i

MODIFIKASI SILIKA GEL

DENGAN TEMBAGA(II) KLORIDA SEBAGAI DESIKAN

Disusun oleh:

ALIKA NURAINTI

M0313007

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar

Sarjana Sains dalam Bidang Ilmu Kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Maret 2018

CORE Metadata, citation and similar papers at core.ac.uk

Provided by Sebelas Maret Institutional Repository

ii

HALAMAN PENGESAHAN

SKRIPSI

MODIFIKASI SILIKA GEL

DENGAN TEMBAGA(II) KLORIDA SEBAGAI DESIKAN

ALIKA NURAINTI

M0313007

Skripsi ini dibimbing oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

Dr. Dian Maruto Widjonarko, M.Si. Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si

NIP. 19700330 200003 1001 NIP. 19711211 199702 2001

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada:

Hari : Rabu

Tanggal : 28 Maret 2018

Anggota Tim Penguji :

1. Dr. Khoirina Dwi Nugrahaningtyas,M.Si. 1. .................................

NIP 19740419 200003 2001

2. Dr.rer.nat. Atmanto Heru Wibowo,M.Si. 2. .................................

NIP 19740813 200003 1001

Disahkan Oleh

Kepala Program Studi S1 Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

iii

Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si.

NIP. 19730124 199903 2001

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “MODIFIKASI

SILIKA GEL DENGAN TEMBAGA(II) KLORIDA SEBAGAI DESIKAN”

belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan

tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau

dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini

dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, 6 Maret 2018

ALIKA NURAINTI

iv

MODIFIKASI SILIKA GEL

DENGAN TEMBAGA(II) KLORIDA SEBAGAI DESIKAN

ALIKA NURAINTI

Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36A, Surakarta 57126

ABSTRAK

Telah dilakukan modifikasi silika gel dengan tembaga(II) klorida sebagai

desikan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh tembaga(II) klorida

pada karakter kimia dan fisik silika gel hasil modifikasi. Modifikasi dilakukan

dengan merendam hidrogel pada larutan tembaga(II) klorida dengan konsentrasi

0,1M; 0,3M; 0,5M dan 0,8M kemudian dikeringkan pada suhu 105 ºC selama 6

jam. Material hasil modifikasi dikarakterisasi dengan X-Ray Diffraction (XRD),

Fourier Transform Infra Red (FTIR), Scanning Electron Microscopy-Energy

Dispersive X-ray (SEM-EDX), Surface Area Analyzer (SAA), Thermo

Gravimetry /Differential Thermal Analysis (TG/DTA), Spektrofotometer UV-

Visible dan kemampuan adsorpsinya terhadap kelembaban dengan metode

gravimetri.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa modifikasi silika gel dengan

tembaga(II) klorida berhasil dibuat. Silika bersifat amorf ditunjukkan dengan

puncak difraksi utama pada 2θ: 23,715º. Kerangka silanol dan siloksan

ditunjukkan oleh vibrasi Si-OH dan Si-O-Si pada bilangan gelombang 3443,08

cm-1

dan 469,69 cm-1

yang diperkuat dengan kandungan Si: 41,40% dan O:

58,60%. Penambahan tembaga(II) klorida menurunkan luas permukaan dan

volume pori total serta meningkatkan nilai kapasitas adsorpsi kelembaban. Silika

gel hasil modifikasi dengan konsentrasi tembaga(II) klorida 0,5M memiliki luas

permukaan sebesar 99,711 m2/g, volume pori 0,292 cc/g serta nilai kapasitas

adsorpsi kelembaban sebesar 110,86%.

Kata kunci: silika gel, silika gel-Cu, indikator kelembaban

v

MODIFICATION OF SILICA GEL

WITH COPPER(II) CHLORIDE AS A DESSICANT

ALIKA NURAINTI

Department of Chemsitry, Faculty of Mathematics and Natural Science,

Sebelas Maret University, Jl. Ir. Sutami 36A, Surakarta 57126

ABSTRACT

Modification of silica gel with copper(II) chloride as a dessicant has been

conducted. This research aims to investigate the effect of indicator copper(II)

chloride on chemical and physical character of modified silica gel. The

modification was conducted by immersing the hydrogel in copper(II) chloride

solution with concentration 0,1M; 0,3M; 0,5M and 0,8M then dried at 105 ºC for

6 hours. The modified materials was analyzed by X-Ray Diffraction (XRD),

Fourier Transform Infra Red (FTIR), Scanning Electron Microscopy-Energy

Dispersive X-ray (SEM-EDX), Surface Area Analyzer (SAA), Thermo

Gravimetry / Differential Thermal Analysis TG / DTA), UV-Visible

Spectrophotometer and adsorption ability against moisture by gravimetric method.

