Pembuatan Hidrogel Berbasis Selulosa Dari Tongkol Jagung (Zea Mays L) Dengan Metode Ikat Silang

PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI
TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE
IKAT SILANG

SKRIPSI

MARLINA PURBA
130822002

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI
TONGKOL JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE
IKAT SILANG

SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains


MARLINA PURBA
130822002

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

PERSETUJUAN

Judul

Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas


:PEMBUATAN
HIDROGEL
BERBASIS
SELULOSA DARI TONGKOL JAGUNG (Zea
Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG
: Skripsi
: Marlina Purba
: 130822002
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Universitas Sumatera Utara

Disetujui di
Medan, Juli 2015

Komisi Pembimbing

:


Pembimbing 2

Pembimbing 1

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP. 195508101981031001

Saharman Gea, Ph.D
NIP. 196811101999031001

Diketahui / Disetujui oleh:
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN


PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL
JAGUNG (Zea Mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG

SKRIPSI

Saya mengakui skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2015

MARLINA PURBA
130822002

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis haturkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan
skripsi yang berjudul “Pembuatan Hidrogel Berbasis Selulosa dari Tongkol
Jagung (Zea Mays L) dengan Metode Ikat Silang”. Skripsi ini disusun sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains di Departemen Kimia,

Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini ucapan terima kasih dan penghargaan penulis sampaikan
kepada:
1. Bapak Saharman Gea, Ph.D selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr.
Darwin Yunus Nasution, MS selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak
memberikan arahan, bimbingan, masukan, dan saran sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik.
2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua
dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU.
3. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa
perkuliahan penulis di FMIPA USU.
4. Teristimewa untuk kedua orangtua tercinta, ayahanda Ir. Timbul Purba, M.Pd
dan Ibunda Nyak Wati Arman yang telah memberikan segenap kasih sayang,
perhatian, dukungan baik moril maupun materil dan doa sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
5. Abang dan adik penulis yang selalu memberikan semangat selama penelitian
berlangsung.
6. Teman-teman stambuk 2013 kimia ekstensi yang telah memberikan dukungan
dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

diharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua.

Penulis

PEMBUATAN HIDROGEL BERBASIS SELULOSA DARI TONGKOL
JAGUNG (Zea mays L) DENGAN METODE IKAT SILANG

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan hidrogel berbasis selulosa dari
tongkol jagung (Zea mays L) dengan metode ikat silang. Penelitian ini dilakukan
dalam dua tahap, yaitu proses isolasi α-selulosa dari tongkol jagung dan proses
pembuatan hidrogel dari α-selulosa. Tongkol jagung didelignifikasi dengan
menggunakan HNO3 3,5% dan NaNO2, diendapkan dengan NaOH 17,5% serta
diputihkan dengan H2O2 10% dan akan menghasilkan α-selulosa. Hidrogel
selulosa diperoleh dengan melarutkan α-selulosa dengan NaOH 8,5% dan
kemudian dilakukan penambahan glutaraldehid sebagai agen pengikat silang.
Hasil analisa gugus fungsi α-selulosa dan hidrogel selulosa menggunakan Fourier
Transform Infra-Red menunjukkan adanya gugus O-H pada 3800-2700 cm-1,

gugus C-H pada 3000-2850 cm-1, dan gugus C-O pada 1300-800 cm-1. Analisa
morfologi dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM)
menunjukkan hasil yang rata dan homogen pada penambahan glutaraldehid 1 ml.
Hasil uji swelling dan derajat ikat silang yang optimum terdapat pada penambahan
glutaraldehid 1 ml yaitu 27% dan 63%.

Kata kunci : Hidrogel, selulosa, tongkol jagung, ikat silang.

THE PREPARATION OF HYDROGEL BASED CELLULOSE FROM
CORNCOBS (Zoa mays L.) USING CROSSLINK METHOD

ABSTRACT

Research on the preparation of hydrogel based cellulose from corncobs (Zea mays
L) using crosslink method have been done. It was conducted in two stages: the
process of isolating α-cellulose from corncobs and the process of preparation
hydrogel from α-cellulose. The cornobs were in delignification by using 3.5% of
HNO3 and NaNO2, precipitated with 17.5% of NaOH, and whitened with 10% of
H2O2 which would produce α-cellulose. Cellulose hydrogel was obtained by
dissolving α-cellulose with 8.5% of NaOH and added with glutaraldehid as the

crosslinker agent. The result of the analysis on the group of α-cellulose and
cellulose hydrogel functions using Fourier Transform Infra-Red, showed that
there were O-H group in 3800-2700 cm-1, C-H group in 3000-2850 cm-1, and C-O
group in 1300-800 cm-1. Morphological analysis using Scanning Electron
Microscopy (SEM), showed the average and homogenous result in the addition of
1 ml of glutaraldehid. The result of swelling test and the optimum degree of
crosslinking in the addition of 1 ml of glutaraldehid was 27% and 63%.

