Jurnal Kimia Indonesia

dokumen-dokumen yang mirip
GANENDRA, Vol. V, No. 1 ISSN IDENTIFIKASI OZON DAN APLIKASINYA SEBAGAI DESINFEKTAN

PLASMA PENINGKATAN PRODUK OZON MELALUI TABUNG VARIASI LUCUTAN PENDAHULUAN. Salah satu aplikasi dari teknologi plasma adalah ABSTRAK ABSTRACT

Jurnal Kimia Indonesia

MODIFIKASI TABUNG REAKTOR OZONIZER GUNA PENINGKATAN LAJU PRODUK OZON DAN APLIKASINYA SEBAGAI BAHAN DESINFEKTAN AIR

Key Words : spiral cylindrical electrode, dielectric barrier discharge, the ozone concentration, the dissolved ozone concentration, dissolved oxygen

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. penyamakan kulit dengan menggunakan Spektrofotometer UV-VIS Mini

PERANCANGAN SISTEM OZONIZER UNTUK PENDUKUNG LINGKUNGAN HIDUP IKAN YANG DILENGKAPI DENGAN KONTROL WAKTU MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ATMEGA8535

PLASMA OZONIZER 20 W TERKENDALI SEDERHANA UNTUK PENYIMPANAN BUAH DAN SAYUR

PENINGKATAN KUALITAS BIBIT TEBU DAN NIRA MENTAH DENGAN TEKNOLOGI LUCUTAN PLASMA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. mencuci pakaian, untuk tempat pembuangan kotoran (tinja), sehingga badan air

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.2 DATA HASIL ARANG TEMPURUNG KELAPA SETELAH DILAKUKAN AKTIVASI

3. METODE PENELITIAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. sehingga dapat menghasilkan data yang akurat.

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

Konsentrasi (μg/m 3 )*** Perubahan konsentrasi (μg/m 3 )****

Udara ambien Bagian 8: Cara uji kadar oksidan dengan metoda neutral buffer kalium iodida (NBKI) menggunakan spektrofotometer

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian hampir seluruhnya dilakukan di laboratorium Gedung Fisika Material

PENINGKATAN EFISIENSI KOMPOR GAS DENGAN PENGHEMAT BAHAN BAKAR ELEKTROLIZER

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Youngster Physics Journal ISSN : Vol. 4, No. 3, Juli 2015, Hal

BAB II LANDASAN TEORI. Gas HHO merupakan hasil dari pemecahan air murni ( H 2 O (l) ) dengan proses

BAHAN BAKAR KIMIA. Ramadoni Syahputra

PENGARUH WAKTU OZONISASI TERHADAP PENURUNAN KADAR BOD, COD, TSS DAN FOSFAT PADA LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT

BAB III METODE PENELITIAN. elektrokoagulasi sistem batch dan sistem flow (alir) dengan aluminium sebagai

BAB III TEGANGAN GAGAL DAN PENGARUH KELEMBABAN UDARA

Karakterisasi XRD. Pengukuran

PR ONLINE MATA UJIAN: FISIKA (KODE A07)

DETEKTOR RADIASI INTI. Sulistyani, M.Si.

AAS ( Atomic Absorption Spektrophotometry) Gambar 1. Alat AAS

UJIAN SEKOLAH 2016 PAKET A. 1. Hasil pengukuran diameter dalam sebuah botol dengan menggunakan jangka sorong ditunjukkan pada gambar berikut!

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Pilihan ganda soal dan jawaban teori kinetik gas 20 butir. 5 uraian soal dan jawaban teori kinetik gas.

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. karakterisasi luas permukaan fotokatalis menggunakan SAA (Surface Area

berbagai cara. Pencemaran udara terutama datang dari kendaraan bermotor, industri,

Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Kejuruan (JIPTEK)

BAB III METODOLOGI PELAKSANAAN

ALAT UKUR RADIASI. Badan Pengawas Tenaga Nuklir. Jl. MH Thamrin, No. 55, Jakarta Telepon : (021)

STUDI SISTEM OKSIDASI MAJU UNTUK PERLAKUAN AIR

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

MODUL I SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Penurunan Titik Beku Larutan

PENGHEMATAN BAHAN BAKAR SERTA PENINGKATAN KUALITAS EMISI PADA KENDARAAN BERMOTOR MELALUI PEMANFAATAN AIR DAN ELEKTROLIT KOH DENGAN MENGGUNAKAN METODE

Pengaruh Ozon yang Dibangkitkan Melalui Reaktor Plasma Berpenghalang Dielektrik Elektroda Silinder Spiral Terhadap Pengawetan Cabai

BAB III Metodologi Penelitian

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Sinar x memiliki daya tembus dan biasa digunakan dalam dunia kedokteran. Untuk mendeteksi penyakit yang ada dalam tubuh.

