b
u
2 f
R E P U B L I K INDONESIA K E M E N T E R I A N H U K U M DAN H A K A S A S I MANUSIA
SURAT PENDAFTARAN CIPTAAN Menteri H u k u m d a n H a k A s a s i M a n u s i a R e p u b l i k I n d o n e s i a , b e r d a s a r k a n U n d a n g - U n d a n g Nomor 19 T a h u n 2 0 0 2 t e n t a n g H a k C i p t a y a i t u U n d a n g - U n d a n g t e n t a n g p e r l i n d u n g a n c i p t a a n d i bidang i l m u p e n g e t a h u a n , s e n i d a n s a s t r a (tidak m e l i n d u n g i h a k k e k a y a a n i n t e l e k t u a l l a i n n y a ) , dengan i n i m e n e r a n g k a n b a h w a h a l - h a l t e r s e b u t d i b a w a h i n i t e l a h terdaftar d a l a m D a f t a r U m u m Ciptaan: I.
Nomor d a n tanggal p e r m o h o n a n
II.
Pencipta Nama
C 0 0 2 0 1 2 0 2 5 6 4 , 2 5 Mei 2 0 1 2
1. Dr. AGUS SETIABUDI, M.SL; 2. RIFAN HARDIAN, M . S c ; 3. DEWI TYA AIHANINGSIH, S.Si.
Alamat
J a l a n Dayang Sumbi Dalam Rt.002 Rw.005 Kel. Cipageran, Kec. C i m a h i U t a r a , Kota C i m a h i J a w a Barat. Indonesia
Kewarganegaraan III.
:
Pemegang H a k C i p t a Nama
1. Dr. AGUS SETIABUDI, M.Si.; 2. RIFAN HARDIAN, M . S c ; 3. DEWI TYA AIHANINGSIH, S.Si.
Kewarganegaraan
J a l a n Dayang Sumbi Dalam Rt.002 Rw.005 Kel. Cipageran, Kec. C i m a h i Utara, Kota Cimahi J a w a Barat. Indonesia
IV.
Jenis Ciptaan
A l a t Peraga P e n d i d i k a n
V.
J u d u l Ciptaan
SENSOR GAS 0 2 MENGGUNAKAN S E L ELEKTROKIMIA DENGAN E L E K T R O L I T KOH-BENTONIT
VI.
Tanggal d a n t e m p a t d i u m u m k a n untuk pertama kali di wilayah Indonesia a t a u di l u a r w i l a y a h Indonesia
0 3 Oktober 2 0 1 1 , d i B a n d u n g
VII.
J a n g k a waktu perlindungan
Berlaku selama hidup Pencipta dan terus berlangsung hingga 50 (lima puluh) t a h u n setelah Pencipta meninggal d u n i a .
VIII.
Nomor p e n d a f t a r a n
060291
Alamat
J a k a r t a , 07 September 2 0 1 2 a.n. M E N T E R I HUKUM DAN HAK ASASI MANUSIA R E P U B L I K INDONESIA D I R E K T U R J E N D E R A L HAK KEKAYAAN I N T E L E K T U A L u.b. D I R E K T U R HAJ$ C I P T A , D E S A I N I N D U S T R I , DESAIN TATA L E T A K S I R K U I T T E R P A D U , DAN RAHASIA DAGANG
Yuslisa^Ningsih, S.H., M.H.
/'
Lampiran 111 Peraturan Menteri Kehakiman R . I . Nomor: M.01-HC.03.01 Tahun 1987
NOT,,
Kepada Y t h : Direktur Jenderal H K I Melalui Direktur H a k Cipta, Desain Industri, Desain Tata Letak Sirkit Terpadu dan Rahasia Dagang Di Jakarta »
PERMOHONAN PENDAFTARAN I.
II.
III.
Pencipta 1.
Nama
Dr. Agus Setiabudi, M.Si.; Rifan Hardian, M.Sc; Dewi Tya Aihaningsih, S.Si.
2. 3.
Kewarganegaraan Alamat
Indonesia J L Dayang Sumbi Dalam R T / R W 002/005 Kelurahan Cipageran, Kecamatan C i m a h i Utara, K o t a Cimahi.
Pemegang Hak Cipta 1. Nama 2. 3.
Kewarganegaraan Alamat
1.
Nama
2. 3.
Kewarganegaraan Alamat
Dr. Agus Setiabudi, M.SL; Rifan Hardian, M.Sc; Dewi Tya Aihaningsih, S.Si. Indonesia JL Dayang Sumbi Dalam R T / R W 002/005 Kelurahan Cipageran, Kecamatan C i m a h i Utara, Kota Cimahi, J a w a Barat, Indonesia.
Kuasa
IV.
Jenis dan judul ciptaan yang dimohonkan
V.
Tanggal dan tempat diumumkan untuk pertama kali di wilayah Indonesia atau di luar wilayah Indonesia
VI.
CIPTAAN
Uraian ciptaan
2 5 HAY 2012
Ir. E m i l Miraj, M.T. (No. 70-2006) Indonesia JLTrunojoyo No.31, Bandung 40115, Indonesia. "ALAT PERAGA PENDIDIKAN SENSOR GAS 02 MENGGUNAKAN SEL ELEKTROKIMIA DENGAN ELEKTROLIT KOH-BENTONIT" berupa alat peraga pendidikan.
