MODIFIKASI KITOSAN MAKROPORI TERTAUTSILANG BADGE (BISPHENOL A DIGLYCIDYL ETHER) DENGAN POROGEN NaCl SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA PROCION RED MX 8B

  

MODIFIKASI KITOSAN MAKROPORI TERTAUTSILANG

BADGE (BISPHENOL A DIGLYCIDYL ETHER) DENGAN

POROGEN NaCl SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA

PROCION RED MX 8B

  

Disusun Oleh :

SOFA TSANI AFLACHA M0313067 SKRIPSI

  

Digunakan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Sains Bidang Ilmu Kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

  

Januari, 2018

HALAMAN PENGESAHAN Skripsi MODIFIKASI KITOSAN MAKROPORI TERTAUTSILANG BADGE (BISPHENOL A DIGLYCIDYL ETHER) DENGAN POROGEN NaCl SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA PROCION RED MX 8B SOFA TSANI AFLACHA M0313067

  Skripsi ini dibimbing oleh: Pembimbing I,

  Dr. Abu Masykur, M.Si NIP. 19710426 199702 1001

  Pembimbing II, Dr.rer.nat. Atmanto Heru Wibowo, M.Si

  NIP. 19740813 200003 1001 Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada:

  Hari : Selasa Tanggal : 30 Januari 2018

  Anggota Tim Penguji:

  1. Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si NIP. 19711211 199702 2001 1. .................................

  2. Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si

NIP. 19730124 199903 2001 2. ................................

  Disahkan oleh, Kepala Progam Studi

  Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si.

  NIP. 19730124 199903 2001

  

PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “MODIFIKASI KITOSAN MAKROPORI TERTAUTSILANG BADGE

  

(BISPHENOL A DIGLYCIDYL ETHER) DENGAN POROGEN NaCl

SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA PROCION RED MX 8B

  ” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Surakarta, 30 Januari 2018 SOFA TSANI AFLACHA MODIFIKASI KITOSAN MAKROPORI TERTAUTSILANG BADGE (BISPHENOL A DIGLYCIDYL ETHER) DENGAN POROGEN NaCl SEBAGAI

  ADSORBEN ZAT WARNA PROCION RED MX 8B SOFA TSANI AFLACHA Program Studi Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret

  

ABSTRAK

  Penelitian tentang modifikasi kitosan makropori yang tertautsilang bisphenol

  

A diglycidyl ether (BADGE) dengan porogen NaCl (CTS-M-BADGE) sebagai

adsorben zat warna Procion Red MX 8B (PR MX 8B) telah berhasil dilakukan.

  Kajian adsorpsi yang dipelajari meliputi pengaruh keasaman media, model kinetika dan isoterm adsorpsi pada sistem batch.

  Adsorben CTS-M-BADGE disintesis melalui empat tahap yaitu pencampuran larutan kitosan dengan NaCl, kroslingking dengan BADGE, pengeringan dan tahap akhirnya adalah pelarutan porogen NaCl dengan menggunakan akuades guna membentuk rongga pori. Karakterisasi CTS-M- BADGE dilakukan dengan menggunakan FTIR dan SEM. Spektra FTIR

• 1

  menunjukkan puncak baru pada 833,25 cm (-CH benzena tersubstitusi para),

• 1

  1512,19 cm (vibrasi ulur C=C dari cincin aromatis) yang merupakan karakteristik _-1 dari BADGE dan pergeseran panjang gelombang dari 1651,07 cm menjadi

• _-1 1604,77 cm mengindikasikan berkurangnya gugus amina primer akibat berikatan dengan BADGE. Hasil SEM memperlihatkan bahwa CTS-M-BADGE memiliki pori yang besar dibandingkan kitosan.

  Hasil penelitian menunjukkan kondisi optimum adsorpsi zat warna PR MX

  8B pada adsorben CTS-M-BADGE terjadi pada pH 3 dengan waktu kontak 60 menit. Adsorpsi zat warna PR MX 8B oleh CTS-M-BADGE mengikuti kinetika

• 2 -1 -1

  pseudo-orde dua dengan konstanta laju adsorpsi 42,65 x 10 mg menit . Kajian isoterm adsorpsi mengikuti model isoterm Freundlich dengan kapasitas adsorpsi sebesar 148,609 mg/g. Kata kunci: Kitosan, Porogen, BADGE, Procion Red MX 8B

  MODIFICATION OF MACROPOROUS CHITOSAN CROSSLINKED BADGE (BISPHENOL A DIGLYCIDYL ETHER) WITH NaCl POROGEN AS PROCION

  RED MX 8B DYE ADSORBENT SOFA TSANI AFLACHA Departement of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Sciences

  Sebelas Maret University

  

ABSTRACT

  A macroporous chitosan crosslinked bisphenol A diglycidyl ether (BADGE) with NaCl porogen (CTS-M-BADGE) has been modified and used as Procion Red

  

MX 8B (PR MX 8B) dye adsorbent. The adsorption PR MX 8B onto CTS-M-

  BADGE was studied by examining the effect of the solution acidity, the kinetics model and adsorption isotherm on batch system.

