Pembentukan Ukuran Pori dari Silika Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol sebagai Template
Bahan Seminar Hasil
Departemen Kimia
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
SKRIPSI
CITA SITOHANG
120802025
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
CITA SITOHANG
120802025
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pembentukan Ukuran Pori dari Silika Sekam Padi
dengan Penambahan Gliserol sebagai Template
: Skripsi
: Cita Sitohang
: 120802025
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(FMIPA) Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Februari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc
NIP. 195606241983031002
Dra. Saur Lumbanraja,M.Si
NIP. 195506231986012002
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan masing - masing disebutkan
sumbernya.
Medan, Maret 2017
CITA SITOHANG
120802025
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala yang Allah ciptakan baik adanya,kasih dan keadilanNya telah Ia buktikan
melalui pengorbanan anakNya yang tunggal yaitu Yesus Kristus penyelamat
manusia. Bersyukur kepada Yesus yang memberi kekuatan dan pengaharapan
pada penulis dalam menyusun skripsi ini.
Dengan rasa hormat, penulis menyampaikan terimakasih kepada Ibu Dra.
Saur Lumban Raja, M.Si selaku pembimbing 1 dan Bapak Dr. Hamonangan
Nainggolan, M.Sc selaku pembimbing 2 yang telah memberika arahan dan
bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terimakasih juga kepada
Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring selaku Ketua Bidang Kimia Anorganik
FMIPA USU dan Bapak Dr. Nimpan Bangun, M.Sc selaku Kepala Laboratorium
Kimia Anorganik FMIPA USU yang telah memberi saran-saran penulis.
Terimakasih kepada Dr, Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu
sealaku ketua Departemen dan Sekretaris Departemen Kimia S1 FMIPA-USU
Medan serta seluruh staf dan dosen yang telah banyak memberikan ilmu kepada
penulis selama perkuliahan.
Sangat bersyukur kepada orang orangtua tercinta, Risma Malau dan
Morhan Sitohang yang selalu mendoakan, serta kakak,adik-adik yang memberi
semangat dan dukungan moril kepada penulis sehingga dapat hmenyelesaikan
perkuliahan.
Ucapan terimakasih kepada teman- teman stambuk 2012, asisten
anorganik dan LIDA, kak ayu yang membantu penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini. Penulis juga bersyukur pada Yesus karena memberikan orang-orang
hebat , dan bangga memiliki teman-teman seperti bg monojaya, bg fernando, kak
belinda, kak tiara, adamora , sari,lily,riama,ayu,hariyati,mita,anita R,anita
M,devi,mawar,
sahabatku,
suryati,rohani,elfrida,
teman
kost
fitri,juwita,erni,juma,kak mona, soe, tentor alfa one,kak melina, bg winner, timreg
2016, ichi kokoro yang salalu setia mendoakan dan memberi semangat pada
penulis.
Penulis menyadari bahwa isi skripsi ini masih jauh dari kata
sempurna,namun kiranya dapat meberi manfaat dalam bidang pengetahuan
khususnya bidang kimia.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pembentukan ukuran pori silika
sekam padi dengan penambahan gliserol sebagai template. Natrium silikat yang
diperoleh dari sekam padi dapat diekstraksi dengan natrium hidroksida. Natrium
silikat yang telah diperoleh kemudian ditambahkan kedalam gliseol yang
beperan sebagai template dan diikuti dengan pengendapan menggunakan asam
klorida untuk memperoleh silika. Hasil yang diperoleh dikalsinasi pada suhu
6000C . Data FT-IR yang diperoleh cukup baik karena memiliki kemiripan
dengan silika komersial.Difraktogram XRD juga menunjukkan adanya puncak
melebar pada daerah 22,7o menunjukkan bahwa silika berbentuk amorf. Hasil
adsorpsi desorpsi nitrogen isotherm silika menunjukkan adsorbsi isotherm Tipe
IV yang merupakan karekteristik material mesopori dan diperoleh distribusi
ukuran 4.6 nm dan volume pori adalah 0.002850 cc/g serta luas permukaan
silika adalah 11.03 m2/g.
Kata kunci: Sekam padi, silika, template, gliserol.