Emisi gas buang Sumber tidak bergerak Bagian 8: Cara uji kadar hidrogen klorida (HCl) dengan metoda merkuri tiosianat menggunakan spektrofotometer

LAMPIRAN 1 DATA PENGAMATAN. mol NaCl

ACARA IV PERCOBAAN DASAR ALAT SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM

Udara ambien Bagian 1: Cara uji kadar amoniak (NH 3 ) dengan metoda indofenol menggunakan spektrofotometer

BAB II PEMBAHASAN. II.1. Electrorefining

Soal-Soal. Bab 4. Latihan. Laju Reaksi. 1. Madu dengan massa jenis 1,4 gram/ cm 3 mengandung glukosa (M r. 5. Diketahui reaksi:

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 3 METODOLOGI 3.1 Penelitian Secara Umum

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Setelah melakukan pengujian, penulis memperoleh data-data hasil pengujian

PENGARUH PENAMBAHAN GENERATOR HHO TERHADAP UNJUK KERJA MESIN DIESEL OTOMOTIF KAPASITAS BESAR. Tugas Akhir Konversi Energi TEKNIK MESIN FTI-ITS

BAHAN BAKAR KIMIA (Continued) Ramadoni Syahputra

3. ELEKTROKIMIA. Contoh elektrolisis: a. Elektrolisis larutan HCl dengan elektroda Pt, reaksinya: 2HCl (aq)

4 Hasil dan Pembahasan

Peningkatan Kualitas Air Tanah Gambut dengan Menggunakan Metode Elektrokoagulasi Rasidah a, Boni P. Lapanporo* a, Nurhasanah a

PENYEHATAN MAKANAN MINUMAN A

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. Penelitian tentang pengaruh elektrodisinfeksi terhadap Coliform dan

BAB 4 HASL DAN PEMBAHASAN

FISIKA IPA SMA/MA 1 D Suatu pipa diukur diameter dalamnya menggunakan jangka sorong diperlihatkan pada gambar di bawah.

D. I, U, X E. X, I, U. D. 5,59 x J E. 6,21 x J

BAB 3 METODE DAN BAHAN PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. ragam, oleh sebab itu manusia dituntut untuk semakin kreatif dan produktif dalam

ANALISIS DUA KOMPONEN TANPA PEMISAHAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB. 3 METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian yang dilakukan merupakan penelitian eksperimental laboratorium, yaitu

BAB I PENDAHULUAN. logam menjadi satu akibat adanya energi panas. Teknologi pengelasan. selain digunakan untuk memproduksi suatu alat, pengelasan

BAB I PEDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Pipa merupakan salah satu kebutuhan yang di gunakan untuk

Perancangan dan Realisasi Pembangkit Korona dengan Sumber DC dari Baterai 12 Volt DC Menggunakan Flyback Converter

2 A (C) - (D) - (E) -

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2011 sampai Maret 2012 di laboratorium

Bab III Metodologi Penelitian. III.1 Umum

Perhitungan nilai konsentrasi gas SO 2 yang terjerap. Analisis data. Penulisan skripsi. Selesai

Gambar 11 Sistem kalibrasi dengan satu sensor.

Soal ini terdiri dari 10 soal Essay (153 poin)

Fisika EBTANAS Tahun 1992

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekperimental.

Laporan Kimia Analitik KI-3121

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Youngster Physics Journal ISSN : Vol. 5, No. 2, April 2016, Hal 69-74

METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2011 sampai dengan Maret 2012 di

02. Jika laju fotosintesis (v) digambarkan terhadap suhu (T), maka grafik yang sesuai dengan bacaan di atas adalah (A) (C)

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1 Diagram konsumsi energi final per jenis (Sumber: Outlook energi Indonesia, 2013)

BAB III MATERI DAN METODE. pada suhu 70 C terhadap total bakteri, ph dan Intensitas Pencoklatan susu telah

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III METODE PENELITIAN. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Hidrogen (bahasa Latin: hidrogenium, dari bahasa Yunani: hydro: air, genes:

Karakterisasi reaktor plasma lucutan berpenghalang dielektrik berkonfigurasi elektroda spiral-silinder dengan sumber udara bebas

KUMPULAN SOAL-SOAL KIMIA LAJU REAKSI

BAB I PENDAHULUAN. juga menjadi bisnis yang cukup bersaing dalam perusahaan perbajaan.

