## ELEKTROSINTESIS POLIMER KONDUKTOR
(p-POLYANILIN A)

## DENGAN ANODA KARBON

## MUKHAMMAD ASY,ARI*), W.H. RAHMANTO
*’Laboratorium Biokimia, Jurusan Kimia FM1PA Universitas Diponegoro Semarang
**)Laboratorium Kimia Fisika, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Diponegoro Semarang

## Abstrak
Telah diteliti, reaksi elektrosintesis senyawa anilina dengan perpaduan elektrolit pendukung HC1 1,5 M, anoda karbon dirotasikan, rentang voltase 1,1 - 1,4 volt dan kuat arus 10-50 mA. menghasilkan produk polimer konduktor dengan daya hantar 2,54 x 10'2 ohm-1 cm'1, titik didih 500°C, dan sifat padatan rapuh berwama hijau. Berdasarkan spektrum Infra Merah dan Ultra Ungu, maka disimpulkan bahwa produk elektrosintesis identik dengan struktur molekul p- polyanilina.
Kata Kunci : Elektrosintesis, p-polyanilina, polimer konduktor
Abstract
It has been examined, that electrosynthesis reaction of aniline with combination of supporting electrolyte, hidrochloride acid 1,5 M, rotated carbon anode, with interval voltage 1,1 - 1,4 volt and current 10-50 mA, produced conducting polymer. The characteristics solid is brittle,green colour, boiling point 500°C, and electronic conductivity about 2,54xl0'2 cm 'ohm' ' Based on infrared and ultraviolet spectrum, it were concluded that electrosynthesis product is identic with p-polyaniline molecule structure.
Keywords : Electrosynthesis, p-polyaniline, conducting polymer.
1. PENDAHULUAN maupu anorganik yang rentan terhadap reaksi redoks(,,<2)(3). Sebagai senyawa kaya elektron, anilina mudah teroksidasi zat oksidator kuat memungkinkan teijadinya polimerisasi senyawa anilina. Penambahan zat oksidator disamping berakibat pemborosan juga
menghasilkan reaksi samping dan campuran produk yang rumit untuk dipisahkan.
Penerapan metoda elektrosisntesis
untuk senyawa anilina bisa mengarah-
Perkembangan ilmu dan teknologi disamping bisa memanjakan hampir seluruh kebutuhan manusia tapi tanpa disadari telah banyak menimbulkan pemborosan sumber daya alam. Untuk itu perlu adanya terobosan ilmu dan teknologi yang lebih berwawasan lingkungan. Salah satu metoda yang sedang dikembangkan adalah elektro¬ sintesis. Metoda ini berprinsip pada penerapan kaidah-kaidah elektrokimia dalam mensintesis bahan organik
(4) (5) . Dengan penambahan
No. Artikel: 46/1999 ( Kimia Fisik) 73
kan mekanisme reaksi polimerisasi senyawa anilina dengan tingkat ke¬ rn urn i an dan kuantitas yang tinggi.
Daiain rangka mempertajam pengamat an terhadap mekanisme reaksi elektro¬ sintesis senyawa p-polyanilina, maka penelitian ini dikondisikan dengan variasi : l. Voltase dan kuat arus 2.
Elektrolit pendukung 3. Pergerakan elektroda.
Sebanyak 60 mL HC1 (1,5 M; 3 M) dan 1 mL anilina pekat dicampur dal am gelas beaker 100 mL kemudian diatur pada rentang voltase 1,1 - 1,4 volt dan kuat arus 10 - 100 mA. Proses elcktrosintesis selama 30 menit,
dilanjutkan dengan tahap polarisasi
produk pada voltase 0,3 volt selama 15 menit. Melakukan percobaan pada kondisi anoda karbon : statis dan
dirotasikan.
Dalam penelitian ini, dilakukan analisis baik secara kualitatif maupun kuantitatif terhadap produk elektrosintesis. Analisis kualitatif dilakukan melalui analisis struktur kimiawi (analisis spektrum infra merah dan ultra ungu), sifat kondukti vitas (analisis resistansi),
pengamatan wama dan sifat padatan.
Analisis kuantitaif dilakukan melalui penghitungan kinetika reaksi elektrosintesis senyawa anilina, dengan rnetoda analisis reaktan atas anilina berdasarkan data voltametri.
dilakukan kemudian
2. PERCOBAAN
Alat - alat yang digunakan : Power Supply (Hewlett Packard), InfraMerah (Buck Scientific), Ultra Ungu (S 1000 PC Secomam), Voltametri VA 693 Processor dan VA 694 Stand (Metrohm), Seperangkat Alat Elektrosintesis (desain sendiri) Bahan yang digunakan : Semua
bahan yang digunakan berkualitas proanalisis
Desain Alat : Dua gelas kimia disusun dengan bagian luar (250 mL) diisi air berfungsi sebagai “termostat" dan bagian dalam (100 mL) sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Anoda karbon (silinder) dan katoda tembaga (spiral) disusun dengan jarak 2 cm.
