SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI SRI ANUGRAH WATI 100801026

  SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI SRI ANUGRAH WATI 100801026 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 Universitas Sumatera Utara

  SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains SRI ANUGRAH WATI 100801026 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 Universitas Sumatera Utara

  

PERSETUJUAN

  Judul : Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Limbah Cangkang Kerang Bulu (Anadara

  antiquata)

  Kategori : Skripsi Nama : Sri Anugrah Wati Nomor Induk Mahasiswa : 100801026 Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sumatera Utara Disetujui di

  Medan, 26 Agustus 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr. Kurnia Sembiring, M.S. Dra. Sudiati, M.Si.

  NIP. 195901311986011001 NIP.195905191986012001 Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

  

PERNYATAAN

SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH

CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata)

  SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Agustus 2014 Sri Anugrah Wati 100801026

  PENGHARGAAN

  Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul :

  “Sintesis dan Karakterisasi Hidroksiapatit dari Limbah Cangkang Kerang Bulu (Anadara antiquata) ”.

  Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu:

  1. Ibu Dra. Sudiati, M.Si, dan bapak Dr. Kurnia Sembiring, M.Si selaku pembimbing 1 dan pembimbing 2 serta ibu Sri Elfina, M.Si selaku pembimbing di SMK-SMAK Padang yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikirannya untuk membimbing penulis.

  2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku ketua dan sekretaris Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

  3. Ibunda tercinta (Mujiem), serta ayahanda tercinta (Alm. Wagimin) terimakasih telah melahirkan, membesarkan, mendidik, menyekolahkan, dan senantiasa mendoakan serta mendukung penulis hingga saat ini, semoga kelak penulis bisa membahagiakan kalian.

  4. Saudara-saudara kandung penulis yang senantiasa mendukung penulis baik secara moral maupun material.

  5. Teman terbaikku Jenery Seventina, terima kasih buat persahabatannya, terimakasih buat dukungan dan semangatnya, terimakasih telah menjadi sahabat yang baik selama ini.

  6. Teman diskusi penulis Riki Efendi Mule yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk bertukar pikiran selama mengerjakan penelitian dan skripsi.

  7. Teman-teman seperjuangan (Jamu, Saroh, Tere, Tari ndut, Lya, Eka, Layla, Ikhwan, Irman, Edi ndut, Komting, dll) terimakasih untuk 4 tahun ini. Senang bisa mengenal kalian.

  8. Physic Inside 2010 yang selalu kompak dimanapun berada, semoga tercapai apa yang selalu kita inginkan. Terimakasih untuk semua nya.

  9. Senior-senior dan junior-junior yang ada dijurusan Fisika USU, terimakasih dukungannya.

  10. Teman-teman sepermainan (Epen, Yuni, Yulia, Trisa, Anggi, dll) terimkasih buat doa dan dukungannya.

  11. Keponakan-keponakan penulis yang selalu mendoakan dan memberi semangat.

  12. Seluruh pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih buat doa dan dukungan serta semangatnya.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis akan menerima dengan baik segala kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini dapat lebih baik dan bermanfaat.

  

SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROKSIAPATIT DARI LIMBAH

CANGKANG KERANG BULU (Anadara antiquata) ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian tentang sintesis dan karakterisasi hidroksiapatit (HA) dari cangkang kerang bulu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik HA yang disintesis dari limbah cangkang kerang bulu (Anadara

  

antiquata). Sintesis hidroksiapatit dilakukan dengan menggunakan metode basah

  dengan prekursor Ca(OH)

  2 dan H

  3 PO 4 . Endapan HA yang dihasilkan disinterring o o o o o

  dengan variasi suhu sintering 700

  C, 800

  C, 900

  C, 1000 C dan 1100 C. Karakterisasi gugus fungsi HA menggunakan FT-IR, karakterisasi struktur Kristal HA menggunakan XRD dan karakterisasi morfologi HA menggunakan SEM- EDX. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa pembentukan HA yang paling baik

  o

  adalah pada suhu sintering 900

  C. Hasil uji FT-IR menunjukkan bahwa terdapat

• 1 -1 -

  gugus fungsi OH pada bilangan gelombang 3570.91 cm dan 3497.13 cm ,

  3-

• 1 -1

  4 gugus PO terdapat pada bilangan gelombang 1042.24 cm dan 945.47 cm .

