Analisis ketidakpastian pengukuran konduktivitas listrik pada pembuatan larutan salin (Saline Solution) berbasis gravimetri untuk produksi hidrogen

ABSTRAK

Konduktivitas merupakan salah satu parameter kualitas air yang paling berguna dan umum diukur. Konduktivitas dan salinitas memiliki korelasi yang kuat, dengan keduanya merupakan parameter kualitas air. Kedua parameter ini berhubungan dengan adanya kehadiran ion terlarut (termasuk garam seperti natrium) meningkatkan salinitas dan konduktivitas, oleh karena itu keduanya saling terkait. Ketika ion terlarut dalam air, mereka terpecah menjadi partikel bermuatan positif (kation) dan bermuatan negatif (anion). Dengan aliran energi listrik, proses pemecahan ion-ion dalam air ini mampu menghasilkan gas hidrogen yang dibutuhkan dalam masa kini untuk peralihan dari energi fosil ke energi terbarukan. Proses ini disebut dengan elektrolisis. Elektrolisis dalam penelitian ini dilakukan pada larutan salin NaCl dengan tingkat salinitas berbeda yang dibuat berdasarkan metode gravimetri selama 1 jam 40 menit pada tegangan konstan sebesar 12 V. Larutan salin terbuat diukur konduktivitas listriknya dan dianalisis ketidakpastiannya untuk menilai kualitas penelitian. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis ketidakpastian pengukuran konduktivitas listrik pada larutan salin berbasis gravimetri dan pengaruh konduktivitas listrik larutan salin berbasis gravimetri terhadap produksi hidrogen. Dari pengukuran konduktivitas listrik pada rentang salinitas 1,47-35 ppt, diperoleh hasil bahwa ketidakpastian pengukuran paling signifikan adalah 0,83% pada 30 ppt dan titik ukur 1,47 ppt memiliki ketidakpastian pengukuran terendah sebesar 0,09%. Peningkatan salinitas yang secara teoritis meningkatkan konduktivitas listrik dalam larutan, penelitian menunjukkan meningkatnya konduktivitas listrik larutan salin ini menyebabkan tingginya laju produksi hidrogen. Dihasilkan dari penelitian, semakin tinggi kadar salinitas larutan, mengindikasikan meningkatnya ion-ion yang bergerak bebas dalam larutan, menyebabkan korosi pada elektroda yang terjadi pada titik salinitas 22,20; 30,00, 35,00 ppt dalam 50 menit proses elektrolisis berlangsung. Ditunjukkan dengan perubahan warna larutan dan adanya kikisan lapisan elektroda dalam larutan.

ABSTRACT

Conductivity is one of the most useful and commonly measured water quality parameters. Conductivity and salinity have a strong correlation, with both being water quality parameters. These two parameters are related to the presence of dissolved ions (including salts such as sodium) increasing salinity and conductivity, therefore they are interrelated. When ions dissolve in water, they split into positively charged (cations) and negatively charged (anions) particles. With the flow of electrical energy, the process of breaking down ions in water is able to produce hydrogen gas which is needed today for the transition from fossil energy to renewable energy. This process is called electrolysis. Electrolysis in this research was carried out in NaCl saline solutions with different levels of salinity which were made based on the gravimetric method for 1 hour 40 minutes at a constant voltage of 12 V. The electrical conductivity of the saline solution was measured and its uncertainty analyzed to assess the quality of the research. This research aims to analyze the uncertainty of electrical conductivity measurements in gravimetric-based saline solutions and the influence of the electrical conductivity of gravimetric-based saline solutions on hydrogen production. From electrical conductivity measurements in the salinity range of 1.47-35 ppt, the results showed that the most significant measurement uncertainty was 0.83% at 30 ppt and the measuring point of 1.47 ppt had the lowest measurement uncertainty of 0.09%. An increase in salinity theoretically increases the electrical conductivity in the solution. Research shows that increasing the electrical conductivity of the saline solution causes a high rate of hydrogen production. Results from the research, the higher the salinity level of the solution, indicates the increase in ions that move freely in the solution, causing corrosion of the electrode which occurs at the salinity point of 22.20; 30.00, 35.00 ppt in 50 minutes the electrolysis process takes place. This is indicated by a change in the color of the solution and the corosion of the electrode layer in the solution.

مستخلص البحث

تعد الموصلية واحدة من أكثر معايير جودة المياه فائدةً وقياسًا. هناك علاقة قوية بين الموصلية والملوحة، حيث يعتبر كلاهما من عوامل جودة المياه. وترتبط هاتان المعلمتان بوجود الأيونات الذائبة (بما في ذلك الأملاح مثل الصوديوم) التي تزيد من الملوحة والموصلية، وبالتالي فإنهما مترابطتان. عندما تذوب الأيونات في الماء، فإنها تنقسم إلى جزيئات موجبة الشحنة (كاتيونات) وجزيئات سالبة الشحنة (أنيونات). ومع تدفق الطاقة الكهربائية، فإن عملية تحلل الأيونات في الماء قادرة على إنتاج غاز الهيدروجين اللازم اليوم للانتقال من الطاقة الأحفورية إلى الطاقة المتجددة. وتسمى هذه العملية التحليل الكهربائي. تم إجراء التحليل الكهربائي في هذا البحث في محاليل ملح كلوريد الصوديوم بمستويات مختلفة من الملوحة والتي تم إجراؤها على أساس الطريقة الوزنية لمدة ساعة و40 دقيقة عند جهد ثابت قدره 12 فولت. وتم قياس التوصيل الكهربائي للمحلول الملحي وتحليل عدم يقينه. لتقييم جودة البحث. يهدف هذا البحث إلى تحليل عدم اليقين في قياسات التوصيل الكهربائي في المحاليل الملحية المعتمدة على القياس الوزني وتأثير التوصيل الكهربائي للمحاليل الملحية المعتمدة على القياس الوزني على إنتاج الهيدروجين. من قياسات التوصيل الكهربائي في نطاق الملوحة 1.47-35 جزء في المليون، أظهرت النتائج أن أهم عدم يقين في القياس كان 0.83% عند 30 جزء في المليون وأن نقطة القياس 1.47 جزء في المليون كانت أقل عدم يقين في القياس بنسبة 0.09%. من الناحية النظرية، تؤدي زيادة الملوحة إلى زيادة التوصيل الكهربائي في المحلول. وتظهر الأبحاث أن زيادة التوصيل الكهربائي للمحلول الملحي يؤدي إلى ارتفاع معدل إنتاج الهيدروجين. ومن نتائج البحث أنه كلما زاد مستوى ملوحة المحلول، دل ذلك على زيادة الأيونات التي تتحرك بحرية في المحلول، مما يسبب تآكل القطب الذي يحدث عند نقطة الملوحة 22.20؛ 30.00، 35.00 جزء لكل تريليون في 50 دقيقة تتم عملية التحليل الكهربائي. ويدل على ذلك تغير لون المحلول وتآكل طبقة القطب الكهربائي في المحلول.