Laporan Praktikum Karakterisasi Material
Pengujian Poly (ethylene terephthalate) menggunakan FTIR
Kelompok 2 Nita Ayu Ayu an!areni (2"###$$$$%) A Marsha Al&iani
( 2 " # # # $ $ $ % ')
enki enki Rama! ama!ha han nP
(2"# (2"### ##$$ $$## ##') ')
Muhamma! ayi!
( 2 " # # # $ $ # * 2)
Ari+ etya,an
( 2 " # 2 # $ $ $ # #)
-.R.AN T/KNIK T/KNIK MAT/RIAL MAT/RIAL 0AN 0AN M/TAL M/TAL.RI .RI FAK.LTA T/KN1L1I IN0.TRI INTIT.T T/KN1L1I /P.L. N1P/M/R 2$#*
i
KATA PENGANTAR
AssalamualaikumWr. Wb. Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat melaksanakan praktikum Karakterisasi Material dan menyelesaikannya dengan baik hingga menjadi sebuah laporan praktikum. aporan praktikum ini adalah laporan yang kami buat setelah kami melakukan praktikum mengenai !T"#. aporan tersebut kami susun dengan sistematis dan sebaik mungkin berdasarkan pada hasil praktikum yang sebenarnya. Kami juga nengu$apkan banyak terima kasih kepada pihak-pihak yang sangat berperan penting dalam proses kegiatan praktikum ini. Terutama pada dosen mata kuliah Karakterisasi Material "bu #indang !ajarin%&.&i.%M.&i% yang telah memberi bimbingan dan arahan kepada kami. Tak lupa kami juga mengu$apkan banyak terima kasih kepada temanteman sekalian yang telah membantu saat praktikum berlangsung. Akhirnya% semoga laporan praktikum ini berman'aat untuk penelitian lanjutan. Kami menyadari sebagai manusia tidak luput dari kekurangan. (leh karena itu% kami akan menerima jika ada saran maupun kritik terhadap laporan praktikum yang telah kami susun ini. Wassalamualaikum Wr. Wb.
&urabaya% )esember *+,
Penulis
ii
DAFTAR ISI
AAMAN /0)0111111111111111111111111111 i KATA PEN2ANTA#1111111111111111111111...111..
ii
)A!TA# "&"1111111111111111111111..1111111. iii 3A3 , PEN)A00AN "., atar 3elakang1111111111111111111111111 , ".* #umusan Masalah11111111111111111111111... * ". Tujuan1111111111111111111111111111. * 3A3 "" T"N/A0AN P0&TAKA ""., Poly 4ethylene terephthalate511111111111111111......
"".* !T"#1111111111111111111111111111.. 6 3A3 """ MET()((2" """., Alat dan 3ahan111111111111111111111111 7 """.* Metode Per$obaan1111111111111111111111... 7 """. )iagram Alir Per$obaan...11111111111111111111 7 3A3 "8 ANA"&A )ATA )AN PEM3AA&AN 3A3 8 KE&"MP0AN )A!TA# P0&TAKA11111111111111111111111111.. i9
iii
DAFTAR PUSTAKA
3asset %/ . ,::6 . Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik . /akarta ; E2<. arjadi% W.% ,::+. Ilmu Kimia Analitik Dasar . /akarta; 2ramedia endayana% &umar% dkk. ,::6. Kimia Analitik Instrumen. &emarang ; "K"P Press. Khopkar. ,::+. Konsep Dasar Kimia Analitik . /akarta; 0" Press. &il9erstein. *++*. Identification of Organic Compund, 3rd Edition. Ne= York; /ohn Wiley > &ons td.
