Bidang Fisika - rp2u.unsyiah.ac.id

Bidang FisikaBidang FisikaBidang Fisika

ISBN: 978-602-985599-2-0

Bidang FisikaBidang FisikaBidang Fisika

Prosiding Seminar dan Rapat Tahunan Bidang MIPA BKS PTN Wilayah Barat

Tahun 2013

Bandar Lampung, 10 – 12 Mei 2013

ISBN ……………………..

Dewan Penyunting

Warsito

Sutopo Hadi

Tati Suhartati

Simon Sembiring

Mulyono

Muslim Ansori

Mustofa Usman

Kurnia Muludi

Endang Linirin W

Sumardi

Buhani

Suripto Dwi Yuwono

Jani Master

Sugeng Sutiarso

Abdurrahman

Nismah Nukmal

Penyunting Pelaksana

Heri Satria

Kamisah D Pandiangan

Elly Lestari

Febriandi Hasibuan

Rifqi Almusawi R

Diterbitkan oleh FMIPA Universitas lampung

Bandar Lampung

Penyunting: Warsito dkk.

ISBN ……………

Cetakan Pertama, Tahun 2013

©copyright FMIPA Unila

i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillaahirobbil ‘aalamiin, segala puji bagi Allah SWT akhirnya Prosiding

ini dapat terselesaikan. Prosiding ini merupakan kumpulan artikel yang telah

dipresentasikan pada kegiatan Seminar dan Rapat Tahunan BKS PTN Wilayah

Barat Bidang MIPA tahun 2013 yang diselenggarakan di FMIPA Universitas

Lampung pada tanggal 10 – 12 Mei 2013.

Prosiding ini terdiri dari 425 artikel yang terbagi ke dalam empat bidang, yaitu:

Bidang Biologi, Bidang Kimia, Bidang Fisika, dan Bidang Matematika dan

Informatika. Tiap bidang ilmu terdiri dari artikel di bidang sains dan

kependidikan.

Pada kesempatan ini, secara umum atas nama Panitia dan secara khusus atas nama

Dewan Penyunting mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu terselesaikannya prosiding ini dan mohon maaf atas segala kesalahan.

Bandar Lampung, Juni 2013

Dewan Penyunting

ii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

APLIKASI LIGHT DEPENDENT RESISTOR UNTUK

PENGEMBANGAN SISTEM PENGUKURAN DURASI HARIAN

PENYINARAN MATAHARI Zulhendri Kamus

1), Ridho Pratama

2)

1-6

PENGARUH VARIASI SUHU SINTERING TERHADAP SIFAT

MIKROSKOPIK DAN MAKROSKOPIK SEMEN GIGI NANO ZINC

OXIDE EUGENOL (REINFORCED ALUMINA) Zazilatul Khikmiah

1, Dwi Wahyu Nugroho

2, Tito Prastyo Rahman

2, Nofrizal

3,

Radyum Ikono4,5

, Siswanto1, Etik Marliyati

6, Agus Sukarto S.W.

7, Nurul Taufiqu

Rochman3

7-14

PERHITUNGAN SUDUT DEVIASI SPEKTRUM SINAR MATAHARI

DALAM AIR DAN CERMIN DATAR Yulinar Adnan dan Supardi

15-18

PENGARUH KETEBALAN LAPISAN ANTIFEROMAGNETIK PADA

SIFAT MAGNETIK LAPISAN TIPIS SPIN VALVE

FEMN/NICOFE/CU/NICOFE Yenni Darvina

1*, Ramli

1, Yulkifli

1 dan Mitra Djamal

2

19-24

SISTEM PENGINFORMASI KEBERADAAN ORANG DI DALAM

RUANG TERTUTUP DENGAN RUNNING TEXT BERBASIS

MIKROKONTROLER DAN SENSOR PIR (PASSIVE INFRARED) Wildian dan Osna Marnita

25-34

ANALISIS PENGARUH MASSA JENIS TERHADAP KUALITAS

MINYAK GORENG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN ALAT

UKUR MASSA JENIS DAN AKUISISINYA PADA KOMPUTER Warsito, Gurum Ahmad Pauzi, Miftahul Jannah

35-42

PENERAPAN PENDIDIKAN KARAKTER MELALUI

PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH UNTUK

MENINGKATKAN KOMPETENSI FISIKA SISWA SMK NEGERI 1

PADANG Usmeldi

43-50

PENGARUH LAMA AKTIVASI TERHADAP KOMPOSISI DAN

STRUKTUR KIMIA DAN MUTU ARANG AKTIF SERBUK

GERGAJI JELUTUNG Usman Malik

* dan Riad Syech

*

51-60

iii

STUDI EKSTRAKSI TITANIA DARI SLAG MENGGUNAKAN

SODA ASH PADA VARIASI SUHU ROASTING Titik Indrawati

1,Tito Prastyo Rahman

2 , Dwi Wahyu Nugroho

2, Nofrizal

3,

Radyum Ikono4,5

, Yuswono3, Siswanto

1, Nurul Taufiqu Rochman

3

61-64

OPTIMALISASI POTENSI LOKAL DESA RAWAN BAHAYA

TSUNAMI DALAM RANGKA MITIGASI MENUJU

TERWUJUDNYA DESA SIAGA BENCANA MANDIRI DI PESISIR

PROVINSI BENGKULU(*)

Suwarsono*, Basuki Sigit**, Supiyati * dan Yulian Fauzi*

65-74

ANALISIS PERTUMBUHAN KINETIK LAPISAN BESI BORIDA

PADA BAJA ST37 DALAM PROSES BORONISASI SERBUK Sutrisno

75-80

PENGARUH PENERAPAN PRAKTIKUM VIRTUAL BERBASIS

PROBLEM SOLVING TERHADAP KEMAMPUAN BERPIKIR KRITIS

MAHASISWA Sutarno

81-90

POLA TRANSPORT SEDIMEN AKIBAT ARUS YANG

DIBANGKITKAN GELOMBANG DI PELABUHAN PULAU BAAI

BENGKULU Supiyati

1), Suwarsono

2), dan Ichsan Setiawan

3)

