prosiding skripsi semester gasal 2009/2010 sk sk-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ......

6
Prosiding Kimia FMIPA SK SK-01 Peningkatan Kualitas Kayu Instia bijuga: Kajian Senyawa Lignin Vivi Ayu Munas Arofah*, Prof. Dr. Taslim Ersam 1) Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Abstrak Lignin adalah biopolimer aromatik dengan berat molekul sangat besar yang terdapat pada kayu. Lignin terbentuk dengan penggabungan oksidatif unit-unit fenilpropana melalui mekanisme radikal. Lignin dapat dikomplekskan dengan logam sehingga meningkatkan kualitas kayu. Ekstraksi lignin dilakukan dengan metode alkali pada suhu 90C. Pemisahan lignin digunakan metode pengendapan dengan penambahan asam sulfat 20% pada pH 2. Senyawa kompleks Cu-lignin yang terbentuk diperlihatkan oleh perbedaan pada spektroskopi inframerah dan mempunyai tingkat kestabilan suhu dalam air sampai 100ºC, sedangkan kompleks Cu-lignin dalam kayu stabil suhu 30C. Kata Kunci : lignin, kompleks Cu-lignin, kayu merbau (instia bijuga) Abstract Lignin is an aromatic biopolymer with a great molecular weight in wood. Its formed by radicalmechanism mediated oxidative coupling of phenyl-propane units, linked together through various types of ether C-O-C and carbon-carbon C-C. Its can be complexed with metal for increase wood quality. Lignin extraction were carried out by alkaline method at 90C from merbau wood (Instia bijuga). Fractionation of lignin using precipitation methode by added 20 % sulfuric acid at pH 2. The formed Cu-lignin complex compound were showed by infrared spectroscopy and have temperature stability level until 100C in water, otherwise Cu-lignin complex in wood give stability at 30C. Keyword: lignin, Cu-lignin complex compound, merbau wood (Instia bijuga) 1. Pendahuluan Kayu merupakan kebutuhan pokok manusia, terutama dalam berbagai mebel. Penggunaannya sebagai mebel dan perabot rumah tangga sangat banyak hingga skala ekspor. Salah satu kayu yaitu kayu merbau (Instia bijuga) digunakan sebagai bahan dasar kolam renang dan bath-tube. Penggunaan kayu sebagai bahan tersebut tidak bertahan lama, sebab kayu mudah rapuh dan patah bila berinteraksi dengan air secara terus menerus, sehingga kualitas kayu cenderung menurun. Kerusakan ini disebabkan oleh zat-zat dalam kayu terekstrak oleh air sehingga kayu kehilangan zat tersebut. Lignin merupakan senyawa makromolekul yang berfungsi sebagai zat perekat dalam kayu. Delignifikasi sering terjadi jika interaksi antara kayu dengan air secara terus menerus. Lignin terdiri dari unit penyusun seperti p- koniferil, p-koumaril dan sinapil alkohol. Apabila senyawa lignin dalam kayu hilang maka kayu akan mudah patah dan rapuh. Salah satu alternatif untuk mengatasi hal ini adalah dengan cara kompleksasi antara senyawa lignin dengan ion logam Cu. Berdasarkan beberapa laporan penelitian sebelumnya yang menyatakan beberapa logam transisi seperti Cu (Kaitanovski et al, 2009) , Fe (Ibrahim et al, 2006 ) , Mn ( Cui et al, 1999) , Zn (Kulik et al, 1986) , dan Co (Sippola, 2006) digunakan dalam proses kompleksasi dengan lignin. Menurut Fengel dan Wegener (1995) logam yang dikomplekskan dengan senyawa lignin dalam kayu dapat melindungi kayu seperti lapisan UV yang akan memenuhi ruang-ruang kosong dalam ruas-ruas kayu. Selain hal tersebut, logam transisi juga berperan melindungi kayu menggabungkan kekuatan lapisan kayu serta mencegah hilangnya subtansi kayu (Schmalzl et al, 2003). Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan studi kompleksasi antara ion logam transisi dengan senyawa lignin untuk mengetahui kemampuan kayu untuk berikatan dengan logam sehingga kemampuan kayu apabila digunakan dalam kondisi iklim yang relatif dingin. Lignin merupakan komponen kayu ketiga. Kandungan lignin dalam kayu lunak lebih banyak bila dibandingkan dalam kayu keras dan juga tedapat beberapa perbedaan struktur lignin dalam kayu lunak dan kayu keras. Dari segi morfologi, lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamella tengah majemuk maupun dalam dinding sekunder. Selama perkembangan sel, menembus diantara fibril-fibril sehingga memperkuat dinding sel (Sastrohamidjojo dan Soenardi, 1984). * Corresponding author Phone : +6285230795605, e-mail:[email protected] 1 Alamat sekarang : Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. e-mail: [email protected] Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010

