525563177.doc 330.50KB 2015-10-12 00:17:56
USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM
Sintesis Pigmen Nano Hematit(Fe2O3) dari Limbah Baja Sebagai
Peningkatan Mutu Cat Besi
BIDANG KEGIATAN:
PKM-PENELITIAN
Diusulkan oleh:
Mohamad Sobirin
Junaedi Harmiansyah
Nita Rosita
(4211412044/2012)
(4211412040/2012)
(4211412059/2012)
Saptaria Rosa Amalia
(4211412068/2012)
Dhamar Putra Fajar
(4211411013/2011)
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
SEMARANG
2015
PENGESAHAN PKM-PENELITIAN
1
1. Judul Kegiatan: Sintesis Pigmen Nano Hematit(Fe2O3) dari Limbah Baja
Sebagai Peningkatan Mutu Cat Besi
2. Bidang Kegiatan
: PKM-P
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
:Mohamad Sobirin
b. NIM
: 4211412044
c. Jurusan
: Fisika
d. Universitas/Institut/Politeknik
: Universitas Negeri Semarang
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP
:Ds. Mijen Rt 07/Rw IV
f. Alamat Email
Kec.Kaliwungu, Kab.Kudus/
085727799493
: [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis
: 4 Orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar
: Dr. Agus Yulianto, M.Si.
b. NIDN
: 0005076610
c. c. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Perum Villa Siberi Boja Kendal,
Kendal, Jawa Tengah /
081575680400
6.
Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
b. Sumber Lain
Jangka Waktu Pelaksanaan
: Rp. 7.056.000,00
:: 5 bulan
Semarang,1Juni 2015
Menyetujui
Ketua Jurusan Fisika
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dr. Khumaedi, M.Si.)
NIP.196306101989011002
(Mohamad Sobirin)
NIM. 4211412044
Pembantu Rektor
Dosen Pembimbing,
2
Bidang Kemahasiswaan Unnes,
(Dr.Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Dr. Agus Yulianto, M.Si.)
NIDN. 0005076610
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...................................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................
ii
DAFTAR ISI................................................................................................................
iii
RINGKASAN..............................................................................................................
iv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................................
2
1.2 Perumusan Masalah.......................................................................................
3
1.3 Batasan Masalah............................................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian...........................................................................................
3
1.5 Luaran yang diharapkan.................................................................................
3
1.6 Kegunaan Penelitian......................................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mill Scale.......................................................................................................5
2.2 Pasir Besi.......................................................................................................5
2.3 Bijih Besi.......................................................................................................6
2.4 Pigmen...........................................................................................................6
2.5 Oksidator.......................................................................................................7
2.6 Laux Proses....................................................................................................7
3
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian...................................................9
3.2 Alat, bahan dan langkah kerja.......................................................................9
3.3 Simpulan .....................................................................................................10
BAB 4 JADWAL KEGIATAN DAN BIAYA
4.1 Jadwal Kegiatan...........................................................................................11
4.2 Anggaran Biaya...........................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................12
LAMPIRAN - LAMPIRAN
Lampiran 1 Identitas Diri Ketua, Anggota, dan Dosen Pembimbing.........................13
Lampiran 2 Justifikasi Anggaran Kegiatan................................................................16
Lampiran 3 Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas......................19
Lampiran 4 Surat Pernyataan Ketua Kegiatan..........................................................23
Lampiran 5 Alur Sintesis Pigmen Hematit.................................................................24
4
1
RINGKASAN
Di Indonesia mineral oksida besi dapat ditemukan pada beberapa bahan lokal
diantaranya pada sisa produk pembuatan besi baja, atau yang dikenal sebagai mill
scale, serta pada bahan alam pasir besi. Senyawa oksida besi pada mill scale
terbentuk dari proses oksidasi yang terjadi selama proses pembentukan lembaran
baja. Sedangkan pada pasir besi senyawa tersebut terbentuk secara alamiah pada saat
proses pembentukan batuan (Mahardika, 2007). Penyediaan oksida besi dari mill
scale dilakukan melalui proses ekstraksi dan penggilingan sampai berukuran nano
yaitu 400 mesh. Hasil ektraksi digunakan sebagai bahan pembuatan larutan awal
(precursor). Larutan precursor tersebut terdiri dari ion alkali ferric dan ferrous.
(Mahardika, 2007).
Mill scale memiliki penyusun utama yaitu Fe(besi). Kandungan Fe(besi) di
dalam mill scale ditaksir mencapai 94%. Namun penyusun utama ini tidak berdiri
sendiri, melainkan berbentuk senyawa-senyawa oksida besi yang terdiri dari fasa-fasa
Fe2O3 (hematite), Fe3O4(magnetite) dan FeO(wustite). Beberapa produk industri
untuk berbagai keperluan ternyata dibuat dengan bahan dasar magnetit yang banyak
terdapat pada pasir besi. Sebagai contoh, tinta kering(toner) pada mesin photo copy
dan printer laser terbuat dari magnetit, sementara maghemit adalah bahan utama
untuk pita kaset. Baik magnetit,hematite dan maghemit juga digunakan sebagai
pewarna serta campuran (filler) untuk cat.
Pigmen besi oksida pada umumnya berwarna merah(hematit), hitam
(magnetit), kuning(geothit). Pada pigmen merah hematit unsur Fe berubah menjadi
ion Fe3+ yang menyebabkan pigmen menjadi berwarna merah, sedangkan pigmen
kuning unsur Fe berubah menjadi ion Fe2+ . Selain itu pigmen besi oksida dalam
bentuk pigmen hematit(α-Fe2O3) memiliki beberapa sifat yaitu ramah lingkungan,
tahan lama(daya tahan) baik, intensitas warna yang tinggi.Pigmen besi oksida sebagai
salah satu bentuk spinel senyawa pigmen dapat terbagi dalam beberapa golongan
yaitu black pigment(magnetit), colored pigment(geothit dan maghemit), dan metal
effect pigment( hematit dan rekayasa spinel A-Fe2O4). Beberapa penggunaan pigmen
besi oksida dapat ditemukan dalam industri cat, karet, tekstil dan proteksi korosi
dengan presentase paling banyak digunakan adalah pigmen besi oksida warna
merah(hematit). Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah laux proses, yaitu
metode yang menggunakan oksidator untuk mengoksidasi Fe menjadi ion Fe 3+ serta
membebaskan asam selama hidrolisis dan pembentukan pigmen (Buxbaum,2005).
Sehingga dengan laux proses maka akan mendapatkan material pigmen dengan
ukuran nano dengan suhu pembakaran 500oC yang akan menguapkan materialmaterial sulfur yang tidak diperlukan, maka akan mendapatkan warna merah cerah
1
2
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kebutuhan pewarna sintesis terus meningkat seiring bertambahnya industri.
Misalnya industri cat yang memerlukan lebih banyak pewarna untuk membuat
berbagai macam cat warna. Karena industri cat di Indonesia memperoleh
pewarna dari produk impor luar negeri. Pewarna yang digunakan pada cat
disebut pigmen. Pigmen yang digunakan dalam industri cat berasal dari besi
oksida. Besi oksida diperoleh dari sintesis limbah baja(mill scale) di pabrik baja.
Melimpahnya limbah baja di Indonesia dapat diolah menjadi pigmen besi oksida
yang berguna sebagai bahan campuran pada cat besi. Pigmen besi oksida dapat
menghasilkan warna merah(Fe2O3), kuning(FeOH) dan hitam (Fe3O4). Warna
tersebut bergantung dari penambahan larutan untuk mengoksidasi besi oksida
menjadi warna seperti yang kita inginkan. Sehingga dapat digunakan untuk
penambahan pada cat di industri cat. Selain itu dapat dihasilkan pigmen besi
oksida dengan harga murah dan tidak kalah dengan produk impor.
Limbah baja sebagai salah satu penyedia oksida besi melimpah dan
tersebar di Indonesia. Sisa-sisa dari hasil pengolahan baja tersebut dalam bentuk
lempengan-lempengan kecil dan memiliki kandungan besi yang tinggi. Sehingga
dengan proses penggilingan dapat dibuat serbuk mill scale dalam ukuran nano
sehingga akan menambah kualitas pigmen yang digunakan pada cat besi. Dengan
pengolahan limbah baja menjadi pigmen besi oksida maka akan mengurangi
pencemaran oleh limbah berat yang dihasilkan oleh pabrik baja. Pembuatan
pigmen dengan limbah baja dapat menambah industri pengolahan pigmen yang
akan menghasilkan berbagai produk pigmen sintetis yang akan berguna untuk
menyokong industri pabrik cat besi. Dengan metode yang sederhana dapat
menghasilkan produk olahan pigmen besi oksida yang berkualitas tinggi.
Pigmen adalah material anorganik maupun organik yang berwarna
karena adanya efek transmitansi atau refleksi dari yang dihasilkan cahaya dengan
panjang gelombang tertentu. Pigmen besi oksida adalah pigmen yang berasal dari
sintesis pasir besi dengan larutan prekursor sebagai pelarut dalam proses
pembuatan pigmen. Pigmen besi oksida pada umumnya berwarna merah(hematit),
hitam (magnetit), kuning(geothit). Pada pigmen merah hematit unsur Fe berubah
menjadi ion Fe3+ yang menyebabkan pigmen menjadi berwarna merah, sedangkan
pigmen kuning unsur Fe berubah menjadi ion Fe2+ . Selain itu pigmen besi oksida
dalam bentuk pigmen hematit(α-Fe2O3) memiliki beberapa sifat yaitu ramah
lingkungan, tahan lama(daya tahan) baik, intensitas warna yang tinggi.
2
3
Pigmen besi oksida sebagai salah satu bentuk spinel senyawa pigmen dapat
terbagi dalam beberapa golongan yaitu black pigment(magnetit), colored
pigment(geothit dan maghemit), dan metal effect pigment( hematit dan rekayasa
spinel A-Fe2O4). Beberapa penggunaan pigmen besi oksida dapat ditemukan
dalam industri cat, karet, tekstil dan proteksi korosi dengan presentase paling
banyak digunakan adalah pigmen besi oksida warna merah(hematit).
Maka dari permasalahan yang telah di uraikan di atas tersebut, sehingga
perlunya diketahui bagaimana sintesis pigmen nano hematit untuk mendapatkan
pigmen berwarna merah dan berukuran nanopartikel dalam peningkatan struktur
material cat besi, yang memiliki sifat kelebihan dari hematit(Fe2O3) dalam bahan
pembuatan pigmen merah serta menambah perkembangan khasanah ilmu dalam
pengolahan pigmen dan pendukung pemanfaatan teknologi pigmen dalam
kehidupan manusia.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang dipaparkan di atas maka dapat
dirumuskan permasalahan, bagaimana sintesis pigmen nano hematit berbahan
dasar limbah baja(mill scale)dengan metode laux?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Material hematit(Fe2O3) yang digunakan merupakan hasil ekstraksi dari limbah
baja(mill scale) di laboratorium kemagnetan bahan Jurusan Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.
