Stannum : Jurnal Sains dan Terapan Kimia, 3 (1) (2021) 30-33

## Stannum : Jurnal Sains dan Terapan Kimia
Website: https://journal.ubb.ac.id/index.php/stannum doi: 10.33019/jstk.v3i1.2238 Research paper
Concentration Optimization Na 2 CO 3 Alginates from Turbinaria sp. As Raw Material Electrolyte Polymer
Optimasi Konsentrasi Alginat Na 2 CO 3 dari Turbinaria sp.

## Sebagai Bahan Baku Polimer Elektrolit
Dinda Liyana, Nurhadini, dan Ristika Oktavia Asriza *
Department of Chemistry, Universitas of Bangka Belitung Kampus Terpadu Universitas Bangka Belitung, Bangka, Bangka Belitung, 33172
* Corresponding author: ristika@ubb.ac.id

## ABSTRAK
Polimer elektrolit berfungsi sebagai media transpor elektron dan sebagai pemisah antara anoda dan katoda. Polimer elektrolit dapat disintesis dari rumput laut coklat Turbinaria sp.  Namun  optimasi  ekstraksi  alginat  belum  banyak  dilakukan,  sehingga  penelitian  ini bertujuan untuk mengetahui kondisi optimum variasi konsentrasi Na 2 CO 3 (3%, 5%, 7%) pada  ekstrak Turbinaria sp  sebagai  bahan  baku.  bahan  untuk  sintesis  elektrolit  polimer untuk  DSSC.  Hasil  ekstraksi  alginat  optimum  diketahui  persentase  rendemen,  kadar  air dan  gugus  fungsi  menggunakan  analisis  FTIR.  Kondisi  optimum  ekstraksi  alginat  dari Turbinaria sp adalah Na 2 CO 3 5% dan suhu 60 o C dengan rendemen 23,81% dan kadar air 8,1%. Hasil FTIR juga menunjukkan  intensitas manuronik terkuat terlihat pada bilangan gelombang 822cm -1 . Kata Kunci : Alginat, Na 2 CO 3 , polimer elektrolit

## PENDAHULUAN
Pemakaian  energi  listrik  di  berbagai bidang  terus  mengalami  peningkatan.  Jika ketersedian energi listrik tidak dikelola dengan baik  maka  akan  mengakibatkan  krisis  energi listrik.  Oleh  karena  itu  dilakukan  upaya  untuk berinovasi dan mencari sumber-sumber energi alternatif  (Alhuja  dan  Tatsutani,  2009).  Salah satu  sumber  alternatif  terbesar  yang  dapat dimanfaatkan  yaitu  berasal  dari  energi matahari  ( solar  cell ).  Energi  matahari  yang mencapai  permukaan  bumi  berkisar  10.000 TW.  Salah  satu  aplikasi  dari  pemanfaatan energi matahari adalah Dye Sensitized Solar Cell (DSSC).
DSSC  tersusun  atas  semikonduktor, elektroda  pembanding,  zat  warna  ( dye ),  dan
polimer elektrolit. Polimer elektrolit merupakan  elektrolit  padat  yang  berfungsi sebagai  media  dalam  penghantar  elektron. Syarat  suatu  material  yang  dapat  dijadikan sebagai  polimer  elektrolit  adalah  mempunyai kekuatan  mekanik  yang  tinggi,  konduktivitas yang  tinggi,  mudah  dibuat  dalam  ukuran  yang tipis,  dan  mempunyai  kestabilan  termal  yang tinggi (Marfuatun, 2011).
Akhir-akhir ini sintesis polimer elektrolit banyak  berasal  dari  alam  karena  memiliki keunggulan  yaitu  mudah  didapat,  murah, keberadaannya  melimpah  dialam  dan  mudah didegradasi (Rudziah, 2016). Adapun beberapa sumber dari polimer elektrolit tersebut adalah selulosa,  kitosan,  karagenan  dan  alginat (Buraidah  dkk.,  2010;  Bella  dkk.,  2015; Herdianto,  2019;  Nurhadini  dkk.,  2019).
Alginat merupakan senyawa polimer alam yang berasal  dari  turunan  polisakarida.  Alginat mempunyai  kekuatan  mekanik  yang  tinggi, dimana nilai kekuatan tariknya sebesar 21,18 Mpa,  memiliki  ketebalan  140  μm (Wafiroh, 2016).
Alginat dapat diperoleh dari ekstraksi pada jaringan sel rumput laut antara lain Turbinaria dan  Sargassum.  Berdasarkan  kajian  literatur mengenai  ekstraksi  alginat  dari  rumput  laut. Wibowo  dkk.  (2013)  melaporkan  bahwa  suhu 50°C  dengan  konsentrasi  Na 2 CO 3 7%  adalah kondisi  terbaik  untuk  mengekstrak  rumput laut Turbinaria sp  dengan  rendemen  alginat yang  dihasilkan  sebesar  21,43%.  Namun penelitian  ekstraksi  mutu  alginat  dari Turbinaria sp  sebagai  polimer  tidak  banyak dilakukan.  Oleh  karena  itu,  dilakukan penelitian  tentang  optimasi  konsentrasi Na 2 CO 3 agar  diperoleh  rendemen  yang optimum  sebagai  bahan  baku  sintesis  polimer elektrolit.

