Spektroskopi Impedansi Listrik

I. LAT LATAR BEL BELAKA AKANG NG

Spektroskopi Impedansi Listrik (EIS) merupakan suatu teknik analisi insitu yang diguna digunakan kan untuk untuk menent menentuka ukan n impeda impedansi nsi suatu suatu sistem sistem.. Impeda Impedansi nsi adalah adalah resistan resistansi si kompleks dari suatu rangkaian listrik yang merupakan respon terhadap tegangan listrik  yang diberikan pada suatu rangkaian respon tersebut berupa sinyal arus AC. Dari situ dapat kita peroleh nilai resistansi dari sistem. Dari nilai resistansi tersebut kita dapat mencari nilai konduktivitas suatu bahan yang merupakan salah satu siat isis atau karakte karakterist ristik ik suatu suatu bahan. bahan. Data Data EIS umumny umumnyaa dianal dianalisis isis melalui melalui pencoco pencocokan kan data data dengan rangkaian listrik sebanding (ekuivalen).

II. TUJUAN TUJUAN

!. "empel "empela#ar a#arii metode metode spektrom spektrometer eter impedans impedansii listrik listrik untuk karakteri karakteristik stik siat isis  bahan. $. "embuat "embuat rangkaian rangkaian ekuivalen ekuivalen dan hubung hubunganny annyaa dengan spektrum spektrum %y&uist %y&uist dan 'ode 'ode lot. . "enggu "enggunak nakan an rangka rangkaian ian ekuivalen ekuivalen untuk mengolah mengolah data data spektr spektrosk oskopi opi impedans impedansii untuk menentukan konduktivitas suatu bahan.

III.

TEORI DASAR  

Spektroskopi adalah ilmu yang mempela#ari materi dan atributnya berdasarkan cahaya* suara atau partikel yang dipancarkan* diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi #uga dapat dideinisikan sebagai ilmu yang mempela#ari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan se#arah* spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana +cahaya tampak+ digunakan dalam teori,teori struktur materi serta analisa kualitati kualitati dan kuantitati. kuantitati. Spektroskop Spektroskopii umumnya umumnya digunakan dalam kimia isik dan kimia kimia anali analisis sis untu untuk k meng mengid iden enti tiik ikasi asi suatu suatu subs substa tans nsii melal melalui ui spek spektr trum um yang yang dipancarkan atau yang diserap. disera p. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Impedansi merupakan sebuah konsep yang lebih umum dari resistansi* karena diperhitungkan #uga mengenai perbedaan ase antara arus dan tegangan. -leh karena itu* impedansi dapat dideinisikan sebagai nilai resistansi kompleks dari suatu rangkaian listrik listrik sebaga sebagaii respon respon terhada terhadap p tegang tegangan an listrik listrik AC yang yang diberik diberikan an pada pada rangai rangaian an tersebut. Spektroskopi impedansi merupakan peralatan analitik yang populer didalam  penelitian dan pengembangan ilmu material* karena alat ini memberikan pengukuran

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

listrik yang relati sederhana secara otomatis dan hasilnya sering kali dihubungkan dengan dengan banyak banyak variabel,varia variabel,variabel bel material yang kompleks seperti transport massa* la#u reaksi reaksi kimia* kimia* korosi korosi** siat siat dielekt dielektrik rik** cacat cacat mikros mikrostru truktu kturr dan pengar pengaruh uh kompos komposisi isi terhadap siat konduktansi dalam /at padat ("acdonald*!012).

Konduktansi Elektrolitik 

3ambatan dalam sistem yang di dalamnya mengalir arus listrik* baik sepotong ka4at ataupun dalam larutan elektrolit dideinisikan oleh 3ukum -hm5

Dengan 6 adalah hambatan* 78 adalah beda potensial dan i adalah kuat kuat arus listrik. 'ila hambatan dianggap konstan* tidak terpengaruh oleh nilai potensial dan kuat arus* hambatan tersebut bersiat ohmik 'eberapa hambatan dalam sistem elektrokimia bersiat non,ohmik dan tergantung pada potensial. 3ambatan adalah  besaran

ekstensi

karena

nilainya tergantung pada pan#ang bahan(L)* luas

 penampang (A) dan hambat #enis (9). 3ubungan ketiganya adalah 5

Dalam larutan elektrolit* deinisi konduktansi lebih banyak dipakai. :onduktansi adalah kebalikan dari hambatan (6). Satuan dari konduktansi (;) adalah siemens (S). !S

< !=

>!

Sedangkan konduktivitas* ? adalah kebalikan dari hambat #enis.

