PKM Mangan

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

PENGEMBANGAN METODE PENCITRAAN DIGITAL UNTUK PENENTUAN ION MANGAN (II) DALAM AIR SUNGAI YANG

TERCEMAR LIMBAH HASIL CUCIAN MANGAN

BIDANG KEGIATAN: PKM PENELITIAN

Diusulkan oleh

Viktor Agustinus Payong (1206075002/2012) Antonio Dosantos Nuwa (1306072040/2013)

Benediktus Prosessius Welno Liwu (1306081010/2013)Beatrix Selsiana Dhone (1406070011/2014)

UNIVERSITAS NUSA CENDANA KUPANG

2015

i

PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN

1. Judul Kegiatan : Pengembangan Metode Pencitraan Digital Untuk Penentuan Ion Mangan (II) Dalam Air Sungai Yang Tercemar Limbah Hasil Cucian Mangan

2. Bidang Kegiatan : PKM-P3. Ketua Pelaksana Penelitian

a. Nama Lengkap : Viktor Agustinus Payong b. NIM : 1206075002c. Jurusan : Kimiad. Universitas : Universitas Nusa Cendanae. Alamat Rumah dan No. Tel./HP : RT 026 RW 010 Kelurahan

Maulafa, Kecamatan Maulafa, Kota Kupang-NTT / 085338142649f. Alamat email : vi c to r p a y o n g @ g mail. c o m

4. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 3 Orang5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Fidelis Nitti, S.Si., M.Sc b. NIDN : 0004078701c. Alamat Rumah dan No. Tel./HP : RT 014 RW 006 Desa

Noelbaki, Kec. Kupang Tengah, Kab. Kupang-NTT / 081236634670

6. Biaya Kegiatan Totala. Dikti : Rp. 12.245.000,-b. Sumber lain : Rp. -

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4 bulan

MenyetujuiKetua Jurusan

Rikson A. F . S ibu r i a n, S . S i., M. S i., P h.D NIP. 19740904 200012 1 001

Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan

P r o f . DR. D r s. S imon S a bon Ol a , M.Hum. NIP. 19650322 199203 1 001

Kupang, 15 September 2015

Ketua Pelaksana Kegiatan

Viktor A g ustinus P a y o n g NIM. 1206075002Dosen Pendamping

F id e lis Nitti, S . S i., M . S c . NIDN. 0004078701

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL HALAMAN PENGESAHAN DAFTAR ISIRINGKASANBAB I. PENDAHULUAN1.1.Latar Belakang1.2.Tujuan Program1.3.Urgensi (Keutamaan) Penelitian1.4.Luaran Yang Diharapkan1.5.ManfaatBAB II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Mangan2.2 Nanopartikel Perak2.3 Pencitraan Digital

BAB III. METODE PENELITIAN3.1 Lokasi Penelitian3.2 Alat dan bahan

3.2.1 Alat3.2.2 Bahan

3.3 Prosedur Penelitian3.3.1 Preparasi dan karakterisasi nanopartikel perak3.3.2 Desain boks dan prosedur pengambilan gambar sampel3.3.3 Penentuan mangan dengan kombinasi kolorimetri dan

pencitraan digital3.3.4 Validasi metode analisis dan teknik analisa data

BAB IV. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN4.1 Anggaran Biaya4.2 Jadwal Kegiatan

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRANLampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota, Biodata Dosen Pembimbing

yang DiandatanganiLampiran 2. Justifikasi Anggaran KegiatanLampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian TugasLampiran 4. Surat pernyataan Ketua Peneliti

Halamani ii iii v

13333

445

7

77

778

8

9910

11171921

iii

RINGKASAN

Penambangan mangan akhir-akhir ini semakin marak dilakukan di Nusa Tenggara Timur terutama karena kebutuhannya yang sangat tinggi dan vital dalam bidang industri seperti dalam pembuatan baja, stainless steel, baterai, katalis dan desinfektan. Karena kurangnya kesadaran masyarakat dan keterbatasan teknologi yang digunakan, limbah penambangan dan pencucian mangan sering dibuang ke lingkungan tanpa pengolahan terlebih dahulu. Hal ini berimbas pada tercemarnya sumber air yang ada di sekitar lokasi penambangan yang pada akhirnya dapat menyebabkan keracunan dan penyakit pada manusia yang menggunakan dan mengkonsumsi air tersebut. Oleh karena itu, informasi real time mengenai kadar mangan dalam air di sekitar lokasi penambangan mangan sangatlah penting bagi masyarakat sekitar untuk mencegah terjadinya hal-hal tersebut di atas. Sampai saat ini, metode yang umum digunakan untuk penentuan mangan dalam air di Nusa Tenggara Timur adalah metode titrimetri, Atomic Absorption Spektrofotometri (AAS) and Spektrofotometri UV-Visible. Penggunaan metode- metode tersebut untuk memonitoring kadar mangan dalam sumber air di sekitar lokasi penambangan mangan memiliki banyak kelemahan. Secara umum, metode- metode tersebut sangat mahal, melibatkan prosedur yang kompleks dan harus dilakukan oleh orang-orang dengan keahlian khusus di laboratorium yang dilengkapi dengan alat-alat instrumen yang canggih. Dengan demikian metode- metode tersebut tidak dapat digunakan untuk menyediakan informasi secara langsung dan berkelanjutan mengenai kadar mangan di dalam sumber air di sekitar lokasi penambangan mangan yang letaknya sangat terpencil. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode analisis baru yang sederhana, murah, sensitif dan selektif untuk penentuan secara langsung dan berkelanjutan kadar mangan dalam sumber-sumber air di sekitar lokasi penambangan mangan. Metode analisis mangan yang akan dikembangkan dalam penelitian ini akan mengkombinasikan metode kolorimetri sederhana dan metode pencitraan digital. Penentuan kadar mangan dalam penelitian ini akan didasarkan pada penurunan intensitas nanopartikel perak (AgNPs) termodifikasi ion tripolifosfat (P3O10