91-98

SOLUSI PERSAMAAN MAXWELL DALAM RUANG WAKTU

SPATIALLY FLAT ROBERTSON-WALKER Supardi

99-104

PEMETAAN INTENSITAS DAN PERCEPATAN GETARAN

TANAHMAKSIMUM BERDASARKAN DATA GEMPA

BUMITAHUN 1973-2011 DI PROVINSI BENGKULU Suhendra, Arif Ismul Hadi dan Desrilina Yanti

105-110

ANALISA POLUSI LOGAM BERAT SEPANJANG DAERAH

ALIRAN SUNGAI (DAS) TABALONG KALIMANTAN SELATAN Sudarningsih, S. Pd., M.Si, Enny Lestiana, dan Totok Wianto, S.Si., M.Si

111-118

MODIFIKASI POLIPROPILENA SEBAGAI POLIMER KOMPOSIT

BIODEGRADABEL DENGAN BAHAN PENGISI PATI PISANG DAN

SORBITOL SEBAGAI PLASTISIZER Sri Mulyadi, Ely Sulistya Ningsih,Alwis Abbas

119-122

PENGOLAHAN BIJIH MANGAN MENJADI MANGAN SULFAT

MELALUI PELINDIAN REDUKTIF MENGGUNAKAN ASAM

OKSALAT DALAM SUASANA ASAM Slamet Sumardi1,, Mohammad Zaki Mubarok2, Nuryadi Saleh3

123-130

iv

UPAYA PENINGKATAN HASIL BELAJAR FISIKA SISWA PADA

KONSEP CAHAYA KELAS VII6 MELALUI PENERAPAN MODEL

PEMBELAJARAN PROBLEM BASED LEARNING (PBL) BERBASIS

LABORATORIUM DI SMPN 14 KOTA BENGKULU Rosane Medriati

131-140

SISTEM MONITORING GAS SO2 PADA PROSES

PENGOLAHANBIJIH GALENA Rina Ristiana

141-146

POTENSI KERANG RANGA SEBAGAI SUMBER KALSIUM

DALAM SINTESIS BIOMATERIAL SUBSTITUSI TULANG Kiagus Dahlan

147-152

PENGARUH SINTERING DAN PENAMBAHAN SENYAWA

KARBONAT PADA SINTESIS SENYAWA KALSIUM FOSFAT Kiagus Dahlan, Setia Utami Dewi

153-158

MOTIVASI BELAJAR FISIKA SISWA MELALUI PENERAPAN

PENDEKATAN ARIAS PADA SISWA KELAS VIII SMP NEGERI 4

TAMBANG M. Nor, Revi Astria Noprina, Zuhdi

159-166

PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA LASER

DIODA MENGUNAKAN KISI DIFRAKSI REFLEKSI DAN

TRANSMISI Minarni*, Saktioto, Gita Lestari

167-172

KOREKSI BENTUK BERKAS CAHAYA LASER DIODA

MENGUNAKAN SEPASANG PRISMA ANAMORPIK Minarni*, Iwantono, Age Pranata

173-178

KARAKTERISTIK FISIK PELLET DAN SPONGE IRON PADA

BAHANBAKU LIMBAH KARAT DENGAN PASIR BESI SEBAGAI

PEMBANDING Muhammad Amin*, Suharto*, Reni**, Dini**

179-184

PROSES PRODUKSI EXPANDED PERLIT LAMPUNG SEBAGAI

MATERIAL INDUSTRI BATA RINGAN Muhammad Amin

185-190

PENgARUH KETEBALAN LAPISAN ANTIFEROMAGNETIK PADA

SIFAT MAGNETIK LAPISAN TIPIS SPIN VALVE

FEMN/NICOFE/CU/NICOFE Yenni Darvina

1*, Ramli

1, Yulkifli

1 dan Mitra Djamal

2

191-196

EVALUASI MUTU PRODUK DARI PRODUK-PRODUK BAJA

TULANGAN DOMESTIK BERDASARKAN KONSISTENSI

KEKUATANNYA Adhy Prayitno*) , M. Dalil dan Yanuar

197-202

v

KAJIAN AWAL KARAKTERISTIK MINERAL MAGNETIK BIJIH

BESI MANGGAMAT, ACEH SELATAN Adi Rahwanto

# dan Zulkarnain Jalil

203-206

PEMODELAN STRUKTUR DAN RESERVOAR LAPANGAN PANAS

BUMI BONJOL DARI ANOMALI GAYA BERAT Ahmad Zaenudin

1, Rifai Ahmad

1 dan Muh Sarkowi

1 207-214

ANALISIS STRUKTUR BATUAN DENGAN METODA INVERSI

SMOOTHNESS-CONSTRAINED LEAST-SQUARES DATA

GEOLISTRIK KONFIGURASI SCHLUMBERGER DI UNIVERSITAS

NEGERI PADANG KAMPUS AIR TAWAR Akmam, Nofi Yendri Sudiar

215-220

PENGARUH VARIASI MAGNESIUM OXIDE (MGO) TERHADAP

KARAKTERISTIK SEMEN GIGI MODIFIKASI NANO ZINC OXIDE

EUGENOL (ZOE) Alwiyah



2, Nofrizal

3, Radyum

Ikono4,5

, Siswanto1, Etik Marliyati

6, Agus Sukarto S.W.

