BAB III Data dan Metode

Monsanto oleh The MW Kellog Company
menandai
digunakannya
kompresor
sentrifugal yang terintegrasi penuh dengan
sistem utilitas. Inovasi ini adalah batu
loncatan ke arah pembangunan pabrik-pabrik
amonia
terintegrasi
berskala
besar
(berkapasitas 907 – 1500 ton per hari) yang
dibangun pada tahun 1970.
Amonia yang digunakan secara komersial
dinamakan amonia anhidrat. Istilah ini
menunjukkan tidak adanya air pada bahan
tersebut. Karena amonia mendidih di suhu -33
°C, cairan amonia harus disimpan dalam
tekanan tinggi atau temperatur amat rendah.
Walaupun begitu, kalor penguapannya amat
tinggi sehingga dapat ditangani dengan tabung
reaksi biasa di dalam sungkup asap. "Amonia
rumah" atau amonium hidroksida adalah
larutan NH3 dalam air. Konsentrasi larutan
tersebut diukur dalam satuan baumé. Produk
larutan komersial amonia berkonsentrasi
tinggi biasanya memiliki konsentrasi 26
derajat baumé (sekitar 30 persen berat amonia
pada 15.5 °C). Amonia yang berada di rumah
biasanya memiliki konsentrasi 5 hingga 10
persen berat amonia [17].
Gambar 3 Struktur NH3.
C. Sensor Gas Amonia (NH3)
Sensor adalah suatu piranti yang
mengubah besaran (isyarat/energi) fisik
menjadi besaran fisik lain, dalam hal ini
pengubahan ke dalam bentuk besaran elektrik.
Sensor gas amonia dapat digunakan dalam
bermacam-macam aplikasi seperti teknologi
pangan, tanaman-tanaman, diagnosa medis
dan untuk perlindungan terhadap kesehatan
lingkungan. Sensor gas amonia bermacammacam, diantaranya sensor gas amonia
dengan menggunakan bahan tembaga
phtalocyanine
(CuPc)
dengan
teknik
pengendapan LB (Langmuir-Blodgett) di atas
mikroelektrode sehingga berbentuk suatu
piranti sensor: jika permukaan endapan film
dari piranti sensor ini dikenai gas amoniak
maka akan terjadi perubahan kekonduksian
listrik terhadap perubahan waktu pengamatan
[18], sensor gas amonia jenis AF, sensor gas
amonia dengan menggunakan endapan MoO3:
jika permukaan endapan film dari piranti
sensor ini dikenai gas amonia maka akan
terjadi perubahan karakteristik kristal dari
MoO3 tersebut. Dalam penelitian ini sensor
gas amonia yang digunakan ialah berbasis
polianilin. Sensor gas sebagian besar bekerja
dengan semakin tinggi konsentrasi gas maka
resistansinya semakin rendah.
D. Sensor Gas Amonia berbasis Polianilin
Sistem sensor polianilin termasuk dalam
bagian sensor semikonduktor, dimana
resistansi semikonduktor dipengaruhi oleh
adanya gas seperti NH3. Dari keempat bentuk
isolatif polianilin yaitu leucomeraldine base
(LB), emeraldine base (EB), nigranilin base
(NB) dan pernigranilin base (PB), yang dapat
dibuat menjadi konduktif ialah hanya bentuk
EB saja. Bentuk EB dapat dibuat konduktif
dengan proses doping asam protonik seperti
HCl. Bentuk EB yang konduktif ini yang akan
digunakan sebagai material sensor yang akan
dideposisikan pada substrat PCB. Sehingga
ketika permukaan pasta polianilin dari piranti
sensor ini dikenai gas amonia maka akan
terjadi perubahan resistansi yaitu semakin
tinggi konsentrasi gas amonia yang mengenai
pasta polianilin tersebut maka resistansinya
akan semakin rendah. Pada sebuah sensor
terdapat
beberapa
parameter
seperti
sensitivitas, range, resolusi, linieritas, dan
response time. Sensitivitas dapat didefinisikan
sebagai
perbandingan perubahan output
sensor terhadap perubahan input, range ialah
nilai maksimum dan minimum dari parameter
yang digunakan yang dapat diukur, resolusi
ialah kemampuan mendeteksi perubahan
kenaikan terkecil dari parameter input yang
dapat dideteksi pada signal output, linieritas
ialah perubahan input yang menyebabkan
perubahan output secara proporsional (linier),
dan response time: sebuah sensor tidak
mengalami perubahan keadaan output dengan
segera ketika sebuah perubahan parameter
input terjadi.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan
Februari 2009 hingga Juli 2009 bertempat di
laboratorium Fisika Material, Departemen
Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Institut Pertanan Bogor.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini
adalah sensor tegangan, sensor tekanan,
tabung reaksi, multimeter, baterai 9 volt,
syringe dan kamar gas. Bahan-bahan yang
digunakan dalam penelitian adalah micro
tape, monomer anilin, HCl, ammonium
peroksidisulfat, aquabides, PCB, FeCl3, NH3.