-5) ketika bereaksi dengan ion mangan. Penurunan intensitas AgNPs kemudian dikorelasikan dengan kadar mangan di dalam air sesuai dengan hukum Lambert- Beer. Penurunan intensitas AgNPs dapat dideteksi menggunakan potable detector seperti telepon genggam yang dilengkapi dengan program khusus pembacaan intensitas warna. Penelitian ini meliputi beberapa tahapan utama yaitu preparasi dan karakterisasi nanopartikel perak, desain boks tempat pengambilan gambar sampel, penentuan kadar mangan dalam air, validasi metode analisis dan aplikasinya pada monitoring kadar mangan pada sumber-sumber air disekitar lokasi penambangan mangan. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diperoleh sebuah metode alternatif yang sederha, mudah dan murah serta dapat diaplikasikan untuk memonitoring kadar mangan pada sumber-sumber air di sekitar lokasi penambangan mangan secara langsung dan berkelanjutan. Hasil penelitian ini juga diharapkan untuk dapat dikomunikasikan pada komunitas ilmiah yang lebih luas melalui publikasi pada jurnal ilmiah nasional terakreditasi dan juga melalui seminar nasional.

iv

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Eksplorasi penambangan mangan akhir-akhir ini menjadi semakin meningkat dan merupakan salah satu aktivitas yang sangat penting karena aplikasinya yang sangat luas dalam bidang industri. Karena sifat kimianya yang mendukung, mangan dalam bidang industri terutama digunakan sebagai komponen kunci pembuatan baja, stainless steel, baterai, katalis dan desinfektan. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, penambangan mangan di Indonesia khususnya di Nusa Tenggara Timur secara umum juga telah marak dilakukan karena ketersediaannya yang sangat melimpah dan sangat mudah untuk ditambang baik itu menggunakan teknologi modern maupun tradisional. Selain membawa dampak positif yang salah satu diantaranya yaitu ketersediaan lapangan kerja, penambangan mangan juga diketahui membawa dampak negatif bagi lingkungan yang pada gilirannya juga akan berdampak pada manusia itu sendiri.

Salah satu persoalan yang selalu dikaitkan dengan penambangan mangan adalah terjadinya pencemaran lingkungan terutama pencemaran air disekitar lokasi penambangan. Hal ini terutama disebabkan oleh adanya pembuangan air limbah cucian dari proses pemurnian mangan ke lingkungan sekitarnya tanpa adanya proses pengolahan terlebih dahulu. Air cucian mangan yang masuk ke dalam aliran sungai kemudian dapat mencemari sumber air dan menurunkan kualitas air yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari masyarakat disekitar lokasi tambang. Dengan demikian, air tersebut menjadi tidak layak untuk dikonsumsi dan digunakan. Konsumsi air yang mengandung mangan diatas batas minimum yang ditetapkan oleh pemerintah Indonesia berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan No. 907 tahun 2002 yaitu 0.1 mg/L dapat menimbulkan gangguan kesehatan baik secara langsung dan cepat maupun tidak langsung dan perlahan (Kepmenkes No. 907, 2002). Sebagai contoh, beberapa surat kabar harian lokal maupun nasional baru-baru ini memberitakan adanya pencemaran air disekitar lokasi tambang mangan di Kabupaten Belu. Hal ini kemudian memicu terjadinya penyakit-penyakit yang dialami masyarakat sekitar seperti luka-luka pada kulit, kelamin dan kepala (Kompas, 16 Mei 2014 dan Timor Express, 8 Mei2014). Untuk menghindari terjadinya hal-hal tersebut maka kegiatan monitoring konsentrasi mangan di dalam sumber air di sekitar lokasi penambangan mangan secara berkala sangatlah penting untuk dilakukan.

Sampai saat ini, telah ada banyak metode yang digunakan untuk penentuan mangan dalam air diantaranya Atomic Absorption Spectrofotometry (AAS) dan Inductive Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS). Metode-metode yang telah disebutkan tersebut secara umum dapat memberikan hasil analisis yang akurat, sensitif dan selektif untuk monitoring konsentrasi mangan di dalam air. Namun demikian, metode-metode tersebut umumnya melibatkan penggunaan

2

alat-alat instrumen yang sangat mahal dan melibatkan prosedur yang sangat kompleks. Oleh karena itu, analisis mangan menggunakan metode-metode tersebut harus dilakukan oleh orang dengan keahlian khusus dilaboratorium yang dilengkapi dengan alat-alat instrumen yang canggih dan membutuhkan waktu analisis yang cukup lama. Dengan demikian metode-metode tersebut tidak dapat diaplikasikan untuk memonitoring konsentrasi mangan secara langsung dan berkelanjutan di lapangan yang pada dasarnya dibutuhkan di daerah-daerah terpencil yang terletak di sekitar lokasi penambangan mangan. Oleh karena itu, dibutuhkan metode yang lebih sederhana, murah serta dapat dilakukan tanpa menggunakan alat-alat instrumen yang canggih dan dapat diaplikasikan secara langsung untuk penentuan konsentrasi mangan di lapangan secara selektif dan sensitif.

