ISBN:

(1)

Bidang Fisika

ISBN: 978-602-985599-2-0

(2)

Bidang Fisika

(3)

Prosiding Seminar dan Rapat Tahunan Bidang MIPA BKS PTN Wilayah Barat Tahun 2013

Bandar Lampung, 10 – 12 Mei 2013 ISBN ……….. Dewan Penyunting Warsito Sutopo Hadi Tati Suhartati Simon Sembiring Mulyono Muslim Ansori Mustofa Usman Kurnia Muludi Endang Linirin W Sumardi Buhani

Suripto Dwi Yuwono Jani Master Sugeng Sutiarso Abdurrahman Nismah Nukmal Penyunting Pelaksana Heri Satria Kamisah D Pandiangan Elly Lestari Febriandi Hasibuan Rifqi Almusawi R

Diterbitkan oleh FMIPA Universitas lampung Bandar Lampung

Penyunting: Warsito dkk. ISBN ………

Cetakan Pertama, Tahun 2013 ©copyright FMIPA Unila

(4)

i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillaahirobbil ‘aalamiin, segala puji bagi Allah SWT akhirnya Prosiding ini dapat terselesaikan. Prosiding ini merupakan kumpulan artikel yang telah dipresentasikan pada kegiatan Seminar dan Rapat Tahunan BKS PTN Wilayah Barat Bidang MIPA tahun 2013 yang diselenggarakan di FMIPA Universitas Lampung pada tanggal 10 – 12 Mei 2013.

Prosiding ini terdiri dari 425 artikel yang terbagi ke dalam empat bidang, yaitu: Bidang Biologi, Bidang Kimia, Bidang Fisika, dan Bidang Matematika dan Informatika. Tiap bidang ilmu terdiri dari artikel di bidang sains dan kependidikan.

Pada kesempatan ini, secara umum atas nama Panitia dan secara khusus atas nama Dewan Penyunting mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu terselesaikannya prosiding ini dan mohon maaf atas segala kesalahan.

Bandar Lampung, Juni 2013

(5)

ii DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

APLIKASI LIGHT DEPENDENT RESISTOR UNTUK

PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKURAN DURASI HARIAN PENYINARAN MATAHARI

Zulhendri Kamus1), Ridho Pratama2)

1-6

PENGARUH VARIASI SUHU SINTERING TERHADAP SIFAT MIKROSKOPIK DAN MAKROSKOPIK SEMEN GIGI NANO ZINC

OXIDE EUGENOL (REINFORCED ALUMINA)

Zazilatul Khikmiah1, Dwi Wahyu Nugroho2, Tito Prastyo Rahman2, Nofrizal3, Radyum Ikono4,5, Siswanto1, Etik Marliyati6, Agus Sukarto S.W.7, Nurul Taufiqu Rochman3

7-14

PERHITUNGAN SUDUT DEVIASI SPEKTRUM SINAR MATAHARI DALAM AIR DAN CERMIN DATAR

Yulinar Adnan dan Supardi

15-18

PENGARUH KETEBALAN LAPISAN ANTIFEROMAGNETIK PADA

SIFAT MAGNETIK LAPISAN TIPIS SPIN VALVE

FEMN/NICOFE/CU/NICOFE

Yenni Darvina1*, Ramli1, Yulkifli1 dan Mitra Djamal2

19-24

SISTEM PENGINFORMASI KEBERADAAN ORANG DI DALAM RUANG TERTUTUP DENGAN RUNNING TEXT BERBASIS

MIKROKONTROLER DAN SENSOR PIR (PASSIVE INFRARED)

Wildian dan Osna Marnita

25-34

ANALISIS PENGARUH MASSA JENIS TERHADAP KUALITAS MINYAK GORENG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN ALAT UKUR MASSA JENIS DAN AKUISISINYA PADA KOMPUTER

Warsito, Gurum Ahmad Pauzi, Miftahul Jannah

35-42

PENERAPAN PENDIDIKAN KARAKTER MELALUI

PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH UNTUK

MENINGKATKAN KOMPETENSI FISIKA SISWA SMK NEGERI 1 PADANG

Usmeldi

43-50

PENGARUH LAMA AKTIVASI TERHADAP KOMPOSISI DAN STRUKTUR KIMIA DAN MUTU ARANG AKTIF SERBUK GERGAJI JELUTUNG

Usman Malik* dan Riad Syech*

(6)

iii

STUDI EKSTRAKSI TITANIA DARI SLAG MENGGUNAKAN SODA ASH PADA VARIASI SUHU ROASTING

Titik Indrawati1,Tito Prastyo Rahman2 , Dwi Wahyu Nugroho2, Nofrizal3, Radyum Ikono4,5, Yuswono3, Siswanto1, Nurul Taufiqu Rochman3

61-64

OPTIMALISASI POTENSI LOKAL DESA RAWAN BAHAYA

TSUNAMI DALAM RANGKA MITIGASI MENUJU

TERWUJUDNYA DESA SIAGA BENCANA MANDIRI DI PESISIR

PROVINSI BENGKULU(*)

Suwarsono*, Basuki Sigit**, Supiyati * dan Yulian Fauzi*

65-74

ANALISIS PERTUMBUHAN KINETIK LAPISAN BESI BORIDA PADA BAJA ST37 DALAM PROSES BORONISASI SERBUK

Sutrisno

75-80

PENGARUH PENERAPAN PRAKTIKUM VIRTUAL BERBASIS PROBLEM SOLVING TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS MAHASISWA

Sutarno

81-90

POLA TRANSPORT SEDIMEN AKIBAT ARUS YANG

DIBANGKITKAN GELOMBANG DI PELABUHAN PULAU BAAI BENGKULU

Supiyati1), Suwarsono2), dan Ichsan Setiawan3)

