8
Pelaksanaan Penelitian Pelaksanaan penelitian meliputi persiapan penelitian, persiapan eksperimen, eksperimen, analisa data dan dilanjutkan dengan pembahasan hasil dalam bentuk skripsi. Persiapan penelitian Persiapan penelitian yang dilakukan meliputi studi literatur yang dibutuhkan dalam penelitian baik berupa pengumpulan sumbersumber acuan berupa buku, jurnal, skripsi, referensi dan sebagainya. Selain itu dipersiapkan dasar-dasar teori serta perumusan fisika dan matematika yang diperlukan dalam penelitian. Persiapan Eksperimen Persiapan eksperimen yang dilakukan antara lain adalah persiapan alat, persiapan bahan dan perancangan sistem. 1. Persiapan Peralatan Plat kapasitor yang digunakan dalam penelitian ini terbuat dari PCB berukuran luar (2 x 1.5)cm dan bagian tengah berukuran (1.5 x 1.5) cm. 2. Persiapan Bahan a. Telur direbus dan tidak direbus, selaput putih telur (membran) dilepas dari cangkang. Membran dipotong dengan ukuran (1,5×1,5)cm2. b. Membuat larutan KCl, MgCl2 dan masing-masing dengan CaCl2 konsentrasi 0,2mM, 1mM dan 10mM. 3. Perancangan Sistem Pengukuran Impedansi, Kapasitansi dan Loss Coefficient menggunakan LCR meter Hi Tester Hioki 3522-50 dan plat kapasitor. Eksperimen Pengesetan alat eksperimen sedemikian rupa. Penempatan membran berada dalam plat kapasitor.
Gambar
5.
Skema rangkaian sistem pengukuran impedansi, kapasitansi dan loss coefficient.
Membran yang diamati adalah membran yang tanpa direbus dan membran yang direbus. Membran yang tanpa direbus dan direbus diamati lagi yaitu dengan direndam aquades, larutan KCl, MgCl2, dan CaCl2 dengan masing-masing konsentrasi 0,2mM; 1mM dan 10mM. Frekuensi yang digunakan dalam pengukuran bervariasi dari 10kHz sampai 100 kHz dengan interval 5 kHz. Perendaman dilakukan selama 10 menit. Pengambilan data Pengambilan data di ambil dengan tiga kali pengulangan dari membran yang tanpa direbus dan tanpa direndam, membran tanpa direbus dan direndam aquades, membran tanpa direbus dan direndam larutan KCl, MgCl2 dan CaCl2 dengan masing-masing konsentrasi 0,2 mM; 1mM dan 10mM, kemudian membran yang direbus dan tanpa direndam, membran yang direbus dan direndam aquades serta membran yang direbus dan direndam laritan KCl, MgCl2, dan CaCl2 dengan masing-masing konsentrasi 0,2 mM;1mM dan 10 mM. Analisa Data Analisa data yang dilakukan adalah menggambarkan hubungan tanpa perendaman, larutan aquades, konsentrasi larutan KCl, MgCl2, CaCl2, terhadap frekuensi, impedansi, kapasitansi, dan konstanta dielektrik membran.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kapasitansi Membran Telur dari Ayam Petelur Tanpa Perebusan Dari data eksperimen didapatkan grafik seperti yang terlihat pada gambar 6. Dari grafik terlihat nilai kapasitansi yang bervariasi terhadap frekuensi mengalami penurunan dengan bertambahnya frekuensi yang diberikan, baik pada frekuensi rendah maupun frekuensi tinggi. Frekuensi berpengaruh terhadap bahan dielektrik itu sendiri, yaitu dengan naiknya frekuensi maka semakin banyak gelombang yang ditransmisikan tiap detiknya, sebelum kapasitor terisi penuh arah arus listrik sudah berbalik sehingga terjadi pengosongan muatan dalam kapsitor dengan cepat, yang mengakibatkan muatan dalam kapasitor semakin berkurang dan kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan semakin kecil (Sutrisno, 1984). Dengan adanya bahan dielektrik di antara plat kapasitor akan memunculkan muatan-muatan permukaan
9
yang cenderung memperlemah medan listrik semula dalam dielektrik. Pelemahan medan listrik ini menyebabkan pengurangan beda potensial antara plat-plat kapasitor yang berisi bahan dielektrik (Tippler, 1996).
