ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN DALAM DETEKSI
KEADAAN AIR DENGAN
FREE-DIPPING METHOD
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN
TESIS
Oleh
MUHAMMAD FICKY AFRIANTO
117026013/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN DALAM DETEKSI
KEADAAN AIR DENGAN
FREE-DIPPING METHOD
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN
TESIS
Oleh
MUHAMMAD FICKY AFRIANTO
117026013/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN DALAM DETEKSI
KEADAAN AIR DENGAN
FREE-DIPPING METHOD
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN
T E S I S
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika Pada Program Pascasarjana
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
Oleh
MUHAMMAD FICKY AFRIANTO
117026013/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis : ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN
DALAM DETEKSI KEADAAN AIR DENGAN FREE-DIPPING METHOD MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN
Nama Mahasiswa : MUHAMMAD FICKY AFRIANTO Nomor Induk Mahasiswa : 117026013
Program Studi : Magister Ilmu Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui, Komisi Pembimbing
Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M. Sc Dr. Nasruddin MN, M. Eng. Sc K e t u a Anggota
Ketua Program Studi, Dekan,
PERNYATAAN ORISINILITAS
ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN DALAM DETEKSI
KEADAAN AIR DENGAN
FREE-DIPPING METHOD
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN
T E S I S
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 24 Juli 2013
PERNYATAAN PERSETUJAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
N a m a : Muhammad Ficky Afrianto
N I M : 117026013
Program Studi : Magister Ilmu Fisika
Jenis Karya Ilmiah : T e s i s
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :
ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN DALAM DETEKSI KEADAAN AIR DENGAN FREE-DIPPING METHOD MENGGUNAKAN
SENSOR KITOSAN
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 24 Juli 2013
Telah diuji pada
Tanggal : 24 Juli 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M. Sc
Anggota : 1. Dr. Nasruddin MN, M. Eng. Sc
2. Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.S
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap berikut gelar : Muhammad Ficky Afrianto
Tempat dan Tanggal Lahir : Tebing Tinggi, 18 Januari 1986
Alamat Rumah : Jalan Aurduri Raya III Blok Kelurahan
Penyengat Rendah kecamatan Telanaipura
Jambi
Telepon /Fax/HP : +6281-2627-4406-3
e-mail : mhd.ficky@ymail.com
Instansi Tempat Bekerja : -
Alamat Kantor : -
Telepon : -
DATA PENDIDIKAN
SD : SD Negeri 21 Pangkalan LimaPuluh Kota Tamat : 1998
SMP : SMP Negeri 1 Padang Tamat : 2001
SMA : SMA Negeri 1 Padang Tamat : 2004
Strata-1 : Universitas Negeri Medan Tamat : 2010
ANALISIS PERUBAHAN TEGANGAN DALAM DETEKSI
KEADAAN AIR DENGAN
FREE-DIPPING METHOD
MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN
ABSTRAK
Telah dilakukan deteksi kualitas beberapa jenis air yaitu air sungai tamiang sebelum dan sesudah treatment, air mineral serta aqudes berdasarkan perubahan tegangan air terhadap waktu pengamatan. Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi kualitas beberapa jenis air berdasarkan Perubahan tegangan menggunakan sensor kitosan sehingga didapat perbedaan terhadap air yang diamati. Sensor kitosan merupakan sensor yang difabrikasi dengan lapisan film tipis menggunakan kitosan. Metode tanpa-pencelupan merupakan sebuah metode baru dalam mendeteksi keadaan air. Pendeteksian dilakukan dengan mengekspos molekul air, Pengeksposan molekul – molekul air tersebut dalam waktu tertentu akan menyebabkan nilai tegangan keluaran sensor berubah karena sensor akan merespon kehadiran molekul – molekul air. Perubahan tegangan listrik tersebut menunjukkan perbedaan kualitas air. Hasil pengujian menunjukkan tegangan terbesar berada pada sampel air sungai sebelum treatment yaitu sebesar 184mV diikuti oleh air sungai setelah treatment sebesar 131mV sedangkan tegangan untuk air mineral diperoleh tegangan sebesar 121mV. Pengulangan dalam pengujian menunjukkan bahwa sensor kitosan memiliki respon , sensitifitas, pemulihan, stabilitas, pengulangan serta reprodubility yang baik. Pengeksposan sensor kitosan mampu untuk mendeteksi kualitas air, sehingga sensor kitosan dapat digunakan dalam menentukan kualitas air dengan metode tanpa-pecelupan.
Kata Kunci : sensor kitosan, perubahan tegangan, kualitas air
ABSTRACT
Detection of water quality river water before and after treatment, mineral water and aqudes based on the observation time. This study aims to detect multiple types of water quality based sensor voltage change using chitosan in order to get water to the observed differences. Chitosan sensor is a sensor fabricated by coating a thin film using chitosan. Non-immersion method is a new method to detect the state of the water. The detection is done by exposing the water molecules, molecules Exposures - the water molecules within the specified time will cause the value of the sensor output voltage change due to the sensor will respond to the presence of molecules - molecules of water. The voltage changes indicate differences in water quality. The test results showed the greatest stress on river water samples before treatment is equal to 184mV followed by river water after treatment while the voltage of 131mV for mineral water obtained voltage of 121mV. Repetition in testing demonstrated that the chitosan has a response, sensitivity, recovery, stability, repeatability and reprodubility good. Exposure chitosan sensor capable of detecting water quality, so that the sensor can be used in determining the chitosan water quality with no-pecelupan method.
