PENGARUH WAKTU ANNEALING DAN MOLARITAS LARUTAN … · 2018. 4. 27. · mampu menyelesaikan tugas dengan baik. 6. Adik-adik tersayang Mahendra, Nisa dan Rara serta semua keluarga besar

PENGARUH WAKTU ANNEALING DAN MOLARITAS LARUTAN

TITRASI PADA KOBALT FERIT DOPING STRONTIUM

MENGGUNAKAN METODE KOPRESIPITASI

Disusun Oleh:

RICA RACHMANIA FEBRIANI

M0213078

SKRIPSI

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

Januari, 2018

PENGARUH WAKTU ANNEALING DAN MOLARITAS LARUTAN

TITRASI PADA KOBALT FERIT DOPING STRONTIUM

MENGGUNAKAN METODE KOPRESIPITASI

Disusun Oleh:


M0213078

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

Januari, 2018

HALAMAN PERSETUJUAN

SKRIPSI

Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan Titrasi pada Kobalt Ferit

Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi

Oleh:

Rica Rachmania Febriani

M0213078

Telah disetujui oleh

Pembimbing I

Dr. Eng Budi Purnama, S.Si., M.Si.

NIP. 197311099200003 1 001

Tanggal : ...............................

Pembimbing II

Drs. Suharyana, M.Sc

NIP. 19611217198903 1 003

Tanggal : ...............................

HALAMAN PENGESAHAN

Dewan Penguji :

1. Ketua Penguji

Dr. Eng. Kusumandari S.Si., M.Si.

NIP. 19810518200501 2 002

..........................................

2. Sekertaris Penguji

Dr. Eng. Hendri Widiyandari, S.Si., M.Si.

NIP. 19750731199903 2 002

..........................................

3. Anggota Penguji I

Dr. Eng Budi Purnama, S.Si., M.Si.

NIP. 197311099200003 1 001

..........................................

4. Anggota Penguji II

Drs. Suharyana, M.Sc

NIP. 19611217198903 1 003

..........................................

Disahkan pada tanggal................................

oleh

Kepala Program Studi Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dr. Fahru Nurosyid, S.Si, M.Si

NIP. 19721013 200003 1 002

Skripsi dengan judul : Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan

Titrasi pada Kobalt Ferit Doping Strontium

Menggunakan Metode Kopresipitasi

Yang ditulis oleh :

Nama : Rica Rachmania Febriani

NIM : M0213078

Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada

Hari : Senin

Tanggal : 5 Februari 2018

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual Skripsi saya yang

berjudul “Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan Titrasi pada Kobalt

Ferit Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi” adalah hasil kerja

saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini, isi Skripsi tidak berisi materi yang

telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan

untuk mendapatkan gelar sarjana di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan

Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala

bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi

Skripsi ini boleh dirujuk atau digandakan secara bebas tanpa harus memberitahu

penulis.

Surakarta, 27 Januari 2018


MOTTO

Kamu adalah apa yang kamu yakini

PERSEMBAHAN

Skripsi ini saya persembahkan kepada :

Allah SWT Tuhan Semesta Alam Pemilik Segala Pengetahuan

Rasulullah Muhammad SAW

Ibu, Bapak, adik dan keluargaku tersayang

serta

seluruh pihak yang selalu mengerti dan menyayangiku.

Pengaruh Waktu Annealing dan Molaritas Larutan Titrasi pada Kobalt

Ferit Doping Strontium Menggunakan Metode Kopresipitasi


Prodi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan studi pengaruh variasi waktu annealing dan molaritas

larutan titrasi terhadap struktur kristal, ikatan oksida, dan sifat magnetik kobalt ferit

doping strontium hasil kopresipitasi. Doping strontium digunakan sebesar 10% dan

suhu annealing 1000°C. Pada variasi lama waktu annealing, hasil karakterisasi

XRD menunjukkan bahwa intensitas meningkat dengan kenaikan waktu annealing.

Oksida logam terbentuk pada angka gelombang 𝑘1 sekitar 580 cm-1 dan 𝑘2 sekitar

380 cm-1. Hasil Vibrating Sampel Magnetometer (VSM) menunjukkan karakteritik

magnetik berubah terhadap lama waktu annealing. Untuk variasi larutan NaOH,

intensitas spektral X-Ray Diffraction (XRD) menurun dengan kenaikan molaritas

NaOH. Sedangkan hasil Fourier Transform Infra-Red (FTIR) menunjukkan oksida

logam yang terbentuk disekitar angka gelombang yang sama dengan variasi waktu

annealing. Kenaikan molaritas NaOH menyebabkan turunnya nilai karakteristik

magnetik. Pada penelitian ini medan koersif tertinggi diperoleh 1,74 kOe untuk

molaritas 1,5 M.

