1 BAB 1
PENDAHULUAN
Bab pendahuluan berisi dasar pemikiran dilakukannya penelitian mengenai sensor ion timbal dan ion nitrat berbasis jelaga dan grafit. Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan kerangka pemikiran penelitian.
1.1 Latar Belakang
Hingga saat ini, air menjadi bagian terpenting untuk menopang kehidupan biologis. Pencemaran air menjadi perhatian khusus secara global. Berbagai upaya dilakukan untuk mengurangi pencemaran terhadap air. Salah satunya melalui kebijakan sumber daya air pada semua tingkat, dari tingkat internasional hingga tingkat kota. Limbah logam berat merupakan salah satu dari banyak kasus pencemaran air. Limbah logam berat biasanya dihasilkan dari industri kimia dan proses pertambangan dalam bentuk ion. Namun secara alami ion logam berat juga dapat ditemukan pada beberapa sumber air, seperti air tanah. Air memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat yang lain, termasuk logam berat. Air tanah mungkin saja mengandung ion logam berat dengan konsentrasi yang berbeda- beda karena reaksi mineral dengan air tanah dan batu (Alseroury dkk, 2018). Logam berat sangat dikenal dengan tingkat toksiksitas yang tinggi, salah satunya adalah timbal (Setiawan, 2013). Timbal telah digunakan diberbagai macam pengaplikasian seperti konstruksi bagungan, komponen baterai, solder, cat, dan pipa air. Salah satu sifat yang dimiliki timbal adalah tidak mudah bereaksi dan menyebabkan terakumulasinya timbal pada sumber air seperti sungai dan laut. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/Menkes/Per/iv/2010 timbal memiliki batas aman pada air dengan konsentrasi paling rendah dibandingkan dengan logam berat lainnya. Upaya awal dalam menangani permalasahan ini adalah mendeteksi keberadaan timbal pada air sebagai bentuk pencegahan dari dampak negatifnya untuk kesehatan dan lingkungan.
2
Analisis kandungan air merupakan salah satu cara untuk mengetahui keberadaan ion timbal pada air. Cara ini dilakukan di laboratorium dan menggunakan instrumen tertentu. Cara tersebut tentunya membutuhkan waktu yang relatif lama untuk tahap awal, yaitu mendeteksi keberadaan ion timbal. Mendeteksi secara langsung di lokasi yang diinginkan menggunakan sensor merupakan cara yang lebih efisien.
Umumnya bahan yang digunakan dalam membuat sensor untuk mendeteksi ion timbal adalah emas dan/atau perak (ppet.lipi.go.id, 2017; Halkare dkk, 2019;
Liu dkk, 2019). Emas dan perak jumlahnya sedikit dan relatif mahal. Material jelaga dan grafit menjadi pilihan yang dapat menurunkan biaya produksi dan memungkinkan untuk meningkatkan kemampuan serap dari sensor resistif (Singh dkk, 2019; Selvanantharajah dkk, 2019). Akan tetapi, jelaga dan grafit memiliki wujud yang halus dan rapuh, membuat bahan tersebut sulit dibentuk. Maka diperlukan material pengikat agar sensor lebih mudah dibentuk, polimer menjadi salah satu pilihan yang menjanjikan. Dengan kehadiran polimer, sensor dapat dibuat dalam bentuk serat untuk memperluas permukaan sensor agar dapat meningkatkan kemampuan serap. Pemintal elektrik merupakan metode deposisi yang mampu menghasilkan serat polimer berdiameter mikron hingga nano. Oleh sebab itu, diperlukan penelitian lebih lanjut untuk sensor resistif berbahan dasar serat komposit, jelaga, dan grafit agar dapat mengetahui sifat listrik dan kemampuan deteksi dari sensor tersebut.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian, permasalahan yang akan diselesaikan pada penelitian ini adalah:
1. Bagaimana cara membuat serat komposit berbahan dasar jelaga dan grafit dengan metode pemintal elektrik?
2. Apa pengaruh konsentrasi jelaga dan grafit terhadap struktur mikro serat komposit?
3. Apa pengaruh konsentrasi jelaga dan grafit terhadap konduktivitas serat komposit?
3 4. Apa pengaruh konsentrasi jelaga dan grafit terhadap kemampuan
penyerapan ion timbal dan ion nitrat oleh sensor resistif?
1.3 Batasan Masalah
Pembatasan suatu masalah dimaksudkan untuk menghindari adanya pelebaran pokok masalah agar penelitian lebih terarah dan mempermudah pembahasan, sehingga tujuan penelitian dapat tercapai. Adapun batasan masalah dalam penelitian ini antara lain:
1. Elektroda yang digunakan adalah aluminium tape.
2. Bahan pengikat yang digunakan adalah Poly Vynil Alcohol (PVA).
3. Bahan baku yang digunakan dalam membuat jelaga adalah minyak goreng.
4. Menggunakan jelaga dan grafit sebagai bahan baku untuk memproduksi sensor resistif, dengan massa 0,02gr, 0,015gr, 0,01gr, dan 0,005gr.
5. Sensor resistif dibuat dengan teknik pemintal elektrik.
6. Menggunakan mikroskop optik digital untuk mengetahui struktur mikro dari sensor resistif.
7. Menggunakan larutan PbNO3 sebagai larutan uji deteksi dengan konsentrasi 600000ppm, 200000ppm, 100000ppm, 60000ppm, 20000ppm, 10000ppm, 6000ppm, 2000ppm, 1000ppm, 600ppm, 200ppm, 100ppm, 70ppm, dan 40ppm.
1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah, tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
1. Dapat membuat serat komposit berbahan dasar jelaga dan grafit dengan metode pemintal elektrik.
2. Menganalisis pengaruh konsentrasi jelaga dan grafit terhadap struktur mikro serat komposit.
3. Menganalisis pengaruh konsentrasi jelaga dan grafit terhadap konduktivitas serat komposit.
4. Menganalisis pengaruh konsentrasi jelaga dan grafit terhadap kemampuan penyerapan ion timbal dan ion nitrat oleh sensor resistif.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini antara lain:
1. Mengembangkan penelitian dibidang serat komposit.
2. Mengembangkan penelitian dibidang teknologi sensor.
3. Mengembangkan penelitian mengenai sensor berbahan dasar jelaga dan grafit.
4. Mengembangkan penelitian mengenai sensor ion timbal dan ion nitrat pada air.
1.6 Kerangka Pemikiran Penelitian
Kerangka pemikiran dari penelitian yang akan dilakukan ditampilkan pada Gambar 1.1.
Gambar 1. 1 Diagram fishbone penelitian