7Nurul Taufiqu Rochman

3

221-226

PENERAPAN PEMBELAJARAN FISIKA SMA BERBASIS

KEGIATAN LABORATORIUM *) Amali Putra

227-234

LAJU DEPOSISI DAN CELAH PITA ENERGI OPTIK LAPISAN

TIPIS A-SI:H YANG DITUMBUHKAN DENGAN TEKNIK HWC-

VHF-PECVD Andhy Setiawan

1), Hastiti Murti

1), Hasniah Aliah

2), Toto Winata

3)

235-242

METODE JARINGAN SARAF TIRUAN PROPAGASI BALIK

UNTUK ESTIMASI CURAH HUJAN BULANAN DI KETAPANG

KALIMANTAN BARAT Andi Ihwan

243-248

PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN MENERAPKAN MODEL

INKUIRI TERBIMBING DALAM MENUMBUHKAN KEMAMPUAN

BERFIKIR LOGIS SISWA DI SMA NEGERI 8 BENGKULU Andik Purwanto dan Resty Sasmita

249-254

PERBANDINGAN DIFUSIVITAS KLORIDA MORTAR BATU

APUNG, PASIR SUNGAI DAN PASIR PANTAI Ardian Putra, Ari Edo Putra

255-262

IDENTIFIKASI POLUTAN DALAM AIR PERMUKAAN DI

SEKITAR TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) AIR DINGIN

PADANG Arif Budiman, Jernih Wati Zendrato

263-268

PEMETAAN GEMPA BUMI BERDASARKAN TINGKAT

KEAKTIFAN GEMPA DI PROVINSI BENGKULU PERIODE 1971-269-272

vi

2011 Arif Ismul Hadi, Suhendra, dan Osindo Oktavia Manik

PENGARUH TEMPERATUR OPERASIONAL TERHADAP

KEKUATAN KOMPONEN GRATE PLATE PADA INDUSTRI

SEMEN Arif Tjahjono

273-280

NILAI KARAKTER MAHASISWA DALAM PEMBELAJARAN

AKTIF DENGAN TUGAS BERBASIS MEDIA VIDEO PHY 2048

DAN PHY 2049 MATA KULIAH BAHASA INGGRIS UNTUK

FISIKA Asrizal

281-292

PENGEMBANAGAN INSTRUMEN PENILAIAN KOMPETENSI

SOSIAL GURU FISIKA SMA/MA Azhar

293-306

PENGARUH LAJU ALIR CO2 HASIL PEMBAKARAN TEMPURUNG

KELAPA TERHADAP PEMBENTUKAN DAN KARAKTERISTIK

NA2CO3 Rifqi Almusawi Rafsanjani

1, Simon Sembiring

1, Wasinton Simanjuntak

2

307-312

EKSTRAKSI DAN KARAKTERISASI SERBUK NANO PIGMEN

DARI DAUN TANAMAN JATI (TECTONA GRANDIS LINN. F) Riahna br Kembaren

1, Sesotya Putriliniar

1,2, Nurwenda Novan Maulana

1,3,

Radyum Ikono1,4

, Nurul Taufiqu Rochman1,5

313-318

MENENTUKAN NILAI REFLEKTAN DAN SALINITAS DI

PERAIRAN SELAT MALAKA MENGGUNAKAN DATA LIPUTAN

CITRA SATELIT FY-1D Riad Syech, Usman Malik

319-322

ANALISIS PERCEPATAN GETARAN TANAH MAKSIMUM DAN

TINGKAT KERENTANAN SEISMIK DAERAH RATU AGUNG

KOTA BENGKULU Refrizon, Arif Ismul Hadi, Kurnia Lestari dan Tria Oktari

323-328

PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN KOOPERATIF TIPE STAD

DENGAN INTEGRASI KARAKTER TERHADAP PEMBENTUKAN

KARAKTER DAN HASIL BELAJAR SISWA PADA MATERI

POKOK LISTRIK DINAMIS DI SMA NEGERI 1 STABAT Ratna Tanjung dan Habiba Ramadhani

329-344

UJI SENSITIVITAS SUDUT HAMBURAN KEKERUHAN AIR

BERSIH DARI RANCANG BANGUN ALAT UKUR

NEPHELOMETER Rahmat Rasyid M.Si., Drs. Wildian M.Si., Yefri Hendrizon S.Si.

345-348

KARAKTERISASI ISOLATOR KERAMIK JENIS POS SALURAN 349-354

vii

DENGAN XRD DAN SEM-EDX Perdinan Sinuhaji

DEVELOPMENT OF Physics MATERIAL BASED ON VIRTUAL

EXPERIMENT TO IMPROVE STUDENT COMPETENCE Pakhrur Razi

355-362

PENGEMBANGAN LEMBAR KERJA MAHASISWA BERBASIS

KETERAMPILAN BERPIKIR MENERAPKAN MODEL

PEMBELAJARAN BERDASARKAN MASALAH PADA

PERKULIAHAN MEDAN ELEKTROMAGNET Nyoman Rohadi

363-368

DETEKSI TEPI CITRA KANKER PAYUDARA DENGAN

MENGGUNAKAN LAPLACIAN OF GAUSSIAN (LOG) Nurhasanah1

), Andi Ihwan1)

369-374

ANALISIS CURAH HUJAN KOTA PADANG PADA SAAT

PERISTIWA MADDEN JULIAN OSCILLATION (MJO) PERIODE

1980-2010 Nofi Yendri Sudiar, M.Si* ,Dr. Plato M Siregar, M.Si**

375-380

PENGGUNAAN MODEL INQUIRY BERBASIS ICT UNTUK

MENINGKATKAN HASIL BELAJAR PADA MATA KULIAH

SEJARAH FISIKA MAHASISWA PRODI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FKIP UNIVERISTAS BENGKULU Dr. Hj. NIRWANA, M.Pd