i&
&
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
&pektroskopi in'ramerah telah digunakan untuk analisis bahan di laboratorium selama lebih tujuh puluh tahun. &pektrum in'ramerah merupakan sidik jari dari sampel dengan pun$ak serapan yang sesuai dengan 'rekuensi getaran antara ikatan atom yang membentuk materi. Karena setiap perbedaan material adalah kombinasi unik dari atom% sehingga tidak ada dua senya=a menghasilkan spektrum in'ramerah yang sama. (leh karena itu% spektroskopi in'ramerah dapat menghasilkan identi'ikasi positi' 4analisis kualitati'5 dari setiap jenis materi yang berbeda. &elain itu% ukuran pun$ak dalam spektrum merupakan indikasi langsung dari jumlah material. )engan algoritma perangkat lunak modern% in'ramerah adalah alat yang sangat baik untuk analisis kuantitati'. !ourier Trans'orm "n'rared 4 !T - "# 5 spektrometri dikembangkan dalam rangka untuk mengatasi keterbatasan yang dihadapi dengan instrumen dispersi' . Kesulitan utama adalah proses s$anning lambat. &ebuah metode untuk mengukur semua 'rekuensi in'ramerah se$ara bersamaan % bukan se$ara indi9idual % diperlukan . &ebuah solusi dikembangkan yang digunakan perangkat optik yang sangat sederhana disebut inter'erometer . "nter'erometer menghasilkan jenis yang unik dari sinyal yang memiliki semua 'rekuensi in'ramerah ? dikodekan ? ke dalamnya . &inyal dapat diukur dengan sangat $epat % biasanya pada urutan kedua atau lebih . )engan demikian % elemen =aktu per sampel direduksi menjadi hitungan beberapa detik lebih dari beberapa menit . Kebanyakan
inter'erometer
menggunakan
beamsplitter
yang
mengambil
sinar
in'ramerah masuk dan membaginya menjadi dua balok optik . &atu balok men$erminkan o'' dari $ermin datar yang tetap di tempatnya. "tu balok lainnya men$erminkan o'' dari $ermin datar yang pada mekanisme yang memungkinkan $ermin untuk memindahkan sangat jarak pendek 4 biasanya beberapa milimeter 5 dari yang beamsplitter . Kedua balok men$erminkan o'' dari merekamasing-masing $ermin dan digabungkan ketika mereka bertemu kembali di beamsplitter . Karena jalan yang satu berkas perjalanan adalah panjang tetap dan yang lainnya terus-menerus berubah sebagai $ermin bergerak nya % sinyal yang keluar
#
"nter'erometer adalah hasil dari dua berkas tersebut ? mengganggu ? satu sama lain . &inyal yang dihasilkandisebut inter'erogram yang memiliki si'at unik yang setiap titik data 4 'ungsi dariposisi $ermin bergerak 5 yang membentuk sinyal memiliki in'ormasi tentang setiap 'rekuensi in'ramerah yang berasal dari sumber. "ni berarti bah=a sebagai inter'erogram diukur % semua 'rekuensi sedang diukur se$ara bersamaan . )engan demikian % penggunaan inter'erometer menghasilkan pengukuran yang sangat $epat . Karena analis memerlukan spektrum 'rekuensi 4 plot intensitas pada masingmasing indi9idu 'rekuensi 5 untuk membuat identi'ikasi % sinyal inter'erogram diukur tidak dapat diartikan langsung . &ebuah $ara ? de$oding ? 'rekuensi indi9idu diperlukan. al ini dapat di$apai melalui teknik matematika terkenal yang disebut trans'ormasi !ourier . Trans'ormasi ini adalah dilakukan oleh komputer yang kemudian menyajikan pengguna dengan in'ormasi spektral yang diinginkan untuk analisis . 4Thermo Ni$olet
#umusan masalah dari praktikum ini yaitu bagaimana gugus 'ungsi dari botol plastik Poly 4ethylene terephthalate5.
I." Tu#uan
Tujuan dilakukannya praktikum ini yakni untuk mengetahui gugus 'ungsi dari botol plastik Poly 4ethylene terephthalate5.
