PENGEMBANGAN SENSOR UNTUK MENDETEKSI ALKOHOL RAZANI...¢  PENGEMBANGAN SENSOR UNTUK MENDETEKSI . ALKOHOL

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of PENGEMBANGAN SENSOR UNTUK MENDETEKSI ALKOHOL RAZANI...¢  PENGEMBANGAN SENSOR UNTUK...

  • PENGEMBANGAN SENSOR UNTUK MENDETEKSI

    ALKOHOL BERBASIS POLYVINYLIDENE FLUORIDE

    (PVDF)

    Skripsi

    Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh

    Gelar Sarjana Sains (S.Si)

    Oleh:

    Zahra Razani Husna

    11150970000042

    PROGRAM STUDI FISIKA

    FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

    UINVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

    JAKARTA

    1440 H/ 2019

  • i

    LEMBAR PER SETUJUAN

  • ii

    LEMBAR PENGESA HAN UJIAN

  • iii

    LEMBAR PERNYA TAAN

  • iv

    ABSTRAK

    Sensor polyvinylidene fluoride atau PVDF merupakan salah satu sensor yang

    sedang banyak dikembangkan. Berbagai penelitian telah banyak dilakukan.

    Namun, aplikasi terhadap sensor reaksi kimia masih sangat jarang. Alkohol

    merupakan salah satu bahan kimia yang banyak digunakan dalam berbagai

    bidang. Pada penelitian ini, dilakukan pengujian sensor PVDF terhadap berbagai

    konsentrasi alkohol. Sensor PVDF direndam oleh alkohol dengan variasi

    konsentrasi yang berbeda untuk mengetahui respon yang diberikan dan untuk

    mengetahui pengaruh alkohol terhadap elektron bebas pada sensor PVDF.

    Konsentrasi alkohol yang digunakan adalah 50%, 70%, dan 90%. Sedangkan

    untuk jenis alkohol yang digunakan adalah alkohol jenis etanol dan isopropil

    alkohol. Pada respon sensor, semakin tinggi kadar konsentrasi alkohol, semakin

    rendah pula nilai arus yang dihasilkan dan semakin tinggi nilai resistivitas yang

    dihasilkan.

    Kata Kunci: Etanol, Isopropil Alkohol, Piezoelektrik, Resistivitas, Sensor PVDF

  • v

    ABSTRACT

    Polyvinylidene fluoride or PVDF sensor is one sensor that is being developed.

    Various studies have been carried out. However, applications to chemical reaction

    sensors are still very rare. Alcohol is a chemical that is widely used in various

    fields. In this study, a PVDF sensor was tested for various alcohol concentrations.

    PVDF sensors are soaked by alcohol with different concentration variations to

    determine the response given and to determine the effect of alcohol on free

    electrons on the PVDF sensor. The concentration of alcohol used are 50%, 70%,

    and 90%. As for the type of alcohol used is ethanol and isopropyl alcohol. On-

    sensor response shows the higher the concentration of alcohol, the lower current

    will get and the higher the resistivity get higher.

    Keynote: Ethanol, Isopropyl Alcohol, Piezoelektric, Resistivity, Sensor PVDF

  • vi

    KATA PENGANTAR

    Segala puji dan syukur bagi Allah, Tuhan semesta alam yang oleh rahmat

    dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul

    “Pengembangan Sensor untuk Mendeteksi Alkohol Berbasis Polyvinylidene

    Fluoride (PVDF)”, guna memenuhi persyaratan dalam rangka menyelesaikan

    studi untuk menempuh gelar Sarjana Sains di Fakultas Sains dan Teknologi,

    Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.

    Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi tidak dapat terselesaikan tanpa

    bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini, penulis ingin

    mengucapkan terima kasih kepada:

    1. Orang tua penulis, Ayah, Mama, serta adik, Nahdah yang telah

    memberikan dukungan baik moril maupun materiil serta doa yang tiada

    henti-hentinya.

    2. Keluarga besar penulis yang telah menyemangati dan selalu memberikan

    dukungan.