Metode Penelitian
Pembuatan interdigit
Interdigit digambar pada PCB dengan
menggunakan spidol permanen. Setelah itu,
FeCl3 dilarutkan dalam air panas. Selanjutnya,
PCB tersebut direndam dengan larutan FeCl3
sehingga hanya bagian yang akan menjadi
rangkaian yang tetap mengandung tembaga
pada permukaannya.
Sintesis dan karakterisasi polianilin
Pada penelitian ini pembuatan polianilin
dilakukan dengan membuat dua larutan.
Larutan
pertama
dilakukan
dengan
menambahkan 1ml monomer anilin ke dalam
200 ml aquabides sambil diaduk pada suhu
ruang. Larutan kedua dengan menambahkan 1
gram ammoniumperoksidisulfat ke dalam
larutan HCl 4 M. Kemudian kedua larutan
dicampur sambil diaduk. Reaksi dibiarkan
selama 24 jam. Endapan disaring dengan
kertas saring, kemudian dicuci dengan
aquabides beberapa kali. Dengan cara yang
sama seperti pembuatan polianilin di atas,
polianilin dibuat lagi dengan menggunakan
konsentrasi HCl yang berbeda.
Pembuatan dan pengujian sensor
Pasta polianilin tersebut dideposisikan
pada substrat PCB dengan menggunakan
micro tape pada empat sisi PCB. Setelah itu
lapisan tipis polianilin yang terbentuk pada
substrat PCB dilakukan uji sifat listriknya
dengan memasukkan ke dalam test chamber
kemudian diberikan tegangan dengan
menggunakan baterai 9 volt dan dimasukkan
gas amonia kedalamnya dengan menggunakan
syringe dan mengubah tekanan gas amonia
dengan menggunakan alat ukur berupa sensor
tekanan. Diperoleh respon dinamik sensor
dengan menggunakan sensor tegangan yang
dihubungkan pada sensor PANI. Keluaran
berupa kurva respon dinamik sensor tersebut
dapat dilihat pada sebuah Personal Computer
(PC) yang dihubungkan dari sensor tegangan
dengan menggunakan sebuah interface yaitu
PASCO Science Workshop 750. Berdasarkan
kurva respon dinamik tersebut, dapat
diperoleh kurva tegangan stasioner dengan
tahapan variasi tekanan gas amonia yang
diberikan. Kemudian diperoleh kurva
resistansi stasioner dengan tahapan variasi
tekanan gas amonia yang diberikan
berdasarkan hukum Ohm bahwa V=IR. Dan
setelah itu dapat ditentukan sensitivitas,
linieritas dan response time serta recovery
time dari sensor tersebut.
PCB
Lapisan tipis PANI
PCB yang dilapisi
tembaga
Gambar 4 PCB yang berpola lapisan
tembaga sebagai rangkaian yang
dilapisi polianilin.
Gas NH3
Test chamber
Sensor tegangan
Lapisan tipis polianilin
Gambar 5 Pengujian sifat listrik PANI dalam
kamar gas yang dimasukkan gas
NH3.
PC
Interface
V
RSensor
RL
Baterai 9 volt
Gambar 6 Rangkaian pengujian sifat listrik
PANI