Pendeteksian Logam Fe,Mn,Dan Cu Di Dalam Air Dengan Menggunakan Sensor Kitosan Yang Terintegrasi Pada Mikrokontroller AT Mega 8535
!"!
# $% '#'( ) $ % ('/( # 0 )0
&
**+,-.,,"
/ 0( # )
0 # 0)
# /0$
1( 0 #0( 0(
#
20 3 '# #4 #4 /
(5 )$
0' 5 6
0
(5 #' / //'0
//'
56
0 ('/( # 0
(5 (
5 /5 6
5 *77!,+,. *7 *,- * ,,-
1
) (5 0 (# 5 6
5 *7."*,-. *77*," * ,,*
Universitas Sumatera Utara
!"!
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 24 Juli 2013
5 **+,-.,,"
&
2
Universitas Sumatera Utara
8
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap
NIM : 117026003
Program Studi : Magister ilmu Fisika
Jenis karya ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas
Sumatera Utara hak bebas Royalti Non/Eksklusif (
) atas
tesis saya yang berjudul :
PENDETEKSIAN LOGAM Mn, Fe, DAN Cu DIDALAM AIR DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN YANG TERINTEGRASI PADA
MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan) dengan hak bebas royalty Non/Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data/base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 25 juli 2013
(Ucok Oka Rakasiwi Harahap)
3
Universitas Sumatera Utara
$ 39 // -: -,*"
0
(5 )$
0' 5 6
//'0 *5 (5 #' / //' 6
-5 (5 (
5 /6
"5 (5
%0 5
:5 (5 % ( $ (# #4 ( /
4
Universitas Sumatera Utara
&
8
Nama Lengkap berikut gelar Tempat dan Tanggal Lahir Alamat Rumah Telepon/ HP E/mail Instansi Tempat Kerja Alamat Kantor
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap,ST, S.Pd : Sibolga, 5 Juni 1979 : Jln.Murai No.34 Kelurahan Aek Manis Sibolga : 0813 62111 805 : [email protected] : SMK Negeri 3 Sibolga : Jln.R.Suprapto,Kecamatan Tukka, Sibuluan Raya Sibolga/Tapanuli Tengah
SD SMP SMU Strata/ 1
Strata/ 2
: Negeri 081239 Sibolga : SMP Negeri 1 Sibolga : SMU Negeri 2 Sibolga : FTI/Teknik Mesin ITM : FKIP MIPA/Fisika UMTS : FMIPA/ Ilmu Fisika USU
Tamat : Tamat : Tamat : Tamat : Tamat : Tamat :
1991 1994 1997 2003 2007 2013
5
Universitas Sumatera Utara
Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah/Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang sebesar/besarnya kepada :
Kepala BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara beserta jajarannya yang telah memberikan Beasiswa kepada kami selaku guru yang bertugas didaerah Sibolga khususnya dan di Provinsi Sumatera Utara pada umumnya sehingga kami dapat menyelesaikan pendidikan Magister ilmu Fisika sebagai wujud program peningkatan mutu/kompetensi guru di Sumatera Utara
.Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan yang telah diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains ilmu Fisika.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,M. Sc. atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN., M.Eng.Sc., Sekretaris Program Studi Magister Fisika, Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S., beserta seluruh Dosen pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi/tinginya Penulis ucapkan kepada : 1. Ayahanda tercinta Alm.Amir Hamzah Harahap dan Ibunda Hj.Rosliana Siregar yang
telah membesarkan dan selalu membimbing sekaligus penyemangat bagi kehidupan penulis yang tak terhitung nilainya dan tak terbalas jasanya sampai kapan pun. 2. Tulang Alm.Ir.H.Ichwan Saleh Siregar dan Nantulang Hj.Sri Khuzaimah Lubis yang telah memotivasi dan mendukung penulis. 3. Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc selaku Pembimbing Utama dan Dr.Hamonangan Nainggolan,M.Sc Anggota pembimbing yang dengan penuh perhatian telah memberikan
6
Universitas Sumatera Utara
dorongan, bimbingan dan arahan, dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini. 4. Bapak Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc., bapak Dr.Anwar Dharma Sembiring,MS, dan Ibu Dr.Susilawati, M.S selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyempurnaaan tesis ini. 5. Terkhusus buat Isteri tercinta dr.Indrina handayani Siregar yang telah memotivasi penulis, My lovely Shafalia Rizky Raka Harahap (Puteri tersayang) yang selalu ada dihati penulis. 6. Kakanda Ferie Putra Amros Harahap,SKM/kel, beserta adinda/adindaku tercinta Vera Fitri Amros Hrp,AM.Keb/kel, Suasana Krisna Hrp,AM.Keb/kel, Raja Aman Hrp,S.PdI, dan Cok Haratua,ST yang selalu ada dihati penulis. 7. Kepala Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA USU, beserta staf atas fasilitas dan sarana yang telah diberikan selama penelitian. 8. Kepala Dinas Pendidikan Kota Siboga Alpian Hutauruk,M.Pd, Kepala SMK Negeri 3 Sibolga Drs.Awaliul Ramdani,beserta Dewan guru SMK Negeri 3 Sibolga yang telah membantu dan memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan Program magister Ilmu Fisika Di Universitas Sumatera Utara. 9. Rekan/rekan Magister ilmu fisika universitas sumatera utara angkatan 2011,khususnya buat sahabat yang ada di tasbi.
Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Medan,24 Juli 2013 Penulis
UCOK OKA RAKASIWI HARAHAP
7
Universitas Sumatera Utara
!"!
8
Film dari kitosan yang mampu untuk mendeteksi keberadaan unsur Mn, Fe, dan Cu didalam air aquades pada konsentrasi 25,50, dan 100 ppm . Kitosan yang dipergunakan disintesis dari kulit udang dan kepiting. Kitosan memiliki potensi yang besar sebagai biosensor karena keberadaan gugus amino (/NH2) dan gugus hidroksil (/OH) dalam struktur molekulnya yang memberikan titik aktif yang akan berinteraksi dengan ion logam.Dari hasil pendeteksian kemampuan pengulangan,kecepatan respon, stabilitas,dan sensitivitas yang dilihat pada grafik untuk sensor ini menunjukkan bahwa material sensor mampu mendeteksi keberadaan ion logam didalam aquades pada suhu kamar dan tingkat kelembaban tertentu.Waktu tanggap dari sensor adalah sekitar 20 detik sejak ion dalam fasa gas tedeteksi terhadap permukaan sensor dalam kondisi suhu dan kelembaban udara yang berbeda. Disamping itu diperoleh juga bahwa nilai Tegangan pada sensor meningkat ketika konsentrasi Senyawa Mn,Fe, dan Cu dinaikkan. Disisi lain, ketika paparan deteksi ion logam dihilangkan,sensor menunjukkan kemampuan untuk pulih kembali dengan cepat dan baik selama 20 s.Dari pengukuran berulang yang dilakukan, dapat dilihat bahwa sensor kitosan juga menunjukkan hasil yang konsisten. Oleh karena itu, kitosan memiliki potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan yang baru untuk mendeteksi keberadaan logam didalam aquades.
0 ) 6:
8
Universitas Sumatera Utara
!
#$ $%
&%% !! ' ( )
(!
! + ,#-
+ .,-
!'
'
(/
!'
!
! 0 (!
!
(1
!
'!
" #% (2 !
'
!'
"(
'3
" *!
! ! !!
" #%
!
' +!
(/ !
(. -
!!
9
Universitas Sumatera Utara
#
&
8 8
8 8
8
1 1 1 1 ; ; ; ;
88
# $% '#'( ) $ % ('/( # 0 )0
&
**+,-.,,"
/ 0( # )
0 # 0)
# /0$
1( 0 #0( 0(
#
20 3 '# #4 #4 /
(5 )$
0' 5 6
0
(5 #' / //'0
//'
56
0 ('/( # 0
(5 (
5 /5 6
5 *77!,+,. *7 *,- * ,,-
1
) (5 0 (# 5 6
5 *7."*,-. *77*," * ,,*
Universitas Sumatera Utara
!"!
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 24 Juli 2013
5 **+,-.,,"
&
2
Universitas Sumatera Utara
8
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap
NIM : 117026003
Program Studi : Magister ilmu Fisika
Jenis karya ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas
Sumatera Utara hak bebas Royalti Non/Eksklusif (
) atas
tesis saya yang berjudul :
PENDETEKSIAN LOGAM Mn, Fe, DAN Cu DIDALAM AIR DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN YANG TERINTEGRASI PADA
MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan) dengan hak bebas royalty Non/Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data/base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 25 juli 2013
(Ucok Oka Rakasiwi Harahap)
3
Universitas Sumatera Utara
$ 39 // -: -,*"
0
(5 )$
0' 5 6
//'0 *5 (5 #' / //' 6
-5 (5 (
5 /6
"5 (5
%0 5
:5 (5 % ( $ (# #4 ( /
4
Universitas Sumatera Utara
&
8
Nama Lengkap berikut gelar Tempat dan Tanggal Lahir Alamat Rumah Telepon/ HP E/mail Instansi Tempat Kerja Alamat Kantor
: Ucok Oka Rakasiwi Harahap,ST, S.Pd : Sibolga, 5 Juni 1979 : Jln.Murai No.34 Kelurahan Aek Manis Sibolga : 0813 62111 805 : [email protected] : SMK Negeri 3 Sibolga : Jln.R.Suprapto,Kecamatan Tukka, Sibuluan Raya Sibolga/Tapanuli Tengah
SD SMP SMU Strata/ 1
Strata/ 2
: Negeri 081239 Sibolga : SMP Negeri 1 Sibolga : SMU Negeri 2 Sibolga : FTI/Teknik Mesin ITM : FKIP MIPA/Fisika UMTS : FMIPA/ Ilmu Fisika USU
Tamat : Tamat : Tamat : Tamat : Tamat : Tamat :
1991 1994 1997 2003 2007 2013
5
Universitas Sumatera Utara
Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah/Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang sebesar/besarnya kepada :
Kepala BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara beserta jajarannya yang telah memberikan Beasiswa kepada kami selaku guru yang bertugas didaerah Sibolga khususnya dan di Provinsi Sumatera Utara pada umumnya sehingga kami dapat menyelesaikan pendidikan Magister ilmu Fisika sebagai wujud program peningkatan mutu/kompetensi guru di Sumatera Utara
.Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan yang telah diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains ilmu Fisika.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,M. Sc. atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN., M.Eng.Sc., Sekretaris Program Studi Magister Fisika, Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S., beserta seluruh Dosen pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi/tinginya Penulis ucapkan kepada : 1. Ayahanda tercinta Alm.Amir Hamzah Harahap dan Ibunda Hj.Rosliana Siregar yang
telah membesarkan dan selalu membimbing sekaligus penyemangat bagi kehidupan penulis yang tak terhitung nilainya dan tak terbalas jasanya sampai kapan pun. 2. Tulang Alm.Ir.H.Ichwan Saleh Siregar dan Nantulang Hj.Sri Khuzaimah Lubis yang telah memotivasi dan mendukung penulis. 3. Dr. Tulus Ikhsan Nasution, M.Sc selaku Pembimbing Utama dan Dr.Hamonangan Nainggolan,M.Sc Anggota pembimbing yang dengan penuh perhatian telah memberikan
6
Universitas Sumatera Utara
dorongan, bimbingan dan arahan, dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini. 4. Bapak Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc., bapak Dr.Anwar Dharma Sembiring,MS, dan Ibu Dr.Susilawati, M.S selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyempurnaaan tesis ini. 5. Terkhusus buat Isteri tercinta dr.Indrina handayani Siregar yang telah memotivasi penulis, My lovely Shafalia Rizky Raka Harahap (Puteri tersayang) yang selalu ada dihati penulis. 6. Kakanda Ferie Putra Amros Harahap,SKM/kel, beserta adinda/adindaku tercinta Vera Fitri Amros Hrp,AM.Keb/kel, Suasana Krisna Hrp,AM.Keb/kel, Raja Aman Hrp,S.PdI, dan Cok Haratua,ST yang selalu ada dihati penulis. 7. Kepala Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA USU, beserta staf atas fasilitas dan sarana yang telah diberikan selama penelitian. 8. Kepala Dinas Pendidikan Kota Siboga Alpian Hutauruk,M.Pd, Kepala SMK Negeri 3 Sibolga Drs.Awaliul Ramdani,beserta Dewan guru SMK Negeri 3 Sibolga yang telah membantu dan memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan Program magister Ilmu Fisika Di Universitas Sumatera Utara. 9. Rekan/rekan Magister ilmu fisika universitas sumatera utara angkatan 2011,khususnya buat sahabat yang ada di tasbi.
Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Medan,24 Juli 2013 Penulis
UCOK OKA RAKASIWI HARAHAP
7
Universitas Sumatera Utara
!"!
8
Film dari kitosan yang mampu untuk mendeteksi keberadaan unsur Mn, Fe, dan Cu didalam air aquades pada konsentrasi 25,50, dan 100 ppm . Kitosan yang dipergunakan disintesis dari kulit udang dan kepiting. Kitosan memiliki potensi yang besar sebagai biosensor karena keberadaan gugus amino (/NH2) dan gugus hidroksil (/OH) dalam struktur molekulnya yang memberikan titik aktif yang akan berinteraksi dengan ion logam.Dari hasil pendeteksian kemampuan pengulangan,kecepatan respon, stabilitas,dan sensitivitas yang dilihat pada grafik untuk sensor ini menunjukkan bahwa material sensor mampu mendeteksi keberadaan ion logam didalam aquades pada suhu kamar dan tingkat kelembaban tertentu.Waktu tanggap dari sensor adalah sekitar 20 detik sejak ion dalam fasa gas tedeteksi terhadap permukaan sensor dalam kondisi suhu dan kelembaban udara yang berbeda. Disamping itu diperoleh juga bahwa nilai Tegangan pada sensor meningkat ketika konsentrasi Senyawa Mn,Fe, dan Cu dinaikkan. Disisi lain, ketika paparan deteksi ion logam dihilangkan,sensor menunjukkan kemampuan untuk pulih kembali dengan cepat dan baik selama 20 s.Dari pengukuran berulang yang dilakukan, dapat dilihat bahwa sensor kitosan juga menunjukkan hasil yang konsisten. Oleh karena itu, kitosan memiliki potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan yang baru untuk mendeteksi keberadaan logam didalam aquades.
0 ) 6:
8
Universitas Sumatera Utara
!
#$ $%
&%% !! ' ( )
(!
! + ,#-
+ .,-
!'
'
(/
!'
!
! 0 (!
!
(1
!
'!
" #% (2 !
'
!'
"(
'3
" *!
! ! !!
" #%
!
' +!
(/ !
(. -
!!
9
Universitas Sumatera Utara
#
&
8 8
8 8
8
1 1 1 1 ; ; ; ;
88