381-386

KARAKTERISASI STRUKTUR DANGKAL PADA LAPANGAN

PANAS BUMI SEULAWAH AGAM MENGGUNAKAN METODE

VERY LOW FREQUENCY (VLF) Nazli Ismail dan Syahrul Ramadhan

387-392

PENGARUH PERLAKUAN MEKANIK PADA EMISI ANALIT DARI

BATUBARA MENGGUNAKAN TEKNIK LASER-INDUCED PLASMA

SPECTROSCOPY Nasrullah Idris

1, Muliadi Ramli

2 dan Mahidin

3

393-400

OPTIMASI EKSTRAKSI ZIRKONIA BERBAHAN BAKU PASIR

ZIRKON SILIKAT MELALUI REDUKSI BASA Mutimmah

1, Yuswono

3,Sulthoni Akbar


2, Tito Prastyo

Rahman2, Nofrizal

3, Radyum Ikono

4,5, Siswanto

1, Nurul Taufiqu Rochman

3

401-404

PEMETAAN ZONASI AIR BAWAH TANAH DI KECAMATAN

PINGGIR KABUPATEN BENGKALIS PROVINSI RIAU Dr. Muhammad Edisar, MT

1 405-408

TRANSPOR VOLUME MASSA AIR DI SELAT SUNDA AKIBAT

INTERAKSI ENSO, MONSUN DAN DIPOLE MODE Muhammad Ishak Jumarang

1), Nining Sari Ningsih

2) 409-416

Acer

Highlight

viii




417-422

PENGRUH MODEL PEMBELAJARAN BERBASIS MASALAH

TERHADAP HASIL BELAJAR SISWA PADA MATERI POKOK

OPTIK GEOMETRI KELAS X SMA ST.YOSEPH MEDAN Derlina, Melda Irmawati Sihotang

423-430

ANALISIS KEMAMPUAN AWAL MAHASISWA TAHUN

PERTAMA JURUSAN FISIKA FMIPA UNP Masril, Pakhrur Razi, Akmam, Irvan

431-438

PENGENALAN KOMPONEN WARNA MENGGUNAKAN SENSOR

WARNA DT-SENSE BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA

8535 Marhaposan Situmorang

439-444

ALAT PENGERING SINGKONG TENAGA SURYA TIPE

KOLEKTOR BERPENUTUP MIRING Maksi Ginting, Minarni,Walfred Tambunan, Egi Yuliora

445-450

SINTESIS DAN KARAKTERISASI PIGMEN HEMATIT (Α-FE2O3)

DARI BIJIH BESI ALAM MELALUI METODE PRESIPITASI Kukuh Dwi Septityana

1, Priyono

1, Yuswono

3,Tito Prastyo Rahman

2, Dwi Wahyu

Nugroho2, Radyum Ikono

4,5, Nofrizal

3, Nurwenda Novan Maulana

4,5, Nurul

Taufiqu Rochman3

451-456

ELASTISITAS BATUAN DAERAH SUMATERA BARAT DENGAN

METODA WADATI BERDASARKAN DATA GEMPABUMI BMKG

PADANG PANJANG (1995 S/D 2010) Letmi Dwiridal

457-464

EKSTRAKSI TITANIUM DIOKSIDA (TIO2) DARI PASIR BESI

DENGAN METODE HIDROMETALURGI Luthfiana Dysi Setiawati



2 ,

Nofrizal3, Radyum Ikono

4,5, Suryandaru

6, Yuswono

3, Siswanto

1, Nurul Taufiqu

Rochman3

465-468




469-474

PEMETAAN ZONASI AIR BAWAH TANAH DI KECAMATAN

PINGGIR Kabupaten Bengkalis PROVINSI RIAU Muhammad Edisar

475-478

ix

PENGARUH JUMLAH LAPISAN BULIR POLIMER

POLIPROPILENA BERFOTOKATALIS SEMIKONDUKTOR TIO2

TERHADAP FOTODEGRADASI METILEN BIRU Hasniah Aliah

1,*), Andhy Setiawan

2), Mikrajuddin Abdullah

3

479-484

ANALISIS NUMERIK STUKTUR OPTIK 2-DIMENSI DEVAIS

FOTONIK MENGGUNAKAN METODE TENSOR GREEN Hidayati

*) dan Dytchia Septi Kesuma

**)

485-492

PENGARUH MEDIA ANIMASI FISIKA DALAM MODEL

PEMBELAJARAN LANGSUNG (DIRECT INSTRUCTION)

TERHADAP MINAT BELAJAR DAN PEMAHAMAN KONSEP

FISIKA SISWA DI SMA NEGERI KOTA BENGKULU Indra Sakt

493-498

PENUMBUHAN NANOPARTIKEL Paladium DALAM SISTEM

SURFAKTAN TRINER PADA SUBSTRAT PADAT Iwantono

1*, E. Taer

1, A. A. Umar

2 dan I. Rumiati

1 499-504

PENYELIDIKAN HEAD HYDROLIK SISTIM AKUIFER BEBAS

UNTUK KONDISI ALIRAN STEADY SATE

Juandi M.1, Adrianto Ahmad

2, MuhammadEdisar

1,Syamsudhuha

3

505-510

SISTEM PEMANTAUAN KETINGGIAN PERMUKAAN AIR

BERBASIS MIKROKONTROLER BASIC STAMP-2

MENGGUNAKAN MEMORY STICK SEBAGAI PENYIMPAN DATA Khairul Saleh

1, Fauziyah

2, Hadi

3, Freddy

4

511-516

MENENTUKAN KONSTANTA DIELEKTRIK LAPISAN TIPIS

(BA0.6SR0.4TIO3) DENGAN MENGGUNAKAN IMPEDANSI

KOMPLEKS Krisman, Rahmi Dewi

8

517-520

MONITORING MAGNETIK TERHADAP POLUSI DI KOTA

PADANG Mahrizal, Fatni Mufit

521-526

UJI PERFORMA TUNGKU BUSUR LISTRIK SATU FASE SKALA

LABORATORIUM DALAM PROSES PEMBUATAN

FERROMANGAN Yayat Iman Supriyatna, Achmad Shofie

527-530

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013

Semirata 2013 FMIPA Unila |393

Pengaruh Perlakuan Mekanik Pada Emisi Analit Dari

Batubara Menggunakan Teknik Laser-Induced Plasma

Spectroscopy

Nasrullah Idris1, Muliadi Ramli

2 dan Mahidin

3

1Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Syiah Kuala

Jl. Syech Abd. Rauf No. 3 Darussalam, Banda Aceh 23111 Aceh, Indonesia 2Jurusan Kimia, Fakultas Mahematika dan Pengetahuan Alam, Universitas Syiah Kuala,