91-98

SOLUSI PERSAMAAN MAXWELL DALAM RUANG WAKTU SPATIALLY FLAT ROBERTSON-WALKER

Supardi

99-104

PEMETAAN INTENSITAS DAN PERCEPATAN GETARAN

TANAHMAKSIMUM BERDASARKAN DATA GEMPA

BUMITAHUN 1973-2011 DI PROVINSI BENGKULU

Suhendra, Arif Ismul Hadi dan Desrilina Yanti

105-110

ANALISA POLUSI LOGAM BERAT SEPANJANG DAERAH ALIRAN SUNGAI (DAS) TABALONG KALIMANTAN SELATAN

Sudarningsih, S. Pd., M.Si, Enny Lestiana, dan Totok Wianto, S.Si., M.Si

111-118

MODIFIKASI POLIPROPILENA SEBAGAI POLIMER KOMPOSIT BIODEGRADABEL DENGAN BAHAN PENGISI PATI PISANG DAN SORBITOL SEBAGAI PLASTISIZER

Sri Mulyadi, Ely Sulistya Ningsih,Alwis Abbas

119-122

PENGOLAHAN BIJIH MANGAN MENJADI MANGAN SULFAT MELALUI PELINDIAN REDUKTIF MENGGUNAKAN ASAM OKSALAT DALAM SUASANA ASAM

Slamet Sumardi1,, Mohammad Zaki Mubarok2, Nuryadi Saleh3

(7)

iv

UPAYA PENINGKATAN HASIL BELAJAR FISIKA SISWA PADA KONSEP CAHAYA KELAS VII6 MELALUI PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN PROBLEM BASED LEARNING (PBL) BERBASIS LABORATORIUM DI SMPN 14 KOTA BENGKULU

Rosane Medriati

131-140

SISTEM MONITORING GAS SO2 PADA PROSES

PENGOLAHANBIJIH GALENA

Rina Ristiana

141-146

POTENSI KERANG RANGA SEBAGAI SUMBER KALSIUM DALAM SINTESIS BIOMATERIAL SUBSTITUSI TULANG

Kiagus Dahlan

147-152

PENGARUH SINTERING DAN PENAMBAHAN SENYAWA

KARBONAT PADA SINTESIS SENYAWA KALSIUM FOSFAT

Kiagus Dahlan, Setia Utami Dewi

153-158

MOTIVASI BELAJAR FISIKA SISWA MELALUI PENERAPAN PENDEKATAN ARIAS PADA SISWA KELAS VIII SMP NEGERI 4 TAMBANG

M. Nor, Revi Astria Noprina, Zuhdi

159-166

PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA LASER DIODA MENGUNAKAN KISI DIFRAKSI REFLEKSI DAN TRANSMISI

Minarni*, Saktioto, Gita Lestari

167-172

KOREKSI BENTUK BERKAS CAHAYA LASER DIODA

MENGUNAKAN SEPASANG PRISMA ANAMORPIK

Minarni*, Iwantono, Age Pranata

173-178

KARAKTERISTIK FISIK PELLET DAN SPONGE IRON PADA BAHANBAKU LIMBAH KARAT DENGAN PASIR BESI SEBAGAI PEMBANDING

Muhammad Amin*, Suharto*, Reni**, Dini**

179-184

PROSES PRODUKSI EXPANDED PERLIT LAMPUNG SEBAGAI MATERIAL INDUSTRI BATA RINGAN

Muhammad Amin

185-190

PENgARUH KETEBALAN LAPISAN ANTIFEROMAGNETIK PADA

SIFAT MAGNETIK LAPISAN TIPIS SPIN VALVE

FEMN/NICOFE/CU/NICOFE

Yenni Darvina1*, Ramli1, Yulkifli1 dan Mitra Djamal2

191-196

EVALUASI MUTU PRODUK DARI PRODUK-PRODUK BAJA

TULANGAN DOMESTIK BERDASARKAN KONSISTENSI

KEKUATANNYA

Adhy Prayitno*) , M. Dalil dan Yanuar

(8)

v

KAJIAN AWAL KARAKTERISTIK MINERAL MAGNETIK BIJIH BESI MANGGAMAT, ACEH SELATAN

Adi Rahwanto# dan Zulkarnain Jalil

203-206

PEMODELAN STRUKTUR DAN RESERVOAR LAPANGAN PANAS BUMI BONJOL DARI ANOMALI GAYA BERAT

Ahmad Zaenudin1, Rifai Ahmad1 dan Muh Sarkowi1

207-214

ANALISIS STRUKTUR BATUAN DENGAN METODA INVERSI

SMOOTHNESS-CONSTRAINED LEAST-SQUARES DATA

GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI UNIVERSITAS NEGERI PADANG KAMPUS AIR TAWAR

Akmam, Nofi Yendri Sudiar

215-220

PENGARUH VARIASI MAGNESIUM OXIDE (MGO) TERHADAP KARAKTERISTIK SEMEN GIGI MODIFIKASI NANO ZINC OXIDE

EUGENOL (ZOE)

Alwiyah1, Dwi Wahyu Nugroho2, Tito Prastyo Rahman2, Nofrizal3, Radyum Ikono4,5, Siswanto1, Etik Marliyati6, Agus Sukarto S.W.7Nurul Taufiqu Rochman3

221-226

PENERAPAN PEMBELAJARAN FISIKA SMA BERBASIS

KEGIATAN LABORATORIUM *)

Amali Putra

227-234

LAJU DEPOSISI DAN CELAH PITA ENERGI OPTIK LAPISAN TIPIS A-SI:H YANG DITUMBUHKAN DENGAN TEKNIK HWC-VHF-PECVD

Andhy Setiawan1), Hastiti Murti1), Hasniah Aliah2), Toto Winata3)

