika
Bandung,Januari 1999
peneliti.
Fl.etrra
DAFTARISI
Il ' tl aftr*
LEMBAR iDENT]-IAS D,ANPENGESAHAN
ii
ABSTRA}i
iii
ABSTRACT
iv
r,ATA PENGANTAR
DAFT.ARISI
vi
DAFTAR TABEL
'.::
DAFTAR GAMBAR
v iii
BAB I
PENDAHLTLLTAN
I
BAB N
TINTJATIAN
PIISJTAKA
j
2.1.Polianilin
2.1.1 litrukturPolianilin
2.2. i4ekzurisrne
Poli merisasiPoli aniIin iiecaraElek{r-o}ri
:ni ;i
3--1.Elel:trcle'iirni#
itasPoli aniIlrr
2.4:Flarakterisasi
Film Tipis PoIiruriIin
EAB tri TUJL]AND.{N lr{.ANirAATPENELIT'IA}{
U
-i.1.'l u;u:n l),_r*elitiari
i.2. h{allaaiPeneliiimr
{t
BAB IV IVIETODAPENELiTIAN
4.1. Sintesis
BahanElel,ltrokromi
k
.1.1-1.
Ralrcang
BangunSurrrber
fuuo-Lonstan
l{ J
4.1.2.h{etodaSintesisSecar-a
EleLtrokimia.
It)
4.1.3.SintesisPolianilinSecaraElel*rckimia
I1
4-2.Karakterisasi
FilnrTipis Polianilirr
BAB V
1(i
HASILDAN PEh{BAIIASAN
5.1.Rancang
BangunSumberAnrs I'Lonstan
i.1
It
lj)
l4
5-2.Hasil Perubuatan
dan PengukuranKonduktivitas Filtr
Tipis Poliarilinclengan
Valiasii{rus SintesisPolimeri-qasi l4
KESIMPIJLAN
D.AFlli'rI{ F LrS'f 11i i,t'
: ii
$.qlff All T;tlii,i,
l i ':l r tn* - t
A1rs
d*nganVzu-iasi
},Lopdtrktivilas
Tabel 5.1.DataPenguhuran
IF
Petrguktx'an
I,}A FT A;T * A ft:I.Ei,}i
!lal*mrre
Gambar2.1. Sbuktur Geomebi Anilin
1
Gambar?.2. StrukttnGeorneh'iPolianilin
Ganrbar2.3. a BasaPer:ripranilin
J
b. Ba.saEmeraldin
.J
c. BasaLeukoemeraldin
3
Ganbar2.4. Diag'arn Penguku'ar tsonduktirritasFatn Poir-rtPrcbe
Gambar5.1. Krs-vaKo nduktivitas Funssi D ari Anrs Si ntexi s
\.rl ll
d
l6
BAB I
PENDAIILTLUAN
Polianilin (PAI"ii) merupakansalah satu jenis polimer konduktif yang
mempunyaiikatan alternasiikatan rangkap tunggal (terkonjugasi)tll. Adanya
ikatan tersebutmemungkinkanterjadinya aliran elektron datam rantai Polimer
sehinggaPolianilin
menjadikonduhi{ mempunvaistabilitascukuptinggi terhadap
gangguarudna luar dan mempunyaipotensi aplikasi yang luas eepertisensor?
bateraisekrnder,LED, fiET, sertadevaiseleLtronik.Selainitu polianilin memiliki
sifat elektrohomik,yaitu dapatberubahrvamaapabiladiberi medanlistrilq tetapi
sifat ini hanyadominanpadadaeratrteganganpositif
Polianitin mempunyaisfuukturelektronik yang berteda, variasi struktur
elekkonik ini akanberkaitandenganelektrokromisitasbahantersebut.Perubahan
strukturelekFonikyang te{adi akibatperubatran
kadardopanyangbesarkecilnva
ditentukan
olehnilai alussintesis.
Pada saat proses sintesis polimerisa*si elektrokimia dengan metoda
galvanostatilg
arirs yang mengdir pada elektroda da'i anoda ke katoda
mempengruhinilai konduldivitasbahan lapisan polianilin yang melekat pada
elekroda gf0).