Jl. Syech Abd. Rauf No. 8 Darussalam, Banda Aceh 23111, Aceh, Indonesia 3Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala,

Jl. Syech Abd. Rauf No. 7 Darussalam, Banda Aceh 23111, Aceh, Indonesia

Email: [email protected]

Abstrak. Pada penelitian terdahulu telah didapatkan bahwa emisi dari trace element dapat

dideteksi dalam batubara menggunakan teknik laser-induced plasma spectroscopy. Dalam

penelitian tersebut analisa dilakukan langsung pada sampel batubara (fresh sample) tanpa

sembarang perlakuan (without any sample preparation). Pada penelitian sekarang, batubara

akan diberikan perlakuan awal yaitu sampel padat digerus menjadi bubuk kemudian ditekan

untuk membuat pelet. Studi ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan mekanik

tersebut terhadap kinerja analitik teknik ini dalam analisa batubara. Pada dasarnya, perangkat

teknik ini terdiri dari sebuah laser berdaya tinggi yaitu laser neodium yttrium aluminum

garnet (Nd-YAG) untuk pembangkitan plasma dari sampel tersebut dan sebuah spektrograf

dan intensified charge coupled device, ICCD untuk deteksi emisi plasma. Garis emisi

spektral memberikan informasi mengenai jenis konstituen (unsur kimia) sementara dan

intensitasnya garis emisi spektral tersebut memberikan informasi jumlahnya (konsentrasi)

dalam batubara tersebut. Dalam penelitian ini, studi dilakukan untuk analit konstituen

anorganik dalam batubara, seperti Fe, Si dan lain-lain. Didapatkan bahwa intensitas emisi

analit unsur-unsur anorganik dalam laser plasma yang dibangkitkan dari sampel batubara

meningkat dengan sangat signifikan dibandingkan dengan yang dari sampel tanpa sembarang

perlakuan. Hal ini menyiratkan bahwa perlakuan mekanik sangat berpengaruh pada emisi

analit untuk sampel sulit seperti batubara.

Kata kunci: teknik spektroskopi plasma laser, teknik analitik, batubara, pelet, trace element

PENDAHULUAN

Batubara mengandung hampir semua

elemen dalam tabel periodik kimia baik

sebagai elemen utama (major), minor

maupun trace element. Elemen utama

terdiri dari elemen (unsur) organik seperti

C, H, O, N dan S. Sementara minor elemen

adalah unsur kimia anorganik seperti Fe, Si,

Ca dan lain-lain. Sementara trace elemen

adalah elemen-elemen yang kandungannya

kurang dari 100 ppm (part per million)

dalam batu bara termasuk logam berat [1].

Seperti telah diketahui bahwa kandungan

ketiga jenis elemen ini (major, minor dan

trace element) sangat mempengaruhi

kualitas batu bara. Kandungan elemen-

elemen utama tersebut akan sangat

menentukan jumlah kalori dari suatu

batubara dan juga emisi sulfurnya. Pada sisi

lain, emisi elemen anorganik minor dan

trace elemen termasuk logam berat dari

penambangan, penyimpanan, benefikasi

dan pembakaran batubara merupakan salah

satu sumber antropogenik polusi

Nasrullah Idris: Pengaruh Perlakuan Mekanik Pada Emisi Analit Dari Batubara Menggunakan Teknik Laser-Induced Plasma Spectroscopy

394| Semirata 2013 FMIPA Unila

lingkungan, yang memunculkan resiko

bahaya bagi manusia dan makhluk hidup

lainnya. Mengingat penggunaan utama batu

bara sekarang adalah untuk pembangkit

listrik di berbagai belahan dunia, maka

diperkirakan ada jutaan ton emisi polutan

ke atmosfir akibta penggunaan batu bara

tersebut. Bahkan pelepasan polutan ke

atmosfir akibat pemanfaatan batubara akan

semakin meningkatkan di masa- masa yang

akan datang seiring peningkatan

pemanfaatan batu bara sebagai bahan baku

utama pembangkit listrik yang

menggantikan sumber-sumber energi

hidrokarbon karena minyak bumi

diperkirakan akan habis dalam jangka

waktu 60 tahunan ke depan [2]. Dengan

demikian, pemanfaatan batubara untuk

pembangkit energi listrik dan lain-lain yang

meningkat tersebut juga akan meningkatkan

pencemaran antropogenik lingkungan oleh

unsur-unsur kimia (minor and trace

element) termasuk unsur-unsur logam berat

(heavy metal) akan meningkat. Oleh karena

itu analisa elemen major, minor dan trace

sangat penting dilakukan baik pada saat

penambangan dan pemanfaatannya. Namun

karena, seperti diuraikan di atas, batubara

adalah sampel yang sangat kompleks,

mengandung hampir semua elemen dalam

tabel periodik dan juga matriks lemah

dibandingkan zat padat yang lain, maka

analisa sulit. Dengan demikian dibutuhkan

suatu alat analitik yang efektif dan efisien

untuk dapat melakukan analisa batubara.

Salah satu teknik analitik yang sedang

berkembang dengan pesat (emerging

analtyical tool) adalah teknik spektroskopi

plasma laser.

Teknik spektroskopi plasma laser (laser-

induced plasma spectroscopy) sekarang

sangat populer dan sedang berkembang

dengan pesat, sehingga disebut sebagai

bintang super masa depan teknik analitik

(future super star of analyical tool) karena

berbagai keunggulannya dibandingkan

dengan teknik analitk konvensional lainnya

seperti inductively coupled plasma atomic

emission spectroscopy (ICP AES), dan

inductively coupled plasma mass

spectroscopy (ICP MS). Keunggulan yang

sangat utama teknik ini adalah

kemampuannya untuk menganalisa sampel

dalam berbagai keadaan baik padat, gas dan

cair. Keunggulan utama lainnya adalah

kemampuan deteksi serempak banyak

elemen. Keunggulan selanjutnya adalah

susunan perangkat eksperimen dan

pengambilan datanya sederhana. Analisa

dilakukan dengan cepat dan seketika (real

time), memungkinkan analisa di tempat

atau lapangan (in situ), dan lain-lain.