Salah satu metode yang sangat menarik perhatian mayoritas peneliti akhir- akhir ini adalah metode kolorimetri karena aplikasinya yang sangat luas, sangat mudah untuk dilakukan serta memiliki selektivitas dan sensitivitas yang tinggi. Dibandingkan dengan metode lain, metode ini dapat dilakukan secara langsung di lapangan dengan memanfaatkan sifat perubahan warna oleh analit target dan pereaksi yang dicampurkan yang dapat diamati hanya menggunakan mata telanjang. Diantara sekian banyak agen kolorimetri, nanopartikel perak diketahui memiliki banyak kelebihan karena harganya yang murah, mudah dimodifikasi untuk analisis target tertentu serta memiliki absoptivitas molar yang jauh lebih besar dibandingkan dengan agen kolorimetri berbasis nanopartikel lain seperti nanopartikel emas (Pozo & Zaderenko 2010). Untuk lebih memudahkan proses pengukuran di lapangan, maka metode kolorimetri ini akan dikombinasikan dengan metode pencitraan digital dalam hal ini penggunaan detector potable seperti telepon genggam yang menyediakan aplikasi khusus untuk pembacaan intensitas warna dari campuran reagen dan analit target. Hal ini dapat memungkinkan pengukuran dan analisis data hasil pengukuran mangan secara real time (Grudpan et al. 2015). Dalam beberapa kasus metode pencitraan digital ini telah berhasil diaplikasikan untuk beberapa jenis analit lain seperti pada penentuan chromium dan besi dalam air (Firdaus et al. 2014), trinitrotoluene dalam tanah (Choodum et al. 2013) dan fosfat dalam air (Jayawardane et al.2012).

Berdasarkan uraian latar belakang diatas maka dalam penelitian ini akan dilakukan pengembangan metode analisis mangan menggunakan teknik pencitraan digital menggunakan peraksi yang murah tapi selektif dan sensitif terhadap analit mangan yaitu nanopartikel perak yang termodifikasi ion tripolifosfat. Metode ini diharapkan dapat menjadi alternatif baru yang mudah dan murah untuk monitoring secara langsung kadar mangan di daerah-daerah terpencil di sekitar lokasi tambang mangan. Oleh karena itu, kadar mangan pada sumber air di sekitar lokasi tambang dapat dipantau secara langsung dan berkelanjutan di lapangan. Langkah ini diharapkan dapat secara langsung berkontribusi terhadap

3

pencegahan kasus keracunan atau penyakit lain akibat konsumsi dan penggunaan air yang mengandung mangan diatas ambang batas. Selain sangat aplikatif, hasil penelitian ini juga direncanakan untuk dipublikasikan pada jurnal nasional terakreditasi dan teknologi ini mungkin untuk dipatenkan.

1.2 TujuanTujuan utama dari penelitian ini yaitu untuk mengembangkan metode

analisis baru yang relatif murah, mudah dilakukan, selektif and sensitif untuk monitoring mangan secara langsung dan berkelanjutan di daerah-daerah terpencil di mana terjadi eksplorasi penambangan mangan.

1.3 Urgensi (Keutamaan) PenelitianPenelitian ini dirasa sangat penting untuk dilakukan sebagai upaya

pemecahan masalah kebutuhan akan metode alternatif untuk memonitoring kadar mangan dalam sumber air di daerah terpencil sekitar lokasi penambangan mangan secara langsung dan berkelanjutan.

1.4 Luaran yang diharapkanLuaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah diperolehnya sebuah

metode alternatif baru yang mudah, murah, selektif dan sensitif untuk memonitoring secara langsung kadar mangan pada sumber air di daerah terpencil di sekitar lokasi tambang mangan. Dalam konteks sains, penelitian ini diharapkan akan berkontribusi pada pengembangan ilmu kimia secara khusus pada bidang kimia analisis. Selain itu, hasil penelitian ini juga diharapkan untuk dapat dipublikasikan ke ranah akademik yang lebih luas melalui jurnal nasional terakreditasi maupun seminar nasional.

1.5 ManfaatManfaat penelitian ini dapat diuraikan sebagai berikut:1.5.1 Memungkinkan tersedianya sebuah metode alternatif untuk memonitoring

kadar mangan pada sumber air disekitar lokasi tambang mangan secara langsung dan berkelanjutan.

1.5.2 Untuk pengembangan potensi diri peneliti-peneliti dalam hal peningkatan kapasitas dan budaya riset.

4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ManganMangan merupakan salah satu unsur kimia dengan nomor atom 25

dan biasa dituliskan dengan symbol Mn. Secara fisis, mangan tampak berwarna putih keabu-abuan dan bersifat sangat rapuh. Adalah seorang ilmuwan Swedia bernama Johan Gahn yang pertama kali menemukan unsur ini pada tahun 1774. Dalam tabel periodik, mangan ditemukan pada golongan transisi dengan konfigurasi orbital d yang terisi penuh. Logam dan ion mangan secara umum diketahui bersifat paramagnetik.

Mangan merupakan penyusun sekitar 0.1% kerak bumi dan berada pada urutan ke-12 unsur paling melimpah dalam kerak bumi. Di alam mangan umumnya terdapat sebagai bijih mangan (MnO2) pyrolusite. Unsur ini juga diketahui keberadaanya sangat melimpah di Nusa Tenggara Timur. Unsur ini diketahui merupakan salah satu logam yang sangat penting dalam bidang industri karena perannya yang sangat vital pada pembuatan berbagai produk diantaranya baja, stainless steel, baterai, katalis dan desinfektan.