BAB II TIN$AUAN PUSTAKA 2
II.1 P%l& 'et!&lene tere(!t!alate)
Plastik merupakan salah satu bahan polimer kimia yang banyak digunakan dalam
kehidupan manusia% hal ini dikarenakan plastik memiliki keunggulan
dibandingkan bahan polimer lain diantaranya ringan namun kuat% transparan% tahan air serta harganya relati' lebih
murah. )engan meningkatnya kebutuhan plastik
mengakibatkan peningkatan jumlah limbah plastik. Menurut A@kha 4*++5 limbah yang diproduksi di kota Padang dalam satu hari rata-rata sebanyak B++ ton dan sekitar ,* C dari total sampah yang dihasilkan merupakan sampah plastik. &ah plastik merupakan produk polimer sintesis yang tidak dapat terdegradasi se$ara alamiah oleh mikroba. Agar proses biodegradasi terhadap polimer bisa terjadi% maka polimer tersebut harus dimodi'ikasi. Modi'ikasi bisa dilakukan dengan dua $ara% pertama dengan membuatnya dari monomer yang tidak tahan terhadap mikroba% dan kedua dengan menambahkan aditi' atau gugus yang biodegradabel ke dalam polimer sintetis. Proses pembuatan polimer biodegradabel dengan $ara pertama telah banyak dilakukan tapi hasilnya kurang kompetiti' se$ara ekonomi karena harga monomer yang mahal serta ketersediaanya juga terbatas 4)es=ita dkk% *++D5. Polyethylene
Terephthalate
4PET5
merupakan
salah
satu
polyester
termoplastik linier yang disintesis melalui esteri'ikasi asam tere'talat 4TPA5 dan etilen glikol 4E25 atau dengan transesteri'ikasi dimetil tere'talat 4)MT5 dan E2 4"mran dkk *+,+5. PET murni dianggap sebagai salah satu polimer yang paling penting dalam dua de$ade terakhir karena pertumbuhan yang $epat dalam penggunaannya. PET dianggap sebagai bahan yang sangat baik dalam berbagai aplikasi dan se$ara luas banyak digunakan sebagai =adah $airan 4botol5. PET memiliki kekuatan mekanik yang tinggi% transparan% bersi'at tidak bera$un% dan tidak pengaruh pada rasa dan permeabilitas yang dapat diabaikan untuk karbon dioksida. PET memiliki kekuatan tarik dan kekuatan impak yang sangat baik% begitu juga dengan ketahanan kimia% $larity% pro$$essability% kemampuan =arna dan stabilitas termalnya 4A=aja dan Pa9el% *++B5% sehingga banyak perusahaan yang memproduksi P#T murni. 3aik PET dengan sturktur amor' maupun struktur semikristalin dapat digunakan se$ara luas untuk pembuatan serat polyester% botol minuman ringan% dan 'ilm 'otogra'i% serta kaset audio dan 9ideo 4"mran dkk *+,+5. PET merupakan salah satu jenis polimer plastik. PET diproduksi melalui proses polymerisasi% antara asam tere'talat dan ethylene gly$ol. *
2ambar *., 2ugus PET
II.2 FTIR
&pektro'otometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai 'ungsi panjang gelombang. &edangkan pengukuran menggunakan spektro'otometer ini% metoda yang digunakan sering disebut dengan spektro'otometri. 43asset%,::65. &pektro'otometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan 9isual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda . 4Khopkar% *++5 &alah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi in'ra merah 4"#5. spektroskopi ini didasarkan pada 9ibrasi suatu molekul. &pektroskopi in'ramerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang +.DB - ,.+++ m atau pada bilangan gelombang ,.+++ - ,+ $m -,
'
Tabel *., )aerah spektrum in'ra merah )ari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut di atas% daerah panjang gelombang yang sering digunakan pada alat spektroskopi in'ramerah adalahpada daerah in'ramerah pertengahan% yaitu pada panjang gelombang *%B F B + m atau pada bilangan gelombang 6.+++ F *++ $m-,. )aerah tersebut adalah $o$ok untuk perubahan energi 9ibrasi dalam molekul. )aerah in'ramerah yang jauh 46++ ,+$m-,% berguna
untuk molekul
yang
mengandung
atom
berat%
seperti
senya=a
anorganik tetapi lebih memerlukan teknik khusus per$obaan. &enya=a kimia tertentu 4hasil sintesa atau alami5 mempunyai kemampuan menyerap radiasi elektromagnetik dalam daerah spe$trum in'ramerah. Absorpsi radiasi "# pada material tertentu berkaitan dengan 'enomena bergetarnya molekul atau atom. Metode &pektroskopi in'ramerah ini dapat digunakan untuk mengidenti'ikasi suatu senya=a yang belum diketahui% karena spektrum yang dihasilkan spesi'ik untuk senya=a tersebut. Metode ini banyak digunakan karena; -
olehkarena itu dapat menyajikan sebuah 'ingerprint 4sidik jari5 untuk senya=a tersebut.
