PENGARUH LUAS PENAMPANG ELEKTRODA, JENIS AIR DAN BEDA POTENSIAL TERHADAP PRODUKTIFITAS GAS HIDROGEN DAN OKSIGEN SEBAGAI BAHAN BAKAR KOMPOR

Transkripsi

1 PENGARUH LUAS PENAMPANG ELEKTRODA, JENIS AIR DAN BEDA POTENSIAL TERHADAP PRODUKTIFITAS GAS HIDROGEN DAN OKSIGEN SEBAGAI BAHAN BAKAR KOMPOR SKRIPSI Diajukan untuk Melengkapi dan Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Oleh: ARDY YUSMINATA NIM: INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI PALANGKA RAYA FAKULTAS TARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN JURUSAN PENDIDIKAN MIPA PRODI TADRIS FISIKA TAHUN 1438 H/ 2016 M

2 PERSETUJUAN SKRIPSI Judul : Pengaruh Luas Penampang Elektroda, Jenis Air dan Beda Potensial Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen Sebagai Bahan Bakar Kompor Nama : Ardy Yusminata NIM : Fakultas : Tarbiyah dan Ilmu Keguruan Jurusan : Pendidikan MIPA Program Studi : Pendidikan Fisika Jenjang : Stara 1 (S1) Palangka Raya, 01 November 2016 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Suhartono, M.Pd.Si Sri Fatmawati, M.Pd NIP NIP Mengetahui, Wakil Dekan Bidang Akademik Ketua Jurusan Pendidikan MIPA Dra. Hj. Rodhatul Jennah, M.Pd NIP Sri Fatmawati, M.Pd NIP ii

3 NOTA DINAS Hal : Mohon Diuji Skripsi Saudara Ardy Yusminata Assalamu alaikumwr. Wb. Palangka Raya, 1 November 2016 Kepada Yth. Ketua Jurusan Pendidikan MIPA IAIN Palangka Raya di- Palangka Raya Setelah membaca, memeriksa dan mengadakan perbaikan seperlunya, maka kami berpendapat bahwa skripsi saudara: Nama : Ardy Yusminata NIM : Judul : Pengaruh Luas Penampang Elektroda, Jenis Air dan Beda Potensial Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen Sebagai Bahan Bakar Kompor Sudah dapat diujikan untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan. Demikian atas perhatiannya diucapkan terimakasih. Wassalamu alaikum Wr. Wb. Pembimbing I Pembimbing II Suhartono, M.Pd.Si Sri Fatmawati, M.Pd NIP NIP iii

4 PENGESAHAN Skripsi yang berjudul Pengaruh Luas Penampang Elektroda, Jenis Air dan Beda Potensial Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen Sebagai Bahan Bakar Kompor, Oleh Ardy Yusminata, NIM: telah dimunaqasyahkan pada Tim Munaqasyah Skripsi FTIK Institut Agama Islam Negeri (IAIN) Palangka Raya Pada: Hari Tanggal : Senin : 07 Shafar1438 H 07 November 2016 M Palangka Raya, 07 November 2016 Tim Penguji : 1. Gito Supriadi, M.Pd (... ) Ketua Sidang/ Penguji 2. Santiani, S.Si, M.Pd (... ) Anggota/ Penguji 1 3. Suhartono, M.Pd.Si (... ) Anggota/ Penguji II 4. Sri Fatmawati, M.Pd (... ) Sekretaris/ Penguji Dekan Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya, Drs. Fahmi, M. Pd NIP iv

5 PENGARUH LUAS PENAMPANG ELEKTRODA, JENIS AIR DAN BEDA POTENSIAL TERHADAP PRODUKTIFITAS GAS HIDROGEN DAN OKSIGEN SEBAGAI BAHAN BAKAR KOMPOR ABSTRAKSI Penelitian ini bertujuan untuk : (1) Untuk mengetahui pengaruh luas penampang elektroda terhadap produktifitas gas hidrogen dan oksigen. (2) Untuk mengetahui pengaruh jenis air terhadap produktifitas gas hidrogen dan oksigen. (3) Untuk mengetahui pengaruh beda potensial terhadap produktifitas gas hidrogen dan oksigen. (4) Untuk mengetahui perancangan alat untuk mengasilkan gas hidrogen dan oksigen yang efisien sebagai bahan bakar alternatif. Penelitian ini menggunakan jenis penelitian eksperimen. Alat uji penelitian terdiri dari : tabung elektrolizer, elektroda, power supply, termometer, manometer, dan alat bahan pendukung lainnya seperti katalisator. Sampel yang di uji coba adalah : plat stainles steel dengan ukuran berbeda, tiga jenis air, serta tiga variasi kuat tegangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Luas penampang elektroda berpengaruh terhadap produktifitas gas hidrogen dan oksigen. (2) Jenis air berpengaruh terhadap produktifitas gas hidrogen dan oksigen. (3) Beda potensial listrik berpengaruh terhadap produktifitas gas hidrogen dan oksigen. (4) Gas hidrogen dan oksigen hasil produksi dari elektrolisis mampu digunakan sebagai bahan bakar alternatif kompor. Kata Kunci: Elektrolisis, elektroda, jenis air, tegangan listrik. v