:
03 Oktober 2011 di K o t a Bandung Alat peraga yang dapat digunakan dalam menjelaskan materi tentang prinsip elektrokimia baik pada tingkat SMA maupun perguruan tinggi. Dalam ciptaan ini dirancang suatu alat peraga sederhana pendeteksi oksigen dengan menggunakan bahan-bahan yang mudah diperoleh. (uraian
detail ciptaan
terlampir)
Tanda Tangan r
1
¥_
— :i
—:
mir T "
\\-
M
1
Deskripsi
ALAT PERAGA PENDIDIKAN SENSOR GAS 0 2 MENGGUNAKAN SEL
ELEKTROKIMIA DENGAN ELEKTROLIT KOH-BENTONIT
5 Bidang T e k n i k Invensi untuk
Invensi i n i b e r h u b u n g a n dengan s u a t u
menjelaskan
yang m e n e r a p k a n 10
cara
sederhana i n i d i r a k i t
Latar Belakang
diantara
dengan spesi
berlangsung reaksi
20
dasar; 25
dan
cabang
suatu
berbasis
ilmu
yang
yang
kimia
transfer
proses
dan o k s i d a s i , pereaksi
sensor pasta
atau
yang
elektron
elektrokimia
biasa
terlibat
disingkat
dalam
mempengaruhi
nilai
dari
Memahami
tentunya
harus
dengan
materi-materi
reaksi
tersebut
dengan
diawali
oksidasi
reaksi beda
pemahaman
dan r e d u k s i ,
katoda
lainnya.
akan
dapat
lebih yang
mulai materi
pendahuluan
visualisasi
kemampuan s i s w a
terjadi
diajarkan
Universitas.
materi-materi
disertai
sudah
tingkat
tentang
serta
yang
Dalam
elektrokimia
sampai
pengajar, mengingat kimia
satu
yang m e l i b a t k a n
variabel
elektrokimia
seandainya
Desain s e l
r e a k s i berlangsung dalam s e l e l e k t r o k i m i a .
diantaranya
pemahaman
kimia
reduksi
pelajaran
anoda,
salah
bereaksi.
menjadi
SMA
pelajaran
reaksi
Konsentrasi
potensial, j i k a
tingkat
sederhana
elektrolit.
yang
redoks.
Materi
(02)
gas oksigen
dengan menggunakan m a t e r i a l
merupakan
reaksi
elektrokimia
pendidikan
Invensi
Elektrokimia berkaitan
sensor
peraga
prinsip-prinsip elektrokimia.
bentonit-KOH s e b a g a i
15
kerja
alat
Upaya
dipahami
dicontohkan
oleh
d a l a m membayangkan p e r i s t i w a
berbeda-beda
dan
bisa
saja
salah
diajarkan.
Dengan
»
30
menginterpretasikan demikian, dalam
alat
memahami
elektrokimia.
35
peraga
Selain
maka
siswa
lebih
tentang
dari
sangat
konsep
sederhana, lama
konsep
materi
diperlukan
pelajaran itu,
yang
untuk
khususnya
dengan
cenderung
materi
yang
tentang
dilakukannya
dapat
telah
membantu
memiliki
diterimanya,
siswa materi
percobaan
ingatan
yang
dibandingkan
2
5
hanya
dengan
mendengar
Namun
demikian,
dilakukan
dapat
caranya
adalah
memanfaatkan Sel
dipahami
proses
mudah
perubahan
Pada
sendirinya
dihubungkan masing
siswa.
dapat
listrik.
Sementara untuk
dengan
sehari-hari.
menjadi
energi
T e r d a p a t dua
terjadi
Pada s e l i n i ,
jenis
( s e l V o l t a ) dan
perubahan
energi
reaksi
kimia
terjadi
dua e l e k t r o d a
yang
berbeda
ujung
masing-
penghantar
sedangkan
lainnya dicelupkan
pada
perpindahan materi
suatu
kimia
reaksi
media
yang
bermuatan ( i o n -
s e l elektrolisis,
melangsungkan
satu
yang
s e l Galvani
suatu
i t u , pada
Salah
rangkaian
kimia
terjadi.
ketika
yang
yang
elektrokimia
energi
s e l Galvani,
memungkinkan t e r j a d i n y a
digunakan
oleh
buku.
percobaan
suatu
(spontan)
dengan
elektroda
.
membaca d a r i
agar
materi
merupakan
(ataupun s e b a l i k n y a )
s e l elektrolisis.
ion)
dengan
e l e k t r o k i m i a , diantaranya adalah
dengan
atau
diperhatikan
menjelaskan
kimia menjadi energi
15
juga
elektrokimia
listrik
10
perlu
guru
p e r i s t i w a - p e r i s t i w a yang b i a s a t e r j a d i
memungkinkan
sel
penjelasan
energi
kimia,
listrik
dalam
hal
i n i
redoks. Beberapa 20
tentang satu
dicelupkan
25
masing
ke
ke d a l a m
larutan
digunakan
ini,
adalah
lebih praktis. reaksi
yang
sederhana tahun.
yang
Pada batang pasta
dan
Dengan
pada
sebuah
yang
s e l baterai
lain,
garam.
elektrolit
lain
merupakan
yang
juga
contoh s e l
yang
dilapisi
digunakan
Mn0 2
sedangkan
dan Z n C l 2 .
