FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM...

14
i 25 Agustus 25 Agustus 25 Agustus 25 Agustus 2007, R. Sidang 2007, R. Sidang 2007, R. Sidang 2007, R. Sidang Dekanat Dekanat Dekanat Dekanat-FMIPA UNY FMIPA UNY FMIPA UNY FMIPA UNY, Yogyakarta , Yogyakarta , Yogyakarta , Yogyakarta FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA TAHUN 2007

Transcript of FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM...

Page 1: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

i

25 Agustus25 Agustus25 Agustus25 Agustus 2007, R. Sidang 2007, R. Sidang 2007, R. Sidang 2007, R. Sidang DekanatDekanatDekanatDekanat----FMIPA UNYFMIPA UNYFMIPA UNYFMIPA UNY, Yogyakarta, Yogyakarta, Yogyakarta, Yogyakarta

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

TAHUN 2007

Page 2: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

ii

25 Agustus25 Agustus25 Agustus25 Agustus 2007, R. Sidang Dekanat2007, R. Sidang Dekanat2007, R. Sidang Dekanat2007, R. Sidang Dekanat----FMIPA UNY, YogyakartaFMIPA UNY, YogyakartaFMIPA UNY, YogyakartaFMIPA UNY, Yogyakarta

ISBN : 978-979-99314-2-9

Editor :

Dr. Hartono

Dr. Heru Kuswanto

Dr. Ariswan

Dr. Heru Nurcahyo

Penyunting:

Dr. Hari Sutrisno Supahar, M.Si Nurhadi, S.Si Agung Wijaya, S.Pd

Artikel dalam prosiding ini telah dipresentasikan dalam Seminar Nasional Artikel dalam prosiding ini telah dipresentasikan dalam Seminar Nasional Artikel dalam prosiding ini telah dipresentasikan dalam Seminar Nasional Artikel dalam prosiding ini telah dipresentasikan dalam Seminar Nasional Hasil Hasil Hasil Hasil

PenelitianPenelitianPenelitianPenelitian, Pendidikan d, Pendidikan d, Pendidikan d, Pendidikan dan Penerapan MIPA an Penerapan MIPA an Penerapan MIPA an Penerapan MIPA pada pada pada pada 25 Agustus 200725 Agustus 200725 Agustus 200725 Agustus 2007 di di di di FMIPAFMIPAFMIPAFMIPA----UNYUNYUNYUNY

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

TAHUN 2007

Page 3: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala Karunia dan Rahmat-

Nya sehingga prosiding ini dapat terselesaikan. Prosiding ini merupakan kumpulan artikel

dari peneliti, dosen, dan guru yang berkecimpung dalam bidang MIPA dan Pendidikan MIPA

yang berasal dari berbagai propinsi di Indonesia.

Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama dan 138 makalah

pendamping (sidang pararel) yang terdiri: 22 makalah bidang matematika dan pendidikan

matematika, 45 makalah bidang fisika dan pendidikan fisika, 28 makalah bidang kimia, dan

43 bidang biologi dan pendidikan biologi.

Pada kesempatan ini panitia mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah

membantu dan mendukung kelancaran penyelenggaraan seminar ini. Atas partisipasinya

diucapkan banyak terima kasih

Yogyakarta, 25 Agustus 2007

Panitia

Page 4: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

iv

SAMBUTAN KETUA PANITIA

Assalamuallaikum wr. wb ,

1. Yth. Bapak Rektor UNY Prof. Sugeng Mardiyono, Ph.D

2. Yth. Bapak Dekan dan Para Pembantu Dekan FMIPA UNY

3. Yth. Bapak Sumarna Surapranata, Ph.D Direktur Pembinaan Diklat Dirjen PMPTK

4. Yth Bapak Prof. Dr. Sukardjo, Bapak Prof. Suryanto, Ed.D, Bapak A. Sardjana, M.Pd,

Ibu Yoni Suryani, S.U. dan

5. Yth. Para peserta seminar sekalian,

Kami atas nama panitia mengucapkan selamat datang di gedung baru FMIPA UNY

dan marilah kita panjatkan puji syukur kehadirat Allah s.w.t atas limpahan nikmatNYA yakni

