Efektivitas Peyerapan Zat Warna Tekstil Diazo Remazol (Red, Blue, Yellow, Green) Menggunakan Teknologi Membran Dari Nata de Coco-Etilendiamin

JUDUL

Efektivitas Peyerapan Zat Warna Tekstil Diazo Remazol (Red, Blue, Yellow, Green) Menggunakan Teknologi Membran Dari Nata de Coco-Etilendiamin

Disusun Oleh:

Ni Wayan Listiawati NIM. 0613031032/2006

Dewa Gede Eka Sastra Wiguna NIM. 0413031009/2004

Ni Putu Juni Artini NIM. 0613031006/2006

I Kadek Agus Tarsana NIM. 0613031035/2006

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

Singaraja

2010

TARGET LUARAN

Rumusan masalah yang diajukan berdasarkan latar belakang:

1. Apakah Membran dari Nata De Coco-Etilendiamin dapat digunakan untuk menyerap zat warna tekstil Diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green?

2. Berapa kapasitas maksimum (%) zat warna tekstil Diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green yang dapat diserap oleh membran Nata De Coco- Etilendiamin?

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui apakah Membran dari Nata De Coco-Etilendiamin dapat digunakan untuk menyerap zat warna tekstil Diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green.

2. Untuk mengetahui kapasitas maksimum (%) zat warna tekstil Diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green yang dapat diserap oleh membran Nata De Coco- Etilendiamin

Selain rumusan masalah diatas, luaran yang juga diharapkan dalam penelitian ini adalah pengembangan pengetahuan dalam bentuk publikasi tentang cara pembuatan membran dari nata de coco-etilendiamin serta aplikasinya dalam menyerap konsentrasi zat warna tekstil diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green, serta adanya paten yang bermanfaat melindungi hak cipta/karya.

METODE

Jenis Penelitian

Penelitian ini termasuk penelitian eksperimen one shot case study yang dilakukan di laboratorium. Dimana tujuan penelitian ini adalah mendapatkan data tentang kemampuan membran nata de coco-etilendiamin dalam menyerap konsentrasi zat warna tekstil diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green.

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Jurusan Pendidikan Kimia, Universitas Pendidikan Ganesha di Singaraja, dengan waktu penelitian dilaksanakan dari bulan Januari sampai April 2010

Instrumen Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: blender, nampan plastik, hot plate, mikrometer, neraca analitik, stirrer magnetik, stopwatch, pH meter, penyaring Whatmann, vacum water pipe, press kaca, spektrofotometer UV-VIS merk Shimadzu tipe 1600, serta beberapa peralatan gelas.

Bahan yang digunakaan meliputi: air kelapa, gula pasir, Acetobacter xylinum, amonium sulfat, asam asetat glasial, natrium hidroksida, etilendiamin monohidrat, etanol absolut dan aquades.

Preparasi Membran Nata de Coco-Etilendiamin

Sebanyak 25 gram nata basah di degradasi secara mekanik menggunakan blender kemudian diaktivasi menggunakan asam sulfat pada konsentrasi 2 M dan waktu 30 menit. Nata yang telah di aktivasi dengan asam sulfat, direaksikan dengan etilendiamin, dalam kondisi sistem reaksi yang distirrer. Konsentrasi etilendiamin pada 1.6 M dan waktu reaksi dijaga konstan selama 20 menit. Selanjutnya, membran dicetak menggunakan corong Buchner dan dikeringkan pada suhu 50-60 ^OC.