Karalderisasikonduktivitasfilm (lapisan) tipis Polianilin yang tertentuk
dengancara mengukurpotensial di anhrra.dua titik yang dialiri aru.skonstan
denganfour line probe.Sehinggadiperolehkonduktivitasfilm tipis Polianilinyang
optimal das minimal. Hasil pengujiankonduktivitasini untuk mengetahuisifat
bahanpoliarilin vang ma$asebagaibahankaiian untuk pengemtrangar
potensi
aplikasifi hnpolianilin.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Palianilin
2.1.1.$truktur Polienilin
Polianilin (PANI) merupakansalah satu jenis polimer konduktif yang
dihasilkandari prosespolimerisasimonomeranilin {C6H5NH2} dalam suasana
a.sanlAnilin memiliki stuktur geometrisebagaiberikut :
rt
E_N_H
I
I
H
Gambar 2-1. Struktur geometri anilin
Adapun skuktur geomefi polianilin secaraumum adalah :
t-(-0-ii-g-oi-l-'-{ e
ll
It
t.| .
-N: O : N- ir-x
I'
HH
gugustereduksi
gugusteroksidasi
Gambar 22. Struktur geomctri polianilin
Gugustereduksiterdiri dari duamolekulyangterbentukcincin benzoid(
) dan
duagugusanrin sedangpada'gugus
teroksidasi
salahsatucincinbenzoiclberubah
menjadicincinquinoid(
) dangugusaminmenjadiimin.
Nilai x ( 0 < x S 1 ) menentukan
tingkat oksidasipolianilin. Nilai x : 0,
menunjukkantingkat teroksidasipenuhyang menghasilkan.polianilin
berbentuk
basa.pernigranilin (PNB)' dimana rantai polimer han]'a terdiri dari $lgus
teroksidasi.
Nilai x: 0,5 menuqiukkantingkatsetengah
teroksidasiyangmenghasilkan
polianilin berbentukbasa emeraldin(EB). Sementaranilai x : 1 menuqiukkan
tingkat tereduksi penuh yang urenghasilkan polianilin ber-bentuk basa
(LEB).
leukoemeraldin
a [(* .pr N : G,: N -i (- C - N =, O: N -)]>l
h tt- O- N - O-ui{I
I
H
O -N: C:
r+-)1"
H
c .[ ( -@- N - e -N ] { - @ -N : @ : N -)l *
I
H
II
I
I
H
H
I
Gemhar 2-I.t. bese pernigrenilin
b. besecmcraldin
c. baseleuhocmcreldin
I
H
2.2.MehanirmePclimerisasiPolianilin $ecaraElektro Kimia
Polimerisasipolianilin d"prt rtilakukandengandua cara yaitu secara
eleLlrokimiamenggunakan
medanlishik dan secarakirnia denganpengadukan.
PadapeneIiti anini menggunakan
PoIi merisasi secaraElektrokimia
Polianilin diperolehdari hasil polimerisasimonomeranilin 5,anghasilnya
benrpafilm tipis. Polimerisasiterjadi pada satatrsahr kutub elelctrodadibawatr
penganrhmedaalisbik Padasintetisbahantahapannya
sebagaiberikut:
(f ) oksidasimonorneranilin membentukkationradikal
..
B-N -H
-+
I
.+
B- N- H+ e -
I
H
H
kation radikal
(2) reaksi kimiabiasa antaradua kation radikal
r+
B - N -H '+B -N -H
a+
ao
oa
-+ B- N- B- N- H
+ 2H+
tttl
HHHH
p-amino-difenilamin
atau
aa
ao
-+ H-N-B -B -N-H
lt
HH
benzidin
yangberperanselanjutnyahanyap-amino-difenilamin,
sedangkan
benzidinmelarut
ke dalamlarutansintesis.
(3) Oksidasip-ani no-dillni !arnin
aa
aa
aa
2 [B -N :Q=N -H ]
aa
aa
aa
B- N- B- N- B- N- Q:N- H
tl
HH
-+
lt
aa
aa
aa
aa
( 4 ) B -N -B -N
-)
+ 211*+ 7e-
B -N :Q:N- H
ll
HH
aa
aa
aa
aa
aa
(5) B-N-B-N-B-N:Q:N-H
-+
oo
aa
aa
+ 2H+ * 2e-
B-N:q:p-B-N:q:19-H
ttrt
HHHH
Demikian seterusnya"
setiap proses oksidasi diikuti reaksi kimia Pada proses
oksidasiterjadiprubahangugus(-B-N-B-N-H} menjadi(-B-N:Q:N-H! + 2H* +
2e-, dengandemikianprosespolimerisasiakan menghasilkanrantai polimer
dengankomposisi:
fa
ae
(-B -N -B -N -
oa
ae
) dan ( - B- N:Q:N-
tt
)
HH
DenganB adalahgugusbenzoildanQ adalahgugnsquinoid.