Pada s e l
sehingga menjadi
dari
segi keilmuan,
i n iberlangsung
berlangsug
pengetahuan
batang
jembatan
Contoh
ditinjau
yang
masing-
digunakannya
NH 4 C1
Cu
dan
elektroda
karbon yang
i n i sudah
batang
penghantar
digunakan berbentuk pasta
praktik kata
masing-masing
baterai,
Namun d e m i k i a n , j i k a terjadi
Ujung
praktis.
salah
menggunakan b a t a n g Zn dan
adalah
campuran
percobaan
ZnS04
kawat
baterai,
dalam
s e l Daniel, yakni
yang
dengan
kurang
adalah
kering.
elektrolit
sebuah
diantaranya
biasa
elektrolitnya
larutan
dihubungkan
seng dan j u g a
adalah
( s e l Volta)
dengan
teknik i n i ,
yang
digunakan
l a r u t a n CuS04.
l a r u t a n sehingga
adalah
biasa
dalam
berupa
Galvani
35
Galvani
digubungkan
Kelemahan
30
sel
dicelupkan
logam
yang
elektrokimia, diantaranya
contoh
yang
teknik
siswa
selama tentang
dengan
bertahunaplikasi
3
reaksi
elektrokimia
juga
perlu
diperbanyak
i n f o r m a s i t e r b a r u t e n t a n g i n o v a s i yang Untuk juga 5
diperkenalkan
pemanfaatan
oksigen
atau
prinsip
dengan
kata
dua
jenis
potensiometri
dan
sensor
jenis
dari
sensor
luar
elektrokimia reaksi Berbeda
force
sensor
kerja
tersebut sel
digunakan
pada
katoda,
jenis
elektroda
tersebut
dapat
digunakan
sebagai
untuk
potensial
yang
dapat
luar
sistem
satu
contohnya
mendeteksi
oksigen
tidak
gas
berbasis
dari
reaksi
pada
potensiometri
force)
sehingga digunakan
Perbedaan
jenis
dengan
elektroda
sel
dengan
sendirinya
Tambahan
perbedaan
untuk
driving
force.
tambahan
Oleh energi
potensial
eksternal
tersebut
menghubungkan r a n g k a i a n
anoda
perbedaan
perubahan
energi
yang
i t u , pada s e l
menghasilkan
diperlukan
yang
potensial
Sementara
sebagai
yang
potensiometri,
y a n g sama b a i k
s e h i n g g a menyebabkan
katoda.
elektrokimia.
berbeda
tidak
dari
external
Pada
elektroda
reaksi
memerlukan
oleh
force.
input
agar
menuju
d a p a t m e n g h a s i l k a n beda driving
sensor
memerlukan
anoda
anoda
sehingga
yakni
yang d i h a s i l k a n
yang
s e l amperometrik
elektroda.
s e l elektrokimia
pada dapat dengan
supply. sensor
tim
peneliti
ini
menginspirasi
diajukan dibuat alat
satu
Sensor
driving
elektrokimianya.
katoda,
Rangkaian
35
gas
yang
mengalir
digunakan
i t u , pada
power
untuk
perlu
pemanfaatkan
elektrokimia,
disebabkan
yang
d i p e r o l e h dengan 30
Salah
amperometri.
untuk melangsungkan
elektroda
salah
dari
sensor
amperometri
pada
dari
lain
elektrokimia
(external
dapat
digunakan
karena
khususnya),
to date.
elektrokimia
amperometri digunakan j e n i s
25
(pada
d a p a t b e r l a n g s u n g dan e l e k t r o n
dengan
prinsip
maupun
up
sensor
sistem
elektrokimia
driving
siswa
lain,
Terdapat
energi
20
prinsip
berkembang.
sederhana
yang l e b i h
informasi-
elektrokimia.
merupakan
15
pemahaman
aplikasi
prinsip elektrokimia adalah
10
memperkaya
dengan
Custom
pada
bantu
oksigen
Sensor
ini.
Pada
memanfaatkan
pendengaran.
sederhana
Solution,
untuk d i l a k u k a n
paten
dengan
gas
I n c yang
penelitian
sel
kecil
yang
oleh
penemuan
sebagaimana
terdahulu,
tersebut,
dibuat
kemudian
pengembangan
baterai Pada
telah
yang
s e l sensor
digunakan elektrolit
pada yang
(
4
digunakan adalah adalah
logam
dilapisi plastik 5
larutan
seng
alkali,
serta
sedangkan
anodanya
adalah
k a r b o n dan Mangan O k s i d a . A l a t vakum d a n hand
warmer
k a t o d a yang digunakan kawat
nikel
pelengkap l a i n n y a
yang adalah
( p e n g h a n g a t t a n g a n ) yang d i g u n a k a n
s e b a g a i bahan
p e n y e r a p o k s i g e n . Namun d e m i k i a n , pada d e s a i n
alat
ini
terdapat
beberapa
oleh
tim
peneliti
dari
kelemahan,
Custom
sebagaimana
yang
Solution,
Inc.,
Sensor
diakui
diantaranya
adalah: 1. 10
Baterai koin
pada
dengan
alat
bantu
ukurannya
pendengaran
yang
u n t u k menemukan penyangga s a t u b a t t e r y holder battery
dan
memperoleh 15
berharga
Keystone
sekitar
hanya
kirim
yang
Type
sulit
i n i {battery holder).
Salah
501.