Penentuan Kapasitas Daya Serap Membran Terhadap Zat Warna Diazo Remazol Remazol Red, Blue, Yellow, Green

Penentuan kapasitas daya serap membran dilakukan dengan mengurangkan konsentrasi zat warna diazo remazol Remazol Red, Blue, Yellow, Green awal (sebelum penyaringan) dengan konsentrasi zat warna diazo remazol Remazol Red, Blue, Yellow, Green setelah disaring menggunakan membran nata de coco-etilendiamin

KETERCAPAIAN TARGET LUARAN

Membran Nata de Coco-Etilendiamin

Membran nata yang dihasilkan tipis berwarna putih seperti keras dan agak kaku, seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Membran Nata de Coco Etilen Diamin

Daya Serap Membran Terhadap Zat Warna Diazo Remazol Red, Blue, Yellow, Green

Penentuan kapasitas daya serap membran dilakukan dengan mengurangkan konsentrasi zat warna diazo remazol Red, Blue, Yellow, Green awal (X’) (sebelum penyerapan) dengan konsentrasi zat warna diazo remazol Red, Blue, Yellow, Green akhir (X) (setelah diserap) menggunakan membran nata de coco-etilendiamin. Pertama dilakukan penentuan persamaan kurva kalibrasi, kemudian dari persamaan kurva dicari konsantrasi zat warna yang tersisa dalam larutan setelah diserap oleh membran nata.

Tabel 1. Absorbansi Zat Warna Remazol Red, Blue, Yellow, Green Sebelum dan sesudah Diserap Menggunakan Membran Nata de Coco-Etilendiamin

Jenis zat Warna Remazol	λ maks (nm)	Konsentrasi (ppm)	Absorbansi sebelum	Absorbansi sesudah
Red	520.0	20	0,433	0,097
		40	0,878	0,252
		60	1,311	0,568
Green	520.0	20	0,033	0,009
		40	0,075	0,024
		60	0,101	0,045
Blue	594.0	20	0,175	0,049
		40	0,336	0,132
		60	0,492	0,170
Yellow	416.0	20	0,513	0,325
		40	0,989	0,683
		60	1,533	0,991

Gambar 1. Kurva Kalibrasi Konsentrasi Zat Warna awal (sebelum diserap) Terhadap Absorbansi yang dihasilkan

Berdasarkan persamaan masing-masing kurva diatas, maka dapat dihitung harga konsentrasi zat warna yang tersisa (akhir) (X) yaitu sebanyak x dari 20 ppm, x dari 40 ppm, x dari 60 ppm. Setelah dilakukan perhitungan dengan menggunakan program Exel maka diperoleh data seperti pada Table 2 berikut.

Tabel 2. Penentuan Konsentrasi Zat Warna Yang Tersisa dengan Menggunakan Persamaan Dari Kurva Kalibrasi

Jenis zat Warna Remazol	λ maks (nm)	Konsentrasi awal (X’) (ppm)	Absorbansi sesudah (Y)	Konsentrasi sisa (X) (ppm)
Red	520.0	20	0,097	4,6
		40	0,252	12
		60	0,568	27
Green	520.0	20	0,009	9
		40	0,024	24
		60	0,045	45
Blue	594.0	20	0,049	6,1
		40	0,132	16,5
		60	0,170	21,3
Yellow	416.0	20	0,325	13
		40	0,683	27,3
		60	0,991	39,6

Tabel 3. Penentuan Konsentrasi Zat Warna Yang diserap Membran Nata dengan Menggunakan Persamaan Dari Kurva Kalibrasi

Jenis zat Warna Remazol	λ maks (nm)	Konsentrasi awal (X’) (ppm)	Konsentrasi sisa (X) (ppm)	Konsentrasi terserap (X’ – X) (ppm)	Persentase zat warna terserap (%)	Persentase Penyerapan maksimum (%)
Red	520.0	20	4,6	15,4	77	73,5
		40	12	28	70
		60	27	33	55
Green	520.0	20	9	11	55	47,5
		40	24	16	40
		60	45	15	25
Blue	594.0	20	6.1	13,9	69,5	67
		40	16,5	23,5	58,75
		60	21,3	38,7	64,5
Yellow	416.0	20	13	7	35	34.5
		40	27,3	12,7	31,75
		60	39,6	20,4	34