Selain bermanfaat dalam bidang industri, mangan juga termasuk ke dalam kategori logam yang cukup berbahaya apabila dibuang sebagai limbah dalam jumlah besar ke lingkungan. Konsumsi air atau makanan dengan konsentrasi mangan di atas ambang batas dapat menyebabkan terjadinya keracunan dan berbagai jenis penyakit lain diantaranya bronkitis, pneumonia, perkembangan otak dan otot yang lambat bagi anak – anak, serta keguguran kandungan bagi ibu hamil. Pemerintah Indonesia melalui Kementerian Kesehatan, sebaga contoh, telah menetapkan batas minimum mangan dalam air minum yang boleh dikonsumsi adalah sebesar 0.1 mg/L. Oleh karena itu monitoring konsentrasi mangan dalam sumber air yang digunakan oleh masyarakat disekitar lokasi penambangan mangan sangatlah penting untuk dilakukan.

2.2 Nanopartikel perakNanopartikel perak secara umum didefenisikan sebagai atom perak

dengan ukuran antara 1 sampai 100 nm. AgNPs dapat dibuat melalui dua cara yang dikenal dengan teknik top-down dan bottom-up. Teknik top-down pada umumnya mengandalkan metode fisika untuk menghasilkan atom Ag berukuran 1-100 nm dari atom perak yang berukuran lebih besar. Metode ini memiliki beberapa kekurangan diantaranya melibatkan prosedur yang sangat kompleks, membutuhkan waktu yang sangat lama, dan menggunakan biaya yang relatif besar. Sebaliknya teknik bottom-up melibatkan reaksi

5

reduksi ion Ag+ menjadi Ag0 menggunakan reduktor-reduktor seperti NaBH4, SnCl2, asam sitrat, asam askorbat, dan senyawa-senyawa thiol. Metode ini lebih banyak digunakan dalam pembuatan AgNPs karena prosesnya yang sangat mudah dan cepat serta menggunakan biaya yang sangat murah (Prabhu & Poulose 2012).

Karena ukurannya yang sangat kecil, AgNPs diketahui memiliki sifat yang unik dan sangat berbeda dibandingkan dengan atom perak maupun ion perak pada umumnya. Beberapa kelebihan AgNPs adalah rasio luas permukaan terhadap volume yang sangat besar, kemudahan untuk dimodifikasi permukaannya untuk kepentingan tertentu, serta memiliki kestabilan yang sangat tinggi. Sifat-sifat tersebut diketahui berkontribusi pada kemampuan AgNPs yang sangat baik untuk pemisahan ion-ion maupun senyawa pencemar dalam air (Alam et al. 2014).

Selain sifat-sifat yang telah disebutkan sebelumnya, AgNPs juga memiliki karakteristik serapan yang sangat kuat pada daerah sinar tampak yang tidak dimiliki oleh baik itu atom perak berukuran diatas 100 nm maupun ion perak dalam larutannya. Sifat ini secara umum dikenal sebagai surface plasmon resonance (SPR) yang ditandai dengan munculnya serapan pada daerah 390-410 nm karena warna kuning intense yang dihasilkan. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa intensitas SPR sangat ditentukan oleh beberapa faktor diantaranya ukuran partikel, jarak antara partikel, distribusi ukuran partikel dan jenis ligan yang ada pada permukaan partikel. Intensitas SPR selanjutnya dapat dimanipulasi dengan merngontrol faktor-faktor tersebut di atas. Fenomena inilah yang digunakan sebagai dasar analisis kuantitatif secara kolorimetri berbagai jenis analit tertentu menggunakan AgNPs (Wang et al. 2004). Contoh penggunaan AgNPs sebagai sensor kolorimetri sudah berhasil dilakukan diantaranya untukpenentuan ion Hg2+ (Farhadi et al. 2012), amoniak (Dubas & Pimpan 2008),dan ion nitrite dalam air (Kumar & Anthony 2014).

2.3 Metode Pencitraan digitalMetode pencitraan digital atau yang dikenal dengan metode digital-

based image merupakan metode analisis yang didasarkan pada pengukuran intensitas dan pengolahan warna dari analit menggunakan teknologi informasi dan komunikasi. Gambar dari analit dapat terlebih dahulu diperoleh dengan menggunakan beberapa jenis alat diantaranya kamera digital, scanner, webcam, dan telepon genggam yang dilengkapi dengan kamera. Metode ini diketahui sangat praktis dan mudah untuk dilakukan mengingat perkembangan teknologi informasi dan komunikasi yang semakin pesat akhir-akhir ini. Selain itu karena sifatnya yang potable dan tidak memerlukan arus listrik yang besar, pengukuran menggunakan metode ini dapat dilakukan secara langsung di lapangan (Grudpan et al. 2015).

versi me ersam

njadi Absorba an:

6

Intensitas dari warna larutan yang telah direkam selanjutnya dapat diolah menggunakan beberapa program khusus pembacaan warna seperti Adobe Photoshop dan Image-j. Teknik yang paling umum digunakan yaitu mengkonversi warna larutan kedalam intensitas warna penyusunnya yaitu Red Green Blue (RGB). Konsentrasi larutan dalam sampel kemudian dapat dianalisis dengan mengkorelasikan intensitas dari baik itu salah satu maupun ketiga intensitas yang diperoleh dengan konsentrasi dari larutan standar sesuai dengan hukum Lambert-Beer. Selain itu, sebelum diolah menggunakan hukum Lambert-Beer, masing-masing intensitas juga dapat dikon nsi warna komplementernya terlebih dahulusesuai p a

dimana A merupakan absorbansi, I0 merupakan intensitas dari AgNPs tanpa penambahan analit sedangkan Ix adalah nilai RGB dari masing-masing larutan standar maupun sampel yang diukur.

