perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PEMETAAN SPEKTRUM ABSORPSI ZAT WARNA ALAM PADA DAERAH UV-VIS
Disusun Oleh :
CITHA SETIA RUKMITA M0310012
SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains dalam bidang ilmu kimia
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user Juli, 2014
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
SKRIPSI PEMETAAN SPEKTRUM ABSORPSI ZAT WARNA ALAM PADA DAERAH UV-VIS CITHA SETIA RUKMITA M0310012 Skripsi ini dibimbing oleh: Pembimbing
Drs. Mudjijono, Ph.D NIP. 19540418 198601 1001 Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari : Senin Tanggal : 21 Juli 2014 Anggota Tim Penguji : 1. Dra. Tri Martini, M.Si NIP. 19581029 198503 2002
1. ……………………………………
2. Dr.rer.nat. Witri Wahyu Lestari, M.Sc 2. ……………………………………. NIP. 19801222 200312 2003 Disahkan oleh Ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr. H. Eddy Heraldy, M.Si NIP. 19640305 200003 1002 commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “PEMETAAN SPEKTRUM ABSORPSI ZAT WARNA ALAM PADA DAERAH UV-VIS” ini adalah benar-benar karya saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 21 Juli 2014
Citha Setia Rukmita
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PEMETAAN SPEKTRUM ABSORPSI ZAT WARNA ALAM PADA DAERAH UV-VIS Citha Setia Rukmita Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pemetaan spektrum absorpsi zat warna alam pada daerah uv-vis berdasarkan taksonomi, jenis bagian tanaman dan variasi pH. Penelitian bertujuan untuk membuat atlas spektrum absorpsi zat warna alam sebagai pedoman pemilihan sumber zat warna alam baru bagi pengrajin batik. Tanaman sumber zat warna alam yang dipilih mewakili taksonomi, jenis bagian tanaman dan tanaman yang banyak digunakan pengrajin batik dalam kurun waktu ini. Sampel terpilih yaitu Jambal (Peltophorum ferrugineum), Tingi (Ceriops candolleana arn), Tegeran (Cudrania javanesis), Secang (Caesalpinia sappan L), Jalawe (Terminalia belerica), Manggis (Garcinia mangostana) dan Naga (Hylocereus costaricencis). Ekstraksi tanaman Manggis dan Naga berturutturut digunakan metode Samsudin dan Wisesa sedangkan yang lain digunakan metode Ye Min et al. Pelarut yang digunakan adalah air disesuaikan dengan tujuannya memberi pedoman pengrajin batik. Variasi pH dilakukan dengan membuat buffer asetat dari pH 4; 5; 7 dan 8. Pemindaian spektrum absorbsi UV/Vis dikerjakan menggunakan Spektrofotometer UV-VIS HR-4000. Pemetaaan dilakukan dengan mengamati struktur, kesamaan dan arah perbedaan spektrum absorbsi berdasarkan taksonomi, jenis bagian tanaman dan variasi pH. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hubungan pH terhadap spektrum absorpsi zat warna alam menunjukkan adanya pergeseran panjang gelombang pada setiap perubahan pH, sehingga jenis warna yang diinginkan dapat diatur menggunakan pH. Pengaruh perubahan pH mengindikasikan nilai konstanta kesetimbangan terhadap spektrum. Diperoleh bahwa zat warna manggis, naga, secang, dan tingi termasuk kedalam golongan asam diprotik sedangkan zat warna jalawe, jambal, dan tegeran termasuk golongan asam monoprotik. Spektrum absorpsi zat warna alam dapat dipetakan berdasarkan taksonomi dan tidak dapat dipetakan berdasarkan bagian tanaman. Kata kunci : pemetaan spektrum, absorbsi, zat warna alam
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MAPPING OF ABSORPTION SPECTRA OF THE NATURAL DYES ON UV-VIS Citha Setia Rukmita Department of Chemistry. Faculty of Mathematics and Natural Science Sebelas Maret University ABSTRACT Research about spectrum mapping natural dye absorption in UV-Vis area based on taxonomy, kinds of plants and pH variation has been done. The purpose of this research is to create an atlas of natural dye absorption spectrum as guide for the selection of a new source of natural dye for batik craftsmen The source of natural dye plants which are selected represent to taxonomy, kinds of plants and the most plants which are used by batik craftsman in this time. The selected samples are Jambal (Peltophorum ferrugineum), Tingi (Ceriops candolleana arn), Tegeran (Cudrania javanesis), Secang (Caesalpinia sappan L), Jalawe (Terminalia belerica), Manggis (Garcinia mangostana) dan Naga (Hylocereus costaricencis). Mangosteen and dragon fruit are extracted according to Samsudin method and Wisesa while others according to Ye Min et al. Water is used as solvent aim to give suggestion for batik craftsman. pH variation is done by making buffer asetat from pH 4; 5; 7 dan 8. Spectrum absorption UV-Vis is done by using spektofotometer UV-Vis HR-4000. Mapping done by doing observation of the structure, similarity and absorption spectrum differentiation based on taxonomy, kinds of plants, and pH variation. The results shows that the relationship of pH on the absorption spectrum of natural dyes indicates a shift in the wavelength of any changes in pH, so the type of the desired color can be set using the pH. Effect of changes in pH value indicated the equilibrium constant of the spectrum. It found that mangosteen dyes, naga, secang, and tingi included into the diprotic acid group while jalawe dyes, jambal and tegeran included monoprotic acid. Absorption spectra of natural dyes can be mapped based on taxonomy and can not be mapped based on plant parts. Keywords: spectral mapping, absorption, natural dyes
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Akan selalu ada sisi baik dibalik usaha terbaik”
“Terus berusaha adalah kendaraan tercepat menuju berserah ”
“If you do what you’ve always done, you’ll get what you’ve always gotten”
“Believe you can and you’re halfway there”
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Teriring ucapan syukur Alhamdulillah, karya ini kupersembahkan untuk:
Mama dan Bapak tercinta. Terimakasih untuk doa, dukungan dan kasih sayang yang tak terhingga … Adik dan semua keluarga tersayang yang selalu memberikan semangat… Mas Taufik Febrianto terkasih. Terimakasih untuk segala dukungan, doa dan semangat yang selalu diberikan ... Yunita, April, Myma, Rudi, semua sahabat pondok ceria dan temanteman seperjuangan Kimia 2010. Terimakasih untuk segalanya… commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan karya ini. Dalam penyusunan karya ini, penulis memperoleh banyak petunjuk, pengarahan, bimbingan, informasi, dan pengetahuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih setulus-tulusnya kepada: 1. Bapak Dr. H. Eddy Heraldy, M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA UNS. 2. Bapak Drs. Mudjijono, Ph.D selaku Pembimbing Skripsi dan Pembimbing Akademik. Terima kasih untuk semua bimbingan, motivasi dan semangat. 3. Ibu Dra. Tri Martini, M. Si, selaku Ketua Sub-Lab Kimia Pusat UNS. 4. Bapak Edi Pramono, M. Si, Ketua Laboratorium Kimia FMIPA UNS. 5. Bapak dan Ibu dosen beserta seluruh staf Jurusan Kimia FMIPA UNS. 6. Seluruh staf dan laboran Laboratorium Kimia Dasar FMIPA UNS, Sub Laboratorium Kimia, Laboratorium Pusat FMIPA UNS, dan Laboratorium MIPA Terpadu FMIPA UNS. 7. Mama, Bapak, Adik, keluarga tercinta dan mas Taufik Febrianto yang senantiasa
selalu
memberikan
dukungan
dan
semangatnya.
Terimakasih untuk segalanya. 8. Teman-teman seperjuangan Kimia angkatan 2010, terima kasih untuk semangat dan dukungan hingga selesainya penyusunan skripsi ini. 9. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakannya. Namun penulis berharap semoga karya ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan yang telah ada. Surakarta, Juli 2014 commit to user
viii
Citha Setia Rukmita
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................
ii
HALAMAN PERNYATAAN .........................................................................
iii
HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................
iv
HALAMAN ABSTRACT ...............................................................................
v
HALAMAN MOTTO .....................................................................................
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN .....................................................................
vii
KATA PENGANTAR ....................................................................................
viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ............................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................
xiii
BAB I. PENDAHULUAN ..............................................................................
1
A. Latar Belakang ...........................................................................
1
B. Perumusan Masalah ....................................................................
3
1. Identifikasi Masalah ..............................................................
3
2. Batasan Masalah....................................................................
5
3. Rumusan Masalah .................................................................
6
C. Tujuan Penelitian ........................................................................
6
D. Manfaat Penelitian ......................................................................
6
BAB II. LANDASAN TEORI .........................................................................
8
A. Tinjauan Pustaka .........................................................................
8
1. Pemetaan ...............................................................................
8
2. Zat Warna Alam ....................................................................
8
3. Jenis Zat Warna Alam ...........................................................
8
4. Ekstraksi ................................................................................
18
5. Warna Komplemen ............................................................... commit to user 6. Indikator ................................................................................
19
ix
20
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
7. Distribusi Spesies Asam-Basa sebagai fungsi pH ................
21
8. Proses Absorpsi Radiasi UV dan Sinar Tampak ...................
22
9. Spektroskopi Infra Merah .....................................................
24
10. Spektrometer UV-Vis HR-4000 CG-UV-NIR ......................
24
B. Kerangka Pemikiran ....................................................................
26
C. Hipotesis......................................................................................
28
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................
29
A. Metode Penelitian........................................................................
29
B. Tempat dan Waktu Penelitian .....................................................
29
C. Alat dan Bahan ...........................................................................
29
D. Prosedur Penelitian......................................................................
30
1. Pembuatan Zat Warna Alam .................................................
30
2. Karakterisasi Spektrum Zat Warna Alam .............................
31
3. Pemetaan Spektrum Absorpsi Zat Warna Alam ...................
32
E.
Teknik Pengumpulan Data ........................................................
32
F.
Teknik Analisis Data .................................................................
32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .........................................................