Berdasarkan data Tabel 3. diperoleh hasil konsentrasi serta persentase (%) zat warna yang diserap oleh membran nata. Secara keseluruhan zat warna tekstil dapat diserap oleh membran nata. Hal ini berdasarkan absorbansi dan konsentrasi zat warna yang terserap, dimana pada larutan akhir (setelah diserap membran nata) semua absorbansi larutan zat warna yang tersisa mengalami penurunan. Hal ini tidak jauh berbeda dengan konsentrasi zat warna yang tersisa, dimana konsentrasi larutan zat warna mengalami penurunan awal (X’) (sebelum diserap) hingga akhir (X) (setelah diserap). Dengan mengurangkan konsentrasi awal (X’) dengan konsentrasi akhir/sisa (X), maka diperolehlah data konsentrasi larutan zat warna yang terserap oleh membran Pada tabel 3. Ditunjukkan dengan kolom (X’ – X), disajikan pula persentase konsentrasi zat warna yang terserap oleh membrane. Jadi berdasarkan hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa membrane nata de Coco-Etilendiamin dapat digunakan secara efektif untuk menyerap zat warna tekstil diazo remazol Red, Blue, Yellow, Green. Besarnya persentase penyerapan maksimum membrane nata de Coco-Etilendiamin terhadap zat warna warna tekstil diazo remazol Red adalah 73,5%, remazol Blue 67%, remazol Yellow 34,5%,dan remazol Green adalah 47,5%.

RPP KIMIA

Rancangan Pelaksanaan Pembelajaran (RPP)

I. Identitas Pelajaran

a. Satuan Pendidikan : SMA

b. Mata Pelajaran : Kimia

c. Kelas/Semester : XI/I

d. Alokasi Waktu : 1 x 45 menit

II. Standar Kompetensi

memahami struktur atom untuk meramalkan sifat-sifat periodik unsur, struktur molekul dan sifat-sifat senyawa.

Kompetensi dasar

menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menentukan letak unsur dalam tabel periodik.

III. Indikator

menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital

IV. Uraian Materi

a. Materi prasyarat

- Bilangan kuantum

- Bentuk dan orientasi orbital

b. Uraian materi

Konfigurasi elektron

Konfigurasi elektron menggambarkan distribusi elektron orbital-orbital atom. Konfigurasi elektron adalah susunan atau cara tersusunnya elektron dalam atom. Untuk menentukan cara tersusunnya elektron di dalam atom perlu diikuti beberapa aturan antara lain:

1. Prinsip Aufbau

Prinsip Aufbau menyatakan bahwa sebaran elektron dalam atom mempunyai urutan tertentu sesuai dengan energi orbitalnya. Orbital dengan energi terendah terisi elektron lebih dahulu. Jika orbital itu sudah penuh maka giliran pada orbital dengan tingkat energi berikutnya. Tingkat energi orbital dapat dinyatakan dengan diagram pada gambar 1. Dari diagram ini terlihat bahwa orbital 3d mempunyai energi lebih tinggi daripada 4s, karena itu orbital 3d hanya dapat terisi elektron jika orbital 4s telah terlebih dahulu terisi elektron penuh.

1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f 5g

6s 6p 6d 6f 6g 6h

7s 7p 7d 7f 7g

Gambar 1. Urutan tingkat energi menurut prinsip Aufbau

2. Larangan Pauli

Menurut Pauli, dalam sebuah atom tidak mungkin terdapat dua elektron atau lebih yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini juga berarti bahwa dalam sebuah orbital hanya dapat memuat dua elektron dengan spin yang berlawanan. Sebab sebuah orbital telah mempunyai tiga bilangan kuantum yang sama, yaitu n, l, dan m, sehingga bilangan kuantum keempat yaitu s harus berlainan. Dalam bentuk diagram, elektron dapat digambarkan dengan sebuah panah. Sepasang elektron, yaitu dua elektron dengan dua panah yang berlawanan arah.

3. Aturan Hund

Menurut Hund, pada orbital setingkat, yaitu orbital dengan dua bilangan kuantum yang sama, hanya dapat terisi pasangan elektron jika tiap orbital sekurang-kurangnya telah berisi sebuah elektron. Subkulit p mempunyai tiga orbital setingkat yaitu p_x, p_y, dan p_z. Orbital p_x dapat berisi sepasang elektron apabila p_y, dan p_z sekurang-kurangnya telah terisi satu elektron.