Pada saat polimerisasi polianilin secara simrltan berlangsun.qproses
doping Adapunmekanisuredoping-dedop
ingnyadi lukiskansebagailrerikut:
1. Pa,sangan
redokspertama
aa
aa
aa
( -B -N -B -N -B -N -B -N I
I
|
oa
)
|
HHHH
tl -e-,+a
l.eukoemeraldinBase(LEB]
..
.c
..
i -B -N -B -N -B -N -B -N *
.+A)
ttit
PembenfukanpaiaronI
tS -e-,+Ata
ot
+A-
+A-
(-B -N -B -N -B -N :Q:N -)
tttl
PembentukanbipalaronI
tJ -rr, -a(-B -N -B -N -B -N :Q:N tl
Doping-dedoping
tl
7. Pasan-gan
redoks kedua
aa
ac
oa
ae
(*B -N -B -N -B -N =Q:N- )
tl
Pembentukanpolaron II
tS -e-, +A..
..
..
(-B -N-B -N-B -N:Q:N-)
r*A-
tl
Pembentukan
bipalarontr
T{ -e-,+A+1\+Ar.
(-B -N=Q-N-B -N:Q:N-)
..
tl
tl
HH
tJ -rf, -e-
.
ae
aa
aa
(-B -N :Q-N -B -N :e:N-
aa
)
polianilinteroksida.si
redokspertamamembentuk
Dari siniterlihatbahe'apasangan
polianilinteroksidasi100%.
redokskeduamembentuk
danpasan€Fn
-50p/o
2.3.Elektrokramisitas Polianilin
Polianilinadalahpolimer konduktif yarg memiliki sifat elektrokromik
Variasiwarnayangclimiliki olehpolianilin kuningkehijauan,hijau,biru kehijauarq
hijau kebiruan dan biru. Perubahanrvarna ini berkaitan erat denganvariasi
teganganpadafilm. Padasaat film polianilin mengalamiprosesoksidasiterjadi
reaksi(5) :
(PAI',{IXxH'A-) -------+ (PAllI'1{A-)x + .xH*+ xe2
transparan
binr
Sedangkanpadasaatt-rhnpolianilin mengalani prosesreeluksiter.iadile'aksi(5i :
(PANI.*XA-)*+ xH* * xe2 --------r (PA1'{IXxfA }
biru
hansParan
Denganmengattr keadaanredoks dari polianilin, makafilm polianilin pada
saatteroksidasiberubahwarna dari bansparanmenjadi biru dan pada saat tereduksi
film berubahwama dari bim menjadi hansparan.
2.4.KerakterirasiFilm Tipis Polienilin
Karakterisasilapisanpotianilin adalahpengukuan konduktivitasdengan
metodafbur point probe dan ams konstan"Fionduktivitassuatubahankonduktor
dapafdiperolehapabila tliherikanzu-nsantar-a.
dua titik, maka l..r-iaditietia tega.ngan
antaradua titik terselrutbt:r'dasarkan
padarunlusan:
o = LtV Ltd
dimana: I: besararuspengukuran.V = teganganantaraduatitik pengukuran
L.: luaspenampanglapisan,4: jarak titik probe
L/APOR/AN PENELITIAilI
KONDUKTIVITAS
TERHADAP
ARUSSINTESIS
PENGARUH
HASIT
ELEKTROPOTIMERISASI
POTIANITIN
Oleh
Dra.TUTIARYATID.,MS.
Dra.YAYAHYULIAH,MS.