Upload: truongkhuong

Post on 02-Mar-2019

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010 SK SK-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ... terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi

Prosiding Kimia FMIPA

SK SK-01

Peningkatan Kualitas Kayu Instia bijuga: Kajian Senyawa Lignin

Vivi Ayu Munas Arofah*, Prof. Dr. Taslim Ersam 1)

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Abstrak Lignin adalah biopolimer aromatik dengan berat molekul sangat besar yang terdapat pada kayu. Lignin terbentuk

dengan penggabungan oksidatif unit-unit fenilpropana melalui mekanisme radikal. Lignin dapat dikomplekskan dengan logam sehingga meningkatkan kualitas kayu. Ekstraksi lignin dilakukan dengan metode alkali pada suhu 90⁰C. Pemisahan lignin digunakan metode pengendapan dengan penambahan asam sulfat 20% pada pH 2. Senyawa kompleks Cu-lignin yang terbentuk diperlihatkan oleh perbedaan pada spektroskopi inframerah dan mempunyai tingkat kestabilan suhu dalam air sampai 100ºC, sedangkan kompleks Cu-lignin dalam kayu stabil suhu 30⁰C.

Kata Kunci : lignin, kompleks Cu-lignin, kayu merbau (instia bijuga)

Abstract Lignin is an aromatic biopolymer with a great molecular weight in wood. Its formed by radicalmechanism mediated oxidative coupling of phenyl-propane units, linked together through various types of ether C-O-C and carbon-carbon C-C. Its can be complexed with metal for increase wood quality. Lignin extraction were carried out by alkaline method at 90⁰C from merbau wood (Instia bijuga). Fractionation of lignin using precipitation methode by added 20 % sulfuric acid at pH 2. The formed Cu-lignin complex compound were showed by infrared spectroscopy and have temperature stability level until 100⁰C in water, otherwise Cu-lignin complex in wood give stability at 30⁰C. Keyword: lignin, Cu-lignin complex compound, merbau wood (Instia bijuga)

1. Pendahuluan Kayu merupakan kebutuhan pokok manusia,

terutama dalam berbagai mebel. Penggunaannya sebagai mebel dan perabot rumah tangga sangat banyak hingga skala ekspor. Salah satu kayu yaitu kayu merbau (Instia bijuga) digunakan sebagai bahan dasar kolam renang dan bath-tube. Penggunaan kayu sebagai bahan tersebut tidak bertahan lama, sebab kayu mudah rapuh dan patah bila berinteraksi dengan air secara terus menerus, sehingga kualitas kayu cenderung menurun. Kerusakan ini disebabkan oleh zat-zat dalam kayu terekstrak oleh air sehingga kayu kehilangan zat tersebut. Lignin merupakan senyawa makromolekul yang berfungsi sebagai zat perekat dalam kayu.

Delignifikasi sering terjadi jika interaksi antara kayu dengan air secara terus menerus.

Lignin terdiri dari unit penyusun seperti p-koniferil, p-koumaril dan sinapil alkohol. Apabila senyawa lignin dalam kayu hilang maka kayu akan mudah patah dan rapuh. Salah satu alternatif untuk mengatasi hal ini adalah dengan cara kompleksasi antara senyawa lignin dengan ion logam Cu.