Kapasitansi (nF)
4000 3500
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
3000 2500 2000 1500 1000
10 0
90
80
70
60
50
40
30
10
20
500 0 Frekuensi (kHz)
(a) Kapasitansi (nF)
6000 5000
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
4000 3000 2000 1000
90
10 0
80
60
70
50
40
30
20
10
0 Frekuensi (kHz)
(b) Kapasitansi (nF)
3000
CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
2500 2000 1500 1000 500
90
10 0
80
70
50
60
40
30
20
10
0 Frekuensi (kHz)
(c) 60 50 40
tanpa direndam direndam aquadest
30 20 10
(d)
90
10 0
Frekuensi (kHz)
80
70
60
50
40
30
20
0 10
Kapasitansi (nF)
70
Gambar 6. Grafik frekuensi vs kapasitansi pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl (b) MgCl2, (c) CaCl2, dan (d) aquades dan tanpa perendaman Gambar 6 menunjukkan kurva hubungan frekuensi dengan kapasitansi membran ayam petelur tanpa perebusan terhadap konsentrasi larutan KCl, MgCl2, CaCl2 dan direndam aquades serta tanpa direndam. Nilai kapasitansi untuk semua perlakuan mengami penurunan. Pada larutan KCl dan CaCl2 dengan konsentrasi 10 mM nilai kapasitansinya mendekati sama tingginya yaitu sekitar 2750nF dan 3500nF sedangkan larutan MgCl2 dengan konsentrasi yang sama yaitu 10 mM, nilai kapasitansinya rendah dibandingkan dengan konsentrasi yang lainnya.. Nilai kapasitansi larutan KCl dan CaCl2 dengan konsentrasi 10 mM lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi 0,2 mM dan 1 mM tetapi pada konsentrasi 0,2 mM larutan KCl, nilai kapasitansi lebih tinggi dari 0,2 mM larutan CaCl2. penurunan kapasitansi yang signifikan terjadi saat direndam aquades yaitu dari kisaran nilai 62nF ke 16nF hingga 0,5nF. Pada konsentrasi 0,2mM – 10mM impedansi meningkat. Kenaikan impedansi yang signifikan terjadi pada konsentrasi 0,2mM sedangkan peningkatan impedansi pada konsentrasi 1mM dan 10mM tidak signifikan. Nilai kapasitansi sebuah kapasitor keping sejajar dipengaruhi oleh luas penampang keping, jarak antar kepeing dan sifat bahan dielektrik. Nilai kapasitansi akan sebanding dengan besarnya konstanta dielektrik bahan. Keberadaan bahan dielektrik yaitu membran telur (selaput tipis berwarna putih yang berada dalam cangkang telur) diantara kepng sejajar dapat menyebabkan lemahnya medan listrik diantara keping kapasitor sehingga kapasitansinya turun. Bahan dielektrik merupakan suatu bahan non konduktor yang tidak mempunyai elektron bebas, apabila diberikan suatu medan listrik bermuatan positif dan negatif maka akan bergerak ke arah elektroda negatif dan positif, keadaan seperti ini disebut polarisasi (Harmen, 2001). Medan listrik diantara keping kapasitor menjadi lemah diakibatkan oleh pengaruh polarisasi. Frekuensi mengalami kenaikan, maka total polarisasi berkurang dan mengakibatkan konstanta dielektrik berkurang.