235-242

METODE JARINGAN SARAF TIRUAN PROPAGASI BALIK UNTUK ESTIMASI CURAH HUJAN BULANAN DI KETAPANG KALIMANTAN BARAT

Andi Ihwan

243-248

PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MENERAPKAN MODEL INKUIRI TERBIMBING DALAM MENUMBUHKAN KEMAMPUAN BERFIKIR LOGIS SISWA DI SMA NEGERI 8 BENGKULU

Andik Purwanto dan Resty Sasmita

249-254

PERBANDINGAN DIFUSIVITAS KLORIDA MORTAR BATU APUNG, PASIR SUNGAI DAN PASIR PANTAI

Ardian Putra, Ari Edo Putra

255-262

IDENTIFIKASI POLUTAN DALAM AIR PERMUKAAN DI SEKITAR TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) AIR DINGIN PADANG

Arif Budiman, Jernih Wati Zendrato

263-268

PEMETAAN GEMPA BUMI BERDASARKAN TINGKAT

KEAKTIFAN GEMPA DI PROVINSI BENGKULU PERIODE

(9)

vi

2011

Arif Ismul Hadi, Suhendra, dan Osindo Oktavia Manik

PENGARUH TEMPERATUR OPERASIONAL TERHADAP

KEKUATAN KOMPONEN GRATE PLATE PADA INDUSTRI SEMEN

Arif Tjahjono

273-280

NILAI KARAKTER MAHASISWA DALAM PEMBELAJARAN AKTIF DENGAN TUGAS BERBASIS MEDIA VIDEO PHY 2048 DAN PHY 2049 MATA KULIAH BAHASA INGGRIS UNTUK FISIKA

Asrizal

281-292

PENGEMBANAGAN INSTRUMEN PENILAIAN KOMPETENSI SOSIAL GURU FISIKA SMA/MA

Azhar

293-306

PENGARUH LAJU ALIR CO2 HASIL PEMBAKARAN TEMPURUNG KELAPA TERHADAP PEMBENTUKAN DAN KARAKTERISTIK NA2CO3

Rifqi Almusawi Rafsanjani1, Simon Sembiring1, Wasinton Simanjuntak2

307-312

EKSTRAKSI DAN KARAKTERISASI SERBUK NANO PIGMEN

DARI DAUN TANAMAN JATI (TECTONA GRANDIS LINN. F)

Riahna br Kembaren1, Sesotya Putriliniar 1,2, Nurwenda Novan Maulana1,3, Radyum Ikono1,4, Nurul Taufiqu Rochman

1,5

313-318

MENENTUKAN NILAI REFLEKTAN DAN SALINITAS DI PERAIRAN SELAT MALAKA MENGGUNAKAN DATA LIPUTAN CITRA SATELIT FY-1D

Riad Syech, Usman Malik

319-322

ANALISIS PERCEPATAN GETARAN TANAH MAKSIMUM DAN TINGKAT KERENTANAN SEISMIK DAERAH RATU AGUNG KOTA BENGKULU

Refrizon, Arif Ismul Hadi, Kurnia Lestari dan Tria Oktari

323-328

PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN KOOPERATIF TIPE STAD DENGAN INTEGRASI KARAKTER TERHADAP PEMBENTUKAN KARAKTER DAN HASIL BELAJAR SISWA PADA MATERI POKOK LISTRIK DINAMIS DI SMA NEGERI 1 STABAT

Ratna Tanjung dan Habiba Ramadhani

329-344

UJI SENSITIVITAS SUDUT HAMBURAN KEKERUHAN AIR

BERSIH DARI RANCANG BANGUN ALAT UKUR

NEPHELOMETER

Rahmat Rasyid M.Si., Drs. Wildian M.Si., Yefri Hendrizon S.Si.

345-348

(10)

vii

DENGAN XRD DAN SEM-EDX

Perdinan Sinuhaji

DEVELOPMENT OF Physics MATERIAL BASED ON VIRTUAL EXPERIMENT TO IMPROVE STUDENT COMPETENCE

Pakhrur Razi

355-362

PENGEMBANGAN LEMBAR KERJA MAHASISWA BERBASIS

KETERAMPILAN BERPIKIR MENERAPKAN MODEL

PEMBELAJARAN BERDASARKAN MASALAH PADA

PERKULIAHAN MEDAN ELEKTROMAGNET

Nyoman Rohadi

363-368

DETEKSI TEPI CITRA KANKER PAYUDARA DENGAN

MENGGUNAKAN LAPLACIAN OF GAUSSIAN (LOG)

Nurhasanah1), Andi Ihwan1)

369-374

ANALISIS CURAH HUJAN KOTA PADANG PADA SAAT PERISTIWA MADDEN JULIAN OSCILLATION (MJO) PERIODE 1980-2010

Nofi Yendri Sudiar, M.Si* ,Dr. Plato M Siregar, M.Si**

375-380

PENGGUNAAN MODEL INQUIRY BERBASIS ICT UNTUK MENINGKATKAN HASIL BELAJAR PADA MATA KULIAH SEJARAH FISIKA MAHASISWA PRODI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FKIP UNIVERISTAS BENGKULU

Dr. Hj. NIRWANA, M.Pd

381-386

KARAKTERISASI STRUKTUR DANGKAL PADA LAPANGAN PANAS BUMI SEULAWAH AGAM MENGGUNAKAN METODE

VERY LOW FREQUENCY (VLF)

