program kreativitas mahasiswa (kimia)

Click here to load reader

Post on 25-Sep-2015

215 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tulisan kreatif

TRANSCRIPT

  • PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

    JUDUL PROGRAM

    PEMBUATAN DETEKTOR GAS BERACUN HIDROGEN SULFIDA (H2S)MENGGUNAKAN CHEMICAL SENSOR UNTUK KESELAMATAN

    PENDUDUK DI SEKITAR LERENG GUNUNG BERAPI

    BIDANG KEGIATAN:

    PKM KARSA CIPTA

    Diusulkan oleh:

    Alfi Ihda Amalia (13612062) Angkatan 2013Muh. Supwatul Hakim (11612019) Angkatan 2011Febby Yulia Hastika (13612063) Angkatan 2013Septian Ramadan (13612072) Angkatan 2013Nurul Indriani (13612052) Angkatan 2013

    UNIVERSITAS ISLAM INDONESIAYOGYAKARTA

    2014

  • ii

  • iii

    DAFTAR ISI

    Halaman Judul i

    Halaman Pengesahan ii

    DAFTAR ISI iii

    DAFTAR GAMBAR iv

    RINGKASAN v

    BAB I. PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang 11.2 Rumusan Masalah 21.3 Tujuan 21.4 Luaran Yang Diharapkan 21.5 Kegunaan 3

    BAB II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Hidrogen Sulfida 42.2 Chemical Sensor 4

    BAB III.METODE PENELITIAN3.1 Rancangan Desain 53.2 Alat-alat yang Digunakan 53.3 Bahan-bahan yang Digunakan 53.4 Cara Kerja 5

    BAB IV. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN4.1 Anggaran Biaya 74.2 Jadwal kegiatan 8

    DAFTAR PUSTAKA 9LAMPIRAN

  • iv

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 1. Rancangan Desain Alat 5

  • vRINGKASAN

    Tanah Air Indonesia akan tetap berada dalam kawasan cincin api pasifik,tempat bertemu nya lempeng-lempeng tektonik utama dunia, yang ditandaidengan adanya ratusan gunung berapi yang masih aktif yang bergantian meletusdari waktu ke waktu. Material-material gas yang dibawa akibat dari meletus nyagunung berapi seperti H2S . Gas H2S merupakan produk dari reaksi asam dengansulfida logam, dengan tingat toksisitas yang tinggi. Untuk mengetahui keberadaanserta kadar H2S di alam, salah satu caranya dapat dilakukan dengan monitoringudara, yang diawali dengan pendeteksian (pensensoran). Pendeteksian dilakukandengan menggunakan sensor yang terbuat dengan mencampurkan dua macamcampuran, yaitu campuran reagen yang dipreparasi dengan cara mencampurtimbal asetat kedalam THF dan campuran polimer yang dibuat dengan caramencampurkan PVC ke dalam TBP . ketika H2S melewati sensor terjadi reaksiantara H2S dengan Tb asetat menghasilkan asam asetat. Asam asetat membuatsensor basah yang dapat mengalirkan listrik sehingga alarm berbunyi .

    Kata Kunci : Sensor Kimia , H2S, Dry Reagen lead acetat , PVC

  • 1BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar BelakangSecara geologis Indonesia berada pada pertemuan tiga lempeng aktif yaitu

    lempeng Indo-Australia di bagian selatan, lempeng Euro-Asia di bagian utara danlempeng pasifik dibagian timur, serta Indonesia berada pada jalur pegununganyaitu jalur pengunungan sirkum mediterania dan jalur pegunungan sirkum pasifikyang menyebabkan Indonesia termasuk dalam wilayah Cincin Api (Ring of Fire)yang memiliki potensi bencana alam akibat meletusnya gunung berapi cukuptinggi, baik dari aktivitas vulkanis maupun tektonis.

