Latar Belakang Pengaruh Jenis Larutan Elektrolit Terhadap Karakteristik Arus Tegangan Membran Kitosan.

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Membran merupakan suatu lapisan tipis yang memisahkan dua larutan dan dapat berperan aktif pada proses perpindahan partikel dari ke dua larutan tersebut. Dalam hal ini, membran dapat memisahkan komponen larutan dengan cara spesifik, yaitu dengan menahan atau melewatkan salah satu komponen dari komponen lainnya Meriatna, 2008. Berkenaan dengan sifat membran sebagai pemisah material, membran dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu: membran impermeable, membran permeable dan membran semipermeable. Membran impermeable adalah membran yang tidak bisa dilewati oleh material atau unsur apapun, sehingga membran ini berfungsi sebagai pembatas saja bukan sebagai alat perpindahan transport. Membran permeable adalah membran yang dapat dilewati oleh semua komponen larutan yaitu pelarut maupun zat pelarut. Sedangkan membran semipermeable adalah membran yang hanya dapat dilewati oleh salah satu komponen larutan, misalnya zat terlarut atau pelarutnya saja. Membran kitosan merupakan salah satu membran organik, yang terbuat dari polimer alam biopolimer yaitu kitosan. Kitosan adalah biopolimer yang banyak terdapat pada kulit cangkang binatang Mollusca seperti cumi-cumi, crustaceae seperti udang, lobster dan kepiting dan insect seperti belalang dan kecoa. Kitosan tersebut diperoleh melalui proses deasetilasi kitin dengan menggunakan basa kuat berkonsentrasi tinggi Sanusi, 2004. Kitin adalah biopolimer alami terbesar kedua yang terdapat di alam setelah selulosa, yang dapat diperoleh dari dinding sel tumbuhan tingkat rendah seperti jamur dan ragi dan kulit luar hewan tingkat rendah seperti udang, kepiting dan cumi-cumi. Kitin bersifat tidak larut dalam air, alkohol, asam atau basa encer serta pelarut-pelarut organik lainnya, namun dapat larut pada larutan dimetil asetamida dan litium klorida Harianingsih, 2010. Sedangkan kitosan, yang mengandung gugus amino lebih mudah larut dalam larutan encer seperti asam asetat, asam formiat dan asam sitrat Istiqomah, 2011. Dengan sifat kelarutan ini, maka aplikasi kitosan lebih banyak dibandingkan kitin, seperti sebagai bahan pelapis buah-buahan, penjernih air minum dan pengikat ion-ion logam berbahaya dalam limbah industri seperti Cr, Ni, Cu, Pb, Hg dan Cd. Meriatna, 2008. Pada saat ini, teknologi membran telah berkembang pesat dalam berbagai bidang diantaranya bidang industri, yaitu membran dimanfaatkan untuk desalinasi air, pemisahan gas, pengolahan limbah dan pemisahan larutan. Pada teknologi pemisahan larutan, membran digunakan sebagai penukar ion membran bermuatan. Membran penukar ion ada dua jenis, yaitu membran penukar kation atau ion positif Cation Exchange Membran CEM dan membran penukar anion atau ion negatif Anion Exchange Membran AEM. Membran penukar ion umumnya dibuat dari proses crosslinking polymer dengan menambahkan gugus fungsi tertentu pada masing-masing membran. Membran penukar kation diberikan gugus fungsi negatif sedangkan membran penukar anion diberikan gugus fungsi positif. Jika membran penukar ion diletakkan dalam suatu larutan elektrolit, maka afinitas atau daya ikat ion pada membran penukar ion adalah sesuai dengan muatan ion dalam larutan elektrolit tersebut. Kation atau ion bermuatan positif akan bergerak menembus membran penukar kation karena adanya gugus fungsi negatif di dalam membran. Sedangkan anion dalam larutan elektrolit akan tertolak oleh membran penukar kation karena memiliki muatan yang sama dengan gugus fungsi negatif yang dimiliki oleh membran penukar kation. Hal sebaliknya terjadi pada membran penukar anion. Suatu membran ideal bersifat efektif dan efisien, yaitu memiliki selektifitas kemampuan pemisahan tinggi dan dapat menyaring unsur atau material tertentu dengan cepat. Efektifitas kerja dari membran dipengaruhi oleh karakteristik serta responnya terhadap lingkungan. Secara umum, karakteristik membran bergantung pada bahan dasar bahan matrik, solvent pelarut dan metode pembuatannya. Karakteristik membran tersebut dapat dilihat dari sifat mekanik, termal dan listriknya. Sifat kelistrikan membran dapat dilihat dengan melakukan pengukuran arus dan beda tegangan pada membran. Karakteristik ini dipengaruhi oleh aliran elektron dan ion-ion pada membran. Besarnya arus dipengaruhi oleh besarnya beda beda tegangan yang diberikan dan beda konsentrasi muatan pembawa. Semakin besar beda konsentrasi muatan pembawa dan beda beda tegangan maka semakin besar pula arus yang mengalir pada membran Mahaningsih, 2011. Setiap membran memiliki mekanisme transport ion yang berbeda sehingga masing-masing membran memiliki karakteristik transport ion tersendiri. Secara umum diketahui bahwa timbulnya beda beda tegangan membran adalah akibat adanya perbedaan konsentrasi antara dua larutan elektrolit yang dipisahkan oleh membran tersebut, atau arus listrik yang dialirkan pada dua larutan yang dipisahkannya. Elektrolit adalah suatu senyawa bila dilarutkan dalam pelarut misalnya air akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Elektrolit diklasifikasikan berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan arus listrik yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Suatu elektrolit dapat berupa asam, basa maupun garam. Menurut Michael Faraday, elektrolit merupakan suatu zat yang dapat menghantarkan listrik jika berada dalam bentuk larutan atau lelehannya. Dalam suatu larutan elektrolit, bila diberi dua batang elektroda inert dan diberi beda tegangan listrik diantaranya, maka anion-anion akan bergerak ke elektroda negatif katoda Nurhayati, 2011. Pada penelitian ini telah diteliti pengaruh larutan elektrolit terhadap karakteristik arus-beda tegangan I - V dari membran kitosan. Dalam hal ini beberapa jenis larutan elektrolit yang digunakan adalah HCl, KCl, CaCl 2 , MgCl 2 dan AlCl 3. Larutan ini digunakan untuk melihat efek konduktivitas molar dan efek valensi ion terhadap proses transport ion pada membran kitosan.

1.2 Rumusan Masalah