Berdasarkan beberapa laporan penelitian sebelumnya yang menyatakan beberapa logam transisi seperti Cu (Kaitanovski et al, 2009) , Fe (Ibrahim et al, 2006 ) , Mn ( Cui et al, 1999) , Zn (Kulik et al, 1986) , dan Co (Sippola, 2006) digunakan dalam proses kompleksasi dengan lignin. Menurut Fengel dan Wegener (1995) logam yang dikomplekskan dengan senyawa lignin dalam kayu dapat melindungi kayu seperti lapisan UV yang akan memenuhi ruang-ruang kosong dalam ruas-ruas kayu. Selain hal tersebut, logam transisi juga berperan melindungi kayu menggabungkan kekuatan lapisan kayu serta mencegah hilangnya subtansi kayu (Schmalzl et al, 2003). Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan studi kompleksasi antara ion logam transisi dengan senyawa lignin untuk mengetahui kemampuan kayu untuk berikatan dengan logam sehingga kemampuan kayu apabila digunakan dalam kondisi iklim yang relatif dingin.

Lignin merupakan komponen kayu ketiga. Kandungan lignin dalam kayu lunak lebih banyak bila dibandingkan dalam kayu keras dan juga tedapat beberapa perbedaan struktur lignin dalam kayu lunak dan kayu keras. Dari segi morfologi, lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamella tengah majemuk maupun dalam dinding sekunder. Selama perkembangan sel, menembus diantara fibril-fibril sehingga memperkuat dinding sel (Sastrohamidjojo dan Soenardi, 1984).

* Corresponding author Phone : +6285230795605, e-mail:[email protected]

1 Alamat sekarang : Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

e-mail: [email protected]

Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010

Page 2: Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010 SK SK-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ... terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi

Prosiding Kimia FMIPA

Gugus utama pada spruce lignin (lignin dari pohon cemara) adalah eter berupa arilgliserol-β-arileter (terbanyak). Gugus fenil propana berikatan dengan ikatan karbon-karbon. Kereaktifan lignin dipengaruhi dengan adanya gugus bebas seperti fenolik, hidroksil, metoksil, benzilik hidroksil, benzil alkohol, nonsiklik benzil eter dan karbonil. Guaiasil lignin mengandung banyak gugus fenolik hidroksil daripada sringil lignin. Lignin tersusun atas ikatan β-O-4, β-5, β- β. Pada gambar 2.4 dapat dilihat ikatan tersebut yang menyusun unit-unit lignin menjadi polimer lignin. Selain dihubungkan oleh ikatan tersebut lignin juga tersusun atas gugus metoksi, hidroksi dan karbonil. Unit-unit lignin bergabung menjadi polimer lignin dengan mekanisme radikal antara unit-unitnya. Ikatan unit-unit lignin β-O-4 adalah ikatan yang paling sering dijumpai pada polimer lignin dan merupakan penyusun 25-30 % semua unit fenil propana. Sedangkan struktur β- β terdapat pada lignin seperti pada lignin pinoresinol dan syringaresinol. Pinoresinol terbentuk dari dehidrogenasi enzimatik koniferil alkohol. Unit ikatan β- β banyak terdapat pada lignin kayu keras daripada lignin kayu lunak. Pemutusan ikatan-ikatan tersebut menyebabkan penurunan berat molekul dan peningkatan kandungan senyawa turunan fenolik. Unit-unit lignin tergabung melalui mekanisme radikal, namun mekanisme radikal ini dapat terjadi antara monomer dengan oligomer atau dimer, dimer dengan dimer, dan bisa terjadi antara monomer dengan monomer lignin (Fengel dan Wegener, 1995).

Lignin dapat mengompleks dengan logam membentuk senyawa kompleks. Senyawa tersebut mempunyai ikatan Cu-O pada daerah 500-650 cm-1. Kompleks tersebut menghalangi air masuk kedalam kayu sehingga kayu tidak larut air. suatu senyawa dapat membentuk kompleks apabila senyawa terdiri atas ion pusat yang menyediakan orbital kosong dan ligan yang menyediakan pasangan electron ( Arsyad, 2000).