## METODOLOGI
Bahan
Rumput laut cokelat Turbinaria sp , Akuades, Natrium  hidroksida  (NaOH)  Merck,  Natrium karbonat (Na 2 CO 3 ) Merck, Asam sulfat (H 2 SO 4 ) Merck,  Peroksida  (H 2 O 2 )  Merck,  dan  Isopropil Alkohol teknis

## Alat
Berikut  alat-alat  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah:  Seperangkat  alat  gelas seperti;  Gelas  beaker  100,  250,  dan  1000  mL, gelas labu leher 1000 mL, gelas ukur 5mL dan 100  mL, Stirrer , Hotplate ,  Neraca  analitik, plat/wadah  kaca,  labu  leher  2,  Termometer, Cawan  petri,    Alumunium    foil,    Plastik wrapping ,
Prosedur Ekstraksi alginat pada Turbinaria sp. Rumput  laut  cokelat  jenis Turbinaria sp yang  berasal  dari  Pantai  Tuing  Kepulauan Bangka dibersihkan dan
dikeringkan.Selanjutnya,  rumput  laut  yang telah  kering  tersebut  diblender  sampai  halus. Sebanyak  30  gram  rumput  laut  direndam selama 1 jam dalam larutan H 2 SO 4 2% dengan perbandingan  1:20  (w/v).  Kemudian  rumput laut  tersebut  dinetralkan  dengan  akuadest sampai  pH=  6-7  Selanjutnya  rumput  laut cokelat tersebut direndam dengan NaOH 0,5%
selama  30  menit  dan  dinetralkan  dengan akuadest  sampai  pH  7.  Endapan  sampel tersebut  dipanaskan  dengan  larutan  Na 2 CO 3 pada  variasi  Na 2 CO 3 3%,  5%,  7%  dengan perbandingan rumput laut cokelat dan larutan Na 2 CO 3 adalah  1:20  (w/v)  selama  2  jam  suhu 60 o C.  Hasil  ekstrak  disentrifugasi  pada  4500 rpm dan filtrat ditambahkan larutan H 2 O 2 10% sampai  larutan  bewarna  kuning.  Kemudian larutan  tersebut  ditambahkan  dengan  larutan H 2 SO 4 10%  dan  dibiarkan  selama  30  menit sampai pH=1-2 dan akan terbentuk serat. Endapan  tersebut  merupakan  gel  asam alginat.  Kemudian  gel  asam  alginat  dilarutkan dalam NaOH 10% hingga homogen dan ber-pH netral.  Sedikit  demi  sedikit  larutan  tersebut dituangkan  kedalam  larutan  isopropil  alkohol perlahan  sambil  diaduk.  Kemudian  serat natrium  alginat  akan  terbentuk  setelah didiamkan  selama  30  menit.  Larutan disentrifuge sehingga didapatkan serat natrium alginat.  Serat  natrium  alginat  yang  terbentuk dikeringkan sehingga terbentuk bubuk natrium alginat  (Mahbub,  2012;  Jayanudin dkk.,  2014). Serat  alginat  yang  diperoleh  dikarakterisasi dengan  FTIR  dan  dihitung  rendemen  serta kadar  airnya  untuk  menentukan  kondisi optimum.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  konsentrasi  Na 2 CO 3 terhadap hasil rendemen  natrium alginat Dari  gambar  1  menunjukkan  bahwa  pada penambahan  Na 2 CO 3 3%  akan  menghasilkan rendemen  sebesar  21,31%.  Pada  konsentrasi Na 2 CO 3 5%  memperoleh  rendemen  natrium alginat tertinggi yaitu 23,81%. Sedangkan pada konsentrasi Na 2 CO 3 7% menghasilkan rendemen natrium alginat 20,49%. Berdasarkan  pada  Gambar  1  penambahan Na 2 CO 3 7%  terjadi  penurunan  dari  rendemen natrium  alginat  yang  disebabkan  natrium alginat terdegradasi dengan ditandai hilangnya jejak  serapan  manurorat  yang  merupakan  ciri khas dari natrium alginat pada analisis FTIR.