Keunggulan-keunggulan ini sangat penting

dan dibutuhkan untuk analisa sampel-

sampel sulit atau kompleks seperti sampel

geologis (geoanalysis), yakni batu,

batubara, dan mineral-mineral lainnya [4-

7]. Kemampuan teknik ini untuk

menganalisa sampel-sampel sulit tersebut

belum banyak diteliti sehingga keefektifan

teknik ini untuk kasus sampel sulit belum

dapat dinyatakan secara pasti. Penelitian

terus dilakukan untuk mendapatkan sebuah

teknik analitik yang paling baik untuk

analisa kandungan unsur-unsur anorganik

baik minor maupun trace element termasuk

logam berat dalam batubara [1, 8-10].

Beberapa studi penerapan teknik ini untuk

analisa elemen minor dalam batubara telah

dilakukan [11-13] dan juga trace element

[14-15]. Studi-studi tersebut dilakukan pada

sampel batubara langsung (fresh sample)

tanpa sembarang perlakuan awal (no

sample pretreatment). Penelitian sekarang

dilakukan untuk mengivestigasi pengaruh

perlakuan mekanik minimal pada kinerja

analitik teknik spektroskopi plasma laser

untuk analisa batubara. Untuk tahap

pertama, analisa dilakukan untuk elemen

anorganik minor dalam batubara.

METODE PENELITIAN

Perangkat eksperimen teknik laser-

induced plasma spectroscopy (LIPS) pada

dasarnya terdiri dari sumber eksitasi,



perangkat optik pemfokus berkas laser,

serat optik atau sistem lensa, spektrograf

dan sistem pendeteksi (detektor optik) dan

perangkat perekam dan pengolah spektrum.

Susunan peralatan teknik LIPS yang

digunakan dalam penelitian ini ditunjukkan

pada dasarnya sama seperti susunan teknik

LIPS yang digunakan studi-studi terdahulu

[14-16]. Dalam teknik ini sumber laser

adalah yang digunakan adalah sebuah laser

Nd-YAG (Quanta Ray; LAB SERIES;

1,064 nm; 500 mJ) dengan durasi pulsa 8 ns

dan laju repitisi 10 Hz. Energi berkas laser

dapat divariasikan dalam jangkauan 1-500

mJ dengan melakukan pengaturan secara

halus tegangan lampu lucutan. Dalam

penelitian ini energi laser ditetapkan

sebesar 68 mJ. Pengukuran energi berkas

laser dilakukan dengan joulemeter (Duo

watt-joule).

Berkas laser tersebut difokuskan

menggunakan sebuah lensa (f=+25cm) pada

permukaan sampel batubara yang

dilekatkan pada pemegang sampel yang

ditempatkan dalam bilik sampel untuk

memproduksi plasma sampel. Tempat

tersebut dilekatkan pada sumbu yang dapat

digerakkan.

Emisi plasma tersebut dikumpulkan

dengan seutas serat optik (optical fibre

bundle) dan dikirimkan bagian masukkan

spektrograf (sistem optical multichannel

analyzer, OMA) (McPherson model 2061

dengan panjang fokus 1,000 mm, f/8.6

Czerny-Turner). Sistem OMA ini

dilengkapi dengan intensified charge

couple device, ICCD 1024x256 piksel

(Andor I*Star), 26-mm kuadrat (960 x 256

piksel aktif), yang dikopling dengan

penguat resolusi tinggi 25-mm Grade 1 Gen

2 serta dengan generator penunda waktu

digital yang mampu untuk gatung yang

sangat cepat< 7 ns. Sistem OMA tersebut

diperasikan pada kisi 1800 garis/mm

dengan jangkauan panjang gelombang

spektral yang berguna untuk tiap-tiap celah

panjang gelombang pengukuran (window)

adalah 12 nm. Waktu tunda dan lebar

gerbang ICCD dalam percobaan ini masing-

masing diset pada 3 s dan 50 s.

Sampel batubara diambil dari Kabupaten

Aceh Barat dan Kabupaten Aceh Jaya,

Aceh. Berbeda dengan penelitian terdahulu,

dimana pengukuran dilakukan langsung

pada batubara yang diambil dari tempat

penambangan tanpa sembarang perlakuan

fisika maupun kimia, pada penelitian ini

sampel batubara tersebut digerus dan

kemudian dibuat dalam bentuk pelet

menggunakan mesin tekan. Tekanan mesin

tersebut berkisar dari 1 ton sampai 10 ton. Pengujian dan ukuran dengan teknik LIPS telah

dilakukan di Laboratorium CV. Maju Makmur

Mandiri Research Centre, Jakarta. Data spektral

yang direkam tersebut diolah dan dianalisa di

Laboratorium Gelombang, Optika dan Aplikasi

Laser (GOAL) Jurusan Fisika Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Syiah

Kuala, Darussalam, Banda Aceh.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian sebelumnya pada


tanpa sebarang perlakuan (without

pretreatment) telah didapatkan bahwa garis-

garis emisi spektral baik atomik maupun

ionik dari elemen-elemen anorganik dapat

dideteksi dengan sangat jelas dan tidak

meragukan pada beberapa jangkauan

panjang gelombang pengukuran (spectral

window) bersamaan dengan garis-garis

emisi spektral dari trace element.