LKS XI MIA KELOMPOK :... ANGGOTA :

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III ANALISIS DATA PEMBUATAN FILM POLIVINILYDENE FLUORIDE SEBAGAI SENSOR PIEZOELEKTRIK

BAB III METODE PENELITIAN Waktu Penelitian Penelitian ini dimulai pada bulan Juni 2013 dan berakhir pada bulan Desember 2013.

3 Metodologi Penelitian

BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi:

Jurnal Kimia Indonesia Vol. 2 (1), 2007, h. 31-36 Konstruksi Tabung Lucutan Plasma Pembangkit Ozon 100 watt dan Karakterisasinya Agus Purwadi, Widdi Usada, Suryadi dan Isyuniarto Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN Yogyakarta Abstrak. Telah dibuat tabung lucutan plasma sebagai pembangkit gas ozon yang disusun dari tabungtabung anoda, dielektrik dan katoda. Tabung anoda dan tabung katoda dibuat dari bahan Stainless Steel (SS) dengan luas permukaan masing-masing sebesar 386 cm 2 dan 638 cm 2, sedang tabung dielektrik dibuat dari bahan gelas pyrex dengan luas permukaan 484 cm 2. Jarak celah lucutan antara permukaan tabung dielektrik dengan permukaan tabung katoda adalah 0,10 cm. Uji coba alat dilakukan dengan menggunakan tegangan lucut 12,50 kv dengan frequensi 1,50 khz. Identifikasi terbentuknya gas ozon ditandai dengan adanya bau khas ozon serta dapat terpisahnya molekul yodium (warna kuning) dari larutan kalium yodida yang terkontaminasi gas keluaran dari tabung lucutan plasma. Dengan menggunakan metode serapan dapat ditunjukkan bahwa laju produksi ozon adalah sebesar 0,32 mg/detik. Kata kunci: tabung lucutan, plasma, ozon. Pendahuluan Mengingat akan efek kegunaan dan kelebihan gas ozon maka tak mengherankan bila ozon hingga sekarang masih terus dimanfaatkan di berbagai bidang teknologi aplikasi. Kalau dibandingkan dengan khlorin kecepatan ozon sebagai bahan desinfektan dalam membunuh mikroorganima bisa 3250 kali lebih cepat serta 150% lebih kuat tenaga oksidatifnya. 1 Ozon sebelum atau setelah bereaksi dengan unsur lain akan selalu menghasilkan oksigen (O 2 ) sehingga teknologi ozon sangat ramah lingkungan atau sering dikatakan ozon merupakan kimia hijau masa depan. Pembuatan ozon dengan metoda lucutan plasma dimaksudkan untuk mendapatkan gas ozon berkonsentrasi rendah antara 0,01 ppm sampai dengan 4,00 ppm yang dapat diaplikasikan khususnya untuk mendukung bidang kesehatan dan lingkungan, bidang industri dan bidang pertanian. Tabung lucutan plasma didesain dengan bentuk silinder yang tersusun dari tabung anoda, tabung dielektik dan tabung katoda dalam satu sumbu aksial. Tabung anoda dan tabung katoda dibuat dengan luas permukaan masing-masing sebesar 386 cm 2 dan 638 cm 2, sedang tabung dielektrik dibuat dengan luas permukaan 484 cm 2. Luas permukaan elektroda dalam tabung lucutan plasma akan sangat menentukan daya konsumsi listrik yang diperlukan dan hal ini telah diperkirakan oleh peneliti sebelumnya bahwa untuk tiap satu satuan meter persegi luas permukaan anoda akan dibutuhkan daya listrik sekitar 1,0 sampai dengan 5 kw. 2 Jarak celah lucutan optimum antara permukaan tabung dielektrik dengan permukaan tabung katoda adalah antara 0,10 cm sampai dengan 0,05 cm. Uji coba alat dapat dilakukan dengan menggunakan tegangan lucut bolak-balik (orde kv) dengan frequensi orde khz, sedang identifikasi terbentuknya gas ozon dapat ditandai dengan adanya bau khas ozon serta dapat terpisahnya molekul yodium (warna kuning) dari larutan kalium yodida yang terkontaminasi gas keluaran dari tabung lucutan plasma. Konstruksi tabung lucutan dibuat dari komponen-komponen: elektroda (tabung stainlesssteel atau alluminium), dielektrik (tabung gelas pyrex), penutup/peyangga tabung lucutan terbuat dari bahan isolator (flexyglass/teflon/nylon). Tabung lucutan tersebut perlu komponen pendukung berupa sumber daya tegangan tinggi bolak-balik, bahan listrik dan mekanik untuk proses pembentukan gas ozon. Tabung lucutan pada generator ozon diharapkan bisa menghasilkan generator ozon dengan konsumsi daya listrik 100 watt dan hal ini dapat dikonstruksi dengan menggunakan luasan permukaan eklektroda tertentu sebagai fungsi harga diameter elektroda tabung elektrodanya serta penetapan daya konsumsi listrik optimumnya. Dapat dibaca di www.kimiawan.org/journal/jki

