Studi Konduktivitas Elektrolit Polimer Kitosan/PEG+KCl

i

STUDI KONDUKTIVITAS FILM ELEKTROLIT POLIMER
KITOSAN/PEG+KCl

MUHAMAR KADAPI

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Studi Konduktivitas Film Elektrolit
Polimer Kitosan/PEG+KCl adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor,Mei 2013
Muhamar Kadapi
NIM G74080018

v

ABSTRAK
MUHAMAR KADAPI. Studi Konduktivitas Film Elektrolit Polimer
Kitosan/PEG+KCl. Dibimbing oleh AKHIRUDDIN dan IRMANSYAH.
Elektrolit polimer padat dapat dikelompokkan sebagai bahan padat yang
memiliki kemampuan untuk menghantarkan arus listrik dengan cara pergerakan
ion dan memiliki fungsi yang sama seperti larutan elektrolit. Telah dihasilkan film
elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl. Proses pembuatan dilakukan dengan
pencampuran larutan asam asetat dengan kitosan, PEG dan garam Kalium
Chloride (KCl), untuk selanjutnya dicetak menjadi film ektrolit polimer. Film
elektrolit polimer dengan konduktivitas konduktivitas yang paling baik
dikarakterisasi lebih lanjut yaitu analisis FTIR untuk diidentifikasi gugus
fungsinya. Hasil analisis FTIR menunjukkan bahwa telah terbentuk kompleks

elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl. Konduktivitas terbaik kitosan/PEG+KCl
didapat pada sampel F dengan penambahan 45% wt KCl, sebesar 5.786 x 10-6
Scm-1. Energi aktivasi diperoleh dengan menggunakan plot Arhennius, energi
aktivasi sampel dengan konduktivitas yang paling baik adalah sebesar 0.270 eV.
Kata kunci: Energi aktivasi, film elektrolit polimer,PEG, plot Arrhenius

ABSTRACT
Muhamar Kadapi Studies. Conductivity Studies of Film Electrolyte
Chitosan/PEG+KCl. Guided by AKHIRUDDIN and IRMANSYAH.
Solid polymer electrolyte can be classified as a solid material that has the
ability to conduct electric current by the movement of ions and has the same
functions as an electrolyte solution. Polymer electrolyte film based on
chitosan/PEG+KCl have been produced. The process of making is done by mixing
a solution of acetid acid with chitosan, PEG and Potassium Chloride (KCl),
polymer electrolyte were obtained by the casting technique. Polymer electrolyte
with good ionic conductivity properties were characterized by FTIR analysis for
the identification of the functional group. The results of FTIR analysis indicates
that complexes of polymer electrolyte have formed. The best ionic conductivity
values of 5.786 x 10-6 Scm-1 were obtained for the sample containing 45%wt of
KCl. Activation energy obtained by using Arrhenius plot, activation energy from

polymer electrolyte film with good conductivity is 0.270 eV.
Key words: Activation energy, Arrhenius plot, PEG, polymer electrolyte film

STUDI KONDUKTIVITAS ELEKTROLIT POLIMER
KITOSAN/PEG+KCl

MUHAMAR KADAPI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013

vii

Judul Skripsi

: Studi Konduktivitas Elektrolit Polimer Kitosan/PEG+KCl

Nama

: Muhamar Kadapi

NIM

: G74080018

Disetujui oleh

Dr.Akhiruddin Maddu. S.Si.M.Si
Pembimbing 1

Dr.Ir. Irmansyah. M.Si
Pembimbing 2

Diketahui oleh

Dr.Akhiruddin Maddu, S.Si.M.Si
Ketua Departemen Fisika

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan peneltian dengan judul “Studi Konduktivitas
Film Elektrolit Polimer Kitosan/PEG+KCl”.
Sebagai salah satu syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika
Institut Pertanian Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak
yang telah membantu dan membimbing dalam penulisan skripsi ini. diantaranya
kepada :
1. Allah SWT yang memberikan banyak rahmat dan kasih sayang kepada
penulis selaku hamba-Nya.
2. Kedua orang tua saya Bapak Buhari Lubis dan Ibu Murniati Matjik yang
selalu memberikan dukungan dan semangat.
3. Bapak Dr.Akhiruddin Maddu. S.Si M.Si dan Bapak Dr.Irmansyah. M.Si

selaku dosen pembimbing yang sudah memberikan banyak dukungan
dan arahan sehingga penelitian ini dapat diselesaikan.
4. Kakak-kakak penulis, Dian, Yuli, Apri, dan Ratna terimakasih untuk
motivasi dan perhatiannya serta keluarga besar penulis.
5. Teman-teman kelompok PKM Superkapasitor (Doni, Khakim, Zainal,
dan Firda) yang banyak membantu dalam menjalankan penelitian ini.
6. Teman-teman fisika (Yasin, Rizki, Pandu, Luthfi, Afif, Haqqie, Yuas,
Jalimas, dan Mulyana)
7. Semua pihak yang telah membantu yang tidak bisa penulis ucapkan satu
persatu, terimakasih banyak atas dukungannya.
Penulis menyadari dalam tulisan ini masih terdapat kekurangan, oleh karena
itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk hasil yang
lebih baik. Semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat.

Bogor, Mei 2013

Muhamar Kadapi

v

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Rumusan Masalah

2

Tujuan Penelitian

2

Hipotesis

2

TINJAUAN PUSTAKA

3

Elektrolit Polimer Padat

3

Konduktivitas Ionik

3

Persamaan Arrhenius

4

Kitosan

4

PEG

4

BAHAN DAN METODE

6

Waktu dan TempatPenelitian

6

Alat dan Bahan

6

Metode Penelitian

6

Pembuatan film kitosan/PEG+KCl

6

Pengukuran konduktivitas film kitosan/PEG+KCl

6

Analisis spektrofotometri FTIR film kitosan/PEG+KCl

7

HASIL DAN PEMBAHASAN

9

Konduktivitas ionik film kitosan/PEG+KCl

9

Pengaruh suhu terhadap konduktivitas film kitosan/PEG+KCl

10

Energi aktivasi film kitosan/PEG+KCl

12

Analisa spektrofotometri FTIR film kitosan/PEG+KCl

14

KESIMPULAN

20

SARAN

20

DAFTAR PUSTAKA

21

LAMPIRAN

24

vi

DAFTAR TABEL

1 Kombinasi bahan yang digunakan dalam pembuatan
Film elektrolit polimer

7

2 Karakterisasi sampel film elektrolit polimer

8

3 Energi aktivasi elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl

13

4 Data identifikasi gugus fungsi kitosan

16

5 Data identifikasi gugus fungsi kitosan/PEG

19

6 Data identifikasi gugus fungsi kitosan/PEG+KCl

19

DAFTAR GAMBAR
1 Struktur kimia kitosan

4

2 Struktur kimia PEG

5

3 Diagram alir penelitian

8

4 Variasi konduktivitas ionik elektrolit polimer kitosan/PEG
(60:40) terhadap persentase penambahan KCl (% wt)

9

5 Kurva Hubungan konduktivitas ionik kitosan/PEG terhadap suhu

11

6 Plot arrhenius sampel A, D dan F

13

7 Kurva energi aktivasi sampel A, D dan F

14

8 Spektrum FTIR Kitosan

16

9 Spektrum FTIR Kitosan/PEG

18

10 Spektrum FTIR Kitosan/PEG+KCl

19

DAFTAR LAMPIRAN
1 Gambar alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian

24

2 Tahap pembuatan film elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl

25

3 Nilai konduktivitas ionik film polimer elektrolit kitosan/PEG
+KCl
4 Variasi konduktivitas ionik sampel A terhadap suhu
5 Perhitungan plot Arrhenius elektrolit polimer sampel A

27
28
28

vii

6 Cara menghitung energi aktivasi elektrolit polimer sampel A
dari plot Arrhenius

29

7 Variasi konduktivitas ionik sampel D terhadap suhu

30

8 Perhitungan plot Arrhenius elektrolit polimer sampel D

30

9 Cara menghitung energi aktivasi elektrolit polimer sampel D
dari plot Arrhenius

31

10 Variasi konduktivitas ionik sampel F terhadap suhu

32

11 Perhitungan plot Arrhenius elektrolit polimer sampel F

32

12 Cara menghitung energi aktivasi elektrolit polimer sampel F
dari plot Arrhenius

33

13 Spektrum hasil analisa FTIR kitosan

34

14 Spektrum hasil analisa FTIR sampel A

34

15 Spektrum hasil analisa FTIR sampel F

35

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Elektrolit polimer merupakan suatu disiplin ilmu yang mempelajari tentang
material, mencakup aspek elektrokimia, sains polimer, kimia organik, dan kimia
non-organik. Sejak dua dekade yang lalu, berbagai modifikasi elektrolit polimer
gencar dilakukan agar dihasilkan suatu bahan polimer yang konduktif.1 Saat ini
penelitian elektrolit padat dengan bahan polimer telah banyak dilakukan.
Banyak keunggulan dari penggunaan elektrolit polimer pada perangkat
elektronik seperti tidak mudah bocor, bebas dari pelarut, bentuknya stabil,
penanganannya mudah dan kestabilan elektrokimianya melebihi elektrolit cair.2
Bahan polimer alam saat ini banyak diteliti untuk dijadikan sebagai elektrolit
polimer karena sifatnya yang ramah lingkungan. Bahan polimer alam yang saat ini
banyak diteliti salah satunya adalah kitosan karena sifatnya yang polielektrolit
kationik karena adanya gugus amino, biodegradable, dan bisa membentuk film.3
Kitosan juga berperan sebagai polimer media untuk elektrolit karena kitosan
dapat melarutkan garam-garam ionik untuk meningkatkan konduktivitas
ioniknya.2 Kitosan dapat dimodifikasi dengan cara dicampur dengan polimer lain
seperti polivinil alkohol (PVA) dan polietilen glikol (PEG). Campuran
kitosan/PEG dapat dimanfaatkan sebagai elektrolit polimer untuk berbagai macam
aplikasi. Hal ini dapat dilihat dari kedua sifat bahan tersebut. Kitosan bersifat
polielektrolit kationik karena adanya gugus amino, biodegradable, bisa
membentuk film dan bisa berfungsi sebagai agen pengkelat ion logam.3
Sedangkan PEG memiliki sifat mekanik yang bagus dan mampu terdegradasi
alami pada kondisi tertentu. Beberapa penelitian menyatakan bahwa penambahan
PEG dapat memperbaiki elastisitas dari kitosan.4
Pada penelitian ini akan dilakukan proses pembuatan film polimer elektrolit
berbasis polimer kitosan/PEG dengan perbandingan 60:40 yang akan divariasikan
dengan berbagai konsentrasi garam Kalium Chloride (KCl) sehingga akan
didapatkan film polimer elektrolit dengan konduktivitas optimum.

2

Tujuan Penelitian
1. Membuat film elektrolit polimer campuran kitosan/PEG dengan
penambahan garam KCl.
2. Mengkarakterisasi film

elektrolit campuran kitosan/PEG terhadap

penambahan garam KCl, meliputi konduktivitas, struktur kimia, dan
energi aktivasi.
Perumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh penambahan KCl terhadap nilai energi aktivasi dari
elektrolit polimer?
2. Bagaimana pengaruh penambahan KCl terhadap nilai konduktivitas
elektrolit polimer?
Hipotesis
Nilai konduktivitas optimum elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl terdapat
pada penambahan konsentrasi KCl pada rentang 35 - 55% wt.

3

TINJAUAN PUSTAKA

Elektrolit Polimer Padat
Elektrolit polimer padat dapat dikelompokkan sebagai bahan padat yang
dapat menghantarkan arus listrik dengan cara pergerakan ion dan memiliki fungsi
yang sama seperti larutan elektrolit.3 Polimer elektrolit padat memiliki banyak
keunggulan seperti tidak mudah bocor, bentuknya stabil, bebas dari pelarut,
penanganannya mudah dan kestabilan elektrokimianya melebihi elektrolit cair.2
Untuk mendapatkan nilai konduktivitas ionik yang tinggi pada sistem polimer
dapat disiasati dengan menambahkan berbagai bahan tambahan seperti bahan
anorganik ke dalam matriks polimer tersebut.3
Konduktivitas Ionik
Konduktivitas listrik muncul karena adanya migrasi ion atau migrasi
elektron. Konduktivitas elektronik adalah konduktivitas listrik yang disebabkan
oleh

migrasi

elektron-elektron.

Sedangkan

konduktivitas

ionik

adalah

konduktivitas yang terjadi karena adanya migrasi ion-ion. Konduktivitas ionik
elektrolit polimer bergantung pada kemampuan host polimer melarutkan garamgaram ionik.5
Nilai konduktivitas listrik dapat diperoleh menggunakan persamaan.
�=�

�

�

Keterangan :
� = Konduktivitas (siemens/cm)
G = Konduktansi (siemens)
L = Tebal bahan (cm)
A = Luas permukaan bahan (cm2)

(1)

4

Persamaan Arrhenius
Mekanisme konduktivitas ionik pada elektrolit polimer dapat ditentukan
berdasarkan pada grafik konduktivitas ionik (σ) terhadap suhu (T)3 yang diberikan
oleh persamaan Arrhenius :
−�

� = � ��� [ ���]

(2)

Keterangan

σ0 = konduktivitas pada suhu kamar
Ea = Energi aktivasi
k= konstanta Boltzmann
T = suhu
Kitosan
Kitosan adalah suatu biopolimer dari D-glukosamin yang diperoleh melalui
deasetilasi kitin dengan menggunakan alkali kuat.7 Struktur kimia dari kitosan
dapat dilihat pada Gambar 1 berikut:

Gambar 1 Struktur kimia kitosan.7
Secara umum kitosan berbentuk padatan amorf yang berwarna putih dengan
struktur kristal yang tidak berubah dari bentuk kitin mula-mula. Kelarutan kitosan
yang paling baik adalah dalam larutan asam asetat 1%.8

5

PEG (Polietilen glikol)
PEG adalah suatu molekul sederhana dengan struktur molekul yang linier
atau bercabang. PEG disebut juga makrogol, merupakan polimer sintetik dari
oksietilen dengan rumus struktur H(OCH2CH2)nOH, dimana n adalah jumlah ratarata gugus oksietilen. PEG larut dalam air dan beberapa pelarut organik seperti
aseton diklorometan, etanol dan methanol. PEG agak sukar larut dalam
hidrokarbon alifatik dan eter. PEG tidak dapat larut dalam lemak, campuran
minyak, dan minyak mineral.9 Gambar 2 memperlihatkan struktur kimia PEG.

