BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Riset Kimia dan Laboratorium Kimia Lingkungan Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI yang beralamat di Jl. Dr. Setiabudhi No.229 Bandung. Untuk keperluan Analisis digunakan Laboratorium Kimia Analitik Instrumen Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI, dan Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi dan Kelautan (P3GL). Waktu penelitian di mulai pada bulan Juni 2010.
3.2 Sistematika Penelitian 3.2.1 Tahap Preparasi Sampel Tanaman Pada tahap ini, daun basah di bersihkan dan dikeringkan di udara terbuka yang kemudian dihaluskan. Daun yang telah halus kemudian digunakan untuk perlakuan selanjutnya.
3.2.2 Tahap Isolasi Senyawa Aktif Bioflokulan DYT Isolasi senyawa aktif bioflokulan DYT dilakukan dengan cara merefluks daun yang telah dihaluskan dengan menggunakan pelarut metanol. Ekstrak yang dihasilkan disimpan dalam wadah tertutup yang akan digunakan untuk perlakuan selanjutnya.
39
40
3.2.3 Tahap Pembuatan Membran Kitosan-Glutaraldehida-DYT Pada tahap ini dilakukan pembuatan membran kitosan – glutaraldehida DYT. Konsentrasi kitosan dan glutaraldehida diambil berdasarkan kondisi optimum pada penelitian sebelumnya. Tahap ini dilakukan hanya untuk mengetahui apakah membran yang berbahan kitosan, glutaraldehida, dan DYT ini akan terbentuk atau tidak. Preparasi membran ini dilakukan dengan menggunakan metode presipitasi dan dicetak pada suhu kamar.
3.2.4 Tahap Pembuatan Membran Kitosan-Glutaraldehida-DYT dengan Berbagai Variasi Perbandingan Volume Pada tahap ini dicari kondisi optimum untuk menghasilkan membran yang terbaik dilihat dari tampilan fisik membran. Optimasi yang dilakukan adalah perbandingan volume anatar larutan dope kitosan, glutaraldehida dan volume ekstrak
DYT
yang
akan
ditambahkan.
Konsentrasi
optimum
kitosan-
glutaraldehida diambil dari hasil penelitian sebelumnya yaitu kitosan 1,5% dan glutaraldehida 6%.
3.2.5 Tahap Karakterisasi Pada tahap ini, dilakukan karakterisasi terhadap membran hasil optimasi. Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji morfologi membran menggunakan SEM, uji FTIR, uji permeabilitas membran, uji daya tahan membran terhadap berbagai macam jenis pelarut.
41
3.3 Bahan-Bahan Penelitian Bahan
yang
digunakan
adalah
serbuk
kitosan,
daun
tanaman,
glutaraldehida p.a. (merck), metanol, natrium hidroksida (NaOH), asam asetat p.a. (Merck), n-hexane, metilen klorida dan aquadest.
3.4 Alat- Alat Penelitian Spektrofotometer FT-IR shimadzu 8400, Scanning electron spectroscopy (SEM), multishaker, pH meter, magnetic stirer, set alat uji permeabilitas, alat-alat gelas standar, botol semprot, kertas saring, corong buchner, set alat refluks, neraca analitik, turbidimeter, kaca arloji dan cetakan plastik.
42
3.5 Bagan Alir Penelitian Serbuk Kitosan - Ditimbang - Dilarutkan dalam asam asetat 10% - Diaduk - Disaring Larutan Kitosan
Sampel Daun - Dikeringkan - Dihaluskan Serbuk Daun - Ditimbang - Direfluks selama 6jam Glutaraldehida Ekstrak DYT - Dicampurkan dengan berbagai volume - Diaduk - Didekompresi - Dicetak - Dikeringkan - Dicuci dengan NaOH - Dibilas dengan aquadest
Membran Kitosan-Glutaraldehida DYT - Optimasi tampilan fisik Membran tampilan fisik paling baik Karakterisasi Membran
Uji FTIR
Uji SEM
Uji Permeabilitas
Uji Daya Tahan Membran
Potensi Membran Analisis Data Kesimpulan
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
43
3.6 Prosedur Kerja 3.6.1 Tahap Pembuatan Ekstrak DYT Ditimbang sebanyak 2,5 gram daun yang telah kering dan dihaluskan kemudian dimasukan ke dalam labu dasar bulat dan ditambahkan sebanyak 100 ml metanol sebagai pelarut. Kemudian direfluks selama 6 jam. Hasil refluks di simpan di wadah tertutup yang nantinya akan dicampurkan dengan larutan dope kitosan dan glutaraldehida.