2. Metode Penelitian 2.1 Peralatan dan Bahan 2.1.1 Peralatan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah rotary evaporator, seperangkat peralatan gelas, hot plate, oven, corong Buchner dan pompa vakum, stirer, Spektrofotometer UV-Vis, Spektrometer Inframerah 2.1.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu Instia bijuga, beberapa pelarut seperti NaOH, H2SO4, aquades, CuCl2. 2H2O.

2.2 Prosedur Kerja 2.2.1 Preparasi Sampel

Preparasi sampel dilakukan dengan menggiling kayu menjadi homogen dan halus. Kayu instia bijuga, lalu dikeringkan hingga kering.

2.2.2 Isolasi lignin

Sampel kayu kering diambil sebanyak 500 gram dan dipanaskan dengan air dengan

perbandingan 1 : 3 hingga kering pada suhu 188ºC. Sampel kemudian dikeringkan untuk menghilangkan sisa-sisa air. Selanjutnya sampel kering diambil sebanyak 100 gram dan diekstrak dengan air panas 65+5ºC sebanyak 300 mL . Ekstraksi ini diulangi sebanyak dua kali. Ekstraksi ini dilakukan untuk menghilangkan gula dan hemiselulosa dari sampel kayu tersebut. Residu yang diperoleh diekstrak dengan NaOH 1.5 % pada suhu 90ºC dan dilakukan ekstraksi sebanyak dua kali. Filtrat yang diperoleh diendapkan dengan larutan H2SO4 20% hingga pH sekitar 2. Endapan yang diperoleh kemudian dipisahkan dari filtrat dengan dekantasi. Endapan kemudian dicuci dengan air untuk menghilangkan asam dan dikeringkan pada suhu 105ºC untuk menghilangkan air. Lignin yang belum bebas asam dicuci kembali dengan air panas dan disaring dengan corong Buchner. Lignin bebas asam yang diperoleh dari ekstrak satu dan dua ditimbang beratnya . 2.2.3 Karakterisasi Lignin

Karakterisasi dilakukan dengan spektofotometer Uv-Vis pada panjang gelombang 230-400 nm dan Inframerah dengan pellet KBr dengan bilangan gelombang 4000-400 cm-1.

2.2.4 Kompleksasi Cu-Lignin

Kompleksasi dilakukan pada suhu kamar dengan menambahkan beberapa tetes larutan Cu ke lignin hingga terjadi endapan berwarna hijau. Variasi konsentrasi dilakukan dengan 0.4-1.2 g/l Cu. Hasil kompleks dikarakterisasi dengan spektroskopi Inframerah. 2.2.5 Kelarutan Kompleks Cu-lignin dan Kompleks Cu-lignin dalam kayu

Kelarutan Kompleks Cu-lignin dilakukan pada suhu 10-100⁰C, demikian halnya dilakukan terhadap kompleks Cu-lignin dalam kayu. 3.Hasil dan Diskusi 3.1 Isolasi Lignin

Pada suhu 188⁰C terjadi reaksi hidrolisis dan pemisahan secara radikal, kemudian terjadi penggabungan kembali lignin yang terpisah menjadi polimer lignin. Ekstraksi dengan air panas bertujuan untuk menghilangkan gula dan hemiselulosa. Gula dan hemiselulosa larut pada air panas, sehingga ikut terbawa bersama pelarut (Bentivenga et al, 2003). Larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan gugus-gugus hidroksil oleh ion-ion hidroksil yang mengakibatkan pembengkakan dinding sel kayu sehingga mempermudah proses terlepasnya lignin dari kayu secara nukleofilik (Fengel dan Wegener, 1995).