berupa kesehatan kepada kita semua sehinga kita bisa menghadiri Seminar Nasional

Penelitian Pendidikan dan Penerapan MIPA yang diselenggarakan oleh FMIPA UNY pada

pagi ini. Seminar ini diselenggarakan rutin tiap tahun dan sudah merupakan salah satu agenda

kegiatan FMIPA UNY. Untuk tahun ini seminar diselenggarakan sekaligus untuk

menghormati para senior yang purna tugas yakni Bapak Prof. Dr. Sukardjo(Jurdik Kimia),

Bapak Prof. Suryanto, Ed.D(Jurdik Matematika), Bapak A. Sardjana, M.Pd (Jurdik

Matematika) dan Ibu Yoni Suryani, S.U(Jurdik Biologi). Sudah menjadi tradisi di FMIPA

UNY untuk menghormati para senior yang purna tugas selalu diadakan seminar, hal ini

menunjukkan bahwa karya-karya beliau tidak berhenti walaupun sudah purna tugas.

Pada seminar tahun ini panitia mengundang Bapak Sumarna Surapranata, Ph.D

Direktur Pembinaan Diklat Dirjen PMPTK untuk berdiskusi dan bertukar pikiran mengenai

hal-hal yang terkait dengan Peningkatan Keprofesionalan Pendidik melalui Lesson Study

menyongsong Sertifikasi Profesi. Seminar ini diikuti oleh 132 peserta pemakalah yang berasal

dari berbagai perguruan tinggi baik negeri maupun swasta dan terdiri dari makalah pendidikan

MIPA ataupun makalah tentang MIPA serta penerepannya. Lebih lanjut, rincian abstrak dan

acara seminar ini ada di booklet.

Ucapan terimakasih kepada seluruh anggota panitia yang telah berusaha keras demi

lancarnya seminar ini. Namun kiranya apabila ada hal-hal yang kurang pada pelaksanaan

seminar ini kami atas nama panitia mohon maaf yang sebesar-besarnya. Tidak lupa ucapan

terimakasih kepada seluruh peserta atas partisipasi dan kontribusi makalahnya dan juga

kepada semua pihak yang membantu kelancaran seminar ini. Akhir kata kami ucapkan

selamat berseminar dan mudah-mudahan seminar ini memberi manfaat bagi kita semua.

Demikian sambutan kami kurang lebihnya kami mohon maaf.

Wassalamuallaikum wr. wb.

Yogyakarta, 25 Agustus 2007

Ketua Panitia

Page 5: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

iv

Page 6: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

iv

Page 7: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA Yogyakarta, 25 Agustus 2007

i

DAFTAR ISI

Makalah Sidang Pararel: Bidang Kimia dan Pendidikan Kimia

1. Studi Pembuatan dan Karakterisasi Tipe Zeolit H-ZSM-5 Menggunakan

Abu Sekam Padi dan Tetra-Ethyl Orto Silikat melalui Teknik Autoclaves

Sol-Gel (Busroni & Suwardiyanto) ........................................................... (1-9)

2. Penggunaan Kromium(III) Askorbat sebagai Nutrisi Tambahan bagi

Diabetesi dan Penderita Gangguan Lambung (Kun Sri Budiasih) .............. (10-16)

3. Sifat Termodinamik Sistem Biner Etanol-Air (Isana SYL) ........................ (17-22)

4. Reaksi Oksidasi Kariofilena dengan Kalium Permanganat Menggunakan

Katalis Transfer Fasa CTAB (Sudarmin & Kusoro Siadi) ......................... (22-27)

5. Penentuan Struktur Kristal dengan Mikroskop Elektron Mode Transmisi

(MET) (Hari Sutrisno) ............................................................................. (28-33)