6 THE INFLUENCE OF CROSS-SECTIONAL AREA OF THE ELECTRODE, THE TYPE OF WATER AND POTENTIAL DIFFERENCE TOWARDS THE PRODUCTIVITY OF HYDROGEN AND OXYGEN AS FUEL STOVE ABSTRACTION This research aims to: (1) Know the influence of cross-sectional area of the electrode towards the productivity of hydrogen and oxygen. (2) Find out the influence of the type of water towards the productivity of hydrogen and oxygen. (3) Find out the influence of potential difference towards the productivity of hydrogen and oxygen. (4) Know the design of tools to produce hydrogen and oxygen as efficient fuel alternative. This research uses research experimentation. Design the research tools consists of: elektrolizer, electrodes, power supply tube, thermometers, manometers, and other supporting materials such as catalyst. The samples tested are: stainless steel plate with different sizes, three types of water, and three strong voltage variation. The research result showed that: (1) the cross-sectional area of the electrode affect on productivity of hydrogen and oxygen. (2) different types of water affect on the productivity of hydrogen and oxygen. (3) electrical potential difference influences productivity of hydrogen and oxygen. (4) hydrogen and oxygen produced from electrolysis can be used as an alternative fuel stove. Keywords: Electrolysis, electrodes, type of water, electrical voltage. vi

7 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb Segala puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT sang penguasa alam semesta, yang telah memberikan kehidupan yang penuh rahmat, hidayah dan karunia tak terhingga kepada seluruh makhluk-nya secara umum, dan secara khusus kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Pengaruh Luas Penampang Elektroda, Jenis Air dan Beda Potensial Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen Sebagai Bahan Bakar Kompor sesuai dengan yang diharapkan. Sholawat serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi Besar Muhammad saw, yang telah memberikan jalan bagi umatnya dengan secercah kemuliaan dan kasih sayang serta ilmu pengetahuan yang tiada ternilai untuk menjalani kehidupan yang lebih berkah. Tanpa mengurangi rasa hormat, penulis menyampaikan terimakasih yang tiada terhingga kepada pihak-pihak yang telah berperan demi terwujudnya penulisan skripsi ini. Khususnya kepada: 1. Bapak Dr. Ibnu Elmi As Pelu, SH. MH selaku Rektor Institut Agama Islam Negeri (IAIN) Palangka Raya yang telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian. vii

8 2. Bapak Drs. Fahmi, M.Pd selaku Dekan Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian. 3. Ibu Dra. Hj. Rodhatul Jennah, M.Pd selaku Wakil Dekan Bidang Akademik Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah membantu dalam proses persetujuan dan munaqasah skripsi. 4. Ibu Sri Fatmawati, M.Pd selaku ketua Jurusan Pendidikan MIPA Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya, sekaligus merangkap sebagai Pembimbing II yang telah membantu dalam proses persetujuan dan munaqasah skripsi. 5. Bapak Drs. Asmail Azmy H.B., M.Fil.I selaku Plt. Ketua Prodi Tadris Fisika IAIN Palangka Raya yang telah membantu dalam proses persetujuan dan munaqasah skripsi. 6. Bapak Drs. H. Sardimi M.Ag selaku Dosen Pembimbing Akademik yang selalu meluangkan waktu untuk memberikan nasehat, masukan,dan motivasi dalam menyelesaikan kewajiban akademis. 7. Bapak Suhartono, M.Pd, Si selaku Pembimbing I yang selama ini selalu memberi motivasi dan bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk memberikan pengarahan, bimbingan, dan ilmu sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. 8. Bapak Arif Romadhoni, S.Si selaku Pengelola Laboratorium Fisika Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah berkenan viii