3
Daerah serapan (cm-1)
253$62%4$ #*3$6#'"$
*$2$6*$5$ 4"365"$
Gugus Fungsi
76
76
Nama Gugus Fungsi
Nujol Mull
alkana
2%228#4 2534835 #'358#5 #*"3823
alkena
*$$$6*#$$ 4"365"$
76
aromatik
**$$ #4'$6#45$
76 797
#3$$6#4$$
797
alkuna alkena aromatik (:in:in)
#$5$6#*$$
Alkohol /ter asam kar;oksilat ester
761
#4%$6#"4$
791
*4#$6*4'$
16
2$$$6*4$$
Al!ehi!a Keton asam kar;oksilat ester alkohol +enol (monomer)
Alkohol +enol (ikatan i!rogen)
16
*$$$6*4$$
16
**#$6*3$$
N6
AsSalisilat – KBr 2%2$82* 253583# #''$85* #*528%4
"2"8#4
53'8'" "5#8#" "3%8%3 4%48*$
"2"8#4
53'8'" "5#8#" "3%8%3 4%48*$
6 6
6 #44284'
*$3%8#$ 54$823 "5*8#$ "358$2 4%48*$ *$3%8#$ *$$"8$2 54$823 "5*8#$ "358$2 4%48*$ 6 #4358"5
6
#3""8""
#3"385'
6
#2%'82' #2'48$2 #2$%8*" ##%$8$5 ##3*8'* #$5"853
#2%48#4 #2'48$2 #2$"8'' ##3#83$ #$5%8"5
#"#28"%
6
6
6
6
6
2%228#4 2534835 **"%82% 2"2*8'%
*2*28"$ *#%28#% *#4%8$' 2%3#8$% 2%2'8$% 253'843 2"2*8'% 24""82$ 23%28** 23*'8'4
asam **"%82% kar;oksilat amina
AsSalisilat – Nujol Mull 2%3#8$% 2%2'8$% 253'843 #'428$' #''583' #*"%8#$
**"%82%
##5$6#*4$
76N
amina
#*$385#
#3#36#34$ #*'36#*53
6N12
nitro
#*"3823
*2*28"$ *#%28#% *#4%8$' 6 #*238#$ #2%'82' #2'48$2 #2$%8*" ##%$8$5 #*"%8#$
*2*4833 *$3%8#$ *$$"8$2 2%2$82* 253583# 2"#%84* 23%'824 23*'8'4 2*5$8#4 2#"#853 2$558%# *2*4833 *$3%8#$ *$$"8$2 6 #2%48#4 #2'48$2 #2$"8'' 4 ##3#83$ #*528%4
Tabel *.* &erapan Khas 3eberapa 2ugus !ungsi 4http;GGid.=ikipedia.orgG=ikiG&pektroskopiHin'ramerah5
Prinsip
kerja
spektro'otometer
in'ra
merah
adalah
sama
dengan
spektro'otometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. &pektroskopi in'ramerah ber'okus pada radiasi elektromagnetik pada rentang 'rekuensi 6++-6+++$m-, =a9elength5% yang merupakan ukuran unit untuk 'rekuensi. 0ntuk menghasilkan spektrum in'ramerah% radiasi yang mengandung semua 'rekuensi di =ilayah "# dile=atkan melalui sampel. Mereka 'rekuensi yang diserap mun$ul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. "n'ormasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dariC ditransmisikan bersekongkol mela=an =a9enumber. &pektroskopi in'ramerah sangat berguna untuk analisis kualitati' 4identi'ikasi5 dari senya=a organik karena spektrum yang unik yang dihasilkan oleh setiap organik @at dengan pun$ak struktural yang sesuai dengan 'itur yang berbeda. &elain itu% masing-masing kelompok 'ungsional menyerap sinar in'ramerah pada 'rekuensi yang unik. &ebagai $ontoh% sebuah gugus karbonil% < I (% selalu menyerap sinar in'ramerah pada ,D+-,D7+ $m-, meregangkan. 4&il9erstein% *++*5 Teknik
spektroskopi
"#
digunakan
untuk
mengetahui
gugus
'ungsional
mengidenti'ikasi senya=a % menentukan struktur molekul% mengetahui kemurnian dan mempelajari reaksi yang sedang berjalan. &enya=a yang dianalisa berupa senya=a organik maupun anorganik. ampir semua senya=a dapat menyerap radiasi in'ramerah.4 Mud@akir% *++7 5 Tidak ada pelarut yang sama sekali transparan terhadap sinar "#% maka $uplikan dapat diukur sebagai padatan atau $airan murninya.