2. Hidrogen Peroksida, dan asam sulfat yang digunakan merupakan produk mutu
teknis.
1.1 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian inovatif ini adalah, untuk mendapatkan serbuk pigmen
hematit(Fe2O3) berukuran nanopartikel dengan metode laux.
1.5 Luaran yang Diharapkan
Penelitian inovatif ini diharapkan dapat menghasilkan artikel ilmiah yang dapat
di patenkan, tentang pengolahan serbuk pigmen hematit(Fe2O3)berbasis
nanopartikel.
1.6 Kegunaan Penelitian
3
4
Kegunaan dari program ini diharapkan dapat bermanfaat bagi berbagai pihak,
diantaranya yaitu :
1. Hasil penelitian berupa serbuk hematit(Fe2O3)dapat di gunakan sebagai bahan
dasar cat besi dan industri lain seiring dengan kemajuan IPTEK.
2. Diperoleh informasi tentang pengolahan serbuk hematit(Fe 2O3)yang berasal dari
limbah baja(mill scale) dengan menggunakan metode laux dalam pembuatan
material pigmen (tekstil, cat, coating, karet, proteksi korosi.)
4
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Oksida besi saat ini masih merupakan material yang kurang dimanfaatkan
secara komersial di Indonesia. Mill scale yang sekarang masih merupakan limbah
buangan dari industri baja. Terutama industri - industri baja yang memproduksi
lembaran baja dari billet baja tidak dapat lepas dari limbah ini. Oksida besi ini
terbentuk dari proses oksidasi yang terjadi dipermukaan billet yang dihasilkan dari
mesin cetakan kontinyu dan selama proses pembentukan lembaran. Saat proses
transportasi ataupun proses manufacturing, sebagian besar oksida-oksida besi yang
berbentuk serpihan ini terlepas dari permukaan bilet . Hingga saat ini bahan-bahan
oksida besi masih menjadi salah satu fokus kajian penting dalam kegiatan riset.
Secara alamiah bahan-bahan tersebut ditemukan dalam bentuk mineral oksida besi
berupa magnetit(Fe3O4), maghemit(ɤ-Fe2O3) dan hematit(α-Fe2O3). Berdasarkan
keunggulan sifat kemagnetannya, bahan oksida besi telah dimanfaatkan secara luas
untuk berbagai produk seperti sensor, tinta, katalis, film tipis, dan beberapa produk
berteknologi nanopartikel .
a. Mill scale
Mill scale memiliki penyusun utama yaitu Fe(besi). Kandungan Fe(besi)
di dalam mill scale ditaksir mencapai 94%. Namun penyusun utama ini tidak
berdiri sendiri, melainkan berbentuk senyawa-senyawa oksida besi yang
terdiri dari fasa-fasa Fe2O3 (hematite), Fe3O4(magnetite) dan FeO(wustite).
b. Pasir Besi
Beberapa studi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa bahan alam
pasir besi kaya akan mineral yang mengandung besi. Mineral yang
mendominasi pasir besi adalah magnetit(Fe3O4). Mineral jenis ini dpat
dijadikan sebagai bahan pembuatan besi baja,dan telah dilakukan dalam
bentuk pellet. Selain itu, mineral magnetit pasir besi juga sangat potensial
untuk diolah menjadi bahan industri lain yang didasarkan pada sifat – sifat
kemagnetannya. Penambahan oksigen(oksidasi) pada magnetite akan
mengubah bahan ini menjadi maghemit(ɤ-Fe2O3) atau hematit(αFe2O3),bergantung pada suhu proses. Beberapa produk industri untuk berbagai
5
6
keperluan ternyata dibuat dengan bahan dasar magnetit yang banyak terdapat
pada pasir besi. Sebagai contoh, tinta kering(toner) pada mesin photo copy
dan printer laser terbuat dari magnetit, sementara maghemit adalah bahan
utama untuk pita kaset. Baik magnetit,hematite dan maghemit juga digunakan
sebagai pewarna serta campuran (filler) untuk cat.
c. Bijih Besi
Bijih besi merupakan hasil tambang yang besar di Indonesia, pada
tahun 2006 tercatat 392.818.138,95 ton bijih besi yang dihasilkan. Bijih besi
alam biasanya dalam bentuk magnetite(Fe3O4), hematite(αFe2O3) atau
maghemite(ɤFe2O3) yang mengandung silikon, titanium dan unsure-unsur
lain dengan kadar sedikit. Namun sejauh ini pemanfaatan pasir besi alam
belum optimal, yaitu hanya sebatas digunakan sebagai bahan campuran semen
atau bahan bangunan. Salah satu pemanfaatan pasir besi yang memiliki nilai
ekonomi yang lebih tinggi adalah digunakan sebagai pigmen. Sebelumnya
pada penelitian Atma K, 2013 telah berhasil disintesis nanopartikel pigmen
oksida besi hitam(Fe3O4) merah(Fe2O3), dan kuning (FeOOH) berbahan dasar
pasir .
d. Pigmen
Pigmen menjadi salah satu komponen dasar dalam pembuatan cat yang
fungsinya sebagai pewarna dan daya penutup(hiding power) pada cat.
Penggunaan pigmen setiap tahunnya selalu meningkat sejalan dengan
pertumbuhan industri – industri penyerapan pigmen seperti industri: cat,
keramik, gelas, tekstil, plastic dan coating. Pigmen besi oksida salah satunya
dalam bentuk hematit(α-Fe2O3) yang memiliki beberapa keunggulan
diantaranya lebih ramah lingkungan nontoxicity, stabilitas kimia, kekuatan
tinggi dalam pewarnaan, daya penutup dan tahan lama(daya tahan) baik.
6
7
Gambar 1. Proses pembuatan pigmen hematit besi oksida
e. Oksidator
Oksidator ( pengoksidasi) adalah zat yang mengoksidasi zat lain dalam
suatu reaksi redoks. Jadi, oksidator adalah zat yang mengalami reduksi.
Reduktor (pereduksi) adalah zat yang mereduksi zat lain dalam suatu reaksi
redoks. Jadi, reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi. Hidrogen
peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di
tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki
sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas
hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di
dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. H2O2
tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air.
Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil
dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun. Mayoritas
pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa
reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen.
f. Laux Process
Proses reduksi nitrobenzena dengan besi logam dan dengan anilin
buatan pabrik dalam larutan asam telah diubah dengan laux sehingga residu
yang tidak dapat digunakan dapat diubah menjadi pigmen Fe 3O4 dengan
tingkat kekuatan warna yang tinggi. Dengan menambahkan aluminium klorida
untuk campuran reaksi adalah mungkin untuk membuat pigmen FeOOH
kuning. Penambahan trivalen dan garam logam tetravalen terhidrolisis lainnya
serta tambahan senyawa kimia lainnya menjadikan α-FeOOH berwarna
kuning pucat, α-FeOOH berwarna kuning, atau α-Fe2O3 berwarna merah.
Tanah dan disaring, tambalan ion bebas minyak yang digunakan sebagai
bahan baku untuk proses laux. Ukuran partikel, struktur metalurgi, dan tingkat
metering besi merupakan faktor penting untuk kualitas pigmen yang
dihasilkan. Panas yang ekstrim dari reaksi untuk menjaga campuran air,
senyawa nitro, dan
amina mendidih sampai proses reduksi selesai.
7
8
Tidak semua rincian mekanisme reaksi telah dijelaskan sepenuhnya.
Besar kemungkinan nitrobenzene mengoksidasi garam besi bivalen untuk
menjadi garam besi trivalen. Kemudian menghidrolisis untuk membentuk
pigmen dan membebaskan asam, yang kemudian digunakan untuk melarutkan
besi metalik. Pigmen terbentuk tanpa penggunaan larutan natrium hidroksida
dan hanya membutuhkan 3% dari jumlah teoritis asam yang diperlukan untuk
mengubah besi menjadi FeCl2. Karena biaya modal yang tinggi yang terlibat,
kemajuan signifikan dari proses dapat dimanfaatkan hanya jika pabrik besar
dibangun dan jika ada permintaan yang cukup untuk anilin diproduksi.
setelah reaksi selesai, anilin dipisahkan. Setiap anilin sisa dipindahkan oleh
distilasi uap air. Suspensi pigmen dipisahkan dari serbuk besi yang berlebihan
dengan proses sedimentasi. Kelebihan serbuk besi diperlukan untuk
memastikan bahwa semua senyawa nitro bereaksi. Pigmen dicuci di pengental
lumpur dan filter vakum rotary untuk menghilangkan garam. Mereka
kemudian dikeringkan di conveyor atau gendang pengering atau pengering
semprot yang hemat energi. Langkah terakhir adalah penggilingan atau
mikronisasi.Ssemua pigmen yang diproduksi oleh proses laux dapat dengan
dikalsinasi (misalnya, dalam rotary kiln) untuk membentuk pigmen α-Fe2O3.
Gambar 2. Proses pembuatan pigmen dengan metode laux
8
9
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Nano Center Indonesia Pusat Inovasi, Cibinong kabupaten
Bogor. Jangka waktu penelitian yang dilakukan adalah 4 minggu pada bulan Februari
2015
3.2 Alat, Bahan dan Langkah Kerja
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah laux proses, yaitu metode yang
menggunakan oksidator untuk mengoksidasi Fe menjadi ion Fe3+ serta membebaskan
asam selama hidrolisis dan pembentukan pigmen (Buxbaum,2005).. Variasi(variable
bebas) pada penelitian ini adalah Volume larutan Peroksida(H2O2) 20 ml, 40ml, 60
ml. Variabel terikat pada penelitian ini adalah intensitas cahaya(candela) yang
dihasilkan dari karakterisasi menggunakan XRD, serta variabel kontrol pada
penelitian ini adalah volume H2SO4, suhu penguapan dan pembakaran, massa limbah
baja, pelarut(H2O).
Data yang diambil pada penelitian ini adalah data karakterisasi XRD untuk
mengetahui kandungan senyawa, struktur kristal, intensitas cahaya, dan massa jenis.
Parameter tersebut dihasilkan dari difraksi sinar x terhadap sampel dengan sudut
bragg 10 o – 80o . Karakterisasi dilakukan dengan meletakkan sampel di preparat dan
menaruh di tabung XRD, data ditampilkan oleh layar monitor pada komputer
selanjutnya diolah menggunakan software match.