Universitas Sumatera Utara
FORMATION OF SILICA PORE SIZE OF RICE HUSK WITH
ADDITION GLYCEROL as TEMPLATE
ABSTRACT
Pore size silica of rice husk with the addition of glycerol as a template has been
synthesized. Sodium silicate from rice husk was extracted with sodium
hydroxide. Sodium silicate obtained then added the glycerol which act as a
template and followed by precipitation using hydrochloric acid to obtain a silica.
FT-IR data which achieved was good enough because has the resemble with
commercial silica.. XRD diffractogram also showed there is a wide peak in the
area 22,7oand showed that shaped amorphous silica. Results adsorption desorption
isotherm nitrogen of silica showed Type IV which is characteristic of mesoporous
material and gained 4.6 nm size distribution and pore volume is 0.002850 cc / g
and the surface area of the silica is 11:03 m2 / g.
Key word: rice hulk, silica, template, glycerol
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
iv
Abstract
v
Daftar isi
vi
Daftar Tabel
vii
Daftar gambar
iii
Daftar Lampiran
ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
Latar Belakang
Permasalahan
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Lokasi Peneltian
Metodologi Penelitian
1
4
4
4
4
5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sekam padi
2.1.1 Defenisi Sekam Padi
2.1.2 Komposisi Sekam Padi
2.2. Silika (SiO2)
2.2.1 Definisi Silika (SiO2)
2.2.2 Sifat Fisika dan Kimia Silika
2.2.2.1 Sifat Fisika Silika
2.2.2.2 Sifat Kimia Silika
6
6
8
10
11
2.3. Gliserol
2.4. Luas pori 13
2.5 Karakterisasi silika with template
Universitas Sumatera Utara
2.5.1 X-Ray Diffraction (XRD)
2.5.2 Metode Adsorpsi Brunauer-Emmet-Teller (BET)
2.5.3. Spektroskopi Inframerah (FTIR)
17
19
21
BAB 3METODE PENELITIAN
3.1 Alat
3.2 Bahan
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1. Kalsinasi Sekam Padi
3.3.2. Pembuatan Larutan Natrium Silikat
3.3.3 Penambahan Template
23
3.4 Bagan Penelitian
3.4.3 Kalsinasi Abu Sekam Padi
3.4.4 Pembuatan Larutan Natrium Silikat
3.4.5 Penambahan Gliserol sebagai template
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kalsinasi Abu Sekam Padi
4.2 Karakterisasi Silika dengan Template30
4.2.1 Spektrum FT-IR
4.2.2. Difraksi Sinar X ( XRD )
4.2.3 Hasil Uji BET
22
22
23
23
23
25
25
26
27
28
30
32
33
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
34
34
DAFTAR PUSTAKA
36
LAMPIRAN
40
DAFTAR TABEL
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
2.1
Klasifikasi Ilmiah tanaman padi
6
2.2.
Komposisi Kimia Sekam Padi (% berat)
2.3.
Komposisi Abu Sekam Padi
2.4.
Istilah yang Digunakan Dalam Karakterisasi
7
7
Pori Padatan15
4.1.
Data literatur Puncak Serapan Silika
31
DAFTAR GAMBAR
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
2.1
Rumus Molekul Gliserol
12
2.2
Mesopori silika13
2.3.
Tipe pori14
2.4.
Skema Adsorbsi gas pada permukaanpori16
material dengan perbedaan ukuran molekul gas
2.5.
Klasifikasi Isotherm Adsorbsi17
4.1
Spektrum FT-IR Silika dengan Gliserol31
4.2
Difraktogram XRD Silika dengan Gliserol
4.3.
Daftar Peak Difraktogram XRD Silika
32
denganGliserol33
4.4
Grafik Adsorpsi Desorpsi Isotherm Nitrogen
34
4.5
Grafik Distribusi Ukuran Pori Silika
35
DAFTAR LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Judul
Halaman
Lampiran
1.
Spektrum FT-IR Silika dengan Gliserol
2.
Difraktogram XRD Silika dengan Gliserol
41
Daftar Peak Difraktogram XRD Silika
41
3
.
40
dengan Gliserol
4.
Grafik Adsorpsi Desorpsi Isotherm Nitrogen
5.