10
Kapasitansi Membran Telur dari Ayam Petelur dengan Perebusan
600
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
80
90 100
Kapasitansi (nF)
(d) 0.065 0.064
tanpa rendam
0.063 0.062 0.061 0.06 0.059
90
10 0
80
70
60
50
0.058 frekuensi (kHz)
200
90
10 0
80
70
60
50
40
30
20
10
Frekuensi (kHz)
(a) 1000 Kapasitansi (nF)
10
(e)
400
0
800
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM
600
200
90
10 0
80
70
60
50
40
30
20
10
Frekuensi (kHz)
(b) 600 500 CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
400 300 200 100
Frekuensi (kHz)
(c)
90
10 0
80
70
60
50
40
30
20
0 10
Gambar 7. Grafik frekuensi vs kapasitansi pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades, dan (e) tanpa perendaman Impedansi Membran Telur dari Ayam Petelur Tanpa Perebusan
MgCl2 10 mM
400
0
Kapasitansi (nF)
50
40
800
100
30
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
1000
direndam aquades
20
1200
150
10
Kapasitansi (nF)
1400
200
0
Kapaistansi (nF)
Gambar 7 memperlihatkan kurva hubungan frekuensi dengan kapasitansi dengan perlakuan perebusan. Nilai kapasitansi turun untuk semua perlakuan; direndam larutan KCl, MgCl2, CaCl2, direndam aquades dan tanpa direndam. Pada MgCl2 dan CaCl2 untuk konsentrasi 0,2 mM nilai kapasitansinya lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi 1mM dan 10mM sedangkan pada KCl, konsentrasi 1mM lebih tinggi dari 0,2 mM dan 10mM. Perlakuan dengan direndam aquades nilai kapasitansinya lebih tinggi dari tanpa direndam..
250
Impedansi dari suatu rangkaian merupakan rasio dari tegangan yang melintasi elemen rangkaian terhadap arus yang mengalir pada rangkaian. Pada keping kapasitor impedansi berperan sebagai perintang suatu medan listrik yang diberikan oleh keping. Impedansi pada rangkaian keping kapasitor dipengaruhi oleh frekuensi, resistansi, dan reaktansi total. Frekuensi yang sangat rendah reaktansi kapasitif menjadi lebih besar daripada reaktansi induktif, jadi impedansinya akan besar dan arus maksimum kecil. Ketika frekuensinya naik reaktansi induktif akan meningkat dan reaktansi kapasitif menjadi turun (Tipler, 2001).
11
0.04 0.03 0.025 0.02 0.015
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
0.01 0.005 0 10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
80
90 100
(a) MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl 10 mM
0.04 0.03
Impedansi Membran Telur dari Ayam Petelur dengan Perebusan
0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
80
90 100
(b) 0.03 0.025 0.02
2.5
CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
80
90 10 0
Frekuensi (kHz)
(c)
1.5 1 0.5
Dari grafik terlihat bahwa nilai impedansi mengalami kenaikan dengan bertambahnya frekuensi yang diberikan.
10 0
90
70
80
Frekuensi (kHz)
(b)
10 0
0 90
(d) Gambar 8. Grafik frekuensi vs impedansi pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan tanpa perendaman
0.1 0.05
80
90 100
70
80
0.2 0.15
60
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
0.3 0.25
30
30
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
0.35
10
20
60
(a) 0.4
10
50
Frekuensi (kHz)
tanpa direndam direndam aquades
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
Impedansi (kOhm)
Impedansi (kHz)
10
0
50
70
60
50
30
40
20
10
0
40
0.005
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
2
40
0.01
30
0.015
20
Impedansi (kOhm)
0.035
Dari grafik di atas kita dapat melihat bahwa nilai impedansi naik kecuali yang tanpa direndam yaitu nilai impedansinya menurun. Pada KCl 0,2 mM nilainya menyimpang dari yang lainnya yaitu ketika frenkuensinya mencapai kira-kira 25 kHz sampai 100kHz kenaikan impedansi signifikan dari 0,4 kOhm sampai sekitar 2,3 kOhm.