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain: grinding(milling),
gelas kimia 500 ml, gelas ukur 100 ml, hot plate,furnace,kertas saring,gelas
corong,gelas erlenmeyer 250 ml, spatula,pipet tetes,cawan, timbangan digital, limbah
baja berukuran nano, H2SO4, H2O2 , air.
Penyediaan oksida besi dari mill scale dilakukan melalui proses ekstraksi dan
penggilingan sampai berukuran nano yaitu 400 mesh. Hasil ektraksi digunakan
sebagai bahan pembuatan larutan awal (precursor). Larutan precursor tersebut
terdiri dari ion alkali ferric dan ferrous.(Mahardika, 2007).
9
10
Proses pembuatan precursor dilakukan pada suhu ruang dengan mereaksikan
100 gram mill scale 400 mesh dan 50 ml asam sulfat(H 2SO4) 12 M yang sebelumnya
telah diencerkan dengan air 200 ml. Sehingga larutan yang terbentuk adalah besi
sulfat FeSO4 yang mempunyai ion Fe2+ sehingga berwarna merah. Penyaringan
dilakukan untuk memisahkan larutan FeSO4 dengan mill scale yang tidak bereaksi,
kemudian diperoleh larutan murni FeSO4 200 ml.
Untuk membuat warna merah, maka diperlukan ion Fe 3+ dengan memakai
larutan oksidator peroksida(H2O2) karena larutan peroksida menaikkan bilangan
oksidasi Fe. Selanjutnya menggunakan pipet tetes dengan variasi H2O2 20 ml, 40 ml,
60 ml mereaksikan dengan larutan FeSO4. Ketika direaksikan keluar gas hidrogen
dan larutan FeSO4 menjadi merah dengan reaksi kimia sebagai berikut:
2FeSO4 (aq) + H2SO4 (aq) + H2O2(aq) Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l)
Larutan peroksida sangat reaktif jika bercampur dengan besi, dan larutan
menjadi Fe2(SO4)3(aq). Mengupkan dengan hot plate suhu 100 oC selama 2 jam.
Sampel yang dihasilkan berbentuk seperti lumpur bercampur gel dan berwarna krem.
Tujuan memakai larutan FeSO4 agar mendapatkan ukuran nanopartikel dan
bertekstur halus, karena jika menggunakan endapan sisa hasil reaksi mill scale
dengan asam sulfat yang tidak bereaksi, maka ukuran yang didapat lebih besar dan
bertekstur kasar. Setelah proses penguapan selesai, selanjutnya kalsinasi dengan
furnace dengan suhu 500 oC dan selama 2 jam. Digunakan suhu tinggi agar senyawa
selain hematit dapat menguap. Hasil furnace menunjukkan sampel berwarna merah
pada semua variasi H2O2 dan berukuran nano serta bertekstur halus. Masing- masing
sampel dikarakterisasi menggunakan XRD untuk mengetahui fasa bahan,
intensitas,massa jenis.
3.3 Simpulan
Berdasarkan hasil analisis sampel data yang di peroleh maka dapat ditarik
suatu simpulan berkaitan dengan Sintesis pigmen nano hematit(Fe2O3), Sebagai
Peningkat Mutu Struktur Cat Besi Anti Korosi.
10
11
BAB 4
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Rancangan Biaya
No
Jenis Pengeluaran
Jumlah
1.
Peralatan Penunjang
Rp 1.810.000,00
2.
Bahan Penelitian Habis Pakai
Rp 2.545.000,00
3.
Perjalanan
Rp 1.610.000,00
4.
Lain-lain
Rp 1.091.000,00
Jumlah Total
Rp. 7.056.000,00
4.2 Jadwal Kegiatan
No Kegiatan
1.
Tahap
Persiapan
2.
Tahap
pendahuluan
3.
Tahap
Analisis
4.
Tahap
Sintesis
5.
Penyusunan
Laporan
6.
Penyerahan
Laporan
Bulan 1
1
2
3
Bulan 2
4
1
2
3
Bulan 3
4
1
2
3
Bulan 4
4
1
2 3
Bulan 5
4
1
2
3
11
4
12
Akhir
DAFTAR PUSTAKA
Aji,Mahardika Prasetya, Agus Yulianto, Satria Bijaksana.2007. SINTESIS NANO
PARTIKEL MAGNETIT,MAGHEMIT DAN HEMATIT DARI BAHAN
LOKAL.Jurnal Sains Materi Indonesia.Hal.106-108.Semarang: Fisika FMIPA
Unnes.
Bilalodin. 2013. ANALISIS KANDUNGAN SENYAWA KIMIA DAN UJI SIFAT
MAGNETIK PASIR BESI PANTAI AMBAL. Jurnal Fisika Indonesia No.50. Vol
XVII. Purwokerto: Fisika MIPA Universitas Jendral Sudirman.
Fiandimas, Arie dan Azwar Manaf. 2003. PEMBUATAN MAGNET PERMANEN
BARIUM
HEXAFERIT BERBAHAN BAKU MILL SCALE DENGAN
TEKNIK METALURGI SERBUK. Jurnal Sains Materi Indonesia. Vol.5, No.1,
hal. 45-50. Jakarta: Fisika FMIPA UI
Kartika, Dewi Linda. 2014. SINTESIS FE2O3 DARI PASIR BESI DENGAN
METODE LOGAM TERLARUT ASAM KLORIDA. Jurnal Sains dan Seni
Pomits. Vol .3, No.2. Surabaya: Fisika FMIPA Institut Teknologi Sepuluh
November.
Rahman,Tito Prastyo, Agus Sukarto, Nurul Taufiqu Rachman.2012. SINTESIS
PIGMEN BESI OKSIDA BERBAHAN BAKU LIMBAH INDUSTRI
BAJA(MILL SCALE).Serpong: Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia.
Septityana, Kukuh Dwi, dkk.2013. SINTESIS DAN KARAKTERISASI PIGMEN
HEMATIT(Α-Fe2O3) DARI BIJIH
BESI ALAM MELALUI METODE
PRESIPITASI.Jurnal Semirata Unisula.Semarang: Fisika FMIPA Undip.
Wahyuni,Lilis
Try,
Nandang
Mufti,Yudyanto.2013.SINTESIS
DAN
KARAKTERISASI NANOPARTIKEL PIGMEN(BIRU) PRUSSIAN BLUE
FERRIC(III)HEXACYANOFERRATE(II)
(Fe4[Fe(CN)6]3
BERBAHAN
DASAR PASIR BESI ALAM. Malang : Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang.
Yulianto, Agus, dkk. 2003. PRODUKSI HEMATIT(Α-Fe2O3) DARI PASIR BESI:
PEMANFAATAN POTENSI ALAM SEBAGAI BAHAN INDUSTRI
BERBASIS SIFAT KEMAGNETAN. Jurnal Sains Materi Indonesia. Vol.5, No.1,
hal. 51-54. Semarang: FMIPA Unnes.
12
13
Yulianto, Agus, dkk. 2010. FABRIKASI MnZn-FERIT DARI BAHAN ALAM
PASIR BESI SERTA APLIKASINYA UNTUK CORE INDUKTOR. Prosiding
Pertemuan Ilmiah XXIV HFI Jateng & DIY, hal.128-133. Semarang: Fisika
FMIPA Unnes
LAMPIRAN
Lampiran 1. Identitas Diri Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing
A. Identitas Ketua
1
2
3
4
5
6
7
Nama
Jenis Kelamin
Program Studi
Nim
Tempat dan Tanggal Lahir
Email
No HP
Mohamad Sobirin
Laki-laki
Fisika
4211412044
Kudus, 4 Agustus 1993
[email protected]
085727799493
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
SD
SD 2 Mijen
Jurusan
Tahun Masuk
2002
SMP
SMP N
1Kaliwungu
2008
SMA
SMA N 2 Kudus
IPA
2010
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No
Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
D. Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N
o
1
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan
Tahun
Juara 2 OSP Kebumian
2010
2
Juara 1 OSP Kebumian
Dinas pendidikan kabupaten
kudus
Dinas pendidikan kabupaten
kudus
2011
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
13
14
Pengusul
(Mohamad Sobirin)
A.Identitas Anggota 1
1
Nama
2
Jenis Kelamin
3
Program Studi
4
Nim
5
Tempat dan Tanggal Lahir
6
Email
7
No HP
Junaedi Harmiansyah
L
Fisika
4211412040
Pati,19 Juni 1992
[email protected]
08989876832
B.Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk
SD
SD N 1
Kedungwinong
1999
SMP
SMP N 1
Sukolilo
2005
SMA
SMA N 1 Kayen
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan Judul Artikel Ilmiah
Ilmiah/Seminar
1
Pekan Ilmiah
Mahasiswa
Nasional
2
Seminar Paralel
Pekan Ilmiah
Fisika 25
Nasional 2014
IPA
2008
Waktu dan
Tempat
Froco C1 V1(Penyimpan Makanan
2 Ruang Pemanas-Pendingin Non
CFC Berbasis Termoelektrik Yang
Hemat dan Ramah Lingkungan)
25-29,
Agustus
2014
,Universitas
Diponegoro
Aplikasi
Metode
Geolistrik 14, September
Resistivitas Untuk Identifikasi 2014,
Bawah Tanah Jalan Pawiyatan Universitas
Luhur Untag
Negeri
Semarang
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan
Tahun
o
1
Finalis Pekan Ilmiah
Kementrian Pendidikan Dan 2014
Mahasiswa Nasional Ke 27 Kebudayaan Direktorat Jendral
14
15
2
Pendidikan Tinggi
Jura Dua Workshop PKM Student Scientific Centre
GT dan PKM AI 2013
2013
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Junaedi Harmiansyah)
A.Identitas Anggota 2
1
Nama
Nita Rosita
2
Jenis Kelamin
P
3
Program Studi
Fisika
4
Nim
4211412059
5
Tempat dan Tanggal Lahir
Karawang, 29 Juli 1994
6
Email
[email protected]
7
No HP
089667989873
B.Riwayat Pendidikan
SD
SMP
SMA
Nama Institusi
SD N 2 Cilamaya
SMP N 1
SMA N 1
Cilamaya Wetan
Cilamaya
Jurusan
IPA
Tahun Masuk
2000
2006
2009
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan Tempat
Ilmiah/Seminar
1 Seminar Paralel Pekan
Batik dan Analisis Sifat 14, September
Ilmiah Fisika 25
Optiknya
2014, Universitas
Nasional 2014
Negeri Semarang
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
o
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
15
16
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Nita Rosita)
A.Identitas Anggota 3
1
Nama
Saptaria Rosa Amalia
2
Jenis Kelamin
P
3
Program Studi
Fisika
4
Nim
4211412068
5
Tempat dan Tanggal Lahir
Kudus, 16 September 1994
6
Email
[email protected]
7
No HP
085740271167
B.Riwayat Pendidikan
SD
SMP
SMA
Nama Institusi
SD N 1
SMP N 1
SMA N 1
Jurusan
IPA
Tahun Masuk
2000
2006
2009
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Judul Artikel
Waktu dan Tempat
Ilmiah/Seminar
Ilmiah
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
o
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Saptaria Rosa Amalia)
A.Identitas Anggota 4
1
Nama
Dhamar Putra Fajar
16
17
2
Jenis Klamin
L
3
Program Studi
Fisika
4
Nim
4211411013
5
Tempat dan Tanggal Lahir
Demak, 16 Mei 1993
6
Email
[email protected]
7
No HP
085727616981
B.Riwayat Pendidikan
SD
SMP
SMA
Nama Institusi
SD N 03 Sriwulan
SMP N 20
SMA N 1 Karang
Semarang
Tengah
Jurusan
IPA
Tahun Masuk
1999
2005
2008
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Judul Artikel
Waktu dan Tempat
Ilmiah/Seminar
Ilmiah
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
o
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Dhamar Putra Fajar)
A. Biodata Dosen Pembimbing
1
2
3
4
5
6
Nama
NIDN
Tempat dan Tanggal Lahir
Jabatan Fungsional Akademik
Perguruan Tinggi
Alamat Rumah
7
8
No HP
Alamat e-mail
Dr. Agus Yulianto, M.Si.
