Metodologi Penelitian

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempt Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakan di kamar Muhammad izzatul faqih. Waktu pelaksanaan adalah pada tanggal 24 april 2011 pukul 08.00-16.30 WIB dan 8 mei 2011 pukul 08.30-16.40 WIB..

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

Ø  Baterai 6V

Ø  Pelat tembaga 0,24 cm², 0,48 cm², 0,72 cm²

Ø  Garam dapur

Ø  Vitazone 490 ml

Ø  Timbangan analitik

Ø  Wadah

Ø  Lampu LED merah

Ø  Tempat baterai

Ø  Air

Ø  Kabel

Ø  Gunting

Ø   Selotif

Ø  Multimeter

Ø  Penggaris

3. 3. Tahapan-Tahapan Penelitian

3. 3. 1. Perancangan dan Pembuatan Alat

				Baterai
			Tempat baterai

 

Sumber cahaya berupa lampu led merah, memancarkan cahaya yang akan diamati. Dalam wadah berisi sampel larutan garam dapur yang sudah di tentukan konsentrasinya yang dihubungkan dengan sumber arus dengan menggunakan kabel. Diantara larutan dan sumber arus di pasang multimeter yang digunakan untuk mengukur arus yang mengalir yang menggambarkan daya hantar larutan.

3. 3. 2.Pembacaan alat

Membaca hasil  untuk menguji daya hantar larutan elektrolit menggunakan indicator utama yaitu dengan menggunakan multimeter dan nyala lampu. Untuk membaca arus pada multimeter caranya adalah sebagai berikut

1.      Memindahkan rotary switch pada besaran yang akan diukur yaitu Arus(I). Angka yang tertera pada multimeter yang ditunjuk rotary switch adalah angka maksimum yang dapat diukur. Masing-masing dari empat notasi rentang (50uA-2.5 A) menunjukkan pembacaan arus maksimum untuk rentang. (uA= 10^-3 mA dan A=10³ mA)

2.      Mencolokkan terminal probe / atau kabel konektor kedalam lubang di multimeter. Ujung konektor kabel ini akan diletakkan pada dua kutub yang akan diukur. Warna merah pada lubang merah dan hitam pada lubang hitam.

3.      Menempelkan logam probe konektor ke kutub yang diukur

4.      Jarum pengukur akan bergerak. Lalu hasil pengukuran dilihat pada angka yang tertera.

http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090527150356AAc1j8p

diakses pada 23 april 2011

Untuk indicator lampu diamati terang atau tidaknya.

3. 3. 3. Pembuatan Sampel

Pembuatan sampel dilakukan dengan cara melarutkan garam dapur dengan berbagai variasi konsentrasi yaitu 0,25 gr, 0,5 gr, 0,75 gr, 1 gr, 1,25 gr, 1,5 gr, 1,75 gr dan 2 gr dalam 490 ml air sehingga didapatkan larutan homogen.

3.3. 4. Teknik Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan dengan menggunakan 48 sampel yang telah terukur arus lisrik yang mengalir dan nyala terang lampu. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut:

a. Daya hantar dengan jarak elektroda yang berbeda.

1.      Membuat larutan sampel dengan konsentrasi  berbeda dari 0,25gr, 0,5gr, 0,75gr, 1gr, 1,25gr, 1,5gr, 1,75gr dan 2gr.

2.      Meletakkan satu persatu larutan sampel pada rangkaian sistem yang telah dibuat dengan jarak elektroda (1±0,01) cm.

3.      Mengukur arus listrik pada sampel  menggunakan alat berupa multimeter.

4.      Mengamati dan mencatat hasil yang ditampilkan pada multimeter.

5.      Mengamati nyala lampu dan gelembung yang dihasilkan.

6.      Mengulangi langkah 1-5 dengan jarak elektroda yang berbeda ((2±0,01) cm dan (3±0,01) cm).

b. Daya hantar dengan jarak elektroda yang berbeda

1.      Membuat larutan sampel dengan konsentrasi  berbeda dari 0,25gr, 0,5gr, 0,75gr, 1gr, 1,25gr, 1,5gr, 1,75gr dan 2gr.

