LAPORAN AKHIR PENELITIAN

ANALISIS KOND UKTTVTTAS BAIIAN POLIANILINSEBAGAI FTINGSI KONSENTRASI ELEKTROLIT

Oleh:

SRI SURYANINGSMDOY HARI}OYO HARIOTUTI ARYATI DEMEN

DIBIAYAI OLEH DANA DPPIDRK UNTVERSITAS PAI}JADJARANTAHI]N ANC,GARAN IW\ /I99/E

DENGA|I KONTRAK NOMOR: 454/JD5.r4fi-PtPtf,97 TAMGAL 2 JIIlrtI 199?

LEMBAGA PENTELITIANUNTYERSITAS PADJADJARAN

FAKIILTAS MATEMATIKA DAIT ii,'}fil PEI{GETAEETAi{ &Lr.fUNWERSIT.A.S PAD'AD'ARAN

JAI\TUARI 1998

#. qFr

LEHi}AR TI}EFJ?'I'['AS T}AN PET{COSAIIANi,APORAN AKII IR IiASTI, PF],T{i 'T,TTIAN NPP/i}i iK

. Judul Pcnclitian

. Macarn Penelitian

. Katagori

: Analisis Konduktivitas Bahan Polianilin SebaqaiFungsi Konsentrasi Elektrol it

: [x] Dasar: I

-ctua Pcncliti. Nama Lengkap dan Gelar. Jenis Kelamin. Pangkal/Go lon-ean/NlP.. Jabatan Fungsional. Fakultas/JurusanUniversitasBidang Ilmu yane Diteliti

: Sri Suryaningsih, Dra.:L lP: Penata MudallIla/l 3 I 832025: Asisten Ahli Madya: MIPA/Fisika: Padjadjaran: Fisika Material

rmlah Tim Peneliti : 3 orang

okasi Penelitian : Laboratorium Fisika MaterialLaboratorium Instrumentasi dan Elektronika

ila penelitian ini merupakan peningkatan kerjasama kelembagaan tersebut:Nama InstansiAlamat

rngka Waklu Penelitian : 8 Bulan

iaya yang diperlukan : Rp.3.000.000,-( Tiga Juta Rupiah)

igetahui;.ah Fakultas Matematika dan

Bandung 2A lanuari 1997.

}.ItP. 131832025

r Pensebhuan Alam

r / t a. ' t t r . ' Itat Zb t . 'v- , f >r

S"ffiptnal130350r{51

--:-j"Menyetujui,

Ketua Lembaga Penelitian UNPAD

( Dr. R. Otje S. Soemadiningrat, SH. )NIP. 130442437.

ABSTRAK

Penelitian ini bernrjuan mempelajari perubahan kondulcivius bahan polianilin

rerhadap konsentrasielektrolit. Telah dilakukan eksperimen sintesis dan doping polianilin

(PANI) dengan metode elektrokimia galvanostatik dan metode karakterisasi bahan

menggunakan metode tbur poim probe (4 elektroda). Sebagai hasii kajian diperoleh

kesimpulan bahwa dari hasil analisis sejumtah film polianilin kondul*if yang dihasilkan

pada berbagai kondisi pemrosesan galvanostatik dengan eleirrrolit HCI telah diperoleh

estimasi perangkat paramerer sintesis den doping .vang menghasiikan konduktivitas

optimai sekitar 5,0 S/cm, yaitu konseniasi elektrolit 1,2 IvL konsentrasi monomer 0,2 M,

arus tetap 1,4 mA. Hasil ini cukup untuk menunjukkan bahwa polianilin adalah salah satu

jenis polimer konduktii dan diperoleh gambaran tentang kaitan anFra peningkatan

ksrvl'ildivitas PANI dan konsentrasi elekrrolit-

l1l I

ABSTRACT

The reseacrh aims to srudy changes in polyaniiine conductivit-v in relation to the

concentration of electrolytes. Polyaniline (PANI) synthesis and doping experiments have

been carried out using the electrochemical galvanostatic and the characterisation tbur

point probe *einoas. To summarise the results some conductive polyaniline tilm was

anaiysed using the galvanostatic proses with HCl electrolytes whose parameters of

synthesis and doping were estimated Optimum conductiviry was estimated to be

approximareiy 5.0 Sicm, i.e an electrolyte concemration of 1.2 M, a monomer

concentration of 0.2 M, a constant curent of i.4 mA. This result indicates that

polyarriline in a conductive tvpe of polimer, and shows a connection between level of

conductivit-v P ANI and electrolyte concentration

lV iIi

Kata Pengantar

B ismi I laahinohmanirrohim,

Alhamdulillah pr{ii syulcur penulis panjatkan ke Hadirat Allah Subhanahu

Wata'ala atas rahmat dan hidaphNya penulisan laporan akhir penelitian Dana

DPPIDRK Universitas Padjadjaran Tahun Anggaran 1997 1998 dengan kontrak

No.464/J06.141\PIPL/97 ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya.