0005076610
Kendal, 5 Juli 1966
Kepala Program Studi Fisika
Universitas Negeri Semarang
Perum Villa Siberi Boja Kendal,
Kendal, Jawa Tengah
081575680400
[email protected]
17
18
B. Pengalaman Penelitian
Tahun
Judul Penelitian
2003
Rancang Bangun Dan Karatreisasi Tungku
Anggota
Pemanas Untuk Oksidasi Bahan Magnetik
Oksidasi Magnetik Dari Pasir Besi Pantai
Anggota
Bayuran Jepara Menjadi Hematit dan
Maghemit (Bahan Dasar Pembuatan Magnet
Permanen)
Kajian Struktur dan Transformasi Fasa
Ketua
Bahan Hasil Oksida Pasir Besi
2004
2006
2007
2008
2009
Jabatan
Fabrikasi Dan Karakterisasi Magnetik Filem Ketua
Tipis Barium Ferit Barbahan Dasar Pasir
Besi Dengan Metode DC Magnetron
Sputtering
Sensitifitas Input Dalam Sintesis Serbuk
Anggota
Oksida Besi Berukuran Nanometer Dari
Bahan Alam Lokal Dengan Metode
Presipitasi
Fabrikasi dan Karakterisasi MnZn –Ferrit
Ketua
Dari Bahan Alam Pasir Besi Serta
Aplikasinya Untuk Core Induktor
2010
Fabrikasi Dan Karakterisasi Mnzn –Ferrit
Dari Bahan Alam Pasir Besi Serta
Aplikasinya Untuk Core Induktor (TahapII)
Ketua
2012
Sintesis Pigmen Magnetik Berbahan Dasar
Pasir Besi
Ketua
Sumber
Dana
DIK
UNNES
LPPM ITB
Bandung
Peneliti
Dasar
DP2M
DIKTI
Dosen
Muda
DP2M
DIKTI
Dosen
Muda
DP2M
DIKTI
Hibah
Bersaing
DP2M
DIKTI
Hibah
Bersaing
DP2M
DIKTI
DIPA
UNNES
Semarang ,1 Juni 2015
(Dr. Agus Yulianto, M.Si.)
NIDN. 0005076610
18
19
Lampiran 2. Rincian Anggaran Kegiatan
2.1 Peralatan Penunjang
Material
Justifikasi
Kuantita
s
Sewa
kamera
dokumentasi
15 hari
Sewa
Printer
pembuatan laporan
30 hari
Buku
agenda
administrasi
2 buah
sarung
tangan
pengaman
5 pasang
lap
pembersih
2 buah
beaker glass
reaksi kimia
4 buah
masker
pengaduk
raksi
pengaman
pempercepat laju
reaksi
1 pack
5 buah
X-banner
presentasi
1 buah
Whiteboard
diskusi
1 buah
Spidol
diskusi
5 buah
Harga Satuan
(Rp)
15.000,00 per
hari
15.000,00 per
hari
15.000,00 per
buah
10.000,00 per
pasang
10.000,00 per
buah
50.000,00 per
buah
40.000,00 per
pack
5.000,00 per
buah
100.000,00 per
buah
70.000,00 per
buah
10.000,00 per
buah
Keterangan
( Rp)
225.000,00
450.000,00
30.000,00
50.000,00
200.000,00
200.000,00
40.000,00
25.000,00
100.000,00
70.000,00
50.000,00
19
20
gelas ukur
penyaring
T50
mengukur bahan
yang di pakai
4 buah
penyaring pasir besi
2 buah
cawan petri
tempat penumbuk
2 buah
35.000 per
buah
65.000,00 per
buah
50.000,00 per
buah
140.000,00
130.000,00
100.000,00
Rp.
1.810.000,0
0
Total
2.2 Biaya Habis Pakai
Material
Justifikasi
Kertas A4
Kuantitas
4 buah
Mill scale
Pembuatan
laporan
Pembuatan
Laporan
Bahan Baku
H2SO4
H2O2
Bahan Baku
Pereaksi
500 ml
1 liter
Alcohol 70%
Aquades
Karakterisasi
Katalis
Pereaksi
Kandungan
Bahan
1 liter
1 liter
2 sampel
Tinta printer
2.3 Perjalanan
perjalanan
3 rim
10 kg
Harga Satuan
(Rp)
50.000,00 per
rim
40.000,00 per
buah
150.000,00
Keterangan
( Rp)
150.000,00
300.000,00
70.000,00 per
liter
110.000,00
25.000,00
500.000,00 per
sampel
Total
300.000,00
370.000,00
160.000,00
150.000,00
110.000,00
25.000,00
1.280.000,00
Rp.2.545.000,00
Justifikasi
Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Keterangan
( Rp)
pergi ke toko kimia di
daerah semarang
pembelian alat
dan bahan
2 orang
60.000,00
120.000,00
pergi ke ungaran
pencetakan
brosur dan xbener
2 orang
70.000,00
140.000,00
20
21
pelaksanaan kegiatan
leb kemagnetan bahan
fisika unnes
pelaksanaan
kegiatan
5 orang x 3
50.000,00
750.000,00
pergi ke Universitas
Gajag Mada
karakterisasi
bahan
3 orang x 2
100.000,00
600.000,00
total
Rp
1.610.000,00
2.4 Lain-lain
Material
Justifikasi
Kuantitas
tempat
penelitian
2bulan
Harga
Satuan
(Rp)
150.000,0
0 per
bulan
Diskusi dan rapat
pembahasan
rancangan
penelitian
2 kali
100.000,0
0
200.000,00
Seminar hasil
penelitian
sarana publikasi
hasil penelitian
sarana publikasi
melalui melalui
media cetak
1 kali
350.000,0
0
350.000,00
30 lembar
2.000,00
60.000,00
perlengkapan
presentasi
1 buah
Print laporan Akhir
kegiatan monitoring
dan evaluasi
laporan hasil
penelitiann
3 buah
27.000,00
81.000,00
Buku Catatan /
Logbook harian
pencatatan
kegiatan
2 buah
10.000,00
20.000,00
Rp
1.091.000,0
0
Perijinan
Laboratorium fisika
Media publikasi
produk(brosur)
Cetak bener
80.000,00
total
Keterangan
( Rp)
300.000,00
80.000,00
21
22
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas
No
Nama
Progam Bidang
Alokasi
Studi
Ilmu (Jam/Minggu)
Ulasan Tugas
1
Mohamad
Fisika
Sobirin
(4211412044)
MIPA
5 Jam
Ketua peneliti ,
mengkordinasi
selama penelitian,
sintesis data,
pembahasan
2
Junaedi
Fisika
Harmiansyah
(4211412040)
MIPA
5 Jam
Pembuatan sempel
bahan penelitian
dan analisis data
3
Nita Rosita
Fisika
(4211412059)
MIPA
5 Jam
Sekertaris,
membuat log book
harian penelitian
22
23
4
Saptaria Rosa Fisika
Amalia
(4211412068)
MIPA
5 Jam
Bendahara
penelitian, humas
laboratorium,
pembahasan
5
Dhamar Putra Fisika
Fajar
(4211411013)
MIPA
5 Jam
Pembuatan sempel
bahan penelitian
dan analisis data
Lampiran 4. Surat Pernyataan
KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
Gedung H: Kampus Sekaran-Gunung Pati-Semarang
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan
Email:[email protected] Telp/Fax.(024)8508003
SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Mohamad Sobirin
NIM
: 4211412044
Program Studi
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
23
24
Dengan ini menyatakan bahwa usulan PKM PENELITIAN saya dengan judul:
Sintesis Pigmen Nano Hematit(Fe2O3) dari Limbah Baja Sebagai Peningkatan
Mutu Cat Besi yang diusulkan untuk tahun anggaran 2015 adalah bersifat original
dan belum pernah didanai oleh lembaga atau sumber dana lain.
Bilamana dikemudian hari ditemmukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka
saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan
mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas Negara.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.
Semarang ,1 Juni 2015
Mengetahui,
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan,
Yang menyatakan,
(Dr.Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Mohamad Sobirin)
NIM.4211412044
Lampiran 5 Skema Penelitan
Limbah Baja(mill scale)
Grinding
sampai ukuran
nano
(400 mesh)
mencampurkan
H2SO4 12M(50 ml)+air(200ml)
sehingga menjadi
air
FeSO4
Menyaring
dengan
kertas saring
24
25
Laruta
n
endapan
mencampurkan & menguapkan dg suhu 100 oC
H2O2
(20 ml,40ml,60ml)
menjadi
Fe2(SO4)3
Furnace dengan
suhu 500oC
selama 2 jam
Karakterisasi
XRD
25
JUDUL PROGRAM
Sintesis Pigmen Nano Hematit(Fe2O3) dari Limbah Baja Sebagai
Peningkatan Mutu Cat Besi
BIDANG KEGIATAN:
PKM-PENELITIAN
Diusulkan oleh:
Mohamad Sobirin
Junaedi Harmiansyah
Nita Rosita
(4211412044/2012)
(4211412040/2012)
(4211412059/2012)
Saptaria Rosa Amalia
(4211412068/2012)
Dhamar Putra Fajar
(4211411013/2011)
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
SEMARANG
2015
PENGESAHAN PKM-PENELITIAN
1
1. Judul Kegiatan: Sintesis Pigmen Nano Hematit(Fe2O3) dari Limbah Baja
Sebagai Peningkatan Mutu Cat Besi
2. Bidang Kegiatan
: PKM-P
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap
:Mohamad Sobirin
b. NIM
: 4211412044
c. Jurusan
: Fisika
d. Universitas/Institut/Politeknik
: Universitas Negeri Semarang
e. Alamat Rumah dan No Tel./HP
:Ds. Mijen Rt 07/Rw IV
f. Alamat Email
Kec.Kaliwungu, Kab.Kudus/
085727799493
: [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis
: 4 Orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar
: Dr. Agus Yulianto, M.Si.
b. NIDN
: 0005076610
c. c. Alamat Rumah dan No Tel./HP
: Perum Villa Siberi Boja Kendal,
Kendal, Jawa Tengah /
081575680400
6.