Polisakarida yang berada didalam kayu juga diserang oleh alkali kuat sehingga terbentuk gugus-gugus yang stabil dalam alkali. Ion-ion hidroksil yang terlarut menyebabkan putusnya ikatan antara lignin dengan polisakarida. Ion hidroksil dari NaOH memutus ikatan α-aril eter yang berikatan dengan polisakarida sehingga terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi dengan adanya ionisasi gugus fenol yang cukup dalam media

Page 3: Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010 SK SK-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ... terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi

Prosiding Kimia FMIPA

G

alkali yang tidak bergantung pada ion lainnya (Fengel dan Wegener, 1995).

Pengendapan dilakukan dengan H2SO4 20% hingga pH 2. Reaksi pengendapan ini merupakan reaksi penetralan dimana filtrat yang mengandung lignin yang bersifat basa dinetralkan dengan asam. Pengendapan hingga pH 2 dilakukan sebab pada pH 2 lignin mengendap maksimal namun masih bersifat asam. Presipitasi lignin dari black liquor akan berlangsung optimal pada pH sebesar 2.57-0.72 dimana persentase presipitasi yang diperoleh sekitar 45.20-52.36% (Garcia et al, 2009). Lignin yang diisolasi berwarna coklat dan sebanyak 12.55 g.

3.2 Karakterisasi Lignin

Karakterisasi dengan spektroskopi Uv-Vis seperti pada Gambar 3.1 menunjukkan adanya puncak pada panjang gelombang 283 nm dan 340 nm, hal ini mengindikasikan bahwa terdapat transisi electron dari π ke π* dan dari n ke π*. Hal ini menandakan adanya konjugasi dan adanya gugus karbonil sehingga terjadi kesetimbangan ketoenol.

Gambar 3.1 Spektra Uv-Vis Lignin

Analisis IR pada Gambar 3.2 menyatakan

bahwa pada spektrum 3392.90 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi ulur OH , dan menunjukkan vibrasi ulur C-H alifatik pada daerah 2918.40 cm-1 dan 2849.86 cm-1. Daerah 1712.85 cm-1 menunjukkan C=O nonkonjugasi, selanjutnya didukung puncak pada 1608.69 cm-1 mengindikasikan adanya vibrasi cincin aromatik dan deformasi C-H dikombinasikan dengan puncak pada 1446.66 sangat umum untuk lignin meskipun intensitasnya berbeda-beda. Spektra daerah dibawah 1400 cm-1 sulit untuk dianalisis, karena terdapat spektra yang kompleks dengan distribusi vibrasi yang bervariasi. Namun daerah ini mengandung vibrasi yang sangat spesifik untuk unit-unit monolignol dan karakteristik untuk lignin (Boeriu et al, 2004). Sampel lignin menunjukkan karakteristik unit guaiasil dengan vibrasi CO (1211.34 cm-1 , cincin guaiasil dan 1053.17 cm-1 menunjukkan adanya deformasi in-plane C-H). Adanya puncak yang kurang intensif pada 1350.34 cm-1 menunjukkan adanya unit sringil. Pada 864.49 cm-1 menunjukkan adanya out-of-plane (OOP) aromatik yang merupakan ciri khas aromatik terkonjugasi.

3.3 Kompleksasi Cu-lignin Pembentukan senyawa kompleks dapat diamati

secara visual melalui perubahan warna larutan yang terjadi, dari hijau kebiruan (larutan Cu2+) dan larutan lignin (coklat) menjadi hijau muda. Lignin komplek terbentuk dengan mereaksikan lignin dan Cu hingga terjadi endapan kristal hijau. Kristal hijau

Gambar 3.2 Spektra Inframerah IR Lignin dengan pellet KBr

Tersebut merupakan hasil kompleks yang tidak larut terhadap air.

Pada gambar 3.3 dapat dibandingkan antara spektra lignin dengan spektra kompleks Cu-lignin. Apabila terdapat ikatan antara Cu-O pada suatu senyawa maka akan muncul pada bilangan gelombang sekitar 460-630 cm-1, 575 cm-1, 500 cm-

1, 600 cm-1 dan 460 cm-1. Komplek Cu-lignin dengan berbagai variasi konsentrasi Cu2+ menunjukkan spektra yang hampir sama. Pada daerah 3400 cm-1 puncak yang menunjukkan adanya OH pada lignin yang melebar berubah menjadi lebih kecil dan semakin tajam. Hal ini menunjukkan bahwa OH yang sebelumnya terikat pada komplek OH bersifat bebas.