Karena perkembangan fitur-fiturnya yang sangat pesat, penelitian menggunakan metode pencitraan digital akhir-akhir ini diarahkan pada penggunaan telepon seluler yang telah dilengkapi dengan software pembacaan warna seperti colorshot free pada iphone dan color-picker pada Samsung dan Nokia. Penggunaan telepon seluler dalam analisis kimia memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan penggunaan alat IT lainnya karena ukurannya yang sangat kecil yang memudahkan untuk dibawa ke lapangan. Selain itu, metode ini juga tidak melibatkan pengolahan warna lanjutan menggunakan software komputer karena intensitas warna langsung diperoleh dari fitur-fitur yang ada pada telepon seluler. Hasil penelusuran literatur menunjukkan bahwa metode pencitraan digital telah berhasil diaplikasikan untuk analisis kimia diantaranya untuk penentuan chromium dan besi dalam air (Firdaus et al. 2014), trinitrotoluena dalam tanah (Choodum et al. 2013) dan fosfat dalam air (Jayawardane et al.2012).

0

7

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi PenelitianPenelitian yang melibatkan pengembangan metode analisis secara

utuh akan dilakukan di laboratorium kimia pada Universitas Nusa Cendana Kupang dan pengukuran secara langsung kadar mangan pada sumber- sumber air di sekitar lokasi penambangan mangan menggunakan metode yang telah divalidasi.

3.2 Alat dan Bahan3.2.1 Alat

Alat-alat utama yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah peralatan gelas (labu ukur, erlenmeyer, gelas kimia, pipet tetes, tabung reaksi), spektrofotometer UV-Vis, dan TEM (Transmission electron microscopy). Sedangkan box tempat pengambilan gambar sampel dibuat dari

3.2.2 BahanBahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah perak

nitrat (AgNO3), natrium borohidrat (NaBH4), natrium tripolifosfat (Na5P3O10).

3.3 Prosedur Penelitian3.3.1 Preparasi dan karakterisasi nanopartikel perak

AgNPs terfungsionalisasi oleh ion tripolifosfat dibuat berdasarkan prosedur yang dikembangkan oleh Gao et al (2003) dengan mereduksi ion

Ag+ dari garam AgNO3 menggunakan reduktor NaBH4 dengan adanya Na5P3O10. 1 ml larutan 0.1 M NaBH4 ditambahkan tetes demi tetes ke dalam campuran 1 ml larutan 20 mM AgNO3 dan 100 ml larutan Na5P3O10

dengan konsentrasi sebesar 5 mM sambil diaduk. Pengadukan dilakukan secara kontinu kurang lebih selama 5-10 menit sampai terbentuk larutanberwarna kuning-jernih yang stabil yang mengindikasikan terbentuknyaAgNPs terfungsionalisasi ion P3O1

5-(Gao et al. 2013). AgNps-P3O10

5-

yang terbentuk kemudian dikarakterisasi menggunakan SpektrofotometerUV-Vis dan Transmission Electron Microscopy (TEM).

3.3.2 Desain boks dan prosedur pengambilan gambar sampelUntuk tujuan pengambilan gambar sampel menggunakan telepon

genggam, disiapkan sebuah boks yang kedap cahaya dengan ukuran 25 cm x 20 cm x 20 cm. Sebuah lampu jenis Philips berukuran 20 watt diposisikan pada bagian atas boks untuk pencahayaan di dalam boks. Tempat dudukan sampel didesain sedemikian rupa sehingga persis berhadapan dengan pintu pengambilan gambar dengan jarak sekitar 2 cm.

8

Lampu

Pintu

Tempat sampel

Gambar 1. Desain boks tempat pengambilan gambar sampel

Sampel yang akan diambil gambarnya terlebih dahulu ditempatkan pada tempat sampel yang telah disediakan di dalam boks. Pengambilan gambar sampel dilakukan melalui pintu dengan posisi kamera kurang lebih2 cm jaraknya dari pintu boks tersebut.

3.3.3 Penentuan mangan dengan kombinasi kolorimetri dan pencitraan digital

Penentuan ion mangan secara kolorimetri menggunakan detektor telepon genggam dilakukan dengan menyiapkan masing-masing 2 mL

larutan Mn2+ pada berbagai variasi konsentrasi. Ke dalam seri larutan5-standar tersebut kemudian ditambahkan masing-masing 0.5 mL P3O10 -

AgNps dan dibiarkan selama 5 menit agar reaksi berlangsung sempurna5-yang ditandai dengan adanya perubahan warna dari P3O10 -AgNps.

Larutan tersebut kemudian dituangkan kedalam sebuah botol khusus dan diletakkan di dalam tempat dudukan sampel di bagian dalam boks yang telah dilengkapi dengan lampu. Pengambilan gambar dilakukan menggunakan handphone merk nokia yang telah di lengkapi dengan software “color picker”. Gambar masing-masing larutan standar disimpan dan intensitas RGB (Red Green Blue) dari masing-masing larutan standar direkam. Kurva kalibrasi dibangun dari plot antara masing-masingintensitas terhadap konsentrasi larutan Mn2+. Prosedur yang sama juga

dilakukan pada penentuan ion Mn2+ baik dalam sampel sintetik maupun dalam sampel alami yang diperoleh dari sumber air disekitar lokasi

penambangan mangan. Sebagai pembanding, konsentrasi ion Mn2+ dalam sampel-sampel tersebut juga ditentukan menggunakan metode spektrofotometer UV-Vis dan Atomic Absorption Spectrophotometry.