Nazli Ismail dan Syahrul Ramadhan

387-392

PENGARUH PERLAKUAN MEKANIK PADA EMISI ANALIT DARI BATUBARA MENGGUNAKAN TEKNIK LASER-INDUCED PLASMA SPECTROSCOPY

Nasrullah Idris1, Muliadi Ramli2 dan Mahidin3

393-400

OPTIMASI EKSTRAKSI ZIRKONIA BERBAHAN BAKU PASIR ZIRKON SILIKAT MELALUI REDUKSI BASA

Mutimmah1, Yuswono3,Sulthoni Akbar5, Dwi Wahyu Nugroho2, Tito Prastyo Rahman2, Nofrizal3, Radyum Ikono4,5, Siswanto1, Nurul Taufiqu Rochman3

401-404

PEMETAAN ZONASI AIR BAWAH TANAH DI KECAMATAN PINGGIR KABUPATEN BENGKALIS PROVINSI RIAU

Dr. Muhammad Edisar, MT1

405-408

TRANSPOR VOLUME MASSA AIR DI SELAT SUNDA AKIBAT INTERAKSI ENSO, MONSUN DAN DIPOLE MODE

Muhammad Ishak Jumarang1), Nining Sari Ningsih2)

(11)

viii

417-422

PENGRUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH TERHADAP HASIL BELAJAR SISWA PADA MATERI POKOK OPTIK GEOMETRI KELAS X SMA ST.YOSEPH MEDAN

Derlina, Melda Irmawati Sihotang

423-430

ANALISIS KEMAMPUAN AWAL MAHASISWA TAHUN

PERTAMA JURUSAN FISIKA FMIPA UNP

Masril, Pakhrur Razi, Akmam, Irvan

431-438

PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

Marhaposan Situmorang

439-444

ALAT PENGERING SINGKONG TENAGA SURYA TIPE

KOLEKTOR BERPENUTUP MIRING

Maksi Ginting, Minarni,Walfred Tambunan, Egi Yuliora

445-450

SINTESIS DAN KARAKTERISASI PIGMEN HEMATIT (Α-FE2O3) DARI BIJIH BESI ALAM MELALUI METODE PRESIPITASI

Kukuh Dwi Septityana1, Priyono1, Yuswono3,Tito Prastyo Rahman2, Dwi Wahyu Nugroho2, Radyum Ikono4,5, Nofrizal3, Nurwenda Novan Maulana4,5, Nurul Taufiqu Rochman3

451-456

ELASTISITAS BATUAN DAERAH SUMATERA BARAT DENGAN METODA WADATI BERDASARKAN DATA GEMPABUMI BMKG

PADANG PANJANG (1995 S/D 2010)

Letmi Dwiridal

457-464

EKSTRAKSI TITANIUM DIOKSIDA (TIO2) DARI PASIR BESI

DENGAN METODE HIDROMETALURGI

Luthfiana Dysi Setiawati1, Tito Prastyo Rahman2, Dwi Wahyu Nugroho2 , Nofrizal3, Radyum Ikono4,5, Suryandaru6, Yuswono3, Siswanto1, Nurul Taufiqu Rochman3

465-468

469-474

PEMETAAN ZONASI AIR BAWAH TANAH DI KECAMATAN PINGGIR Kabupaten Bengkalis PROVINSI RIAU

(12)

ix

PENGARUH JUMLAH LAPISAN BULIR POLIMER

POLIPROPILENA BERFOTOKATALIS SEMIKONDUKTOR TIO2

TERHADAP FOTODEGRADASI METILEN BIRU

Hasniah Aliah1,*), Andhy Setiawan2), Mikrajuddin Abdullah3

479-484

ANALISIS NUMERIK STUKTUR OPTIK 2-DIMENSI DEVAIS FOTONIK MENGGUNAKAN METODE TENSOR GREEN

Hidayati*) dan Dytchia Septi Kesuma**)

485-492

PENGARUH MEDIA ANIMASI FISIKA DALAM MODEL

PEMBELAJARAN LANGSUNG (DIRECT INSTRUCTION)

TERHADAP MINAT BELAJAR DAN PEMAHAMAN KONSEP FISIKA SISWA DI SMA NEGERI KOTA BENGKULU

Indra Sakt

493-498

PENUMBUHAN NANOPARTIKEL Paladium DALAM SISTEM SURFAKTAN TRINER PADA SUBSTRAT PADAT

Iwantono1*, E. Taer1, A. A. Umar2 dan I. Rumiati1

499-504

PENYELIDIKAN HEAD HYDROLIK SISTIM AKUIFER BEBAS UNTUK KONDISI ALIRAN STEADY SATE

Juandi M.1, Adrianto Ahmad2, MuhammadEdisar1,Syamsudhuha3

505-510

SISTEM PEMANTAUAN KETINGGIAN PERMUKAAN AIR

BERBASIS MIKROKONTROLER BASIC STAMP-2

MENGGUNAKAN MEMORY STICK SEBAGAI PENYIMPAN DATA

Khairul Saleh1, Fauziyah2, Hadi3, Freddy4

511-516

MENENTUKAN KONSTANTA DIELEKTRIK LAPISAN TIPIS

(BA0.6SR0.4TIO3) DENGAN MENGGUNAKAN IMPEDANSI

KOMPLEKS

Krisman, Rahmi Dewi8

517-520

MONITORING MAGNETIK TERHADAP POLUSI DI KOTA PADANG

Mahrizal, Fatni Mufit

521-526

UJI PERFORMA TUNGKU BUSUR LISTRIK SATU FASE SKALA

LABORATORIUM DALAM PROSES PEMBUATAN

FERROMANGAN

Yayat Iman Supriyatna, Achmad Shofie

(13)

(14)