Kata kunci: kobalt ferit, strontium, kopresipitasi, ukuran kristalit, sifat magnetik.

Dependence of Annealing Time and Titration Solution Molarity in Cobalt

Ferrite Dopped Strontium Prepared by Co-precipitation


Physic Department, Faculty of Mathematics and Natural Science,

Universitas Sebelas Maret

ABSTRACT

Dependence of annealing time and titration solution molarity on crystalline

structure, oxide bonding and magnetic properties in co-precipitated cobalt ferrite

dopping strontium is studied. Strontium dopping is selected 10% of mole

composition and annealead at 1000°C. In annealing time variation, X-Ray

Diffraction (XRD) characterization results show that the intensity increases with

the increase of the annealing time. Fourier Transform Infra-Red (FTIR) result show

that metal oxides are observed on wave numbers of about 𝑘1=580 cm-1 and 𝑘2=380

cm-1. The result of Vibrating Sampel Magnetometer (VSM) shows the magnetic

characteristic change with the time of annealing. Variation of NaOH solution, the

XRD spectral intensity decreases with increasing molarity of NaOH. While the

FTIR results show the metal oxide formed around the same wave number as the

annealing time variation. The increase of NaOH molarity causes the reduce in the

VSM profile. In this study the highest coercive field is obtained 1.74 kOe for

molarity 1.5 M.

Keywords: cobalt ferrite, strontium, coprecipitation, crystallite size, magnetic

properties.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat, hidayah serta karunia-Nya sehingga dapat menyelesaikan penulisan

skiripsi. Skiripsi ini dibuat sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

pada program studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret. Skripsi yang telah disusun berjudul “Pengaruh Variasi

Waktu Annealing pada Kobalt Ferit Doping Strontium Menggunakan Metode

Kopresipitasi”.

Penulisan skripsi ini tidak lepas dari berbagai pihak yang telah membantu,

memotivasi serta mendukung penulis untuk segera menyelesaikan skripsi. Oleh

karena itu dengan sepenuh hati penulis sampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Eng. Budi Purnama S.Si., M.Si. selaku pembimbing I yang

senantiasa sabar memotivasi, mengarahkan dan membimbing penulis

hingga mampu menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Drs. Suharyana, M.Sc selaku pembimbing II yang senantiasa sabar

membimbing dan memotivasi hingga akhir penulisan skripsi ini.

3. Ibu Dr. Eng. Kusumandari S.Si., M.Si. selaku pembimbing akademik yang

selalu menjadi tempat berkeluh kesah mengenai masalah akademik,

memberi semangat dan memotivasi selama menjalani studi.

4. Seluruh dosen dan staff Prodi Fisika FMIPA UNS yang telah membantu dan

memberikan ilmu dan membimbing selama perkuliahan.

5. Ibu dan Bapak yang selalu kurindu atas doa, motivasi dan bimbingan tiada

henti untuk segera menyelesaikan studi serta menghibur sehingga penulis

mampu menyelesaikan tugas dengan baik.

6. Adik-adik tersayang Mahendra, Nisa dan Rara serta semua keluarga besar

yang mampu memotivasi dan menjadi semangat untuk segera

menyelesaikan studi.

7. Teman main Arni, Desi, Esti, Itul, Umay dan Salwa yang selalu mampu

menghadirkan duka dan tawa dari awal hingga akhir perkuliahan.

8. Teman seperjuangan grup magnetik Afiff, Ardi, Brenda, Julian dan Wisnu

serta alumni Nilam, Erinda,Mba Coco, Mas Didik, Mba Eva dan Mba Siska

yang sudah bersedia membantu. Adik metopel Naely, Niken, Sita dan Inas

yang selalu menyemangati untuk segera menyelesaikan skripsi.

9. Semua anggota Entitas Mahasiswa Fisika 2013 atas kebersamaan selama

masa studi dan bantuan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi

dengan baik.

10. Robotik dari masa ke masa Kak Kemas, Kak Emen, Kak Reza, Kak Rio,

Oliv, Berton, Adam, Azis, Fida, Hendra, Wulan serta R2K13 Bangun,

Bintang dan Trio yang telah mewarnai kehidupan.