Namun
$2.00
perusahaan
dari
lebih
dalam
i n i tidak
untuk
walaupun
hanya
Newark
Electronics
terbatas
Beberapa
upaya
i n i namun b e l u m
serta
yang
biaya
dilakukan
dapat m e n y e l e s a i k a n
adalah:
p e n y o l d e r a n , namun t e k n i k
baterai
demikian,
karena
jumlah
mahal.
permasalahannya, diantaranya a) T e k n i k
karenanya
sulit,
untuk m e n g a t a s i kelemahan 20
oleh
i n i sangat
diproduksi jauh
baterai
khas,
seperti
yang p a s u n t u k d i g u n a k a n a d a l a h model 675
bahan
namun
cukup
i n i berbentuk
dapat
i n i tidak
menempel
pada
efektif
karena
permukaan
yang
disolder. b) Menempelkan k a b e l pada permukaan
depan
dan b e l a k a n g b a t e r a i
juga t i d a k menyelesaikan masalah karena s e l a l u 25
c) Teknik
penyemenan
secara
ekonomi.
dapat
Dengan
berhasil, demikian,
namun alat
lepas.
tidak
peraga
efisien
i n i hanya
memungkinkan u n t u k d i p r o d u k s i d a l a m j u m l a h y a n g b a n y a k . 2. Kawat
nikel
harganya 30
yang
digunakan
relatif
lebih
elektroda lainnya, 3. Hand
warmer
mahal
35
alat
untuk
terukur
bahan
terdahulu
biasanya
digunakan
i n i tidak
lazim
i n i juga
mengetahui
dengan
satu
dibandingkan
I n d o n e s i a t i d a k m e m i l i k i musim d i n g i n 4. P e n e l i t i a n
salah
elektroda
dengan
bahan
musim
salju,
s e p e r t i s e n g dan k a r b o n .
yang
ketersediaan
sebagai
alat
berapa sensor
pada
d i Indonesia
karena d i
(salju).
t i d a k melakukan konsentrasi sederhana,
u j i kuantitatif
oksigen
yang
melainkan
dapat hanya
_
5
melakukan
u j i kualitatif
pengurangan warmer
5
o k s i g e n yang
b a r u yang praktis
untuk
dapat
seng. dan
tersebut
tidak
yang
mudah
diperoleh
dari
pasta
diperoleh.
dapat
dibentuk sesuai
dengan
ukuran
yang
lebih
dapat
dari
udara
luar.
divariasikan
akan
dilakukan
pula
memproduksi malam
s e l sensor
beda
konsentrasi kalibrasi.
(%
hari).
dihubungkan
potensial
yang
atau
Untuk
dapat
analisa
kuantitatif
oksigen
dengan
variasi
demikian
dapat
diketahui
gas
oksigen
grafiknya
dan
campuran Sel
wadah
cara
sel
sehingga
kalibrasi
sensor
agar
yang
tanaman
pula
terntentu
oleh
dikonversikan
maka
sebaliknya
jika
kurva
konsentrasi
ke
menggunakan
yang
satuan
teknik
kurva
sebelumnya
mengalirkan
terkontrol.
potensial dapat
kemudian
dalam
kalibrasi, dengan
tanaman
hari,
v o l t m e t e r yang
dapat
oksigen
sederhana,
dengan
akan
sehingga mika
mendeteksi
beda
bentonit
Bahan
Untuk
konsentrasi
logam
elektrokimia
diinginkan.
begitu
dilakukan
nilai
dan
s e r b u k Na2SC>3 d i s e k i t a r s e l
dengan
membuat
dapat
tertentu, kurva
terbaca
ppm)
i n i adalah
( d i l a k u k a n pada s i a n g
oksigen,
Elektroda
bekas
diproduksi/dikonsumsi
percobaan
diajukan
i t u , konsentrasi
berbagai
lebih
sebagai
yang
d a s a r mika
dengan memasukan j e n i s
dapat
waktu
pada
oksigen,
sebagai
Sementara
dengan
oksigan
tergantung d a r i tanaman
yang
a d a l a h dengan m e n a b u r k a n
a t a u dapat
sehingga
nilai
dipersiapkan
serta
sederhana
kotak berbahan
besar
inovasi
pendeteksi oksigen
baterai
digunakan untuk
suatu
diperoleh.
sebuah
sensor,
35
sederhana
oksigen
sulit
paten
pada
diantaranya
30
Pada
hand
sederhana
u j i kuantitatif
sensor
elektrolitnya
dirakit
terpisah
25
dapat
peraga
penyediaannya
data
peraga
sel
alat
oleh
voltmeter.
a d a , maka d i p e r l u k a n
bahan-bahan
yang
yang
dari
kecenderungan
terserap
t a m p i l a n pada
kalibrasi.
alat
pada
Sedangkan KOH
kurva
suatu
digunakan karbon
telah
adanya
karena
kelemahan
menyediakan
membuat
menggunakan
batang
20
oksigen
l e b i h memudahkan d a l a m
i n i , dirancang
yang
15
dapat serta
dengan
melihat
yang dapat t e r d e t e k s i d a r i
pendeteksi
10
konsentrasi
Berdasarkan berbagai
acuan
untuk
pada
diperoleh
d i b u a t dan
m e n d e t e k s i o k s i g e n dengan k o n s e n t r a s i y a n g t i d a k
gas
Dengan
konsentrasi persamaan
digunakan diketahui.
untuk
6
Alat tentang
peraga
i n i dapat
prinsip
elektrokimia
perguruan t i n g g i . serta 5
digunakan baik
Desain a l a t
dilengkapi
sehari-hari,
menghirup
dan
yakni
mengeluarkan
menjelaskan
pada
tingkat
materi
SMA
maupun
p e r a g a i n i d i b u a t dengan s e d e r h a n a
dengan c o n t o h
kehidupan
dalam
aplikasi proses
yang
biasa
pernafasan
oksigen,
sehingga
terjadi
pada
tumbuhan
yang
dapat
dipahami
dengan l e b i h mudah.