2.      Meletakkan satu persatu larutan sampel pada rangkaian sistem yang telah dibuat dengan luas elektroda 0,24 cm².

3.      Mengukur arus listrik pada sampel  menggunakan alat berupa multimeter.

4.      Mengamati dan mencatat hasil yang ditampilkan pada multimeter.

5.      Mengamati nyala lampu dan gelembung yang dihasilkan.

6.      Mengulangi langkah 1-5 dengan luas elektroda yang berbeda (0,48 cm² dan 0,72 cm²)

Catatan: pada pengukuran Daya hantar dengan jarak elektroda yang berbeda digunakan luas elektroda 0,24 cm²

3. 3. 5. Analisa Data

Analisa dibuat setelah melalui  dua cara, yaitu :

1. Pengambilan data dari multimeter, diambil data berupa arus yang mengalir.

2. mengamati nyala lampu yang dihasilkan apakah  menyala, redup, menyala terang atau menyala sangat terang.

Grafik yang didapatkan dari hasil percobaan serta regresinya dan koefisien relasinya adalah sebagai berikut:

a.       Untuk variasi jarak elektroda.

Ø  Regresi dari jarak (1±0,01) cm adalah y = 2.58 + 16,25x

Koefisien relasi R = 0,999960555

Ø  Regresi dari jarak (2±0,01) cm adalah y = 2.83 + 10.50x

Koefisien relasi R = 0,998491704

Ø  Regresi dari jarak (3±0,01) cm adalah y = 2.92 + 10.25x

Koefisien relasi R = 0,997530495

b.      Untuk variasi luas elektroda.

Ø  Regresi dari luas (0,24 cm²) adalah y = 2.58 + 16.25x

Koefisien relasi R = 0,99996055

Ø  Regresi dari luas (0,48 cm²) adalah y = 4.50 + 14.50x

Koefisien relasi R = 0,97262878

Ø  Regresi dari luas (0,72 cm²) adalah y = 4.58 + 18.25x

Koefisien relasi R = 0,98100795

Dalam mengolah data hasil penelitian ini digunakan software Microsoft Excell untuk mengetahui regresi linier dan koefisien relasinya. Untuk menghitung regresi liniernya digunakan rumus dalam Microsoft Excell adalah; = intercept (known_y’s, known_x’s) untuk nilai “a” dan = slope (known_x’s, known_y’s) untuk menghitung nilai “b”. Koefisien relasi dihitung dengan rumus = RSQ (known_x’s, known_y’s) lalu hasilnya di akar karena RSQ masih dalam bentuk R².

Dari keenam data yang disajikan dalam dua grafik diatas, didapatkan jarak dan luas elektroda yang paling cocok untuk menguji seberapa besar konsentrasi garam yang harus ditambahkan ke dalam air sehingga arus yang mengalir menyamai minuman Vitazone adalah jarak (1±0,01) cm dan luas 0,24 cm² dengan koefisien relasi R = 0,99996055. Koefisien relasi 0,99996055 menunjukkan adanya hubungan antara besarnya konsentrasi garam dengan besar arus yang mengalir.

3. 3. 6. Pengambilan Kesimpulan

Pengambilan kesimpulan dilakukan dengan melihat hasil dari pengujian sistem dan pembahasan yang telah dilakukan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Larutan

4.1.1 Hasil Pengujian Larutan vitazone

Pengujian juga dilakukan dengan mengukur langsung vitazone 490 ml yang sudah dibeli dengan  menggunakan system yang telah dibuat dan diperoleh arus listrik sebesar 14 mA

4.1.2 Hasil Pengujian Garam dengan Variasi Konsentrasi

a. Variasi jarak elektroda

Jarak Elektroda	Konsentrasi garam dapur
	0 gr	0,25 gr	0,5  gr	0,75  gr	1  gr	1,25 gr	1,5 gr	1,75 gr	2  gr
(1±0,01) cm	2,5 mA	6.5 mA	12 mA	17.5 mA	19 mA	21 mA	27.5 mA	30 mA	35 mA
	+	+	++	++	++	++	++	+++	+++
	x	xx	xx	xx	xxx	xxx	xxx	xxx	xxx
(2±0,01)  cm	2,5 mA	7 mA	10 mA	13 mA	14  mA	17,5 mA	19 mA	22,5 mA	23,5 mA
	+	+	++	++	++	++	++	+++	+++
	x	x	xx	xx	xx	xx	xx	xx	xxx
(3±0,01)  cm	2,5 mA	6 mA	10  mA	12 mA	14 mA	16,5 mA	18,5  mA	21 mA	23 mA
	+	+	++	++	++	++	++	++	+++
	x	x	xx	xx	xx	xx	xx	xx	xxx