Grafik Distribusi Ukuran Pori Silika
42
43
Universitas Sumatera Utara
Departemen Kimia
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
SKRIPSI
CITA SITOHANG
120802025
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
CITA SITOHANG
120802025
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pembentukan Ukuran Pori dari Silika Sekam Padi
dengan Penambahan Gliserol sebagai Template
: Skripsi
: Cita Sitohang
: 120802025
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
(FMIPA) Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Februari 2017
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc
NIP. 195606241983031002
Dra. Saur Lumbanraja,M.Si
NIP. 195506231986012002
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan masing - masing disebutkan
sumbernya.
Medan, Maret 2017
CITA SITOHANG
120802025
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala yang Allah ciptakan baik adanya,kasih dan keadilanNya telah Ia buktikan
melalui pengorbanan anakNya yang tunggal yaitu Yesus Kristus penyelamat
manusia. Bersyukur kepada Yesus yang memberi kekuatan dan pengaharapan
pada penulis dalam menyusun skripsi ini.
Dengan rasa hormat, penulis menyampaikan terimakasih kepada Ibu Dra.
Saur Lumban Raja, M.Si selaku pembimbing 1 dan Bapak Dr. Hamonangan
Nainggolan, M.Sc selaku pembimbing 2 yang telah memberika arahan dan
bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terimakasih juga kepada
Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring selaku Ketua Bidang Kimia Anorganik
FMIPA USU dan Bapak Dr. Nimpan Bangun, M.Sc selaku Kepala Laboratorium
Kimia Anorganik FMIPA USU yang telah memberi saran-saran penulis.
Terimakasih kepada Dr, Rumondang Bulan, MS dan Bapak Dr. Albert Pasaribu
sealaku ketua Departemen dan Sekretaris Departemen Kimia S1 FMIPA-USU
Medan serta seluruh staf dan dosen yang telah banyak memberikan ilmu kepada
penulis selama perkuliahan.
Sangat bersyukur kepada orang orangtua tercinta, Risma Malau dan
Morhan Sitohang yang selalu mendoakan, serta kakak,adik-adik yang memberi
semangat dan dukungan moril kepada penulis sehingga dapat hmenyelesaikan
perkuliahan.
Ucapan terimakasih kepada teman- teman stambuk 2012, asisten
anorganik dan LIDA, kak ayu yang membantu penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini. Penulis juga bersyukur pada Yesus karena memberikan orang-orang
hebat , dan bangga memiliki teman-teman seperti bg monojaya, bg fernando, kak
belinda, kak tiara, adamora , sari,lily,riama,ayu,hariyati,mita,anita R,anita
M,devi,mawar,
sahabatku,
suryati,rohani,elfrida,
teman
kost
fitri,juwita,erni,juma,kak mona, soe, tentor alfa one,kak melina, bg winner, timreg
2016, ichi kokoro yang salalu setia mendoakan dan memberi semangat pada
penulis.
Penulis menyadari bahwa isi skripsi ini masih jauh dari kata
sempurna,namun kiranya dapat meberi manfaat dalam bidang pengetahuan
khususnya bidang kimia.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PEMBENTUKAN UKURAN PORI SILIKA DARI SILIKA SEKAM PADI
DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI TEMPLATE
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pembentukan ukuran pori silika
sekam padi dengan penambahan gliserol sebagai template. Natrium silikat yang
diperoleh dari sekam padi dapat diekstraksi dengan natrium hidroksida. Natrium
silikat yang telah diperoleh kemudian ditambahkan kedalam gliseol yang
beperan sebagai template dan diikuti dengan pengendapan menggunakan asam
klorida untuk memperoleh silika. Hasil yang diperoleh dikalsinasi pada suhu
6000C . Data FT-IR yang diperoleh cukup baik karena memiliki kemiripan
dengan silika komersial.Difraktogram XRD juga menunjukkan adanya puncak
melebar pada daerah 22,7o menunjukkan bahwa silika berbentuk amorf. Hasil
adsorpsi desorpsi nitrogen isotherm silika menunjukkan adsorbsi isotherm Tipe
IV yang merupakan karekteristik material mesopori dan diperoleh distribusi
ukuran 4.6 nm dan volume pori adalah 0.002850 cc/g serta luas permukaan
silika adalah 11.03 m2/g.
Kata kunci: Sekam padi, silika, template, gliserol.