Gambar 2 Struktur kimia PEG.10

6

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di

Laboratorium Biofisika

Material dan

Laboratorium Analisis Bahan Departemen Fisika IPB, dari bulan Juli 2012 sampai
Maret 2013.
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan, polietilen
glikol, aquades, asam asetat 1%, dan garam KCl. Alat yang digunakan dalam
penelitian ini adalah neraca analitik, gelas piala, pipet tetes, gelas ukur Iwaki 10
ml, hot plate stirrer, mikrometer sekrup, potensiometer, dan LCR meter Hitester
3522-50. Alat karakterisasi FTIR yang digunakan adalah FTIR ABB series 3200.
Metode Penelitian
Pembuatan Film Kitosan/PEG+KCl
Kitosan sebanyak 0.3 gram dicampur dengan 0.2 gram PEG. Campuran
kitosan/PEG dilarutkan dalam 10 ml asam asetat 1%, proses pencampuran
dilakukan dengan menggunakan hot plate stirrer pada putaran 350 rpm dengan
suhu 600 C selama 90 menit sampai campuran homogen. Setelah campuran
homogen, suhu diturunkan menjadi suhu ruang, campuran kitosan/PEG yang telah
homogen ditambahkan KCl dengan variasi konsentrasi 0% wt, 5% wt, 15% wt,
25% wt, 35% wt, 45% wt, dan 55% wt, proses pencampuran dilakukan selama ± 6
jam. Campuran kitosan/PEG+KCl yang telah homogen didinginkan pada suhu
ruang sehingga mengering dan membentuk film elektrolit polimer. Film elektrolit
polimer kemudian diukur konduktivitasnya. Kombinasi bahan yang digunakan
dalam penelitian dapat dilihat pada Tabel 1.

7

Tabel 1 Kombinasi bahan yang digunakan dalam pembuatan film elektrolit
polimer
Kode sampel

Kitosan (g)

PEG (g)

Asam asetat 1%
(mL)

Garam KCl
(g)

A
B
C
D
E
F
G

0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3

0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2

10
10
10
10
10
10
10

0.005
0.015
0.025
0.035
0.045
0.055

Pengukuran Konduktivitas Film Kitosan/PEG+KCl
Nilai Konduktivitas listrik diukur dengan menggunakan LCR Meter Hitester
3522-50. Besarnya nilai konduktivitas listrik diperoleh dengan mencari nilai
konduktansinya. Tahap pengukuran meliputi elektrolit polimer dipotong dengan
ukuran 2x2 cm2, kemudian dijepit pada plat pengukur konduktivitas sebagai
elektrodanya, frekuensi yang digunakan adalah 1 KHz.11
Film elektrolit kitosan/PEG+KCl dengan nilai konduktivitas optimum akan
dikarakterisasi lebih lanjut, karakterisasi yang dilakukan yaitu analisis FTIR.
Analisis Spektrometri FTIR Film Kitosan/PEG+KCl
Analisis struktur film elektrolit polimer dilakukan dengan spektroskopi
FTIR. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan panjang gelombang 4000
sampai 500 cm-1 resolution dengan FTIR ABB series 3200. Spektrum FTIR
dinormalisasi dan band getaran utama telah diidentifikasi terkait dengan
kelompok kimia utama yang terbentuk. Hasil analisis diharapkan menunjukkan
sinyal yang khas untuk spektrum elektrolit polimer.3

8

Tabel 2 Karakterisasi sampel film elektrolit polimer
Penambahan
KCl
(% wt)

Konduktivitas

Karakterisasi
Konduktivitas terhadap
suhu

A

0

v

v

B

5

v

C

15

v

D

25

v

E

35

v

F

45

v

G

55

v

Kode sampel

Analisis
FTIR
v

v
v

v

Diagram alir pembuatan film elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl

Kitosan (60%) + PEG (40%)

Dilarutkan dalam asam asetat 1%

Ditambahkan KCl (0; 5; 15; 25;
35; 45 dan 55% wt)

Ukur konduktivitas listrik

Analisis FTIR

Pengolahan data

Gambar 3 Diagram alir penelitian

HASIL DAN PEMBAHASAN
Konduktivitas ionik film elektrolit kitosan/PEG+KCl
Konduktivitas ionik merupakan salah satu parameter penting dari suatu
elektrolit polimer. Pengaruh penambahan garam KCl terhadap konduktivitas ion
yang dihasilkan sampel A sampai G dapat dilihat pada Gambar 4.
F

konduktivitas (x10-6 Scm-1)

7

G

5,786

E

6

5,002

4,917

5

D
4

C

3,197

2,682

3

B
2
1

1,257

A
0,09518

0
0

10

20

30

40

50

60

konsentrasi KCl (% wt)

Gambar 4

Konduktivitas ionik elektrolit polimer kitosan/PEG terhadap
persentase penambahan KCl (% wt)

Gambar 4 memperlihatkan nilai konduktivitas ionik meningkat dengan
semakin meningkatnya konsentrasi KCl pada rentang 0-45% wt yang
ditambahkan pada host polimer kitosan/PEG. Adanya peningkatan konduktivitas
ion tersebut akibatnya meningkatnya mobilitas ion-ion seiring meningkatnya
konsentrasi KCl. Konduktivitas ionik pada elektrolit polimer umumnya
dipengaruhi oleh jumlah ion yang bergerak dan pergerakan dari ion tersebut.12
Konduktivitas ionik yang didapat pada kitosan/PEG tanpa penambahan KCl
sebesar 9.380 x 10-8 Scm-1, nilai ini lebih besar dibandingkan dengan
konduktivitas ionik elektrolit polimer PEG murni yang telah dilakukan Polu and
Kumar, yaitu sebesar 4.033 x 10-8 Scm-1. Penambahan kitosan pada PEG terbukti
dapat meningkatkan konduktivitas ionik elektrolit polimer karena kitosan sendiri
merupakan polimer yang bersifat polielektrolit.3

