PENENTUAN BERAT MOLEKUL DAN DERAJAT POLIMERISASI α SELULOSA YANG BERASAL DARI ALANG-ALANG (Imperata cylindrica) DENGAN METODE VISKOSITAS SKRIPSI

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DAN DERAJAT POLIMERISASI α – SELULOSA YANG BERASAL DARI ALANG-ALANG (Imperata cylindrica) DENGAN METODE VISKOSITAS

SKRIPSI

RUDNIN HABIBAH 080802040

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Universitas sumatera utara

ii

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DAN DERAJAT POLIMERISASI α – SELULOSA YANG BERASAL DARI ALANG-ALANG (Imperata cylindrica) DENGAN METODE VISKOSITAS

SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenugi syarat mencapai gelar Sarjana Sains RUDNIN HABIBAH 080802040

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Universitas sumatera utara

iii

PERSETUJUAN

Judul

: Penentuan Berat Molekul dan Derajat Polimerisasi α-Selulosa yang Berasal dari Alang-alang (Imperata cylindrica) dengan Metode Viskositas : Skripsi : Rudnin Habibah : 080802040 : Sarjana (S-1) Kimia : Kimia : Matematika dan I

Kategori Nama Nomor Induk Siswa Program Studi Departemen Fakultas

Disetujui di: Medan, Desember 2012

Komisi Pembimbing: Pembimbing II

Pembimbing I

Dr. Yugia Muis, M.Si NIP. 195310271980032003

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS NIP. 195508101981031006

Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan Nst, MS. NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN

Universitas sumatera utara

iv

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DAN DERAJAT POLIMERISASI α – SELULOSA YANG BERASAL DARI ALANG-ALANG ( Imperata cylindrica) DENGAN METODE VISKOSITAS

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2012

RUDNIN HABIBAH 080802040

Universitas sumatera utara

v

PENGHARGAAN

Bismillahirrohmanirrohim Alhamdulilah, segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan Rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains jurusan Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Selajutnya penulis menyampaikan penghargaan dan cinta kasih yang terdalam kepada orang tua tercinta Ayahanda Alm. Sapon Umar dan Ibunda Suriani atas segala doa, bimbingan, semangat, pengorbanan dan selalu memberikan limpahan kasih sayangdan keikhlasan dalam mendidik dan membesarkan penulis sehingga bisa menyelesaikan studi sampai sekarang ini.Serta abang dan kakak yang tercinta Siswandi, Suriadi, Said Asmar, Agustina, Kanti Endrianti, dan Siska Wigunarti yang selalu mendukung dalam suka dan duka. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : DR. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing 1 dan DR. Yugia Muis M.Si selaku dosen pembimbing 2yang telah dengan sabar meluangkan waktu, pikiran serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. DR. Rumondang Bulan Nst, MS dan Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, serta seluruh staff pegawai Departemen Kimia.Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa studi penulis di FMIPA USU. Dan tak lupa penulis menyampaikan penghargaan dan cinta kasih kepada Kepala laboratorium danseluruh staff Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : Bang Edi, kak Liza dan juga teman-teman asisten laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : abangda Misbah, Mail dan Tisna, kak Ami, kak Reni, kak Uul, kak Rafika, kak Destia, Rinna, Wimpy, Enka, Firman, Supran, Aidil, Deasy, Mira, Neni, Leni, Diana, Gita, dan Iis yang telah memberikan semangat. Terima kasih kepada sahabat-sahabat terbaikyang selalu ada di samping penulis Rinna Ayu Gustira, Wimpy Prendika, Enka Kanary, Rizky Novira dan Fenny Aulia atas persahabatan terindah yang kalian berikan selama ini dan dengan sabar mendengar segala keluh kesah penulis.Teman-teman stambuk 2008 yang telah berjuang bersama-sama dalam suka dan duka di Jurusan Kimia.Semua saudara dan dan teman-teman yang selalu mendoakan yang terbaik bagi penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, semangat dari kalian semua sangat berharga. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak terlepas dari kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dan menyempurnakan skripsi ini agar lebih baik lagi.

Penulis

Universitas sumatera utara

vi

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai penentuan berat molekul dan derajat polimerisasi α-selulosa yang berasal dari alang-alang (Imperata cylindrica) dengan metode viskositas. Untuk memperoleh α-selulosa dilakukan dengan menggunakan proses delignifikasi. Selanjutnya α-selulosa tersebut dikarakterisasi dengan uji spektrum infra-merah (FTIR) untuk menunjukkan gugus fungsi α-selulosa. Viskositas α-selulosa diukur dengan menggunakan viskometer Ostwald dan pengukuran berat molekul serta derajat polimerisasi berdasarkan persamaan Mark-Kuhn-Houwink. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berat molekul dan derajat polimerisasi αselulosa dari alang-alang (Imperata cylindrica) masing-masing adalah 8.242,7 g/mol dan 45,8 dengan persentase kandungan α-selulosa alang-alang 45%.

