1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Membran merupakan

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Membran merupakan suatu lapisan tipis yang berfungsi sebagai pembatas yang
memisahkan dua larutan. Membran dapat bersifat selektif yaitu menahan atau
melewatkan salah satu komponen dari komponen lainnya. Berdasarkan sifat-sifat
selektivitas tersebut, membran dapat dibedakan menjadi tiga yaitu membran permeable,
semipermeable, dan impermeable. Membran permeable adalah membran yang dapat
dilewati oleh semua zat atau komponen dari larutan yang dipisahkan. Membran
semipermeable adalah membran yang hanya dapat dilewati oleh zat atau komponenkomponen tertentu saja. Sedangkan membran impermeable adalah membran yang tidak
bisa dilewati oleh zat atau komponen apapun, sehingga membran ini hanya berfungsi
sebagai pembatas saja bukan sebagai alat transport.
Pada saat ini penggunaan membran telah berkembang pesat, diantaranya
membran digunakan sebagai filter untuk penjernih air minum, pemisahan gas, pengikat
ion-ion logam berbahaya dalam limbah industri seperti Cr, Ni, Cu, Pb, Hg, Cd dan
pemisahan larutan. Pada teknologi pemisahan larutan, membran yang digunakan adalah
membran penukar ion (ion exchange). Membran penukar ion adalah membran
bermuatan yang dapat menukarkan ion-ion tertentu dari larutan yang dipisahkan.
Membran ini dapat dikelompokkan menjadi membran penukar kation atau ion positif
(Cation Exchange Membrane (CEM)) dan membran penukar anion atau ion negatif
(Anion Exchange Membrane (AEM)).
Suatu membran yang ideal harus bersifat efektif dan efisien, yaitu memiliki
kemampuan pemisahan tinggi dan dapat menyaring zat atau komponen tertentu dari
larutan dengan cepat. Karakteristik membran dapat dilihat dari sifat mekanik, termal
dan listriknya. Sifat kelistrikan dapat dilihat dengan melakukan pengukuran arus listrik
dan beda tegangan (voltage) pada membran. Besarnya arus dipengaruhi oleh besarnya
beda tegangan yang diberikan dan beda konsentrasi pembawa muatan. Secara umum
diketahui bahwa timbulnya beda tegangan membran adalah akibat adanya perbedaan
konsentrasi antara dua larutan elektrolit yang dipisahkan oleh membran tersebut.
1
2
Semakin besar beda konsentrasi pembawa muatan dan beda tegangan maka semakin
besar pula arus yang mengalir pada membran (Mahaningsih, 2011).
Salah satu karakteristik arus-tegangan membran khususnya membran polisulfon
telah dilaporkan oleh Juansah pada tahun 2002. Nilai konduktansi membran polisulfon
bertambah seiring dengan bertambahnya frekuensi, temperatur, dan konsentrasi larutan
elektrolit CaCl2 dan KCl. Hal ini juga didukung oleh penelitian yang dilakukan Hariyani
pada tahun 2013, yang melaporkan bahwa semakin besar beda konsentrasi, valensi ion
larutan, serta temperatur larutan elektrolit, maka rapat arus difusi ion pada membran
kitosan 2% semakin meningkat. Penelitian serupa juga telah dilakukan oleh Puspita
(2014), yang melaporkan bahwa rapat arus difusi ion meningkat seiring dengan
bertambah besarnya perbandingan konsentrasi larutan, jumlah matrik pembentuk
membran (1%, 2%, 3%, dan 4%), dan valensi ion larutan elektrolit.
Saat ini telah banyak dikembangkan membran dari polimer alam (biopolimer)
karena polimer alam lebih ramah lingkungan dan dapat terdegradasi secara biologis.
Salah satu membran organik yang merupakan membran biopolimer adalah membran
kitosan. Kitosan adalah biopolimer yang diperoleh dari deasetilasi kitin, dimana gugus
asetil pada kitin oleh hidrogen diubah menjadi gugus amino dengan penambahan larutan
basa kuat berkonsentrasi tinggi (Sanusi, 2004). Kitin adalah biopolimer terbesar kedua
yang terdapat di alam setelah selulosa, yang banyak terdapat pada kulit cangkang
binatang Mollusca (seperti cumi-cumi), crustaceae (seperti udang, lobster, dan
kepiting), dan insect (seperti belalang).
