KAJIAN SIFAT LISTRIK DAN SIFAT FISIKO KIMIA BERBAGAI JENIS BUAH MANGGA (Mangifera spp.) PADA TINGKAT KEMATANGAN BERBEDA
YULIA ROHADIANTI
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
KAJIAN SIFAT LISTRIK DAN SIFAT FISIKO KIMIA BERBAGAI JENIS BUAH MANGGA (Mangifera spp.) PADA TINGKAT KEMATANGAN BERBEDA
YULIA ROHADIANTI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK .....................................................................................................................................i LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP ..................................................................................................................... iii PRAKATA ...................................................................................................................................iv DAFTAR ISI ................................................................................................................................. v DAFTAR TABEL ........................................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. vii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................................. viii PENDAHULUAN Latar Belakang ................................................................................................................ 1 Tujuan Penelitian ............................................................................................................ 1 TINJAUAN PUSTAKA Mangga (Mangifera spp.) ............................................................................................... 1 Total Padatan Terlarut .................................................................................................... 2 pH (Derajat Keasaman) .................................................................................................. 2 Massa Jenis ..................................................................................................................... 2 Kekerasan ........................................................................................................................ 3 Kapasitansi ...................................................................................................................... 3 Dielektrik (Tinjauan Atomik) ......................................................................................... 4 Konduktivitas Listrik ...................................................................................................... 4 Loss coeficient ................................................................................................................ 5 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ............................................................................................................... 5 Tempat dan Waktu .......................................................................................................... 5 Metode Penelitian ........................................................................................................... 5 Pembuatan Plat Kapasitor ..................................................................................... 5 Pengambilan Data ................................................................................................. 5 HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Listrik ..................................................................................................................... 6 Kapasitansi ............................................................................................................ 6 Konduktansi Buah Mangga .................................................................................. 7 Loss coefficient ...................................................................................................... 8 Sifat Fisiko kimia ............................................................................................................ 9 Total Padatan Terlarut (TPT) ............................................................................... 9 pH .......................................................................................................................... 9 Massa Jenis ......................................................................................................... 10 Kekerasan ............................................................................................................ 10 Korelasi Sifat Listrik dan Sifat Fisis ............................................................................ 10 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................................... 12 Saran .............................................................................................................................. 12 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................. 12 LAMPIRAN ................................................................................................................................ 13
ABSTRAK Yulia Rohadianti. Kajian Sifat Listrik dan Sifat fisiko kimia Berbagai Jenis Buah Mangga (Mangifera spp.) Pada Tingkat Kematangan Berbeda. Dibimbing oleh Jajang Juansah dan Ardian Arif. Prediksi tingkat kematangan buah mangga berdasarkan penglihatan warna langsung sangat bersifat subyektif sehingga diperlukan kajian sifat lain dari buah mangga berdasarkan tingkat kematangannya. Sifat listrik yang dapat diukur dari buah mangga adalah kapasitansi, konduktivitas dan loss coefficient, sifat listrik tersebut akan dikaitkan dengan sifat-sifat lain, yaitu nilai total padatan terlarut (TPT), pH, massa jenis dan kekerasan dari buah mangga. Penelitian dilakukan dalam dua tahap yaitu pembuatan plat kapasitor keping sejajar dan pengambilan data. Pengukuran dilakukan pada daging buah mangga. Karakteristik sifat listrik dan sifat fisiko kimia masing-masing mangga pada tingkat kematangan berbeda menghasilkan iniformasi tentang kematangan buah mangga. Semakin matang buah mangga, nilai TPT, pH, kapasitansi, konduktansi semakin meningkat, sedangkan massa jenis, kekerasan dan nilai loss coefficient menurun. Karakterisasi sifat listrik daging buah mangga dengan menggunakan plat kapasitor memperlihatkan sifat : semakin tinggi frekuensi yang diberikan, kapasitansi dan loss coefficient semakin menurun sedangkan konduktansi semakin meningkat. Pada frekuensi 3 kHz, nilai kapasitansi mangga arumanis, gedong, manalagi, kweni dan cengkir cenderung teratur.
