Jurnal Analisis Pembuatan Pasta Baterai Dari Air Kelapa Dan Belimbing Wuluh [PDF]

Citation preview

PEMBUATAN DAN ANALISIS PASTA BATERAI SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF DARI CAMPURAN AIR KELAPA ( Cocos nucifera L. ) DENGAN BELIMBING WULUH ( Averrhoa blimbi ) MAKING AND ANALYSE THE PASTA of BATTERY AS ENERGI ALTERNATIVE FROM MIXED COCONUT WATER ( Cocos nucifera L .) AND TWENTY STAR ( Averrhoa blimbi ) Indah Wulandari1), Ligia Ramadani2), Wityanita,S.Pd3) 2) Siswa SMK-Sekolah Menengah Analis Kimia Padang 3) Guru Pembimbing AT II Laboratorium SMK-SMAK Padang Jl.Alai Pauh V Kel. Kapalo Koto no 13 Kec. Pauh Kota Padang E-mail : [email protected] & [email protected]



ABSTRAK Pemanfaatan baterai bekas, limbah air kelapa dan air belimbing wuluh ternyata dapat menjadi energi alternatif sehari-hari. Hal ini juga dapat mengurangi dampak pencemaran pada lingkungan dengan menjadikan limbah tersebut sebagai sumber energi listrik. Kandungan air kelapa dan air belimbing wuluh memiliki elektrolit yang dapat menghantarkan arus listrik. Perbandingan yang dapat diambil dari air kelapa dan air belimbing wuluh ini yaitu perbandingan 1:1. Adapun parameter uji yang dilakukan yaitu uji tegangan baterai (1,5 volt), uji daya hantar (4,39 ms), uji pH (2,97), uji sel elektrolisis menunjukkan adanya gelembung udara pada elektroda karbon, uji produktivitas atau daya tahan baterai (bertahan selama 30 jam pada jam dinding),dan penetapan kadar kalsium (0,78%) dan penetapan kadar magnesium (0,42%) Kata kunci : Baterai, Air kelapa, Belimbing wuluh, Elektrolit



ABSTRACT Utilization of used batteries, waste coconut water and wuluh belimbing water turned out to be an alternative energy everyday. It can also reduce the impact of pollution on the environment by making the waste as a source of electrical energy. Coconut water content and wuluh belimbing water have electrolyte that can conduct electrical current. The comparison that can be drawn from coconut water and wuluh belimbing water is 1: 1 ratio. The test parameters are battery voltage test (1,5 volt), conductivity test (4.39 ms), pH test (2,97), electrolysis cell test shows the presence of air bubbles in the carbon electrode, productivity test or battery life (lasted for 30 hours on wall clock), determination of calcium level (0,78% ), and determination of magnesium level (0,42%) Keywords: Battery, Coconut Water, Carambola, Electrolyte



1 | Jurnal SMK-SMAK



PENDAHULUAN Krisis energi terutama listrik, yang pernah terjadi menjelang akhir abad ke-20 mengisyaratkan bahwa suplai energi listrik tidak dapat mengimbangi tingginya laju permintaan (Nurhidayati, 2004). Permasalahan energi listrik dari bahan bakar fosil tersebut menuntut kepada setiap Negara agar segera memproduksi dan menggunakan energi terbarukan yang menggunakan bahan- bahan yang bernilai jual yang sangat rendah atau limbah yang mengandung sumber energi. Kelapa merupakan tanaman yang banyak dijumpai di Negara – Negara tropis salah satunya adalah Negara indonesia. Hampir seluruh wilayah propinsi di Indonesia terdapat tanaman kelapa. Tanaman kelapa sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia karena hampir seluruh bagian tanaman kelapa dapat dimanfaatkan yang menghasilkan nilai jual. Misalkan daging buah kelapa digunakan untuk membuat makanan seperti santan dan serundeng, daunnya digunakan untuk membuat atap rumah dan ketupat, batang kelapa biasanya digunakan untuk membuat jembatan, dan air kelapa muda juga memberi manfaaat sebagai minuman ion yang menyegarkan bagi tubuh sedangkan air kelapa tua terbuang menjadi limbah yang tidak memiliki nilai jual. Air kelapa merupakan minuman isotonik dan mengandung komposisi elektrolit, karena di dalamnya terkandung ion-ion pembentuk elektrolit, seperti kalium (K+) dan Klorida (Cl-) yang akan membentuk KCl, di mana KCl merupakan elektrolit kuat dan dapat menghantarkan listrik. Apalagi, secara khusus air kelapa kaya akan kalium, di mana kadar kalium air kelapa tua lebih besar daripada air kelapa muda (AOAC, 1995). Selain air kelapa mengandung kalium dan natrium air kelapa juga memiliki kandungan mineral seperti tabel di bawah ini. Tabel.1 Kandungan Mineral Pada Air Kelapa Kandungan Mineral (ppm) Kalium (K) 312 Natrium (Na) 105 Kalsium (Ca) 29 Magnesium (Mg) 30 Besi (Fe) 0.01 Tembaga (Cu) 0.14 Fosfor (P) 37 Sulfur (S) 24 Klorida (Cl) 184 Sumber : Ketaren (1978) diacu dalam Tenda (1992)