"
BAB III ET*D*L*GI PER+*BAAN
III.1 Alat ,an Ba!an
,. &pektro'otometer !T"# *. 2unting . 3otol air mineral berbahan PET
, set , buah , buah
III.2 et%,e Per-%aan
,. Preparasi Menggunting botol air mineral berbahan Poly 4ethylene terephthalate5 dengan ukuran sekitar 6 J B $m. *. Pengujian !T"# 0ji karakteristik Poly 4ethylene terephthalate5 menggunakan !T"# dilakukan dengan Menyalakan alat penguji !T"# dan $omputer penghubung so't=are yang digunakan untuk menganalisa% kemudian meletakkan sampel yang sudah jadi pada sample holder dan menempatkannya pada lintasan sinar alat !T"#. &elanjutnya melakukan pengukuran dengan alat !T"# sehingga dihasilkan spektrum !T"# dari sampel. III." D/agram Al/r Per-%aan
&TA#T
P#EPA#A&" PEN20/"AN !T"# ANA"&A )ATA )AN PEM3AA&AN
PENA#"KAN KE&"MP0AN
!"N"&
5
BAB I0 ANALISA DATA DAN PEBAHASAN
.1 Anal/sa Data
)ari uji spektroskopi !T"# dengan sampel Poly 4ethylene terephthalate5 didapatkan spektrum in'ramerah seperti yang tampak pada gambar 6., berikut.
2ambar 6., &pektrum in'ra merah dari sampel Poly 4ethylene terephthalate5 )ari data tersebut didapatkan tabel seperti berikut. No , * 6 B D
Wa9enumber D**.B* D:*.D 7D,.77 :D+.7+ ,+,.7D ,+:B.D ,*6*.:
"ntensity +.::7 D7.6, B7.+*: D,.DB7 B,.:7 :.+6 7.:B,
No 7 : ,+ ,, ,* , ,6
Wa9enumber ,:.+* ,6+D.D ,6B.D: ,B+6.:7 ,BDD.D ,D,*.7+ *:6.+7
"ntensity D*.,+7 D+.* 7D.:*, 7D.7, :+.6,+ .76D :.+B7
&etelah dianalisis dan disesuaikan dengan tabel serapan gugus 'ungsi yaitu; No
Wa9e number
intensity
2ugus 'ungsi %
, * 6 B D 7 : ,+ ,, ,* , ,6
D**.B* D:*.D 7D,.77 :D+.7+ ,+,.7D ,+:B.D ,*6*.: ,:.+* ,6+D.D ,6B.D: ,B+6.:7 ,BDD.D ,D,*.7+ *:6.+7
+.::7 D7.6, B7.+*: D,.DB7 B,.:7 :.+6 7.:B, D*.,+7 D+.* 7D.:*, 7D.7, :+.6,+ .76D :.+B7
76 76 76 76 76 761 761 76N 76 76 797 797 791 16
ima gugus tertinggi; ,. *. . 6. B.
(-
." Pema!asan
3erdasarkan data yang diperoleh% dari hasil uji sample dengan menggunakan botol plasti$ air mineral dengan !T"# didapatkan gugus <-% <-(% <-N%
#$
&truktur 'ungsi PET tersebut didapat dari jurnal hanya terdiri dari <-%
BAB 0 KESIPULAN
Kesimpulan yang didapatkan dari praktikum pengujian !T"# ini adalah ,. &truktur dari sample berupa botol plasti$ air mineral adalah PET ##
*. Terdapat pengotor <-N sehingga dalam gra'ik yang didapat hasil dari pengujian menggunakan !T"# terdapat kandungan <-N yang $ukup banyak .
#2