Kitosan telah banyak dikembangkan dan diteliti sebagai membran mikrofiltrasi,
ultrafiltrasi, elektrodialisis, dan hemodialisa karena kitosan mudah didapat, prosedur
isolasinya mudah, tidak beracun, dan tidak membahayakan. Namun membran kitosan
memiliki kelemahan yaitu sensitif terhadap radiasi ultraviolet (UV). Apabila terpapar
radiasi UV, membran akan mengalami degradasi meliputi degradasi cincin glukosamin,
kehilangan kekuatan pada titik sensitif struktur rantai, perubahan warna atau memudar
dan pemutusan rantai. Jika proses degradasi tersebut terus berlangsung maka dapat
menimbulkan kerusakan membran secara keseluruhan (Primanti, 2012). Hal ini juga
didukung oleh penelitian yang dilakukan (Erika Winasri, 2013), yang melaporkan
bahwa paparan radiasi UV khususnya UV-C menyebabkan perubahan struktur kimia
membran, sifat fisik dan sifat listriknya.
3
Berdasarkan latar belakang tersebut di atas, maka pada penelitian ini akan
diteliti lebih lanjut mengenai efek radiasi UV-C terhadap karakteristik transport ion
yang dalam hal ini adalah rapat arus difusi ion dari membran kitosan yang berasal dari
kulit udang. Karakteristik transport ion akan diteliti pada beberapa membran kitosan,
yang dibuat dengan variasi rasio matrik dan pelarutnya. Hal ini penting untuk diteliti
karena rasio jumlah matrik terhadap larutan sangat mempengaruhi karakteristik
membran yang dibuat, diantaranya semakin banyak jumlah matrik maka membran yang
dihasilkan akan semakin padat dan tebal. Sehingga penting kiranya diselidiki apakah
paparan
radiasi
UV-C
terhadap
membran-membran
tersebut
mempengaruhi
karakteristik transport ionnya.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan pada penilitian ini adalah bagaimanakah efek paparan radiasi
UV-C terhadap rapat arus difusi ion pada membran kitosan?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Membran yang digunakan adalah membran kitosan 1%, 2%, 3%, dan 4%.
2. Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan NaCl.
3. Radiasi UV-C yang digunakan adalah dari lampu UV-C Sankyo Denki G20T10
dengan daya 20 W.
4. Variasi waktu paparan adalah 0, 5, 15, 30, dan 60 menit.
5. Variasi konsentrasi larutan di ruang 1 dan 2 (C1 dan C2) yang digunakan adalah:
− 0,1 mM : 0,1 mM
− 1 mM : 0,1 mM
− 10 mM : 0,1 mM
− 100 mM : 0,1 mM
− 1000 mM : 0,1 mM
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi tentang efek paparan
radiasi UV-C terhadap karakteristik rapat arus difusi ion dari membran kitosan.
4
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini adalah
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan skripsi.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisikan tentang teori-teori yang menunjang dalam penyelesaian
permasalahan yang sudah dirumuskan.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini menguraikan tentang waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan
yang digunakan, serta langkah kerja dalam pelaksanaan eksperimen.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan tentang hasil penelitian dan pembahasannya.
BAB V PENUTUP
Bab ini menguraikan tentang kesimpulan dari hasil penelitian serta saran
yang membangun agar bisa lebih baik untuk ke depannya.
1.6 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan tentang
pengaruh paparan radiasi UV-C terhadap rapat arus difusi ion pada membran
biopolimer kitosan. Dengan demikian dapat dipahami bagaimana efek lingkungan
seperti radiasi UV-C terhadap karakteristik transport ion membran kitosan. Ini
merupakan suatu hal penting yang harus diperhatikan, apabila kita menggunakan
membran kitosan tersebut pada lingkungan yang terpapar radiasi UV-C.