Dengan selesainya penelitian ini yang berjudul ' Analisis Konduktivitas Bahan

Polianilin Sebagai Fungsi Konsentrasi Elektrolit' . kami ingin mengucapkan terima kasih

kepada:

l. Kerua Lembaga Penelitian Universitas Padjadjaran . beserta staf y'ang telah

membenkan kesempatan dan kemudahan dalam penelitian ini.

2. Dekan Fakultas fu{atematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Padjadjaran.

3. Ketua Jurusan Fisika. Fakuitas Matematika Dan ilmu Pengetahuan Alam, Universiras

Pad_iad_iaran.

4. Semua oihak yang telah membantu hingga terlal.sananya penelitian ini.

Kamr vakin bahrva oenelidan ini masih jauh dari sempurna dan periu dikembang-

kan lebih jauh, karenanya segala knnk dan saftln sangat ciharapkan'untulc perbaikan di

masa yang akan daiang. Semog peneiitian ini bermanfaat bagi perkembangan iimu

pengetahuan- khususnya dalam bidang fisika mareriai.

.Iatlnangor, Januari 1998

Ketua Peneliti

DAFTAR ISI

Lembar Identitas dan Pengesahan

.{bstrak

Absfract

Kata Pengantar

Daftar isi

Daftar Tabel

Daftar Gambar

Bab. I Pendahuiuan

Bab.2 Tinjauan Pustaka

2.1. Polianilin

2.1 l. Strukfur Polianiiin

2. 1.2. Mekanisme Polimerisasi

2. 1.3. Eiektrokromisias Polianilin

Bab. 3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Bab. 4 Metode Peneiitian

4.1. Sintesis Bahan Polianiiin dengan Metoda Elektrokimia

4.2. Peniapan Bahan dan Pembuatan Film Tipis PANI

4.3. Karakterisasi

Bab. 5 Hasil dan Pembahasan

Bab. 6 Kesimpulan dan Saran

DaftarPustaka

Lampiran

Hal.

t l

iii

iv

vi

vii

viii

I

J

J

+

9

101/ lt -/.

t . tLL

T4

15

l6

20

22

23

vl

Daftar Tabei

'abel 5.1. Variasi Pammeter pembuatan sampei untuk pengukuranKondultivitas

Hal.

L7

l/n

Daftar Gambar

Gambar 2.1. Struktur Ceometri Anilin

Gambar 2.2- Struktur Geometri Polianiiin

Gambar 2.3. Sfuktur Geometri Poiiarulin dalarn bentuk Basa

Gambar 4.1. Rangkaian Sintesis dan Parameter Sintesis

Cambar 4.2. Pengukuran Konduktivitas dengan Metoda 4-elekrroda

Gambar 5.1. Kurva Konduktivitas bahan Polianiiin hasil sintesis terhadap

Konsentrasi Elektrolit Asam Klonda ( i :0'1 mA )

Gambar 5.2. Kurva Konduktivitas bahan Polianilin hasil sintesis terhadap

Konsentrasi Elektrolit Asam Klorida ( I : 1'4 mA )

Hal.

A+

l?

l ' \

r8

r9

vlu

BAB T

PBNDAHULUAN

Polimer konduktif adalah potimer yang secara intrinsik dapat menghantarkan

istrik. Sifat listrik polimer konduktif <iapat diatur dengan mengontrol parameter sintesis

121, seperti konsentrasi monomer, kcnsenffasi elektrolit, tegangan-. waktu polimensasi

1an temperatur polimerisasi.

Diantara polimer konduktif generasi baru yang teiah <iitemukan sejauh ini'

polianilin (PANI) menempati kedudukan yang istimerva karena kaya akan aspek ilmiah

dan iues potensi aplikasinya seperti baterai sekunder, sensor, bahan eiekirokiomik' soiar'

LED (Light Emitting Dioda), bahan devais eiektronik (Paui. 1985) dan optoelektronik

(yang, 1995). Setain itu dianura poiimer konciuktif yang teiah ditemukan. polianiiin

(pANI) merupakan bahan yang paling stabil, mudah lamt dalam berbagai pelarut organik-

rnurah dan berlimpah.

potensi aplikasi tersebut rnenjadi makin mendekaii reaiitas karena PANI

merupakan satu-satunya polimer konduktii ]'ang dapat ciibuat secara i<imia cian secara

eleirtroicimia [1,3]. Sifat unik ini merupakan dasar bagi penvujudan tei<nik produksi

dalam skaia massal dalam jangka waktu relatif singkat-

Selain itu sifat listrik bahan polimer konduktif dapat diatur dengan proses cioptng

- didoping melalui pengaturan konsentrasi elektrolit, tegangBn dan temperatur- Ffek dari

faktor-faktor tersebut dapat diketahui dengan pengamatan perubahan konduktivitas-

Dalam tahap pertarna penelitian ini bertujuan menguasai metoda dan teknik

si-ntesiiny,a*O"ng* menentukan pacrmeter-pBrameter sintesis dan parameter-parameter

2

,rasional. Selanjutnya bertujuan untuk memperoleh gambaran pengaruh parameter

lrosesan dan menentukan kondisi sintesis optimal. Dari hasil penelitian ini diharapkan

,n diperoleh hubungan antaftr konduktivitas dan konsentrasi elektrolit'

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1. Poliani l in.