3.3.4 Validasi metode analisis dan teknik analisa dataValidasi metode dilakukan dengan membandingkan linearitas,

presisi, akurasi dan perolehan kembali dari metode pencitraan digital yang dikembangkan ini dengan metode analisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan AAS. Uji statistik pada tingkat kepercayaan 95% dilakukan untuk melihat ada tidaknya perbedaan secara signifikan dari parameter- parameter analisis yang didapat dari metode yang dikembangkan dengan kedua jenis metode standar.

9

BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Anggaran BiayaTabel berikut menunjukkan ringkasan anggaran biaya yang digunakan dalam penelitian ini:

Tabel 1. Ringkasan anggaran biaya penelitianNomor Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)

1. Peralatan Penunjang 2.850.0002. Bahan kimia habis pakai 3.955.0003. Perjalanan 2.850.0004. ATK 890.0005. Lain-lain 1.700.000

TOTAL 12.245.000

4.2 Jadwal KegiatanPenelitian ini akan dilaksanakan dalam durasi 4 bulan yang secara rinci dapat dideskripsikan dalam tabel di bawah ini:

No Uraian Kegiatan WaktuI II III IV

1. Desain boks tempat pengambilan gambar.2. Pembuatan dan karakterisasi AgNPs3. Karakterisasi AgNPs dengan TEM4. Persiapan larutan standar dan pembuatan kurva

standar5. Penentuan sampel mangan dalam sampel sintetis6. Validasi metode analisis7. Pengambilan sampel di sekitar lokasi tambang

mangan8. Penentuan mangan dalam sampel air cucian

mangan9. Aplikasi metode analisis pada penentuan mangan

disekitar lokasi penambangan mangan10. Persiapan seminar dan laporan akhir serta

penyerahan laporan akhir ke DIKTI

101

DAFTAR PUSTAKA

Alam, N.Z., Rahayu, P.E. & Priatmoko, S., 2014. Preparasi Nanopartikel Perak Dengan Metode Reduksi dan Aplikasinya Sebagai Antibakteri Penyebab Infeksi. Indonesian Journal of Chemical Science, 3, pp.1–6.

Choodum, A. et al., 2013. Using the iPhone as a device for a rapid quantitative analysis of trinitrotoluene in soil. Talanta, 115, pp.143–149.

Dubas, S.T. & Pimpan, V., 2008. Green synthesis of silver nanoparticles for ammonia sensing. Talanta, 76, pp.29–33.

Farhadi, K. et al., 2012. Highly selective Hg2+ colorimetric sensor using greensynthesized and unmodified silver nanoparticles. Sensors & Actuators: B. Chemical, 161(1), pp.880–885.

Firdaus, M.L. et al., 2014. Determination of Chromium and Iron Using DigitalImage-based Colorimetry. Procedia Environmental Sciences, 20, pp.298–304.

Gao, Y.-X. et al., 2013. A new rapid colorimetric detection method of Mn2+ based on tripolyphosphate modified silver nanoparticles. Sensors and Actuators B: Chemical, 181, pp.288–293.

Grudpan, K. et al., 2015. Applications of everyday IT and communications devices in modern analytical chemistry : A review. Talanta, 136, pp.84–94.

Jayawardane, B.M., Mckelvie, I.D. & Kolev, S.D., 2012. A paper-based device for measurement of reactive phosphate in water. Talanta, 100, pp.454–460.

Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor907/MENKES/SK/VII/2002, pp. 8.

Kumar, V.V. & Anthony, S.P., 2014. Highly selective silver nanoparticles based label free colorimetric sensor for nitrite anions. Analytica Chimica Acta,842(2), pp.57–62.

Limbah Mangan lukai alay kelamin hingga kulit kepala ratusan warga. Kompas,16 Mei 2014.

Pozo, D. & Zaderenko, A.P., 2010. Silver nanoparticles : sensing and imagingapplications. In D. . Perez, ed. Silver Nanoparticles. In Tech, pp. 201–225.

Prabhu, S. & Poulose, E.K., 2012. Silver nanoparticles : mechanism ofantimicrobial action , synthesis , medical applications , and toxicity effects.International Nano Letters, 2(1), p.1.

Wang, C. et al., 2004. Silver nanoparticles as optical sensors. In D. . Perez, ed.Silver Nanoparticles. In Tech, pp. 225–257.

Warga Lamaknen Selatan Terserang Penyakit: Diduga dampak penambangan mangan. Timor Express, 8 Mei 2014.

111

LAMPIRAN-LAMPIRANLampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota, Biodata Dosen Pembimbing yang ditandatangani1. Ketua Tim PenelitiA. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Viktor Agustinus Payong2 Jenis Kelamin Laki – Laki3 Program Studi Kimia4 NIM/NIDN 12060750025 Tempat dan Tanggal Lahir Kupang, 15 Agustus 19946 Email vi c to r p a y o n g @ g m a il. c o m 7 Nomor Telop/HP 085338142649

B. Riwayat PendidikanSD SMP SMA

Nama institusi SDI Tunganamo SMPN 3 Kupang SMAN 3 KupangJurusan IPATahun Masuk-Lulus

2000-2006 2006-2009 2009-2012

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)No. Nama Pertemuan Ilmiah /

SeminarJudul Artikel Ilmiah Waktu dan

Tempat

D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atauinstitusi lainnya)No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

PenghargaanTahun

1 - - -

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggunjawabkan secara hokum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa - Penelitian.