Keywords: Hydrogel, Cellulose, Corncobs, Crosslink

DAFTAR ISI

Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar

Daftar Lampiran
Daftar Singkatan
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Pembatasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Lokasi Penelitian
1.7 Metodologi Penelitian
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jagung
2.1.1 Taksonomi Jagung
2.1.2 Tongkol Jagung
2.2 Selulosa
2.2.1 Sumber-Sumber Selulosa
2.2.2 Struktur Molekul selulosa
2.2.3 Pembagian Selulosa
2.2.4 Sifat Kimia Selulosa
2.2.5 Kegunaan Selulosa

2.3 Hidrogel
2.3.1 Sifat-Sifat Hidrogel
2.3.2 Klasifikasi Hidrogel
2.3.3 Aplikasi Hidrogel
2.3.4 Metode Pembuatan Hidrogel
2.3.5 Ikat Silang
2.3.6 Agen Pengikat Silang
2.4 Uji Karakteristik
2.4.1 Fourier Transform Infrared
2.4.2 Scanning Electron Microscopy
2.4.3 Rasio Swelling
2.4.4 Derajat Ikat Silang

Halaman
ii
iii
iv
v
vi
vii

ix
x
xi
xii

1
3
3
4
4
4
4

6
7
7
8
9
10
11
13
13
14
15
16
16
16
17
18
19
19
20
22
22

BAB 3 METODE PENELITIAN
3.2 Alat Penelitian
3.2 Bahan Penelitian
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Pembuatan Larutan
3.3.1.1 Pembuatan Larutan HNO3 3,5%
3.3.1.2 Pembuatan Larutan NaOH 2%
3.3.1.3 Pembuatan Larutan Na2SO3 2%
3.3.1.4 Pembuatan Larutan NaOCl 17,5%
3.3.1.5 Pembuatan Larutan NaOH 17,5%
3.3.1.6 Pembuatan Larutan H2O2 10%
3.3.1.7 Pembuatan Larutan Glutaraldehid 0,1M
3.3.1.8 Pembuatan Larutan ZnCl2 72%
3.3.2 Preparasi Serbuk Tongkol Jagung
3.3.3 Isolasi α-Selulosa dari Tongkol Jagung
3.3.4 Pembuatan larutan α-Selulosa
3.3.5 Pembuatan Hidrogel dari Larutan α-Selulosa
3.3.6 Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR
3.3.7 Analisa Morfologi dengan SEM
3.3.8 Penentuan Rasio Swelling
3.3.9 Penentuan Derajat Ikat Silang
3.4 Bagan Penelitian
3.4.1 Bagan Preparasi Serbuk Tongkol Jagung
3.4.2 Bagan Isolasi α-Selulosa dari Tongkol Jagung
3.4.3 Bagan Pembuatan Hidrogel
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Hasil Isolasi α-Selulosa dari Tongkol Jagung
4.1.2 Hasil Hidrogel Selulosa dari Larutan α-Selulosa
4.2 Pembahasan
4.2.1 Isolasi α-Selulosa dari Tongkol Jagung
4.2.2 Pembuatan Hidrogel Selulosa dari Larutan α-Selulosa
4.2.3 Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR
4.2.4 Analisa Morfologi Hidrogel
4.2.5 Penentuan Rasio Swelling
4.2.6 Penentuan Derajat Ikat Silang (degree of crosslinking)

32
32
33
33
33
34
34
37
38
39

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

41
41

Daftar Pustaka
Lampiran

42
46

23
24
25
25
25
25
25
25
25
25
26
26
26
26
26
27
27
27
28
28
28
29
29
31

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel
2.1
2.2
4.1
4.2
4.3
4.4

Judul

Halaman

Komposisi Kimia Tongkol Jagung
Komposisi Kimia dari Beberapa Tipe Selulosa Penyusun Material
Bilangan Gelombang dari Berbagai Gugus Fungsi pada α-selulosa
Bilangan Gelombang dari Berbagai Gugus Fungsi pada Hidrogel
Selulosa
Data Rasio Swelling Hidrogel Selulosa
Data Derajat Ikat Silang (degree of crosslinking) Hidrogel Selulosa

8
10
35
36
39
39

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6

Judul

Tanaman Jagung
Struktur Selulosa
Struktur α- Selulosa
Struktur β- Selulosa
Struktur Glutaraldehid
α- Selulosa yang Diisolasi dari Tongkol Jagung
Hidrogel Selulosa dari α-selulosa
Spektrum FTIR α-selulosa
Spektrum FTIR Hidrogel Selulosa
Hasil Analisis SEM Hidrogel Selulosa Tanpa Penambahan
Glutaraldehid
Hasil Analisis SEM Hidrogel Selulosa dengan Penambahan
Glutaraldehid 1 ml

Halaman

6
10
12
12
19
32
33
35
36
37
38

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor
Lampiran
1
2
3
4
5
6

Judul

Halaman

Proses Pembuatan α-Selulosa Hingga Hidrogel
Spektrum FTIR α-Selulosa Tongkol Jagung
Spektrum FTIR Hidrogel Selulosa
Spektra FTIR Pembanding dari α-Selulosa Tandan Kosong
Kelapa Sawit
Perhitungan Rasio Swelling Hidrogel Selulosa
Perhitungan Derajat Ikat Silang (Degree of Crosslinking)
Hidrogel Selulosa

47
49
50
51
52
53

DAFTAR SINGKATAN

DP
UV
FTIR
SEM

= Derajat Polimerisasi
= Ultra Violet
= Fourier Transform Infrared
= Scanning Electron Microscopy