The result shows that the modification of silica gel with copper(II)

chloride was successfully made. Silica is amorphous with the main diffraction

peak at (2θ) 23.715º. Silanol and siloxane structure is represented by Si-OH and

Si-O-Si vibration at the wave number of 3443.08 cm-1

and 469.69 cm-1

reinforced

by Si content: 41.40% and O: 58.60%. The addition of copper(II) chloride

decreases surface area and pore volume along increase. Modified silica gel with a

concentration of copper(II) chloride 0.5M have surface area 99.711 m2/g, pore

volume 0.292 cc/g and humidity adsorption capacity 110.86%.

Keywords: silica gel, silica gel-Cu, humidity indicator

vi

MOTTO

“ Dan apa yang disisi Allah adalah lebih baik”

(Q.S. Ali Imran : 198)

“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kadar

kesanggupannya”

(Q.S. Al-Baqarah: 286)

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk :

Ayah yang telah meninggalkanku, Ibu dan Adikku yang telah memberikan do’a,

kasih sayang dan motivasinya hingga saat ini

Sahabat-sahabatku yang selalu mendukung dan mendengarkan segala keluh

kesahku selama kuliah, Ika, Dwi, Intan, Khofifah, Fitri, Nana, Anis, Septi, Maya

Teman-teman Grup Riset, Intan, Maya, Arika, Yuli, Khilyatin, Salma, Yuliana, Vanani

Teman-teman Kimia 2013

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas nikmat iman,

sehat, kesempatan, serta ilmu pengetahuan yang telah diberikan kepada penulis

sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Penelitian skripsi yang berjudul

“Modifikasi Silika Gel dengan Tembaga(II) Klorida Sebagai Desikan” ini tidak

akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis

mengucapkan terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Dr. Triana Kusumaningsih, M.Si selaku Kepala Prodi Kimia FMIPA UNS

2. Dr. Dian Maruto Widjonarko, M.Si selaku Pembimbing 1

3. Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si selaku Pembimbing 2

4. Dr. Khoirina Dwi Nugrahaningtyas, M.Si selaku Pembimbing Akademik

5. Bapak dan Ibu dosen dan seluruh staf Program Studi Kimia FMIPA UNS

6. Ibu, Ayah, dan adikku yang selalu memberikan dukungan dan doa bagi

penulis

7. Teman-teman Kimia 2013

8. Semua pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini.

Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk

menyempurnakannya. Namun demikian, penulis berharap semoga skripsi ini

bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, Maret 2018

Alika Nurainti

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................. ii

PERNYATAAN ..................................................................................................... iii

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

ABSTRACT ............................................................................................................ v

MOTTO ................................................................................................................. vi

PERSEMBAHAN ................................................................................................. vii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

A. Latar Belakang ............................................................................................. 1

B. Perumusan Masalah ..................................................................................... 3

1. Identifikasi Masalah ................................................................................. 3

2. Batasan Masalah ....................................................................................... 6

3. Rumusan Masalah .................................................................................... 6

C. Tujuan Penelitian ......................................................................................... 6

D. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 7

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................. 7

A. Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 7

1. Silika Gel .................................................................................................. 7

2. Tembaga(II) klorida ............................................................................... 20

B. Kerangka Pemikiran ..................................................................................... 23

C. Hipotesis ....................................................................................................... 24

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 25

A. Metode Penelitian....................................................................................... 25

x

B. Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... 25

C. Alat dan Bahan ........................................................................................... 25

D. Prosedur Penelitian..................................................................................... 26

1. Modifikasi Silika Gel dengan Tembaga(II) klorida Melalui Proses Sol-

Gel...................................................................................................................26

2. Karakterisasi ........................................................................................... 27

3. Uji Adsorpsi Kelembaban Udara............................................................ 27

E. Teknik Pengumpulan Data ......................................................................... 28

F. Teknik Analisa Data ................................................................................... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 30

A. Modifikasi Silika Gel dengan Tembaga(II) Klorida .................................. 30

1. Preparasi Silika Gel ................................................................................ 30

2. Modifikasi Silika Gel dengan Tembaga(II) klorida ............................... 34

A. Pengaruh Penambahan Konsentrasi Tembaga(II) klorida.......................... 40

B. Adsorpsi Kelembaban ................................................................................ 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 53

A. KESIMPULAN .......................................................................................... 53

B. SARAN ...................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 54

LAMPIRAN .......................................................................................................... 60

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Sifat fisik silika (Berry et al., 1983a; Nuryono dan Kunarti, 2009

b;

Sulastri dan Kristianingrum, 2010c; Vogel, 1985

d) ................................ 9

Tabel 2. Karakteristik Tembaga(II) klorida Dihidrat ............................................ 21

Tabel 3. Spektra serapan silika gel (Saputra et al., 2014) .................................... 33