Pada orbital d, konfigurasi penuh d¹⁰ lebih stabil daripada konfigurasi d⁴. Hal itu memungkinkan perubahan dari konfigurasi d⁹s² menjadi d¹⁰s¹ dan dari d⁴s² menjadi d⁵s¹.

Beberapa catatan tentang konfigurasi elektron

1. Dua cara menuliskan urutan subkulit.

Ada dua cara menuliskan konfigurasi elektron skandium (Z = 21), yaitu:

a. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹, atau

b. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d¹4s²

Pada dasarnya kedua cara tersebut sama dan sesuai dengan prinsip Aufbau. Menurut cara (a), subkulit-subkulit ditulis sesuai dengan urutan tingkat energinya. Pada cara (b) subkulit-subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan, kemudian diikuti subkulit dari kulit berikutnya.

Sc (Z = 21) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d¹ 4s²

K L M N

2 8 9 2

2. Menyingkat penulisan konfigurasi elektron dengan menggunakan konfigurasi elektron gas mulia.

Konfigurasi elektron Ne (Z = 10) : 1s² 2s² 2p⁶

Na (Z = 11) : 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Konfigurasi elektron Na sama dengan konfigurasi elektron Ne ditambah dengan 3s¹. Oleh karena itu, konfigurasi elektron Na dapat ditulis sebagai berikut:

Na (Z = 11) : [Ne] 3s¹

3. Kestabilan subkulit d yang terisi penuh atau setengah penuh.

Terdapat beberapa penyimpangan pengisian elektron berdasarkan prinsip Aufbau dengan yang ditemukan berdasarkan percobaan. Contohnya ialah konfigurasi elektron kromium (Z = 24). Konfigurasi elektron Cr berdasarkan prinsip Aufbau adalah sebagai berikut:

Cr (Z = 24) : [Ar] 3d⁴ 4s²

Konfigurasi Cr berdasarkan percobaan adalah sebagai berikut:

Cr (Z = 24) : [Ar] 3d⁵ 4s¹

Konfigurasi elektron dengan dua subkulit terakhir d⁴ s², cenderung berubah menjadi d⁵ s¹, hal ini karena subkulit d yang terisi penuh (d¹⁰) atau setengah penuh (d⁵) lebih stabil.

Konfigurasi elektron ion

Ion tunggal yang bermuatan +x terbentuk dari atom netralnya dengan melepas x elektron. Elektron yang dilepas itu adalah elektron dari kulit terluar. Sebagai contoh: Al dengan nomor atom 13 memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹. Al³⁺ memiliki konfigurasi elektron 1s² 2s² 2p⁶. Ion tunggal bermuatan –x terbentuk dari atom netralnya dengan menyerap x elektron. Elektron yang diserap itu mengisi orbital dengan tingkat energi terendah yang belum penuh. Sebagai contoh: Cl dengan nomor atom 17 memiliki konfigurasi elektron [Ne] 3s² 3p⁵. Cl^- memiliki konfigurasi elektron [Ne] 3s² 3p⁶ (jumlah elektron = 18).

V. Alat dan Bahan (Media)

· LKS

· Buku sumber belajar

· SPU (Sistem Periodik Unsur)

· Gambar diagram tingkat energi orbital

VI. Metode Pembelajaran

Metode : pemberian informasi, pemecahan masalah dan diskusi.