Dra.SRISURYANINGSIH
Dibiayaioleh dana DIKSUniversitasPadjadjaran
T a h u nA n ggar an1998/l999
l
D e n g a nK o n tra kNo. 382/J06.1 4lLPlPLl'998
T a n g gal1 Juni 1998
LEMBAGA PENELITIAN
UN IVERSITAS PAT'JADJARAN
FAKULTAS MATEMATII(A DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UN IVERSITAS PADJADJARAN
JANUARI
1999
IDENTITAS T}ANPENGEST\I{AN
I,EIVIBAIT
I,AI'OIIAN AKITIR T'IiNEI,I'i'iAN[iI KI+{ INPAI)
TA HI}N itNGGAItAN I 998/1qqq
Terfiadap
Pengaruh.fu-usSintesris
KonduktivitnsFo Ii miI in Hra';iI Fil*lctltr
Poliilrelisa-si
fxl l-rasar
l. a JudulPenelitian
b. BidangPenelitian
c. Flatagori
T
!. I-eturiPeneliti
a Nama Lengkap
b. Jenisl-elantin
c. Pangkiitr Gol. l'.1ab aiarr,'IiJl'
rl. Jirbal:urFttticsi0triil
t
r:. Faliul tas:'Jtu-ttsiu
j. I lirivrrsita..i
g. Bidang llmu yang dit*liii
l )ra.'futi ;\r-yatille mi:n,Il'ti:i.
llct-.'ntg.rr.t.'rt
Pt't:ria{ll-cili 1,1i j l 4tt
Li.hut' h,ftltlli
f,tIP;\1i-:isrka
Parljlid-l:rrarr
i iiiut i-li'.riln-orri l'.;:
r'n!:t,:i
i;i sika htstt-ttttt
: _i rriutg
i. iurrrinhTirn Peneliti
ilrn l,i,*r.i'iisiiialvfatiri-irii
[-ah"f ns.irunte'ni::,::i
JrmrsanFisikaFMIPA LINPAI)
Jl. Rayailandung * SumrclmrgFih'i. 3 i
l'en*litian
I . l-r,i!r.li.-t
keisrtl::rg,aant*rseliiti
5. Fliln penelitian ini rnerrrpakauperrin,qkatank*r-ia.samii
:r \:urra lrtstnnsi
: ir. .\Jiurrirl
6. JanciraWaklu Peneliiian
trrrlan
8 iclelag.ran)
?. J':i1r'lrt,:ltg, rlipr:t'lUkan
{!{i!},
F-t).-i.i)!.u].
?9 Jtnuari 1999
Bandun!1,
Ketua Ptneliti.
:11cngetahui.
Dckan l'akulta s l\'latematiha dan
Ilmu PengetahuanAIarc
fry*
q'!'xti .4r",*6;;1.. 1)ps-.l\tli.i
HLii. i3t4l-''1c8
Jll.enyetujui,
hag.aPentlitian tI NIiA li
je S"Soemadiningrat,
SH.)
NIP.13044243?
ABSTR.4.K
Proses sintesis sec?ra elekfokimia
dengan rnenggunakan metode
galvanostatiktelah dilakukan. Beberapa sanrpel dibuat dengan ann sintesis yang
berv.ariasimulai dari 0,2 ruA sampai dengan 0,6 mA- Pengukru'ankonduktivitas
sampel dilakukan dengan metode four line probe. Pada.gafik konduktivita.s arus
utunculdua puncakkonduktivitas1'aitupada I = 0.2 mA dan [ = 0-6 rnA. Hasil ini
sesuai dengan sifat elektroaktif polianilin yang diperlihatkan oleh kuna
voltautograrn siklik polianilin Ketlua prrncak tersebr.rtdiidentifikasi selraeai
puncakoksidasipolianilin.
lll
ABSTRA(JT
The synthesis process of pclyiuriline electrochenrically
by
usi*g
gah'anostaticmethodhas beencarnedout. The sarnples
were olrtaineclb;* vz'ying
the svnthesiscun'entllorn 0,2 mA to 0,6 trA. The conductivitv
nlea-surenlent
of the
samples were conducted by using four-line protre method.
Tr,r,o peaks of the
conductivitYaPpeafal the
ofcurrent-conductivitv.lie at the svnthesiscurrent
-enaph
of 0,2 nrA and 0'6 mA. This resuit is in accordancervith
thr. eleclro-active
characteristicsof polyaniline that can tre seen at
tht' polyaniline cvclic
voltamogram. Both of thr: peaks rvere identified
arr the exidation rreaks oi.
pol,yaniline.
KATA PENGANTAR
B i srrtilIaliiffolinrartirohirn,
Allramdulillah, puji
ry-ukur kami
paajatkan ke
Hadirat
Allah
subhanahuwataala atas rahmatNya penelitian dan penulisan laporan akhir
penelitian DIF^S yang berjudul :PENGRUH ARUS SINTBSIS TERHADAP
KONDUKTIVITAS POLIAMLIN HASIL ELEKTROPOLIMERISASI.