Tabel 4. Hasil analisis EDX silika gel .................................................................. 34

Tabel 5. Puncak (2θ) silika gel dan SG-Cu ........................................................... 36

Tabel 6. Hasil analisis EDX silika gel dan silika gel termodifikasi logam

Tembaga(II) klorida ................................................................................ 38

Tabel 7. Puncak 2 theta silika gel, SG-Cu 0,1M; SG-Cu 0,3M; SG-Cu 0,5M dan

SG-Cu 0,8M ............................................................................................ 45

Tabel 8. Puncak serapan silika gel dan SG-Cu ..................................................... 47

Tabel 9. Hasil analisis EDX silika gel dan silika gel termodifikasi Tembaga(II)

klorida ..................................................................................................... 47

Tabel 10. Karakteristik Luas Permukaan dan Volume Pori silika gel dan silika gel

termodifikasi ........................................................................................... 48

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur Silika Tetrahedral (Wang, 2015) ............................................. 8

Gambar 2. Struktur silika (Kaim dan Schwederski, 1994). .................................... 8

Gambar 3. Jenis gugus hidroksil pada permukaan silika gel (Sriver, 1990) ......... 10

Gambar 4. Penampang SEM Silika Gel (Chen et al., 2012) ................................. 11

Gambar 5. Difraktogram Silika Amorf (Lima et al., 2011) .................................. 12

Gambar 6. Spektra FTIR silika gel hasil sintesis (SG08) dan kiesel gel 60G dari

Merck (Yusuf et al., 2014) ................................................................. 14

Gambar 7. Termogram TGA Silika (Choi et al., 2003) ........................................ 15

Gambar 8. Kurva TG/DTA Silika Gel (Nayak dan Bera, 2009) ........................... 16

Gambar 9. Grafik Isoterm silika (Sdiri et al., 2014). ............................................ 18

Gambar 10. Tembaga(II) klorida Dihidrat ............................................................ 20

Gambar 11. Spektra elektronik Tembaga(II) klorida (Vreese et al., 2012). ......... 22

Gambar 12. Difraktogram (a) Silika dan (b) Cu(II)/silika (Tania et al., 2016) .... 22

Gambar 13. Morfologi Silika Gel ......................................................................... 31

Gambar 14. Difraktogram JCPDS No. 29-0085 dan silika gel ............................. 31

Gambar 15. Spektra FTIR silika gel ..................................................................... 32

Gambar 16. Analisis SEM silika gel (a) dan SG-Cu (b) ....................................... 35

Gambar 17. Difraktogram silika gel (a) dan SG-Cu (b)........................................ 36

Gambar 18. Spektra FTIR silika gel (a) dan SG-Cu (b) ....................................... 38

Gambar 19. Termogram TG-DTA SG-Cu ............................................................ 39

Gambar 20. Spektra elektronik silika gel (a) dan SG-Cu (b) ................................ 40

Gambar 21. Analisis SEM silika gel (a), SG-Cu 0,1 M (b), SG-Cu 0,3 M (c), SG-

Cu 0,5 M (d) dan SG-Cu 0,8 M (e). ................................................... 42

Gambar 22. Difraktogram Silika gel (a), SG-Cu 0,1 M (b), SG-Cu 0,3 M (c), SG-

Cu 0,5 M (d) dan SG-Cu 0,8 M (e). ................................................... 44

Gambar 23. Spektra FTIR silika gel (a), SG-Cu 0,1M (b), SG-Cu 0,3M (c), SG-

Cu 0,5M (d), dan SG-Cu 0,8M (e). .................................................... 46

Gambar 24. Adsorpsi kelembaban SG (hitam); SG-Cu 0,1M (biru); SG-Cu 0,3M

(merah); SG-Cu 0,5M (hijau) dan SG-Cu 0,8M (magenta). .............. 50

xiii

Gambar 25. Spektra elektronik SG-Cu 0,1M (a); SG-Cu 0,3M (b); SG-Cu 0,5M

(c) dan SG-Cu 0,8M (d). .................................................................... 51

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Skema Cara Kerja ............................................................................. 60

Lampiran 2. Perhitungan ....................................................................................... 62

Lampiran 3. Spektra FTIR .................................................................................... 64

Lampiran 4. JCPDS ............................................................................................... 67

Lampiran 5. Difraktogram hasil analisis refinement ............................................. 69

Lampiran 6. Data nilai faktor residual (Rp dan Rwp) dari hasil refinement ......... 72

Lampiran 7. EDX Silika Gel dan SG-Cu .............................................................. 73

Lampiran 8. Termogram Silika Gel ...................................................................... 76

Lampiran 9. Perhitungan Adsorpsi Kelembaban .................................................. 77

Lampiran 10. Foto Silika Gel Hasil Adsorpsi Kelembaban .................................. 78