1.1. Struktur Polianilin

Polianilin (PANI) merupakan salah satu jenis polimer konduktif yang dihasilkan

rri proses pelomerisasi monomer anilin (C6I{5NH2) daiam suasana asam. Anilin

^emiiiki struktur eeometri sebaEai berikut:

c I ,Garnbar 2.1 Struldur seometri anilin

.dapun struktur geometri polianiiin secacl umum adalah .

t-(O f O-il-u.t Q-N:G*-,-r"gugus tereduksi gugus teroksidasi

Gambar 2.2 Srukhr geometri poliaruiin.

Gugus tereduksi terdiri dari dua moiekui yang berbentuk cincin benzoid (- O -)

an dua gugus amin" sedang pada grrgus teroksidasi salah satu cincin benzoid berubah

nenjadi cincin quinoid (:e:) dan gusus amin menjadi imin.

Nilai x (0 < x S i) menentukan tingkat oksidasi polianilin. Nilai x : 0,

nenunjukkan tingkat teroksidasi pcnuh yang menghasilkan polianiiin berbentuk basa

rcrnigranilin (PNB) dimana rantai polimer hanya terdiri dari gugus teroksidasi

l

4

Nilai x : 0,5 menunjukkan tingkat setengah teroksi<Iasi yang menghasilkan

nlianilirn berbentuk basa emeraldin (EB). Sementara nilai x : I menunjuhkan tingkat

ereduksi penuh yang menghasilkan polianilin berbentuk basa leukoemeraldin (LEB).

') (-O-N :O: N, (-O- *=O: N-)ln

,). tGO # C Iru@*:G*-)l ,,) r(-O i O # -,,-O ; O |-rr.

iambar 2.3 (a) basa pemigraniiin O) basa emeraldin (c) basa leukoemeraldin

l-1.2 Mekanisme Polimerisasi Polianilin

Polimerisasi poianilin dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara elektrokimia

nenggunakan medan listrik dan secara kimia densan mengadukan.

t. Polimerisasi secara EleWrokimia

Polianilin diperoleh dari hasil polimerisasi monomer anilin yang hasilnya berupa

ilm tipis. Polimerisasi terjadi pada salah sat',r kutub eleiitroda di bawah pengaruh medan

istrih pembahasan terinci mengenai masalah iru dapat dilihat datam sintesis bahan.

\dapun tahapannya adalah sebagai berikut:

5

(1) oksidasi monomer anilin membentuk kation radikal

B_N-H _) B-N-H + e-HH

kation radikal

(2) reaksi kimia bia^sa dua kation radikal

B-N-H + B-N-H _) B-N-B-N-H + 2FfH H HH

p-amino-difbnilaminatau

. H-N-B.B.N.H- ,HH

benzidin

yang berperan selanjutnya hanya p-amino{ifenilamirq sedangkan benzidin melarut ke

dalam lan:tanr sintesis.

(3 ) oksidasi p-amino-difenilamin

B_N_B_N_H B_N:q:1{_H + 2Ff + 2e-HH

(4) 2tB-N:Q:N-FilHH

(5) B-N-B-N-B-N:q:N-11 B-N:Q-N-B-N:q:5-H + 2H= * 2e'HHHH

Demikian seterusnya, setiap proses oksidasi diikuti reaksi kimia. Pada proses oksidasi

tcrjadi perubahan gugus (-B-N-B-N-H) menjadi (-B-N:q:p-H) + 2l{ + 2e-, denganHH

.,{Sngan B adalah gugus benzoid dan Q adalah gugus quinoid.

6

Pada saat polimcrisasi polianilin sccara simultan berlangsung proscs doping.

'.dapun mekanisme dopingdedoping dilukiskan sebagai berikut :

. Pasangan redoks pertama

(-B-N-B-N-B-N-B-N-) t-eukoemeraldin Base (LEB)HH HH

fJ-e-, +A- pembentukan polaron I

-f(-B-N-B-N-B-N-B-N-)

HHHH

f i€, *A- pembentuitan bipolaron i

A- A?+f\ +fl

i - ts -i\{-B-N-B-N:Q:N-)HHHH

l.i.-iil, -a- doping-dedoping

(-B-N-B-N-B-N:q:Y-iHH

). Pasangan redoks kedua

(-B-N-B-N-B-N=FN-)HH

tJ-e', +A- pembentukan polaron II

(-B-N-B-N-B-N:Q:N'HH

pembentukan bipolaron IIt$-e',+4-

+A- *A-(-B-N:Q:N-B-N:Q:N-)

HH

tJ-tt*.-a-

(-B-W--q:N-B-N:q:g-;

Dari sini terlihat bahwa pasangan redoks pertama membentuk polianilin

teroksidasi 50% dan pasangan redoks kedua membentuk polianilin teroksidasi 10096.