Agus Purwadi, Widdi Usada, Suryadi dan Isyuniarto Teori Molekul ozon yang terbentuk akibat adanya rekombinasi atom-atom oksigen adalah relatif tak stabil karena disamping keberadaan tiga atom oksigen menjadi satu molekul ozon yang berjejal, juga karena adanya hamburan muatan elektronik dari masing-masing antar atom oksigen pada molekul ozon tersebut. Umur paroh ozon sekitar 20 menit di dalam air dan di udara 16 jam. 3 Pada tabung lucutan plasma dengan adanya dielektrik yang menutup di salah satu elektroda adalah merupakan fungsi kunci dari keistimewaan lucutan plasma terhalang dielektrik dimana dielektrik dapat berfungsi sebagai sumber filamen arus yang berisi elektron energetik (1-10 ev). Besarnya tenaga ini merupakan daerah tenaga ideal untuk terjadinya eksitasi dari partikel atom dan molekul sehingga mampu untuk memisahkan ikatan-ikatan kimia suatu partikel. 4 Dalam volume lucutan, interaksi antar partikel bermuatan (ion, elektron) dengan partikel kimia lain (atom, molekul dan radikal) sangat memegang peranan. Interaksi ini dapat merubah partikel kimia, eksitasi molekul yang menimbulkan disosiasi, sintesa atau membentuk jenis partikel baru. Generator ozon terdiri dari 3 (tiga) buah komponen peralatan penting yakni berupa tabung lucutan plasma, komponen pendukung yakni sumber daya tegangan tinggi bolak-balik serta komponen mekanik. Untuk dapat diperoleh tabung lucutan dengan daya konsumsi listrik sebesar 100 watt maka panjang tabung lucutan plasma yang diperlukan akan bergantung diameter tabung yang dipakai. Untuk konstruksi tabung lucutan plasma, disini telah ditetapkan harga konstanta daya konsumsi listrik optimum adalah sebesar 2,50 kw/m 2 atau 0,25 W/cm 2. Tabung katoda atau elektroda luar yang digunakan terbuat dari bahan stainless steel (SS) dengan panjang 200,0 mm, tebal 1,0 mm dan diameter 25,4 mm. Pada tabung katoda dilengkapi dengan dua buah lubang masukan dan keluaran yakni tempat masuknya udara atau oksigen dari pompa udara (terbuat dari bahan isolator dengan panjang 15,0 mm, tebal 0,50 mm dan diameter 2,0 mm) dan lobang keluaran ozon yakni tempat keluarnya gas ozon (dibuat dengan bahan dan ukuran sama dengan lobang masukan). Tabung dielektrik terbuat dari bahan gelas pyrex dengan panjang 180,0 mm, tebal 1,0 mm dan diameter 21,0 mm. Ruangan antara tabung dielektrik dengan tabung katoda dinamakan celah lucutan yakni sebagai tempat aliran gas udara atau oksigen dari lobang masukan yang selanjutnya dilucut dengan tegangan tinggi bolak-balik untuk dijadikan gas ozon. Tabung anoda terbuat dari bahan stainless steel (SS) dengan ukuran panjang 160,0 mm, tebal 1,0 mm dan diameter 19,2 mm. Tabung anoda dilengkapi dengan terminal anoda atau terminal positip yakni tempat untuk memasok tegangan tinggi kutub positip Tiap unit generator ozon dapat menggunakan tabung lucutan dalam berbagai ukuran baik panjang dan atau diameter dari elektroda dan dielektriknya serta dibuat dalam jumlah banyak. Hal ini dengan maksud untuk memperluas permukaan lucutan sehingga gas ozon yang dihasilkan dapat maksimum. Konstruksi tabung lucutan disini yang mana diperlukan daya konsumsi listrik sebesar 100 watt, maka tabung lucutan dengan menggunakan diameter anoda sebesar 19,2 mm akan diperlukan panjang tabung sekitar 640 mm yang dapat dihitung atas dasar daya konsumsi listrik optimum sebesar 0,25 W/cm 2 sehingga untuk panjang anoda sebesar 160,0 mm (dipilih agar menghemat tempat, sehingga alat akan lebih praktis dan mudah dijinjing) masih harus digandakan atau dibuat sebanyak 4 buah tabung lucutan parallel. Pada Gambar 1 ditunjukkan gambar desain susunan dari tabung lucutan plasma penghasil gas ozon yang merupakan tempat proses terjadinya gas ozon. Gambar 1. Desain tabung lucutan plasma. Ditunjukkan bahwa tabung lucutan penghasil gas ozon terdiri dari komponen utama: penyangga tabung lucutan (1) yang juga berfungsi sebagai penutup tabung lucutan, tabung katoda (2) selain dilengkapi/dililiti dengan terminal katoda (5) juga dikasih/dibuat lobang masukan oksigen/udara dan lobang keluaran gas ozon, tabung dielektrik (3) yang menghalangi/memisahkan antara tabung anoda (4) dengan tabung katoda. Pada sobekan dari sebuah tabung lucutan pada Gambar 1 (bagian 32 Jurnal Kimia Indonesia Vol. 2(1), 2007