10

Nilai konduktivitas optimum elektrolit campuran kitosan/PEG+KCl didapat
pada sampel F yaitu pada sampel dengan penambahan KCl 45% wt sebesar 5.786
x 10-6 Scm-1. Penambahan KCl dengan persentase optimum akan menghasilkan
elektrolit polimer dengan konduktivitas ionik paling tinggi. Persentase KCl yang
paling baik tergantung pada polimer yang digunakan. Polimer yang berbeda akan
memiliki persentase penambahan KCl yang berbeda pula.3 Hal ini karena host
polimer memiliki kemampuan yang berbeda dalam melarutkan garam-garam.5
Penambahan KCl pada batas tertentu mengakibatkan penurunan nilai
konduktivitas ionik elektrolit polimer kitosan/PEG. Pada Gambar 4 dapat dilihat
pada sampel G atau sampel pada penambahan KCl lebih dari 45% wt
menghasilkan elektrolit polimer dengan konduktivitas ionik yang menurun, hal ini
disebabkan elektrolit polimer dalam komposisi yang mencapai batas komposisi
jenuh. Konsentrasi ion yang tinggi dalam polimer dapat menghambat pergerakan
ion-ion tersebut dan menyebabkan kekakuan pada rantai polimer yang
mengakibatkan menurunnya nilai konduktivitas ionik elektrolit polimer.14 Selain
itu jarak antara ion-ion pada suatu polimer yang terlalu rapat akan menurunkan
nilai konduktivitas ionik elektrolit polimer tersebut, karena dapat terjadi
penggabungan ion dan membentuk pasangan ion netral yang tidak memberikan
kontribusi terhadap konduktivitas.11
Pengaruh suhu terhadap konduktivitas ionik
Hubungan konduktivitas ionik elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl
terhadap suhu dapat dilihat pada Gambar 5, yang memperlihatkan bahwa
konduktivitas ionik semakin tinggi ketika suhu dinaikkan sampai batas tertentu.
Pada Gambar 5, kurva A merupakan kurva elektrolit polimer sampel A (tanpa
penambahan KCl), sampel A menghasilkan nilai konduktivitas yang lebih rendah
selain itu perubahan nilai konduktivitas sampel A cenderung lebih lambat. Kurva
D merupakan kurva elektrolit polimer sampel D (penambahan KCl 25% wt), yang
memperlihatkan bahwa terjadi perubahan nilai konduktivitas yang cukup ekstrim
pada suhu diatas 66.1 0C, perubahan nilai konduktivitas pada suhu dibawah 66.1
0

C relatif lambat. Kurva F merupakan kurva elektrolit polimer sampel F

(penambahan KCl 45% wt), sampel F merupakan sampel dengan konduktivitas
optimum.

11

Pada kurva F terjadi perubahan nilai yang ekstrim pada suhu diatas 70.2 0C, pada
suhu dibawah 70.2
Peningkatan

0

C perubahan nilai konduktivitasnya relatif lambat.

konduktivitas

terhadap

suhu

dapat

dihubungkan

dengan

meningkatnya flexibilitas rantai polimer tersebut.15 Pada suhu tinggi, flexibilitas
rantai polimer meningkat sehingga volume bebas polimer akan semakin
meningkat, peningkatan volume bebas ini akan meningkatkan mobilitas ion
sehingga konduktivitas semakin meningkat.15
Terdapat suhu optimum operasi elektrolit polimer yaitu sekitar 114.9 0C
untuk elektrolit polimer sampel A, 112.6 0C untuk sampel D dan 90.2 0C untuk
sampel F. Suhu optimum berkurang ketika konsentrasi KCl ditingkatkan hal ini
berkaitan dengan volume bebas yang terdapat dalam elektrolit polimer ketika
terjadinya kenaikan temperatur. Suhu operasi maksimum ini akan berpengaruh
dalam aplikasi elektrolit polimer tersebut.3 Konduktivitas ionik elektrolit polimer
mengalami penurunan di atas suhu optimum. Hal ini dikarenakan peningkatan
kristalinitas yang terjadi pada elektrolit polimer, dimana semakin kristalin suatu
bahan maka konduktivitas ioniknya akan semakin kecil. Dengan kata lain,
elektrolit polimer akan memiliki konduktivitas ionik paling tinggi jika berada
dalam fasa amorf.3

3,5

F

3,0

kitosan/PEG

Konduktivitas
x 10-5 (Scm-1)

2,5

D

kitosan/PEG+KCl 25% wt
kitosan/PEG+KCl 45% wt

2,0
1,5
1,0
0,5

A

0,0
20

40

60

80

100

120

140

T (0C)

Gambar 5 Kurva hubungan konduktivitas ionik kitosan/PEG terhadap suhu

12

Energi aktivasi kitosan/PEG+KCl
Energi aktivasi (Ea) adalah energi minimum yang dibutuhkan agar suatu
reaksi kimia dapat berlangsung. Kata aktivasi memiliki makna bahwa suatu reaksi
kimia membutuhkan tambahan energi untuk dapat berlangsung.16 Hubungan
energi aktivasi dengan laju reaksi adalah berbanding terbalik. Semakin besar
energi aktivasi maka laju reaksinya semakin lambat karena energi minimum untuk
terjadi reaksi semakin besar.16
Perubahan suhu dapat mempengaruhi nilai konduktivitas. Jika suhu
dinaikkan sampai batas tertentu maka nilai konduktivitas akan meningkat. Hal ini
terjadi karena semakin tinggi suhu maka energi kinetik suatu partikel akan
meningkat, sehingga pergerakan partikel akan semakin meningkat. Ini
membuktikan bahwa semakin tinggi suhu maka energi aktivasinya akan semakin
kecil sehingga akan memperbesar harga laju reaksi. Hal ini sesuai dengan teori
dimana energi aktivasi berbanding terbalik dengan laju reaksi.16
Dari hubungan konduktivitas terhadap suhu maka akan dapat dihitung
energi aktivasi. Melalui proses perhitungan (analisis data pada lampiran 6, 9, dan
12) didapat data dalam Plot Arrhenius yaitu kurva hubungan konduktivitas
terhadap 1/T, seperti ditampilkan pada Gambar 6. Dari Plot Arrhenius tersebut
dapat ditentukan energi aktivasi.
Hubungan energi aktivasi dengan laju reaksi adalah berbanding terbalik.
Semakin besar energi aktivasi maka laju reaksinya semakin lambat karena energi
minimum untuk terjadi reaksi semakin besar.16 Plot Arrhenius elektrolit polimer
sampel A, D, dan F dapat dilihat pada Gambar 6. Semakin curam gradien yang
dihasilkan pada kurva, maka Ea yang dihasilkan akan semakin besar. Pada Tabel 3
dan Gambar 7 dapat dilihat energi aktivasi dari elektrolit polimer sampel A.
Energi aktivasi elektrolit polimer sampel A lebih besar dibanding elektrolit
polimer sampel D dan F. Energi aktivasi elektrolit polimer sampel F lebih kecil
dibanding energi aktivasi elektrolit polimer sampel D. Hal ini membuktikan
bahwa penambahan konsentrasi KCl dapat menurunkan energi aktivasi yang
diperlukan kation untuk bergerak dari satu kisi ke kisi yang lain dan
meningkatkan mobilitas kation sehingga konduktivitas meningkat.17

13

sampel A
-1,0

Ln σ (Scm-1)

-2,0
-3,0
-4,0
y = -15934x + 35,231
R² = 0,9329

-5,0
-6,0
-7,0
2,9

3

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

x10-3 1/T (K-1)

sampel D
-11,0

Ln σ (Scm-1)

-11,5
-12,0
-12,5
y = -4968,6x + 2,4568
R² = 0,993

-13,0
-13,5
-14,0
-14,5
2,7

2,8

2,9

3,0
x10-3

3,1
1/T

3,2

3,3

3,4

(K-1)

sampel F
-11,0

Ln σ (Scm-1)