Semoga Allah membalas semua bantuan, jerih payah yang telah diberikan

dengan balasan yang lebih baik. Penulis menyadari ada banyak kekurangan yang

terdapat dalam penulisan skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga

dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Surakarta, 27 Januari 2018

Rica Rachmania F

DAFTAR ISI

HALAMAN PERSETUJUAN.............................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................. iv

HALAMAN MOTTO ........................................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN........................................................................... vi

HALAMAN ABSTRAK ..................................................................................... vii

HALAMAN ABSTRACT .................................................................................. viii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL............................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ..................................... Error! Bookmark not defined.

1.1. Latar Belakang Masalah ............................ Error! Bookmark not defined.

1.2. Batasan Masalah ........................................ Error! Bookmark not defined.

1.3. Perumusan Masalah ................................... Error! Bookmark not defined.

1.4. Tujuan Penelitian ....................................... Error! Bookmark not defined.

1.5. Manfaat Penelitian ..................................... Error! Bookmark not defined.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................... Error! Bookmark not defined.

2.1. Pengertian dan Sejarah Magnet ................... Error! Bookmark not defined.

2.2. Momen Magnet ........................................... Error! Bookmark not defined.

2.3. Medan magnet, Induksi Magnetik, dan Magnetisasi . Error! Bookmark not

defined.

2.4. Feromagnetik ............................................... Error! Bookmark not defined.

2.5. Paramagnetik ............................................... Error! Bookmark not defined.

2.6. Koersivitas ................................................... Error! Bookmark not defined.

2.7. Kurva Histerisis ........................................... Error! Bookmark not defined.

2.8. Kobalt Ferit Doping Strontium .................... Error! Bookmark not defined.

2.9. Metode Kopresipitasi................................... Error! Bookmark not defined.

2.10. Karakteristik Bahan Magnet ...................... Error! Bookmark not defined.

2.10.1. X-Ray Diffractometer (XRD).............. Error! Bookmark not defined.

2.10.2. Fourier Transform Infra-Red (FTIR) . Error! Bookmark not defined.

2.10.3. Vibrating Sample Magnetometer (VSM) .......... Error! Bookmark not

defined.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......... Error! Bookmark not defined.

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ..................... Error! Bookmark not defined.

3.2. Alat dan Bahan Penelitian ........................... Error! Bookmark not defined.

3.2.1. Alat yang digunakan dalam penelitian.. Error! Bookmark not defined.

3.2.2. Bahan .................................................... Error! Bookmark not defined.

3.3. Prosedur Fabrikasi ....................................... Error! Bookmark not defined.

3.3.1. Persiapan alat dan bahan ....................... Error! Bookmark not defined.

3.3.2. Pembuatan larutan NaOH 4,8 M (larutan titrasi) Error! Bookmark not

defined.

3.3.3. Pembuatan larutan Fe(NO3) 3.9H2O + Co(NO3)2.6H2O + Sr(NO3)2

........................................................................ Error! Bookmark not defined.

3.3.4. Kopresipitasi ......................................... Error! Bookmark not defined.

3.3.5. Pencucian dan pengendapan larutan ..... Error! Bookmark not defined.

3.3.6. Proses hidrolisis .................................... Error! Bookmark not defined.

3.3.7. Proses annealing ................................... Error! Bookmark not defined.

3.3.8. Karakterisasi sampel ............................. Error! Bookmark not defined.

3.3.9 Analisa data............................................ Error! Bookmark not defined.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.............. Error! Bookmark not defined.

4.1 Pengaruh Waktu Annealing .......................... Error! Bookmark not defined.

4.1.1 Analisa stuktur kristal ............................ Error! Bookmark not defined.

4.1.2 Analisa ikatan oksida ............................. Error! Bookmark not defined.

4.1.3 Analisa sifat magnetik ........................... Error! Bookmark not defined.

4.2 Pengaruh Perbedaan Molar........................... Error! Bookmark not defined.

4.2.1 Analisa stuktur kristal ............................ Error! Bookmark not defined.

4.2.2 Analisa ikatan oksida ............................. Error! Bookmark not defined.

4.2.3 Analisa sifat magnetik ........................... Error! Bookmark not defined.

BAB V PENUTUP ................................................ Error! Bookmark not defined.

5.1. Kesimpulan .................................................. Error! Bookmark not defined.

5.2. Saran ............................................................ Error! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA ........................................... Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN ........................................................................................................ 41

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Beberapa nilai suhu Curie material .............................................. 9

Tabel 2.2 Nilai magnetik saturasi bahan feromagnetik ............................... 11

Tabel 4.1 Intensitas, ukuran kristalit dan lattice strain dari sampel kobalt

ferit waktu annealing 1, 3, 5, 7 dan 9 jam ...................................