  Hasil uji XRD menunjukkan bahwa HA yang dihasilkan bukan HA murni, karena masih terdapat senyawa lain yang mendominasi. Kristal HA yang dihasilkan berukuran nano. Morfologi partikel hasil uji SEM berbentuk butir-butir bulat teraglomerasi. Hasil uji EDX menunjukkan rasio perbandingan Ca/P sebesar 3.59. Bila dibandingkan dengan rasio Ca/P untuk HA murni yaitu 1,67, maka rasio Ca/P yang dihasilkan pada penelitian ini lebih besar. Rasio perbandingan Ca/P yang besar ini disebabkan oleh dominasi Ca didalam sampel HA.

  Kata kunci : Sintesis, HA, Metode Basah, Suhu Sintering

  

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF HIDROXYAPATITE

FROM CLAMSHELL WASTES (Anadara antiquata) ABSTRACT

  A research has done of the synthesis and characterization of hydroxyapatite (HA)

from clamshell wastes (Anadara antiquata). This study aims to determine the

characteristics of HA synthesized from clamshell wastes (Anadara antiquata). Synthesis of hydroxyapatite is done by using wet methods with precursor Ca(OH)

  2 and H

  3 PO 4 . Precipitate of HA was sintering with temperature variations are o o o o o 700

  C, 800

  C, 900

C, 1000 C dan 1100

  C. Characterization of functional groups of HA by using FT-IR, characterization of Crystal structure HA by using XRD and

characterization of morphology HA by using SEM-EDX. The characterization

o results indicate that the formation of HA is best at temperature sinter 900

  C. FT-

• - IR test results indicate that there is a functional group OH on wave number
• -1 -1 3-

  3570.91 cm and 3497.13 cm , PO 4 groups contained in the wave number

• -1 -1

  

1042.24 cm and 945.47 cm . XRD test results indicate that HA Produced is not

pure, because there are other compounds that dominate. Size of crystal HA is

nano. SEM test results of particle morphology is round-shaped grains

agglomerated. EDX test results showed the ratio of Ca / P is 3,59. The ratio of Ca

/ P is large than ratio of Ca/P for pure HA with value 1.67. This is caused by

dominated Ca in sample HA.

  Keywords : Synthesis, HA, wet methods, temperature sinter

DAFTAR ISI

  Halaman Persetujuan i

  Pernyataan ii

  Penghargaan iii

  Abstrak iv

  Abstract v

  Daftar Isi vi

  Daftar Tabel viii

  Daftar Gambar ix

  Daftar Singkatan x

  Daftar Lampiran xi

  Bab 1. Pendahuluan

  1.1 Latar Belakang

  1

  1.2 Rumusan Masalah

  3

  1.3 Batasan Masalah

  3

  1.4 Tujuan Penelitian

  3

  1.5 Manfaat Penelitian

  4

  1.6 Sistematika Penulisan

  5 Bab 2. Tinjauan Pustaka

  2.1 Kerang

  6

  2.1.1

  6 Kandungan Cangkang Kerang

  2.1.2

  7 Jenis-Jensis Kerang

  2.1.2.1

  7 Kerang Bulu

  2.1.2.2

  8 Kerang Hijau

  2.1.2.3

  9 Kerang Darah

  2.2 Hidroksiapatit

  10

  2.2.1

  10 Deskripsi Hidroksiapatit

  2.2.2

  11 Sifat-Sifat Hidroksiapatit

  2.2.2.1

  11 Sifat Fisis

  2.2.2.2

  11 Sifat Kimia

  2.2.2.3

  12 Sifat Mekanis

  2.2.2.4

  12 Sifat Biologis

  2.2.3

  13 Sintesis Hidroksiapatit

  2.2.4

  14 Aplikasi Hidroksiapatit

  2.2.5

  15 Karakterisasi Hidroksiapatit

  2.2.5.1

  15 Fourier Transform Infra Red (FT-IR)

  2.2.5.2

  17 X Ray Diffractometer (XRD)

  2.2.5.3

  18 Scanning Electron Microscopy (SEM) Bab 3. Metodologi Penelitian

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  4.1 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan FT-IR