  The CTS-M-BADGE adsorbent was synthesized through four stages: mixing chitosan solution with NaCl, BADGE cross-linking, drying and the final step is dilution of porogen NaCl by using aquades to form a pore cavity. Characterization of CTS-M-BADGE was done by using FTIR and SEM. The FTIR spectra showed

• 1
• 1

  a new peak at 833.25 cm (-CH benzene substituted para) and 1512.19 cm (vibration C = C from aromatic ring) as BADGE characteristic and peak at 1651,07 _{-1 -1} cm shifted to 1604,77 cm which indicated reaction of BADGE to

• –NH chitosan. SEM results showed that CTS-M-BADGE has a large pore compared to unmodified chitosan.

  The results showed that the optimum condition of adsorption of PR MX 8B dye on CTS-M-BADGE adsorbent occurred at pH 3 with contact time 60 minutes. Adsorption of PR MX 8B dye by CTS-M-BADGE followed a pseudo-second order

• 2 -1 -1

  with an adsorption rate constant of 42.65 x 10 mg min . The isotherm adsorption study followed a Freundlich isotherm model with an adsorption capacity of 148.609 mg/g. Keywords: Chitosan, Porogen, BADGE, Procion Red MX 8B

  

MOTTO

  ‘... Dan bertakwalah kepada Allah, Allah mengajarmu dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu.’

  (Q.S Al-Baqarah: 282) ‘Dan janganlah kamu iri hati terhadap apa yang dikaruniakan Allah kepada sebahagian kamu lebih banyak dari sebahagian yang lain. (Karena) bagi orang laki-laki ada bagian dari pada apa yang mereka usahakan, dan bagi para wanita

  (pun) ada bagian dari apa yang mereka usahakan dan mohonlah kepada Allah sebagian dari karunia-Nya. Sesungguhnya Allah Maha Mengetahui segala sesuatu.’

  (Q. S An-Nisa': 32)

  PERSEMBAHAN Bismillahirrahmanirrahim

  Alhamdulillah, segala puji bagi Allah

  subhanahu wata’ala yang telah mengajari

  dan mengizinkan penulis untuk menyelesaikan karya tulis ini. Kepada Suamiku Muhammad Hanif, Bapakku Tanwir, Ibuku Indarti, kakakku Intan dan sahabat-sahabatku yang dengan segala daya dan upaya mendukung penulis dalam meraih gelar sarjana dalam bidang kimia ini.

  Semoga karya ini menjadi wasilah kebaikan bagi kalian dan bermanfaat bagi pembaca. Segala puji bagi Allah subhana

  hu wa ta’ala yang telah memberikan ni’mat sehat dan ni’mat sempat kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan skripsi.

  Shalawat serta salam penulis haturkan kepada Rasulullah

  shalallahu ‘alayhi wa

salam yang semoga penulis termasuk umat yang mengikuti sunnah-sunnah beliau.

  Skripsi ini tidak lepas dari bantuan dari banyak pihak. Maka penulis mengucapkan terimakasih dan jazaakumullah khayr kepada:

  1. Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc, (Hons), Ph.D selaku Dekan Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret

  2. Ibu Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si. selaku Ketua Prodi Kimia Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret

  3. Bapak Dr. Abu Masykur, M.Si. selaku Dosen Pembimbing I dan Kepala Laboratorium Sub-Lab Kimia

  4. Dr.rer.nat. Atmanto Heru Wibowo, M.Si selaku Dosen Pembimbing II

  5. Dr.rer.nat. Maulidan Firdaus, M.Sc. selaku pembimbing akademik

  6. Segenap Dosen dan Staff Program Studi Kimia Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret

  7. Suami (Muhammad Hanif) yang telah memberikan semangat, dorongan, masukan dan perhatian

  8. Kedua orangtua (Bapak Tanwir dan Ibu Indarti) serta kakak (Tursina) yang telah memberikan semangat, dukungan serta do’a

  9. Tim Research Modifikasi Biopolimer dan sahabat-sahabat terbaikku di Sublab: Annisa, Nurul, Nikmah, Khofifah, Zuliana, Santika, Yusica, Mudhita, Yasinta, Etika serta teman-teman kimia angkatan 2013 yang telah membantu dan berjuang bersama menyelesaikan penelitian.

  Dalam penulisan ini, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk menjadikan skripsi ini lebih baik. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

  Surakarta, 30 Januari 2018 Sofa Tsani Aflacha

  DAFTAR ISI Halaman Judul ....................................................................................

  1

  18

  16

  15

  13

  11

  9

  9

  9

  8

  7

  7

  6

  4

  4

  1

  HALAMAN PENGESAHAN ............................................................. HALAMAN PERNYATAAN ........................................................... HALAMAN ABSTRAK .................................................................... HALAMAN ABSTRACT .................................................................. MOTTO .............................................................................................. PERSEMBAHAN .............................................................................. KATA PENGANTAR ........................................................................ DAFTAR ISI ...................................................................................... DAFTAR TABEL ............................................................................... DAFTAR GAMBAR ......................................................................... DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................