Universitas sumatera utara

vii

THE DETERMINATION OF MOLECULAR WEIGHT AND DEGREE OF POLYMERIZATION α-CELLULOSE FROM SEAGEGRASS (Imperata cylindrica) BY VISCOSITY METHOD

ABSTRACT

Research of the determination of molecular weight and degree of polymerization α-cellulose from seagegrass (Imperata cylindrica) by viscosity method had been done. To obtainα-cellulose was done using delignification process. Furthermore,the αcellulose wascharacterized byinfra-red spectrumtesting(FTIR) to show thefunction group ofthe α-cellulose. The α-cellulose was viscositymeasured by usingOstwaldviscometerandmeasurement ofmolecular weightanddegree of polymerizationbased onMark-Kuhn-Houwink equation. The results showedthat themolecular weight anddegree of polymerization ofthe α-cellulose fromseagegrass (Imperatacylindrica) were 8.242,7g/mol and 45,8 respectively with the percentage of seagegrass α-cellulose was 45%.

Universitas sumatera utara

viii

DAFTAR ISI

Halaman PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN

iii iv v vi vii viii x xi xii

BAB 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Permasalahan 1.3. Pembatasan Masalah 1.4. Tujuan Penelitian 1.5. Manfaat Penelitian 1.6. Lokasi Penelitian 1.7. Metodologi Penelitian

1 3 3 3 3 4 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Alang-alang (Imperata cylindrica) 2.2. Selulosa 2.2.1. Sifat- sifat Polimer Selulosa 2.2.2. Pembagian Selulosa 2.2.3. Struktur Selulosa 2.2.4. Kegunaan Selulosa 2.2.5. Sumber Selulosa 2.3. Hemiselulosa 2.4. Lignin 2.5. Berat Molekul Polimer 2.6. Derajat Polimerisasi 2.7. Metode Viskositas 2.7.1. Viskositas Intrinsik 2.8. FT-IR (Fourier Transform Infrared)

5 7 8 10 11 13 14 15 16 17 18 19 21 24

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Bahan-bahan dan Alat-alat Penelitian 3.1.1. Bahan-bahan Penelitian 3.1.2. Alat-alat Penelitian 3.2. Prosedur Penelitian

26 26 26 27

Universitas sumatera utara

ix

3.2.1. Pembuatan Reagen 3.2.1.1. Pembuatan Larutan HNO3 3% 3.2.1.2. Pembuatan Larutan NaOH 2% 3.2.1.3. Pembuatan Larutan NaSO3 2% 3.2.1.4. Pembuatan Larutan NaOCl 1,75% 3.2.1.5. Pembuatan H2O2 10% 3.2.2. Preparasi Serat Alang-alang 3.2.3. Ekstraksi α-Selulosa dari Alang-alang 3.2.4. Penentuan Waktu Alir Cupri Etilen Diamin (CED) Menggunakan Metode Viskositas 3.2.5. Penentuan Waktu Alir α-Selulosa Menggunakan Metode Viskositas 3.2.6. Mencari Nilai Viskositas Intrinsik Menggunakan Metode Least Square 3.2.7. Penentuan Nilai Berat Molekul Menggunakan Persamaan Mark-Kuhn- Houwink 3.2.8. Penentuan Nilai Derajat Polimerisasi 3.2.9. Uji FT-IR (Fourier Transform Infrared) 3.4. Bagan Penelitian 3.4.1. Preparasi Serat Alang-alang 3.4.2. Ekstraksi α-Selulosa dari Alang-alang 3.4.3. Penentuan Viskositas Intrinsik α-Selulosa

27 27 27 28 28 28 28 28 29 29 30 30 30 30 31 31 32 33

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Penentuan Berat Molekul α-Selulosa 4.1.2. Penentuan Derajat Polimerisasi α-Selulosa 4.2. Pembahasan 4.2.1. Penentuan Nilai Viskositas Intrinsik dan Berat Molekul α-Selulosa 4.2.2. Penentuan Nilai Derajat Polimerisasi α-Selulosa 4.2.3. Analisis Spektrum Infra-Merah (FTIR)

34 34 35 35 35 36 36

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan 5.2. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

38 38 39 42

Universitas sumatera utara

x

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Kandungan Kimia Alang-alang Tabel 2.2.Kandungan Selulosa dalam Berbagai Bahan Tumbuhan Tabel 2.3. Nilai DP Berbagai Jenis Bahan Selulosa Tabel 4.1. Data Nilai Viskositas α-Selulosa dengan Variasi Konsentrasi Larutan α-Selulosa C (g/100mL) Tabel 4.2. Bilangan Gelombang FT-IR α-Selulosa

7 15 19 34 37

Universitas sumatera utara

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Model Struktur Kristal α-Selulosa dan β-Selulosa Gambar 2.2. Struktur Kimia Selulosa Gambar 2.3. Struktur Kimia α-Selulosa dan β-Selulosa Gambar 2.4. Struktur Kimia Hemiselulosa Gambar 2.5. Struktur Kimia Lignin

11 12 12 15 16

Universitas sumatera utara

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 42 43

Lampiran 1 : Hasil Identifikasi Alang-alang (Imperata cylindrica) Lampiran 2 : Sampel Penelitian Alang-alang (Imperata cylindrica) Lampiran 3 : Serbuk α-Selulosa yang Diisolasi dari Alang-alang (Imperata cylindrica) Lampiran 4 : Spektrum FT-IR α-Selulosa dari Alang-alang (Imperata cylindrica) Lampiran 5 : Spektrum FT-IR α-Selulosa Standar Lampiran 6 : Perhitungan Berat Molekul dan Derajat Polimerisasi α-Selulosa

43 44 44 45

Universitas sumatera utara