Gambar 3.3 (a) merupakan spektra lignin tanpa perlakuan kompleks sedangkan (b), (c), (d) dan (e) adalah spektra kompleks lignin dengan konsentrasi 0.4-1.2 g/L secara berturut-turut. Pada spektra (b) puncak OH mengalami sedikit pengurangan intensitas dan terdapat puncak Cu-O meskipun dengan intensitas yang kecil pada daerah 575 cm-1

(Diaz et al, 1999) . Pada spektra (c) menunjukkan vibrasi ulur Cu-O sekitar daerah 601.4 cm-1. Spektra (d) menunjukkan adanya vibrasi OH yang semakin menyempit pada daerah 3300 cm-1 dan daerah Cu-O yang semakin tinggi intensitasnya dan melebar hingga daerah 621 cm-1. Sedangkan pada spektra Cu-lignin (e) menunjukkam puncak OH yang semakin menyempit dan puncak Cu-O yang terdapat pada daerah sekitar 600-630 cm-1. Selain hal tersebut berkurangnya puncak pada 1000-1100 cm-1 dari spektra (a) hingga (e) , menunjukkan bahwa terdapat pengurangan ikatan C-O. Ketidakberadaan gugus C-O mengindikasikan bahwa terdapat ikatan selain C-O yang terbentuk. Dari spektra IR hasil kompleks puncak C=O juga berkurang intensitasnya, hal ini mengindikasikan bahwa ikatan C-O pada lignin tergantikan oleh Cu-O.

Bilangan gelombang (cm-1)

% T

rans

mita

nsi

Panjang gelombang (nm)

Abs

orb

ansi

283 nm π ke π*

340 nm n ke π*

0.1

400 nm 230 nm

C-H

O-H C=O

Sringil unit

Page 4: Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010 SK SK-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ... terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi

Prosiding Kimia FMIPA

Gambar 3.3 (a) Spektra IR lignin (b) Kompleks lignin dengan konsentrasi stock lignin 0.1 g/L dan konsentrasi 0.4 g/L (c) 0.8 g/L (d) 1.0 g/L (e) 1.2 g/L

Membelahnya spektra OH pada masing-masing kompleks mengindikasikan bahwa terdapat unit lignin yang terpisah dan berikatan dengan Cu.

Hasil kompleksasi Cu dengan lignin dalam kayu ditunjukkan pada gambar 3.5. Kompleksasi tersebut menyebabkan warna kayu pada kompleks yang terbentuk sedikit berwarna agak kecoklatan. Hal ini sesuai dengan kompleks Cu-lignin yang terbentuk yakni berwarna hijau, sehingga secara visual dapat dilihat pada kayu yang berwarna coklat (tanpa perlakuan) akan mengalami sedikit perubahan warna menjadi lebih coklat. Kompleksasi ini dapat digunakan sebagai salah satu cara untuk memberi perlindungan terhadap kayu saat berinteraksi dengan air.

Gambar 3.4 (a) Warna kayu setelah dikomplekskan

dengan Cu (b) warna kayu tanpa perlakuan kompleks

Hasil kompleksasi Cu-lignin diuji stabilitasnya dengan kelarutan dalam air. Pada suhu 10,20,30,30,40,60,80,dan 100⁰C kompleks Cu-lignin tidak larut dalam air. Hal ini menunjukkan bahwa kompleks Cu-lignin tidal larut dalam air meskipun pada suhu dingin hingga panas dan mempunyai stabilitas yang baik dalam air seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.5.