Konstruksi tabung lucutan plasma pembangkit ozon 100 watt dan karakterisasinya kiri-atas) ditunjukkan bahwa tabung dielektrik (3) disusun menjadi satu kesatuan dengan tabung anoda (4) sehingga merupakan satu slot komponen yang mudah dipisahkan/ditarik keluar jika terjadi kerusakan. Pada Gambar 2 ditunjukkan desain detail dari tabung dielektrik dan tabung anoda beserta ukuran dari masing-masing komponennya (dalam mm). Tabung dielektrik dibuat dari bahan pyrex, sedang tabung anoda dari bahan Stainless Steel (SS). Gambar 2. Desain detail tabung dielektrik dan tabung anoda. Dengan desain tabung lucutan tersebut di atas diharapkan arus hubungan pendek di dalam tabung lucutan dapat terjadi hanya kalau tabung dielektrik retak (akibat panas/tumbukan elektron, jatuh/terbentur, dll), karena tabung dielektrik (3) tersebut dikonstruksi dengan ukuran yang lebih panjang dari pada tabung anoda (4) dan tabung katoda (2) nya yakni salah satu ujung tabung dielektriknya dipanjangkan sampai dengan di luar batas penyangga/tutup tabung lucutan (1). Komponen pendukung sumber daya tegangan tinggi bolak balik, keberadaannya sangat mutlak diperlukan dalam unit generator ozon yakni untuk melucut tabung lucutan selama terjadinya proses pembentukan gas ozon. Sumber daya tegangan tinggi yang digunakan terdiri dari komponen IC NE 555 sebagai osilator, transistor daya 2N3055 sebagai penguat daya dan Ignition Coil 12V sebagai pelipat tegangan. 5 Komponen pendukung mekanik lainnnya meliputi selang saluran untuk masukan udara dan keluaran gas ozon dari tabung lucutan, pompa udara untuk menghisap udara dari udara di sekitar, flow meter untuk mengukur kecepatan alir udara yang akan dibentuk menjadi gas ozon, timer untuk membatasi waktu operasi ozonizer serta penentuan volume udara yang dialirkan, kotak chasis dari logam seng (Zn) atau alluminium (Al) digunakan untuk mengepak semua komponen elektronik dan mekanik dari sistem generator ozon menjadi satu kesatuan wadah yang praktis dan mudah dijinjing untuk dapat dibawa ke sembarang tempat yang membutuhkannya. Percobaan Bahan dan peralatan. Peralatan yang digunakan dalam percobaan tabung lucutan plasma pembangkit gas ozon dan karakterisasinya (penentuan laju produk ozon) meliputi tabung lucutan plasma yang merupakan tempat terjadinya proses ozonisasi dari bahan gas alir oksigen atau udara (20% mengandung oksigen), pompa hisap sebagai penghisap gas oksigen atau udara, kran dan flowmeter untuk mengontrol aliran gas udara atau oksigen dimana kran digunakan untuk mematikan aliran gas dari tangki reservoir sedang volume gas yang mengalir dapat dihitung pada kecepatan yang telah ditentukan, transformer tegangan tinggi bolak-balik orde kv untuk melucut elektroda dan Spektrometer untuk menganalisa larutan penyerap (yang terkontaminasi ozon). Sedang bahan yang digunakan meliputi larutan penyerap (dikontaminasi oleh keluaran gas ozon dari tabung lucutan senyap) merupakan campuran antara larutan standar I 2 dengan larutan pewarna; bahanbahan kimia yang digunakan untuk larutan standar I 2 terdiri dari Kalium Iodida (KI), Iodium (I 2 ), dan air ultra murni, sedang untuk larutan pewarna menggunakan bahan Kalium dihidrogen phospat (KH 2 PO 4 ), Dinatrium hidrophospat (Na 2 HPO 4 ), KI dan air ultra murni. Tabung lucutan plasma. Peralatan tabung lucutan plasma yang merupakan penghasil gas ozon secara keseluruhan dapat diilustrasikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Ditunjukkan pada Gambar 3 bahwa tabung dielektrik (1) dikostruksi menjadi satu kesatuan dengan tabung anoda (2) sehingga merupakan satu slot komponen yang mudah ditarik keluar jika terjadi kerusakan. Gambar 3. Skema tabung lucutan plasma. 33