    3. Bapak Dr. Ambran Hartono, M.Si selaku pembimbing I yang telah sabar

    membimbing, memberikan ilmu-ilmu baru dan juga masukan kepada

    penulis.

    4. Bapak Ryan Rizaldy, M.Si selaku pembimbing II yang telah memberikan

    banyak masukan terkait penulisan dan memberikan saran terhadap

    penelitian.

    5. Bapak Dr. Ir. Agus Budiono, M.T selaku penguji I pada sidang

    Munaqasah

    6. Bapak Anugrah Azhar, M.Si selaku penguji II pada sidang Munaqasah

    7. Bapak Priyambodo, M.Si yang telah membantu dalam melaksanakan

    penelitian ini, serta memberikan banyak arahan dan masukan dalam proses

    penulisan.

    8. Ibu Tati Zera, M.Si selaku Ketua Program Studi Fisika Universitas Islam

    Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta yang telah memberikan arahan dan

    semangat kepada penulis.

  • vii

    9. Ibu Elvan Yuniarti, M.Si selaku sekretaris Program Studi Fisika

    Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta yang telah

    memberikan semangat dan arahan kepada penulis.

    10. Seluruh dosen Program Studi Fisika yang telah memberikan ilmu kepada

    penulis

    11. Gizelda Larasati A dan Andri K, yang telah memberikan banyak sekali

    bantuan dan dukungan kepada penulis.

    12. Qonita Sarah, Adya Nur S, Annisa Zikri, Silvi Ade N, dan Shania Dyah P

    yang telah menyemangati dan membantu penulis serta memberikan

    informasi mengenai skripsi.

    13. Amira Naufalia, Yori Zahra A, Wiryawan Danang S, dan Candra M yang

    selalu memberikan dukungan selama proses penulisan skripsi.

    14. Teman KKN, Nisa dan Rifdah yang selalu menanyakan progress dan

    memberikan motivasi.

    15. Teman-teman Fisika Material 2015 yang selalu memberikan keceriaan dan

    memberikan saran kepada penulis serta ilmu-ilmu yang berkaitan dengan

    penelitian.

    16. Teman-Teman Fisika 2015 yang memberikan dukungan kepada penulis.

    Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna karena

    keterbatasan ilmu dan pengalaman penulis. Oleh karena itu, penulis

    mengharapkan kritik dan saran membangun demi perbaikan di masa yang

    akan datang. Kritik, diskusi, serta saran dapat disampaikan melalui alamat

    surat elektronik penulis, zahra.husna15@mhs.uinjkt.ac.id. Semoga skripsi ini

    bermanfaat bagi penulis dan pembaca, terkhusus pada bidang polimer.