Kupang, Agustus 2015Ketua Tim Peneliti

(Viktor Agustinus Payong)

121

2. Anggota Peneliti 1A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Antonio Dosantos Nuwa2 Jenis Kelamin Laki – laki3 Program Studi Kimia4 NIM/NIDN 13060720405 Tempat dan Tanggal Lahir Talomena, 19 April 19946 Email Dos a ntos_ a ntonio @ y a h o o. c o.id 7 Nomor Telop/HP 081238260448


Nama institusi SDI RatongaMobo

SMPN 3 Boawae SMAKSyuradikara

Jurusan - IPATahun Masuk-Lulus

2001-2007 2007-2010 2010-2013

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)Nomor Nama Pertemuan

Ilmiah/SeminarJudul ArtikelIlmiah

Waktu danTempat

1. - - -D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau

institusi lainnya)Nomor Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

PenghargaanTahun

1. Juara 2 OSN Pertaminatingkat Universitas

Pertamina 2014


Kupang, Agustus 2015Anggota Peneliti 1

(Antonio Dosantos Nuwa)

131


1 Nama Lengkap Benediktus Prosessius Welno Liwu2 Jenis Kelamin Laki-Laki3 Program Studi Ilmu Komputer4 NIM/NIDN 13060810105 Tempat dan Tanggal Lahir Bonle’u, 04 Januari 19956 Email b e n n y liwu @ y a hoo. c om 7 Nomor Telop/HP 082339664036


Nama institusi SD GMITBonle’u

SMPK SintVianney Soe

SMA N 1 Soe

Jurusan - - IPATahun Masuk-Lulus

2001-2007 2007-2010 2010-2013



Waktu danTempat



PenghargaanTahun

1. - - -



(Benediktus Prosessius Welno Liwu)

141


1 Nama Lengkap Beatrix Selsiana Dhone2 Jenis Kelamin Perempuan3 Program Studi Kimia4 NIM/NIDN 14060700115 Tempat dan Tanggal Lahir Ende, 28 Juli 19966 Email b ea t r i x o c ono r @ g m a il. c o m 7 Nomor Telop/HP 082237279245


Nama institusi SDK St. UrsulaEnde

SMPK St. UrsulaEnde

SMAN 1 Ende

Jurusan - - IPATahun Masuk-Lulus

2002-2008 2008-2011 2011-2014



Waktu danTempat



PenghargaanTahun

1. Juara 2 Olimpiade Sainstingkat SMA se-KabupatenEnde bidang fisika

PemerintahKabupaten Ende

2013



(Beatrix Selsiana Dhone)

151

5. Dosen Pembimbing

A. Identitas Diri1 Nama Lengkap Fidelis Nitti, S.Si., M.Sc.2 Jenis Kelamin Laki-laki3 Program Studi Kimia4 NIM/NIDN 00040787015 Tempat dan Tanggal Lahir Tunbaun, 04 Juli 19876 Email f nitti@ a lumni.unim e lb. e du. a u 7 Nomor Telop/HP 081236634670

B. Riwayat Pendidikan

SD SMA SMA S1 S2NamaInstitusi

SDK. St.Yoseph, Noelbaki

SMPKFraterKupang

SMAKGiovanniKupang

UniversitasNusa Cendana, Kupang

TheUniversity of Melbourne, Australia

Jurusan IPA Kimia Analytical andEnvironmentalChemistry

TahunMasuk- Lulus

1992-1998

1998-2001

2001-2004

2004-2008 2012-2014

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)Nomor Nama

Pertemuan Ilmiah/Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Tempat

1. Seminar AwalTahun JurusanKimia

Aplikasi NanopartikelPerak sebagai Sensor Kolorimetri pada Analisis Merkuri (II) Dalam Air

5 Januari 2015,Laboratorium Bioscience, Universitas Nusa Cendana

2. 20th RACIResearch and Development TopicsConference in Analytical and Environmental

Preconcentration ofMercuric Ions from Wastewaters using Polymer Inclusion Membranes

11-14 Desember2012, DeakinUniversity, Australia

161

Chemistry

D. Penghargaan dalam 10 Tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atauinstitusi lainnya)Nomor Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

PenghargaanTahun

1 Second Class Honors Graduate The University ofMelbourne, Australia

2014

2 Dosen Pembimbing PKM danPIMNAS 23

DIKTI 2010

3 Juara 1 dalam Lomba PenulisanKarya Tulis Ilmiah bagi Dosen Muda di Universitas Nusa Cendana dengan Tema Selamatkan Bumi Kita

PPLH, UniversitasNusa Cendana

2010

4 Lulusan Terbaik UniversitasNusa Cendana pada WisudaPeriode Februari 2008

Universitas NusaCendana

2008

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggunjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa - Penelitian.