-11,5

-12,0

y = -3134,7x - 2,4563
R² = 0,9871

-12,5

-13,0
2,8

2,9

3,0

3,1
x10-3

1/T

3,2
(K-1)

Gambar 6 Plot Arrhenius

3,3

3,4

14

Tabel 3 Energi aktivasi elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl
Film elektrolit polimer

Energi aktivasi (eV)

Sampel A

1.373

Sampel D

0.428

Sampel F

0.270

1,6

A

Energi Aktivasi

1,2

0,8

D
0,4

F

0
0%

10%

20%

30%

40%

50%

Konsentrasi KCl

Gambar 7 Kurva Energi aktivasi sampel A, D dan F
Analisis FTIR
FTIR digunakan untuk meneliti struktur suatu elektrolit polimer. Seperti
untuk melihat adanya kompleks garam-polimer dalam elektrolit polimer dan
mengetahui interaksi antara berbagai unsur dalam elektrolit polimer, interaksi ini
dapat menyebabkan perubahan dalam moda vibrasi dari molekul pada elektrolit
polimer.18 Menurut Kolhe dan Kannan spektrum kitosan murni terdapat pita
serapan pada bilangan gelombang 1251, 1580 dan 1650 cm-1.19 Spektrum PEG
murni terdapat pita serapan pada bilangan gelombang 843, 947, dan 1280 cm-1.20
Sedangkan menurut Song et al, pada spektrum PEG murni terdapat pita serapan
pada bilangan gelombang 842, 962, 1113, 1360, 1371, dan 1466 cm-1. Dari hasil
penelitian yang telah dilakukan spektrum gugus fungsi kitosan murni terdapat pita
serapan pada bilangan gelombang 1643 dan 1257 cm-1.

15

Pada penelitian ini spektrum gugus fungsi kitosan pada elektrolit polimer
kitosan/PEG terdapat pita serapan pada bilangan gelombang 1643 cm-1, spektrum
gugus fungsi PEG didapat pada bilangan gelombang 949, 1281, dan 1466 cm-1.
Sedangkan

spektrum

gugus

fungsi

kitosan

pada

elektrolit

polimer

kitosan/PEG+KCl terdapat pita serapan pada bilangan gelombang 1651 cm-1,
spektrum gugus fungsi PEG didapat pada bilangan gelombang 949 dan 1366cm-1.
Hal ini tidak jauh berbeda dari hasil FTIR yang dilakukan oleh Kolhe dan Kannan
dan Song et al.
Spektrum gugus fungsi FTIR untuk kitosan murni dapat dilihat pada
Gambar 8 dan Tabel 4. Dimana spektrum FTIR menunjukkan adanya gugus
fungsi N-H pada bilangan gelombang 3464 cm-1, terdapat vibrasi –CH3 pada
bilangan gelombang 1412 cm-1. Ikatan -S-C≡N pada bilangan gelombang 2152
cm-1 dengan kekuatan sedang. Terdapat gugus fungsi C=C pada bilangan
gelombang 1643 cm-1 dan gugus fungsi NO2 pada bilangan gelombang 1551cm-1.
Gugus fungsi R-C-H2-(C≡N) muncul pada bilangan gelombang 1412 cm-1. Amina
tersubtitusi (N-CH) muncul pada bilangan gelombang 1327 cm-1 sedangkan gugus
fungsi O-C-O ansimetrik muncul pada 1257 cm-1. Gugus fungsi C-O terdeteksi
pada bilangan gelombang 1080 dan 1149 cm-1 dan eter aromatik O-CH2 terdeteksi
pada 1034 cm-1. Gugus fungsi CH2 dan C-H muncul pada bilangan gelombang
berturut-turut 895 dan 656 cm-1. Hasil FTIR kitosan murni yang dihasilkan pada
penelitian ini tidak jauh berbeda dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan
oleh Rika Putri.

16

O-CH2

Absorbansi

R-C-H2-(C≡N)

NO2
C-O
C-H

k (cm-1)

Gambar 8 Spektrum FTIR kitosan

Tabel 4 Data identifikasi gugus fungsi kitosan
Bilangan gelombang (cm-1)

Gugusfungsi

3464

N-H

1412

-CH3

2152

-S-C≡N

1643

C=C

1551

NO2

1412

R-C-H2-(C≡N)

1327

N-CH

1257

O-C-O

1080 dan 1149

C-O

1034

O-CH2

895

Cl-CH=CH2

656

C-H

17

Spektrum gugus fungsi FTIR untuk film elektrolit polimer kitosan/PEG
tanpa penambahan KCl dapat dilihat pada Gambar 9 dan Tabel 5. Spektrum gugus
fungsi FTIR memperlihatkan puncak serapan inframerah yang lebih sederhana
dibandingkan dengan puncak serapan kitosan murni. Tidak semua puncak serapan
kitosan muncul dalam film elektrolit polimer kitosan/PEG kecuali gugus fungsi CO dan C-H. Hal ini mengindikasikan bahwa telah terbentuk kompleks elektrolit
polimer kitosan/PEG. Spektrum FTIR kitosan/PEG menunjukkan adanya pita
serapan sedang pada bilangan gelombang 1466 cm-1 merupakan vibrasi dari CH2.
Pita serapan sedang pada bilangan 3232 dan 3438 cm-1 merupakan akibat vibrasi
O-H, Adanya gugus fungsi O-H yang muncul mengindikasikan bahwa telah
terjadi interaksi antar kitosan dan PEG.21 Gugus fungsi C-H dengan pita serapan
sedang terdapat pada bilangan gelombang 2854 dan 2908 cm-1 dan gugus fungsi
C-C terdapat pada bilangan gelombang 949 cm-1. Gugus fungsi C-N didapat pada
bilangan gelombang 1057 dan 1142 cm-1, gugus fungsi C=C didapat pada
bilangan gelombang 1558 cm-1. Pita serapan tajam pada bilangan gelombang 1281
cm-1 merupakan akibat vibrasi C-O. Gugus fungsi C=O pada bilangan gelombang
1643 cm-1 dan gugus fungsi N=O (nitro) pada bilangan gelombang 1308 cm-1
dengan pita serapan tajam.