Hasil  penelitian  ini  bersesuian  dengan penelitian  Prasetyaningrum  (2002)  yang  telah dilakukan menggunakan Na 2 CO 3 1-7%. Konsentrasi  Na 2 CO 3 dalam  proses  ekstraksi alginat sangat berpengaruh terhadap rendemen yang dihasilkan. Pada konsentrasi 1- 5%  mengalami  kenaikan  jumlah  natrium alginat  dengan  konsentrasi  optimum  pada Na 2 CO 3 5%.  Kemudian  untuk    konsentrasi Na 2 CO 3 6%  dan  7%  jumlah  rendemen  yang  di
dapatkan  mengalami  penurunan.  Disebabkan terciptanya  suasana  basa  pada  larutan, sehingga natrium alginat terdegradasi.
Gambar  1. Rendemen    Natrium  Alginat Dengan Variasi Na 2 CO 3
Pengaruh kadar air terhadap variasi Na 2 CO 3 Fungsi  pengukuran  kadar  air  adalah  untuk mengetahui  berat  kering  dari  alginat  yang dihasilkan.  Karena  kadar  air  juga  dapat menentukan  kualitas  dan  daya  tahan  dari alginat. Jika alginat mengadung kadar air yang tinggi  maka  akan  menyebabkan  kerusakan pada  alginat  akibat  adanya  reaksi  kimiawi maupun pertumbuhan mikroba pembusuk.
Tabel  1. Kadar  Air  Natrium  Alginat  variasi Na 2 CO 3 Konsentrasi
Na 2 CO 3 (%) Kadar air (%) 3 10 5 8,1 7 9,5
Hasil  analisis  pada  tabel  di  atas menunjukkan bahwa pada konsentrasi Na 2 CO 3 3%  kadar  air  yang  didapat  10%.  Pada konsentrasi  Na 2 CO 3 5%  merupakan  kadar  air terendah  yaitu  8,1%.  Sedangkan  pada konsentrasi  Na 2 CO 3 7%  kadar  airnya  adalah 9,5%.  Perbedaan  kadar  air  dapat  disebabkan oleh  faktor  penyimpanan  natrium  alginat. Menurut  Winarno  (1990)  besaran  kadar  air yang  diperbolehkan  dalam  natrium  alginat berkisar  5-20%.  Pada  penelitian  ini  kadar  air yang didapatkan memenuhi standar.
Analisis  Gugus  Fungsi  Natrium  Alginat Terhadap variasi Na 2 CO 3 Dari  spektrum  tersebur  terlihat  bahwa terdapat  puncak  spektrum  pada  bilangan gelombang rentang 3200-3500 cm -1 puncak ini menunjukan  gugus  hidroksil  (O-H)  pada bilangan gelombang 3267 cm -1, 3460 cm -1 , dan 3628  cm -1 .  Gugus  spektrum  terdapat  COO - asimetris  rentang  bilangan  gelombangnya 1600-1680  cm -1 .  Pada  spektrum  di  atas ditunjukan  pada  daerah  serapan  1602  cm -1 , 1692  cm -1 ,  dan  1611  cm -1 .  Pada  gugus  COO - simetris bilangan gelombang berada disekitaran  1410  cm -1 ,  pada  hasil  spekrumnya berada dibilangan gelombang  1434 cm -1 , 1451 cm -1 dan  1452  cm -1 .  Kemudian  sidik  jari  khas guluronat  ditunjukkan  pada  daerah  serapan 890-900  cm -1 dan  jejak  serapan  manurorat terdapat  pada  daerah  serapan  810-850  cm -1 pada Na 2 CO 3 3% yang menandakan manurorat dengan intensitas lemah. Dan pada Na 2 CO 3 5% terdeteksi  bilangan  gelombang    822  cm -1 dengan intensitas terkuat yang ditandai adanya serapan  gugus  manurorat.  Sedangkan  Na 2 CO 3 7% tidak terdeteksi serapan manurorat karena telah mengalami degradasi.
Gambar  2. Spektrum  FTIR  Natrium  Alginat Terhadap Variasi Na 2 CO 3