Biaya Kegiatan Total
a. Dikti
b. Sumber Lain
Jangka Waktu Pelaksanaan
: Rp. 7.056.000,00
:: 5 bulan
Semarang,1Juni 2015
Menyetujui
Ketua Jurusan Fisika
Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dr. Khumaedi, M.Si.)
NIP.196306101989011002
(Mohamad Sobirin)
NIM. 4211412044
Pembantu Rektor
Dosen Pembimbing,
2
Bidang Kemahasiswaan Unnes,
(Dr.Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Dr. Agus Yulianto, M.Si.)
NIDN. 0005076610
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL...................................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................
ii
DAFTAR ISI................................................................................................................
iii
RINGKASAN..............................................................................................................
iv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................................
2
1.2 Perumusan Masalah.......................................................................................
3
1.3 Batasan Masalah............................................................................................
3
1.4 Tujuan Penelitian...........................................................................................
3
1.5 Luaran yang diharapkan.................................................................................
3
1.6 Kegunaan Penelitian......................................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mill Scale.......................................................................................................5
2.2 Pasir Besi.......................................................................................................5
2.3 Bijih Besi.......................................................................................................6
2.4 Pigmen...........................................................................................................6
2.5 Oksidator.......................................................................................................7
2.6 Laux Proses....................................................................................................7
3
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan Penelitian...................................................9
3.2 Alat, bahan dan langkah kerja.......................................................................9
3.3 Simpulan .....................................................................................................10
BAB 4 JADWAL KEGIATAN DAN BIAYA
4.1 Jadwal Kegiatan...........................................................................................11
4.2 Anggaran Biaya...........................................................................................11
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................12
LAMPIRAN - LAMPIRAN
Lampiran 1 Identitas Diri Ketua, Anggota, dan Dosen Pembimbing.........................13
Lampiran 2 Justifikasi Anggaran Kegiatan................................................................16
Lampiran 3 Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas......................19
Lampiran 4 Surat Pernyataan Ketua Kegiatan..........................................................23
Lampiran 5 Alur Sintesis Pigmen Hematit.................................................................24
4
1
RINGKASAN
Di Indonesia mineral oksida besi dapat ditemukan pada beberapa bahan lokal
diantaranya pada sisa produk pembuatan besi baja, atau yang dikenal sebagai mill
scale, serta pada bahan alam pasir besi. Senyawa oksida besi pada mill scale
terbentuk dari proses oksidasi yang terjadi selama proses pembentukan lembaran
baja. Sedangkan pada pasir besi senyawa tersebut terbentuk secara alamiah pada saat
proses pembentukan batuan (Mahardika, 2007). Penyediaan oksida besi dari mill
scale dilakukan melalui proses ekstraksi dan penggilingan sampai berukuran nano
yaitu 400 mesh. Hasil ektraksi digunakan sebagai bahan pembuatan larutan awal
(precursor). Larutan precursor tersebut terdiri dari ion alkali ferric dan ferrous.
(Mahardika, 2007).
Mill scale memiliki penyusun utama yaitu Fe(besi). Kandungan Fe(besi) di
dalam mill scale ditaksir mencapai 94%. Namun penyusun utama ini tidak berdiri
sendiri, melainkan berbentuk senyawa-senyawa oksida besi yang terdiri dari fasa-fasa
Fe2O3 (hematite), Fe3O4(magnetite) dan FeO(wustite). Beberapa produk industri
untuk berbagai keperluan ternyata dibuat dengan bahan dasar magnetit yang banyak
terdapat pada pasir besi. Sebagai contoh, tinta kering(toner) pada mesin photo copy
dan printer laser terbuat dari magnetit, sementara maghemit adalah bahan utama
untuk pita kaset. Baik magnetit,hematite dan maghemit juga digunakan sebagai
pewarna serta campuran (filler) untuk cat.
Pigmen besi oksida pada umumnya berwarna merah(hematit), hitam
(magnetit), kuning(geothit). Pada pigmen merah hematit unsur Fe berubah menjadi
ion Fe3+ yang menyebabkan pigmen menjadi berwarna merah, sedangkan pigmen
kuning unsur Fe berubah menjadi ion Fe2+ . Selain itu pigmen besi oksida dalam
bentuk pigmen hematit(α-Fe2O3) memiliki beberapa sifat yaitu ramah lingkungan,
tahan lama(daya tahan) baik, intensitas warna yang tinggi.Pigmen besi oksida sebagai
salah satu bentuk spinel senyawa pigmen dapat terbagi dalam beberapa golongan
yaitu black pigment(magnetit), colored pigment(geothit dan maghemit), dan metal
effect pigment( hematit dan rekayasa spinel A-Fe2O4). Beberapa penggunaan pigmen
besi oksida dapat ditemukan dalam industri cat, karet, tekstil dan proteksi korosi
dengan presentase paling banyak digunakan adalah pigmen besi oksida warna
merah(hematit). Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah laux proses, yaitu
metode yang menggunakan oksidator untuk mengoksidasi Fe menjadi ion Fe 3+ serta
membebaskan asam selama hidrolisis dan pembentukan pigmen (Buxbaum,2005).
Sehingga dengan laux proses maka akan mendapatkan material pigmen dengan
ukuran nano dengan suhu pembakaran 500oC yang akan menguapkan materialmaterial sulfur yang tidak diperlukan, maka akan mendapatkan warna merah cerah
1
2
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kebutuhan pewarna sintesis terus meningkat seiring bertambahnya industri.
Misalnya industri cat yang memerlukan lebih banyak pewarna untuk membuat
berbagai macam cat warna. Karena industri cat di Indonesia memperoleh
pewarna dari produk impor luar negeri. Pewarna yang digunakan pada cat
disebut pigmen. Pigmen yang digunakan dalam industri cat berasal dari besi
oksida. Besi oksida diperoleh dari sintesis limbah baja(mill scale) di pabrik baja.
Melimpahnya limbah baja di Indonesia dapat diolah menjadi pigmen besi oksida
yang berguna sebagai bahan campuran pada cat besi. Pigmen besi oksida dapat
menghasilkan warna merah(Fe2O3), kuning(FeOH) dan hitam (Fe3O4). Warna
tersebut bergantung dari penambahan larutan untuk mengoksidasi besi oksida
menjadi warna seperti yang kita inginkan. Sehingga dapat digunakan untuk
penambahan pada cat di industri cat. Selain itu dapat dihasilkan pigmen besi
oksida dengan harga murah dan tidak kalah dengan produk impor.
Limbah baja sebagai salah satu penyedia oksida besi melimpah dan
tersebar di Indonesia. Sisa-sisa dari hasil pengolahan baja tersebut dalam bentuk
lempengan-lempengan kecil dan memiliki kandungan besi yang tinggi. Sehingga
dengan proses penggilingan dapat dibuat serbuk mill scale dalam ukuran nano
sehingga akan menambah kualitas pigmen yang digunakan pada cat besi. Dengan
pengolahan limbah baja menjadi pigmen besi oksida maka akan mengurangi
pencemaran oleh limbah berat yang dihasilkan oleh pabrik baja. Pembuatan
pigmen dengan limbah baja dapat menambah industri pengolahan pigmen yang
akan menghasilkan berbagai produk pigmen sintetis yang akan berguna untuk
menyokong industri pabrik cat besi. Dengan metode yang sederhana dapat
menghasilkan produk olahan pigmen besi oksida yang berkualitas tinggi.
Pigmen adalah material anorganik maupun organik yang berwarna
karena adanya efek transmitansi atau refleksi dari yang dihasilkan cahaya dengan
panjang gelombang tertentu. Pigmen besi oksida adalah pigmen yang berasal dari
sintesis pasir besi dengan larutan prekursor sebagai pelarut dalam proses
pembuatan pigmen. Pigmen besi oksida pada umumnya berwarna merah(hematit),
hitam (magnetit), kuning(geothit). Pada pigmen merah hematit unsur Fe berubah
menjadi ion Fe3+ yang menyebabkan pigmen menjadi berwarna merah, sedangkan
pigmen kuning unsur Fe berubah menjadi ion Fe2+ . Selain itu pigmen besi oksida
dalam bentuk pigmen hematit(α-Fe2O3) memiliki beberapa sifat yaitu ramah
lingkungan, tahan lama(daya tahan) baik, intensitas warna yang tinggi.
2
3
Pigmen besi oksida sebagai salah satu bentuk spinel senyawa pigmen dapat
terbagi dalam beberapa golongan yaitu black pigment(magnetit), colored
pigment(geothit dan maghemit), dan metal effect pigment( hematit dan rekayasa
spinel A-Fe2O4). Beberapa penggunaan pigmen besi oksida dapat ditemukan
dalam industri cat, karet, tekstil dan proteksi korosi dengan presentase paling
banyak digunakan adalah pigmen besi oksida warna merah(hematit).
Maka dari permasalahan yang telah di uraikan di atas tersebut, sehingga
perlunya diketahui bagaimana sintesis pigmen nano hematit untuk mendapatkan
pigmen berwarna merah dan berukuran nanopartikel dalam peningkatan struktur
material cat besi, yang memiliki sifat kelebihan dari hematit(Fe2O3) dalam bahan
pembuatan pigmen merah serta menambah perkembangan khasanah ilmu dalam
pengolahan pigmen dan pendukung pemanfaatan teknologi pigmen dalam
kehidupan manusia.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang dipaparkan di atas maka dapat
dirumuskan permasalahan, bagaimana sintesis pigmen nano hematit berbahan
dasar limbah baja(mill scale)dengan metode laux?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Material hematit(Fe2O3) yang digunakan merupakan hasil ekstraksi dari limbah
baja(mill scale) di laboratorium kemagnetan bahan Jurusan Fisika, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.