b. Variasi luas elektroda

Luas Elektroda	Konsentrasi garam dapur
	0 gr	0,25  gr	0,5  gr	0,75 gr	1  gr	1,25  gr	1,5 gr	1,75  gr	2  gr
0,24 cm2	2,5 mA	6.5 mA	12 mA	17.5 mA	19 mA	21 mA	27.5 mA	30  mA	35 mA
	+	+	++	++	++	++	++	+++	+++
	x	xx	xx	xx	xxx	xxx	xxx	xxx	xxx
0,48 cm2	2,5 mA	9 mA	12 mA	19  mA	23  mA	24,5 mA	27 mA	29,5  mA	31,5 mA
	+	+	++	++	++	++	++	+++	+++
	x	x	xx	xx	xx	xx	xx	xx	xxx
0,72 cm2	2,5 mA	10,5 mA	16 mA	22  mA	27  mA	29,5  mA	34 mA	36,5  mA	39 mA
	+	+	++	++	++	++	++	++	+++
	x	x	xx	xx	xx	xx	xx	xx	xxx

Keterangan:

ket:	Nyala lampu
+	redup
++	terang
+++	sangat terang
ket:	Gelembung
x	ada
xx	banyak
xxx	sangat banyak

4.1.3 Pengamatan Nyala Lampu dan Gelembung Udara.

            Pada penelitian kali ini pengamatan nyala lampu dan gelembung udara dibagi masing-masing menjadi tiga kategori. Kategori untuk nyala lampu adalah menyala redup, menyala terang dan menyala sangat terang. Sedangkan untuk kategori gelembung udara adalah sedikit, banyak dan sangat banyak.

            Dalam pengamatan nyala lampu semakin bertambah konsentrasi garam yang digunakan maka nyalanya semakin terang. Untuk gelembung udara semakin bertambah konsentrasi garam maka gelembung udara juga semakin banyak.

            Elektroda yang digunakan adalah elektroda yang tidak inert yaitu elektroda dari bahan tembaga (Cu) sehingga elektroda yang bereaksi dengan larutan garam hanyalah anoda sehingga produk yang dihasilkan di anoda adalah ion elektroda yang larut, sebab logam yang tidak inert mudah di oksidasi. Sementara jenis elektroda tidak mempengaruhi produk yang dihasilkan di katoda.

            Dari referensi yang diapat reaksi pada kedua elektroda adalah :

Katoda (-)          :   2 H₂O_(l) +  2 e^- ——>  H_2(g) +  2 OH^-_(aq) ………………….. (1)

Anoda (+)          :   Cu_(s) ——>  Cu²⁺_(aq) +  2 e^{- .}………………………………… (2)

Reaksi sel           :   Cu_(s) +  2 H₂O_(l) ——>  Cu²⁺_(aq) +  H_2(g) +  2 OH^-_{(aq) ..}[(1) + (2)]

            Dengan mengacu pada reaksi diatas dapat diketahui bahwa gelembung gas yang dihasilkan dalam eksperimen yang dilakukan adalah gelembung gas H₂ yang dihasilkan oleh katoda sebagai akibat terurainya dua molekul air menjadi gas hydrogen dan dua ion hidroksida.

4.2. Pembahasan

Penelitian kali berusaha membuktikan bahwa kita tidak perlu membeli minuman isotonic yang dijual dengan harga yang cukup mahal akan tetapi kita bisa membuat sendiri minuman isotonik yakni menambahkan garam pada air putih yang kita minum sehari-hari dengan tidak melebihi kadar sesuai kebutuhan manusia per hari yaitu sebanyak 2300 miligram.

Variable terikat pada percobaan kali ini adalah arus yang dihasilkan serta terangnya nyala lampu. Variable kontrolnya adalah arus listrik minuman Vitazone 490 ml. variable bebasnya adalah banyaknya konsentrasi garam yang dilarutkan pada air 490 ml.

Alat yang sudah dibahas dalam Bab III di susun dengan ketentuan jarak antar elektroda sekitar (1±0,01) cm, (2±0,01) cm, dan (3±0,01) cm untuk variasi jarak elektroda dan (1±0,01) cm dengan luas elektroda 0,24 cm2, 0,48cm2 dan 0,72 cm2 untuk variasi luas elektroda. Baterai disusun secara seri. Pada experiment ini digunakan garam karena sebagian besar penyusun minuman isotonic adalah garam dan penyusun yang lain bisa di abaikan terlebih dahulu karena konsentrasinya yang amat kecil dibanding dengan garam.