3.6.2 Pembuatan Membran Kitosan-Glutaraldehida-DYT (Uji Awal) Sebanyak 1,5 gram kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 10% (v/v) untuk membuat larutan kitosan 1,5% (m/v). Setelah diaduk dan disaring, kemudian diambil sebanyak 50 ml larutan kitosan ditambahkan glutaraldehida sebanyak 0,9168 µL dan 50 mL ekstrak DYT. Kemudian campuran tersebut di aduk menggunakan magnetic stirer kurang lebih selama 30 menit atau sampai campuran homogen. Selanjutnya campuran dituangkan ke dalam cetakan sebanyak 25 mL dan dibiarkan sampai kering pada suhu ruangan. Setelah membran mengeras, kemudian dilepas dari cetakannya. Untuk menghilangkan kelebihan asam asetat, membran direndam dalam NaOH 4% (m/v) kemudian dibilas dengan air deionisasi hingga netral dan dikeringkan.
44
3.6.3 Tahap Pembuatan Membran Kitosan 70 ml + DYT 30 ml + Glutaraldehida
0,9168 µL
Sebanyak 1,5 gram kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 10% (v/v) untuk membuat larutan kitosan 1,5% (m/v). Setelah diaduk dan disaring, kemudian diambil sebanyak 70 ml larutan kitosan ditambahkan glutaraldehida sebanyak 0,9168 µL dan 30 mL ekstrak DYT. Kemudian campuran tersebut di aduk menggunakan magnetic stirer kurang lebih selama 30 menit atau sampai campuran homogen. Selanjutnya campuran dituangkan ke dalam cetakan sebanyak 25 mL dan dibiarkan sampai kering pada suhu ruangan. Setelah membran mengeras, kemudian dilepas dari cetakannya. Untuk menghilangkan kelebihan asam asetat, membran direndam dalam NaOH 4% (m/v) kemudian dibilas dengan air deionisasi hingga netral dan dikeringkan.
3.6.4 Tahap Pembuatan Membran Kitosan 80 ml + DYT 20 ml + Glutaraldehida
0,9168 µL
Sebanyak 1,5 gram kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 10% (v/v) untuk membuat larutan kitosan 1,5% (m/v). Setelah diaduk dan disaring, kemudian diambil sebanyak 80 ml larutan kitosan ditambahkan glutaraldehida sebanyak 0,9168 µL dan 20 mL ekstrak DYT. Kemudian campuran tersebut di aduk menggunakan magnetic stirer kurang lebih selama 30 menit atau sampai campuran homogen. Selanjutnya campuran dituangkan ke dalam cetakan sebanyak 25 mL dan dibiarkan sampai kering pada suhu ruangan. Setelah membran mengeras, kemudian dilepas dari cetakannya. Untuk menghilangkan
45
kelebihan asam asetat, membran direndam dalam NaOH 4% (m/v) kemudian dibilas dengan air deionisasi hingga netral dan dikeringkan.
3.6.5 Tahap Pembuatan Membran Kitosan 90 ml + DYT 10 ml + Glutaraldehida
0,9168 µL
Sebanyak 1,5 gram kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 10% (v/v) untuk membuat larutan kitosan 1,5% (m/v). Setelah diaduk dan disaring, kemudian diambil sebanyak 90 ml larutan kitosan ditambahkan glutaraldehida sebanyak 0,9168 µL dan 10 mL ekstrak DYT. Kemudian campuran tersebut di aduk menggunakan magnetic stirer kurang lebih selama 30 menit atau sampai campuran homogen. Selanjutnya campuran dituangkan ke dalam cetakan sebanyak 25 mL dan dibiarkan sampai kering pada suhu ruangan. Setelah membran mengeras, kemudian dilepas dari cetakannya. Untuk menghilangkan kelebihan asam asetat, membran direndam dalam NaOH 4% (m/v) kemudian dibilas dengan air deionisasi hingga netral dan dikeringkan.