Uraian Singkat 10
15
Obyek
Invensi
yang
dapat
digunakan
yang
digunakan
dihasilkan dalam
menunjukan
sebagai
keberadaan
gas
dijelaskan
dengan
invensi
oksigen
i n i adalah alat
penerapan
sensor (02) .
sederhana
Prinsip
menggunakan
alat
peraga
yang
elektrokimia
untuk
mendeteksi
elektrokimia
yang
dapat
i n i adalah
reaksi
elektrokimia : 2Zn + 0 2 + 2H 2 0 -> 2 Z n 2 +
Metode p e r a k i t a n pembuatan 20
prinsip
peraga
pasta
alat
peraga
elektrolit
rangkaian s e l elektrokimia
+ 40H"
i n i meliputi
campuran
dua t a h a p ,
bentonit-KOH
d a r i bahan mika
yakni
dan pembuatan
untuk a p l i k a s i
sensor
gas 0 2 s e d e r h a n a . Alat sel
i n i dapat
elektrokimia
Perubahan 25
d i g u n a k a n u n t u k memperagakan kemampuan s u a t u dalam
konsentrasi
mendeteksi gas
keberadaan
oksigen
d i t u n j u k k a n dengan a d a n y a p e r u b a h a n
oleh
beda
gas
alat
oksigen.
peraga
i n i
potensial.
U r a i a n S i n g k a t Gambar Untuk
lebih
memperjelas
gambar yang m e n y e r t a k a n 30
inti
invensi
i n i , maka
gambar-
diharapkan dapat
l e b i h mempermudah u n t u k
merupakan
sketsa
memahaminya. Gambar
l a adalah
suatu
pandangan
d a r i r a n g k a i a n a l a t peraga s e n s o r gas 0 2 menurut i n v e n s i Gambar
l b a d a l a h merupakan
suatu
sketsa
pandangan
r a n g k a i a n a l a t p e r a g a s e n s o r g a s 0 2 m e n u r u t gambar l a ;
depan
ini; samping
7
Gambar 2a
a d a l a h merupakan s u a t u p a n d a n g a n p e r s p e k t i f
d a r i rangkaian a l a t peraga Gambar
2b
samping d a r i 5
adalah
s e n s o r gas 0 2 m e n u r u t i n v e n s i i n i ; merupakan
rangkaian
alat
peraga
suatu
pandangan
sensor
gas
02
perspektif
menurut
gambar
2a; Gambar 3a
adalah
merupakan
d a r i rangkaian a l a t peraga
s u a t u pandangan
perspektif
oksigen sederhana
oksigen
peraga
sensor
penemuan s e b e l u m n y a m e n g e n a i a l a t
peraga
menurut i n v e n s i i n i ;
Adapun gambar d a r i sensor
atas
s e n s o r gas 0 2 m e n u r u t i n v e n s i i n i ;
Gambar 4a a d a l a h gambar r a n g k a i a n t e k n i k a l a t 10
depan
sederhana
oleh
tim
Custom
Sensor
Solution,
Inc.
S e b a g a i m a n a t e r l a m p i r pada Gambar 5 a .
Uraian 15
Lengkap I n v e n s i
Pada d a s a r n y a reaksi
prinsip
kerja
sensor
elektrokimia biasa,
yaitu
terjadi
r e d u k s i pada k a t o d a . sedangkan
reaksi
Keuntungan 20
berongga
Data multimeter
oksigen
oksigen
pada
saat
dapat ion
yang
belum yang
data
eksperimen
penyerap
oksigen,
respon
karbon. elektrolit
dan
memiliki
montmorilonit
bergerak
OH"
yang
yang
melalui
rongga-
disertai
dengan
termonitor
yang
dilakukan
dengan
sehingga
bahwa
yang
hanya
diketahui
dapat
s e l sensor
mengenai
karena
dengan belum
nilai
terlihat waktu
konsentrasi i n i . Namun konsentrasi
analisis
mengalirkan sepenuhnya
pada
menggunakan
bertambahnya
dengan r a n g k a i a n
dibuat
terekam
pengurangan
ditampilkan hasilnya
dapat
yang
seiring
kuantitatif
dapat
konsentrasi
penelitian
arus
mengindikasikan
analisis
kalibrasi dengan
b e r i k u t merupakan
dapat
demikian,
OH"
Pergerakan
penurunan
eksperimen
ion
pasta
berongga
Struktur
dan
e l e k t r o n menyebabkan t e r j a d i n y a a r u s .
sebagai
hanyalah
30
(mengembang).
pada anoda
elektroda
sebagai
struktur
dengan
pada e l e k t r o d a s e n g
pada
bentonit
i n i sama
oksidasi
terjadi
terjadi
memiliki
swelling
tersebut.
pergerakan
Na 2 S03
karena
memungkinkan
rongga
25
reduksi
menggunakan
diantaranya kemampuan
Reaksi oksidasi
oksigen
kurva oksigen
dilakukan.
8
Data
yang
Sensor
diperoleh
Solution,
dari
penelitian
sebelumnya
(tim
Custom
Inc.). 20a
—
,
15- -
<
g c I
10-
O
20
40
60 Time (minutes)
100
120
Kurva perubahan a r u s selama s e l a n g waktu t e r t e n t u b e r d a s a r k a n p e r c o b a a n pada a l a t p e r a g a s e n s o r y a n g
Berbeda elektroda karbon 10
adalah
dengan
yang
dari
digunakan
baterai
pasta
penemuan
sebelumnya,
terbuat
bekas,
sedangkan
bentonit-KOH.
Cara
komponen d a p a t d i j e l a s k a n s e b a g a i Logam
seng
oksidasi.