2. Hidrogen Peroksida, dan asam sulfat yang digunakan merupakan produk mutu
teknis.
1.1 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian inovatif ini adalah, untuk mendapatkan serbuk pigmen
hematit(Fe2O3) berukuran nanopartikel dengan metode laux.
1.5 Luaran yang Diharapkan
Penelitian inovatif ini diharapkan dapat menghasilkan artikel ilmiah yang dapat
di patenkan, tentang pengolahan serbuk pigmen hematit(Fe2O3)berbasis
nanopartikel.
1.6 Kegunaan Penelitian
3
4
Kegunaan dari program ini diharapkan dapat bermanfaat bagi berbagai pihak,
diantaranya yaitu :
1. Hasil penelitian berupa serbuk hematit(Fe2O3)dapat di gunakan sebagai bahan
dasar cat besi dan industri lain seiring dengan kemajuan IPTEK.
2. Diperoleh informasi tentang pengolahan serbuk hematit(Fe 2O3)yang berasal dari
limbah baja(mill scale) dengan menggunakan metode laux dalam pembuatan
material pigmen (tekstil, cat, coating, karet, proteksi korosi.)
4
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Oksida besi saat ini masih merupakan material yang kurang dimanfaatkan
secara komersial di Indonesia. Mill scale yang sekarang masih merupakan limbah
buangan dari industri baja. Terutama industri - industri baja yang memproduksi
lembaran baja dari billet baja tidak dapat lepas dari limbah ini. Oksida besi ini
terbentuk dari proses oksidasi yang terjadi dipermukaan billet yang dihasilkan dari
mesin cetakan kontinyu dan selama proses pembentukan lembaran. Saat proses
transportasi ataupun proses manufacturing, sebagian besar oksida-oksida besi yang
berbentuk serpihan ini terlepas dari permukaan bilet . Hingga saat ini bahan-bahan
oksida besi masih menjadi salah satu fokus kajian penting dalam kegiatan riset.
Secara alamiah bahan-bahan tersebut ditemukan dalam bentuk mineral oksida besi
berupa magnetit(Fe3O4), maghemit(ɤ-Fe2O3) dan hematit(α-Fe2O3). Berdasarkan
keunggulan sifat kemagnetannya, bahan oksida besi telah dimanfaatkan secara luas
untuk berbagai produk seperti sensor, tinta, katalis, film tipis, dan beberapa produk
berteknologi nanopartikel .
a. Mill scale
Mill scale memiliki penyusun utama yaitu Fe(besi). Kandungan Fe(besi)
di dalam mill scale ditaksir mencapai 94%. Namun penyusun utama ini tidak
berdiri sendiri, melainkan berbentuk senyawa-senyawa oksida besi yang
terdiri dari fasa-fasa Fe2O3 (hematite), Fe3O4(magnetite) dan FeO(wustite).
b. Pasir Besi
Beberapa studi yang telah dilakukan menunjukkan bahwa bahan alam
pasir besi kaya akan mineral yang mengandung besi. Mineral yang
mendominasi pasir besi adalah magnetit(Fe3O4). Mineral jenis ini dpat
dijadikan sebagai bahan pembuatan besi baja,dan telah dilakukan dalam
bentuk pellet. Selain itu, mineral magnetit pasir besi juga sangat potensial
untuk diolah menjadi bahan industri lain yang didasarkan pada sifat – sifat
kemagnetannya. Penambahan oksigen(oksidasi) pada magnetite akan
mengubah bahan ini menjadi maghemit(ɤ-Fe2O3) atau hematit(αFe2O3),bergantung pada suhu proses. Beberapa produk industri untuk berbagai
5
6
keperluan ternyata dibuat dengan bahan dasar magnetit yang banyak terdapat
pada pasir besi. Sebagai contoh, tinta kering(toner) pada mesin photo copy
dan printer laser terbuat dari magnetit, sementara maghemit adalah bahan
utama untuk pita kaset. Baik magnetit,hematite dan maghemit juga digunakan
sebagai pewarna serta campuran (filler) untuk cat.
c. Bijih Besi
Bijih besi merupakan hasil tambang yang besar di Indonesia, pada
tahun 2006 tercatat 392.818.138,95 ton bijih besi yang dihasilkan. Bijih besi
alam biasanya dalam bentuk magnetite(Fe3O4), hematite(αFe2O3) atau
maghemite(ɤFe2O3) yang mengandung silikon, titanium dan unsure-unsur
lain dengan kadar sedikit. Namun sejauh ini pemanfaatan pasir besi alam
belum optimal, yaitu hanya sebatas digunakan sebagai bahan campuran semen
atau bahan bangunan. Salah satu pemanfaatan pasir besi yang memiliki nilai
ekonomi yang lebih tinggi adalah digunakan sebagai pigmen. Sebelumnya
pada penelitian Atma K, 2013 telah berhasil disintesis nanopartikel pigmen
oksida besi hitam(Fe3O4) merah(Fe2O3), dan kuning (FeOOH) berbahan dasar
pasir .
d. Pigmen
Pigmen menjadi salah satu komponen dasar dalam pembuatan cat yang
fungsinya sebagai pewarna dan daya penutup(hiding power) pada cat.
Penggunaan pigmen setiap tahunnya selalu meningkat sejalan dengan
pertumbuhan industri – industri penyerapan pigmen seperti industri: cat,
keramik, gelas, tekstil, plastic dan coating. Pigmen besi oksida salah satunya
dalam bentuk hematit(α-Fe2O3) yang memiliki beberapa keunggulan
diantaranya lebih ramah lingkungan nontoxicity, stabilitas kimia, kekuatan
tinggi dalam pewarnaan, daya penutup dan tahan lama(daya tahan) baik.
6
7
Gambar 1. Proses pembuatan pigmen hematit besi oksida
e. Oksidator
Oksidator ( pengoksidasi) adalah zat yang mengoksidasi zat lain dalam
suatu reaksi redoks. Jadi, oksidator adalah zat yang mengalami reduksi.
Reduktor (pereduksi) adalah zat yang mereduksi zat lain dalam suatu reaksi
redoks. Jadi, reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi. Hidrogen
peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di
tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki
sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas
hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di
dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. H2O2
tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air.
Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil
dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun. Mayoritas
pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa
reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen.
f. Laux Process
Proses reduksi nitrobenzena dengan besi logam dan dengan anilin
buatan pabrik dalam larutan asam telah diubah dengan laux sehingga residu
yang tidak dapat digunakan dapat diubah menjadi pigmen Fe 3O4 dengan
tingkat kekuatan warna yang tinggi. Dengan menambahkan aluminium klorida
untuk campuran reaksi adalah mungkin untuk membuat pigmen FeOOH
kuning. Penambahan trivalen dan garam logam tetravalen terhidrolisis lainnya
serta tambahan senyawa kimia lainnya menjadikan α-FeOOH berwarna
kuning pucat, α-FeOOH berwarna kuning, atau α-Fe2O3 berwarna merah.
Tanah dan disaring, tambalan ion bebas minyak yang digunakan sebagai
bahan baku untuk proses laux. Ukuran partikel, struktur metalurgi, dan tingkat
metering besi merupakan faktor penting untuk kualitas pigmen yang
dihasilkan. Panas yang ekstrim dari reaksi untuk menjaga campuran air,
senyawa nitro, dan
amina mendidih sampai proses reduksi selesai.
7
8
Tidak semua rincian mekanisme reaksi telah dijelaskan sepenuhnya.
Besar kemungkinan nitrobenzene mengoksidasi garam besi bivalen untuk
menjadi garam besi trivalen. Kemudian menghidrolisis untuk membentuk
pigmen dan membebaskan asam, yang kemudian digunakan untuk melarutkan
besi metalik. Pigmen terbentuk tanpa penggunaan larutan natrium hidroksida
dan hanya membutuhkan 3% dari jumlah teoritis asam yang diperlukan untuk
mengubah besi menjadi FeCl2. Karena biaya modal yang tinggi yang terlibat,
kemajuan signifikan dari proses dapat dimanfaatkan hanya jika pabrik besar
dibangun dan jika ada permintaan yang cukup untuk anilin diproduksi.
setelah reaksi selesai, anilin dipisahkan. Setiap anilin sisa dipindahkan oleh
distilasi uap air. Suspensi pigmen dipisahkan dari serbuk besi yang berlebihan
dengan proses sedimentasi. Kelebihan serbuk besi diperlukan untuk
memastikan bahwa semua senyawa nitro bereaksi. Pigmen dicuci di pengental
lumpur dan filter vakum rotary untuk menghilangkan garam. Mereka
kemudian dikeringkan di conveyor atau gendang pengering atau pengering
semprot yang hemat energi. Langkah terakhir adalah penggilingan atau
mikronisasi.Ssemua pigmen yang diproduksi oleh proses laux dapat dengan
dikalsinasi (misalnya, dalam rotary kiln) untuk membentuk pigmen α-Fe2O3.
Gambar 2. Proses pembuatan pigmen dengan metode laux
8
9
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Nano Center Indonesia Pusat Inovasi, Cibinong kabupaten
Bogor. Jangka waktu penelitian yang dilakukan adalah 4 minggu pada bulan Februari
2015
3.2 Alat, Bahan dan Langkah Kerja
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah laux proses, yaitu metode yang
menggunakan oksidator untuk mengoksidasi Fe menjadi ion Fe3+ serta membebaskan
asam selama hidrolisis dan pembentukan pigmen (Buxbaum,2005).. Variasi(variable
bebas) pada penelitian ini adalah Volume larutan Peroksida(H2O2) 20 ml, 40ml, 60
ml. Variabel terikat pada penelitian ini adalah intensitas cahaya(candela) yang
dihasilkan dari karakterisasi menggunakan XRD, serta variabel kontrol pada
penelitian ini adalah volume H2SO4, suhu penguapan dan pembakaran, massa limbah
baja, pelarut(H2O).
Data yang diambil pada penelitian ini adalah data karakterisasi XRD untuk
mengetahui kandungan senyawa, struktur kristal, intensitas cahaya, dan massa jenis.
Parameter tersebut dihasilkan dari difraksi sinar x terhadap sampel dengan sudut
bragg 10 o – 80o . Karakterisasi dilakukan dengan meletakkan sampel di preparat dan
menaruh di tabung XRD, data ditampilkan oleh layar monitor pada komputer
selanjutnya diolah menggunakan software match.