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

Semirata 2013 FMIPA Unila |393

Pengaruh Perlakuan Mekanik Pada Emisi Analit Dari

Batubara Menggunakan Teknik Laser-Induced Plasma

Spectroscopy

Nasrullah Idris

1

, Muliadi Ramli

2

dan Mahidin

3

1

Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Syiah Kuala

Jl. Syech Abd. Rauf No. 3 Darussalam, Banda Aceh 23111 Aceh, Indonesia 2

Jurusan Kimia, Fakultas Mahematika dan Pengetahuan Alam, Universitas Syiah Kuala, Jl. Syech Abd. Rauf No. 8 Darussalam, Banda Aceh 23111, Aceh, Indonesia

3

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Jl. Syech Abd. Rauf No. 7 Darussalam, Banda Aceh 23111, Aceh, Indonesia

Email: nasrul76@hotmail.com

Abstrak. Pada penelitian terdahulu telah didapatkan bahwa emisi dari trace element dapat

dideteksi dalam batubara menggunakan teknik laser-induced plasma spectroscopy. Dalam penelitian tersebut analisa dilakukan langsung pada sampel batubara (fresh sample) tanpa sembarang perlakuan (without any sample preparation). Pada penelitian sekarang, batubara akan diberikan perlakuan awal yaitu sampel padat digerus menjadi bubuk kemudian ditekan untuk membuat pelet. Studi ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan mekanik tersebut terhadap kinerja analitik teknik ini dalam analisa batubara. Pada dasarnya, perangkat teknik ini terdiri dari sebuah laser berdaya tinggi yaitu laser neodium yttrium aluminum garnet (Nd-YAG) untuk pembangkitan plasma dari sampel tersebut dan sebuah spektrograf dan intensified charge coupled device, ICCD untuk deteksi emisi plasma. Garis emisi spektral memberikan informasi mengenai jenis konstituen (unsur kimia) sementara dan intensitasnya garis emisi spektral tersebut memberikan informasi jumlahnya (konsentrasi) dalam batubara tersebut. Dalam penelitian ini, studi dilakukan untuk analit konstituen anorganik dalam batubara, seperti Fe, Si dan lain-lain. Didapatkan bahwa intensitas emisi analit unsur-unsur anorganik dalam laser plasma yang dibangkitkan dari sampel batubara meningkat dengan sangat signifikan dibandingkan dengan yang dari sampel tanpa sembarang perlakuan. Hal ini menyiratkan bahwa perlakuan mekanik sangat berpengaruh pada emisi analit untuk sampel sulit seperti batubara.

Kata kunci: teknik spektroskopi plasma laser, teknik analitik, batubara, pelet, trace element

PENDAHULUAN

Batubara mengandung hampir semua elemen dalam tabel periodik kimia baik sebagai elemen utama (major), minor maupun trace element. Elemen utama terdiri dari elemen (unsur) organik seperti C, H, O, N dan S. Sementara minor elemen adalah unsur kimia anorganik seperti Fe, Si, Ca dan lain-lain. Sementara trace elemen adalah elemen-elemen yang kandungannya kurang dari 100 ppm (part per million) dalam batu bara termasuk logam berat [1].

Seperti telah diketahui bahwa kandungan ketiga jenis elemen ini (major, minor dan

trace element) sangat mempengaruhi

kualitas batu bara. Kandungan elemen-elemen utama tersebut akan sangat menentukan jumlah kalori dari suatu batubara dan juga emisi sulfurnya. Pada sisi lain, emisi elemen anorganik minor dan trace elemen termasuk logam berat dari penambangan, penyimpanan, benefikasi dan pembakaran batubara merupakan salah

(15)

Nasrullah Idris: Pengaruh Perlakuan Mekanik Pada Emisi Analit Dari Batubara Menggunakan Teknik Laser-Induced Plasma Spectroscopy

394| Semirata 2013 FMIPA Unila

lingkungan, yang memunculkan resiko bahaya bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Mengingat penggunaan utama batu bara sekarang adalah untuk pembangkit listrik di berbagai belahan dunia, maka diperkirakan ada jutaan ton emisi polutan ke atmosfir akibta penggunaan batu bara tersebut. Bahkan pelepasan polutan ke atmosfir akibat pemanfaatan batubara akan semakin meningkatkan di masa- masa yang

akan datang seiring peningkatan

pemanfaatan batu bara sebagai bahan baku

utama pembangkit listrik yang

menggantikan sumber-sumber energi

hidrokarbon karena minyak bumi

diperkirakan akan habis dalam jangka waktu 60 tahunan ke depan [2]. Dengan demikian, pemanfaatan batubara untuk pembangkit energi listrik dan lain-lain yang meningkat tersebut juga akan meningkatkan pencemaran antropogenik lingkungan oleh unsur-unsur kimia (minor and trace element) termasuk unsur-unsur logam berat (heavy metal) akan meningkat. Oleh karena itu analisa elemen major, minor dan trace sangat penting dilakukan baik pada saat penambangan dan pemanfaatannya. Namun karena, seperti diuraikan di atas, batubara adalah sampel yang sangat kompleks, mengandung hampir semua elemen dalam tabel periodik dan juga matriks lemah dibandingkan zat padat yang lain, maka analisa sulit. Dengan demikian dibutuhkan suatu alat analitik yang efektif dan efisien untuk dapat melakukan analisa batubara. Salah satu teknik analitik yang sedang berkembang dengan pesat (emerging analtyical tool) adalah teknik spektroskopi plasma laser.