6. Sintesis Senyawa Bibenzil dari Bahan Awal Vanilin melalui Reaksi Wittig

dan Hidrogenasi Katalitik (C. Budimarwanti) ........................................... (34-39)

7. Tetramerstilbenoid dari Kulit Batang Shorea Brunnescens dan Shorea

Rugosa (Dipterocarpaceae) (Haryoto, Euis H. Hakim,

Yana M. Syah,

Sjamsul A. Achmad, Lia D. Juliawaty,

Laily Bin Din,

& Jalifah Latip) .. (40-44)

8. Hubungan Struktur dan Aktivitas Antioksidan Beberapa Senyawa

Resveratrol dan Turunannya (Sri Atun) ..................................................... (45-50)

9. Kandungan Senyawa Bioaktif Antihepatotoksik pada Berbagai Variasi

Jenis Pelarut dan Jaringan Tumbuhan Hopea Mengarawan (Sri Atun,

Nurfina Az, & Retno Arianingrum) ......................................................... (51-57)

10. Pengaruh Penambahan Isoniazid di Pertengahan Fase Eksponensial

terhadap Biosintesis ∆6,7

-Anhidroeritromisinpada Saccharopolyspora

Erythraea Atcc 11635 (Retno Arianingrum) ............................................ (58-65)

11. Studi Mekanisme Adsorpsi Menggunakan XPS (Endang Widjajanti

Laksono) ................................................................................................... (66-71)

12. Modifikasi Metode Analisis Spesiasi Merkuri dalam Lingkungan Perairan

(Susila Kristianingrum) ............................................................................ (72-75)

13. Sintesis dan Karakterisasi Hibrida Merkaptosilika dari Berbagai Bahan

(Siti Sulastri) ............................................................................................ (76-83)

14. Penggunaan Keramik sebagai Membran Elektrolit pada Elektroda

Pembanding Perak/Perak Klorida (Suyanta & Sunarto) ........................... (84-92)

Page 8: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA Yogyakarta, 25 Agustus 2007

ii

15. Diagram-Diagram Potensial-pH Penggunaannya dalam Beberapa Cabang

Ilmu Kimia (P. Yatiman) .......................................................................... (93-102)

16. Kajian entang Proses Solidifikasi/Stabilisasi Logam Berat dalam Limbah

dengan Semen Portland (M. Pranjoto Utomo & Endang Widjajanti

Laksono) ................................................................................................... (103-109)

17. Tinjauan Umum Tentang Deaktivasi Katalis pada Reaksi Katalisis

Heterogen (M. Pranjoto Utomo & Endang Widjajanti Laksono) ............. (110-115)

18. Analisis Kadar Gizi dan Zat Aditif dalam Bakso Sapi dari Beberapa

Produsen (Regina Tutik Padmaningrum & Dyah Purwaningsih) ............ (116-123)

19. Kajian Tentang Pengolahan Limbah Cair Elektroplating secara

Sedimentasi dan Koagulasi di Sentra Kerajinan Perak Kotagede (Siti

Marwati) ................................................................................................... (124-129)

20. Aspek Manajemen Industri dalam Pabrik Pengilangan Minyak Bumi

(Endang Dwi Siswani Widyatmiko) .......................................................... (130-134)

21. Penghalusan Struktur Dua Fasa Titanium Oksida dengan Metode Rietveld

(Hari Sutrisno) ......................................................................................... (135-144)

22. Peningkatan Kualitas Guru MIPA Melalui Pembelajaran Berbasis

Komunitas (Jaslin Ikhsan) ....................................................................... (145-151)

23. Efektivitas Pembelajaran Kimia dengan Metode Eksperimen pada Peserta

Didik Kelas XI IA di SMA Negeri 2 Yogyakarta (Sumiyati, Amanatie &

Nurbani S) ................................................................................................ (152-163)

24. Peningkatan Kualitas Pembelajaran IPA Kimia SMP/MTS melalui Lesson

Study di Kecamatan Pundong-Kretek (Crys Fajar Partana) ...................... (164-169)