Belimbing asam (Averrhoa bilimbi) atau lazim pula disebut belimbing wuluh yang berasal dari Kepulauan Maluku dan menyebar ke seluruh bagian Negara Indonesia. Belimbing wuluh memiliki rasa masam, biji berbentuk gepeng, dan apabila sudah masak airnya banyak. Belimbing wuluh sering disebut juga belimbing sayur atau belimbing asam karena memiliki rasa yang cukup asam dan biasanya digunakan sebagai bumbu masakan atau ramuan jamu dan mengandung banyak zat tannin, saponin, glukosa sulfur, asam format, peroksida, flavonoid, serta triterpenoid. Larutan yang berupa senyawa asam seperti senyawa asam sulfat, asam oksalat, asam format, dan asam sitrat diketahui merupakan larutan elektrolit. Elektrolit digunakan dalam sistem sel Galvani untuk menghantarkan ionion dari anoda menuju katoda sehingga dapat menghasilkan listrik. Belimbing wuluh mengandung cairan asam format, sehingga berpotensi untuk menghasilkan listrik. Seperti yang diketahui, belimbing wuluh memiliki tingkat keasaman tinggi. Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Sel Kering atau baterai pertama kali dibuat oleh Laclance. Baterai disebut juga elemen kering, karena elektrolitnya merupakan campuran antara serbuk karbon, batu kawi, dan salmiak yang berwujud pasta (kering). Sebuah baterai terdiri dari tiga komponen penting, yaitu: a. Batang karbon sebagai katoda (kutub positif baterai) b. Seng (Zn) sebagai anoda (kutub negatif baterai) c. Pasta sebagai elektrolit yang bersifat asam (penghantar) Batang karbon (batang arang) memiliki potensial tinggi, sedangkan lempeng seng memiliki potensial rendah. Beda potensial antara batang karbon dengan seng adalah 1,5 volt. Baterai adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung didalamnya menjadi energi listrik melalui reaksi elektro kima, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Berdasarkan uraian di atas, maka penulis melakukan penelitian untuk memanfaatkan limbah air kelapa tua dengan belimbing wuluh sebagai pasta baterai. Karena air kelapa dan belimbing wuluh dapat menggantikan pasta dalam baterai sehingga baterai bekas dapat didaur ulang dan digunakan dalam kehidupan sehari – hari.



2 | Jurnal SMK-SMAK



METODOLOGI Metode Penelitian Metoda yang digunakan untuk pembuatan produk dan pengujian produk yaitu Uji Tegangan metoda Voltmeter, Uji pH metoda potensiometri, Uji Daya Produktivitas, Uji Daya Hantar Metoda Konduktometer, dan penetapan kadar kalsium (Ca) Metoda permanganometri pada pasta baterai Sumber Bahan Baku Pembuatan Pasta Baterai Sampel yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan produk adalah air kelapa tua (Cocous nucifera L.) dan buah belimbing wuluh (Averrhoa blimbi) yang didapatkan di Pasar Bandar Buat, Kelurahan Kapalo Koto, Kecamatan Pauh, Kota Padang.



Proses Pembuatan Produk Siapkan Siapkan air air kelapa kelapa dengan dengan belimbing belimbing wuluh wuluh



Potong Potong kecil kecil –kecil –kecil belimbing belimbing wuluh wuluh bersihkan bersihkan dan dan pers buahnya hingga mengahasilkan pers buahnya hingga mengahasilkan air air



Campurkan Campurkan air air kelapa kelapa dan dan belimbing belimbing wuluh wuluh denga perbandingan denga perbandingan 1:1 1:1



Tambahkan Tambahkan bubuk bubuk jelly jelly dan dan panaskan panaskan di di atas atas hot hot plate plate sambil sambil diaduk diaduk