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain: grinding(milling),
gelas kimia 500 ml, gelas ukur 100 ml, hot plate,furnace,kertas saring,gelas
corong,gelas erlenmeyer 250 ml, spatula,pipet tetes,cawan, timbangan digital, limbah
baja berukuran nano, H2SO4, H2O2 , air.
Penyediaan oksida besi dari mill scale dilakukan melalui proses ekstraksi dan
penggilingan sampai berukuran nano yaitu 400 mesh. Hasil ektraksi digunakan
sebagai bahan pembuatan larutan awal (precursor). Larutan precursor tersebut
terdiri dari ion alkali ferric dan ferrous.(Mahardika, 2007).
9
10
Proses pembuatan precursor dilakukan pada suhu ruang dengan mereaksikan
100 gram mill scale 400 mesh dan 50 ml asam sulfat(H 2SO4) 12 M yang sebelumnya
telah diencerkan dengan air 200 ml. Sehingga larutan yang terbentuk adalah besi
sulfat FeSO4 yang mempunyai ion Fe2+ sehingga berwarna merah. Penyaringan
dilakukan untuk memisahkan larutan FeSO4 dengan mill scale yang tidak bereaksi,
kemudian diperoleh larutan murni FeSO4 200 ml.
Untuk membuat warna merah, maka diperlukan ion Fe 3+ dengan memakai
larutan oksidator peroksida(H2O2) karena larutan peroksida menaikkan bilangan
oksidasi Fe. Selanjutnya menggunakan pipet tetes dengan variasi H2O2 20 ml, 40 ml,
60 ml mereaksikan dengan larutan FeSO4. Ketika direaksikan keluar gas hidrogen
dan larutan FeSO4 menjadi merah dengan reaksi kimia sebagai berikut:
2FeSO4 (aq) + H2SO4 (aq) + H2O2(aq) Fe2(SO4)3(aq) + 2H2O(l)
Larutan peroksida sangat reaktif jika bercampur dengan besi, dan larutan
menjadi Fe2(SO4)3(aq). Mengupkan dengan hot plate suhu 100 oC selama 2 jam.
Sampel yang dihasilkan berbentuk seperti lumpur bercampur gel dan berwarna krem.
Tujuan memakai larutan FeSO4 agar mendapatkan ukuran nanopartikel dan
bertekstur halus, karena jika menggunakan endapan sisa hasil reaksi mill scale
dengan asam sulfat yang tidak bereaksi, maka ukuran yang didapat lebih besar dan
bertekstur kasar. Setelah proses penguapan selesai, selanjutnya kalsinasi dengan
furnace dengan suhu 500 oC dan selama 2 jam. Digunakan suhu tinggi agar senyawa
selain hematit dapat menguap. Hasil furnace menunjukkan sampel berwarna merah
pada semua variasi H2O2 dan berukuran nano serta bertekstur halus. Masing- masing
sampel dikarakterisasi menggunakan XRD untuk mengetahui fasa bahan,
intensitas,massa jenis.
3.3 Simpulan
Berdasarkan hasil analisis sampel data yang di peroleh maka dapat ditarik
suatu simpulan berkaitan dengan Sintesis pigmen nano hematit(Fe2O3), Sebagai
Peningkat Mutu Struktur Cat Besi Anti Korosi.
10
11
BAB 4
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
4.1 Rancangan Biaya
No
Jenis Pengeluaran
Jumlah
1.
Peralatan Penunjang
Rp 1.810.000,00
2.
Bahan Penelitian Habis Pakai
Rp 2.545.000,00
3.
Perjalanan
Rp 1.610.000,00
4.
Lain-lain
Rp 1.091.000,00
Jumlah Total
Rp. 7.056.000,00
4.2 Jadwal Kegiatan
No Kegiatan
1.
Tahap
Persiapan
2.
Tahap
pendahuluan
3.
Tahap
Analisis
4.
Tahap
Sintesis
5.
Penyusunan
Laporan
6.
Penyerahan
Laporan
Bulan 1
1
2
3
Bulan 2
4
1
2
3
Bulan 3
4
1
2
3
Bulan 4
4
1
2 3
Bulan 5
4
1
2
3
11
4
12
Akhir
DAFTAR PUSTAKA
Aji,Mahardika Prasetya, Agus Yulianto, Satria Bijaksana.2007. SINTESIS NANO
PARTIKEL MAGNETIT,MAGHEMIT DAN HEMATIT DARI BAHAN
LOKAL.Jurnal Sains Materi Indonesia.Hal.106-108.Semarang: Fisika FMIPA
Unnes.
Bilalodin. 2013. ANALISIS KANDUNGAN SENYAWA KIMIA DAN UJI SIFAT
MAGNETIK PASIR BESI PANTAI AMBAL. Jurnal Fisika Indonesia No.50. Vol
XVII. Purwokerto: Fisika MIPA Universitas Jendral Sudirman.
Fiandimas, Arie dan Azwar Manaf. 2003. PEMBUATAN MAGNET PERMANEN
BARIUM
HEXAFERIT BERBAHAN BAKU MILL SCALE DENGAN
TEKNIK METALURGI SERBUK. Jurnal Sains Materi Indonesia. Vol.5, No.1,
hal. 45-50. Jakarta: Fisika FMIPA UI
Kartika, Dewi Linda. 2014. SINTESIS FE2O3 DARI PASIR BESI DENGAN
METODE LOGAM TERLARUT ASAM KLORIDA. Jurnal Sains dan Seni
Pomits. Vol .3, No.2. Surabaya: Fisika FMIPA Institut Teknologi Sepuluh
November.
Rahman,Tito Prastyo, Agus Sukarto, Nurul Taufiqu Rachman.2012. SINTESIS
PIGMEN BESI OKSIDA BERBAHAN BAKU LIMBAH INDUSTRI
BAJA(MILL SCALE).Serpong: Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia.
Septityana, Kukuh Dwi, dkk.2013. SINTESIS DAN KARAKTERISASI PIGMEN
HEMATIT(Α-Fe2O3) DARI BIJIH
BESI ALAM MELALUI METODE
PRESIPITASI.Jurnal Semirata Unisula.Semarang: Fisika FMIPA Undip.
Wahyuni,Lilis
Try,
Nandang
Mufti,Yudyanto.2013.SINTESIS
DAN
KARAKTERISASI NANOPARTIKEL PIGMEN(BIRU) PRUSSIAN BLUE
FERRIC(III)HEXACYANOFERRATE(II)
(Fe4[Fe(CN)6]3
BERBAHAN
DASAR PASIR BESI ALAM. Malang : Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang.
Yulianto, Agus, dkk. 2003. PRODUKSI HEMATIT(Α-Fe2O3) DARI PASIR BESI:
PEMANFAATAN POTENSI ALAM SEBAGAI BAHAN INDUSTRI
BERBASIS SIFAT KEMAGNETAN. Jurnal Sains Materi Indonesia. Vol.5, No.1,
hal. 51-54. Semarang: FMIPA Unnes.
12
13
Yulianto, Agus, dkk. 2010. FABRIKASI MnZn-FERIT DARI BAHAN ALAM
PASIR BESI SERTA APLIKASINYA UNTUK CORE INDUKTOR. Prosiding
Pertemuan Ilmiah XXIV HFI Jateng & DIY, hal.128-133. Semarang: Fisika
FMIPA Unnes
LAMPIRAN
Lampiran 1. Identitas Diri Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing
A. Identitas Ketua
1
2
3
4
5
6
7
Nama
Jenis Kelamin
Program Studi
Nim
Tempat dan Tanggal Lahir
No HP
Mohamad Sobirin
Laki-laki
Fisika
4211412044
Kudus, 4 Agustus 1993
[email protected]
085727799493
B. Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
SD
SD 2 Mijen
Jurusan
Tahun Masuk
2002
SMP
SMP N
1Kaliwungu
2008
SMA
SMA N 2 Kudus
IPA
2010
C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No
Nama Pertemuan
Ilmiah/Seminar
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan
Tempat
D. Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N
o
1
Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan
Tahun
Juara 2 OSP Kebumian
2010
2
Juara 1 OSP Kebumian
Dinas pendidikan kabupaten
kudus
Dinas pendidikan kabupaten
kudus
2011
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
13
14
Pengusul
(Mohamad Sobirin)
A.Identitas Anggota 1
1
Nama
2
Jenis Kelamin
3
Program Studi
4
Nim
5
Tempat dan Tanggal Lahir
6
7
No HP
Junaedi Harmiansyah
L
Fisika
4211412040
Pati,19 Juni 1992
[email protected]
08989876832
B.Riwayat Pendidikan
Nama Institusi
Jurusan
Tahun Masuk
SD
SD N 1
Kedungwinong
1999
SMP
SMP N 1
Sukolilo
2005
SMA
SMA N 1 Kayen
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan Judul Artikel Ilmiah
Ilmiah/Seminar
1
Pekan Ilmiah
Mahasiswa
Nasional
2
Seminar Paralel
Pekan Ilmiah
Fisika 25
Nasional 2014
IPA
2008
Waktu dan
Tempat
Froco C1 V1(Penyimpan Makanan
2 Ruang Pemanas-Pendingin Non
CFC Berbasis Termoelektrik Yang
Hemat dan Ramah Lingkungan)
25-29,
Agustus
2014
,Universitas
Diponegoro
Aplikasi
Metode
Geolistrik 14, September
Resistivitas Untuk Identifikasi 2014,
Bawah Tanah Jalan Pawiyatan Universitas
Luhur Untag
Negeri
Semarang
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan
Tahun
o
1
Finalis Pekan Ilmiah
Kementrian Pendidikan Dan 2014
Mahasiswa Nasional Ke 27 Kebudayaan Direktorat Jendral
14
15
2
Pendidikan Tinggi
Jura Dua Workshop PKM Student Scientific Centre
GT dan PKM AI 2013
2013
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Junaedi Harmiansyah)
A.Identitas Anggota 2
1
Nama
Nita Rosita
2
Jenis Kelamin
P
3
Program Studi
Fisika
4
Nim
4211412059
5
Tempat dan Tanggal Lahir
Karawang, 29 Juli 1994
6
[email protected]
7
No HP
089667989873
B.Riwayat Pendidikan
SD
SMP
SMA
Nama Institusi
SD N 2 Cilamaya
SMP N 1
SMA N 1
Cilamaya Wetan
Cilamaya
Jurusan
IPA
Tahun Masuk
2000
2006
2009
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Judul Artikel Ilmiah
Waktu dan Tempat
Ilmiah/Seminar
1 Seminar Paralel Pekan
Batik dan Analisis Sifat 14, September
Ilmiah Fisika 25
Optiknya
2014, Universitas
Nasional 2014
Negeri Semarang
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
o
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
15
16
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Nita Rosita)
A.Identitas Anggota 3
1
Nama
Saptaria Rosa Amalia
2
Jenis Kelamin
P
3
Program Studi
Fisika
4
Nim
4211412068
5
Tempat dan Tanggal Lahir
Kudus, 16 September 1994
6
[email protected]
7
No HP
085740271167
B.Riwayat Pendidikan
SD
SMP
SMA
Nama Institusi
SD N 1
SMP N 1
SMA N 1
Jurusan
IPA
Tahun Masuk
2000
2006
2009
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Judul Artikel
Waktu dan Tempat
Ilmiah/Seminar
Ilmiah
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
o
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Saptaria Rosa Amalia)
A.Identitas Anggota 4
1
Nama
Dhamar Putra Fajar
16
17
2
Jenis Klamin
L
3
Program Studi
Fisika
4
Nim
4211411013
5
Tempat dan Tanggal Lahir
Demak, 16 Mei 1993
6
[email protected]
7
No HP
085727616981
B.Riwayat Pendidikan
SD
SMP
SMA
Nama Institusi
SD N 03 Sriwulan
SMP N 20
SMA N 1 Karang
Semarang
Tengah
Jurusan
IPA
Tahun Masuk
1999
2005
2008
C.Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)
No Nama Pertemuan
Judul Artikel
Waktu dan Tempat
Ilmiah/Seminar
Ilmiah
D.Penghargaan Dalam 10 Tahun Terakhir
N Jenis Penghargaan
Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
o
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar
dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari
ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima
sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah
satu persyaratan dalam pengajuan Hibah …..……………………………………...