(a)

(b)

GAMBAR 1 Spektrum garis-garis emisi spektral yang diambil dari plasma yang dibangkitkan pada

sampel batubara yang diambil dari Aceh Barat, Aceh dengan jangkauan panjang gelombang pengukuran

berpusat pada panjang gelombang 200 nm, yang dideteksi dari sampel batubara langsung (fresh sample)

tanpa sebarang perlakuan (without pretreatment); (a) spektra lengkapnya; (b) spektra yang yang diperbesar.

Pada penelitian ini pengukuran garis-

garis emisi spektral juga dilakukan pada

jangkauan-jangkauan panjang gelombang

pengukuran (spectral window) yang sama

seperti ketika pengukuran dilakukan untuk


tanpa sebarang perlakuan (without

pretreatment). Hal ini dilakukan untuk

mendapatkan perbandingan langsung

features garis-garis emisi spektral yang

berasal dari elemen-elemen anorganik

kedua sampel yang berbeda tersebut

(dengan dan tanpa perlakuan awal).

Gambar 1 memperlihatkan spektrum

garis-garis emisi spektral yang dideteksi

dari sampel batubara langsung (fresh

sample) tanpa sebarang perlakuan (without

pretreatment) pada jangkauan panjang

gelombang pengukuran yang berpusat pada

400 nm. Seperti ditunjukkan dalam Gambar

1(a) garis-garis emisi spektral dari elemen

anorganik dapat dideteksi dengan jelas,

seperti garis-garis emisi spektral aluminium

(Al I 394.40 nm dan Al I 396.18 nm),

calcium (Ca II 396.84 nm) dan besi (Fe I

400.52 nm dan Fe I 404.58 nm). Ini berarti

batubara tersebut mengandung elemen-

elemen minor anorganik tersebut pada

konsentrasi tertentu. Gambar 1(b)

memperlihatkan secara lebih terperinci

garis-garis emisi spektral tersebut dan juga

intensitasnya pada jangkauan panjang

gelombang pengukuran tersebut

(pembesaran dari Gambar 1(a)).

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

393 395 397 399 401 403 405

Panjang Gelombang (nm)

Inte

ns

ita

s (

a. u

.)

Al I 394.40 nm

Al I 396.18 nm

Ca II 396.84 nm

Fe I 404.58 nm

Fe I 400.52 nm

0

10000

20000

30000

40000

50000

393 395 397 399 401 403 405


Inte

ns

ita

s (

a. u

.)

Al I 394.40 nm

Al I 396.18 nm

Ca II 396.84 nm

Fe I 404.58 nm

Fe I 400.52 nm



(a)

(b)

GAMBAR 42 Spektrum garis-garis emisi spektral yang diambil dari plasma yang dibangkitkan pada sampel

batubara yang diambil dari Aceh Barat, Aceh dengan jangkauan panjang gelombang pengukuran berpusat

pada 200 nm, yang dideteksi dari sampel batubara dalam bentuk pelet (perlakuan mekanik); (a) spektra

lengkapnya; (b) spektra yang yang diperbesar.

Gambar 2 menunjukkan spektrum garis-

garis emisi spektral yang dideteksi dari

sampel batubara dalam bentuk pelet

(perlakuan mekanik) pada jangkauan

panjang gelombang pengukuran yang

berpusat pada panjang gelombang 400 nm.

Dalam Gambar 2(a) dapat dilihat dengan

jelas garis-garis emisi spektral dari elemen

anorganik, yaitu garis-garis emisi spektral

aluminium (Al I 394.40 nm dan Al I

396.18 nm), calcium (Ca II 396.84 nm) dan

besi (Fe I 400.52 nm dan Fe I 404.58 nm).

Garis-garis emisi spektral yang terdeteksi

ini sama seperti garis-garis emisi yang

terdeteksi dari sampel langsung (fresh

sample). Sementara Gambar 2(b)

merupakan pembesaran bagian bawah dari

spektra dalam Gambar 2(a). Perbandingan

secara langsung Gambar 1(a) (sampel

batubara langsung) dan Gambar 2(a)

(sampel batubara dalam bentuk pelet)

memperlihatkan bahwa secara keseluruhan

intensitas emisi dalam kasus batubara

dalam bentuk pelet meningkat sangat

signifikan dibandingkan dengan intensitas

emisi dalam kasus batubara langsung.

Selanjutnya dapat diamati bahwa secara

kualitatif rasio antara intensitas emisi

atomik (Al dan Fe) dan ionik (Ca)

meningkat. Selanjutnya kalau perbandingan

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

393 395 397 399 401 403 405


Inte

ns

ita

s (

a. u

.)

Al I 394.40 nm

Al I 396.18 nm

Ca II 396.84 nmFe I 404.58 nm

Fe I 400.52 nm

0

10000

20000

30000

40000

50000

393 395 397 399 401 403 405


Inte

ns

ita

s (

a. u

.)

Al I 394.40 nm

Al I 396.18 nm

Ca I 396.84 nm Fe I 404.58 nm

Fe I 400.52 nm



dilakukan antara Gambar 1(b) dengan

Gambar 2(b), terlihat dengan jelas bahwa

intensitas garis-garis emisi meningkat

dengan sangat signifikan, bahkan garis-

garis emisi yang sebelumnya tidak nyata

ketika sampel batubara langsung, muncul

dengan nyata dan jelas pada kasus batubara

dalam bentuk pelet. Ini berarti tidak hanya

intensitas emisi yang meningkat, namun

jumlah garis emisi juga meningkat dalam

kasus batubara dalam bentuk pelet

dibandingkan dengan kasus sampel

batubara langsung.

Perbandingan kedua kasus tersebut

menunjukkan bahwa perlakuan mekanik

sangat berpengaruh pada features garis

emisi analitik (analit). Fenomena ini

mungkin dapat dipahami menggunakan

model gelombang kejut dalam

pembangkitan plasma [17-19]. Dalam

model gelombang kejut, kekerasan sampel

sangat mempengaruhi proses pembangkitan

plasma, dimana sampel yang keras akan

menghasilkan plasma yang kuat dan besar

sementara sampel yang lunak menghasilkan

plasma yang kecil atau bahkan tidak daapt

membangkitkan plasma. Karenanya

intensitas emisi lemah dan jumlah garis

emisi juga lebih sedikit.