Universitas Sumatera Utara
FORMATION OF SILICA PORE SIZE OF RICE HUSK WITH
ADDITION GLYCEROL as TEMPLATE
ABSTRACT
Pore size silica of rice husk with the addition of glycerol as a template has been
synthesized. Sodium silicate from rice husk was extracted with sodium
hydroxide. Sodium silicate obtained then added the glycerol which act as a
template and followed by precipitation using hydrochloric acid to obtain a silica.
FT-IR data which achieved was good enough because has the resemble with
commercial silica.. XRD diffractogram also showed there is a wide peak in the
area 22,7oand showed that shaped amorphous silica. Results adsorption desorption
isotherm nitrogen of silica showed Type IV which is characteristic of mesoporous
material and gained 4.6 nm size distribution and pore volume is 0.002850 cc / g
and the surface area of the silica is 11:03 m2 / g.
Key word: rice hulk, silica, template, glycerol
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
iv
Abstract
v
Daftar isi
vi
Daftar Tabel
vii
Daftar gambar
iii
Daftar Lampiran
ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
Latar Belakang
Permasalahan
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Lokasi Peneltian
Metodologi Penelitian
1
4
4
4
4
5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sekam padi
2.1.1 Defenisi Sekam Padi
2.1.2 Komposisi Sekam Padi
2.2. Silika (SiO2)
2.2.1 Definisi Silika (SiO2)
2.2.2 Sifat Fisika dan Kimia Silika
2.2.2.1 Sifat Fisika Silika
2.2.2.2 Sifat Kimia Silika
6
6
8
10
11
2.3. Gliserol
2.4. Luas pori 13
2.5 Karakterisasi silika with template
Universitas Sumatera Utara
2.5.1 X-Ray Diffraction (XRD)
2.5.2 Metode Adsorpsi Brunauer-Emmet-Teller (BET)
2.5.3. Spektroskopi Inframerah (FTIR)
17
19
21
BAB 3METODE PENELITIAN
3.1 Alat
3.2 Bahan
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1. Kalsinasi Sekam Padi
3.3.2. Pembuatan Larutan Natrium Silikat
3.3.3 Penambahan Template
23
3.4 Bagan Penelitian
3.4.3 Kalsinasi Abu Sekam Padi
3.4.4 Pembuatan Larutan Natrium Silikat
3.4.5 Penambahan Gliserol sebagai template
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kalsinasi Abu Sekam Padi
4.2 Karakterisasi Silika dengan Template30
4.2.1 Spektrum FT-IR
4.2.2. Difraksi Sinar X ( XRD )
4.2.3 Hasil Uji BET
22
22
23
23
23
25
25
26
27
28
30
32
33
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
34
34
DAFTAR PUSTAKA
36
LAMPIRAN
40
DAFTAR TABEL
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
2.1
Klasifikasi Ilmiah tanaman padi
6
2.2.
Komposisi Kimia Sekam Padi (% berat)
2.3.
Komposisi Abu Sekam Padi
2.4.
Istilah yang Digunakan Dalam Karakterisasi
7
7
Pori Padatan15
4.1.
Data literatur Puncak Serapan Silika
31
DAFTAR GAMBAR
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
2.1
Rumus Molekul Gliserol
12
2.2
Mesopori silika13
2.3.
Tipe pori14
2.4.
Skema Adsorbsi gas pada permukaanpori16
material dengan perbedaan ukuran molekul gas
2.5.
Klasifikasi Isotherm Adsorbsi17
4.1
Spektrum FT-IR Silika dengan Gliserol31
4.2
Difraktogram XRD Silika dengan Gliserol
4.3.
Daftar Peak Difraktogram XRD Silika
32
denganGliserol33
4.4
Grafik Adsorpsi Desorpsi Isotherm Nitrogen
34
4.5
Grafik Distribusi Ukuran Pori Silika
35
DAFTAR LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Judul
Halaman
Lampiran
1.
Spektrum FT-IR Silika dengan Gliserol
2.
Difraktogram XRD Silika dengan Gliserol
41
Daftar Peak Difraktogram XRD Silika
41
3
.
40
dengan Gliserol
4.
Grafik Adsorpsi Desorpsi Isotherm Nitrogen
5.
Grafik Distribusi Ukuran Pori Silika
42
43
Universitas Sumatera Utara