KATA PENGANTAR
Segala puja dan puji hanya kepada Allah SWT, shalawat serta salam semoga terus-menerus dilimpahkan oleh Allah SWT kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW, keluarga dan sahabat sekalian. Dengan selesainya Tesis ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang setinggi-tingginya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. dr. Syahrial Pasaribu, DTH&H., M. Sc., (CTM)., Sp. A(K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis dalam mengikuti dan menyelesaikan pendidikan di Universitas Sumatera Utara.
Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Bapak Dr. Sutarman, M.Sc., atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Bapak Dr. Nasruddin MN, M. Eng. Sc., serta Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Fisika, Bapak Dr. Anwar Darma Sembiring, M.S., beserta seluruh staf pengajar pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Terima kasih yang tak terhingga serta penghargaan yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada Bapak Dr.Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc selaku Pembimbing I serta Bapak Dr Nasruddin MN, M.Eng.Sc, selaku Pembimbing II, atas semua sumbangan pikiran dan saran serta bimbingan dengan penuh kesabaran, dorongan, motivasi serta arahan-arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis ini tepat pada waktunya.Terima kasih yang tak terhingga juga penulis ucapkan kepada Dewan Penguji dan Penilai Tesis, yaitu Bapak Dr. Anwar Darma Sembiring, M.S., Bapak Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc.serta Ibu Dr. Susilawati, M.Si, atas kesediaannya untuk menguji dan menilai penulis.
Sekali lagi penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada mereka yang telah penulis sebutkan satu persatu. Semoga kebaikkan mereka dibalas dengan limpahan pahala yang berlipat ganda, terjaga kesehatannya, tetap dalam rahmat dan hidayah serta perlindungan Tuhan Yang Maha Esa.
Penulis menyadari bahwa Tesis ini tidak mungkin terlepas dari kesalahan. Oleh sebab itu dengan senang hati penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaannya.
Medan, 24 Juli 2013 Penulis,
Muhammad Ficky Afrianto
DAFTAR ISI
1.2 Rumusan Masalahan 2
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
Bab II Tinjauan Pustaka
2.1 Air 4
2.2 Faktor – Faktor Fisika dan Kimia Air 5
2.3 Model Pengolahan Air 7
2.4 Metode DeteksiKualitas Air 8
2.5 Sensor 13
2.6 Kitosan 14
Bab III Metode Penelitian
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 18
3.2 Alat Penelitian 18
3.3 Bahan Penelitian 19
3.4 Diagram Alir Penelitian 20
3.5 Analisa Kualitas Air dengan Metode Tanpa Celup 21
3.6 Prosedur Kerja 22
Bab IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil Deteksi Kualitas Air sungai Sebelum Treatment 23
4.2 Hasil Deteksi Kualitas Air Sungai Sesudah Treatment 26
4.3 Hasil Deteksi Kualitas Air Mineral 27
4.3 Hasil Deteksi Kualitas Aquadest 30
4.5 Hasil Gabungan Deteksi Kualitas Seluruh Sampel 31
Bab V Kesimpulan dan Saran 38
5.1 Kesimpulan 38
5.2 Saran 38
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Elektrolisa Air 9
Gambar 2.2 Elektrolizer 11
Gambar 2.3 Prinsip free-dipping method 12
Gambar 2.4 Pembentukan sensor kitosan pada permukaan tembaga (Cu) 12
Gambar 2.5 Ekivalen Sensor 13
Gambar 2.6 Struktur Kitosan 15
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 20
Gambar 3.2 Skematik Alat 21
Gambar4.1 Grafik Perubahan Tegangan Air Sungai Tamiang
Sebelum Treatment 23
Gambar4.2 Grafik Perubahan Kelembapan Relative Air Sungai
Tamiang Sebelum Treatment 25
Gambar4.3 Grafik Perubahan Temperatur Air Sungai Tamiang Sebelum
Treatment 25
Gambar4.4 Grafik Perubahan Tegangan Air Sungai Tamiang
Sesudah Treatment 26
Gambar 4.5 Grafik Perubahan Tegangan Air Mineral 27
Gambar 4.6 Grafik Perubahan Kelembapan Relative Air Mineral 29
Gambar 4.7 Grafik Perubahan Temperatur Air Mineral 29
Gambar 4.8 Grafik Perubahan Tegangan Aquades 30
Gambar 4.9 Grafik Gabungan Kualitas Air yang diuji 31
Gambar 4.10. Gambar kitosan dalam bentuk membran
yang diendapkan ke atas lapisan Cu. 35
Gambar 4.11. Gambar SEM kitosan yang diendapkan pada
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Warna Endapan Setelah elektrolisa air 10
Tabel 2.2. Bentuk Kitosan serta Sifatnya 17
Tabel 4.1 Tegangan Maksimum Sensor Untuk Air Sungai 24
Tabel 4.2 Tegangan Maksimum Sensor Untuk Air Sungai
Sesudah Treatment 27
Tabel 4.3 Tegangan Maksimum untuk Sampel Air Mineral 28
Tabel 4.4 Tegangan Maksimum Untuk Air Aquadest 31
Tabel 4.5 Pengujian air sungai sebelum pengolahan 33