:onduktivitas suatu larutan bergantung pada #umlah ion dalam larutan tersebut. :onduktivitas molar dideinisikan sebagai 5

 Bode plot  merupakan   merupakan graik yang menampilkan hubungan antara impedansi total dan rekuensi. @rekuensi diplot pada absis (sumbu,)* sedangkan impedansi total diplot

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

sehingga sehingga dapat dapat digunaka digunakan n untuk untuk menyelid menyelidiki iki siat kapasitor kapasitor bahan. bahan. ;raik ;raik  Bode plot  dapat dilihat seperti pada gambar 

:etika :etika spektrosko spektroskopi pi impedansi impedansi diaplikasikan diaplikasikan pada bahan  perovskite*  perovskite* teknik ini mampu mampu memisa memisahka hkan n siat siat listrik listrik dan dielek dielektrik trik dari  grain,   grain,  daerah batas  grain*  grain* dan daerah daerah antara antara kontak kontak dengan dengan sampel (interface). interface). engukuran engukuran parameter impedansi impedansi membantu membantu mengidenti mengidentiikasi ikasi proses isis dan penentuan penentuan #enis parameter parameter listrik yang me4akili me4akili sistem yang sedang dipela#ari. dipela#ari. Dalam menganalisa menganalisa dan menginterp menginterpretasika retasikan n data penelitian penting untuk mempunyai model ekivalen yang memberikan siat listrik  yang representati dengan keadaan sebenarnya. Siat listrik sampel ditentukan dengan kombinasi kombinasi seri antara  grain dan  grain dan daerah batas  grain*  grain* di mana masing,masing di4akili dengan elemen paralel 6C. 6ang 6angka kaia ian n ekiv ekivale alen n terd terdiri iri dari dari resist resistor or,r ,res esist istor or ideal ideal** kapa kapasit sitor or ideal ideal dan dan kemungkinan ter#adi variasi distribusi rangkaian. Di dalam sebuah rangkaian* resistansi menyatakan aliran kondukti dan resistor di dalamnya yang dapat dianggap sebagai konduktiv konduktivitas itas bulk  dari   dari material atau mekanisme yang terkait dengan suatu elektroda. 'egitu pula halnya dengan kapasitansi yang secara umum terkait dengan daerah,daerah  polarisasi ruang dan proses absorbsi serta elektrolisasi khusus pada suatu elektroda. Selain memiliki kelebihan* kelebihan* metode metode spektroskop spektroskopii impedansi impedansi #uga memiliki memiliki kekurangan kekurangan terutama yang berkaitan dengan analisa berdasarkan rangkaian ekivalen pada rangkaian ideal yang menggambark menggambarkan an siat konstanta yang tak diinginkan diinginkan.. Dengan Dengan demikian demikian elemen,elemen elemen,elemen rangkaian ideal dimana dimana cukup untuk menggambark menggambarkan an suatu respon listrik. Bntuk mengatasi kesulitan tersebut* maka digunakan elemen,elemen impedansi terdistribusi terdistribusi yang dikenal dengan ConstantPhase  Elements (CEs)  Elements (CEs) didalam rangkaian

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

IV.

METODOLOGI

A. era eralat latan an dan dan 'ah 'ahan an Data %y&uist dan 'ode lot sebagai kurva dari nilai impedansi yang akan dicocokan dengan rangkaian ekuivalen. Sot Sot4a 4are re ;amry ;amry sebag sebagai ai sot sot4a 4are re yang yang digu diguna naka kan n untu untuk k mene menent ntuk ukan an nilai nilai konduktivitas sampel dari impedansi yang dihasilkan.

'. Brai Braian an keg kegia iata tan n !. "enyalakan "enyalakan kompu komputer ter lalu men#alan men#alankan kan aplikasi aplikasi ;amry ;amry Echem Analyst. Analyst. $. Selan Selan#u #utny tnyaa memb membuk ukaa sampe sampell A denga dengan n klik klik -pen -pen lalu lalu menca mencari ri pada pada old older  er   praktikan 5 Sampel A* lalu -pen. Setelah itu akan muncul graik %y&uist dan 'ode lot. . "embua "embuatt rangka rangkaian ian ekuivale ekuivalen n dengan dengan cara klik ;alvan ;alvanost ostatic atic Impedan Impedance ce pada pada menuba menubarr kemudi kemudian an memilih memilih model model editor editor** selan#u selan#utny tnyaa membua membuatt rangka rangkaian ian  berikut . Save Save rang rangka kaian ian yang yang telah telah dibu dibuat at agar agar rang rangkai kaian an terse tersebu butt dapa dapatt dico dicoco coka kan n (itting) dengan sampel. . "encocokan "encocokan rangkaian rangkaian ekuival ekuivalen en dengan dengan sampel A pada %y&uist %y&uist lot. lot. Caranya Caranya dengan klik tab %y&uist lot * pada menu bar klik ;alvanostatic Impedance it it a mode modell (sim (simpl ple e meth method od))



  membuka rangkaian ekuivalen yang telah



dibuat* maka akan muncul #endela baru. . :lik auto auto it pada pada #endela #endela baru tadi* tadi* sehingga sehingga diperoleh diperoleh kurva kurva ber4arna ber4arna merah. merah. 2. "eng "engub ubah ah,u ,uba bah h nila nilaii 6 !* 6 $* dan C! lalu men,checklist kolom lock agar nilai yang telah diganti tidak berubah kembali kenilai a4al. 1. :lik :lik calcu calculat late* e* maka maka kurv kurvaa mera merah h sebel sebelum umny nyaa akan akan meng mengala alami mi peru peruba bahan han tergantung perubahan nilai 6 !* 6 $* dan C !. 0. "elaku "elakukan kan langkah langkah 2 dan 1 tersebut tersebut hingga hingga kurva kurva yang yang dihasilk dihasilkan an mendekat mendekatii  plot data. Save setiap perubahan nilai dan graik menggunakan menggunakan Snipping Fools. Fools. !G. "engarahkan kursor pada plot data 'ode lot lot dengan nilai terbesar (pada sb. y).