Teknik spektroskopi plasma laser (laser-induced plasma spectroscopy) sekarang sangat populer dan sedang berkembang dengan pesat, sehingga disebut sebagai bintang super masa depan teknik analitik (future super star of analyical tool) karena berbagai keunggulannya dibandingkan dengan teknik analitk konvensional lainnya seperti inductively coupled plasma atomic

emission spectroscopy (ICP AES), dan

inductively coupled plasma mass

spectroscopy (ICP MS). Keunggulan yang

sangat utama teknik ini adalah

kemampuannya untuk menganalisa sampel dalam berbagai keadaan baik padat, gas dan cair. Keunggulan utama lainnya adalah kemampuan deteksi serempak banyak elemen. Keunggulan selanjutnya adalah susunan perangkat eksperimen dan pengambilan datanya sederhana. Analisa dilakukan dengan cepat dan seketika (real time), memungkinkan analisa di tempat atau lapangan (in situ), dan lain-lain. Keunggulan-keunggulan ini sangat penting dan dibutuhkan untuk analisa sampel-sampel sulit atau kompleks seperti sampel-sampel geologis (geoanalysis), yakni batu, batubara, dan mineral-mineral lainnya

[4-7]. Kemampuan teknik ini untuk

menganalisa sampel-sampel sulit tersebut belum banyak diteliti sehingga keefektifan teknik ini untuk kasus sampel sulit belum dapat dinyatakan secara pasti. Penelitian terus dilakukan untuk mendapatkan sebuah teknik analitik yang paling baik untuk analisa kandungan unsur-unsur anorganik baik minor maupun trace element termasuk logam berat dalam batubara [1, 8-10]. Beberapa studi penerapan teknik ini untuk analisa elemen minor dalam batubara telah dilakukan [11-13] dan juga trace element [14-15]. Studi-studi tersebut dilakukan pada sampel batubara langsung (fresh sample) tanpa sembarang perlakuan awal (no sample pretreatment). Penelitian sekarang dilakukan untuk mengivestigasi pengaruh perlakuan mekanik minimal pada kinerja analitik teknik spektroskopi plasma laser untuk analisa batubara. Untuk tahap pertama, analisa dilakukan untuk elemen anorganik minor dalam batubara.

METODE PENELITIAN

Perangkat eksperimen teknik laser-induced plasma spectroscopy (LIPS) pada dasarnya terdiri dari sumber eksitasi,

(16)

perangkat optik pemfokus berkas laser, serat optik atau sistem lensa, spektrograf dan sistem pendeteksi (detektor optik) dan perangkat perekam dan pengolah spektrum.

Susunan peralatan teknik LIPS yang digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan pada dasarnya sama seperti susunan teknik LIPS yang digunakan studi-studi terdahulu [14-16]. Dalam teknik ini sumber laser adalah yang digunakan adalah sebuah laser Nd-YAG (Quanta Ray; LAB SERIES; 1,064 nm; 500 mJ) dengan durasi pulsa 8 ns dan laju repitisi 10 Hz. Energi berkas laser dapat divariasikan dalam jangkauan 1-500 mJ dengan melakukan pengaturan secara halus tegangan lampu lucutan. Dalam penelitian ini energi laser ditetapkan sebesar 68 mJ. Pengukuran energi berkas laser dilakukan dengan joulemeter (Duo watt-joule).

Berkas laser tersebut difokuskan menggunakan sebuah lensa (f=+25cm) pada

permukaan sampel batubara yang

dilekatkan pada pemegang sampel yang ditempatkan dalam bilik sampel untuk memproduksi plasma sampel. Tempat tersebut dilekatkan pada sumbu yang dapat digerakkan.

Emisi plasma tersebut dikumpulkan dengan seutas serat optik (optical fibre bundle) dan dikirimkan bagian masukkan spektrograf (sistem optical multichannel analyzer, OMA) (McPherson model 2061 dengan panjang fokus 1,000 mm, f/8.6

Czerny-Turner). Sistem OMA ini

dilengkapi dengan intensified charge couple device, ICCD 1024x256 piksel (Andor I*Star), 26-mm kuadrat (960 x 256 piksel aktif), yang dikopling dengan penguat resolusi tinggi 25-mm Grade 1 Gen 2 serta dengan generator penunda waktu

digital yang mampu untuk gatung yang sangat cepat< 7 ns. Sistem OMA tersebut diperasikan pada kisi 1800 garis/mm dengan jangkauan panjang gelombang spektral yang berguna untuk tiap-tiap celah panjang gelombang pengukuran (window) adalah 12 nm. Waktu tunda dan lebar gerbang ICCD dalam percobaan ini masing-masing diset pada 3 s dan 50 s.

Sampel batubara diambil dari Kabupaten Aceh Barat dan Kabupaten Aceh Jaya, Aceh. Berbeda dengan penelitian terdahulu, dimana pengukuran dilakukan langsung pada batubara yang diambil dari tempat penambangan tanpa sembarang perlakuan fisika maupun kimia, pada penelitian ini sampel batubara tersebut digerus dan kemudian dibuat dalam bentuk pelet menggunakan mesin tekan. Tekanan mesin tersebut berkisar dari 1 ton sampai 10 ton.

Pengujian dan ukuran dengan teknik LIPS telah dilakukan di Laboratorium CV. Maju Makmur Mandiri Research Centre, Jakarta. Data spektral yang direkam tersebut diolah dan dianalisa di Laboratorium Gelombang, Optika dan Aplikasi Laser (GOAL) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Syiah Kuala, Darussalam, Banda Aceh.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian sebelumnya pada sampel batubara langsung (fresh sample) tanpa sebarang perlakuan (without pretreatment) telah didapatkan bahwa garis-garis emisi spektral baik atomik maupun ionik dari elemen-elemen anorganik dapat dideteksi dengan sangat jelas dan tidak meragukan pada beberapa jangkauan panjang gelombang pengukuran (spectral window) bersamaan dengan garis-garis emisi spektral dari trace element.