2- Poltmerisasi secara Kimia

Polimerisasi anilin secara kimia memiliki beberapa kelebihan dibanding secara

elektrokimia. antara lain :

a. alat yang digunakan relatif sederhana

b. biaya reiatif murah

c. ciapat rnenghasiikan poilianiiin dalam jurnlah besar.

Akan tetapi polimerisasi secara iiimia membutuhkan tahapan yang panjang dan rvaktu

1.'ang cukup iama.

Poiimerisasi terjadi dalan tiga tahap, yaitu :

(1) tahap inisiasi

dalam tahap ini terbagi menjadi dua bagian. yaitu :

a. pembennrkan species reaktil yaitu perubahan inisiator men$adi radikal,

I --> R'

b. reaksi antara species reaktif dengan monomer pertama sehingga terbentuk

monomer aktif,

M+R'-+ M-R'

(2) tahap propagasi, yaitu peninglcatan jumlah monomer yang terikat-

M-R.+M --+ R.M_M'

R-M ---- fu{ '+f f i R-M ---- [ { '.... danseterusnva-

(3) tahap terminasi, yaitu reaksi akhir pembentuican rantai poiimer,

R - M ----|1{'i- fy{l---ruj![ - R -+ ft rurururufrruf - fu{ rurururu f

Mekanisme dopingdedoping pada polimerisasi secara kimia'terjadi melalui

oses proiorrasideprotonasi seilagai berikut :

{-B-N-B-N-B-N:QFN-) basa emeraldin (EB)HT{

?$-if. -n-

-A *A-(-3-N-3-N-B-N=Q:N-) garam emeraldin (ES)

hiHHH

Pada proses protonasi terjadi interaksi atom H+ dengan aton N yang memiliki

sangan elek-tron sunyi sehingg dihasilkan bipoiaron Akan tetapi beberapa eksperimen

enunjukkan adan.va sinyal ESR pda basa emeraldin (EM) yang diprotonasi. Diduga

oses berlanjut dengan re<ioks internal daiam rantai sehingga terbentuk bipoiaron-

*A- *A-- - {-B-N:B-N-p_lNaQ_ N-)

HH H Hredoks internal

-A- +A-(-B-N-B-N-B-N-B-N-)

HT{H H

Pemisahan kation radikal*A' *A-

(-B-N-B-N-B-N-B-N-)HHH H

2-l 3 Elektrokromisitas Polianilin

Polianiiin merupakan saiah satu polimer konduktif y'ang memiliki sifat

eieictrokromik. Variasi warna .vang dimiliki oieh poiianiiin adalah kuning kehijauan,

hija,r, biru kehijaurn, hijau kebiruan dan biru. Perubahan warna iru berkaitan erat dengan

variasi tegangan pada fiLn. Pada saat film polianilin mengalami proses oksidasi 'arladi

reaksi :

{PANIXXH-{) -+ (PANI')(A-)* n xH* - xe'iransDaran biru

Sedangkan pada saat fiim polianilin mengalami proses reduksi terjadi reaksi :

{P.tu\I')(A-)* + xH* + .\e' -+ (PANIX,XIfA)brru transparan

Dengan mengatur keadaan redoks dari polianilin, maka iiim poiianiiin pada saat

teroksiciasi berubah warna d;ari transparan terjadi binl dan pada saat tereduksi tilm

berubah warna <iari biru meniadi transpararr

BAB ITt

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini bernrjuan untuic pembr.ratan bahan fungsional baru yang dapat

renunjuklian efek parameter bahan Polianiiin (PANI) seperti konsentrasi elektrolit,

:hingga dapat menghasilkan PANI yang mempunyai konduktivitas yang stabil.

erkaitan dengan masalah yang dihadapi dalam pembuatan bahan fungsional tersebut,

raka dilakukan penelitian unttrk mempelajan pnlaku parameter - parameter sintesis dan

arameter - parameter operasional sebagai berikut :

1. Pembuatan alat ukur kondukrivitas untuk menunjang pengamatan efbk

parameter bahan

2. Pembuatan bahan PANI sebagai bahan poiimer kondukrif dengan metoda

elektrokimia

3. Penentuan Danrmeter sintesis- vairu konsentrasi eiektrolit dan konsenrasi

monomer dalam pembuatan tilm trpis PANI.

.1. Penerapan berbagai macam pengul:uran pada bahan fiim tipis PANI untuk

mengetahui efek y.'ang ditimbuikan oleh adanya perubahan konduktivitas

bahan.

Pembuatan film tipis dari bahan PANI merupakan tahapan ],ang sangat penting

:alam menumbuhkan kemampuan untuk mengkaji aspek ilmiah bahan dan membuat

'ahan fungsional ,vang memiliki potensi aplikasi. Berkaitan densan hal tersebut, salah

atu yang dapat dirasakan a.lalah .