Absorbansi

C=C

C=O

C-O
C=C

k (cm-1)

Gambar 9 Spektrum FTIR sampel A

18

Tabel 5 Data identifikasi gugus fungsi kitosan/PEG
Bilangan gelombang (cm-1)

Gugus fungsi
O-H (alkohol, fenol dan gugus fungsi
hidrogen)
O-H (asam kabosilat dan gugus fungsi
hidrogen)

3448
3232
2854 dan 2908

C-H (alkil)

1057 dan 1142

C-N

1281

C-O

949

C-C

1558

C=C

1643

C=O

1304

N=O (nitro)

1466

CH2

Spektrum

gugus

fungsi

FTIR

untuk

film

elektrolit

polimer

kitosan/PEG+KCl dapat dilihat pada Gambar 10 dan Tabel 6. Secara umum
terlihat bahwa pola spektrum gugus fungsi FTIR tidak terdapat banyak perbedaan
antara spektrum gugus fungsi FTIR film elektrolit polimer kitosan/PEG tanpa KCl
dan film elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl. Perbedaan hanya terjadi pada posisi
puncak yang merupakan puncak-puncak gugus fungsi pada senyawa kitosan/PEG.
Pergeseran puncak yang terjadi mengindikasikan bahwa ion K+ dan pasangan
anionnya (Cl-) terikat pada gugus fungsi tersebut yaitu gugus fungsi O-H yang
mengandung pasangan elektron bebas dan amina (N-H) yang telah terprotonisasi
akibat

proses

pelarutan

kitosan

dalam

asam

asetat.2

Spektrum FTIR

kitosan/PEG+KCl menunjukkan adanya pita serapan sedang pada bilangan
gelombang 3564 cm-1 merupakan vibrasi dari O-H. Tidak terdapat vibrasi CH2
pada spektrum gugus fungsi kitosan/PEG+KCl seperti yang terdapat pada
spektrum gugus fungsi kitosan/PEG, tetapi muncul gugus fungsi N-H dengan pita
serapan sedang terdapat pada bilangan gelombang 3132cm-1 yang tidak muncul
pada spektrum FTIR film elektrolit polimer kitosan/PEG tanpa KCl. Gugus fungsi
C-H dengan pita serapan sedang terdapat pada bilangan gelombang 2870 dan
2939 cm-1 dan gugus fungsi C-C terdapat pada bilangan gelombang 949 cm-1
bilangan gelombang ini sama seperti pada film elektrolit polimer kitosan/PEG.
Gugus fungsi C-N didapat pada bilangan gelombang 1057 dan 1026 cm-1, dan

19

gugus fungsi C=C didapat pada bilangan gelombang 1558 cm-1. Pita serapan
tajam pada bilangan gelombang 1250 cm-1 merupakan akibat vibrasi C-O. Gugus
fungsi C≡C pada bilangan gelombang 2137 cm-1 dan gugus fungsi N=O (nitro)
pada bilangan gelombang 1304, 1342, dan 1366 cm-1dengan pita serapan tajam.

C=C

Absorbansi

C=O

C-C
N=O
C-O

k (cm-1)

Gambar 10 Spektrum FTIR sampel F
Tabel 6 Data identifikasi gugus fungsi kitosan/PEG+KCl
Bilangan gelombang (cm-1)
3132
3564
2870 dan 2939

Gugus fungsi
NH
O-H (alkohol, fenol, dan gugus fungsi
hidrogen )
C-H (alkil)

1026

C-N

1250

C-O

949

C-C

1651

C=O

1558

C=C

1304, 1342, dan 1366
2137

N=O (nitro)
C≡C

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan
Pembuatan film elektrolit polimer campuran kitosan/PEG telah dibuat
dengan penambahan variasi konsentrasi garam KCl. Penambahan garam KCl
dengan berbagai variasi konsentrasi pada elektrolit polimer berpengaruh tehadap
konduktivitas elektrolit polimer tersebut.
Hasil analisis FTIR menunjukkan bahwa telah terbentuk kompleks polimer
kitosan/PEG+KCl. Karena munculnya gugus fungsi baru, yang tidak muncul
dalam spektrum kitosan/PEG.
Nilai konduktivitas yang paling baik dihasilkan pada sampel F dengan
penambahan 45% wt KCl yaitu sebesar 5.786 x 10-6 Scm-1. Konduktivitas
elektrolit polimer semakin meningkat dengan bertambahnya suhu. Namun pada
suhu diatas suhu optimum konduktivitas elektrolit polimer semakin menurun. Hal
ini dikarenakan peningkatan kristalisasi yang terjadi pada elektrolit polimer,
dimana semakin kristalin suatu bahan maka konduktivitas ioniknya akan semakin
kecil.
Energi aktivasi menurun seiring meningkatnya jumlah garam KCl yang
ditambahkan pada kompleks polimer kitosan/PEG. Energi aktivasi terendah
diperoleh pada sampel dengan penambahan garam KCl 45% wt. Dapat
disimpulkan bahwa penambahan konsentrasi garam KCl akan menurunkan energi
aktivasi elektrolit polimer tersebut.

Saran
Elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl45% berpotensi untuk dimanfaatkan
dalam aplikasi perangkat penyimpanan seperti sel surya dan baterai. Perlu
dilakukan penelitian lebih lanjut untuk penerapan aplikasi tersebut.

21

DAFTAR PUSTAKA

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.
11.

12.

13.

Chew CL. Kajian kekonduksian ionik terhadap adunan elektrolit
polimer PVC-getah asli terepoksi dan PVDF-getah asli terepoksi
[Skripsi]. Skudai (MY): Fakulti Sains, Universiti Teknologi Malaysia;
2005.
[PTBIN]. Badan Teknologi Atom Negara, Pusat Teknologi Bahan
Industri Nuklir. Aloma KK. Pengembangan elektrolit padat
konduktivitas tinggi berbasis polimer alambiodegradable dan
aplikasinya untuk sel baterai. 2010. Jakarta (ID): BATAN.
Putri Rika. Studi konduktivitas elektrolit polimer kitosan/PVA+KOH
[tesis]. Bogor (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Institut Pertanian Bogor; 2009.
Nugraha ES, Tighzert L, Copinet A. Effects of hydrophilic plasticizers
on mechanical, thermal and surface properties of chitosan films.
Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005; 53: 3950−3957.
Buridah MH, Teo LP, Majid SR, Yahya R, Taha R, Arof AK.
Charaterizations of chitosan-based polymer electrolyte photovoltaic
cells. International Journal of Photoenergy. 2010; 1-7.
doi:10.115/2010/805836.
Rahayu LH, Purnavita S. Optimasi pembuatan kitosan dari kitin
limbah cangkang rajungan (Portunus pelagicus) untuk adsorben ion
logam merkuri. Reaktor. 2007; 11(1): 45-49.
Nur Dewi RR. Isolasi dan identifikasi kitin, kitosan dari cangkang
hewan mimi (Horseshoe Crab) menggunakan spektrofotometri infra
merah [skripsi]. Malang (ID): Fakultas Sains dan Teknologi
Departemen Kimia, Universitas Islam Negeri Malang; 2007.
Prasetyaningrum A, Rokhati N, Purwintasari S. Optimasi derajat
deasetilasi pada proses pembuatan chitosan dan pengaruhnya sebagai
bahan pengawet pangan. Riptek. 2007; 1(1): 39-46.
Margaret. Peningkatan kelarutan ibuprofen dengan Penambahan PEG
6000 [skripsi]. Depok (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Departemen Kimia, Universitas Indonesia; 2008.
Dified. 2009. Web. 2012 05 20. “Struktur kimia PEG”.

Sari Ratna D. Baterai cerdas dari elektrolit polimer chitosan dengan
penambahan amonium nitrat [skripsi]. Bogor (ID): Fakultas Perikanan
dan Ilmu Kelautan Departemen Teknologi Hasil Perairan, Institut
Pertanian Bogor; 2011.
Osman Z, Ibrahim V, Arof V. Conductivity enhancement due to ion
dissociation in plasticized chitosan based polymer electrolytes.
Carbohydrate Polymers. 2001; 44(2): 167-173. doi/10.1016/S01448617(00)00236-8.
Pollu AR, Kumar R. Conductivity, XRD, and FTIR studies of new
Mg2+-ion-conducting
solid
polymer
electrolytes:
[PEG:
Mg(CH3COO)2]. Journal of the Korean Physical Society. 2011; 59(1):
114-118.