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

V. ENGOLA!AN DATA DATA A. Menentuk Menentukan an Nilai Nilai Kondukt Kondukti"ita i"itass #a$an #a$an Dengan menggunakan rumus 1  L 1 σ = =  ; R = R 1 + R 2  ρ  A  R −4

Diketahui5  L=0.08 cm= 8 x 10 m −4

2

 A =1.207 cm =1.207 x 10 m •

Sampel A ('ode lot)  R 1+ R 2 =4.547 k Ω −4

σ =

8 x 10

1 −4

1.207 x 10

−3

σ =1.46 x 1.46  x 10 •

2

4.547 x 10

3

S/m

Sampel A %y&uist lot  R 1+ R 2 =8.00007 k Ω −4

8  x 10

σ =

1 −4

1.207 x 1.207  x 10

−4

σ =8.28  x 10 •

3

8.00007 x 8.00007  x 10

S/ m

Sampel ' ('ode lot)  R 1+ R 2 =4.985 k Ω −4

8  x 10

σ =

1 −4

1.207 x 1.207  x 10

3

4.985 x 4.985  x 10

−3

σ =1.33 x 10 S / m •

Sampel A %y&uist lot  R 1+ R 2 =8.22875 k Ω −4

8  x 10

σ =

1 −4

1.207 x 1.207  x 10

−4

σ =8.05  x 10

B. Sa%&e %&el A Bode lot

3

8.22875 x 8.22875  x 10

S/ m

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

N'(uist lot :urva @it

6 !H 6 $ C!

6 !H C!

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

6 !H C!

6 ! 6 $ C!

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

6 ! C!

6 ! 6 $ C!

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

VI.

EMBA!ASAN !ASIL

ada percobaan kali ini praktikan melakukan itting antara data impedansi yang telah ada dengan rangkaian ekuivalen untuk memperoleh nilai konduktivitas suatu bahan atau sampel sampel elektr elektrolit olit.. Ferdap erdapat at dua dua sampel sampel yang yang diolah diolah datany datanyaa untuk untuk dicari dicari nilai nilai konduktivitasnya* yaitu sampel A dan sampel '. Bntuk mencari konduktivitas digunakan  persamaan J < LKA.6* dimana nilai 6 ditentukan le4at proses itting. ada proses itting nilai 6 !* 6 $* dan C! diubah,ubah hingga diperoleh kurva yang mendekati plot data. %ilai 6 ! mempengaruhi tinggi dan lebar kurva. %ilai 6 $ berpengaruh terhadap pan#ang dan kelengkungan dari kurva. %ilai C !  berpengaruh pada kemiringan kurva. Lalu nilai 6 adalah 6 !  6 $.$. Diperoleh 6 dari itting %y&uist lot sampel A ialah 1.GGGG2  !G  = dan sampel ' ialah 1.$$12  !G  =. Lalu 6 dari 'ode lot sampel A ialah .2  !G  = dan sampel ' ialah .01  !G  =. Dapat kita lihat bah4a nilai 6 berbeda antara hasil itting dengan  %y&uist lot dan 'ode lot* mengakibatkan nilai konduktivitas sampel yang berbeda. Ada kemungkinan praktikan kurang pas dalam proses itting pada %y&uist plot. Mika mau kita bandingkan* nilai konduktivitas dari 'ode lot lebih mendekati nilai sebenarnya

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

•

 %ilai konduktivitas dari 'ode lot ialah !.22  !G , SKm (sampel A) dan !.$0  !G, SKm lebih besar dibanding dari hasil itting %y&uist lot * yaitu G.1$1  !G , SKm (sampe A) dan G.1GG  !G , SKm (sampel ').

DA*TAR USTAKA

@itria 6ahma4ati. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

The world's largest digital library

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.

LAORAN RAKTIKUM ENGANTAR *ISIKA *ISI KA MATERIAL MATERIAL MODUL +,SEKTROSKOI IMEDANSI ELEKTRIK 

 %ama

5 Ahdan Salman S.

 %"

5 !G!G!$GG$

artner

5 Nati "aryati

 %"

5 !G!G!$GGG$

3ari dan Fanggal5 Selasa* !1 %ovember $G! Oaktu raktikum

5 !G.G P !.GG OI'