    Tanah Air Indonesia akan tetap berada dalam kawasan cincin api pasifik,tempat bertemu nya lempeng-lempeng tektonik utama dunia, yang ditandaidengan adanya ratusan gunung berapi yang masih aktif yang bergantian meletusdari waktu ke waktu. (FB Mardy Joeang, diakses 23 September 2014)

    Kerugian dari adanya bencana letusan bukan hanya berdampak bagilingkungan dan masyarakat sekitar yang berada pada daerah bencana. Namun,akibat dari meletusnya gunung berapi tentunya akan membawa material-materialberbahaya bagi organisme-organisme yang dilalui nya. Material yang dibawaakibat letusan gunung berapi diantaranya adalah material padat, material cair danmaterial gas. Material-material gas yang dibawa akibat dari meletus nya gunungberapi seperti H2S (Hidrogen Sulfida), CO2 (Karbon Dioksida), CO (KarbonMonoksida), SO2 (Sulfur Dioksida), gas Nitrogen, F (Flourin) dan Cl (Klorin).Gas-gas tersebut bersifat beracun dan sangat berbahaya bagi manusia danlingkungan.

    Gas H2S merupakan produk dari reaksi asam dengan sulfida logam,dengan tingat toksisitas yang tinggi. Untuk mengetahui keberadaan serta kadarH2S di alam, salah satu caranya dapat dilakukan dengan monitoring udara, yangdiawali dengan pendeteksian (pensensoran) dan dilanjutkan dengan penentuankadarnya sejalan dengan berkembangnya ilmu pengetahuan, para ilmuan kimiatelah mengembangkan beberapa metode yang praktis dan sederhana, untukmendeteksi keberadaan adanya gas H2S baik secara kualitatif maupun kuantitatif.Contoh praktis yang telah dikembangkan adalah mendeteksi kadar H2S denganmemanfaatkan sistem reduksi-oksidasi melalui titrasi iod secara langsung hinggatercapai titik ekuivalen dari kedua senyawa (Haryadi, 1990).

    Teknik lain yang berhasil dikembangkan untuk mendeteksi H2S, yaknidengan menggunakan teknik sensor. Teknik sensor ini memanfaatkan sifatsensitifitas serta selektifitas dari suatu zat terhadap zat yang akan dideteksi. Salahsatu teknik sensor adalah dengan menggunakan metode impregnasi kertas, yangdilakukan dengan mengimpregnasikan reagen pendekteksi kedalam kertas berpori,

  • 2lalu dideteksi oleh detector lewat serat optic secara reflektansi (Narayanaswamydan Sevilla, 1987)

    Pada penelitian ini dikembangkan optimalisasi penelitian denganmenggunakan metode yang lebih mudah dan sederhana dibandingkan denganmetode-metode yang dipakai diatas, untuk mendeteksi adanya hidrogen sulfida diudara. Disini peneliti mengusulkan untuk membuat detektor gas beracun H2Smenggunakan chemical sensor.

    1.2 Rumusan Masalah

    Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan beberapa masalahdiantaranya sebagai berikut :

    1. Bagaimana cara membuat alat sensor yang dapat digunakan untukmendeteksi adanya gas Hidrogen Sulfida (H2S)

    2. Bagaimana cara melakukan pendekteksian adanya keberadaan gasHidrogen Sulfida (H2S) di alam

    3. Apakah gas Hidrogen Sulfida (H2S) dapat dideteksi dengan menggunakanTeknik Sensor

    1.3 TujuanTujuan dari program ini adalah :

    1. Melakukan inovasi pembuatan alat sensor Hidrogen Sulfida yang lebihsederhana dan lebih ampuh dalam mendeteksi adanya H2S

    2. Menjadikan alat tersebut sebagai alarm tanda bahaya awal sebelumbencana terjadi terutama pada daerah disekitaran gunung berapi

    3. Menjadikan alat tersebut sebagai detektor yang berguna dalam mendeteksiadanya H2S yang dihasilkan dari Industri-Industri

    4. Mendesain dan membuat alat yang dapat diterapkan di Industri-Industrimaupun lembaga-lembaga seperti Badan Nasional PenanggulanganBencana sebagai chemical sensor terhadap adanya H2S diudara. Desainyang dihasilkan dapat langsung digunakan apabila terdapat H2S diudara.