Judul : Kajian Sifat Listrik dan Sifat Fisiko kimia Berbagai Jenis Buah Mangga (Mangifera spp.) Pada Tingkat Kematangan Berbeda Nama : Yulia Rohadianti NIM : G74103017
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Jajang Juansah, M.Si, NIP. 132 311 933
Ardian Arif S, M.Si, NIP. 132 321 392
Mengetahui, Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor
Dr. Drh. Hasim, DEA NIP. 131 578 806
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sumedang pada tanggal 27 Juli 1986 dari ayah Wirsa Hidayat dan ibu Rohanah. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan pada TK Kartika pada tahun 1991 dan melanjutkan pendidikan ke SDN Cimanggu II dan lulus pada tahun 1997. setelah itu penulis melanjutkan studi di SLTPN 2 Cibadak dan lulus pada tahun 2000. Pada tahun 2003, penulis lulus dari SMAN 1 Cibadak dan di tahun yang sama penulis berkesempatan melanjutkan studi di IPB dengan jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan alam. Selama menempuh kuliah di IPB, penulis menjadi asisten praktikum Fisika Dasar untuk mahasiswa sarjana periode 2004-2007. Penulis juga pernah aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Fisika IPB divisi Informasi dan komunikasi (infokom) periode 2004-2005. Pada awal tahun 2007-sekarang, penulis tercatat sebagai pengajar bimbel BTA Bogor.
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan kelancaran dan petunjuk dalam menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kajian Sifat Listrik dan Fisik Berbagai Jenis Buah Mangga (Mangifera spp.) Pada Tingkat Kematangan Berbeda” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains di Departemen Fisika IPB. Selama penelitian, penulis banyak mendapat dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Jajang Juansah dan bapak Ardian atas bimbingan, dukungan, kritik dan sarannya selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Mamah dan bapa tercinta, atas segala doa, kasih sayang dan dukungannya”ku persembahkan ini semua untuk mu…” untuk saat ini hanya ini yang bisa ananda berikan. Adikku tercinta (Melia&Opik) terima kasih atas kasih sayang kalian, semoga kalian segera menyusul untuk mendapatkan gelar Sarjana……amin. Bapak Husin Alatas, atas ilmu yang diberikan, pengertian serta dukungannya. Banyak yang dipelajari dari diri bapak.......terima kasih banyak. Staf pengajar Departemen Fisika yang telah membagi ilmunya, semoga tali silaturahim tetap terjaga. Seluruh staf TU dan Laboran (pak jun, pak asep pak Rahmat, pak Parman, pak Maulana, pak Toni,dkk) yang telah banyak membantu penulis selama menempuh kuliah di IPB. Untuk seseorang yang telah menemani penulis lebih dari 4 tahun, keberadaanmu sangat berarti, terima kasih atas kasih sayangnya, perhatian, nasihat, dukungan, senyuman.......for Big Syubiiee My Best Friends Bara 3, i lov3 U s0 MucH GuyS (Adimalie, Adi Ho, Awit-Jabrul, Mang engkus, aa opik) atas canda tawa, keceriaan serta kepercayaan yang telah mewarnai hari-hari penulis, semoga kita semua menjadi orang yang sukses……amin. Untuk Wida, Icha cx dan puspa yang telah menemani dari zaman asrama TPB hingga kini, smoga persahabatan ini selamanya....... X-seven soul (Izaal, Markun, MarD’not, Priyooo, Syech Tahyudi) Cewe Wisma Ananda (atiqe, Tia, Asih dan Lira), Neng Nenden, Irma, Double Euis, ba Uliz, Rika, Ratna, Ita, Fauziah, Meli, Agita, Ica. Meskipun kita berbeda-beda tapi tetap Friend okei. Umi & Abi Hanan terima kasih atas motivasi dan perhatian kalian semua. Teman-teman angkatan 39, 40, 41 dan 42 atas kebersamaannya. Semoga penelitian ini dapat memberi inspirasi untuk mengembangkan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang Biofisika dan bermamfaat bagi khalayak pada umumnya.