1. Menguasai cara pembuatan film tipis PANI yang mempunyar sifat mekantk

yang baik dengan menggunakan metoda elektrokimia

2. --il,G=n gua-sai pEmbuatan alat ukur ko ndukti vi tas

3. Memberi kesempatan untuk memahami taktor-taktor yang dapat

mempen garuhi PAN I agar konduktivitasnya stabil

4. Mendula:ng penelitian yang sedang dirintis di jurusan fisika FMIPA UNPAD

10

1l

5. Memberikan kesempatan untuk meningkatkan pengetahuan dan kemampuan

analisis, sehirrgga sebagai staf pengajar dapat memberikan informasi yang

baru

6. Memahami cara pernbuatan suatu rJevais dan memahami mekanisme kerjanya

7. Meniadikan landasan ungk melakukan tahap penelitian selanjutn-Ya

BAB TV

METODE PENELITIAN

Penelitian yang dilakulcan meliputi beberapa tahapan, yaitu sintesis bahan dan

yakteristik bahan Sintesis bahan dilaliukan dengan beberapa tahapan yang terdiri dari

:mbuatan larutan elektrolit dan pembuatan film tipis PANI dengan metode elektrokimia.

arakterisasi bahan fiim tipis terdiri dari pengukuran parameter sintesis dan

rnduktivitas bahan PAllI.

1. Sintesis Bahan Polianilin denqan Metoda Elekuokimia

Proses eiekrokimia diawali dengan transt-er eiektron darlke eiektroda ireduksii

oksidasi) yang terjadi pada perrrukaan eiekroda. Didaiam eiektroda eiekuon

mengaiir dari (ke) larutan ke (dari) rangkaian. Untuic melakuiran polimerisasi

elekfrokimia, semua elektroda -!-ang

digunakan harus bersifat inen. Proses

polimeisasi diawali dengan proses oksidesi monomer oleh bahan oksidator.

Poiimeisasi poiimer tak konduktif tidak dapat dilakukan secera eleitrokimia- karena

proses tidak dapat berlaniut akibat terbenruiin-v-a produk tak-konduicif pada

permuhaan elektroda Sedangkan polimerisasi poiimer kondulrif prociuk )'ang

terbennrli di elelctroda bersifat konduktil maka polimerisasi dapat berjalan terus-

Dengan metoda ini, bahan inisiator tidak diperlultan dan digantikan dengan pttensial

listrik sehingga laju polimerisasi dapat diatur dengan mudah meialui pengatucm

potensiai atau anrs iistrik yang diberikan.

Berdasarkan parameter pengendalian yang ciigunakan, polimerisa-si eiektrokimia

rerlangsung di dalam larutan yang berisi monomer anilin dan elektrolit dan dapat

iilahffideTgan dua -metodaiasar-:.

12

l3

metoda galvanostatik yang bekerja dengan arus listrik konstan. Metoda ini

menggunakan sistem sel dua elektroda, seperti dalam gambar4,.l.a.

metoda potensiostatik yang bekerja dengan tegangan eiektroda keqa (WE) tetap

terhadap elektroda acuan (RE). Metoda ini meggunakan sistem sel tiga elektroda,

seperti terlihat pada gambar 4. l.b.

arena sintesis polianilin berlangsung melalui proses oksidesi, maka proses rnelekat di

rtoda sehingga katoda dinamakan elekrroda kerja (W-E).

Larutan

katoda (

larutan

(CE) katoda (CE)

eiektroda acuan (RE )

Gambar 4.1 Rangkaian sintesis dan parameter sintesis yang ciibuat tetaD

pada masing-masing metoda (a) metoda saivanostatik dan

(b) metoda potensiostatiii

Dalam metoda galvanostatik parameter proses yang <iibuat tetap terhadap waktu

lalah iaju oksidasinya. Hal ini sesuai dengan hukum Faraday, ciimana arus yang

'engaiir sebanding dengan laju oksidasi/reduksi yang terjadi pada katocia. .iika metocia

,i digunakan untuk sintesis polianilin, maka parameter ,vang dikendalikan adalah laiu

<sidasi polimerisasi dan doping. Arus dibuat tetap dengan mengatur beda potensial

Itara katoda dan anoda, karena selama proses sintesis terjadi perubahan konsentrasi

;aldan dan pelapisan permukaan elektroda dengan hasil oksidasi yang tidak diinginkan

rng disebabkan elektroaktifitas suatu atom atau molekul dibangkitkan oleh potensial.

- - -

14

Dalam metoda potensiostatik" parameter proses yang dibuat tetap terhadap waktu

.alah beda tegangan antara katoda dan elektroda acuan (RE). Dengan demikian reaksi

.ng diinginkan dapat dikendalikan dengan memberikan potensial di WE.