  BAB II LANDASAN TEORI ............................................................. A. Tinjauan Pustaka .............................................................

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................... A. Latar Belakang ................................................................. B. Perumusan Masalah ..........................................................

  1. Identifikasi Masalah.....................................................

  2. Batasan Masalah ..........................................................

  3. Rumusan Masalah .......................................................

  C. Tujuan ...............................................................................

  D. Manfaat .............................................................................

  1. Kitosan ........................................................................

  Halaman i ii iii iv v vi vii viii ix xii xiii xv

  2. Porogen .......................................................................

  3. BADGE .......................................................................

  4. Zat Warna ..................................................................

  5. Adsorpsi ......................................................................

  6. Kinetika Adsorpsi dan Isoterm Adsorpsi ....................

  7. FTIR .............................................................................

  20

  22 B. Kerangka Pemikiran ........................................................

  24 C. Hipotesis .........................................................................

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................

  25

  25 A. Metode Penelitian ............................................................

  25 B. Waktu dan Tempat Penelitian .........................................

  25 C. Alat dan Bahan ................................................................

  25 1. Alat .............................................................................

  26 2. Bahan ..........................................................................

  26 D. Prosedur Penelitian ...........................................................

  26 1. Sintesis CTS-M-BADGE ............................................

  27 2. Uji Kelarutan ...............................................................

  27 3. Pembuatan Larutan ......................................................

  28 4. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum ................

  28 5. Penentuan pH Optimum ..............................................

  28 6. Penentuan Waktu Kontak Optimum ............................

  28 7. Penentuan Konsentrasi Zat Warna Optimum ..............

  29 E. Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data ..................

  29 1. Teknik Pengumpulan Data .........................................

  29 2. Teknik Analisis Data ..................................................

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................

  31

  31 A. Karakterisasi CTS-M-BADGE .........................................

  32 1. Uji Kelarutan, CTS-BADGE dan CTS-M-BADGE ....

  33 2. Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR ...........................

  35 3. Analisis Morfologi Permukaan dengan SEM ..............

  36 B. Adsorpsi ............................................................................

  36 1. Pengaruh pH pada Adsorpsi ........................................

  2. Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Adsorpsi PR MX 8B ................................................................................

  40

  3. Pengaruh Konsentrasi terhadap Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B ..................................................................

  43

  45 4. Hasil FTIR Setelah Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B ..

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................

  48

  48 A. Kesimpulan .......................................................................

  48 B. Saran ................................................................................ Daftar Pusataka ...................................................................................

  49 Lampiran ............................................................................................

  53

  DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Model Kinetika Orde Semu Adsorpsi PR MX 8B ................

  Tabel 2. Parameter Isoterm Langmuir ................................................. Tabel 3. Parameter Isoterm Freundlich ...............................................

  42

  44

  44

  DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Struktur Kitin dan Kitosan .............................................

  9 Gambar 2. Kitosan dengan (a) Penambahan Porogen dan (b) Kitosan tanpa Penambahan Porogen ............................

  13 Gambar 3. Struktur BADGE (Bisfenol A Diglisidil Eter) ...............

  15 Gambar 4. Struktur Zat Warna PR MX 8B .....................................

  16 Gambar 5. Spektra FTIR Kitosan dengan Variasi Crosslinker ........

  20 Gambar 6. Spektra FTIR Kitosan Sebelum dan Sesudah Adsorpsi Zat Warna AR-37 ..........................................................

  21 Gambar 7. Reaksi Krongsingking BADGE pada Kitosan ...............

  23 Gambar 8. Reaksi Kroslingking ......................................................

  32 Gambar 9. Perbandingan Kelarutan Adsorben (a) Kitosan, (b) CTS-BADGE dan (c) CTS-M-BADGE dalam Aquades dan CH

  3 COOH 2% .......................................................

  33 Gambar 10. Spektra FTIR (a) Kitosan, (b) CTS-BADGE dan (c) CTS-M-BADGE ..........................................................

  34 Gambar 11. Morfologi Permukaan (a) Kitosan dan (b) CTS-M- BADGE .........................................................................

  36 Gambar 12. Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B pada Variasi pH .........

  37 Gambar 13. Hasil Perbandingan Zat Warna PR MX 8B Sebelum dan Sesudah Adsorpsi dengan (a) Kitosan, (b) CTS- BADGE dan (c) CTS-M-BADGE pada pH 3 ...............

  39 Gambar 14. Interaksi yang Dimungkinkan Terjadi pada saat Proses Adsorpsi ........................................................................

  40 Gambar 15. Adsorpsi PR MX 8B pada Variasi Waktu Kontak .........

  41 Gambar 16. Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B pada Variasi Konsentrasi ....................................................................

  43 Gambar 17. Spektra FTIR dari Kitosan (a) Sebelum dan (b) Sesudah Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B ...................................

  45

  Gambar 18. Spektra FTIR dari CTS-BADGE (a) Sebelum dan (b) Sesudah Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B .....................

  46 Gambar 19. Spektra FTIR dari CTS-M-BADGE (a) Sebelum dan (b) Sesudah Adsorpsi Zat Warna PR MX 8B ...............

  47