25. Chemistry Like: Memulai Konsep Kimia dari Dunia Anak (Rr. Lis

Permana Sari & Sukisman Purtadi) ........................................................ (170-173)

26. Penerapan Cooperative E-Learning pada Pembelajaran Kimia

(Marfuatun) ............................................................................................. (174-178)

27. Sekolah Alam, Alternatif Pendidikan Sains yang Membebaskan dan

Menyenangkan (Maryati) .......................................................................... (179-189)

28. Pembelajaran Kreatif Ilmu Kimia di SMA dan MA (Crys Fajar Partana)

.................................................................................................................. (190-195)

Page 9: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Studi Mekanisme Adsorpsi ….. (Endang WL)

66

STUDI MEKANISME ADSORPSI MENGGUNAKAN XPS

Endang Widjajanti Laksono

Jurdik Kimia, FMIPA UNY

ABSTRAK

Makalah ini bertujuan mengkaji penggunaan teknik spektroskopi fotoelektron yang

bersumber pada sinar-X (XPS) untuk mengkarakterisasi struktur elektronik pada berbagai sistem

keadaan padat maupun cair. Teknik ini didasari oleh adanya pemisahan beresolusi tinggi dari energi

ikatan elektron pada tingkat inti yang diemisikan oleh efek fotoelektrik yang berasal dari iradiasi

sinar X. Melalui deteksi energi kinetik atau energi pengionan setiap saat dapat diketahui secara

tepat perubahan energi elektron bagian tengah (core) akibat perlakuan yang diberikan atau akibat

proses adsorpsi.

Kata kunci : XPS, mekanisme reaksi adsorpsi

PENDAHULUAN

Teknik spektroskopi fotoelektron yang bersumber pada sinar-X (XPS) telah dikenal

sejak lama. Penggunaan alat ini bertujuan untuk mengkarakterisasi struktur elektronik pada

berbagai sistem keadaan padat maupun cair (dalam bentuk sel), melalui analisis energi kinetik

baik yang berupa energi ikatan valensinya maupun fotoelektron pada kulit yang lebih dalam.

Penggunaan teknik ini telah meluas tidak hanya untuk mempelajari karakter permukaan

secara kualitatif, tetapi juga secara kuantitatif. Secara kuantitatif teknik ini biasanya

digunakan untuk menentukan komposisi suatu permukaan, dan lebih dikenal sebagai ESCA

(electron spectroscopy for chemical analysis). Penggunaan alat ini tidak hanya untuk analisis

secara makroskopis, tetapi lebih pada skala mikroskopis (Marcus, 2000, 160)

Mekanisme reaksi adsorpsi gas pada permukaan padat umumnya dipelajari

menggunakan teknik spektroskopi desorpsi termal atau TDS , atau menggunakan metode

spektroskopi infra merah seperti IRRAS atau ATR (M. Kaltchev dan W.T. Tysoe, 1999, 32,

H.Ma, 2002, 178). Gas yang telah teradsorpsi pada permukaan padat (logam) didesorpsikan

dengan pemanasan dan dideteksi menggunakan teknik spektroskopi tertentu. Sebagai contoh

Klauber C (1985, 139) telah berhasil mempelajari mekanisme reaksi adsorpsi amoniak pada

permukaan Ni(110) menggunakan spektroskopi desorpsi termal dan iradiasi elektron pada

suhu perlakuan 85K. Demikian juga H. Ma dan Berthier (1999,45) telah mempelajari

mekanisme reaksi adsorpsi amoniak pada Cr2O3/ Cr(110) menggunakan teknik TDS.

Pemanasan yang dilakukan pada proses desorpsi tidak akan tepat bila digunakan untuk

adsorbat yang terikat lemah pada substrat atau permukaan. Pengaruh panas akan membuat

adsorbat terdesorpsi total padahal mungkin saja sebenarnya hanya sebagian saja adsorbat

terdesorpsi, atau dengan kata lain mekanisme reaksi adsorpsi yang dideteksi adalah akibat

pemanasan. Sehingga perlu dicari alternatif lain untuk mempelajari mekanisme adsorpsi gas

pada permukaan padat.