Agus Purwadi, Widdi Usada, Suryadi dan Isyuniarto Gambar 4. Rangkaian percobaan dan penentuan laju produk ozon. Metode. Percobaan dan penentuan laju produk ozon dapat dilakukan dengan skema peralatan percobaan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini meliputi: Pompa hisap udara sebagai penghisap udara, flowmeter untuk mengukur kecepatan alir udara, pembangkit ozon tempat ozon diproduksi yang dilucut dengan transformer tegangan tinggi bolak-balik 12,5 kv dengan frequensi 1,5 khz serta sample (larutan penyerap) yang hendak. dikontaminasi oleh keluaran gas ozon dari tabung lucutan plasma. Percobaan kalibrasi konsentrasi standar Iodine (I 2 ) dapat dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: 1. Membuat larutan standar I 2 sebanyak 500 ml dari campuran bahan: 16 grki + 3,173 gri 2 + air ultra murni. 2. Membuat larutan pewarna sebanyak 2 liter dari campuran bahan: 27,22 gr KH 2 PO 4 + 28,4 gr Na 2 HPO 4 + 20 gr KI + air ultra murni. 3. Dari larutan no. 1 diambil volume bervariasi masing-masing (0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0) mili (ml). Kemudian masing-masing volume tersebut dicampur dengan larutan pewarna pada no. 2 sehingga tercapai volume 50 ml sebagai larutan penyerap dengan demikian banyak mol I 2 bervariasi menjadi (5; 10; 15; 20; dan 25) mol/50 ml. Agar larutan penyerap tak menyerap sinar matahari maka dimasukkan ke dalam botol berwarna coklat atau hitam dan demi kesempurnaan reaksi larutan juga perlu didiamkan (pada suhu kamar) paling sedikit hingga 24 jam sebelum dikontaminasi oleh gas ozon (keluaran dari tabung lucutan plasma). 4. Masing-masing larutan pada no. 3 dikontaminasi dengan gas O 3 keluaran dari tabung lucutan plasma selama 5 detik. 5. Masing-masing konsentrasi I 2 pada no. 4 ditentukan serapannya terhadap sinar UV (sinar lampu Hg, 352 nm.) dengan alat bantu Spektrometer sehingga dapat diperoleh grafik hubungan antara absorbansi/serapan terhadap jumlah mol Iodine (I 2 ) sebagai grafik kalibrasi konsentrasi I 2 standar. Sampel yang telah terkontaminasi ozon selama dalam waktu tertentu, selanjutnya dianalisa dengan bantuan alat Spektrometer untuk ditentukan jumlah (berat) produksinya menggunakan metode absorbsi. Digunakan metode absorsi mengingat disamping ozon mempunyai sifat menyerap terhadap sinar ultraviolet (UV) ozon juga dapat memisahkan yodium (I 2 ) dari larutan potassium yodida (KI). Atas dasar kedua sifat inilah maka jumlah produksi keluaran gas ozon dari tabung lucutan plasma (pembangkit ozon) dapat ditentukan. Selanjutnya kalau harga absorbsi (serapan) sample telah diketahui maka dengan menggunakan metode absorbsi jumlah (berat) ozon yang diproduksi persatuan waktu dapat ditentukan. Hasil dan Pembahasan Hasil konstruksi tabung lucutan plasma dari Gambar 1 yang telah dikemas beserta komponen pendukungnya dalam satu kesatuan wadah menjadi satu unit pembangkit ozon adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 5. Pertanda terbentuknya gas ozon telah terdeteksi dengan adanya bau khas (gas ozon) yang keluar dari lubang keluaran tabung lucutan plasma. Tenaga arus berkas elektron dalam tabung lucutan plasma dapat berfungsi sebagai pengganti tenaga sinar ultraviolet atau petir (seperti yang terjadi di lapisan stratosfir bumi), yakni untuk merekombinasi molekul oksigen yang ada dalam tabung lucutan. Atom-atom oksigen tunggal dalam tabung lucutan telah bergabung dengan molekul oksigen dan unsur ketiga menjadi gas ozon. Gas masukan yang digunakan dalam percobaan tidak menggunakan oksigen murni tetapi dengan udara (20% mengandung oksigen) sehingga biaya operasional jauh lebih murah. Gambar 5. Tabung lucutan plasma beserta komponen pendukungnya. 34 Jurnal Kimia Indonesia Vol. 2(1), 2007