    1.4 Luaran yang diharapkan

    Luaran yang diharapkan program ini dapat menciptakan inovasi baru yanglebih sederhana dan ampuh berupa prototipe atau alat yang dapat dijadikanchemical sensor yang dapat mendeteksi keberadaan H2S diudara.

  • 31.5 Kegunaan

    Dari adanya program ini diharapkan dapat memberikan metode baru dalammendeteksi adanya bahaya gas beracun yang berasal dari letusan gunung berapi.Alat yang diciptakan diharapkan mampu menangkap gas H2S yang kemudiandideteksi oleh sensor kimia ditandai dengan adanya bunyi dari alarm, sebagai firstsign penyelamatan diri sebelum terjadinya bencana yang dapat memakan banyakkorban jiwa disekitar lereng gunung merapi.

  • 4BAB IITINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Hidrogen SulfidaGas hydrogen sulfida (H2S) adalah gas tidak berwarna, berbau telur busuk,

    berat jenis 1.19, beracun, dapat terbakar dan dengan udara dapat membentukcampuran yang eksplosif. Pengaruhnya pada manusia dengan konsentrasi rendahmengiritasi mata dan saluran pernafasan. Apabila konsentrasi mencapai 150 ppmdapat menyebabkan kehilangan rasa penciuman, sedangkan konsentrasi 1000 ppmmenimbulkan rasa sakit dan menyerang pusat pernafasan. (Sutaningsih, 2010)

    2.2 Chemical SensorSalah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengetahui keberadaan gas

    H2S adalah dengan pendeteksian (pensensoran). Sensor adalah komponen yangdapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuananalog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Sensor merupakankomponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistemyang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kitainginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya.

    Contoh praktis yang telah berhasil dikembangkan adalah mendeteksi kadarH2S dengan memanfaatkan sistem reaksi oksidasi-reduksi melalui titrasi iodsecara langsung hingga tercapai titik ekivalen dari kedua senyawa (Harjadi, 1990).

    Pada penelitian ini diusulkan suatu teknik sensor yang mudah dansederhana untuk mendeteksi keberadaan hidrogen sulfida, dengan memanfaatkansifat kimiawi timbal asetat terhadap H2S. Di sini diterapkan teknik imobilisasiterhadap timbal asetat dengan menggunakan polivinil klorida (PVC) sebagaimaterial pendukung reagen kering. Reagen kering yang dihasilkan memilikibeberapa keunggulan, seperti kekuatan media dan fase padatan yang tidak mudahrusak, juga tahan terhadap pengaruh asam, stabil dan mudah diregenerasi.(Handoko, 2002)

  • 5BAB IIIMETODE PELAKSANAAN

    3.1 Rancangan Desain

    Gambar 1. Rancangan Alat Desain Desain

    3.2 Alat-alat yang digunakana. Orbeco-Hellige digital Direct-Reading Turbidimeterb. Set reaktor gasc. Lemari asam

    d. Stirer dan magnete. Pemanas

    f. Neraca analitis

    g. Buret mikro

    h. Peralatan gelas penunjang.3.3 Bahan-bahan yang digunakan

    a. Timbal asetatb. Polivinil klorida (PVC)c. Tributil posfat (TBP)d. Tetrahidro furan (THF)e. Media transparanf. FeS yang diperoleh dari Merck (Art. 3956, lebeled for producing H2S)g. HCl 1M

  • 6h. I2i. KI

    j. Natrium tiosulfatk. Zink sulfat

    l. Amilum serta HNO3.

    3.4 Cara Kerja1. Imobilisasi Timbal Asetat.

    Imobilisasi timbal asetat dilakukan dengan mencampurkan dua macamcampuran, yaitu campuran reagen yang dipreparasi dengan cara mencampur0,38 g timbal asetat kedalam 10 mL THF dan campuran polimer yang dibuatdengan cara mencampurkan 0,4 g PVC ke dalam 0,8 mL TBP. Kemudiancampuran tersebut dicetak pada media secara dip coating, dengan caramencelupkan media transparan kedalam campuran tersebut. Dalambeberapa detik setelah diangkat dari bath, reagen kering siap digunakanuntuk sensor gas H2S.