Gagasan penggunaan teknik XPS untuk mempelajari mekanisme reaksi adsorpsi gas

pada permukaan padat dapat diwujudkan, bila alat dilengkapi dengan perangkat lunak (soft

ware) yang dapat digunakan untuk pemrograman secara otomatis, seperti misalnya

spektrometer VG ESCALAB Mark II yang dilengkapi dengan program ECLIPS. Endang

Laksono (2003, 40) telah memanfaatkan teknik XPS untuk mempelajari mekanisme reaksi

adsorpsi amoniak pada Ni(111) pre-adsorpsi Oksigen pada temperatur kamar dan berhasil

menentukan mekanisme reaksi adsorpsinya.

Page 10: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA Yogyakarta, 25 Agustus 2007

67

PEMBAHASAN

Umumnya alat XPS dilengkapi dengan ruang preparasi sehingga eksperimen dapat

dilakukan secara ‘in situ’ atau langsung dalam alat. Hal ini sangat menguntungkan karena

untuk mengamati suatu proses yang terjadi pada sampel, sampel tidak perlu terkontaminasi

oleh atmosfer luar. Hanya saja eksperimen yang dapat dilakukan masih terbatas pada proses

reaksi padat dengan gas. Sedangkan untuk sampel cair karena cairan diletakkan dalam sel,

maka sulit untuk diberi perlakuan.

Alat XPS beroperasi dalam keadaan vakum, dan dilengkapi dengan berbagai

fotoelectron gas mulia (atau ion gas mulia) yang berguna untuk membersihkan permukaan

sampel (bila sampel diberi perlakuan dalam alat) sebelum diberi perlakuan tertentu, misalnya

permukaan sampel dibersihkan menggunakan ion Argon.

Teknik spektroskopi fotoelektron mengukur besarnya energi pengionan molekul

ketika elektron dikeluarkan dari orbital yang berbeda- beda sehingga informasi yang

didapatkan adalah energi orbital tempat elektron berasal. Menggunakan informasi ini dapat

menduga spesi yang berkaitan dengan energi orbital tersebut.

1. Prinsip kerja XPS

Spektroskopi photoelektron induksi oleh sinar X dikembangkan sejak tahun 1950- an

oleh kelompok Siegbahn (1). Teknik ini didasari oleh adanya pemisahan beresolusi tinggi dari

energi ikatan elektron pada tingkat inti yang diemisikan oleh efek fotoelektrik yang berasal

dari iradiasi sinar X. Secara sederhana prinsip kerja XPS dapat dijelaskan seperti pada

gambar 1. Sumber photon yang berasal dari iradiasi sinar X, dilewatkan pada sampel.

Elektron yang berada pada tingkat dekat inti atau kulit bagian dalam akan diemisikan keluar,

yang ditangkap oleh penganalisa dan dideteksi dalam bentuk energi ikatan elektron pada

tingkat inti. Energi ikatan elektron tingkat lebih dalam / dekat inti oleh interface/software

akan ditampilkan dalam bentuk spektrum energi ikatan terhadap intensitas, yang akhirnya

dapat diinterpretasikan sebagai kehadiran molekul atau atom tertentu.

Sumber sinar biasanya merupakan hasil iradiasi logam alumunium atau magnesium.

Penggunaan sumber sinar alumunium menghasilkan sinar dengan panjang gelombang 1450

nm, sedangkan sinar X yang dihasilkan oleh sumber sinar magnesium menghasilkan 1250

nm. Masing- masing sumber sinar ini karakterisik , sehingga diperlukan pemilihan sumber

sinar yang tepat untuk menghasilkan karakter analisis yang diharapkan.