Konstruksi tabung lucutan plasma pembangkit ozon 100 watt dan karakterisasinya Dari hasil pengukuran arus dan tegangan tinggi untuk tiap tabungan lucutan plasma dioperoleh harga arus listrik sebesar 1 ma dan tegangan tinggi efektif sebesar 20 kv yang berarti daya keseluruhan untuk 4 buah tabung lucutan hanya membutuhkan daya listrik sebesar 80 watt. Sedangkan daya listrik yang diperlukan untuk operasional alat generator ozon secara keseluruhan adalah tetap terukur 100 watt. Kelebihan daya sebesar 20 watt ini adalah sudah wajar yakni daya tersebut akan digunakan untuk operasional komponen-komponen pendukung lainnya, seperti pompa udara, fan serta sebagian daya yang akan diubah menjadi bentuk kalor. Di samping komponen untuk pembuatan tabung lucutan plasma tersebut murah dan mudah didapat dipasaran ternyata keberadaan gas ozon dapat sangat berpotensi yakni dapat sebagai bahan desinfektan yang mampu membunuh mikroorganisma patogen seperti bakteri, virus dan jamur (sudah terbukti di berbagai negara Eropa dan Amerika) maka penelitian dan pengembangan teknologi ozon untuk fabrikasi generator ozon akan sangat bermanfaat bila terus dapat dilakukan. Berbeda dengan tabung lucutan plasma lainnya maka pada tabung lucutan plasma hasil konstruksi disini dijamin tidak mudah rusak akibat adanya arus hubungan pendek antara anoda-katoda, karena dielektriknya dibuat panjang serta kalau terjadi kerusakan mudah diperbaiki mengingat anoda dan dielektriknya didesain menyatu menjadi satu kesatuan slot yang dapat ditarik keluar/masuk dari/ke dalam tabung lucutan. Masalah terjadinya keretakan dielektrik ini juga dapat diminimalisasi/diatasi dengan memilih bahan dielektrik yang mempunyai kualitas baik, misal dengan gelas pyrex (disamping kuat/densitas tinggi juga tahan terhadap panas, tetapan dielektriknya relatif tinggi dan dapat dipilih ukuran yang lebih tipis sehingga juga akan menaikkan laju produk ozon). Sistem pendingin tabung cukup dengan kipas/fan saja sehingga generator ozon dapat lebih praktis dan ringan untuk diaplikasikan di sembarang tempat. Deteksi secara visual juga telah tampak dengan adanya perubahan warna dari larutan kalium yodida (KI) yang semula berwarna jernih menjadi kuning (warna I 2 ) setelah dikontaminasi dengan keluaran gas (O 2 ) yang telah dilewatkan tabung lucutan senyap. Hal ini berarti bahwa gas masukan O 2 pada tabung lucutan plasma telah diubah menjadi gas ozon mengingat telah terjadinya reaksi: 2KI + H 2 O + O 3 I 2 (kuning) + 2KOH + O 2 Atas dasar reaksi di atas dapat ditentukan konsentrasi ozon yang diproduksi oleh tabung lucutan senyap. Dari persamaan reaksi terlihat bahwa 1 gram molekul (grol) I 2 dibebaskan oleh 1 grol O 3, sehingga dengan menggunakan larutan penyerap standar I 2 untuk menyerap gas ozon maka dapat ditentukan konsentrasi O 3 yang dihasilkan oleh pembangkit ozon. Hasil variasi konsentrasi larutan penyerap yang masing-masing disinari UV selama 3 detik, diperoleh grafik hubungan antara konsentrasi I 2 versus serapan (absorbansi) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Gambar 6. Grafik hubungan antara konsentrasi I 2 versus absorbansi. Karena absorbansi dari larutan penyerap yang telah terkontaminasi gas ozon (keluaran tabung lucutan) dapat diukur dengan bantuan alat spektrometer maka konsentrasi ozon dapat ditentukan dengan bantuan Gambar 6 (sebagai grafik standar). Untuk menentukan gas ozon yang diproduksi oleh tabung lucutan maka keluaran gas ozon dikontaminasikan pada larutan penyerap (50 ml) selama jangka waktu tertentu. Kecepatan aliran gas (masukan) oksigen adalah 0,5 liter/menit dalam jangka waktu lucutan selama 3 detik maka volume gas oksigen yang (efektif) digunakan adalah sebanyak 0,025 liter. Larutan penyerap yang telah terkontaminasi gas ozon selama 3 detik selanjutnya ditentukan harga absorbannya dengan Spektrometer dan diperoleh sebesar 0,10. Dengan mengacu pada Gambar 6 diketahui bahwa pada absorbansi 0,10 maka konsentrasinya adalah sebesar 2 mol (dalam volume larutan 50 ml) atau sebesar 40 mol dalam 1 liter larutan selama 3 detik. Kalau berat 1 mol ozon (O 3 ) adalah sebesar 24 gram maka dapat terhitung bahwa kecepatan 35