Pemakaian bahan elektrolit dan elektroda perlu diperhatikan. Elektrolit selain

:rperan sebagai pembawa muatan di dalam larutan juga berperan sebagai dopan. Oleh

'bab itu, pemakaian bahan elektrolit yang berbeda dapat menghasilkan sifat polianilin

rng berbeda pula. Elektroda yang digunakan harus bersitat inert pada daerah potensial

:da yang dikehendaki.

2. Persiapan Bahan dan Pembuatan Fiim Tipis PANI

Dalam penelitian ini metoda polimerisasi yang digunakan adalah polirnerisasi

tektrokimia galvanostatik. Bahan-bahan yang digunakan dalam premb'-ratan fiim tipis

Ai\I adalah anilin CeHsNHz (99,9l/o ) yang telah didestilasi, asam klorida HCI (37 0;6)

:bagai larutan eleLtrolit- akuades sebagai pelarut, pelat platina (Pt) berukuran 2i1,5 cm:

ebagai eleltroda mitra (CE), kaca konduktif ITO ( lndium Tin Oxide ) berukuran 2x1.5

mi sebagai eleLtroda keqa (WE).

Tahapan yang dilakukan dalam pembuatan film tipis PANI terdiri dari pembuatan

ln.tan elekrrolit dengan mencampurkan monomer anilin dengan konsentrasi dibuat tetap

sbesar'0,2 M, larutan akueous asem klorida (HCl) dan peiarut akuades. Konsentrasi

arutaneiektroi i td ibuatbervar iasiyai tu0,2,0,3,0,4,0,5,0,6,0-8.1.0,1.2dan1-4M

Langkah selanjutnya adalah pembuatan tiim tipis PANI dengan proses

nlimerisasi elektrokimia ,vang diiakukan di dalam sel elektrokimia yang terdiri dari

nonomer dan laruan elektrolit.

)olianilin yang terbentuk meiekat pada ITO (WE) dalam bentuli fiim tipis (lapisan tipis)

lan memiliki ketebalan beberapa sampai puluhan miiiro. Pelepasan film dari elek*oda

idak dilakukan karena film telah melekat pa<i;a bahan non-konduktif (kaca atau plastik),

lan dikeringkan sebelum diukur kondui.tivitasnya.

t5

.3. Karakterisasi

Karakterisasi yang dilakukan pada bahan PANI adalah pengukuran konduktivitas

.engan metoda four-point probe yang telah Jimodifikasi dengan sumber arus tetap yang

.irakit sendiri dan Hewleu-Packard 34401A Multimeter sebagai pengukur tegangan. Cara

,engukuran konduktivitas dengan metoda fbur-point probe dijelaskan pada gambar 4.2.

*onduktivitas diperoleh dengan menggunakan rumus sederhana" yaitu :

o : (W),i (L.0-'

lengan I : besar arus vang diberikan, V: beda tegangan antar pasangan elektroda bagian

lalam,L: lebarsampel ,d: jarakantarelelcrodadant: tebalsampel-Pengu.kuran

:onduktivitas lilm tipis PANI dilakukan di Laboratorium Material Jurusan Fisika FMIPA

JNPAD.

Gambar 4.2. Pengukuran Konduktivitas dengan Metoda 4-elektroda

BAB V

HASIL DAN PEiIIBAEASA,\

Untuk penguicuran konduktivitas bahan polianilin telah dibuat bagran dari aiat

ukur berup probe dengan metoda fbur point probe (4-elekroda) yang terbuat dari bahan

piatina berbentukj":" dengan diameter 0,2 mm dan jarak antax probe 0,3 mm. flat

inr

digerakkan secaf,a otomatis naik tirrun dengan menggunalian motor. Ksdudrrkan antara

probe dan sampel tegak lunrs- Dua probe bagran luar diaiirkan arus tetap dan probe

bagian <iiaiam digunakan sebagai sensor tegangan.

Sumirer anrs tebp digunakan untuk memberikan arus pada sampel dengan an:s

keiuaran dad 0 mA sampai 50 mA Pada sintesis bahan polianilin secara eleictrokimia

<iiperlukan tegangan tetap sekitar 600 mV sampai 850 mV

Untuk melihat bagimana peryaruh pammeter sintesis terhadap sifat

konduktirins polianiiin 1'alg dihasilkan telah dilakukan pengukuran konduktivitas

terhadap se_iumlah sampei yang dibuat <iengan parameter sintesisn,va ben'ariasi. V-ariasi

vang <iilakukan aciaiah konsentrasi elektrolit dan tegangan, besrjrta parameter proses

lainn-va 1.'ang dibuattetap, seperti dituniukkan dalam Tabel -5. i.

16 Ii

. i

t7

fabel 5.1. Variasi parameter pembuatan sampel untuk pengukuran konduktivitas.

Variasi Parameter Sintesis

Ce

(M)

parameter yang

dibuat tetap

Cm:0,2 M

Suhu:25"C

Waktu: 15

menit

v,L

0,3

0,5

0.8

0,1

1.4

0,1IAIra

0,1

t ,+

0.1

1,4

0,1

1,4

0. it itc

0,1

1,4

0, i

14' t '

0,1

1,4

14,28

4,00

3,57

2,19

2,00

2,50

1,43

0,66

0.25

0g?