22

14. Singh THJ, Bhat SV. Orphology and conductivity studies of new solid
polymer electrolyte: (PEG)xLiClO4. Bull mater sci. 2003; 26(7): 704714.
15. Reddy Subba CHV, Zhu QY, Mai LQ, Wen C. Optical, eletrical and
dicsharges profiles for (PVC+NaIO4) polymer electrolytes. Journal of
Applied Electrochemistry. 2006; 36: 1051-1056. doi: 10.1007/S10800006-9158-3.
16. Vogel. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta : Penerbit Buku
Kedokteran (EGC). 2009.
17. Ihsan M, Evvy K, Yulizar Y. Sintesis elektrolit padat berbasis gelas
lithium(Ag2S)x(LiPO3)1-x. Jurnal sains materi indonesia. 2008; 176180.
18. Pollu AR, Kumar Ranveer. Impedance spectroscopy and FTIR studies
of PEG-based polymer electrolyte. E-journal of Chemistry. 2011; 8(1):
347-353.
19. Kolhe P, Kannan RM. Improvement of ductility of chitosan through
blending and copolymerization with PEG: FTIR investigation of
molecular interactions. Biomacromolecules. 2003; 4: 173-180.
20. Rui S, Rui X, He LH, Liu Y, Xiao QL. The structures and properties of
chitosan/polyethylene glycol silica ternary hybrid organic-inorganic
films. Chinese Journal of Polymer Science. 2008; 25(5): 621-630
21. He LH, Rui X, Yang DB, Rui S. Effect of blending chitosan with PEG
on surface morphology, crystallization and thermal properties. Chinese
Journal
of
Polymer
Science.
2009;
27:
501−510

23

LAMPIRAN

24

Lampiran 1 Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian.

Hotplate
Neraca analitik

Hioki Hitester

Plat pengukur
konduktivitas

Alat FTIR

25

Lampiran 2 Tahap pembuatan film elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

26

(i)
Keterangan :
(a) Kitosan
(b) PEG
(c) Asam asetat 1%
(d) Kitosan dan PEG dilarutkan dalam 10 ml asam asetat 1% dengan
menggunakan hotplate, stirrer pada suhu 60o C selama 1 jam agar
campuran homogen.
(e) Setelah campuran homogen turunkan suhu hotplate stirrer menjadi suhu
ruang, kemudian tambahkan garam KCl dengan variasi yang sudah
ditentukan.
(f) Campuran kitosan/PEG+KCl dihomogenisasi selama 5 jam dengan
hotplate sampai campuran homogen.
(g) Setelah campuran kitosan/PEG+KCl homogen, kemudian campuran
didiamkan pada suhu ruang sampai campuran mengering dan membentuk
film tipis.
(h) Campuran kitosan/PEG+KCl yang telah mengering.
(i) Film elektrolit polimer kitosan/PEG+KCl yang telah dipotong menjadi
ukuran 2x2 cm2.

27

Lampiran 3 Nilai konduktivitas ionik film polimer elektrolit kitosan/PEG+KCl.
Konsentrasi
0% wt
x10- 6 S
cm-1

5% wt
x10-6 S
cm-1

15% wt
x10-6 S cm-

25% wt
x10-6 S
cm-1

35% wt
x10-6 S
cm-1

45% wt
x10-6 S
cm-1

55% wt
x10-6 S
cm-1

1

0.0969

1.164

2.665

3.224

4.773

5.829

5.029

2

0.0995

3

0.0989

1.175

2.704

3.237

5.068

5.551

5.110

1.055

2.745

3.237

5.230

5.877

4.839

4

0.0978

1.321

2.756

3.168

4.939

5.867

4.793

5

0.0878

1.275

2.796

3.213

5.096

5.751

4.802

6

0.0866

1.296

2.714

3.235

4.859

5.660

4.896

7

0.0867

1.275

2.635

3.235

5.101

5.872

4.992

8

0.0956

1.145

2.597

3.056

5.057

5.843

4.891

9

0.1003

1.244

2.585

3.330

4.977

5.661

4.902

10

0.1007

1.324

2.597

2.944

5.089

5.664

4.739

11

0.0978

1.333

2.756

3.158

5.102

5.873

4.889

12

0.0897

1.340

2.770

3.289

5.338

5.803

5.022

13

0.0998

1.274

2.646

3.109

4.991

5.700

4.903

14

0.0914

1.245

2.697

3.158

5.052

5.754

4.892

15

0.0907

1.295

2.691

3.298

5.229

5.701

4.999

16

0.1002

1.214

2.591

3.295

4.759

5.792

5.029

17

0.0904

1.250

2.583

3.063

4.827

5.798

5.011

18

0.0890

1.302

2.699

3.213

4.818

5.840

4.898

19

0.0886

1.311

2.701

3.287

4.952

5.951

4.927

20

0.0868

1.298

2.721

3.187

4.785

5.927

4.774

rataan

0.0938

1.257

2.682

3.197

5.002

5.786

4.917

Ulangan

1

28

Lampiran 4 Variasi konduktivitas ionik sampel A terhadap suhu.
T (oC)

x10-5 σ (Scm-1)

29.7

0.003

35.3

0.005

40.5

0.011

46.5

0.071

49.7

0.107

56.2

0.133

68.5

0.146

74.4

0.155

79.9

0.159

89.7

0.183

94.9

0.186

99.6

0.201

105.8

0.217

110.2

0.235

114.9

0.243

119.2

0.191

125.9

0.107

Lampiran 5 Perhitungan plot Arrhenius elektrolit polimer sampel A.
T (oC)

T (K)

1/T

x10-5 σ (Scm-1)

Ln σ (Scm-1)

29.7

302.7

0.00330

0.003

-5.660

35.3

308.3

0.00324

0.005

-5.251

40.5

313.5

0.00319

0.011

-4.534

46.5

319.5

0.00313

0.071

-2.651

49.7

322.7

0.00310

0.107

-2.235

56.2

329.2

0.00304

0.133

-2.020

68.5

341.5

0.00293

0.146

-1.925

74.4

347.4

0.00288

0.155

-1.862

79.9

352.9

0.00283

0.159

-1.838

89.7

362.7

0.00276

0.183

-1.700

94.9

367.9

0.00272

0.186

-1.683

99.6

372.6

0.00268

0.201

-1.606

105.8

378.8

0.00264

0.217

-1.529

110.2

383.2

0.00261

0.235

-1.450

114.9

387.9

0.00258

0.243

-1.416

119.2

392.2

0.00255

0.191

-1.657

125.9

398.9

0.00251

0.107

-13.745

29

Lampiran 6 Cara menghitung energi aktivasi elektrolit polimer sampel A dari plot
Arrhenius.
-1,0
-2,0

Ln σ (Scm-1)

-3,0
-4,0
-5,0

y = -15934x + 35,231
R² = 0,9329

-6,0
-7,0
2,9

3

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

x10-3 1/T (K-1)

Plot Arrhenius sampel A
−Ea
]
kT
Ea
Lnσ = Ln σ e−kT
σ = σ exp [

Ea

Lnσ = Lnσ + Lne−kT
Ea
Lnσ = Lnσ −
kT
Ea
Lnσ = −
+ Lnσ
kT
Dengan menyesuaikan dengan persamaan grafik diatas maka diperoleh:
Ea
+ Lnσ
Lnσ = −
kT
E
Lnσ = − ka T + Lnσ
y=−
x + .
Ea
=
k
.

x

Ea

−

−

Ea = .