Pasta
berfungsi
15
OH" d a n Z n 2 + . dihubungkan berada
20
pada
suatu
pasta
elektrolit
dengan
multimeter
yang
antara
terjadi
reaksi
pada
pada
reaksi anoda,
yang
digunakan
fungsi
yang
sebagai
setiap
mengalami
elektrolit
dalam
s e l sensor
multimeter terjadi
sebagaimana
yang
voltase
merupakan pada
keduanya
bentonit-KOH,
tersebut
nilai
yang
h a l i n i ion-ion
s e n g pada
campuran
elektroda
yang
dan b a t a n g
u j u n g b a t a n g karbon yang
akan menunjukan
terbaca
elektroda
u j u n g logam
satu
masing-masing
yang
satu
seng
serta
bermuatan,
salah
lain
voltase
salah
penemuan i n i
berikut;
dengan
ujung
potensial
25
Ketika
plat
elektrolit
berfungsi
kimia
pada
kerja
sebagai
bentonit-KOH
dapat m e n g a l i r k a n m a t e r i
dari
terdahulu.
dihubungkan
tertentu. nilai
pada
Nilai
perbedaan
k a t o d a dengan
dituliskan
maka
reaksi
persamaan
berikut:
Anoda
: 2Zn -> 2 Z n 2 + + 4e"
E° = -0,76 V
Katoda
: 0 2 + 2H 2 0 + 4e" -> 40H"
E° = +0,4 V
2Zn + 0 2 + 2H 2 0 -> 2 Z n 2 + + 40H
Eusei
= +1,16 V
It
9
Mengacu p a d a p e r s a m a a n
N e r s t , maka p o t e n s i a l
s e l pada r e a k s i
yang t e r j a d i pada s e l s e n s o r d a p a t d i r u m u s k a n s e b a g a i b e r i k u t : Esei = C
Pada p e r s a m a a n konsentrasi 5
10
semula
tambahan
oksigen
Esei
menjadi
akan
dapat
nilai
(RT/nF)\og
Nerst tersebut
berada dari
lebih
udara
besar.
dihasilkan
y ) dengan potensial
akan
tetap
kurva
juga
perubahan
luar,
Dengan
perubahan
beda
potensial
nilai
akan
antara
secara
plot
oksigen
dengan
Dengan
adanya
menyebabkan
d e m i k i a n , maka
konsentrasi
bahwa
setimbang.
maka
linier
sebanding
[a0H-]
[02]
kondisi
kurva
plot
hambatan y a n g linier
pada
[aZn2+].
dapat t e r l i h a t
0 2 akan mengakibatkan
s e l yang
(sumbu
"
teoritis
potensial s e l
(sumbu
nilai
nilai
x) .
arus
Mengingat
untuk
nilai
( s e b a g a i m a n a pada rumus d i bawah i n i ) , maka akan
dengan p l o t k o n s e n t r a s i
terbentuk antara
plot
arus
(sumbu y )
o k s i g e n (sumbu x ) . V=I. R
15
V = beda p o t e n s i a l I = Arus R = Hambatan
KliA)
20
0.0008 y = 0.000066x-0.000382 R 2 = 0.938553
0.0007 0.0006
•
17
0.0005 0.0004 0.0003
25
0.0002 0.0001 0 10
0 30
Kurva k a l i b r a s i
Untuk beda
persamaan
20
s e n s o r o k s i g e n sederhana menurut i n v e n s i i n i
analisa kualitatif,
potensial)
[02} {%)
—, 15
dengan
linieritas
waktu
tertentu.
polt juga
antara
arus
dapat
Perubahan
(atau
bisa
digambarkan
nilai
arus
juga
dengan
(atau
beda
10
potensial)
akan
Jika
terjadi
maka
kurva
positif
s e b a n d i n g dengan
penambahan yang
(gambar
terkonsumsi
selama
memiliki n i l a i
oksigen
terbentuk a) .
perubahan
akan
Begitu
selang
selama
k o n s e n t r a s i oksigen.
selang
memiliki
pula
waktu
waktu
nilai
sebaliknya, terntentu,
tertentu,
gradien jika
maka
yang
oksigen
kurva
akan
g r a d i e n yang n e g a t i f (gambar b ) .
I
I
10
t
t (b)
(a)
15
Grafik oksigen selama
b e r i k u t merupakan rakitan rentang
dilakukan
hasil
u j i coba
kualitatif
untuk mendeteksi pengurangan waktu
dengan
420 d e t i k . cara
Pengurangan
mengencerkan
s e l sensor
k o n s e n t r a s i oksigen k o n s e n t r a s i oksigen
gas
oksigen
dengan
menggunakan g a s n i t r o g e n . 20
grafik arus vs waktu
KuA) 0.0014 0.0012 0.001
25
0.0008 0.0006 0.0004
30
0.0002 0 0
35
100
200
300
400
500
t(s)
Kurva perubahan a r u s selama s e l a n g waktu t e r t e n t u berdasarkan p e r c o b a a n pada a l a t p e r a g a s e n s o r m e n u r u t i n v e n s i i n i .