9 memberikan izin peminjaman alat laboratorium untuk melaksanakan penelitian. 9. Bapak Ikhsan ST, selaku instruktur BLK yang telah membantu dalam perakitan alat. 10. Teman-teman seperjuangan Program Studi Tadris Fisika Angkatan 2010 yang selalu memberi doa, berbagi semangat, berbagi pengalaman dan membuat keceriaan selama proses penyelesaian tugas akhir, terima kasih atas kebersamaan yang terjalin selama ini, kalian adalah orang-orang luar biasa yang telah mengisi bagian dari perjalanan hidupku. 11. Semua pihak terkait yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Semoga amal baik yang bapak, ibu dan rekan-rekan berikan mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa masih banyak keterbatasan dan kekurangan dalam skripsi ini serta masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun selalu di harapkan demi kebaikan dan kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Amin Ya Rabbal Alamin. Wassalamu alaikum Wr. Wb Palangka Raya, November 2016 Penulis, ARDY YUSMINATA NIM ix

10 PERNYATAAN ORISINALITAS Bismillaahirrahmaanirrahiim, Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul Pengaruh Luas Penampang Elektroda, Jenis Air dan Beda Potensial Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen Sebagai Bahan Bakar Kompor adalah benar karya saya sendiri dan bukan hasil penjiplakan dari karya orang lain dengan cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan. Jika dikemudian hari ditemukan adanya pelanggaran maka saya siap menanggung resiko atau sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku. Palangka Raya, November 2016 Yang Membuat Pernyataan, ARDY YUSMINATA NIM x

11 MOTTO Berangkatlah kamu baik dalam Keadaan merasa ringan maupun berat, dan berjihadlah kamu dengan harta dan dirimu di jalan Allah. yang demikian itu adalah lebih baik bagimu, jika kamu mengetahui. (Q.S. At-Taubah : 41) Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (6). Maka apabila kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain (7). (Q.S. Al-Insyirah : 6-7) xi

12 PERSEMBAHAN Alhamdulillahirabbil alamin... Akhirnya aku sampai ke titik ini, sepercik keberhasilan yang engkau hadiahkan padaku Ya Rabb... Tak henti-hentinya hamba mengucap syukur padamu Ya Rabb... Serta shalawat dan salam kepada Rasulullah SAW dan para Sahabat yang mulia... Atas ridho Allah, aku persembahkan karya ini kepada : 1. Kedua orang tuaku tercinta, yang selalu memberi do a dan telah berjuang dengan keras untuk mengantarku ke gerbang masa depan yang cerah. 2. Adik-adikku tersayang. 3. Seorang kekasih yang ku harapkan. 4. Teman-teman seperjuangan Tadris Fisika Almamaterku yang terhangat, Tadris Fisika Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan. 6. Institut Agama Islam Negeri (IAIN) Palangka Raya. xii

13 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN SAMPUL... i PERSETUJUAN SKRIPSI... ii NOTA DINAS... iii PENGESAHAN... iv ABSTRAK... v KATA PENGANTAR... vii PERNYATAAN ORISINALITAS... x MOTTO... xi PERSEMBAHAN... xii DAFTAR ISI... xiii DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR LAMPIRAN... xix BAB I PENDAHULUAN xiii

14 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 5 C. Tujuan Penelitian... 5 D. Manfaat Penelitian... 6 E. Batasan Masalah... 6 F. Sistematika Penulisan 7 BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Penelitian Terdahulu... 8 B. Air, Hidrogen dan Oksigen... 9 C. Elektrolisis D. Gas BAB III METODE PENELITIAN A. Bentuk dan Sampel Penelitian B. Lokasi dan Waktu Penelitian C. Alat dan Bahan Penelitian D. Prosedur Penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian B. Pembahasan Tekanan Gas xiv

15 2. Temperatur Gas Jumlah mol Gas Volume Gas Grafik Data Pengamatan Persamaan Regresi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA xv

16 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Alat Pendukung Perancangan Alat Tabel 3.2 Kombinasi Uji Bahan Tabel 4.1 Data Tekanan Gas Tabel 4.2 Data Temperatur Gas Tabel 4.3 Data Volume Gas Tabel 4.4 Konversi Satuan Tekanan Gas Tabel 4.5 Konversi Satuan Temperatur Gas Tabel 4.6 Data Produktifitas Pada Variabel Luas Penampang Tabel 4.7 Analisis regresi luas penampang Tabel 4.8 Persamaan regresi produktifitas gas terhadap luas penampang dengan kuat tegangan sebesar 6 volt Tabel 4.9 Data produktifitas gas pada beda potensial Tabel 4.10 Analisis regresi beda potensial Tabel 4.11 Persamaan regresi produktifitas gas terhada beda potensialdengan menggunakan air aqua Tabel 4.12 Data produktifitas gas pada jenis air Tabel 4.13 Analisis regresi jenis air Tabel 4.14 Persamaan regresi produktifitas gas terhadap jenis air dengan luas penampang 97,5 cm Tabel 4.15 Nilai Y rata-rata xvi