=

x

−

JK − =

.

.

x

x

− 9

− 9

−

−

= .

eV

30

Lampiran 7 Variasi konduktivitas ionik sampel D terhadap suhu.
T (oC)

x10-5 σ (Scm-1)

30.2

0.010

37.6

0.120

45.6

0.196

50.1

0.252

55.3

0.297

62.8

0.399

66.1

0.496

72.3

0.655

75.6

0.847

83.3

1.068

89.1

1.242

98.3

1.550

106.9

2.035

112.6

2.429

118.3

1.934

124.6

1.557

Lampiran 8 Perhitungan Plot Arrhenius elektrolit polimer sampel D.
T (oC)

T (K)

1/T (K-1)

x10-5 σ (Scm-1)

30.2

303.2

0.00330

0.010

-13.817

37.6

310.6

0.00322

0.120

-13.638

45.6

318.6

0.00314

0.196

-13.143

50.1

323.1

0.00310

0.252

-12.892

55.3

328.3

0.00305

0.297

-12.728

62.8

335.8

0.00298

0.399

-12.431

66.1

339.1

0.00295

0.496

-12.215

72.3

345.3

0.00290

0.655

-11.936

75.6

348.6

0.00287

0.847

-11.679

83.3

356.3

0.00281

1.068

-11.448

89.1

362.1

0.00276

1.242

-11.296

98.3

371.3

0.00269

1.550

-11.075

106.9

379.9

0.00263

2.035

-10.803

112.6

385.6

0.00259

2.429

-10.625

118.3

391.3

0.00256

1.934

-10.853

124.6

397.6

0.00252

1.557

-11.070

Ln σ (Scm-1)

31

Lampiran 9 Cara menghitung energi aktivasi elektrolit polimer sampel D dari plot
Arrhenius.
-11,0
-11,5

Ln σ (Scm-1)

-12,0
-12,5
y = -4968,6x + 2,4568
R² = 0,993

-13,0
-13,5
-14,0
-14,5
2,7

2,8

2,9

3,0

3,1

3,2

3,3

3,4

x10-3 1/T (K-1)

Plot Arrhenius sampel D
−Ea
]
kT
Ea
Lnσ = Ln σ e−kT
σ = σ exp [

Ea

Lnσ = Lnσ + Lne−kT
Ea
Lnσ = Lnσ −
kT
Ea
+ Lnσ
Lnσ = −
kT
Dengan menyesuaikan dengan persamaan grafik diatas maka diperoleh:
Ea
Lnσ = −
+ Lnσ
kT
E
Lnσ = − ka T + Lnσ
y=−
. x + .
Ea
=
.
k
.

x

Ea

−

−

Ea = .

=

x

−

.

JK − =

.

.

x

x

−

− 9

−

−

= .

eV

32

Lampiran 10 Variasi konduktivitas ionik sampel F terhadap suhu.
x10-5 σ (Scm-1)

T (0C)
30.3

0.286

35.7

0.338

41.6

0.394

46.2

0.443

51.5

0.515

54.9

0.667

61.3

0.726

65.1

0.805

70.2

0.924

76.5

1.047

80.4

1.479

85.2

2.051

90.2

2.982

94.7

2.453

99.8

2.013

Lampiran 11 Perhitungan plot Arrhenius elektrolit polimer sampel F
T (0C)

T (K)

1/T (K-1)

x10-5 σ (Scm-1)

Ln σ (Scm-1)

30.3

303.3

0.003297

0.286

-12.766

35.7

308.7

0.003239

0.338

-12.598

41.6

314.6

0.003179

0.394

-12.444

46.2

319.2

0.003133

0.443

-12.327

51.5

324.5

0.003082

0.515

-12.176

54.9

327.9

0.003050

0.667

-11.917

61.3

334.3

0.002991

0.726

-11.833

65.1

338.1

0.002958

0.805

-11.730

70.2

343.2

0.002914

0.924

-11.592

76.5

349.5

0.002861

1.047

-11.467

80.4

353.4

0.002830

1.479

-11.121

85.2

358.2

0.002792

2.051

-10.795

90.2

363.2

0.002753

2.982

-10.420

94.7

367.7

0.002720

2.453

-10.616

99.8

372.8

0.002682

2.013

-10.813

33

Lampiran 12 Cara menghitung energi aktivasi elektrolit polimer sampel F dari
plot Arrhenius.
-11,0

Ln σ (Scm-1)

-11,5

-12,0
y = -3134,7x - 2,4563
R² = 0,9871
-12,5

-13,0
2,8

2,9

3,0

3,1

3,2

3,3

3,4

x10-3 1/T (K-1)

Plot Arrhenius sampel F
−Ea
]
kT
Ea
Lnσ = Ln σ e−kT
σ = σ exp [

Ea

Lnσ = Lnσ + Lne−kT
Ea
Lnσ = Lnσ −
kT
Ea
+ Lnσ
Lnσ = −
kT
Dengan menyesuaikan dengan persamaan grafik diatas maka diperoleh:
Ea
Lnσ = −
+ Lnσ
kT
E
Lnσ = − ka T + Lnσ
y=−
. x + − .
Ea
=−
.
k
.

x

Ea

−

−

Ea = .

=

x

−

.

JK − =

.

.

x

x

−

− 9

−

−

= .

eV

34

Lampiran 13 Spektrum hasil analisa FTIR kitosan

Lampiran 14 Spektrum hasil analisa FTIR sampel A

35

Lampiran 15 Spektrum hasil analisa FTIR sampel F

36

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 26 Mei 1990. Penulis
adalah anak ke-lima dari lima bersaudara dari pasangan bapak
Buhari Lubis dan Ibu Murniati Mattjik. Penulis menyelesaikan
pendidikan di Sekolah Dasar Negeri Bintaro 02 Pagi dan lulus
pada tahun 2002. Setelah itu penulis melanjutkan pendidikan di
SMP Perwira Jakarta dan lulus pada tahun 2005 kemudian
melanjutkan ke SMA Negeri 87 Jakarta dan lulus pada tahun
2008. Tahun 2008 penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian Bogor
(IPB) melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI) di Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama menempuh pendidikan
penulis juga pernah aktif di beberapa organisasi, menjadi anggota KIR (Karya
Ilmiah Remaja) SMAN 87 Jakarta, anggota rohis kelas fisika angkatan 2008, dan
anggota UKM (Unit Kegiatan Mahasiswa) koran kampus IPB.