Teknik : diskusi kelompok dan diskusi kelas

VII. Kegiatan Belajar Mengajar

v Kegiatan Awal (5 menit)

Kegiatan Guru	Kegiatan Siswa
- Guru mengucapkan salam kepada siswa. - Guru mengabsensi siswa. - Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang diharapkan akan tercapai setelah KBM berlangsung. - Guru mengali pengetahuan siswa dengan bertanya apa manfaat belajar tentang konfigurasi elektron? - Guru memotivasi siswa dengan reinsformen positif berupa pujian, tambahan nilai bagi siswa yang aktif selama kegiatan belajar mengajar.	- Siswa membalas salam guru. - Siswa mendengarkan tujuan pembelajaran yang akan dicapainya selama KBM. - Siswa menjawab pertanyaan guru.

v Kegiatan Inti (25 menit)

Kegiatan Guru

Kegiatan Siswa

Pemberian informasi - Guru memberikan informasi tentang konfigurasi elektron yakni tentang aturan-aturan penulisan konfigurasi elektron, beberapa catatan tentang konfigurasi elektron, dan tentang konfigurasi elektron ion. - Guru meminta siswa untuk duduk berkelompok dengan anggota kelompok 5 orang. Pemberian masalah - Guru memberikan beberapa masalah kepada siswa yang terlampir dalam LKS 1. Pemecahan masalah melalui diskusi kelompok - Guru meminta siswa secara berkelompok untuk memecahkan masalah yang ada dalam LKS 1. Melakukan diskusi kelas - Guru menunjuk salah satu wakil tiap-tiap kelompok untuk menyampaikan hasil diskusinya secara bergilir. - Guru meminta kelompok lain memberikan tanggapan. - Guru meluruskan jalannya diskusi.

- Siswa mendengar informasi yang guru sampaikan tentang aturan-aturan penulisan konfigurasi elektron, beberapa catatan tentang konfigurasi elektron, dan tentang konfigurasi elektron ion. - Siswa duduk sesuai dengan kelompoknya. - Siswa secara berkelompok memecahkan masalah yang ada pada LKS 1. - Salah satu wakil tiap-tiap kelompok yang ditunjuk maju menyampaikan hasil diskusinya. - Kelompok lain memberi tanggapan.

v Kegiatan Akhir (15 menit)

Kegiatan Guru	Kegiatan Siswa
- Guru mengajak siswa bersama-sama membuat kesimpulan hasil diskusi. - Guru mengakhiri dengan memberikan post test yang terlampir dalam soal post test.	- Siswa ikut berpartisipasi membuat kesimpulan. - Siswa mengerjakan post test yang diberikan oleh guru.

VIII. Assemen dan Evaluasi

Penilaian aktivitas belajar dalam kegiatan diskusi (Rubrik penilaian terlampir).

· Penilaian terhadap tingkat partipasi siswa dalam melakukan diskusi

· Penilaian akan sikap dalam menghargai orang lain

· Penilaian sikap sains

Skor yang diperoleh dari nilai post test.

IX. Sumber Belajar

Agus, Akhril. 1984. Mengerti Kimia 2a halaman 45-52. Bandung: IKIP Bandung

Purba, Michael. 2002. Kimia Untuk SMA Kelas XI halaman 18-25. Jakarta: Erlangga

Subagia, I Wayan. 2005. Buku Penuntun Belajar Kimia Dasar 1 halaman 19-22. Singaraja: IKIP Negeri Singaraja

LKS 1

1. Susunlah subkulit-subkulit berikut berdasarkan tingkat energinya, dimulai dari subkulit dengan tingkat energi terendah: 3p, 3d, dan 4s.

2. Jelaskan mengapa konfigurasi elektron di bawah ini salah dan bagaimana seharusnya?

s p

3. Dengan memperlihatkan aturan Aufbau dan aturan Hund. Gambarlah diagram orbital untuk unsur :

a. N (Z = 7)

b. Mn (Z = 25)

4. Dengan menggunakan konfigurasi gas mulia, tuliskan konfigurasi elektron singkat unsur-unsur dengan nomor atom 12 sampai dengan 15!

5. Dengan memperhatikan kestabilan konfigurasi penuh dan setengah penuh, tulislah konfigurasi elektron dari unsur Mo (Z = 42) dan Ag (Z = 47)!