17 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 3.1 Tabung Elektrolizer Gambar 3.2 Elektroda Gambar 3.3 Power Supply Gambar 3.4 NaOH Gambar 3.5 Keran Gas Gambar 3.6 Burner Gambar 3.7 Manometer Gambar 3.8 Multimeter Gambar 3.9 Termometer Gambar 3.10 Flashback Arrestor Gambar 3.11 Prosedur Penelitian Gambar 3.12 Sel Elektroda (merah : katoda, biru : anoda, hitam : konduktor, kuning : isolator) Gambar 3.13 Tabung Elektrolizer Gambar 3.14 Rancangan Alat Uji Penelitian Gambar 3.15 Rancangan Kompor Gambar 4.1 Pengaruh Luas Penampang dan Jenis Air Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen xvii

18 Gambar 4.2 Pengaruh Jenis Air dan Beda Potensial Terhadap Produktifitas Gas Hidrogen dan Oksigen Gambar 4.3 Pengaruh Beda Potensial dan Luas Penampang Terhadap Produktifitas Gas Gambar 4.4 Garis Regresi Gambar 5.1 Rancangan Alat Uji Coba Gambar 5.2 Modifikasi Alat xviii

19 DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1 ANALISIS DATA Lampiran 1.1 Data Hasil Pengamatan Lampiran 1.2 Analisis Tekanan Gas Lampiran 1.3 Analisis Temperatur Gas Lampiran 1.4 Analisis Regresi LAMPIRAN 2 FOTO-FOTO PENELITIAN LAMPIRAN 3 ADMINISTRASI PENELITIAN xix

20 DAFTAR PUSTAKA Putra Abie Marwan, Analisa Produktifitas Gas Hidrogen dan Gas Oksigen Pada Elektrolisis Larutan KOH, Skripsi, Malang : UIN Maulana Malik Ibrahim, 2010, t.d. Hardianti Anindita, Produksi Gas Oksigen Melalui Proses Elekrolisis Air Laut Sebagai Sumber Energi Ramah Lingkungan, Jurnal, t.dt. Brady James E., Kimia Universitas Asas dan Struktur, alih bahasa Sukmariah Maun, dkk., Tangerang : Binarupa Aksara, t.th., jilid dua Taufiq Mohamad, Qur an in word versi 1.3 Sugiyono, Statistika untuk penelitian, Bandung : Alfabeta, 2013 Petrucci Ralph H., Kimia Dasar, Jakarta : Erlangga, 2008, jilid 1 Petrucci Ralph H., Kimia Dasar, Jakarta : Erlangga, 2008, jilid Petrucci Ralph H., Kimia Dasar, Jakarta : Erlangga, 2008, jilid 3 xx

21 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Ardy Yusminata (kanan gambar) lahir di Sampit Kalimantan Tengah, pada tanggal 27 Mei Ia putera pertama dari tiga bersaudara dari seorang ayah Nur Aidul Adha dan seorang ibu Sri Idayati. Dia memulai studinya ketika berumur empat tahun di TK Doudo Jawa Timur. Pendidikan sekolah dasar diselesaikannnya pada tahun 2001 di SD Negeri 2 Sekapuk Jawa Timur. Kemudian melanjutkan studinya di SMP Negeri 1 Sidayu Jawa Timur pada tahun Selanjutnya pada tahun 2007 ia melanjutkan studinya di SMA Negeri 1 Sampit Kalimantan Tengah Pada tahun 2010, ia melanjutkan studinya di Insitut Agama Islam Negeri (IAIN) Palangka Raya. Ia memutuskan untuk menekuni diri pada jurusan pendidikan MIPA prodi fisika. Pada akhir tahun 2016 ia menyelesaikan penulisan skripsinya dengan penuh semangat dan percaya diri. Pertemuan dengan Ricky Elson (Kiri gambar) memberi ia motivasi untuk terus berkarya di bidang ilmu dan tekhnologi. xxi