20
Impedansi (kOhm)
0.035
Pada larutan KCl dan CaCl2 dengan konsentrasi 0,2 mM nilai kapasitansinya lebih tinggi dari konsentrasi 1mM dan 10 mM, sedangkan untuk larutan MgCl2 konsentrasi yang lebih tinggi berada pada 10 mM. Nilai impedansi tertinggi ketika tidak diberikan perlakuan yaitu tanpa direndam dengan aquades maupun larutan garam adalah dari 8 kHz sampai sekitar 15,8 kHz. Konsentrasi ion menentukan jumlah banyaknya ion yang ada pada larutan. Pada perebusan dan tanpa perebusan konsentrasi tidak berhubungan dengan suatu kelinearan pada grafik tetapi konsentrasi mempengaruhi nilai impedansi.
Impedansi (kOhm)
Impedansi (kOhm))
0.035
12
Loss Coefficient Membran Telur dari Ayam Petelur Tanpa Perebusan
0.4 0.3 0.2 CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
0.1
90
10 0
80
70
60
50
40
30
20
10
0 Frekuensi (kHz)
(c) 1.4 1.2 1 0.8
12
0.6 direndam aquades
2
300
0
250
90
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
4
10
Frekuensi (kHz)
200 150
(a)
tanpa rendam
100
12
50
10
Gambar 9. Grafik frekuensi vs impedansi pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan (e) tanpa perendaman
2
90
10 0
80
70
60
50
40
10
0
Frekuensi (kHz)
(b) 12 10 8 6
CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
4 2
(c)
90
10 0
Frekuensi (kHz)
80
70
60
50
0 40
Loss Coefficient
Nilai impedansi menurun mulai dari frekuensi 10 kHz sampai 100 kHz dengan 247 kOhm sampai sekitar 26 kOhm. Secara umum untuk membran tanpa perebusan dan membran dengan perebusan menunjukkan nilai impedansi yang cenderung naik walaupun pada sebagian perlakuan terjadi penyimpangan. Penyimpangan-penyimpangan tersebut disebabkan oleh keterbatasan sistem kerja yang dilakukan selain dari pengaruh konsentrasi dan perebusan dan tanpa perebusan . Sistem kerja ini mempunyai pengaruh yang cukup siknifikan apabila kerja yang dilakukan tidak dengan hati-hati.
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
4
30
(e)
6
30
Frekuensi (kHz)
8
20
90
10 0
80
70
60
50
40
30
10
20
0
20
Impedansi (kOhm)
(d)
6
10 0
90 100
80
80
70
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
60
30
50
20
40
10
8
30
0
10
20
0.2
Loss Coefficient
0.4
Loss Coefficient
Impedansi (kOhm)
1.6
Persamaan (14) menerangkan bagaimana hubungan frekuensi dan kapasitansi terhadap loss coefficient. Frekuensi dan kapasitansi yang besar membuat nilai loss coefficient menjadi kecil. Bertambahnya frekuensi maka semakn banyak energi yang ditransmisikan dan dikonversi menjadi panas. Selain itu berdampak pada menurunnya kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan, hal ini membuat makin banyak energi yang dihamburkan dan dikonversi menjadi energi lain.
10
Impedansi (kOhm)
0.5
10 0
90
80
70
(a)
Loss Coeffisient
9 8 7 6 5 4
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
3 2
10 0
90
80
70
60
10
50
1 0
Frekuensi (kHz)
(b) 9 8
Loss Coefficient Membran Telur dari Ayam Petelur dengan Perebusan
7 6 5 4
CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
3 2 1
10 0
90
80
70
60
50
10
0
Frekuensi (kHz)
(c) 7 6 Loss Coeffisint
Gambar 11 memperlihatkan kurva hubungan frekuensi dengan loss coeffisient. Untuk membran yang direndam larutan KCl, MgCl2 dan CaCl2 serta direndam dengan aquades nilai coeffisient naik-turun. Contoh, pada KCl 0,2mM nilai loss coeffisient dari frekuensi 10 kHz – 25 kHz mengalami kenaikan yaitu 3,4 – 5,4. Ketika frekuensi mencapai 30 kHz nilai loss coeffisient turun menjadi 5,38 kemudian naik lagi pada frekuensi 35 kHz – 45 kHz sebesar 5,39 – 5,51. Pada frekuensi 55 kHz loss coeffisient turun lagi mencapai 5,47 kemudian naik lagi
60
Frekuensi (kHz)
Loss Coefficient
Nilai loss coefficient yang terlihat pada gambar 10a, 10b dan 10c mengalami kenaikan terhadap frekuensi. Semakin besar frekuensi maka nilai loss coefficient semakin besar. Pada perlakuan yang diberikan larutan KCl dan MgCl2 dengan konsentrasi 10mM, loss coffisient tertinggi yaitu mulai dari 3,4 sampai kira-kira 9. Untuk perlakuan yang direndam aquades dan tanpa direndam nilai loss coeffisient sebaliknya yaitu menurun. Ketika frekuensi 10kHz loss coffisient yang tanpa direndam sebesar 4,3, kemudian frekuensi 20kHz loss coeffisient menjadi 2,7 hingga frekuensi 100kHz menjadi 0,3. Rentang nilai dari frekuensi 10kHz ke 20 kHz sebesar 1,57 sedangkan rentang nilai dari frekuensi 20kHz ke 30 kHz sampai 100 kHz sekitar 0,03 sampai 0,59. Nilai loss coeffisient yang direndam aquades mulai dari 4,7 sampai 0,97 dengan frekuensi 10kHz hingga 100kHz.
