pemodelan senyawa turunan asam karbamat sebagai

Seminar Hasil Penelitian
Karya Ilmiah 2 Tahun Terakhir :
1. “The Effect Of Contact Time and pH on Methylene Blue Removal by Volcanic Ash”
International Academy of Arts, Science and Technology-Kuala Lumpur, Malaysia. Pada 12-13
Mei 2014
2. Penerapan Teknologi Triple Trap Gas (TTG) Terhadap Penurunan Emisi Gas Buang
Kendaraan Bermotor Empat Langkah (4 tak) . Di Hotel New Saphir, Yogyakarta. Pada 30 Mei
2015
3. Studi Konversi Karbon Dioksida (CO2) dengan Teknik Reduksi Elektrokimia Menggunakan
Elektroda Tembaga (Cu). Di Gedung Universitas Jendral Achad Yani, Bandung. Pada 4 Juni
2015
STUDI KONVERSI KARBON DIOKSIDA (CO2) MENJADI
METANOL MENGGUNAKAN ELEKTRODA TEMBAGA (CU)
DENGAN TEKNIK REDUKSI ELEKTROKIMIA
(ELECTROCHEMICAL REDUCTION)
Muh. Supwatul Hakim, Riyanto
Program Studi Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Islam Indonesia
Yogyakarta
Pendahuluan.
Gas Emisi Kendaraan Bermotor
Padatnya
Kendaraan
Bermotot
Gas Buang
Kendaraan
Bermotor
Masalah Pencemaran Udara
Belum
Terselesaikan
Polusi Udara
Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh elektroda tembaga
terhadap hasil reduksi karbon dioksida?
2. Bagaimana cara mengkonversi gas karbon
dioksida menjadi metanol?
3. Bagaimana pengaruh voltase terhadap hasil
elektrolisis?
4. Bagaimana pengaruh waktu terhadap hasil
elektrolisis?
Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengaruh elektroda
tembaga terhadap hasil reduksi karbon
dioksida
2. Untuk mengetahui cara mengkonversi gas
karbon dioksida menjadi metanol.
3. Mengetahui pengaruh voltase terhadap hasil
elektrolisis.
4. Mengetahui pengaruh waktu terhadap hasil
elektrolisis.
Manfaat Penelitian
1. Dapat mengkonversi karbon dioksida menjadi
metanol yang lebih bermanfaat.
2. Menciptakan energi alternatif baru dari
limbah gas yang tidak bermanfaat seperti
karbon dioksida.
Konversi dengan Metode Elektrokimia
• Sintesis elektrokimia merupakan satu teknik
elektrokimia untuk sintesis senyawa organik dan
anorganik
Metode Penelitian
Preparasi Elektroda
Pengaruh Beda Potensial Tegangan Terhadap Reduksi CO2
Pengaruh Waktu ElektrolisisTerhadap Reduksi CO2
Pengaruh Penambahan Elektrolit KOHTerhadap Reduksi
CO2
Elektroda Cu ( 6x 2) cm
Arus DC
+
-
Gas
CO2
A
K
Elektroda
H2O
CO
2
Hasil dan Pembahasan
Reduksi elektrokimia CO2 merupakan
reaksi yang terjadi secara tidak spontan
dimana dibutuhkan sumber arus listrik dari
luar yang berasal dari DC Adaptor.
Metode elektrokimia yang digunakan
adalah elektrolisis dengan menggunakan
arus tetap sebesar 1 A (Amper). Metode
ini di pilih karena pada elektrolisis arus
tetap dan di perlukan kondisi potensial
yang stabil.
Reakto Elektrolisis
• Sponge merupakan suatu
lapisan yang terbentuk dari
hasil elektrolisis pada waktu
yang lama. Sponge akan
terlihat dengan jelas ketika
elektroda
dikeringkan
di
udara. Terbentuknya sponge
dipermukaan elektroda akan
menyebabkan
perubahan
bentuk morfologi permukaan
elektroda
A
B
Gambar 15. (A) Elektroda Cu
Sebelum digunakan, (B) Elektorda Cu
Setelah digunakan
CO2
O
CO2 + 2H+ + 2e– → H
(asam karboksilat)
C
OH
O
2CO2 +
7H+
+
7e-
H3C
A
C
+ H2O + NO
O
NH2
Asam karbamat
B
CO2 + H+ + e-
CnH2nO + H2O
Nonanal
C
3CO2 +
17H+
+
17e-
H3C
H
C
NH2
H2
C OH + 4H2O + NO
1-Propanol, 2-amino
D
No hit compound
E
Gambar 16. Kromatogram pengaruh beda potensial tegangan terhadap
reduksi CO2, dimana (A) sebelum elektrolisis, (B) 1,5 Volt,
(C) 2 Volt, (D) 3 Volt, dan (E) 5 Volt
Senyawa Yang Dihasilkan Dari Reduksi CO2
Produk reduksi CO2 dengan elektroda tembaga (Cu) pada berbagai beda potensial
No
Voltase
(volt)
Waktu Retensi
Senyawa
Konsentrasi
1
1,5
1.750
Asam Karbamat
58.12
2
2
1.747
Nonanal
100.00
3
3
1.753
1-Propanol, 2-amino, 62.72
Siklopropil Karbinol
Pengaruh Waktu Elektrolisis Terhadap Reduksi CO2
Pengaruh Waktu Elektrolisis
0.52
Absorbansi
0.42
0.5 Jam
1 Jam
0.32
2 Jam
3 Jam
0.22
4 Jam
0.12
5 Jam
0.02
200
250
300
Panjang Gelombang (nm)
350
400
Gambar Spektra pengaruh
waktu elektrolisis terhadap reduksi
CO2 dengan tegangan 3 volt
Beberapa peneliti menyatakan deaktivasi dari elektroda Cu pada waktu 60 menit
elektrolisis, oleh karena percobaan dilakukan pada rentang waktu 60 menit selama 5 jam.