Cara Kerja : Sebelum dilakukan proses elektrosintesis, bahan baku anilina dimumikan terlebih dahulu dengan distilasi vakum. Bahan anilina yang setengah mumi akan berwama kuning sedangkan dalam kedaaan
sangat mumi tidak berwama.
3. HAS1L DAN PEMBAHASAN
Reaksi elektrosintesis p-polyanilina teijadi pada rentang voltase 1,1 - 1,4 volt dan kuat arus 10-50 mA, prodok padatan berwama ungu menempel pada anoda karbon.
iMju Reaksi Elektrosintesis
No. Artikel: 46/1999 ( kimia Fisik)
74
Dari hasil pengamatan terhadap konsentrasi reaktan sisa dengan
voltametri temyata untuk sistem elektroda statis kecepatan reaksi lebih besar terjadi pada konsentrasi
elektroda pendukung 1,5 M. Hal ini disebabkan akti vitas ionik elektrolit
elektronnya. Dan ini didukung oleh adanya perubahan kecepatan reaksi
secara tajam jika voltasenya berubah.
Sifat Konduktivitas dan Elektro- kromik Produk
Setelah dilakukan polarisasi pada Grafik Linear
Percobaan Vs Konsentrasi Be reaksi (Co - C) (CO - C) 800 T 700-- 600 500 - - 400 300 200- 100 0 1 Percobaan +
+ +
1 2 3 4 - Linear (E.1.1 - E. 14) - Unear (E.3.1 - E.3.4) - Linear (E.4.1 - E.4 4) - Linear (E.2.1.- E.2.4)
pendukung 1,5 M lebih besar dari 3 M. voltase 0,3 V selama 15 menit. Produk
mengalami perubahan waraa menjadi hijau <l0). Fenomena ini menurut Shermann dan kawan-kawan (2)
dikarenakan p-polyanilina memiliki empat struktur molekul yang berbeda yaitu struktur Leucoemeraldine (jemih), Basa Emeraldine (biru), Garam Emeraldine (hijau) dan Pemigraniline (ungu). Sedangkan untuk sifat konduktivitas dilakukan pengukuran resistansi pada larutan dan padatan produk (tabel 2.1 dan 2.2) Kondisi ini menyebabkan anilina dapat bereaksi lebih cepat. Keadaan sebaliknya teijadi
pada sistem elektroda dinamis. Fenomena ini dapat dijelaskan karena pada sistem dinamis
dngan adanya rotasi elektroda
menyebabkan pergerakan
seluruh
massa sistem (IX(7U*).(9) (elektrolit
pendukung + anilina) mendekati
elektroda dengan cepat, sehingga kecepatan reaksi elektrosintesis hanya dipengaruhi oleh kecepatan transfer
No. Artikel: 46/1999 (Kimia Fiaik) 75
Tabel 2.1. Data Pengamatan Resistensi Produk Elektrosintesis (Larutan)
DAYA HANTAR ( M"1 Q'1 cm' No. PER RESISTENSI ( MQ ) C I 2 3 Purata 1 2 3 Purata 1 PI 5,000 4,000 4,300 2,890 16,000 4,900 3,800 4,300 2,800 15,800 4.800 3.800 4.400 2,800 16,200 0,204 0,260 0,230 0,357 0,063 4,900 3,870 4,330 2,830 16,000 0,200 0,250 0,230 0,345 0,062 0,208 0,260 0,227 0,357 0,204 0,258 2 P 2 3 P 3 0,231 4 P 4 0,353 5 Pelarut 0,063 0,061
Tabel 2.2. Data Pengamatan Resistensi Produk Elektrosintesis (Padatan)
DAYA HANTAR ( tr* cm'1 ) PERC RESISTENSI ( O ) 3 Purata 1 2 1 2 3 Purata P. A 38,8 40,2 39,0 39,3 2,6 xlO'2 5,3 xl0‘J 5,1 xlO-4 2,5 xlO"' 5,2x10ÿ 4,7 xlO-4 2,6x10'' 5,2 xKT3 4,8 xlO-4 2,6x10-'
5,2 xlO-5 4,9 xlO-4 P.B 189,3 192,4 190,8 190,8 PC 1975,0 2150,0 2100,0 2075,0
Keterangan : P A : Produk elektrosintesis terstabilkan (baru)
P. B : Produk elektrosisntesis teroksidasi sebagian oleh udara P. C : Produk elektrosintesis teroksidasi sempuma oleh udara
elektrosintesis00* terlihat perbedaan spektrum, dengan puncak pembeda pada panjang gelombang : 224,2 ran ; 558,4 ; dan 457,0 ran.
menunjukkan adanya pelemahan pada uluran C-N dibanding tekukan C-H ke dalatn cincin. Jika menunjuk pada
bentuk dan struktur produk p- polyanilina maka pelemahan uluran
C-N ini dikarenakan terbentuknya ikatan imina (ON-), yang didukung oleh semakin kuatnya transmitan pada bilangan gelombang 1558 - 1613 cm'1 yang merupakan uluran ON.
si fat khas yang dimiliki oleh molekul- molekul berantai panjang (polimer).