  24

  3.4.2 Diagram Alir Pembuatan CaO

  24

  3.4.3 Diagram Alir Pembuatan Ca(OH)2

  25

  3.4.4 Diagram Alir Sintesis Hidroksiapatit

  26 Bab 4. Hasil dan Pembahasan

  28

  24

  4.2 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan XRD

  33

  4.3 Hasil Uji Karakterisasi HA dengan SEM-EDX

  38 Bab 5. Kesimpulan dan Saran

  5.1 Kesimpulan

  40

  5.2 Saran

  40 Daftar Pustaka

  3.4.1 Diagram Alir Preparasi Sampel

  3.4 Diagram Alir Penelitian

  20

  22

  3.2 Peralatan dan Bahan

  20

  3.2.1 Peralatan

  20

  3.2.2 Bahan

  21

  3.3 Prosedur Penelitian

  3.3.1 Preparasi Sampel

  23

  22

  3.3.2 Pembuatan CaO

  22

  3.3.3 Pembuatan Ca(OH)2

  22

  3.3.4 Sintesis Hidroksiapatit

  22

  3.3.5 Karakterisasi Hidroksiapatit

  41

  DAFTAR TABEL

  4.8 Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 800

  C

  32

  4.6 Puncak-Puncak Tertinggi dari Hasil Uji XRD Sampel HA

  35

  4.7 Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 700

  o

  C

  36

  o

  4.5 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 1100

  C

  36

  4.9 Puncak-Puncak Tertinggi HA dengan Suhu Sintering 900

  o

  C

  36

  4.10 Ukuran Kristal Sampel HA

  37

  4.11 Parameter Kisi Hidroksiapatit

  o

  31

  Nomor Judul Halaman Tabel

  29

  2.1 Kandungan Kimia Serbuk Cangkang Kerang

  7

  2.2 Kuat Tekan dan Kuat Tarik dari Hidroksiapatit

  12

  2.3 Kandungan Elemen Inorganik pada Tulang

  15

  4.1 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 700

  o

  C

  4.2 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 800

  C

  o

  C

  30

  4.3 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 900

  o

  C

  31

  4.4 Spektrum Hasil Uji FT-IR dari Sampel HA pada Suhu 1000

  o

  37

  DAFTAR GAMBAR

  Nomor Judul Halaman Gambar

  2.1 Kerang Bulu

  7

  2.2 Kerang Hijau

  8

  2.3 Kerang Darah

  10

  2.4 Prinsip Kerja FT-IR

  16

  2.5 Prinsip Kerja XRD

  17

  2.6 Prinsip Kerja SEM

  19

  3.1 Diagram Alir Preparasi Sampel

  24

  3.2 Diagram Alir Pembuatan CaO

  24

  3.3 Diagram Alir Pembuatan Ca(OH)2

  25

  3.4 Diagram Alir Sintesis Hidroksiapatit

  26

  4.1 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu

  28

  o

  Sintering 700 C

  4.2 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu

  29

  o

  Sintering 800 C

  4.3 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu

  30

  o

  Sintering 900 C

  4.4 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu

  31

  o

  Sintering 1000 C

  4.5 Grafik Hasil Uji FT-IR Sampel HA pada Suhu

  32

  o

  Sintering 1100 C

  4.6 Grafik Hasil Uji XRD Sampel HA pada Suhu

  33

  

o o

  Sintering 700 C (a) Suhu Sintering 800 C (b)

  o

  Suhu Sintering 900 C (c)

  o

  4.7 Hasil Uji SEM Sampel HA dengan Suhu 900 C

  38

DAFTAR SINGKATAN

  XRD = X-Ray Diffractometer SEM = Scanning Electron Microscope EDX = Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy

  HA = Hidroksiapatit FT-IR = Fourie Transform

• – Infra Red