Denganselesainvapenelitian ini kami ucapkante.rimakasihkepada:
1. Ketua I*mbaga Penelitian Llniversita.sParljdjaran. beserta staf yang telah
tnemberikankesempafan
dan kemudahandalan penelitian.
2. Dekan Fakultas h{atematika dan Ilnru PensatahrranAlam. flniversitas
Padjarljanan.
3- KetuaJumsanFisika F b{IPA. Univer-sitasPadjadia'an.
4. Rekan Dosendan staf karyawanjru-usanFisika FMIPA LiNllAD.
Penelitian_inikami nlerasanrasih.larrhcl.i,r'isenrpunrrrdal perlu dilcerntraneknn
lebih lua;s,kami sangatmengharapkansarzuruntuk perbaikandinrasamendatang.
Semogapenelitianini bermanfaatbagi perkembanganilmu pengetahuankhusunya
dalambidang tlsika
Bandung,Januari 1999
peneliti.
Fl.etrra
DAFTARISI
Il ' tl aftr*
LEMBAR iDENT]-IAS D,ANPENGESAHAN
ii
ABSTRA}i
iii
ABSTRACT
iv
r,ATA PENGANTAR
DAFT.ARISI
vi
DAFTAR TABEL
'.::
DAFTAR GAMBAR
v iii
BAB I
PENDAHLTLLTAN
I
BAB N
TINTJATIAN
PIISJTAKA
j
2.1.Polianilin
2.1.1 litrukturPolianilin
2.2. i4ekzurisrne
Poli merisasiPoli aniIin iiecaraElek{r-o}ri
:ni ;i
3--1.Elel:trcle'iirni#
itasPoli aniIlrr
2.4:Flarakterisasi
Film Tipis PoIiruriIin
EAB tri TUJL]AND.{N lr{.ANirAATPENELIT'IA}{
U
-i.1.'l u;u:n l),_r*elitiari
i.2. h{allaaiPeneliiimr
{t
BAB IV IVIETODAPENELiTIAN
4.1. Sintesis
BahanElel,ltrokromi
k
.1.1-1.
Ralrcang
BangunSurrrber
fuuo-Lonstan
l{ J
4.1.2.h{etodaSintesisSecar-a
EleLtrokimia.
It)
4.1.3.SintesisPolianilinSecaraElel*rckimia
I1
4-2.Karakterisasi
FilnrTipis Polianilirr
BAB V
1(i
HASILDAN PEh{BAIIASAN
5.1.Rancang
BangunSumberAnrs I'Lonstan
i.1
It
lj)
l4
5-2.Hasil Perubuatan
dan PengukuranKonduktivitas Filtr
Tipis Poliarilinclengan
Valiasii{rus SintesisPolimeri-qasi l4
KESIMPIJLAN
D.AFlli'rI{ F LrS'f 11i i,t'
: ii
$.qlff All T;tlii,i,
l i ':l r tn* - t
A1rs
d*nganVzu-iasi
},Lopdtrktivilas
Tabel 5.1.DataPenguhuran
IF
Petrguktx'an
I,}A FT A;T * A ft:I.Ei,}i
!lal*mrre
Gambar2.1. Sbuktur Geomebi Anilin
1
Gambar?.2. StrukttnGeorneh'iPolianilin
Ganrbar2.3. a BasaPer:ripranilin
J
b. Ba.saEmeraldin
.J
c. BasaLeukoemeraldin
3
Ganbar2.4. Diag'arn Penguku'ar tsonduktirritasFatn Poir-rtPrcbe
Gambar5.1. Krs-vaKo nduktivitas Funssi D ari Anrs Si ntexi s
\.rl ll
d
l6
BAB I
PENDAIILTLUAN
Polianilin (PAI"ii) merupakansalah satu jenis polimer konduktif yang
mempunyaiikatan alternasiikatan rangkap tunggal (terkonjugasi)tll. Adanya
ikatan tersebutmemungkinkanterjadinya aliran elektron datam rantai Polimer
sehinggaPolianilin
menjadikonduhi{ mempunvaistabilitascukuptinggi terhadap
gangguarudna luar dan mempunyaipotensi aplikasi yang luas eepertisensor?
bateraisekrnder,LED, fiET, sertadevaiseleLtronik.Selainitu polianilin memiliki
sifat elektrohomik,yaitu dapatberubahrvamaapabiladiberi medanlistrilq tetapi
sifat ini hanyadominanpadadaeratrteganganpositif
Polianitin mempunyaisfuukturelektronik yang berteda, variasi struktur
elekkonik ini akanberkaitandenganelektrokromisitasbahantersebut.Perubahan
strukturelekFonikyang te{adi akibatperubatran
kadardopanyangbesarkecilnva
ditentukan
olehnilai alussintesis.