Agus Purwadi, Widdi Usada, Suryadi dan Isyuniarto produksi ozon dari tabung lucutan tersebut adalah sebesar 0,32 mg/detik. Diketahui pula bahwa sifat ozon setelah bereaksi dengan zat lain tidak meninggalkan residu zat kimia yang berbahaya seperti yang dialami oleh bahan desinfektan lain (khlor) dapat menghasilkan zat karsinogen penyebab penyakit kanker. Namun untuk ozon sebaliknya yakni setelah bereaksi dengan unsur lain malah selalu menghasilkan oksigen, sehingga teknologi ozon adalah sangat ramah lingkungan. Kesimpulan Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa: 1. Besar laju produk ozon yang dihasilkan oleh tabung lucutan plasma adalah sebesar 0,32 mg/detik dan masih dapat ditingkatkan, bergantung pada parameter fisis seperti luasan elektroda, tegangan masukan, tetapan dielektrik, frequensi dan jarak antar dielektrik-elektroda yang digunakan. 2. Alat pembangkit ozon dapat dikonstruksi sesuai dengan laju produk ozon yang akan dibutuhkan, sedemikian sehingga aplikasi ozon dapat diterapkan ke segala bidang teknologi, seperti untuk perawatan alat medis, produk makanan segar, perlakuan air selokan, kimia pertanian, perikanan dan aplikasi lainnya. 3. Aplikasi dengan teknologi ozon merupakan teknologi yang ramah lingkungan karena pada suhu normal ozon tak stabil (umur paroh ozon sekitar 20 menit di air dan 16 jam di udara) serta kalau bereaksi dengan partikel lain gas ozon yang merupakan oksidator terkuat setelah fluor akan segera terurai mebentuk gas oksigen. 4. Dalam peningkatan kualitas air bersih, ozon dapat digunakan sebagai bahan alternatif terbaik untuk menggantikan bahan desinfektan /pembersih chlorine yang diketahui dapat menyebabkan iritasi pada kerongkongan dan kulit sedang ozon tidak. Pustaka 1. K. Patel, et al, What is ozon, Ozonetek Limited, 30 Landons Road, Madras 600010, India, 2001. 2. Ulrich Kogelschatz, Industrial Ozone Production, International Ozone Symposium, Basel, Switzerland, October 21-22, 1999, 200 th Anniversary of Christian Frieddrich Schonnbein, The Discoverer of Ozone. 3. Air Treatment With Ozone, O3 Water System, Inc., December 17, 2000. 4. Baldur Eliasson et al., Modeling And Application Of Silent Discharge Plasmas, IEEE Transactions On Plasma Science, Vol. 19, No. 2, April 1991. 5. Widdi Usada, Suryadi, Agus Purwadi, Isyuniarto, Sri Sukma-Jaya, Konstruksi Sumber Daya Generator Ozon, Prosiding PPI Litdas Iptek Nuklir, Yogyakarta 27 Juni 2002. 36 Jurnal Kimia Indonesia Vol. 2(1), 2007