Waktu dan Tempat Pelaksanaan Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 18 Januari–18 Maret 2018, di Laboraturium Sekolah Menengah Kejuruan - SMAK Padang. Alat dan Bahan Pembuatan dan analisis Produk Alat gelas Gelas Piala, Gelas Ukur, Buret, Erlenmeyer, Pipet Gondok, Corong, Pipet Tetes, Pipet Takar, Batang Pengaduk, dan Labu Ukur. Alat non gelas Voltmeter, Ampermeter, pH meter, Konduktometer, Neraca Analitik, Hot Plate, Klem, Standar, Batang Karbon, Stopwatch, Kompor Gas, Penangas, Penjepit Buaya, Spatula, Botol Semprot, Serbet, Pisau, Saringan, dan Jam Dinding. Bahan Air Kelapa Tua, Belimbing Wuluh, CaCO3, Larutan HCL pekat, H2SO4, Larutan Buffer pH 10, Sampel, Kertas Saring Whattman no.42 Aquadest, Baterai Bekas, Larutan KCl 0.1 N, Bubuk Jelly, HNO 3, Asam Oksalat, dan KMnO4, EDTA, indikator EBT, dan Larutan Buffer pH 4,7,10.



Dinginkan Dinginkan dan dan masukkan masukkan ke ke dalam dalam baterai baterai yang telah disiapkan yang telah disiapkan



Tutup Tutup kutub kutub positif positif baterai baterai dan dan siap siap digunakan digunakan



PENGUJIAN PRODUK 1. Uji Daya Hantar Daya hantar listrik adalah parameter yang dipengaruhi oleh salinitas tinggi rendahnya berkaitan erat dengan nilai salinitas, kemampuan air untuk menghantarkan arus listrik yang dinyatakan dalam µs. Cara kerja : siapkan alat konduktometer dan sampel yang akan di analisis, lalu hidupkan alat dan kalibrasi dengan larutan KCL 0,1 N, setelah itu ukur daya hantar sampel. Parameter



Hasil



Uji daya hantar metoda konduktometri



4,39 ms



3 | Jurnal SMK-SMAK



2. Uji Tegangan Tegangan listrik adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan unit muatan listrik dari satu tempat ke tempat lainnya. Tegangan listrik yang dinyatakan dengan satuan Volt ini jga sering disebut dengan beda potensial listrik karena pada dasarnya tegangan listrik adalah ukuran perbedaan potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik.



Cara kerja : siapkan baterai yang telah dipreparasi dan voltmeter beserta rangkaian nya, ukur tegangan baterai. Parameter



Hasil



Standardisasi KMnO4 dengan asam oksalat Volume penitaran = I. 10,5 mL II. 10,6 mL Rata-rata : 10,55 mL Penimbangan asam oksalat=0,6304 gram Konsentrasi asam oksalat N



=



N



=



N



= 0,1001 N



Konsentrasi KMnO4 Uji tegangan baterai 3.Penetapan Kadar permanganometri



1,5 volt Ca



metoda



Titrasi permanganometri yaitu titrasi berdasarkan reaksi reduksi oksidasi yang menggunakan kalium permanganat sebagai larutan standar. Cara kerja : Lakukan Preparasi sampel secara destruksi basah dengan menimbang sampel 2 gram lalu larutkan dengan air 100 ml tambahkan 5 ml asam nitrat lalu panaskan diatas penangas hingga volume tinggal ¼ dari volume awal, lalu saring masukkan ke dalam labu 50 ml paskan dengan aquadest dan homogenkan. Sampel di pipet 10 ml tambahkan 10 mL H2SO4, tambahkan 30 ml aquadses dan panaskan. Lalu titrasi dengan KMnO4 0,1 N yang sebelum nya sudah di titrasi dengan asam oksalat. TAT warna pink seulas lakukan secara duplo. Parameter Penetapan kadar kalsium metoda permanganometri kadar Ca:



=



Hasil 0,78%



N = 0,0948 N Kadar Ca pada Pasta Volume penitaran: I. 3,9 mL II. 4,3 mL III. Volume rata – rata = 4,1 mL Kadar Ca =



Kadar Ca = Kadar Ca = 0,78 % 4. Uji pH (Derajat Keasaman) pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Cara Kerja : siapkan alat pH meter dan sampel yang akan di analisis, lalu hidupkan alat dan kalibrasi dengan larutan buffer pH 4,7,10, setelah itu ukur pH sampel. Paramete r