Pada saat proses sintesis polimerisa*si elektrokimia dengan metoda
galvanostatilg
arirs yang mengdir pada elektroda da'i anoda ke katoda
mempengruhinilai konduldivitasbahan lapisan polianilin yang melekat pada
elekroda gf0).
Karalderisasikonduktivitasfilm (lapisan) tipis Polianilin yang tertentuk
dengancara mengukurpotensial di anhrra.dua titik yang dialiri aru.skonstan
denganfour line probe.Sehinggadiperolehkonduktivitasfilm tipis Polianilinyang
optimal das minimal. Hasil pengujiankonduktivitasini untuk mengetahuisifat
bahanpoliarilin vang ma$asebagaibahankaiian untuk pengemtrangar
potensi
aplikasifi hnpolianilin.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Palianilin
2.1.1.$truktur Polienilin
Polianilin (PANI) merupakansalah satu jenis polimer konduktif yang
dihasilkandari prosespolimerisasimonomeranilin {C6H5NH2} dalam suasana
a.sanlAnilin memiliki stuktur geometrisebagaiberikut :
rt
E_N_H
I
I
H
Gambar 2-1. Struktur geometri anilin
Adapun skuktur geomefi polianilin secaraumum adalah :
t-(-0-ii-g-oi-l-'-{ e
ll
It
t.| .
-N: O : N- ir-x
I'
HH
gugustereduksi
gugusteroksidasi
Gambar 22. Struktur geomctri polianilin
Gugustereduksiterdiri dari duamolekulyangterbentukcincin benzoid(
) dan
duagugusanrin sedangpada'gugus
teroksidasi
salahsatucincinbenzoiclberubah
menjadicincinquinoid(
) dangugusaminmenjadiimin.
Nilai x ( 0 < x S 1 ) menentukan
tingkat oksidasipolianilin. Nilai x : 0,
menunjukkantingkat teroksidasipenuhyang menghasilkan.polianilin
berbentuk
basa.pernigranilin (PNB)' dimana rantai polimer han]'a terdiri dari $lgus
teroksidasi.
Nilai x: 0,5 menuqiukkantingkatsetengah
teroksidasiyangmenghasilkan
polianilin berbentukbasa emeraldin(EB). Sementaranilai x : 1 menuqiukkan
tingkat tereduksi penuh yang urenghasilkan polianilin ber-bentuk basa
(LEB).
leukoemeraldin
a [(* .pr N : G,: N -i (- C - N =, O: N -)]>l
h tt- O- N - O-ui{I
I
H
O -N: C:
r+-)1"
H
c .[ ( -@- N - e -N ] { - @ -N : @ : N -)l *
I
H
II
I
I
H
H
I
Gemhar 2-I.t. bese pernigrenilin
b. besecmcraldin
c. baseleuhocmcreldin
I
H
2.2.MehanirmePclimerisasiPolianilin $ecaraElektro Kimia
Polimerisasipolianilin d"prt rtilakukandengandua cara yaitu secara
eleLlrokimiamenggunakan
medanlishik dan secarakirnia denganpengadukan.
PadapeneIiti anini menggunakan
PoIi merisasi secaraElektrokimia
Polianilin diperolehdari hasil polimerisasimonomeranilin 5,anghasilnya
benrpafilm tipis. Polimerisasiterjadi pada satatrsahr kutub elelctrodadibawatr
penganrhmedaalisbik Padasintetisbahantahapannya
sebagaiberikut:
(f ) oksidasimonorneranilin membentukkationradikal
..
B-N -H
-+
I
.+
B- N- H+ e -
I
H
H
kation radikal
(2) reaksi kimiabiasa antaradua kation radikal
r+
B - N -H '+B -N -H
a+
ao
oa
-+ B- N- B- N- H
+ 2H+
tttl
HHHH
p-amino-difenilamin
atau
aa
ao
-+ H-N-B -B -N-H
lt
HH
benzidin
yangberperanselanjutnyahanyap-amino-difenilamin,
sedangkan
benzidinmelarut
ke dalamlarutansintesis.