11
aim-Klaim Suatu
rangkaian
alat
peraga
b e r b a s i s e l e k t r o k i m i a menurut
sensor
gas
oksigen
invensi i n i , t e r d i r i
-
Batang karbon bekas
-
Logam s e n g b e r b e n t u k p l a t t i p i s dengan u k u r a n ,
-
P a s t a campuran
-
R e s i s t o r 49
-
Wadah r a n g k a i a n
sederhana atas:
baterai,
bentonit-KOH,
ohm, s e l s e n s o r yang t e r b u a t
dari
mika berbentuk
balok tanpa tutup. - Multimeter Alat
peraga
sensor
gas
k l a i m 1 , d i b u a t dengan
02
sebagaimana
yang
dijelaskan
langkah-langkah berikut:
a) Membuat p a s t a b e n t o n i t - K O H s e b a g a i e l e k t r o l i t , • Mencampurkan
bentonit
ditambahkan dalam
cairan
wadah/lumpang
batang
pengaduk
berwarna ketika
cokelat.
a l u dengan
cara
homogen pasta
sel
sensor
tinggi • Pada
tutup 7
dengan
membentuk
pasta
sudah
terbentuk
adalah
campuran
dengan
sederhana
kadar
gigi). pendeteksi
gas
dengan
tebal
0,5
cm d i b e n t u k b a l o k
u k u r a n p a n j a n g 5 cm,
lebar
5 cm,
dan
cm.
kedua
buah
dinding
lubang
sedemikian
rupa
samping
yang
masing-masing
sehingga
dapat
bagian a t a s .
diletakan
elektrolit
yang
dimasukan dengan
ke
dipreparasi
dalam
elektroda
kotak
buah
batang
karbon
penyangga
tidak
pada
mika
sedemikian
kedua e l e k t r o d a t e r t u t u p i o l e h p a s t a
dua
lubang
lem a g a r e l e k t r o l i t sudah
berhadapan
logam s e n g pada l u b a n g
Setelah elektroda terpasang,
e l e k t r o d a d i t u t u p dengan
dihubungkan
saling
sebanyak
pada l u b a n g b a g i a n bawah s e r t a p l a t
kemudian
mengaduk-aduk
di
cara:
dibuatkan
• Pasta
kemudian
dilakukan
(berbentuk s e p e r t i p a s t a
rangkaian
cara:
dan
membentuk
• P l a s t i k m i k a t r a n s p a r a n dengan tanpa
KOH
Pencampuran
sudah
dengan
padatan
terpenten.
Ciri-ciri
pengadukan
o k s i g e n , dengan
dengan
sampai
c a i r a n yang rendah b) Membuat
pada
keluar.
klaim yang
rupa
elektrolit.
l.a
sudah
sehingga
12
• Ujung
masing-masing
elektroda
dihubungkan
v o l t m e t e r / m u l t i m e t e r menggunakan p e n j e p i t • Antara
kedua
voltmenter untuk
kawat
yang
buaya.
dihubungkan
elektroda
d i p a s a n g t a h a n a n s e b e s a r 49 ohm yang
membuat
hubungan
pendek
dengan
dan
dengan
ditujukan
menurunkan
beda
potensial dari s e l . • B a l o k mika yang lebar
10 cm,
rangkaian
lebih
dan t i n g g i
s e l sensor
bawah b a l o k m i k a karet
besar,
dengan
15 cm
yang
dengan
u k u r a n p a n j a n g 20 cm,
digunakan
sudah
dibuat.
aliran
menutupi
Antara
bagian
dilengkapi
dengan
udara d a r i
dan ke
bagian atasnya
u n t u k mencegah t e r j a d i n y a
untuk
dalam r a n g k a i a n s e l s e n s o r . •
Pada
balok mika
buah
lubang
yang
dengan
tutup
karet
sampel
oksigen.
lebih
besar
diameter
sebagai
1
saluran
elektrokimia
karena
cm
yang
dibuatkan disertai
keluar/masuk
Metode u n t u k memperagakan t e r j a d i n y a sel
tersebut
pengaruh
perubahan
perubahan
keadaan
besar), b. Dalam
s e lditutup
dialirkan
variasi
laju
keadaan
besar),
gas 0 2
alir
yang
s e lditutup
ditaburkan
berfungsi
berikut:
I I (yang
lebih
oleh b a l o k mika
I I (yang
lebih
dan N 2
secara
dikontrol
bersamaan dengan
untuk
Na2S03
menyerap
oleh b a l o k mika di sekitar oksigen
d. D i m a s u k a n
tanaman
o k s i g e n o l e h tanaman potensial.
flowmeter
bervariasi. I I (yang
sehingga
sehingga
konsumsi
dapat t e r d e t e k s i
lebih Na2S03
pengurangan
multimeter.
ke d a l a m b a l o k m i k a I I b e r s a m a a n
s e l sensor
dengan
s e l sensor.
k o n s e n t r a s i o k s i g e n dapat t e r d e t e k s i pada
adanya
gas
oleh b a l o k mika
sehingga k o n s e n t r a s i oksigen dapat d i b u a t c. Dalam
potensial
d i a l i r k a n g a s N2.
keadaan
besar),
s e lditutup
maupun
konsentrasi
oksigen d i udara dilakukan langkah-langkah p i l i h a n a. Dalam
dengan
udara
beda
tiga
ataupun
dengan
produksi
s e b a g a i r e s p o n beda
13
Abstrak
ALAT PERAGA SENSOR GAS 0 2 BERBASIS 5
Invensi
i n i berhubungan
berupa
sensor
gas
elektrokimia.
10
Desain
t i m Custom
terdahulu,
larutan
oleh
s e l sensor yang
alkali,
Mangan O k s i d a ini,
Sementara
kawat
yang nikel
seng,
batang
karbon.
Kelebihan
yang
oksigen.
bukan
fluida
sehingga l e b i h
terjadinya
dihasilkan Pengujian
namun m a s i h
praktis
karena
adanya
kuantitatif
variasi
sensor.