Kupang, Agustus 2015Pembimbing

(F id e lis Nitti, S . S i., M. S c ) NIDN. 0004078701

171

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan1. Peralatan Penunjang

Material JustifikasiPemakaian

Kuantitas Harga Satuan(Rp)

Jumlah(Rp)

SewaLaboratorium Kimia dan peralatan gelas

Pelaksanaanpenelitian

Selamapenelitian

750.000 750.000

Sewa analisisTEM

KarakterisasiukuranAgNPs

2 sampel 500.000/sampel 1.000.000

SewaSpektrofotometer UV-Vis dan AAS

KarakterisasiAgNPs dan instrument pembanding

Selamapenelitian

750.000 750.000

Boks Tempatpengambilan gambar sampel

1 buah 200.000 200.000

Lampu Pencahayaandalam boks

2 buah 50.000 100.000

Kabel Pencahayaandalam boks

5 meter 10.000 50.000

SUB TOTAL 2.850.000

2. Bahan Habis PakaiMaterial Justifikasi

PemakaianKuantitas Harga Satuan

(Rp)Jumlah(Rp)

AgNO3 Bahan dasarpembuatan AgNPs

25 gram 2.100.000 2.100.000

NaBH4 Reduktor untukpembuatan AgNPs

25 gram 500.000 500.000

Na5P3O10 Stabiliser AgNPs 25 gram 650.000 650.000

MnSO4 Sumber ion Mn2+ 25 gram 575.000 575.000Aquades Pelarut 10 liter 10.000 100.000Tisu Untuk

membersihkan peralatan gelas

3 dos 10.000 30.000

3.955.000

181

3. PerjalananMaterial Justifikasi

PemakaianKuantitas Harga

Satuan (Rp)

Jumlah (Rp)

Transportasi lokalselama penelitian

4 bulan 3 orang 200.000 2.400.000

Perjalanan ke Lokasipengambilan sampel air yang tercemar mangan

Pengambilansampel air dan pengukuran sampel di lapangan

3 orangPulang- Pergi

150.000 450.000

SUB TOTAL 2.850.000

4. ATKMaterial Justifikasi


Satuan (Rp)

Jumlah (Rp)

Kertas HVS PembuatanLaporan

2 rim 45.000 90.000

Tinta printwarna hitam

Mencetak laporan 2 dos 30.000 60.000

Tinta warna Mencetak laporan 1 dos 35.000 35.000CartridgeWarna hitam

Mencetak laporan 1 buah 300.000 300.000

Cartridgewarna

Mencetak laporan 1 buah 350.000 350.000

Logbook Pencatatan hasilpenelitian harian untuk arsip dan laporan

2 buah 15.000 30.000

Bolpoin Pencatatan hasilpenelitian harian

1 dos 25.000 25.000

SUB TOTAL 890.000

191

5. Lain-LainMaterial Justifikasi


Satuan (Rp)Jumlah(Rp)

Konsumsiselama penelitian

Konsumsipeneliti

Selamapenelitian

100.000/orang 300.000

Penelusuraninternet

Literaturreview dan kepustakaan

Selamapenelitian

100.000 100.000

Fotocopylaporan

Perbanyakanjumlah laporan

10 laporan 20.000 200.000

Publikasidijurnal nasional

Publikasi 1 buah 500.000 500.000

Pembuatanposter

Partisipasidalamseminar lokal dan untuk pelaporan

2 buah 200.000 400.000

Administrasi 200.000

SUB TOTAL 1.700.000

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian TugasNo Nama/NIM Program

StudiBidangIlmu

Alokasi Waktu (Jam/ Mingg u)

Uraian Tugas

1. Viktor AgustinusPayong /1206075002

Kimia Analisis 15 Peneliti utama danpenanggung jawab keseluruhan penelitian.

2. AntonioDosantos Nuwa /1306072040

Kimia Analisis 10 Peneliti,penelusuranliteratur, mendesain boks, preparasi dan karakterisasi

202

AgNPs,pengembangan dan validasi metode, aplikasi metode pada penentuan ion

Mn2+ di lapangan.3. Benediktus

Prosessius WelnoLiwu /1306081010

IlmuKomputer

CitraDigital

10 Peneliti,pengambilangambar larutan standar dan sampel, pengolahan citra, konversi intensitas RGB menjadi absorbansi.

4 Beatrix SelsianaDhone /1406070011

Kimia Analisis 10 Peneliti,penelusuranliteratur, mendesain boks, preparasi dan karakterisasiAgNPs, pengembangan dan validasi metode, aplikasi metode pada penentuan ionMn2+ di lapangan.

212

Lampiran 4. Surat pernyataan Ketua Peneliti

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS NUSA CENDANA

Jalan Adisucipto, penfui, Kotak Pos 104, Kupang 85001, NTT

Email : b aa kpsiund a n a @ y a hoo . c om Telp. (0380)881580Fax. 881674-881586 Website : http://www.undana.ac.id

SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA

NamaNIM

Yang bertanda tangan dibawah ini:: Viktor Agustinus Payong: 1206075002

Program StudiFakultas

: Kimia: Sains dan Teknik

Dengan ini menyatakan bahwa usulan (Isi sesuai dengan bidang PKM) saya dengan judul: Pengembangan Metode Pencitraan Digital Untuk Penentuan Ion Mangan (II) Dalam Air Sungai Yang Tercemar Limbah Hasil Cucian Mangan yang diusulkan untuk tahun anggaran 2015 bersifat original dan belumpernah dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain.Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara.Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan benarnya.

dengan sebenar-

Kupang, September 2015Mengetahui,Pembantu Rektor Bidang Kemahasiswaan,

Yang menyatakan

Prof. Dr. Simon Sabon Ola, M. Hum Viktor Agustinus PayongNIP. 19650322 199203 1 001 NIM. 1206075002

Documents

PKM Mangan