(3) Oksidasip-ani no-dillni !arnin
aa
aa
aa
2 [B -N :Q=N -H ]
aa
aa
aa
B- N- B- N- B- N- Q:N- H
tl
HH
-+
lt
aa
aa
aa
aa
( 4 ) B -N -B -N
-)
+ 211*+ 7e-
B -N :Q:N- H
ll
HH
aa
aa
aa
aa
aa
(5) B-N-B-N-B-N:Q:N-H
-+
oo
aa
aa
+ 2H+ * 2e-
B-N:q:p-B-N:q:19-H
ttrt
HHHH
Demikian seterusnya"
setiap proses oksidasi diikuti reaksi kimia Pada proses
oksidasiterjadiprubahangugus(-B-N-B-N-H} menjadi(-B-N:Q:N-H! + 2H* +
2e-, dengandemikianprosespolimerisasiakan menghasilkanrantai polimer
dengankomposisi:
fa
ae
(-B -N -B -N -
oa
ae
) dan ( - B- N:Q:N-
tt
)
HH
DenganB adalahgugusbenzoildanQ adalahgugnsquinoid.
Pada saat polimerisasi polianilin secara simrltan berlangsun.qproses
doping Adapunmekanisuredoping-dedop
ingnyadi lukiskansebagailrerikut:
1. Pa,sangan
redokspertama
aa
aa
aa
( -B -N -B -N -B -N -B -N I
I
|
oa
)
|
HHHH
tl -e-,+a
l.eukoemeraldinBase(LEB]
..
.c
..
i -B -N -B -N -B -N -B -N *
.+A)
ttit
PembenfukanpaiaronI
tS -e-,+Ata
ot
+A-
+A-
(-B -N -B -N -B -N :Q:N -)
tttl
PembentukanbipalaronI
tJ -rr, -a(-B -N -B -N -B -N :Q:N tl
Doping-dedoping
tl
7. Pasan-gan
redoks kedua
aa
ac
oa
ae
(*B -N -B -N -B -N =Q:N- )
tl
Pembentukanpolaron II
tS -e-, +A..
..
..
(-B -N-B -N-B -N:Q:N-)
r*A-
tl
Pembentukan
bipalarontr
T{ -e-,+A+1\+Ar.
(-B -N=Q-N-B -N:Q:N-)
..
tl
tl
HH
tJ -rf, -e-
.
ae
aa
aa
(-B -N :Q-N -B -N :e:N-
aa
)
polianilinteroksida.si
redokspertamamembentuk
Dari siniterlihatbahe'apasangan
polianilinteroksidasi100%.
redokskeduamembentuk
danpasan€Fn
-50p/o
2.3.Elektrokramisitas Polianilin
Polianilinadalahpolimer konduktif yarg memiliki sifat elektrokromik
Variasiwarnayangclimiliki olehpolianilin kuningkehijauan,hijau,biru kehijauarq
hijau kebiruan dan biru. Perubahanrvarna ini berkaitan erat denganvariasi
teganganpadafilm. Padasaat film polianilin mengalamiprosesoksidasiterjadi
reaksi(5) :
(PAI',{IXxH'A-) -------+ (PAllI'1{A-)x + .xH*+ xe2
transparan
binr
Sedangkanpadasaatt-rhnpolianilin mengalani prosesreeluksiter.iadile'aksi(5i :
(PANI.*XA-)*+ xH* * xe2 --------r (PA1'{IXxfA }
biru
hansParan
Denganmengattr keadaanredoks dari polianilin, makafilm polianilin pada
saatteroksidasiberubahwarna dari bansparanmenjadi biru dan pada saat tereduksi
film berubahwama dari bim menjadi hansparan.
2.4.KerakterirasiFilm Tipis Polienilin
Karakterisasilapisanpotianilin adalahpengukuan konduktivitasdengan
metodafbur point probe dan ams konstan"Fionduktivitassuatubahankonduktor
dapafdiperolehapabila tliherikanzu-nsantar-a.
dua titik, maka l..r-iaditietia tega.ngan
antaradua titik terselrutbt:r'dasarkan
padarunlusan:
o = LtV Ltd
dimana: I: besararuspengukuran.V = teganganantaraduatitik pengukuran
L.: luaspenampanglapisan,4: jarak titik probe