Hasil analisis terhadap spektrum ultra ungu maupun infra merah dari produk elektrosintesis merujuk pada struktur molekul p-polyanilina. Dari hasil
Analisis Spektrum Infra Merah dan Ultra Ungu Produk
Hasil analisis data spektrum unltra ungu kombinasi anilina dan produk Dengan membandingkan spektrum infra merah produk (gambar 2.2) dan senyawa anilina (gambar 2.3) nampak terjadi perubahan transimitansi pada bilangan gelombang : 1140 - 1158,5 cm'1 dan 1558 - 1613 cm'1. Dimana transmitansi pada 1140 - 1158,5 cm'1 untuk produk elektrosintesis menjadi lebih besar dari transmitansi pada 1305 - 1313,8 cm1. Perubahan ini
Pelebaran spektrum pada 2000 - 3425 cm'1 dikarenakan adanya penyerapan pada bilangan gelombang yang saling
berdekatan untuk uluran C-H aromatik dan uluran N-H. Dan
pelebaran spektrum ini merupakan adanya
No. Artikel: 46/1999 ( Kimia Fisik) 76
terhadap si fat 3. Dengan elektroda dirotasikan, dapat lebih menyempumakan
reaksi elektrosintesis.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Fry, A.J.,1980, “Synthetic Organic Electrochemistry’', 2nd edition, John Willey and Sons, Canada.
2. Shermann, B.C., ett all, 1994,
“Journal of Chemical Education”, vol. 71, number 4, April.
3. Kyriacou, D.K., 1981, “Basics of Elekctroorganic Synthesis”, John Willey and Sons, Inc., Canada.
4. Solomon,
“Fundamental Chemistry”, 3th edition, John
Willey and Sons, New York.
5. Considine, 1984, “Encyclopedia of Chemistry”, 4tb ed. Van Nostrand Reinhold Co., New York.
6. Nagels, G.T., et all, 1992, “Journal
of Applied Electrochemistry”,
Vol. 22 page 756-764 Chapman and Hall.
7. Crow, D.R.,1988, “Principles and Aplications of Electrochemistry”, third edition, Chapman and Hall Ltd., London.
8. Bard, A.J., and Faulkner, L.R., 1980, “Electrochemical Methods,
Fundamentals and Aplication”,
John Willey and Sons, Canada.
9. Weissberger, A., and Rossifer,
B.W., 1971, “Physical Methode of Chemistry, Electrochemical Methods”, John Willey and Sons, Canada.
10. Silverstein, R.M, et all, 1981,
“Spectrometric Identification of Organic Compounds”, fourth
edition, John Willey and Sons,
Inc., Canada.
pengamatan elektrokromik konduktivitas produk elektrosintesis maka diprediksikan produk yang dihasilkan merupakan senyawa p- polyanilina dengan struktur campuran antara : garam Emeraldine. basa basa Emeraldine, dan Pemigraniline.
dan pengukuran
Fenomena elektrosintesis merupakan
gambaran mikro keterpaduan ragam unsur di alam semesta. Gerak perilaku elektron yang kadang tanpa aturan pun
jika diselaraskan secara sungguh- sungguh akan menghasilkan karya cipta yang bermanfaat dan menakjubkan. Sungguh semua itu hanya sebagian kecil dari kuasa dan kehendak Allah Tuhan semesta alam.

## 4. KESIMPULAN
Hasil analisa spektrum ultra ungu, infra merah, sifat elektrokromik,
konduktivitas dan sifat padatan produk elektrosintesis disimpulkan bahwa produk yang
dihasilkan adalah senyawa p-
polyanilina yang merupakan polimer konduktor.
Dan dari hasil pengamatan terhadap proses elektrosintesis disimpulkan sebagai berikut :
1. Elektrosintesis senyawa anilina
teijadi pada rentang voltase 1,1 - 1 ,4 volt dan kuat arus antara 10 - 50 mA.
2. Pengkondisian
pendukung asam klorida pada konsentrasi 1,5 M dapat raeningkatkan kestabilan arus. G.T., 1990, Organic maka dapat I IB. part elektrolit
No. Artiket: 46/1999 (Kimia Fisik)
77