Berdasarkan pengujian fisik yang telah dilakukan terhadap potongan kayu berukuran 1.3 cm x 1.5cm x 1.6 cm yang telah dikomplekskan dengan larutan Cu , kayu kemudian diuji kelarutannya dengan air dengan variasi suhu yang digunakan

untuk pengujian kompleks Cu-lignin. Hasil uji kelarutan kompleks Cu-lignin dalam kayu seperti ditunjukkan pada gambar 3.6. Pada gambar 3.6 pada suhu 10⁰C kayu tanpa perlakuan kompleks larut dalam air diindikasikan dengan warna coklat, sedangkan pada kayu dengan perlakuan kompleks kayu tidak larut dalam air. Pada suhu 20⁰C kayu tanpa perlakuan kompleks juga mengalami hal yang serupa dengan kayu tanpa kompleks pada suhu 10⁰C, namun kayu yang larut dalam air menimbulkan warna lebih tajam. Kompleks Cu-lignin dalam kayu tidak larut sama sekali. Hal yang sama ditunjukkan pada hasil kelarutan pada suhu 30⁰C, dimana kayu dengan perlakuan kompleks tidak terekstrak oleh air. Zat yang terekstrak dala air pada kayu tanpa perlakuan diasumsikan sebagai lignin yang berperan sebagai zat perekat dalam kayu. Hal ini disebabkan pada kayu tanpa perlakuan kompleks terdapat ruang-ruang kosong didalamnya sehingga air bisa masuk kedalam dan mengekstrak zat yang ada didalam kayu yang diperkirakan sebagai lignin ( Fengel dan Wegener, 1995). Sedangkan pada kayu dengan perlakuan kompleks Cu tidak menimbulkan warna coklat dalam air . Pada kayu dengan perlakuan kompleks rongga-rongga tersebut telah terisi oleh Cu dimana Cu berikatan dengan lignin, sehingga tidak ada air yang dapat masuk kecelah-celah tersebut

Gambar 3.5 Uji Kelarutan kompleks Cu-lignin dengan air pada suhu kayu : (a) pada suhu 10⁰C, (b) pada suhu 20⁰C , (c) pada suhu 30⁰C , (d) pada suhu 40⁰C, (e) pada suhu 60⁰C, (f) pada suhu 80⁰C, (g) pada suhu 100⁰C

(a) (b)

(a)

(e)

(f)

(g)

(c)

% T

rans

mita

nsi

(e)

(b)

(d)

Bilangan gelombang (cm-1)

% T

rans

mita

nsi

Bilangan gelombang (cm-1)

% T

rans

mita

nsi

Bilangan gelombang (cm-1)

(a)

(b)

(c)

(e)

(d)

Page 5: Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010 SK SK-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ... terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi

Prosiding Kimia FMIPA

Pada suhu 40⁰C, kayu tanpa perlakuan kompleks dan kayu dengan perlakuan kompleks dengan Cu, larut dalam air namun menghasilkalap dari warna yang berbeda. Warna kayu tanpa komplek lebih gelap dari warna kayu yang telah dikompleks. Demikian halnya, dengan hasil pengujin pada suhu 60⁰C, 80⁰C, dan 100⁰C, kayu semakin terekstrak oleh air. Hal ini ditunjukkan oleh warna yang ditimbulkan semakin gelap dan tajam. Pada suhu 100⁰C warna kayu tanpa kompleks dan kayu dengan perlakua kompleks hampir menunjukkan warna yang sama, coklat pekat.

Dari hasil pengujian tersebut dapat diinformasikan bahwa kompleks Cu-lignin dalam kayu hanya stabil hingga suhu 30⁰C, pada suhu 30 keatas dan seterusnya kompleks tersebut tidak stabil dan masih menunjukkan kelarutan yang cukup tinggi didalam air. Ketidakstabilan kompleks Cu-lignin dalam kayu tersebut dapat disebabkan oleh adanya zat-zat selain lignin didalam kayu seperti hemiselulosa, poliosa, tannin dan sebagainya yang mempunyai kecenderungan bisa mengompleks dengan Cu. Keberadaan zat-zat selain lignin mengakibatkan Cu tidak hanya berikatan dengan lignin, namun dengan zat-zat tersebut. Hal ini menyebabkan kompleks yang terbentuk tidak stabil dan mudah larut dalam air. sedangkan sudah diketahui bahwa kompleks Cu-lignin yang terbentuk seharusnya tidak larut dalam air pada suhu 10⁰C hingga 100⁰C.