(17)

(a)

(b)

GAMBAR 1 Spektrum garis-garis emisi spektral yang diambil dari plasma yang dibangkitkan pada

sampel batubara yang diambil dari Aceh Barat, Aceh dengan jangkauan panjang gelombang pengukuran berpusat pada panjang gelombang 200 nm, yang dideteksi dari sampel batubara langsung (fresh sample) tanpa sebarang perlakuan (without pretreatment); (a) spektra lengkapnya; (b) spektra yang yang diperbesar.

Pada penelitian ini pengukuran garis-garis emisi spektral juga dilakukan pada jangkauan-jangkauan panjang gelombang pengukuran (spectral window) yang sama seperti ketika pengukuran dilakukan untuk sampel batubara langsung (fresh sample) tanpa sebarang perlakuan (without pretreatment). Hal ini dilakukan untuk

mendapatkan perbandingan langsung

features garis-garis emisi spektral yang berasal dari elemen-elemen anorganik kedua sampel yang berbeda tersebut (dengan dan tanpa perlakuan awal).

Gambar 1 memperlihatkan spektrum garis-garis emisi spektral yang dideteksi dari sampel batubara langsung (fresh sample) tanpa sebarang perlakuan (without

pretreatment) pada jangkauan panjang gelombang pengukuran yang berpusat pada 400 nm. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 1(a) garis-garis emisi spektral dari elemen anorganik dapat dideteksi dengan jelas, seperti garis-garis emisi spektral aluminium (Al I 394.40 nm dan Al I 396.18 nm), calcium (Ca II 396.84 nm) dan besi (Fe I 400.52 nm dan Fe I 404.58 nm). Ini berarti batubara tersebut mengandung elemen-elemen minor anorganik tersebut pada konsentrasi tertentu. Gambar 1(b) memperlihatkan secara lebih terperinci garis-garis emisi spektral tersebut dan juga intensitasnya pada jangkauan panjang

gelombang pengukuran tersebut

(pembesaran dari Gambar 1(a)). 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 393 395 397 399 401 403 405 Panjang Gelombang (nm) In te n s it a s ( a . u .) Al I 394.40 nm Al I 396.18 nm Ca II 396.84 nm Fe I 404.58 nm Fe I 400.52 nm 0 10000 20000 30000 40000 50000 393 395 397 399 401 403 405 Panjang Gelombang (nm) In te n s it a s ( a . u .) Al I 394.40 nm Al I 396.18 nm Ca II 396.84 nm Fe I 404.58 nm Fe I 400.52 nm

(18)

(a)

(b)

GAMBAR 42Spektrum garis-garis emisi spektral yang diambil dari plasma yang dibangkitkan pada sampel batubara yang diambil dari Aceh Barat, Aceh dengan jangkauan panjang gelombang pengukuran berpusat

pada 200 nm, yang dideteksi dari sampel batubara dalam bentuk pelet (perlakuan mekanik); (a) spektra lengkapnya; (b) spektra yang yang diperbesar.

Gambar 2 menunjukkan spektrum garis-garis emisi spektral yang dideteksi dari sampel batubara dalam bentuk pelet (perlakuan mekanik) pada jangkauan panjang gelombang pengukuran yang berpusat pada panjang gelombang 400 nm. Dalam Gambar 2(a) dapat dilihat dengan jelas garis-garis emisi spektral dari elemen anorganik, yaitu garis-garis emisi spektral aluminium (Al I 394.40 nm dan Al I 396.18 nm), calcium (Ca II 396.84 nm) dan besi (Fe I 400.52 nm dan Fe I 404.58 nm). Garis-garis emisi spektral yang terdeteksi ini sama seperti garis-garis emisi yang terdeteksi dari sampel langsung (fresh

sample). Sementara Gambar 2(b)

merupakan pembesaran bagian bawah dari spektra dalam Gambar 2(a). Perbandingan secara langsung Gambar 1(a) (sampel batubara langsung) dan Gambar 2(a) (sampel batubara dalam bentuk pelet) memperlihatkan bahwa secara keseluruhan intensitas emisi dalam kasus batubara dalam bentuk pelet meningkat sangat signifikan dibandingkan dengan intensitas emisi dalam kasus batubara langsung. Selanjutnya dapat diamati bahwa secara kualitatif rasio antara intensitas emisi atomik (Al dan Fe) dan ionik (Ca) meningkat. Selanjutnya kalau perbandingan 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 393 395 397 399 401 403 405 Panjang Gelombang (nm) In te n s it a s ( a . u .) Al I 394.40 nm Al I 396.18 nm Ca II 396.84 nm Fe I 404.58 nm Fe I 400.52 nm 0 10000 20000 30000 40000 50000 393 395 397 399 401 403 405 Panjang Gelombang (nm) In te n s it a s ( a . u .) Al I 394.40 nm Al I 396.18 nm Ca I 396.84 nm Fe I 404.58 nm Fe I 400.52 nm

(19)

dilakukan antara Gambar 1(b) dengan Gambar 2(b), terlihat dengan jelas bahwa intensitas garis-garis emisi meningkat dengan sangat signifikan, bahkan garis-garis emisi yang sebelumnya tidak nyata ketika sampel batubara langsung, muncul dengan nyata dan jelas pada kasus batubara dalam bentuk pelet. Ini berarti tidak hanya intensitas emisi yang meningkat, namun jumlah garis emisi juga meningkat dalam kasus batubara dalam bentuk pelet

dibandingkan dengan kasus sampel

batubara langsung.

Perbandingan kedua kasus tersebut menunjukkan bahwa perlakuan mekanik sangat berpengaruh pada features garis emisi analitik (analit). Fenomena ini mungkin dapat dipahami menggunakan

model gelombang kejut dalam

pembangkitan plasma [17-19]. Dalam model gelombang kejut, kekerasan sampel sangat mempengaruhi proses pembangkitan plasma, dimana sampel yang keras akan menghasilkan plasma yang kuat dan besar sementara sampel yang lunak menghasilkan plasma yang kecil atau bahkan tidak daapt

membangkitkan plasma. Karenanya

intensitas emisi lemah dan jumlah garis emisi juga lebih sedikit.