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
50
10
Gambar 10. Grafik frekuensi vs impedansi pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan tanpa perendaman
40
(d)
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
40
90 100
40
80
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
30
30
30
20
20
10
20
tanpa rendam direndam aquades
ketika frekuensi 60 kHz menjadi 5,50 kHz selanjutnya turun lagi pada frekuensi 65 kHz menjadi 5,428. Nilai loss coeffisient naik lagi ketika frekuensi mencapai 70 kHz yaitu sebesar 5,429 kemudian turun lagi pada frekuensi 75 kHz menjadi 5,3 selanjutnya naik lagi pada frekuensi 80 kHz menjadi 5,4 dan turun lagi ketika frekuensi mencapai 85 kHz – 100 kHz menjadi 5,29 – 4,8.
20
5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
Loss Coeficient
Loss Coefficient
13
5 4 3 2
direndam aquades
1 0 10
20
30
40 50 60 70 Frekueansi (kHz)
80
90
100
14
0 -0.001
0.07
-0.002
0.06 Z*sin θ
Loss Coefficient
(d) 0.08
0.05 0.04 0.03
tanpa rendam
0.02
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
-0.003 -0.004
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
-0.005 -0.006
0.01
-0.007
0 0
Frekuensi (kHz)
10
90
80
60
70
50
40
30
20
10
-0.008
Frekuensi (kHz)
(b)
(e)
20
30
40
50 60
70
80
90 100
-0.002 -0.003 Z*sin θ
Gamba 11. Grafik frekuensi vs loss coefficient pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan (e) tanpa perendaman
0 -0.001 10
Nilai loss coeffisient untuk perlakuan tanpa direndam menurun. Dapat dilihat dari grafik di atas ketika frekuensi 10 kHz ke 20 kHz hingga 100 kHz. Nilai loss coeffisient turun dari 0,069 menjadi 0,061 hingga 0,042.
-0.004
CaCl2 0,2 mM
-0.005
CaCl2 1 mM
-0.006
CaCl2 10 mM
-0.007 -0.008 -0.009
Frekuensi (kHz)
(c) 0
Impedansi Imajiner Membran Telur dari Ayam Petelur Tanpa Perebusan
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-4 Z*sin θ
Dari grafik dapat dilihat bahwa bentuk grafiknya terbalik, ini menunjukkan bagian imajiner dari impedansi. Untuk membran yalng direndam dalam larutan garam, nilai impedansi naik sedangkan yang direndam aquades dan tanpa direndam nilai impedansi menurun.