    2. Penentuan Kandungan Gas H2S dengan Teknik IodimetriPembentukan gas H2S dilakukan di dalam erlenmeyer (Gambar-1), melaluireaksi FeS dengan HCl 1M. Komposisi reaktan FeS dan HCl yangdigunakan bervariasi . Gas H2S yang terbentuk dialirkan ke reaktor B yangberisi ZnSO4 hingga terbentuknya ZnS, ditandai dengan perubahanwarna larutan menjadi putih. Reaksi tersebut berlangsung selama 7 jam.Kemudian, larutan ZnS tersebut segera dititrasi dengan larutan iod yangtelah distandarisasi.

    3. Penentuan Gas H2S menggunakan Sensor Reagen Kering Timbal AsetatProses ini hanya membutuhkan satu erlenmeyer sebagai reaktor (Gambar-2),untuk menghasilkan gas H2S melalui reaksi FeS dengan HCl 1M. Padabagian atas (tutup) reaktor tersebut dilapisi sensor, agar gas H2S dapatmengalir ke sensor dan berinteraksi (berdifusi). Kemudian sensor dipasangkabel dan dihubungkan ke alarm.

  • 7BAB IV

    BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

    4.1 Anggaran BiayaA.Peralatan PenunjangMaterial Justifikasi

    PemakaianKuantitas Harga Satuan (Rp) Keteranga

    n

    Set Reaktor Gas 1 1.500.000 1.500.000Selang 1 500.000 500.000Kabel 1 550.000,- 550.000,-erlenmeyer 1 150.000 150.000Magnetik stirrer 2 100.000 200.000Buret Mikro 1 2.700.000 2.700.000MediaTransparan

    1 500.000 500.000

    Alaram 1 500.000 500.000Sub Total 6.600.000

    B. Bahan Habis Pakai

    Material JustifikasiPemakaian

    Kuantitas Harga Satuan (Rp) Keterangan

    Amilum 1 botol 100.000 100.000Timbal Asetat 1 botol 100.000 100.000PVC 1 400.000 400.000Tributil Posfat 1 130.000 130.00TetrahidroFuran (THF)

    1 100.000 100.000

    Besi (II) sulfida 1 botol 100.000 100.000Asam Klorida(HCl)

    1 botol 700.000 700.000

    Iodin (I2) 1botol 500.000 500.000KI 1botol 110.000 110.000NatriumTiosulfat

    1 botol 120.000 120.000

    HNO3 1 botol 170.000 170.000Zink Sulfat 1boto 120.000 120.000

    Sub Total 2.650.000

  • 8C. PerjalananMaterial Justifikasi

    PemakaianKuantitas Harga Satuan

    (Rp)Keterangan

    Transportasi 5 orang, 10 kaliperjalanan

    50.000,- 2.500.000,-

    Sub Total 2.500.000,-

    D. Lain-lain

    Material JustifikasiPemakaian

    Kuantitas Harga Satuan (Rp) Keterangan

    Laporan PercetakanLaporan

    2 125.000,- 250.000,-

    Publikasi Berupapresentasi ilmiah

    1 500.000,- 500.000,-

    Sub Total 750.000,-

    4.2 Jadwal Kegiatan

    No Jenis KegiatanBulan

    1 2 3 4 51 Persiapan

    2 Pembuatan Sensor

    3 Optimasi Peralatan

    4 Uji Coba Alat5 Analisis Data

    6 Pembuatan Laporan

  • 9DAFTAR PUSTAKA

    Fang, G., Z. Liu, C. Liu dan K.L. Yao. 2000. Room Temperature H2S Sensing

    Properties and Mechanism of CeO2 SnO2 Sol Gel Thin Films. DalamSensor and Actuators

    Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia

    Miller, J.C. and J.N. Miller. 1993. Statistics for Analytical Chemistry, ThirdEdition. New York: Ellis Horword PTR Prentice Hall