Dalam kaitannya dengan jarak elektroda semakin bertambah jarak antar elektroda maka arus listrik yang mengalir akan berkurang. Lain halnya dengan luas elektroda, dimana semakin luas elektroda yang digunakan maka arus listrik yang mengalir semakin besar.

Dari hasil yang didapatkan seperti telah diuraikan diatas saya berusaha mencari teori yang relevan untuk menguji apakah hasil eksperimen yang saya buat benar-benar sesuai. Untuk teori bahwa semakin besar konsentrasi garam maka semakin besar arus listrik yang mengalir saya tidak mendapatkannya karena dalam percobaan larutan elektrolit dan non elektrolit biasanya hanya sampai pada tahap apakah larutan tersebut adalah elektrolit atau bukan serta hanya sampai pada larutan tersebut elektrolit kuat atau elektrolit lemah. Akan tetapi sesuai dengan hukum kekekalan masa dimana antara produk dan hasil akan selalu sama, maka semakin besar konsentrasi garam yang saya gunakan (berreaksi) akan lebih banyak lagi produk hasil reaksi dimana ditandai dengan membesarnya arus.

Untuk teori nyala lampu yang semakin terang adalah analogi dengan besarnya konsentrasi dimana arus juga akan membesar, sebagai akibatnya lampu akan menyala semakin terang dengan bertambahnya konsentrasi.

Untuk teori bahwa semakin jauh jarak elektroda maka akan semakin kecil arus yang mengalir adalah sesuai, dimana rapat arus akan berkurang dengan bertambahnya jarak sehingga arus yang dihasilkan semakin kecil begitu pula berlaku sebaliknya.

Jadi dari hasil percobaan ini kita tidak perlu membeli minuman isotonic seperti yang di iklankan di televise akan tetapi kita bisa membuat sendiri dengan mencampurkan garam dengan konsentrasi antara 0,5 gr sampai 0,75 gr dengan air minum kita.

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang dimulai dari perancangan sampai pengujian dan analisis, dapat disimpulkan :

1.      Sistem ini menggunakan metode elektrolisis dimana dibutuhkan arus listrik untuk melangsungkan reaksi.

2.      Dengan bertambahnya jarak antar  elektroda maka arus listrik yang mengalir akan semakin kecil

3.      Semakin besar konsentrasi makin besar arus yang mengalir.

4.      Kita tidak perlu membeli minuman isotonic karena kita bisa membuatnya sendiri dengan mencampurkan 0,5 gr sampai 0,75 gr garam dapur dengan air dimana kita bisa mendapatkan arus listrik yang sama dengan minuman isotonic yang dijual di pasaran.

5.2. Saran

1.       Hendaknya sampel yang digunakan lebih banyak sehingga akan lebih akurat.

2.      Gunakan konsentrasi yang lebih banyak variasinya dengan jarak antar konsentrasi lebih kecil.

LAMPIRAN

Dalam lampiran ini hanya dicantumkan beberapa sampel gambar.

Gambar percobaan mulai dari konsentrasi rendah 0,25 gr sampai 2 gr dengan luas elektroda 0,24 cm² dan jarak (1±0,01) cm.

                                 

Konsentrasi 0,25 gr                     Konsentrasi 0,5gr                       Konsentrasi 0,75 gr

                                       

    Konsentrasi 1 gr                      Konsentrasi 1,25 gr                    Konsentrasi 1,5 gr                

   Konsentrasi 1,75 gr                    Konsentrasi 2 gr

Gambar alat dan bahan.

                           

            Gunting                                   Ampelas                             Wadah Baterai

                          

Elektroda                                 Baterai                                     Kabel

             

        Lampu LED                          Rangkaian Alat   

Dalam penelitian ini dibantu oleh Bapak Agus Purwanto yang memberikan arahan, Muhammad Fathudin jafar yaitu adik saya yang memfoto percobaan dan Ria alfian yaitu teman sekelas saya yang membantu saat menimbang garam menggunakan timbangan analitik serta Latif Kurniawan dari matematika yang membantu saya menganalisis data menggunakan. Microsoft excel