27

Tabel 4.2 Angka gelombang,konstanta gaya di tetrahedral dan oktahedral

dari sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan variasi waktu annealing ....

28

Tabel 4.3 Magnetisasi remanen (𝑀𝑟), magnetisasi saturasi(𝑀𝑠), medan koersif (𝐻𝑐) dan rasio squareness (𝑀𝑟/𝑀𝑠) dari sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan suhu annealing 1000°C ...................................

30

Tabel 4.4 Intensitas, ukuran kristalit dan lattice strain dari sampel kobalt

ferit dengan doping strontium pada suhu annealing 1000°C

waktu annealing 1 jam .................................................................

32

Tabel 4.5 Ukuran kristalit dan lattice strain dari sampel kobalt ferit dengan

doping strontium pada suhu annealing 1000°C waktu annealing

1 jam ............................................................................................

33

Tabel 4.6 Magnetisasi remanen (𝑀𝑟), magnetisasi saturasi(𝑀𝑠), medan koersif (𝐻𝑐) dan rasio squareness (𝑀𝑟/𝑀𝑠) dari sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan suhu annealing 1000°C variasi larutan titrasi ...

35

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Orientasi medan magnet pada bahan feromagnetik ............... 8

Gambar 2.2 Grafik histerisis bahan feromagnetik ...................................... 10

Gambar 2.3 Stuktur kristal spinel ferit ....................................................... 12

Gambar 2.4 Geometri ketika difraksi ......................................................... 14

Gambar 2.5 Serapan dari CoFe2O4 dan MnFe2O4 dilihat dengan FTIR ..... 15

Gambar 2.6 Skema Vibrating Sampel Magnetometer ................................ 16

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ........................................................... 19

Gambar 3.2 Pengenceran NaOH 6M menjadi NaOH 4,8M ...................... 20

Gambar 3.3 Larutan kobalt ferit doping strontium .................................. 21

Gambar 3.4 Proses titrasi kobalt ferit doping strontium .......................... 21

Gambar 3.5 Endapan telah terpisah dari larutan ........................................ 22

Gambar 3.6 Proses penghalusan sampel .................................................... 23

Gambar 4.1 Pola spektral XRD sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 suhu sintesis

95°C dan suhu annealing 1000°C variasi waktu .................... 26

Gambar 4.2 Spektrum FTIR sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 suhu sintesis 95°C

dan suhu annealing 1000°C ................................................... 28

Gambar 4.3 (a) Kurva histerisis kobalt ferit doping strontium hasil

kopresipitasi dengan modifikasi waktu annealing. (b) 𝐻𝑐 dan 𝑀𝑠 sebagai fungsi waktu annealing ........................................ 29

Gambar 4.4 Pola spektral XRD sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 suhu sintesis

95°C dan suhu annealing 1000°C variasi molar larutan titrasi 31

Gambar 4.5 Spektrum ftir sampel Sr0,1Co 0,9Fe 2O 4 dengan suhu sintesis

95 C dan suhu annealing 1000°C ........................................... 33

Gambar 4.6 Ketergantungan molaritas NaOH terhadap (a) kurva

histerisis, (b) magnetisasi saturasi dan medan koersif sampel

kobalt ferit doping strontium hasil kopresipitasi dilanjutkan

annealing 1000°C selama 1 jam ............................................. 34

DAFTAR SIMBOL

𝜇0 : Permeabilitas ruang hampa

𝐻 : Medan magnet eksternal

𝐵 : Induksi magnet

𝜒 : Suseptibilitas

𝑀 : Magnetisasi

𝑀𝑠 : Magnetisasi saturasi

𝑀𝑟 : Magnetisasi remanen

𝑀𝑟/ 𝑀𝑠 : Rasio squareness

𝜇0 : Permeabilitas ruang hampa 4𝜋 x 10-7 H/m

𝐻𝑐 : Koersitivitas

𝑇𝑐 : Suhu Curie

𝜆 : Panjang gelombang

𝜃 : Sudut difraksi

𝑎 : Parameter kisi

𝑑 : Jarak antar bidang kisi

Documents

PENGARUH WAKTU ANNEALING DAN MOLARITAS LARUTAN … · 2018. 4. 27. · mampu menyelesaikan tugas dengan baik. 6. Adik-adik tersayang Mahendra, Nisa dan Rara serta semua keluarga besar