0,14

a,70

0,04

0,28 -

. 0,09

0,54

0,4

+,

6.

0,6

Ams

(mA)

Tegangan

( mv)

l8

Pembuatan sampel potianilin dilalcukan selama 15 menit dalam suhu ruang

rgan konsentrasi monomer 0,2 M. Variasitonsentrasinya adalah 0: , 0,3 , 0,4 dan 0,5

r , 0,8 , 1,0 , i,2 dan 1,4 M.

Sampel _yang diperoleh dengan konsentrasi elekrrolit antara 0p M dan 0,5 M

:miliki permulcaan yang tipis dan berwarna hijau muda, sedangkan diatas 0,5 M

rwarna hijau tua dan permukaan lebih halus

rndukrivitas optimal sebesar 5,0 Sicm di; pada konsentrasi elektroiit 1,2 M dengan

tebalan frlm 20 pm.

rmbar 5.1. dan 5,2. memperlihatkan kurvs kondultivitas dari sampel polianilin 1"ang

sin'Lesis dengan konsentrasi elekrrolit bervariasi dan parameter lainnya dibuat tetap.

0,4 0,6 0,8 1'0 1'2 1'4

Konsentrasi Eleitroltt ( t'I )

Gambar 5. i. Kun'a Konciuktivitas bahan Polianilin hasil sintesis terhaciap

Konsentrasi Elektrolit Asam Klorida ( I:0-i rrLA )

J

= .E

:.J

1q\ -a

a! i .5

&'ta

= 0.5-v

0

19

5

4.5

I

S 3.5q3

EL5.=1

* 1.5\Sl- 0.5

00.4 0.6 0,8 1,0 1.2 1,4

Konsentrasi Elcktrol it ( M )

Gambar 5.2. . Kuwa Konduktivrtas bahan Poiianiirn hasil sintesis terhadap'

Konsentrasi Elektrolit Asam Kiorida ( I: 1,4 mA i

Dari hasil pengukuran konduicivitas, teriihat a<ianva variasi yang cukup peka

rhadap konsentrasi elektroiit dan arus yang diberikan dalam larutan Hasii pengukuran

:sebut mengisvaratkan adanva suatu kondisi sintesa yang optimum untuli menghasilkan

'lianilin dengan konduktivitas tertinggi Hal ini berkait'an den*uan adan-va kadar cacat

nrai (dopan) yang sangat menentukan sifat konduktivitas polianilin yang dihasilkan,

mana kenaikan kadar tersebut hingga harga tertentu menghasilkan kenaikan

rnciuktivitas- namun kenaikan seianiutn-va justru akan menurunkan konduktivita,s (T.

shau'a ).

BAB VI

KESIMPTILAN DAN SARAN

Dari eksperimen sintesis yang di.lakukan telah berhasil diperoleh kondisi optimum

pembuatan polimer konduktif polianilin dengan metoda elektropolimerisasi galvanostatik

dengan asam kiorida sebagai elekrolitnya Film polianilin berkondukrivitas optimal yaitu

sekitar 5,0 S/cm teiah diperoieh dari hasii sintesis pada kondisi optimr:rnny4 yaitu pada

arus 1,4 mA, konsentrasi elektrolit l,2M dan konsentrasi monomer 0,2 M pada suhu

karnar selama 15 menit.

Hasii yang diperoleh telah menr:njukkan bahwa polianiiin (PANi) adalah saiah

satu jenis polimer konduktit. Sifat konduktif dari polianilin merupakan suatu proses

polimerisasi yang sekaligus juga proses doping dengan melihat reaksi oksidasi anilin

yang terbentuk, inilah yang menjadikan polimer bisa menghantarkan listrik karena

adanya gerakan eiektron dan akan *"nla1bulkan arus- Semakin banyak elektron teriepas,

semakin tinggi konduktivitas polimer. Akan tetapi ada batas jenuh bagi jumlah dopan,

dimana jika batas tersebut dicapi, konduktivitas akan konstan. Bila dopng terus

dilakukan mungkin akan merusak stnrktur polimer.

Hasil karakterisasi sampel diperoleh gambaran, bahwa konduktivitas polianilin

tergantung korpentrasi elekEolit Crn tegangannya- Selain itu suhu dan lama polimerisasi

20

.ga berpengaruh terhadap sifat konduksif bahan polimer. Hasil penelitian ini dapat

jadikan landasan bagi penelitian lebih lanjut, misalnya untuk untuk menentukan

rameter sintesis lainnya dan pengembangan ke arah yang lebih dekat dengan

riikasinya.