-

h

Photon

ν

e

sampel

sumber

Alat untuk

analisis

h ν

e -

PV+ PK

niveaux

de cœur

Gambar 1. Prinsip kerja XPS

Keterangan :

PV : elektron yang berada pada pita valensi atau kulit terluar

PK : elektron yang berada pada pita konduksi atau pita hantaran

Energi Tingkat inti

Page 11: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Studi Mekanisme Adsorpsi ….. (Endang WL)

68

2. Interpretasi data XPS

Energi foton yang datang sangat besar, sehingga elektron terlepas dari bagian tengah

(core, atau sebelah dalam ) atom. Elektron bagian tengah ini terikat sangat kuat dan ada

kaitannya dengan pembentukan dan peruraian ikatan. Maka energi pengionan bagian tengah

ini merupakan sifat khas atom individual. Sebagai contoh pengionan kulit K untuk beberapa

unsur baris kedua dalam sistem periodik unsur :

unsur Li Be B C N O F

Energi

pengionan (ev) 50 110 190 280 400 530 690

PW. Atkins, 1999, 74

Deteksi energi ini memperlihatkan adanya atom tersebut pada sampel yang dianalisis. Energi

pengionan elektron bagian tengah ternyata dipengaruhi oleh pembentukan ikatan, sehingga

adanya pembentukan ikatan yang berbeda akan mengakibatkan adanya perubahan energi

pengionan atau dalam spektrum muncul dalam bentuk pergeseran. Hal ini sangat bermanfaat

bagi studi mekanisme reaksi karena pengaruh lingkungan yang berbeda akan menghasilkan

informasi energi pengionan yang berbeda dan itu berarti hasil atau produk yang berbeda.

Sebagai contoh oksigen yang mempunyai energi ikatan 530 ev, akibat pengaruh lingkungan

muncul membentuk spektra yang melebar dengan ‘bahu’ seperti gambar 2. Bila spektra

direkonstruksi (dekomposisi) maka akan menampilkan 3 buah puncak runcing, yaitu O, OH

dan H2O (Endang W, 2001, 126). Letak O yang terikat sebagai OH berada pada 531, 5 ev,

sedangkan O yang terikat sebagai H2O akan bergeser pada 533, 0 ev (Robert MW, 1991 :

136)

Gambar 2. Spektra XPS O1s setelah oksidasi Ni (111) pada temperatur kamar

(EndangW,2001, 127)

3. Studi mekanisme adsorpsi

Mekanisme adsorpsi sangat penting untuk diketahui, terutama untuk mempelajari

struktur suatu permukaan setelah mengalami adsorpsi. Pengetahuan ini sangat diperlukan

Page 12: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA Yogyakarta, 25 Agustus 2007

69

terutama untuk diaplikasikan pada proses katalitik dan pengendalian korosi, karena dengan

mengetahui mekanisme sekaligus struktur permukaan maka dapat dirancang katalis atau

pengendali korosi yang tepat dan bekerja pada keadaan optimal.

Prinsip terpenting dari mekanisme adsorpsi adalah perubahan struktur permukaan

selama proses adsorpsi, atau dapat dikatakan proses adsorpsi merupakan fungsi waktu. Untuk

itu mempelajari mekanisme adsorpsi merupakan deteksi permukaan sampel selama waktu

tertentu, diawali saat pencampuran reaktan pada permukaan dan diakhiri dengan saat

permukaan telah menjadi stabil atau tidak terjadi perubahan kembali. Pada alat XPS proses

deteksi dapat diatur sebagai fungsi waktu, sehingga alat ini sangat mendukung bagi studi

mekanisme adsorpsi.

Gambar 3. Pertumbuhan lapisan hidroksil pada permukaan Ni(111)/NiO

setelah adsorpsi NH3 a) 4,5 L dan b) 81 L (Endang W, 2001:142)

Gambar 3, memperlihatkan proses studi pertumbuhan lapisan hidroksil pada

permukaan Ni(111)/ NiO. Permukaan Ni(111)/NiO dialiri gas amoniak , permukaan Ni/NiO

akan mengadsorpsi amoniak, ternyata pada konsentrasi rendah lapisan hidroksil telah

terbentuk akibat reaksi antara gas NH3 dengan NiO sehingga membentuk NiOH dan NH2.