Semarang ,1 Juni 2015
Pengusul
(Dhamar Putra Fajar)
A. Biodata Dosen Pembimbing
1
2
3
4
5
6
Nama
NIDN
Tempat dan Tanggal Lahir
Jabatan Fungsional Akademik
Perguruan Tinggi
Alamat Rumah
7
8
No HP
Alamat e-mail
Dr. Agus Yulianto, M.Si.
0005076610
Kendal, 5 Juli 1966
Kepala Program Studi Fisika
Universitas Negeri Semarang
Perum Villa Siberi Boja Kendal,
Kendal, Jawa Tengah
081575680400
[email protected]
17
18
B. Pengalaman Penelitian
Tahun
Judul Penelitian
2003
Rancang Bangun Dan Karatreisasi Tungku
Anggota
Pemanas Untuk Oksidasi Bahan Magnetik
Oksidasi Magnetik Dari Pasir Besi Pantai
Anggota
Bayuran Jepara Menjadi Hematit dan
Maghemit (Bahan Dasar Pembuatan Magnet
Permanen)
Kajian Struktur dan Transformasi Fasa
Ketua
Bahan Hasil Oksida Pasir Besi
2004
2006
2007
2008
2009
Jabatan
Fabrikasi Dan Karakterisasi Magnetik Filem Ketua
Tipis Barium Ferit Barbahan Dasar Pasir
Besi Dengan Metode DC Magnetron
Sputtering
Sensitifitas Input Dalam Sintesis Serbuk
Anggota
Oksida Besi Berukuran Nanometer Dari
Bahan Alam Lokal Dengan Metode
Presipitasi
Fabrikasi dan Karakterisasi MnZn –Ferrit
Ketua
Dari Bahan Alam Pasir Besi Serta
Aplikasinya Untuk Core Induktor
2010
Fabrikasi Dan Karakterisasi Mnzn –Ferrit
Dari Bahan Alam Pasir Besi Serta
Aplikasinya Untuk Core Induktor (TahapII)
Ketua
2012
Sintesis Pigmen Magnetik Berbahan Dasar
Pasir Besi
Ketua
Sumber
Dana
DIK
UNNES
LPPM ITB
Bandung
Peneliti
Dasar
DP2M
DIKTI
Dosen
Muda
DP2M
DIKTI
Dosen
Muda
DP2M
DIKTI
Hibah
Bersaing
DP2M
DIKTI
Hibah
Bersaing
DP2M
DIKTI
DIPA
UNNES
Semarang ,1 Juni 2015
(Dr. Agus Yulianto, M.Si.)
NIDN. 0005076610
18
19
Lampiran 2. Rincian Anggaran Kegiatan
2.1 Peralatan Penunjang
Material
Justifikasi
Kuantita
s
Sewa
kamera
dokumentasi
15 hari
Sewa
Printer
pembuatan laporan
30 hari
Buku
agenda
administrasi
2 buah
sarung
tangan
pengaman
5 pasang
lap
pembersih
2 buah
beaker glass
reaksi kimia
4 buah
masker
pengaduk
raksi
pengaman
pempercepat laju
reaksi
1 pack
5 buah
X-banner
presentasi
1 buah
Whiteboard
diskusi
1 buah
Spidol
diskusi
5 buah
Harga Satuan
(Rp)
15.000,00 per
hari
15.000,00 per
hari
15.000,00 per
buah
10.000,00 per
pasang
10.000,00 per
buah
50.000,00 per
buah
40.000,00 per
pack
5.000,00 per
buah
100.000,00 per
buah
70.000,00 per
buah
10.000,00 per
buah
Keterangan
( Rp)
225.000,00
450.000,00
30.000,00
50.000,00
200.000,00
200.000,00
40.000,00
25.000,00
100.000,00
70.000,00
50.000,00
19
20
gelas ukur
penyaring
T50
mengukur bahan
yang di pakai
4 buah
penyaring pasir besi
2 buah
cawan petri
tempat penumbuk
2 buah
35.000 per
buah
65.000,00 per
buah
50.000,00 per
buah
140.000,00
130.000,00
100.000,00
Rp.
1.810.000,0
0
Total
2.2 Biaya Habis Pakai
Material
Justifikasi
Kertas A4
Kuantitas
4 buah
Mill scale
Pembuatan
laporan
Pembuatan
Laporan
Bahan Baku
H2SO4
H2O2
Bahan Baku
Pereaksi
500 ml
1 liter
Alcohol 70%
Aquades
Karakterisasi
Katalis
Pereaksi
Kandungan
Bahan
1 liter
1 liter
2 sampel
Tinta printer
2.3 Perjalanan
perjalanan
3 rim
10 kg
Harga Satuan
(Rp)
50.000,00 per
rim
40.000,00 per
buah
150.000,00
Keterangan
( Rp)
150.000,00
300.000,00
70.000,00 per
liter
110.000,00
25.000,00
500.000,00 per
sampel
Total
300.000,00
370.000,00
160.000,00
150.000,00
110.000,00
25.000,00
1.280.000,00
Rp.2.545.000,00
Justifikasi
Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Keterangan
( Rp)
pergi ke toko kimia di
daerah semarang
pembelian alat
dan bahan
2 orang
60.000,00
120.000,00
pergi ke ungaran
pencetakan
brosur dan xbener
2 orang
70.000,00
140.000,00
20
21
pelaksanaan kegiatan
leb kemagnetan bahan
fisika unnes
pelaksanaan
kegiatan
5 orang x 3
50.000,00
750.000,00
pergi ke Universitas
Gajag Mada
karakterisasi
bahan
3 orang x 2
100.000,00
600.000,00
total
Rp
1.610.000,00
2.4 Lain-lain
Material
Justifikasi
Kuantitas
tempat
penelitian
2bulan
Harga
Satuan
(Rp)
150.000,0
0 per
bulan
Diskusi dan rapat
pembahasan
rancangan
penelitian
2 kali
100.000,0
0
200.000,00
Seminar hasil
penelitian
sarana publikasi
hasil penelitian
sarana publikasi
melalui melalui
media cetak
1 kali
350.000,0
0
350.000,00
30 lembar
2.000,00
60.000,00
perlengkapan
presentasi
1 buah
Print laporan Akhir
kegiatan monitoring
dan evaluasi
laporan hasil
penelitiann
3 buah
27.000,00
81.000,00
Buku Catatan /
Logbook harian
pencatatan
kegiatan
2 buah
10.000,00
20.000,00
Rp
1.091.000,0
0
Perijinan
Laboratorium fisika
Media publikasi
produk(brosur)
Cetak bener
80.000,00
total
Keterangan
( Rp)
300.000,00
80.000,00
21
22
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas
No
Nama
Progam Bidang
Alokasi
Studi
Ilmu (Jam/Minggu)
Ulasan Tugas
1
Mohamad
Fisika
Sobirin
(4211412044)
MIPA
5 Jam
Ketua peneliti ,
mengkordinasi
selama penelitian,
sintesis data,
pembahasan
2
Junaedi
Fisika
Harmiansyah
(4211412040)
MIPA
5 Jam
Pembuatan sempel
bahan penelitian
dan analisis data
3
Nita Rosita
Fisika
(4211412059)
MIPA
5 Jam
Sekertaris,
membuat log book
harian penelitian
22
23
4
Saptaria Rosa Fisika
Amalia
(4211412068)
MIPA
5 Jam
Bendahara
penelitian, humas
laboratorium,
pembahasan
5
Dhamar Putra Fisika
Fajar
(4211411013)
MIPA
5 Jam
Pembuatan sempel
bahan penelitian
dan analisis data
Lampiran 4. Surat Pernyataan
KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
Gedung H: Kampus Sekaran-Gunung Pati-Semarang
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan
Email:[email protected] Telp/Fax.(024)8508003
SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Mohamad Sobirin
NIM
: 4211412044
Program Studi
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
23
24
Dengan ini menyatakan bahwa usulan PKM PENELITIAN saya dengan judul:
Sintesis Pigmen Nano Hematit(Fe2O3) dari Limbah Baja Sebagai Peningkatan
Mutu Cat Besi yang diusulkan untuk tahun anggaran 2015 adalah bersifat original
dan belum pernah didanai oleh lembaga atau sumber dana lain.
Bilamana dikemudian hari ditemmukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka
saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan
mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas Negara.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.
Semarang ,1 Juni 2015
Mengetahui,
Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan,
Yang menyatakan,
(Dr.Bambang Budi Raharjo, M.Si.)
NIP. 196012171986011001
(Mohamad Sobirin)
NIM.4211412044
Lampiran 5 Skema Penelitan
Limbah Baja(mill scale)
Grinding
sampai ukuran
nano
(400 mesh)
mencampurkan
H2SO4 12M(50 ml)+air(200ml)
sehingga menjadi
air
FeSO4
Menyaring
dengan
kertas saring
24
25
Laruta
n
endapan
mencampurkan & menguapkan dg suhu 100 oC
H2O2
(20 ml,40ml,60ml)
menjadi
Fe2(SO4)3
Furnace dengan
suhu 500oC
selama 2 jam
Karakterisasi
XRD
25