    Narayanaswamy, R. and F. Sevilla. 1998. Optosensing of HydrogenSulphide Through Paper Impregnated with Lead Acetate. DalamAnalytical Chemistry. No. 329. p. 789 792

    Reid, R.C., John M.P. dan Thomas K.S. 1991. Sifat Gas dan Zat Cair.Edisi Ketiga. Terjemahan Kantjono Widodo dari The Properties of Gasesand Liquids (1977). Jakarta: PT. Gramedia

    Svehla, G (Ed). 1996. Vogels Qualitative Inorganic Analysis. London: LongmanGroup Limited

  • Lampiran 1. Biodata Ketua serta Anggota dan Dosen Pembimbing

    1. Biodata KetuaA. Identitas Diri

    Nama Lengkap Alfi Ihda Amalia

    Jenis Kelamin Perempuan

    Program Studi Ilmu Kimia

    NIM 13612062

    Tempat dan Tanggal lahir Jakarta, 04 Juni 1995

    E-mail [email protected]

    No. Hp 085782015558

    B. Riwayat Pendidikan

    SD SMP SMANama Institusi SD

    Muhammadiyah1 Cileungsi

    SMP

    Muhammadiyah 1Cileungsi

    MAN 2 KOTA

    BOGOR

    Jurusan - - IPA

    Tahun Masuk-keluar 2001-2007 2007-2010 2010-2013

    C. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir

    No. Jenis Penghargaan Institusi Tahun1. Peserta Olimpiade Sains

    Nasional Institut Pertanian BogorIPB

    2012

    2. Peserta olimpiade Matematikatingkat Madrasah Aliyah

    seIndonesia2011

    3. Peserta Internasional ConferenceOf Indonesian Chemical Society

    HKI2013

  • Biodata Dosen Pembimbing

    1. Dosen PembimbingNama Lengkap :Riyanto, M.Si., Ph.D

    NIP : 006120101Tempat, tanggallahir : Ngawi, 4 Mei 1971Program Studi : Ilmu KimiaFakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamPerguruan Tinggi : Universitas Islam IndonesiaAlamat : Kampus Terpadu UII, Jln. Kaliurang Km. 14,5

    Sleman, YogyakartaAlamatRumah : Perum UII Blok I No.8 Rejodani, Sleman

    Yogyakarta

    No.Hp : 087839295822Email : [email protected]

    2. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah Dalam Jurnal

    No.

    Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/Nomor

    Nama Jurnal

    1. 2011 Electrochemical Oxidationof Ethanol Using Ni-Co-PVC Composite Electrode

    Vol 11, No. 1

    Maret 2011

    IndonesianJournal ofChemistry

    2. 2010 Degradasi Senyawa MetilenBiru dengan metodeelektrolisis menggunakan

    elektroda platinum

    Volume 7

    Nomor 1 ISSN1410-2315

    JurnalLogika

    3. 2009 Effect of electrodecomposition on the

    morphology and

    ISSN 1708-5284; ISSUESupplement

    World Journalof Engineering

  • electrochemical behavior ofni-cu-pvc composite

    electrode

    2009, P771

    4. 2008 Synthesis of acetic acidfrom ethanol byelectrooxidation techniqueusing ni-cu-pvc electrode

    Volume 25(2)363-371

    ASEAN

    Journal onScience &

    Technology forDevelopment

    5. 2008 Characterization of Ni-Co-PVC And Ni-Cu-PVCAlloys Prepared ByMechanical Alloying

    Technique (MAT).

    Vol. 2 (7), 40-46.

    The OpenMaterialScience

    Journal

    3. Seminar Yang Pernah Diikuti

    1. Riyanto, Mohamed Rozali Othman, Jumat Salimon, 2006, Elektrosintesisasidasetik dari ethanol menggunakan elektrode pejal dalam larutan alkali,Prosiding Kolokium Siswazah Keenam, UKM, Bangi, Malaysia.