-2
tanpa direndam
-6
direndam aquades
-8 -10 -12 -14 -16
Frekuensi (kHz)
(d) 0 10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
-0.002
Z*sin θ
-0.004 KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
-0.006 -0.008 -0.01 -0.012
Frekuensi (kHz)
(a)
Gambar 12. Grafik frekuensi vs Z imajiner pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan tanpa perendaman Nilai impedansi yang direndam dengan KCl, MgCl2, CaCl2 dan aquades lebih kecil dari yang tanpa direndam. Ini menunjukkan pengaruh ion-ion dari larutan garam tersebut dan molekul air pada aquades mempengaruhi impedansi sehingga nilainya menjadi kecil. Impedansi Real Membran Telur dari Ayam Petelur Tanpa Perebusan Berdasarkan gambar 13 menunjukkan grafiknya sama dengan impedansi yang tanpa direbus tetapi nilai impedansinya berbeda
15
sedikit. Untuk membran yang tanpa direndam grafiknya berbeda dengan impedansi yang tanpa perebusan tanpa cos θ. Pada frekuensi 10 kHz – 30 kHz nilai Zcosθ naik, ketika mencapai frekuensi 35 kHz – 100 kHz nilainya turun sedangkan nilai impedansi yang tanpa direbus tanpa cos θ dari frekuensi 10 kHz – 100 kHz semuanya naik, tidak mengalami penurunan.
Gambar 13. Grafik frekuensi vs Z real pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan tanpa perendaman Grafik diatas menunjukkan bagian real dari impedansi. Untuk perlakuan tanpa perebusan nilai impedansi lebih kecil dibanding perebusan.
0.04
Impedansi Imajiner Membran Telur dari Ayam Petelur dengan Perebusan
0.035
Z*Cos θ
0.03 0.025 0.02 0.015
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
0.01 0.005 0 10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
80
90 100
(a) MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
0.04 0.035
0 -0.1 10 -0.2
0.025 0.02 0.015
Z*Sin θ
Z*Cos θ
0.03
Gambar 14 menunjukkan bagian imajiner dari impedansi. Untuk membran yang direndam dengan larutan garam yaitu KCl, MgCl2, dan CaCl2 nilai imedansi sangat kecil. Ini disebabkan ion-ion pada larutan teresbut terionisasi dalam larutan sehingga nilai impedansi kecil. Nilai impedansi juga kecil ketika direndam aquades karena molekulmolekul terikat sehingga nilai impedansi menjadi kecil dibandingkan dengan yang tanpa direndam.
0.01 0.005 0 10
20
30
40 50 60 70 80 Frekuensi (kHz)
20
-0.3 -0.4 -0.5 -0.6
(b)
40
50
60
70
80
90 100
80
90 100
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
-0.7 -0.8 -0.9
90 100
30
Frekuensi (kHz)
0.035
(a) 0
0.02
-0.01
0.015 CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
0.01 0.005
10
20
30
40
50
60
70
-0.02 Z*Sin θ
Z*Cos Theta
0.03 0.025
-0.03 -0.04
0 10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
80
90 100
(c)
-0.05 -0.06
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
-0.07
Frekuensi (kHz)
14 tanpa direndam direndam aquades
12
Z*Cos θ
10 8 6 4 2 0 10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
(d)
80
90 100
(b)
16
0 -0.01 10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Z*Sin θ
-0.02 -0.03 -0.04
sedikit. Untuk membran yang tanpa direndam nilai impedansi Zcos θ berbeda jauh dengan nilai impedansi membran yang direbus tanpa cos θ. Nilai Zcos θ lebih kecil dari impedansi yang tanpa cos θ.