KESIMPULAN

Perbandingan spektrum emisi plasma yang diambil dari sampel batubara langsung (fresh sample) tanpa sebarang perlakuan dengan sampel batubara dalam bentuk pelet menunjukkan bahwa intensitas emisi sangat berbeda, dimana emisi untuk kasus sampel batubara dalam bentuk pelet jauh lebih

tinggi. Selain intensitas emisi,

perbandingan secara lebih terperinci memperlihatkan bahwa jumlah garis emisi untuk kedua kasus tersebut juga berbeda dimana jumlah garis emisi untuk sampel batubara dalam bentuk pelet lebih banyak dibandingkan untuk sampel dalam bentuk pelet. Hal ini membawa kita pada suatu pemahaman bahwa perlakuan mekanik

mempengaruhi emisi analit elemen-elemen anorganik dalam batubara, dimana features spektrum emisi dalam kasus batubara dalam bentuk pelet jauh lebih dibandingkan kasus sampel batubara langsung. Fenomena ini

mungkin dapat diintepretasikan

menggunakan model gelombang kejut dalam pembangkitan plasama laser.

DAFTAR PUSTAKA

D. J. Swaine, Why trace elements are important, Fuel Processing Technology 65–66 (2000) 21–33.

F. Vejahati, Z. Xu, and R. Gupta, Trace elements in coal: Associations with coal and minerals and their behavior during coal utilization – A review, Fuel (2009) in press.

J. D. Winefordner, I. B. Gornushkin, T. Correll, E. Gibb, B. W. Smith, and N. Omenetto, Comparing several atomic spectrometric methods to the super stars: special issue on laser-induced breakdown spectrometry, LIBS, a future super star. J. Anal. Atom. Spectrom., 19 (2004), 106-108.

D. A. Cremers, and L. J. Radziemski, Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, John Wiley and Sons, Ltd, England, 2006.

A. W. Miziolek, V. Palleschi, and I.

Schechter (Eds), Laser-Induced

Breakdown Spectroscopy (LIBS),

Fundamentals and Applications,

Cambridge University Press, New York, 2006.

F. Y. Yueh, J. P. Singh, and H. Zhang, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, Elemental Analysis in Encyclopedia of Analytical Chemistry, R.A. Meyers (Ed.) John Wiley&Sons Ltd, Chichester, 2000 pp. 2066-2087

K. Kagawa and N. Idris, Emission spectrochemical analysis using

(20)

laser-Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

induced plasma spectroscopy, J. Plasma Fusion Research 83 (2007) 401-412 H. E. Belkin, and S. J. Tewalt,

Geochemistry of selected coal samples from Sumatra, Kalimantan, Sulawesi, and Papua, Indonesia, U.S. Geological Survey Open-File Report 2007-1202, 34 M. Xu, Yan R, and C. Zheng, Status of trace element emission in a coal combustion process: a review. Fuel Process Technol 2004;85(2–3):215–37. F. E. Huggins, Overview of analytical

methods for inorganic constituents in coal, International Journal of Coal Geology 50 (2002) 169– 214.

M. Gaft, E. Dvir, H. Modiano, U. Schone, Laser Induced Breakdown Spectroscopy machine for online ash analyses in coal, Spectrochimica Acta Part B 63 (2008) 1177–1182

H. Zhang, J. P. Singh, F. Y. Yueh, and R. L. Cook, Laser-Induced Breakdown Spectra in a Coal-Fired MHD Facility, Applied Spectroscopy 49 (1995) 1617-1623

B. Chadwick, D. Body, Development and commercial evaluation of Laser-Induced Breakdown spectroscopy chemical analysis technology in the coal power

generation industry, Applied

Spectroscopy 56 (2001) 70–74

N. Idris, F. Colao, R. Fantoni, and Mahidin, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for trace element analysis in coal, Book of Abstracts of the 5th EMSLIBS,

September 28-October 1, 2009, Rome, Italy, p. 104

N. Idris, M. Ramli, Mahidin, R. Hedwig, M. Pardede, M. M. Suliyanti and K. H. Kurniawan, Direct analysis of trace elements in coal by means of

laser-induced breakdown spectroscopy

(LIBS), Asian Journal of Physics, Vol. 21, No. 1 (2012) 25-32.

N. Idris, M. Ramli, Mahidin, R. Hedwig, M. Pardede, M. M. Suliyanti, K. H. Kurniawan, Heavy Metal Detection in Aceh Coal by Means of Laser-Induced

Breakdown Spectroscopy (LIBS)

Technique, Proceeding of 6th Annual International Workshop & Expo on Sumatra Tsunami Disaster & Recovery 2011 in Conjunction with 4th South China Sea Tsunami Workshop, 23 November 2011.

K. Kagawa, and S. Yokoi, Application of N2 laser microprobe spectrochemical Analysis, Spectrochim. Acta B 37 (1982) 789.

K. Kagawa, S. Yokoi, and S. Nakajima,

Metal plasma induced by the

bombardment of 308 nm excimer and 585 nm dye laser pulses at low pressure, Opt. Comm. 45 (1983) 261

Y. I. Lee, N. Idris, K. H. Kurniawan, T. J. Lie, K. Tsuyuki, S. Miura, and K. Kagawa, Subtarget Effect in Film Analysis Using TEA CO2 Laser-Induced Plasma, Curr. Appl. Phys. 7, 5 (2007) pp.540-546.