## KESIMPULAN
Kondisi  optimum  ekstraksi  natrium  alginat didapatkan dari Turbinaria sp pada konsentrasi  Na 2 CO 3 5%  pada  suhu  60 o C dilakukan  dengan  analisis  yang  menghasilkan rendemen 23,81% dan kadar air 8,1%. Analisis FTIR  menunjukan  intensitas  manuronat terkuat  terlihat  pada  bilangan  gelombang  822 cm -1 .  Natrium  alginat  hasil  ekstraksi  dapat dijadikan  sebagai  bahan  baku  dalam  sintesis polimer elektrolit.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  kepada  Universitas Bangka Belitung melalui program PDTU.

## REFERENSI
Ahuja, D,. Tatsutani. (2009). Sustainable Energy for  Developing  Countries .  Survey  and Perspectives integrating environment dan society, 2(1).
Bella, F., Mobarak, N.N., Jumaah, F.N., Ahmad, A. (2015) . From  Seaweeds  to  Biopolymeric electrolytes  for  Third  Generation  Solar Cells: An intriguing approach. Electrochim, 151, 306 – 311. Buraidah, M.H., Teo, L.P., Majid, S.R., Yahya, R., Taha, R.M., Arof, A.K. (2010). Characterizations of chitosan-based
polymer electrolyte photovoltaiccells. Int . J. Photoenergy , 1 – 7. Herdianto,  R.W.,  Husni  A.  (2019).  Optimasi suhu  ekstraksi  terhadap  kualitas  alginat yang diperoleh n dari rumput laut Sargassum  muticum .  Jurnal  Pengolahan Hasil  Perikanan  Indonesia, 22(1):  164- 173.
Marfuatun.  (2011).  Membran  Elektrolit  Untuk Aplikasi  Baterai  Ion  Litium. Prosiding Seminar  Nasional  Penelitian,  Pendidikan dan  Penerapan  MIPA,  Fakultas  MIPA, Universitas  Negeri  Yogyakarta, [14  Mei 2011]
Nurhadini.,  Asriza,  R.O.,  Anggraeni.,  Setiawan,
Yudi. (2019). Sodium Alginate extraction from brown seaweed (Turbinaria  conoides)  and  its  structural property  as  biopolymer  electrolyte. Proceedings of the International Conference  on  Maritime  and  Archipelago.
Atlantis Press, 167. 170-172. Prasetyaningrum, A., dan Purbasari, A. (2002) . Ekstraksi  Alginat  Dari  Rumput  Laut  Dan Aplikasinya Pada  Industri.  Universitas Diponegoro. Semarang. Reaktor. 6(2), 63- 67 Pujiarti,  H.  (2014) . Kajian  Karakteristik
Fotovoltaik  dan  Impedensi  dari  Dye Sensitized Solar Cell (DSSC)  dengan  Gel Elektrolit .  Tesis.  Departemen  Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan  Alam. Institut  Teknologi Bandung: Bandung. Rudhziah,  S.,  Ahmad,  A.,  Ishak,  A.,  Mohamed, N.S.  (2015).  Biopolymer  electrolytes based  on  blend  of  kappa-carrageenan and  cellulose  derivatives  for  potential
application  in  DSSC. Electrochim.  Acta ,
72, 133-141 Wafiroh,  S.,  Suyanto,  Yuliana.  (2016). Pembuatan  Dan  Karakterisasi  Membran Komposit Kitosan-Sodium Alginat Terfosforilasi  Sebagai  Proton  Exchange Membrane  Fuel  Cell  (PEMFC), Jurnal
Kimia Riset, 1(1), 14-21. Wibowo, A, Ridlo A, Sedjati S. (2013) . Pengaruh suhu  ekstraksi  terhadap  kualitas  alginat rumput laut Turbinaria  sp.  dari  pantai Krakal,  Gunung  Kidul,  Yogyakarta . Journal of Marine Research, 2(3), 15-24. Winarno,  F.G.  (1996).  Teknologi  Pengolahan Rumput  Laut.  P.T.  Gramedia  Pustaka Utama, Jakarta,