Lapisan hidroksil yang terbentuk akan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi

amoniak dipermukaan. Mekanisme ini dapat terdeteksi oleh XPS, seperti pada gambar 3,

sehingga mekanisme reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :

NH3 (ads) + x O (ads) → NH(3-x)(ads) + x OH (ads) dengan x : 1 atau 2

Perubahan permukaan dapat diamati juga, meskipun tanpa permukaan sedang tidak

mendapat perlakuan, karena untuk reaksi yang lambat reaksi biasanya baru muncul setelah

adsorpsi selesai, seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.

a

b

Page 13: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Studi Mekanisme Adsorpsi ….. (Endang WL)

70

Gambar 4. Evolusi karbon setelah proses adsorpsi (Endang W, 2001:166)

Selama 12 jam, keadaan atom karbon (285 ev) dideteksi setiap 1,5 jam ternyata dalam alat

terkontaminasi dengan gas karbon (udara), yang makin lama makin besar kuantitasnya.

Menggunakan gambar 4 ini dapat diketahui juga bahwa alat ini tidak semata- mata hanya

untuk mengamati proses atau mekanisme adsorpsi, tetapi juga dapat digunakan untuk

mengontrol keberadaan pengotor lain dalam reaksi.

PENUTUP

Berdasarkan kajian dari berbagai referensi, maka disimpulkan spektroskopi

fotoelektron yang bersumber pada sinar X-rays (XPS) dapat digunakan untuk mempelajari

mekanisme reaksi adsorpsi pada permukaan. Dengan melakukan deteksi sebagai fungsi

waktu, maka dapat diketahui perubahan struktur permukaan setiap waktu, sehingga dapat

diduga mekanisme yang terjadi. Bila terjadi perubahan lingkungan dalam molekul akibat

pembentukan ikatan baru, maka akan terjadi perubahan energi ikatan atau energi pengionan

dari atom yang dipengaruhi dan mekanisme reaksi adsorpsi akan terdeteksi.

DAFTAR PUSTAKA

E.Laksono, A. Galtayries, C. Argile, P. Marcus, 2003, Adsorption of NH3 on Oxygen pre-

treated Ni(111), Surface Science, 530, 37-54

E.Laksono, 2001, Etude de l’interaction de l’ammoniac avec des surfaces de Ni(111) pre-

traitees sous oxygene et influence de l’hydroxylation, These, Universite Paris 6,

France

H.Ma, Y. Berthier, P.Marcus, 1999, AES, XPS and TDS. Study of the Adsorption and

Desorption of NH3 on ultra-thin Chromium Oxide Films formed on Chromium Single

Crystal surface. Appl. Surface Sci, 153,40

H.Ma, Y. Berthier, P.Marcus, 2002, NH3 Probing of The Surface Acidity of Passive Films on

Chromuim, Corrossion Science, 171-178

Page 14: FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM …staffnew.uny.ac.id/upload/131569340/penelitian/19.+Studi+mekanisme...Makalah yang didesiminasikan ada dua jenis yaitu 3 makalah utama

Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA Yogyakarta, 25 Agustus 2007

71

Klauber. C., Alvey, M.D and J.T. Yates Jr, 1985, Adsorption NH3 on Ni( 110). Surf. Sci.,

154, 139

Marcus, P. Maurice. V. 2000. Materials Science and Technology , edited by M.Schütze, vol

19, London , Willey-VCH, 131-169

M. Kaltchev dan W.T. Tysoe, 1999, An Infrared Spectroscopy Investigation of Thin Alumina

Films: Measurement of Acid Sites and Surface Reactivity, Surface Science, 430, 29-36

PW. Atkins (terjemahan ). 1999, Kimia Fisika 2, Jakarta : Penerbit Erlangga

Roberts M,W., (1991), Evidence for the role of Surface Transients and Precursor States in

Determining Molecular Pathways in Surface Reactions”, Applied Surf. Sci., 52, 133-

140