Hasil



Uji pH



2,97



4 | Jurnal SMK-SMAK



KadarMg=



Kadar Mg = 5. Penetapan kompleksometri



kadar



Mg



metoda Kadar Mg = 0,42%



Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Cara kerja : Lakukan Preparasi sampel secara destruksi basah dengan menimbang sampel 10 gram lalu larutkan dengan air 100 ml tambahkan 5 ml asam nitrat lalu panaskan diatas penangas hingga volume tinggal ¼ dari volume awal, lalu saring masukkan ke dalam labu 100 ml paskan dengan aquadest dan homogenkan. Sampel di pipet 10 ml tambahkan 30 ml aquadest tambahkan 10 ml larutan buffer ph 10 dan ind EBT. Lalu titrasi dengan EDTA 0,2 M yang sebelum nya sudah di titrasi dengan CaCO3. TAT warna biru lakukan secara triplo. kadar Mg:



(V.M) EDTA x Ar Mg x Fp / ml sampelx1000 x100% Parameter



Hasil



6. Uji sel elektrolisis Elektrolisis adalah penguraian satu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energy kimia (reaksi redoks). Elektroda yang menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebt katoda, sedangkan elektroda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebut anoda. Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi yang elektroda nya (-) dan anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi yang elektrodanya (+).



Cara kerja : siapkan baterai yang telah dipreparasi, rangkaian untk sel elektrolisis. Buat larutan NaCl 10% dalam 100 ml larutan. Lalu kakukan pengujian pada baterai. Parameter



Hasil



Uji sel elektrolisis



Terdapat gelembung udara



Penetapan kadar magnesium



0,42% metoda kompleksometri Standardisasi EDTa dengan CaCO 3 p.a Volume penitaran = I. 6,80 mL II. 6,70 mL III. 6,75 mL Rata-rata : 6,75 mL Penimbangan CaCO3 p.a = 2,0001 gram MCaCO3 = 2,0001 gram/ Mr x 1000/V =2,0001gram/ 100g/mol x 1000/100mL = 0,2001 M Konsentrasi EDTA (V x M)EDTA = (V x M)caco3 6,75 mL x M = 10 mL x 0,2001 M M = 10 mL x 0,2001 M / 6,75 mL MEDTA = 0,2963 M Kadar Mg pada Pasta



7. Uji Daya Produktivitas Uji daya produktivitas digunakan untuk menentukan kemampuan dari suatu produk menghidupkan suatu alat peraga seperti jam dinding.



Cara kerja : siapkan baterai yang telah dipreparasi lalu cobakan dengan alat peraga seperti jam dinding, lalu hitung lama ketahan dari baterai tersebut.



5 | Jurnal SMK-SMAK



Parameter



Hasil



Uji produktivitas baterai



30 jam



Kesimpulan dan Saran 1. Kesimpulan Dari analisis yang telah dilakukan didapatkan : 1) Uji Tegangan dari baterai campuran air kelapa degan belimbing wuluh yaitu 1,5V 2) Uji Daya Hantar dari baterai air kelapa dengan belimbing wuluh yaitu 4,39 ms. 3) Penetapan kadar kalsium sebesar 0,78% dan penetapan kadar magnesium pada baterai campuran air kelapa dengan belimbing wuluh yaitu 0,42% 4) Uji pH sebesar 2,97 dan uji sel elektrolisis yaitu terdapat gelembung udara 5) Uji produktivitas yang dihasilkan pada jam dinding selama 30 jam. 2. Saran



Jamal,Asep nurarifin.2008.larutan elektrolit dan non elektrolit.erlangga.Jakarta (24 februari 2018) Achmad hiskia. 2001. Elektrokimia dan kinetika kimia. Bandung: Penerbit PT.Citra Aditya Bakti http://asendra.blogspot.co.id/2011/11/pengertianbaterai-dan-penemunya.html http://www.manherbal.com/107/manfaat-dari-buahkelapa/ Antun . 2008. Modul Analisis Elektrokimia. Padang Chon, Ahmad, 1981. Penentuan Kimia Analisis Jumlah I, Pusdiklat Departemen Perindustrian



Agar produk “baterai dari campuran air kelapa dengan belimbing wuluh” dapat lebih dipercaya dan diyakini oleh masyarakat, penulis menyarankan untuk melakukan pemeriksaan terhadap parameter-parameter lain yang belum penulis lakukan. Dan untuk mendapatkan hasil produk baterai yang lebih baik, penulis menyarankan untuk mengemas baterai seperti kemasan semula agar tutup baterai tidak mudah lepas. Daftar Pustaka http://www.academia.edu./9417976/Potensi limbah air kelapa sebagai sumber energi listrik alternatif pengganti baterai SNI 04-2051-2-2004 Baterai Kering Sutikno.2008. elektrolit dalam batu baterai (24 februari 2018:14.35) Tranggano.1990. kandungan wuluh.(24 februari 2018)



kimia



belimbing



Hembing.2008. kandungan kimia belimbing wuluh. (27 februari 2018)



6 | Jurnal SMK-SMAK