KESIMPULAN

Perbandingan spektrum emisi plasma

yang diambil dari sampel batubara langsung

(fresh sample) tanpa sebarang perlakuan

dengan sampel batubara dalam bentuk pelet

menunjukkan bahwa intensitas emisi sangat

berbeda, dimana emisi untuk kasus sampel

batubara dalam bentuk pelet jauh lebih

tinggi. Selain intensitas emisi,

perbandingan secara lebih terperinci

memperlihatkan bahwa jumlah garis emisi

untuk kedua kasus tersebut juga berbeda

dimana jumlah garis emisi untuk sampel

batubara dalam bentuk pelet lebih banyak

dibandingkan untuk sampel dalam bentuk

pelet. Hal ini membawa kita pada suatu

pemahaman bahwa perlakuan mekanik

mempengaruhi emisi analit elemen-elemen

anorganik dalam batubara, dimana features

spektrum emisi dalam kasus batubara dalam

bentuk pelet jauh lebih dibandingkan kasus

sampel batubara langsung. Fenomena ini

mungkin dapat diintepretasikan

menggunakan model gelombang kejut

dalam pembangkitan plasama laser.

DAFTAR PUSTAKA

D. J. Swaine, Why trace elements are

important, Fuel Processing Technology

65–66 (2000) 21–33.

F. Vejahati, Z. Xu, and R. Gupta, Trace

elements in coal: Associations with coal

and minerals and their behavior during

coal utilization – A review, Fuel (2009)

in press.

J. D. Winefordner, I. B. Gornushkin, T.

Correll, E. Gibb, B. W. Smith, and N.

Omenetto, Comparing several atomic

spectrometric methods to the super stars:

special issue on laser-induced

breakdown spectrometry, LIBS, a future

super star. J. Anal. Atom. Spectrom., 19

(2004), 106-108.

D. A. Cremers, and L. J. Radziemski,

Handbook of Laser-Induced Breakdown

Spectroscopy, John Wiley and Sons, Ltd,

England, 2006.

A. W. Miziolek, V. Palleschi, and I.

Schechter (Eds), Laser-Induced

Breakdown Spectroscopy (LIBS),

Fundamentals and Applications,

Cambridge University Press, New York,

2006.

F. Y. Yueh, J. P. Singh, and H. Zhang,

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,

Elemental Analysis in Encyclopedia of

Analytical Chemistry, R.A. Meyers (Ed.)

John Wiley&Sons Ltd, Chichester, 2000

pp. 2066-2087

K. Kagawa and N. Idris, Emission

spectrochemical analysis using laser-



induced plasma spectroscopy, J. Plasma

Fusion Research 83 (2007) 401-412

H. E. Belkin, and S. J. Tewalt,

Geochemistry of selected coal samples

from Sumatra, Kalimantan, Sulawesi,

and Papua, Indonesia, U.S. Geological

Survey Open-File Report 2007-1202, 34

M. Xu, Yan R, and C. Zheng, Status of

trace element emission in a coal

combustion process: a review. Fuel

Process Technol 2004;85(2–3):215–37.

F. E. Huggins, Overview of analytical

methods for inorganic constituents in

coal, International Journal of Coal

Geology 50 (2002) 169– 214.

M. Gaft, E. Dvir, H. Modiano, U. Schone,

Laser Induced Breakdown Spectroscopy

machine for online ash analyses in coal,

Spectrochimica Acta Part B 63 (2008)

1177–1182

H. Zhang, J. P. Singh, F. Y. Yueh, and R.

L. Cook, Laser-Induced Breakdown

Spectra in a Coal-Fired MHD Facility,

Applied Spectroscopy 49 (1995) 1617-

1623

B. Chadwick, D. Body, Development and

commercial evaluation of Laser-Induced

Breakdown spectroscopy chemical

analysis technology in the coal power

generation industry, Applied

Spectroscopy 56 (2001) 70–74

N. Idris, F. Colao, R. Fantoni, and Mahidin,

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

(LIBS) for trace element analysis in coal,

Book of Abstracts of the 5th EMSLIBS,

September 28-October 1, 2009, Rome,

Italy, p. 104

N. Idris, M. Ramli, Mahidin, R. Hedwig,

M. Pardede, M. M. Suliyanti and K. H.

Kurniawan, Direct analysis of trace

elements in coal by means of laser-

induced breakdown spectroscopy

(LIBS), Asian Journal of Physics, Vol.

21, No. 1 (2012) 25-32.

N. Idris, M. Ramli, Mahidin, R. Hedwig,

M. Pardede, M. M. Suliyanti, K. H.

Kurniawan, Heavy Metal Detection in

Aceh Coal by Means of Laser-Induced

Breakdown Spectroscopy (LIBS)

Technique, Proceeding of 6th Annual

International Workshop & Expo on

Sumatra Tsunami Disaster & Recovery

2011 in Conjunction with 4th South

China Sea Tsunami Workshop, 23

November 2011.

K. Kagawa, and S. Yokoi, Application of

N2 laser microprobe spectrochemical

Analysis, Spectrochim. Acta B 37 (1982)

789.

K. Kagawa, S. Yokoi, and S. Nakajima,

Metal plasma induced by the

bombardment of 308 nm excimer and

585 nm dye laser pulses at low pressure,

Opt. Comm. 45 (1983) 261

Y. I. Lee, N. Idris, K. H. Kurniawan, T. J.

Lie, K. Tsuyuki, S. Miura, and K.

Kagawa, Subtarget Effect in Film

Analysis Using TEA CO2 Laser-Induced

Plasma, Curr. Appl. Phys. 7, 5 (2007)

pp.540-546.

Bidang Fisika - rp2u.unsyiah.ac.id

Documents

Transcript of Bidang Fisika - rp2u.unsyiah.ac.id