    Jakarta, 26 November 2019

    Penulis

    mailto:zahra.husna15@mhs.uinjkt.ac.id

  • viii

    DAFTAR ISI

    LEMBAR PERSETUJUAN I

    LEMBAR PENGESAHAN UJIAN II

    LEMBAR PERNYATAAN II

    ABSTRAK IV

    ABSTRACT V

    KATA PENGANTAR VI

    DAFTAR ISI VIII

    DAFTAR TABEL X

    DAFTAR GAMBAR XI

    BAB I PENDAHULUAN 1

    1.1 LATAR BELAKANG 1

    1.2 PERUMUSAN MASALAH 3

    1.3 BATASAN MASALAH 3

    1.4 TUJUAN PENELITIAN 3

    1.6 SISTEMATIKA PENULISAN 4

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6

    2.1 POLYVINYLIDENE FLUORIDE 6

    2.2 PIEZOELEKTRIK POLIMER 11

    2.3 KOEFISIEN PIROELEKTRIK DAN FEROELEKTRIK. 14

    2.4 RESISTIVITAS 14

    2.4.1 Polarisasi 16

    2.4.2 Momen dipol 16

    2.5 ALKOHOL 19

    2.5.1 Etanol 20

  • ix

    2.5.2 Isopropil Alkohol 21

    2.6 ELEKTROKIMIA 22

    2.7 I-V METER ELKAHFI 23

    BAB III METODE PENELITIAN 25

    3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN 25

    3.2 BAHAN DAN PERALATAN PENELITIAN 25

    3.2.1 Bahan Penelitian 25

    3.2.2 Peralatan penelitian 27

    3.2.3 Alat Karakterisasi 28

    3.3 LANGKAH-LANGKAH PENELITIAN 29

    3.4 SKEMA PENELITIAN 29

    3.5 PROSEDUR PENELITIAN 30

    3.5.1 Perhitungan komposisi bahan 30

    3.5.2 Proses Pengenceran Alkohol 31

    3.5.3 Proses merendam alkohol pada sensor 32

    3.5.3 Karakterisasi 33

    BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 34

    4.1 HASIL RESPON SENSOR 34

    4.2 GRAFIK I-V SENSOR SAAT TERENDAM ALKOHOL 38

    4.3 GRAFIK I-V SENSOR SETELAH DIRENDAM ALKOHOL 42

    BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 46

    5.1 KESIMPULAN 46

    5.2 SARAN 46

    DAFTAR PUSTAKA 47

  • x

    DAFTAR TABEL

    TABEL 2.1 KOMPONEN DAN SIFAT FISIS ETANOL 20

    TABEL 2.2 KOMPONEN DAN SIFAT FISIS ISOPROPIL ALKOHOL 22

    TABEL 3.1 SENSOR PVDF 26

    TABEL 3.2 BAHAN PENELITIAN 26

    TABEL 3.3 ALAT-ALAT PENELITIAN 27

    TABEL 3.4 ALAT KARAKTERISASI 28

    TABEL 3.5 KOMPOSISI BAHAN ETANOL 31

    TABEL 3.6 KOMPOSISI BAHAN ISOPROPIL ALKOHOL 31

  • xi

    DAFTAR GAMBAR

    GAMBAR 2.1 PROSES SINTESIS PVDF 7

    GAMBAR 2.2 STRUKTUR FASE  8

    GAMBAR 2.3 STRUKTUR FASE  9

    GAMBAR 2.4 ORIENTASI MOLEKUL FASE  10

    GAMBAR 2.5 ORIENTASI MOLEKUL  11

    GAMBAR 2.6 PERBANDINGAN ANTARA FASE  DAN  11

    GAMBAR 2.7 EFEK PIEZOELEKTRIK 12

    GAMBAR 2.8 SUMBU- SUMBU PIEZOELEKTRIK 13

    GAMBAR 2.9 PENAMPANG PVDF 15

    GAMBAR 2.10 MOMEN DIPOL PADA FASE  17

    GAMBAR 2.11 MOMEN DIPOL FASE  17

    GAMBAR 2.12 MOMEN DIPOL FASE  17

    GAMBAR 2.13 PROSES DEFORMASI SEBELUM DAN SESUDAH DIBERIKAN MEDAN

    LISTRIK 18

    GAMBAR 2.14 TATA NAMA ALKOHOL 19

    GAMBAR 2.15 KLASIFIKASI ALKOHOL 20

    GAMBAR 2.16 BAGIAN-BAGIAN SENSOR PVDF 23

    GAMBAR 2.17 I-V METER ELKAHFI 24

    GAMBAR 3.1 BAGAN ALIR PENELITIAN. 29

    GAMBAR 3.2 SKEMA PENELITIAN 30

    GAMBAR 3.3 PENGENCERAN ALKOHOL. 32

    GAMBAR 3.4 PERENDEMAN SENSOR PVDF 32

    GAMBAR 3.5 KARAKTERISASI SENSOR PVDF 33

    GAMBAR 4.1 GRAFIK RESPON SENSOR 34

    GAMBAR 4.2 GRAFIK RESPON SENSOR ETANOL 35

    GAMBAR 4.3 GRAFIK RESPON SENSOR ISOPROPIL ALKOHOL 35

    GAMBAR 4.4 GRAFIK