Bogor, Maret 2008
Yulia Rohadianti
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK .....................................................................................................................................i LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP ..................................................................................................................... iii PRAKATA ...................................................................................................................................iv DAFTAR ISI ................................................................................................................................. v DAFTAR TABEL ........................................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. vii DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................................. viii PENDAHULUAN Latar Belakang ................................................................................................................ 1 Tujuan Penelitian ............................................................................................................ 1 TINJAUAN PUSTAKA Mangga (Mangifera spp.) ............................................................................................... 1 Total Padatan Terlarut .................................................................................................... 2 pH (Derajat Keasaman) .................................................................................................. 2 Massa Jenis ..................................................................................................................... 2 Kekerasan ........................................................................................................................ 3 Kapasitansi ...................................................................................................................... 3 Dielektrik (Tinjauan Atomik) ......................................................................................... 4 Konduktivitas Listrik ...................................................................................................... 4 Loss coeficient ................................................................................................................ 5 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat ............................................................................................................... 5 Tempat dan Waktu .......................................................................................................... 5 Metode Penelitian ........................................................................................................... 5 Pembuatan Plat Kapasitor ..................................................................................... 5 Pengambilan Data ................................................................................................. 5 HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Listrik ..................................................................................................................... 6 Kapasitansi ............................................................................................................ 6 Konduktansi Buah Mangga .................................................................................. 7 Loss coefficient ...................................................................................................... 8 Sifat Fisiko kimia ............................................................................................................ 9 Total Padatan Terlarut (TPT) ............................................................................... 9 pH .......................................................................................................................... 9 Massa Jenis ......................................................................................................... 10 Kekerasan ............................................................................................................ 10 Korelasi Sifat Listrik dan Sifat Fisis ............................................................................ 10 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................................... 12 Saran .............................................................................................................................. 12 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................. 12 LAMPIRAN ................................................................................................................................ 13
DAFTAR TABEL Halaman 1. 2.
Kandungan Nutrisi Mangga per 165 gram ............................................................................ 2 Densitas bahan dalam unsur maupun senyawa ..................................................................... 3
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. 2. 3.
4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
13.
14. 15. 16. 17.
Mangga arumanis (a) dan Mangga gedong (b) ..................................................................... 1 Skema kapasitor keping sejajar ............................................................................................ 3 Molekul-molekul dengan sebuah momen dipol listrik permanen, yang memperlihatkan orientasinya yang sembarangan tanpa adanya medan listrik luar (a), sebuah medan listrik diberikan, menghasilkan penjajaran parsial dari dipol-dipol tersebut (b).Pengaruh medan listrik eksternal terhadap muatan-muatan pada bahan dielektrik ............................................................................................................. 4 Pengaruh medan listrik eksternal terhadap muatan-muatan pada bahan dielektrik ...................................................................................................................... 4 Loss angle yang dibentuk antara I dan Ic .............................................................................. 5 Desain plat kapasitor berbentuk persegi ................................................................................ 6 Grafik hubungan Kapasitansi Mangga cengkir terhadap frekuensi ...................................... 7 Grafik hubungan Kapasitansi Mangga gedong terhadap frekuensi ...................................... 7 Grafik hubungan Kapasitansi Mangga manalagi terhadap frekuensi ................................... 7 Grafik hubungan Kapasitansi Mangga arumanis terhadap frekuensi ................................... 7 Grafik hubungan Kapasitansi Mangga kweni terhadap frekuensi ........................................ 7 Grafik hubungan Konduktansi terhadap frekuensi, (a)Mangga cengkir, (b)Mangga gedong, (c)Mangga manalagi, (d)Mangga arumanis dan (e)Mangga kweni. .................................................................................................... 8 Grafik hubungan Loss coefficient terhadap frekuensi, (a)Mangga cengkir, (b)Mangga gedong, (c)Mangga arumanis, (d)Mangga manalagi dan (e)Mangga kweni. .................................................................................................... 9 Grafik total padatan terlarut untuk setiap varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda . ...............................................................................................10 Grafik pH (derajat keasaman) untuk setiap varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda ................................................................................................10 Grafik massa jenis untuk setiap varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda ............................................................................................................ 10 Grafik kekerasan untuk setiap varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda .............................................................................................................10
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30.