    2. Riyanto, Mohamed Rozali Othman, JumatSalimon, 2006, Effect of theelectrolysis potential on electrooxidation of ethanol to acetic acid usingnickel electrode in alkaline solution. Proceeding Seminar Nasional Kimia III,FMIPA UII, Yogyakarta, Indonesia.

    3. Riyanto, Mohamed Rozali Othman, Jumat Salimon, 2007, A novelTechnique for the production of Ni(OH)2 by electrochemical method,Proceeding Scientific Conference PPI Ke 2, UKM, Malaysia.

  • Lampiran 2. Justkasi Anggaran Kegiatan

    1. Peralatan PenunjangMaterial Justifikasi

    PemakaianKuantitas Harga Satuan

    (Rp)Keterangan

    Set ReaktorGas

    1 1.500.000 1.500.000

    Selang 1 500.000 500.000Kabel 1 550.000,- 550.000,-erlenmeyer 1 150.000 150.000Magnetikstirrer

    2 100.000 200.000

    Buret Mikro 1 2.700.000 2.700.000MediaTransparan

    1 500.000 500.000

    Alaram 1 500.000 500.000Sub Total 6.600.000

    2. Bahan Habis Pakai

    Material JustifikasiPemakaian

    Kuantitas Harga Satuan(Rp)

    Keterangan

    Amilum 1 botol 100.000 100.000Timbal Asetat 1 botol 100.000 100.000PVC 1 400.000 400.000Tributil Posfat 1 130.000 130.00TetrahidroFuran (THF)

    1 100.000 100.000

    Besi (II) sulfida 1 botol 100.000 100.000Asam Klorida(HCl)

    1 botol 700.000 700.000

    Iodin (I2) 1botol 500.000 500.000KI 1botol 110.000 110.000NatriumTiosulfat

    1 botol 120.000 120.000

    HNO3 1 botol 170.000 170.000Zink Sulfat 1boto 120.000 120.000

    Sub Total 2.650.000

    3. PerjalananMaterial Justifikasi

    PemakaianKuantitas Harga Satuan

    (Rp)Keterangan

  • Transportasi Perjalanan ketempat Mitra

    5 orang, 10kali perjalanan

    50.000,- 2.500.000,-

    Sub Total 2.500.000,-

    4. Lain-lain

    Material JustifikasiPemakaian

    Kuantitas Harga Satuan Keterangan

    Laporan PercetakanLaporan

    2 125.000,- 250.000,-

    Publikasi Berupapresentasiilmiah

    1 500.000,- 500.000,-

    Sub Total 750.000,-

    Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas

    No. Nama/NIM ProgramStudi

    Bidang

    Ilmu

    Alokasi

    Waktu(jam/minggu)

    UraianTugas

    1. Alfi IhdaAmalia/13612063

    Ilmu

    Kimia

    Kimia 24

    jam/mingguKetua

    2. Febby YuliaHastika/13612063

    Ilmu

    Kimia

    Kimia 24

    jam/mingguAnggota

    3. Nurul

    Indriani/13612052Ilmu

    Kimia

    Kimia 24

    Jam/minggu

    Anggota

    4. SeptianRamadan/13612072

    Ilmu

    Kimia

    Kimia 24

    jam/mingguAnggota

    5 TaufikHidayat/12612035

    Ilmu

    Kimia

    Kimia 24

    jam/mingguAnggota

  • Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana

  • Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang akan Diterapkan

    H2S yang dihasilkan berasal dari reaksi FeS + 2HCl FeCl2 + H2Skemudian dialirkan dengan selang menuju plat Tb asetat . Plat terbuat daricampuran PVC dan Tb asetat. Ketika H2S melewati plat terjadi reaksi antara H2Sdengan Tb asetat menghasilkan asam asetat. Asam asetat yang dihasilkanmembuat plat basah yang dapat mengalirkan arus listrik sehingga membuat alarmberbunyi.

    Berikut adalah gambaran alat yang diusulkan :

    cover.pdfPengesahan.pdfBAB I PENDAHULUAN PKM KC.pdfScan-Lampiran dan Anggaran Akhir fix.pdf