Perbandingan antara kompleks Cu-lignin dengan kompleks Cu-lignin didalam kayu cukup berbeda. Sehingga Cu-lignin dalam kayu stabilitasnya kurang baik dibandingkan dengan stabilitas kompleks Cu-lignin yang terbentuk.

Gambar 3.6 Uji Kelarutan kayu yang telah dikompleks dengan air pada suhu kayu : (a) pada suhu 10⁰C, (b) pada suhu 20⁰C , (c) pada suhu 30⁰C , (d) pada suhu 40⁰C, (e) pada suhu 60⁰C, (f) pada suhu 80⁰C, (g) pada suhu 100⁰C

4. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa senyawa kompleks Cu-lignin mempunyai tingkat kestabilan sampai suhu 100⁰C. Senyawa kompleks Cu-lignin lebih stabil daripada kompleks Cu-lignin dalam kayu. Kompleks Cu-lignin dalam kayu mempunyai kestabilan yang baik pada suhu 30⁰C.

Ucapan terimakasih 1. Prof. Dr. Taslim Ersam atas dukungan,

bimbingan dan motivasi yang diberikan 2. Ibu dan Ayahanda atas dukungannnya dan

doanya 3. Semua pihak yang mendukung yang tidak

dapat saya sebutkan satu persatu hingga terselesainya penelitian ini

Daftar Pustaka Arsyad,M.Natsir. 2000. Kamus Kimia arti dan

Penjelasan Istilah. PT. Gramedia Pustaka Utama:Jakarta

(d)

(a)

(b)

(c)

(g)

(e)

(f)

(d)

Page 6: Prosiding Skripsi Semester Gasal 2009/2010 SK SK-01 · makromolekul yang berfungsi sebagai ... terbentuk kuinon metida dan unit polisakarida. Reaksi pemutusan ini biasa terjadi

Prosiding Kimia FMIPA

Boeriu. et al. 2004. “Characterization of structure-dependent functional properties of lignin with infrared spectroscopy”. Industrial Crops and Products 20:205-218

Bentivenga. et al. 2003. “Degradation of steam-exploded lignin from beech by using Fenton's reagent”. Biomass ana Bioenergy 24,233-238

Cui. et al. 1999. “A Mn(IV)-Me4 DTNE complex catalyzed oxidation of lignin 4 model compounds with hydrogen peroxide”. Journal of Molecular Catalysis A : Chemical. Vol. 144. :411-417

D´ıaz, et al. 1999. “CuO–SiO2 Sol–Gel Catalysts: Characterization and Catalytic Properties for NO Reduction”. Journal of Catalysis 187, 1–14

Fengel dan Wegener. 1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-Reaksi. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta

Garcia. et al. 2009. “Characterization of Lignin obtained by selective precipitation”. Separation and Purification Technology 68,193-198

Ibrahim, et al . 2006. “The Effect of Lignin Purification on the Perfomance of Iron Complex Drilling Mud Thinner”. Jurnal Teknologi. 44(F) Jun 2006: hlm. 83–94.Universiti Teknologi Malaysia

Kaitanovski. et al. 2009. “Copper (II) coordination compounds with ferulic acid”. Polihedron. Vol. 28 : 3642-3646

Kulik. et al. 1986. “Binding of Copper (II) and Zinc (II) Ions on Various Lignin”. J. Electroanal. Chemistry. 214 : 331-342

Sastroharmidjojo, Dr. Harjono. 1984. KAYU Kimia, Ultrastuktur, Reaksi-reaksi. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta

Sippola. Vaino. 2006. “Transition Metal-Catalysed og Lignin Model Compounds For Oxygen Delignification of Pulp”. Industrial Chemistry Publication Series. Teknillisen Kemian julkaisuarja. Espoo

Schmalzl, et al. 2003. “Wood surface protection with some titanium, zirconium and manganese compound”. Polymer Degradation and Stability Vol.82, 409-419