3.6.6 Tahap Karakterisasi Tahap karakterisasi yang dilakukan meliputi uji morfologi dengan SEM (Scanning Electron Microscope), dan uji FTIR, Uji permeabilitas, dan uji daya tahan membran terhadap pelarut.
46
3.6.6.1 Uji Gugus Fungsi dengan FTIR Untuk menentukan gugus fungsi pada membran, digunakan spektroskopi inframerah FTIR 8400 dengan menggunakan membran yang paling baik dari ketiga membran dengan variasi perbandingan volume tersebut. Sampel dihaluskan kemudian dipadatkan dan dianalisis dalam bentuk pelet KBr. Spektrum direkam dalam daerah bilangan gelombang dari 4000 cm-1 sampai 600 cm-1. Kemudian hasil spektrum yang diperoleh dibandingkan dengan spektrum dari uji FTIR membran kitosan glutaraldehida tanpa penambahan DYT yang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya.
3.6.6.2 Uji Bentuk Morfologi dengan SEM Alat yang digunakan pada analisis ini yaitu SEM type JSM – 6360 LA dengan metode Energy Dispersive X-Ray (EDX). Prinsip kerja dari alat tersebut yaitu penembakan anoda dengan elektron yang dihasilkan dari katoda yang dibangkitkan oleh suatu alat step up transformer dari input tenaga DC 24 Volt dinaikkan menjadi 5 kV-39 kV, sehingga menghasilkan beda potensial yang sangat tinggi dan juga menghasilkan suatu berkas elektron yang dinamakan electron bean. Uji SEM bertujuan untuk mengetahui penampang muka dan penampang melintang membran serta untuk mengetahui ukuran pori membran. Sebelum diuji, membran terlebih dahulu dikeringkan dan direndam dalam nitrogen cair selama beberapa detik hingga mengeras kemudian dipecahkan. Setelah itu, sampel
47
ditempatkan pada wadah sampel kemudian dilapisi dengan emas dan dapat langsung diuji bentuk morfologinya.
3.6.6.3 Uji Permeabilitas Uji permeabilitas membran dilakukan dengan menggunakan sel filtrasi berpengaduk, dimana di dalamnya telah disimpan membran dengan lapisan pendukung berupa kertas saring. Kemudian sel filtrasi diisi dengan aquadest. Pengukuran dilakukan dengan menghitung fluks air yang melewati membran sebagai fungsi dari tekanan. Sebelum pengukuran, terlebih dahulu dilakukan kompaksi terhadap membran selama 45-60 menit. Waktu pengukuran ditentukan selama 60 menit kemudian volume permeat dicatat. Hasil pengukuran dihitung berdasarkan rumus : J=
Dimana : J : Fluks (L/m2.jam.atm) V : Volume permeat (L)
V A.t.P
t : Waktu (jam) P : Tekanan operasional (atm)
3.6.6.4 Uji Daya Tahan Membran terhadap Pelarut Uji daya tahan membran dilakukan dengan cara membran disimpan di wadah kaca, selanjutnya di teteskan pelarut sampai semua bagian membran terendam.
Kemudian didiamkan sampai terlihat perubahan pada membran.
Pelarut yang digunakan berdasarkan urutan kepolaran pelarut adalah aquadest,
48
metanol, metilen klorida, dan n- hexane. Tujuannya adalah mengetahui ketahanan membran kitosan-glutaraldehida-DYT didalam pelarut yang ditambahkan apakah membran tetap utuh, rusak, atau larut sehingga dapat diketahui potensi pemanfaatan membran kitosan-glutaraldehida-DYT tersebut.