2l

DAFTAR PUSTAKA

. A. Andreatta. and P. Smith, Synth. Met., 55-57 (1993)

. Jelle B.P.. G. Hagen, S. M. Hesjevik, and R. Odegard, Electrochimica Acta, 38

(1 ee4),. M. Angelopouolos eL Al., Mol. Cryst- Lig. Cryat, 160 (1988)

;. M. G. Kanauibis, Chemical Engeneering News, Dec 3' 36 {1990)

i. M. O. Tjia M. Abdullah Fitrilawati, R. E. Siregar, Syntheses and Characteriszation

of Electrochromic Pol.vanilline Composites' Dec 12 (1995)

i. M. O. Tjia" Fitriiarvati, R. E. Siregar, T. H. Nufi'r-s, E. Rosdiana' R' Hidayaq

Mikajuddin, Pengembangan Bahan Polimer Konduktif dan Aplikasin-v-a- Laporan

Hibah Bersaing W2 {1994)

7. Morita M., J. Applied Polymer Science, 52 (1994)

E. P. S. Potember, R. C. Hoffrnan- H. S. Hu- J. E. Cocchiaro- C- A- Viands' R' A'

Murph - and T. O. Pohler, Polymer, 28 (1987)

9. Reka fuo dan Irman Idris, Resistiviry and Concentration lv{easurement- PAU

Mikroelektronika ( 1990)

i0. T. A. Skottheim (ed.), Han<ibook oi Cuntlucting Poly'mes- Vol. I and II. Marcel and

Dekker, NervYork (1986)

11.y. Chmon. Y. Man'da" H. Takahashi, T. Karvai, anci Kotamadya. Yoshino, Jap- -I.

Aprri . Phys., 29 (1 990).

)7

LAMPTRAN

LJ

7. Pendidikan Frofessional

8- Pekerjaan

l. Nama Lengkap dan Gelar

2. TempauTanggal Lahir/Jenis Kelamin

3. PangkatiGolon gadI.{IP

4.. Jabatan

5. AlamatRumah

6. Alamat Instansi

CURICULLUM WTAE

: Dra. Sri Suryaningsih

: Surabaya i 26 Ds;ember 1955 i Perempuan

: Penata Mudarllla,r I 3 1 832C25

: Asisten Ahli Madra

: Jl. Cisitu Baru No.47, Banoung

: Jurusan Fisika FN,iIPA L.'}IP.^JJl. Raya Bandung-Sumedang iLM.2iJatinangor 46363, Teip. (022 )i 9 60 1 4,

: Sarjana Fisika dari tiNPAD, luius th- i987

: StafPengajar Jurusan Fisika, FMIPALINPAD

9. Karya tlmiah :

a. Sri Suryaningsdl 1996, Pembuatan Transistor Bipolar Jerus PNP dengan MetodeDifusi Panas.

unAW- l

. Sri Sun'adI r: r siz-ozi

24

CURICULLUM VITAE

Nama Lengkap dan Gelar : Drs. Doy Hardoyo Hardo, M. Eng. Sc.

Tempat/Tanggal lahir/Jenis kelamin : Garug 12 Februari l949/laki-laki

PangkaVGolonganA.llP . Penata/Ill-c/130 516 297

Jabatan : Lektor Muda

Alamat Rumatr : Komplek Fadjar Raya - Jl. Cihanjuang a2/6 Cimahi

Alamat Instansi : Jurusan Fisika Fahltas MIPA UnpadJl. Raya Bandung-Sumedang KM. 21 Jatinangor46363 Telp. (022) 796014 Fa,r. (022) 796014

. Pendidikan Professional : Sarjana MIPA, lulus th. 1976Pasca Sarjana Teknih lulus th. 1980

. Pekerjaan : Staf Peng4jar Jurusan Fisika Fakultas MIPA Unpad

. Karya Ilmiah : Analisis Bending Loss Pada Fiber Optic

Anggota Peneliti,

,UWDrs. Doy Hardoyo Hardjo, M.Eng.ScNIP. 130 516 297

' I

)sI

CURICULLUM VITAE

Nama Lengkap Can Gelar : Dra.. Tuti Aryati Demerl M. S

TempaVTanggal latrir/Jenis kelamin : Sumedang, 04 Desmber l949lPerempuan

Pangkat/Golongan/It{IP : Penata/Itr-c/BA src 297

Jabatan : Lektor Muda

Alamat Rumah : Jl. Saluyr Indah )trtrNo. 49 Riung Bandung

. Alamat Insansi : Jurusan Fisika Falcdtas MIPA UnpadJl. RayaBandung-Sumedang KM. 21 Jatinangor46363 Telp. (022) '7960r4Fax. (022) 796014

. Pendidikan Professional : Sarjana S-1 Fisika dari Unpad, lulus th. 1982Sarjana S-2 Fisika dari ITB, lulus th. 1990

, Pekerjaan : Staf Pengajar Jurusan Fisika Falarltas MIPA Unpad

. Karya Imiatl : - Sistem Pengontrolan Temperahrr Dengan PLL- Pengontrolan Cattr Daya Dengan MkroprosessorBCrC 8080

fuiggota Penelitian,

,--nf^J'J'Dra. Tuti Aryati Demeq MSNIP. 131413 148

26