Respon
s e l sensor d i d e t e k s i
kalibrasi, gas
02
yang
beda
%.
dengan
berbagai
Na2S03
di
potensial
Sementara teknik,
sekitar
sensor
beda
sebagai
terdapat
ke d a l a m s e l
menjadi
Pengurangan
o k s i g e n y a n g b e r e a k s i dengan
pengurangan
nilai
metode
dilakukan
menaburkan kotak
serbuk tertutup.
Na2S03 dimonitor
beda p o t e n s i a l a t a u p u n p e n g u r a n g a n
nilai
konsentrasi
kualitatif
pada
gas
mengalirkan
Dengan m e n e r a p k a n
dengan
maupun
konsentrasi
dalam bentuk perubahan
diantaranya
daya
Alat i n i
potensial
dengan
dikonversi
karena
memiliki
terkontrol
i t u , analisa
yang
digunakan
penggunaan.
perubahan
menggunakan v o l t m e t e r .
nilai
dalam
konsentrasi
Pada
s e l sensor
tetap
dilakukan
dengan
potensial
dalam
perubahan
anoda
bentonit-KOH
yang
oksigen
beda
elektrolit.
memudahkan penggunaan
memperagakan
arus
menggunakan
lebih
konduktifitas
k a r b o n dan
sendiri
pada
pasta
logam
dikembangkan
adalah
pasta
Pada s e l
yang
sebagai
sedangkan
penggunaan
kecil
adalah
dilapisi
rakitan
logam
dapat
yang
merupakan
digunakan
baterai
digunakan
s e l sensor
katoda
desain
yang digunakan a d a l a h
i t u , pada
bentonit-KOH
I n c . Pada
pendengaran.
fabrikan
katoda
merupakan
s e d e r h a n a sebelumnya
memanfaatkan bantu
prinsip
i n i
dengan alat
pendidikan
menerapkan
Solution,
pasta
elektrolit
yang
Sensor
baterai
adalah
peraga
sederhana
berbasis
wujud
30
pada
pada
s e l elektrokimia
material
sensor
dibuat
sedangkan
anodanya
alat
s e l sensor oksigen
digunakan
elektrolit
seng s e r t a
25
sel
yang
dibuat
suatu
sederhana
desain
tersebut,
20
oksigen
pengembangan d a r i
fabrikan
15
dengan
ELEKTROKIMA
nilai
sebagai arus.
2
Keterangan Gambar: 1. Bak Mika 2. Pasta Bentonit-KOH sebagai elektrolit 3. Elkroda Karbon 4. Elektroda Zn 5. Resistor 49 Ohm 6. Voltmeter 0-200 \i A
Gambar 1 . S k e t s a pandangan depan d a r i
rangkaian a l a t peraga
sensor
gas 0 2 m e n u r u t i n v e n s i i n i .
01
* 4
1. 2. 3. 4. 5.
L u b a n g untuk elektroda Zn L u b a n g untuk elektroda karbon Elektroda Zn Elektroda karbon P a s t a bentonit-KOH
Gambar 2. B a g i a n - b a g i a n a l a t p e r a g a s e n s o r g a s 0 2 .
1. Saluran masuk g a s / inlet 2. Saluran keluar g a s / outlet 3. Lubang kabel penghubung 4. Alas alat peraga 5. Karet pelapis
•
Gambar 3. Pandangan p e r s p e k t i f
depan d a r i
rangkaian a l a t
s e n s o r g a s 0? m e n u r u t i n v e n s i i n i .
peraga
Komponen-komponen diantaranya
utama
yang
pada
alat
peraga i n i ,
adalah:
1.
Batang karbon bekas
baterai,
2.
Logam s e n g b e r b e n t u k p l a t t i p i s dengan u k u r a n ,
3.
P a s t a campuran b e n t o n i t - K O H ,
4.
Resistor
5.
Wadah
49 ohm,
rangkaian
s e l sensor
balok tanpa tutup. 6.
Multimeter
7.
F l o w m e t e r 100 mL/menit
8.
Serbuk
9.
Tabung g a s o k s i g e n
Na2S03
10. Tabung N i t r o g e n
•
terdapat
yang
terbuat
dari
mika
berbentuk
Voltmeter Hand warmer Sensor
Sample bag sealed with tape
Gambar 5. Penemuan s e b e l u m n y a mengenai a l a t p e r a g a s e n s o r sederhana
o l e h t i m Custom
Sensor
Solution, Inc.
Pada penemuan t e r d a h u l u , b a h a n - b a h a n y a n g d i g u n a k a n adalah sebagai
oksigen
diantaranya
berikut:
1.
Baterai alat
pendengaran type
2.
Keystone
type
diameter
12 mm
501 b a t t e r y
675 ( R a d i o holder
shack)
untuk
ukuran
tebal
5
mm,
(Newark E l e c t r o n i c s P/N 9 5 F 3 2 8 5 )
18 - 25 ohm, M. w a t t .
3.
Resistor,
4.
Papan r a n g k a i a n e l e k t r o n i k a / P r i n t e d
5.
Voltmeter
6.
Stopwatch
7.
Plastik
8.
Hand
9.
Solder
10.
Selotip transparan
Circuit
B o a r d (PCB)
y a n g mampu mengukur s a m p a i s a t u a n
10 m i l i v o l t
vakum
warmer
Draf patent ini telah diterima Sdr. Emil Miraj untuk kepentingan penelusuran patent sesuai perjanjian tgl ...l.^.Januari 2012.
i