33
A. Ekstraksi Zat Warna Alam ..........................................................
33
B. Identifikasi Gugus Fungsi dengan FTIR .....................................
36
C. Pengaruh pH terhadap Spektrum Absorpsi Zat Warna Alam .....
37
D. Pemetaan Spektrum Absorpsi Zat Warna Alam .........................
43
E.
Warna Komplementer .................................................................
48
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
50
A. Kesimpulan .................................................................................
50
B. Saran ............................................................................................
51
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
52
LAMPIRAN .....................................................................................................
57
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.
Warna Komplementer .............................................................. 20
Tabel 2.
Warna Ekstraktan Zat Warna Alam dari Berbagai Sumber ..... 34
Tabel 3.
Analisis Spektrum Inframerah Zat Warna Alam ..................... 36
Tabel 4.
Pergeseran Panjang Gelombang ZWA pada Variasi pH.......... 40
Tabel 5.
Nilai Pergeseran Panjang Gelombang ZWA pada Variasi pH. 42
Tabel 6.
Panjang Gelombang ZWA Berdasarkan Bagian Tanaman ...... 46
Tabel 7.
Panjang Gelombang ZWA Berdasarkan Taksonomi ............... 47
Tabel 8.
Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Jambal ......... 88
Tabel 9.
Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Tegeran ........ 88
Tabel 10. Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Secang ......... 88 Tabel 11. Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Jalawe .......... 88 Tabel 12. Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Tingi ............ 89 Tabel 13. Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Manggis ....... 89 Tabel 14. Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna Naga ............ 89
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Pohon Tingi dan Kayu Tingi .......................................................... 9
Gambar 2.
Pohon Tegeran dan Kayu Tegeran ................................................ 10
Gambar 3.
Pohon Jambal dan Kayu Jambal ................................................... 12
Gambar 4.
Pohon Secang dan Kayu Secang .................................................. 13
Gambar 5.
Pohon Jalawe dan Buah Jalawe..................................................... 14
Gambar 6.
Pohon Manggis dan Kulit Buah Manggis ..................................... 15
Gambar 7.
Pohon Naga dan Buah Naga ......................................................... 17
Gambar 8.
Komponen Instrumen Absorpsi .................................................... 23
Gambar 9.
Spektrofotometer UV-Vis HR-4000 ............................................. 25
Gambar 10.
Komponen HR-4000 High Resolution .......................................... 25
Gambar 11.
Spektrum Zat Warna Alam ........................................................... 35
Gambar 12.
Spektra FT-IR Zat Warna Alam .................................................... 37
Gambar 13.
Pengaruh pH terhadap Spektrum Absorpsi Zat Warna Alam .............................................................................................. 39
Gambar 14.
Pengaruh pH terhadap Konstanta Kesetimbangan Zat Warna ............................................................................................ 44
Gambar 15.
Pemetaan Spektrum Zat Warna Alam Berdasarkan pada Bagian Tanaman............................................................................ 45
Gambar 16.
Pemetaan Spektrum Zat Warna Alam Berdasarkan pada Taksonomi ..................................................................................... 47
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1.
Desain Penelitian ........................................................................... 57
Lampiran 2.
Bagan Alir Ekstraksi Zat Warna Secang, Tingi, Tegeran, Jambal dan Jalawe ......................................................................... 58
Lampiran 3.
Bagan Alir Ekstraksi Zat Warna Manggis .................................... 59
Lampiran 4.
Bagan Alir Ekstraksi Zat Warna Naga .......................................... 60
Lampiran 5.
Hasil Survey Penelitian ................................................................. 61
Lampiran 6.
Spektra UV-Vis Zat Warna Jambal .............................................. 67
Lampiran 7.
Spektra UV-Vis Zat Warna Jalawe ............................................... 69
Lampiran 8.
Spektra UV-Vis Zat Warna Manggis ............................................ 71
Lampiran 9.
Spektra UV-Vis Zat Warna Naga ................................................. 73
Lampiran 10. Spektra UV-Vis Zat Warna Secang .............................................. 75 Lampiran 11. Spektra UV-Vis Zat Warna Tegeran ............................................. 77 Lampiran 12. Spektra UV-Vis Zat Warna Tingi ................................................. 79 Lampiran 13. Spektra FTIR Jalawe ..................................................................... 81 Lampiran 14. Spektra FTIR Jambal..................................................................... 82 Lampiran 15. Spektra FTIR Manggis .................................................................. 83 Lampiran 16. Spektra FTIR Naga ....................................................................... 84 Lampiran 17. Spektra FTIR Secang .................................................................... 85 Lampiran 18. Spektra FTIR Tegeran ................................................................... 86 Lampiran 19. Spektra FTIR Tingi ....................................................................... 87 Lampiran 20. Data pH vs Absorbansi pada λ maks Zat Warna ........................... 88 Lampiran 21. Tabel Kandungan Kimia Zat Warna Alam ................................... 90 Lampiran 22. Dokumentasi Penelitian ................................................................ 92 Lampiran 23. Hasil Pewarnaan pada Kain .......................................................... 94
commit to user
xiii