Tujuan dari perlakuan ini adalah untuk mengetahui pengaruh lamanya elektrolisis
terhadap reduksi CO2. Terlihat pada gambar diatas dengan waktu elektrolisis selama 2 jam
menunjukkan terbentuknya senyawa dengan suatu puncak spekra UV-Vis pada panjang
gelombang 250 nm.
Pengaruh Penambahan Elektrolit Terhadap
Elektrolisis
Pengaruh Penambahan Elektrolit KOH 0.8 M
Terhadap Reduksi CO2
Pengaruh Penambahan Elektrolit KOH 0.5 M Terhadap
Reduksi CO2
3
3
2.5
Absorbansi
Absorbansi
2.5
2
1.5
Sebelum elektrolisis
1
Setelah elektrolisis
0.5
1.5
Sebelum
elektrolisis
1
Setelah
elektrolisis
0.5
0
-0.5 200
2
250
300
350
Panjang Gelombang (nm)
0
400
200
250
300
350
Panjang Gelombang (nm)
Gambar. Spektra pengaruh
penambahan
elektrolit
KOH
terhadap reduksi pada tegangan 3
volt
Absorbansi
Pengaruh Penambahan Elektrolit KOH 1.2 M Terhadap
Reduksi CO2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
Sebelum
elektrolisis
Setelah elektrolisis
200
250
300
350
Panjang Gelombang (nm)
400
400
Spektrum Infra Merah
A
B
C
D
Gambar 20. Spektrum Inframerah senyawa hasil reduksi CO2 dengan penambahan
elektrolit pada tegangan 3 volt dimana (A)sebelum elektrolisis, (B)
elektrolit KOH 0.5 M, (C) elektrolit KOH 0.8 M,(D) elektrolit KOH 1.2 M
Kesimpulan
•
•
•
•
•
•
Pada penelitian reduksi CO2 menggunakan elektroda
Cu ini dapat disimpulkan :
Reduksi CO2 menjadi senyawa lain dapat di lakukan dengan
metode elektrokimia menggunakan elektroda Cu.
CO2 dapat di konversi menjadi 1-propanol, asam karbamat,
dan aldehid.
Senyawa yang terbentuk merupakan senyawa golongan
alkohol karena mempunyai waktu retensi yang sama.
Voltase yang sesuai untuk menghasil senyawa alkohol
menggunakan elektroda Cu adalah sebesar 3 volt.
Waktu yang efektif untuk mengkonversi CO2 adalah 2 jam.
TERIMA KASIH
Gas Kromatografi Spektroskopi Massa
Kolom
Injector
Prinsip utama pemisahan
dalam
kromatografi
gas
adalah berdasarkan perbedaan
laju migrasi masing-masing
komponen dalam melalui
kolom
Heat Transfer Line
Electron Source
Gas carier
Column from GC via
transfer line
B
e e
ee
70 eV
B+
To mass spectra
analyzer
Column
Fourier Transform-IR
• Prinsip kerja spektroskopi FTIR adalah adanya
interaksi energi dengan materi. Misalkan
dalam suatu percobaan berupa molekul
senyawa kompleks yang ditembak dengan
energi dari sumber sinar yang akan
menyebabkan molekul tersebut mengalami
vibrasi.
Prinsip FTIR
A
A
Detektor
IR Source
IR Spectrum
Wavelenght (cm-1 )
Spektrofotmeter UV-Vis
• Ketika cahaya dengan panjang berbagai panjang
gelombang (cahaya polikromatis) mengenai suatu
zat, maka cahaya dengan panjang gelombang
tertentu saja yang akan diserap.
• Di dalam suatu molekul yang memegang peranan
penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang
ada hingga terbentuk suatu materi. Elektron-elektron
yang dimiliki oleh suatu molekul dapat berpindah
(eksitasi), berputar (rotasi) dan bergetar (vibrasi) jika
dikenai suatu energi.
Recorder
Sumber Sinar
Sampel