-0.05 -0.06
2.5
CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM
-0.07 -0.08
Z*Cos θ
Frekuensi (kHz)
(c) 0 -0.05 10 20 30
40 50 60 70
1.5 1 0.5
80 90 100
0
-0.1
10
-0.15
-0.25
30
-0.3
0.4
-0.35
0.35
80
90 100
80
90 100
MgCl2 0,2 mM MgCl2 1 mM MgCl2 10 mM
0.3
Frekuensi (kHz)
(d)
0.25 0.2 0.15 0.1
0 10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
0.05
-50
0 10
-100
20
30
tanpa direndam -150
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
(b)
-200 -250 Frekuensi (kHz)
(e)
Z*Cos θ
-300
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
(a)
direndam aquades
-0.4
Z*Sin θ
20
-0.2
Z*Cos θ
Z*Sin θ
KCl 0,2 mM KCl 1 mM KCl 10 mM
2
Gambar 14. Grafik frekuensi vs Z imajiner pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan (e) tanpa perendaman
Impedansi Real Membran Telur dari Ayam Petelur dengan Perebusan Berdasarkan gambar 15 menunjukkan grafiknya sama dengan impedansi yang direbus tetapi nilai impedansinya berbeda
CaCl2 0,2 mM CaCl2 1 mM CaCl2 10 mM 10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
80
90 100
(c)
Z*Cos θ
Membran dengan perlakuan tanpa direndam nilai impedansi naik dari frekuensi 10 kHz – 100 kHz tidak mengalami penurunan, berbeda dengan yang diberi perlakuan dengan direndam larutan garam dan aquades. Membran yang direndam larutan garam dan aquades nilai impedansinya naikturun.
0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
tanpa direndam direndam aquades
10
20
30
40 50 60 70 Frekuensi (kHz)
(d)
80
90 100
17
Gambar 15. Grafik frekuensi vs Z imajiner pada berbagai konsentrasi perendaman (a) KCl, (b) MgCl2, (c) CaCl2, (d) aquades dan tanpa perendaman Grafik di atas merupakan bagian real dari impedansi. Perlakuan dengan perebusan menjadikan nilai impedansi lebih besar dari yang tanpa direbus. Analisis SEM Sebelum dianalisis dengan SEM, telur harus dipreparasi terlebih dahulu. Telur di lapisi dengan bahan konduktor yaitu emas. Hasil gambar SEM membran mempelihatkan struktur permukaan yang seragam tetapi dengan ukuran pori yang berbeda. Gambar 16 menunjukkan hasil SEM membran telur ayam petelur yang direbus tetapi tidak mengalami proses perendaman. Warna permukaan membran yang lebih hitam disebabkan oleh adanya proses perebusan. Membran telur hasil perebusan akan berubah warna menjadi putih kekuning-kuningan sehingga ketika di SEM warnanya lebih menghitam. Ukuran pori membran telur hasil perebusan ini lebih besar dari membran yang tidak direbus. Hal ini terjadi ketika direbus membran akan mengembang. Serat-serat permukaan membran tersebut terlihat lebih jelas karena didukung warnanya yang lebih pekat. Morfologi permukaan membran dengan perebusan hasil SEM menginformasikan tekstur membran ini lebih lembut. Hal ini terlihat dari ukuran pori yang lebih besar dan serat yang terlihat lebih jelas karena adanya pengaruh perebusan. Gambar 17 merupakan hasil SEM membran ayam petelur yang tanpa direbus. Membran tersebut memperlihatkan warna yang lebih cerah dibanding membran yang direbus. Ukuran pori-pori membran tersebut lebih kecil dan lebih rapat disebabkan oleh tidak adanya proses perebusan. Serat-srat membran tersebut tidak terlalu jelas tetapi dimungkinkan susunan seratnya lebih rapat.
Gambar 16. SEM membran ayam petelur yang direbus.
Gambar 17. SEM membran ayam petelur tanpa direbus Sehingga membran tersebut lebih keras dan lebih mudah patah sebelum terjadi proses perendaman.
KESIMPULAN Perlakuan perebusan mengakibatkan nilai kapasitansi lebih kecil dari yang tidak direbus dan nilai impedansi menjadi lebih besar dibanding tanpa perebusan karena dalam perebusan mengandung komponen air. Pada perebusan mengandung komponen air sehingga nilai loss coeffisient pada perebusan mengalami naik-turun atau tidak stabil sedangkan membran yang tanpa direbus nilai loss coeffisientnya tidak mengalami naikturun. Perendaman larutan KCl, MgCl2, dan CaCl2 tidak mempengaruhi nilai kelinearan suatu konsentrasi sehingga tidak ada hubungan yang linear antara konsentrasi dengan perendaman tetapi ada perubahan konsentrasi yang terjadi pada larutan tersebut.