6. Tuliskan konfigurasi elektron ion-ion berikut:

a. Al³⁺ (Z = 13) c. P^3- (Z = 15)

b. Cr³⁺ (Z = 24) d. S^- (Z = 16)

SOAL POST TEST

Nama :

No. Absen :

Kelas/Semester :

Tanda Tangan :

1. Beri penjelasan singkat tentang makna dari :

a. prinsip Aufbau (Skor 10)

b. larangan Pauli (Skor 10)

c. aturan Hund (Skor 10)

2. Tulislah konfigurasi elektron, konfigurasi elektron singkat (menggunakan konfigurasi elektron gas mulia) dan diagram orbital dari unsur P (Z = 15) dan Mn (Z = 25)! (Skor 60)

3. Tuliskan konfigurasi elektron dari ion Co³⁺ (Z = 27) dan S^2- (Z = 16)! (Skor 10)

JAWABAN LKS 1

1. Tingkat energi subkulit bergantung pada nilai n + l.

Orbital	n	l	n + l
3p 3d 4s	3 3 4	1 2 0	4 5 4

Subkulit 3p dan 4s mempunyai nilai n + l yang sama. Dalam hal ini seperti ini, subkulit dengan nilai n lebih besar mempunyai tingkat energi lebih tinggi.

Jadi, urutan tingkat energi dari 3 subkulit tersebut adalah: 3p, 4s, 3d.

2. Konfigurasi elektron tersebut salah karena sepasang elektron yang digambarkan pada orbital s dan orbital p_x dengan dua panah yang arahnya sama, yang berarti spin dari dua elektron yang ada dalam orbital tersebut sama. Sehingga keempat bilangan kuantum dari kedua elektron yang ada pada orbital tersebut sama. Penggambaran orbital seperti ini dilarang oleh Pauli yang mana dalam sebuah atom tidak mungkin terdapat dua elektron atau lebih yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Sehingga penggambaran orbital yang benar adalah sebagai berikut:

s p

3. 1s 2s 2p

N:

1s 2s 2p 3s 3p

Mn:

4s 3d

4. ₁₂X : [Ne] 3s²

₁₃X : [Ne] 3s² 3p¹

₁₄X : [Ne] 3s² 3p²

₁₅X : [Ne] 3s² 3p³

5. ₄₂Mo : [Kr] 4d⁵ 5s¹

₄₇Ag : [Kr] 4d¹⁰ 5s¹

6. Al³⁺ :1s² 2s² 2p⁶

Cr³⁺ : [Ar] 3d³

P^3- : [Ne] 3s² 3p⁶

S^- : [Ne] 3s² 3p⁵

JAWABAN SOAL POST TEST

1. a. Prinsip Aufbau menyatakan bahwa sebaran elektron dalam atom mempunyai urutan tertentu sesuai dengan energi orbitalnya. Orbital dengan energi terendah terisi elektron lebih dahulu. Jika orbital itu sudah penuh maka giliran pada orbital dengan tingkat energi berikutnya. (Skor 10)

b. Menurut Pauli, dalam sebuah atom tidak mungkin terdapat dua elektron atau lebih yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. Hal ini juga berarti bahwa dalam sebuah orbital hanya dapat memuat dua elektron dengan spin yang berlawanan. (Skor 10)

c. Menurut Hund, pada orbital setingkat, yaitu orbital dengan dua bilangan kuantum yang sama, hanya dapat terisi pasangan elektron jika tiap orbital sekurang-kurangnya telah berisi sebuah elektron. (Skor 10)

2. Konfigurasi elektron (Skor 20)

₁₅P : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

₂₅Mn : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d⁵ 4s²

Konfigurasi elektron singkat (Skor 20)

₁₅P : [Ne] 3s² 3p³

₂₅Mn : [Ar] 3d⁵ 4s²

Diagram orbital (Skor 20)

₁₅P 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

₂₅Mn 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

4s² 3d⁵

3. Co³⁺ : [Ar] 3d⁵ 4s¹ (Skor 5)

S^2- : [Ne] 3s² 3p² (Skor 5)