Diagram alir penelitian ...................................................................................................... 13 Data hasil pengukuran sifat listrik mangga cengkir untuk setiap frekuensi yang diberikan .............................................................................. 14 Data hasil pengukuran sifat listrik mangga arumanis untuk setiap frekuensi yang diberikan .............................................................................. 15 Data hasil pengukuran sifat listrik mangga gedong untuk setiap frekuensi yang diberikan .............................................................................. 16 Data hasil pengukuran sifat listrik mangga manalagi untuk setiap frekuensi yang diberikan .............................................................................. 17 Data hasil pengukuran sifat listrik mangga kweni untuk setiap frekuensi yang diberikan .............................................................................. 18 Data hasil pengukuran massa dan volume setiap varietas mangga serta hasil perhitungan massa jenisnya ............................................................................. 19 Grafik kekerasan varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda dengan tiga kali ulangan .................................................................................................... 20 Data hasil pengukuran pH dan temperature mangga saat penelitian ................................ 21 Data hasil pengukuran total padatan terlarut (TPT) untuk setiap varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda .......................................................... 21 Data hasil perhitungan indeks bias untuk setiap varietas mangga pada tingkat kematangan berbeda ..................................................................................... 21 Korelasi sifat listrik mangga cengkir terhadap total padatan terlarut pada frekuensi 3 kHz ......................................................................................................... 22 Korelasi sifat listrik mangga gedong terhadap total padatan terlarut pada frekuensi 3 kHz ......................................................................................................... 22 Korelasi sifat listrik mangga arumanis terhadap total padatan terlarut pada frekuensi 3 kHz ......................................................................................................... 22 Korelasi sifat listrik mangga manalagi terhadap total padatan terlarut pada frekuensi 3 kHz ......................................................................................................... 23 Korelasi sifat listrik mangga kweni terhadap total padatan terlarut pada frekuensi 3 kHz ......................................................................................................... 23 Korelasi sifat listrik mangga cengkir terhadap pH pada frekuensi 3 kHz ........................ 24 Korelasi sifat listrik mangga gedong terhadap pH pada frekuensi 3 kHz ........................ 24 Korelasi sifat listrik mangga arumanis terhadap pH pada frekuensi 3 kHz ..................... 24 Korelasi sifat listrik mangga manalagi terhadap pH pada frekuensi 3 kHz ..................... 25 Korelasi sifat listrik mangga kweni terhadap pH pada frekuensi 3 kHz .......................... 25 Korelasi sifat listrik mangga cengkir terhadap kekerasan dalam satuan Newton pada frekuensi 3 kHz ..................................................................... 26 Korelasi sifat listrik mangga gedong terhadap kekerasan dalam satuan Newton pada frekuensi 3 kHz ..................................................................... 26 Korelasi sifat listrik mangga arumanis terhadap kekerasan dalam satuan Newton pada frekuensi 3 kHz ..................................................................... 26 Korelasi sifat listrik mangga manalagi terhadap kekerasan dalam satuan Newton pada frekuensi 3 kHz ..................................................................... 27 Korelasi sifat listrik mangga kweni terhadap kekerasan dalam satuan Newton pada frekuensi 3 kHz ..................................................................... 27 Hasil analisis regresi berganda kapasitansi mangga cengkir vs TPT, pH dan kekerasan pada frekuensi 3 kHz ........................................................................... 28 Hasil analisis regresi berganda konduktansi mangga cengkir vs TPT, pH dan kekerasan pada frekuensi 3 kHz ........................................................................... 29 Hasil analisis regresi berganda Loss coefficient mangga cengkir vs TPT, pH dan kekerasan pada frekuensi 3 kHz ...........................................................................30 Hasil analisis regresi berganda kapasitansi mangga gedong vs TPT, pH dan kekerasan pada frekuensi 3 kHz ........................................................................... 31
