## Jurnal Materi dan Pembelajaran Fisika (JMPF)

## Penentuan Konduktivitas Air Baku Proses Desalinasi Di Baron Teknopark Dengan Metode Regresi Linier
Sukisna 1 , Moh. Toifur 2
1 SMK Negeri 1 Tanjungsari, Jl. Baron Km 19 Kemadang, Tanjungsari, Gunungkidul, 54881
2 Magister Pendidikan Fisika Universitas Ahmad Dahlan Jl. Pramuka 42, Sidikan, Umbulharjo, Yogyakarta, 55161 Email: sukisna82@gmail.com

## Abstrak
Penelitian  tentang  penentuan  konduktivitas  listrik  air  baku  proses  desalinasi  menggunakan  metode  regresi  linier  di  Baron Teknopark BPPT DIY. Penelitian dimulai dengan mengambil lima titik sampel, air laut, sumur peresapan, bak penampungan, hasil proses 1 kali, hasil proses 2 kali. Hambatan sampel air diukur dengan memasukkan kedalam selang, dengan memvariasi panjang  selang  sehingga  ditentukan  hubungan  hambatan  listrik  dengan  resistivitas  serta  hubungan  resistivitas  dengan konduktivitas listrik dengan. Hasil dari perhitungan  didapatkan konduktivitas air laut sebesar (2,81 ± 5,7 x 10-3 ) S/m, air bak penampungan  (1,76 ± 3,60 x 10-3 ) S/m, air sumur peresapan (1,64 ± 3,3 x 10-3 ) S/m,  air hasil proses 1 kali (0,22 ± 4,6 x 10-3 ) S/m,  air hasil proses 2 kali (0,03 ± 6,8 x 10-3 ) S/m. Nilai resistivitas dan nilai konduktivitas merupakan nilai yang saling  berbanding  terbalik  dimana  semakin  besar  nilai  resistivitas,  semakin  kecil  nilai  konduktivitas.  Menurut  konsep  air sangat murni maka semakin besar nilai resistivitas akan menunjukkan kemurnian air yang semakin tinggi sedangkan semakin kecil nilai resistivitas akan menunjukkan tingkat kemurnian air yang semakin rendah.
Kata kunci : Resistivitas,  hubungan antara konduktivitas dan resistivitas, pengukuran berulang

## 1. Pendahuluan
Indonesia  adalah  negara  tropis  yang  mempunyai 2  musim,  hujan  dan  kemarau.  Ironisnya,  perbedaan curah hujan antara musim kemarau dan musim hujan membuat  beberapa  daerah  di  Indonesia  mengalami kekeringan  pada  musim  kemarau  dan  banjir  pada musim  hujan.  Salah  satu  opsi  yang  menjanjikan untuk  mengatasi  masalah  itu  adalah  diterapkannya proses  pemurnian  air  laut  menjadi  air  tawar  dengan metoda  desalinasi  untuk  daerah-daerah  yang  rawan kekeringan  karena  dua  pertiga  dari  kepulauan Indonesia terdiri dari laut. (G.R Sunaryo, 1999) Salah satu parameter untuk menentukan karakteristik air  diantaranya  adalah  parameter  konduktivitas. Penentuan  konduktivitas  listrik  larutan  elektrolit, yaitu kemampuan suatu larutan untuk menghantarkan arus listrik. Konduktivitas mempunyai  hubungan  terbalik  dengan  tahanan larutan  yang  bersangkutan.  Oleh  karena  itu pengukuran  konduktivitas  pada  dasarnya  dilakukan dengan mengukur tahanan dari larutan.
a. Konduktivitas Listrik Kerapatan arus dalam kawat (arus per satuan luas penampang ) adalah
I J ne E
A    …….  (1) J E   …….. (2)
Dengan
ne    yang  dikenal  dengan  konduktivitas listrik.  Konduktivitas  listrik  adalah  kemampuan bahan mengantarkan listrik. Semakin besar konduktivitas  maka  semakin  mudah  bahan  tersebut menghantarkan listrik.
b. Hubungan konduktivitas dan Resistivita s Semakin  mudah  suatu  bahan  menghantarkan listrik  maka  semakin  besar  konduktivitasnya  dan semakin  kecil  resisitivitasnya,  sebaliknya  semakin sulit  bahan  menghantarkan  listrik  maka  semakin kecil konduktivitasnya dan semakin besar resistivitasnya.  Jadi  ada  hubungan  langsung  antara konduktivitas dan resisitivitas.
EL
I neA L  
…….. (3)
Dengan L adalah  panjang  kawat  dengan  anggapan bahwa  kuata  medan  listrik  dalam  kawat  konstan maka EL adalah  beda  potensial  antara  dua  ujung kawat.
V
I neA L   ……..(4)
Dengan menggunakan hukum Ohm, I = V/R maka :
L R ne A   ……..(5) 1 ne    ……..(6) 1    ……..(7)
dimana    ρ  memiliki  satuan  ohm-meter  (Ω.m). Hambatan  pada  potongan    material  yang  seragam sebagai
L R
A   ……..(8)

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mengukur hambatan  air  baku  dan  hasil  proses  desalinasi  di Baron Teknopark BPPT Daerah Istimewa Yogyakarta. Pengambilan sampel air dilakukan di 5 titik  lokasi  sampel  yaitu  air  laut,  sumur  peresapan, bak penampungan, hasil desalinasi  1 kali proses dan hasil desalinasi 2 kali proses.
Prosedur pengukuran dilakukan dengan menggunakan selang
dengan diameter,
3 3 (4,9 10 0, 05 10 ) m d x x     ,  Luas  penampang, 5 5 2 (1,88 10 0, 038 10 ) m A       .  Panjang  selang  dibuat dari  0,1  m,  0,2  m,  0,3  m  ...  2,5  cm  dengan  selisih panjang setiap selang sebesar 0,1 m.
Pengukuran hambatan air dilakukan dengan cara memasukkan air sampel  ke dalam  selang l 1, l 2 , l 3 ... l 25 .  kemudian  mengkur  hambatan  air  dalam  selang menggunakan  multimeter.  mencatat  panjang  selang dan  hambatan.  Langkah  tersebut  diulangi  untuk sampel air yang lain.
a. Metode Pengolahan Data
1) Perhitungan Hambatan Rata-Rata dengan
Statistik Pengukuran Berulang.
Pengukuran  berulang  merupakan  pengukuran suatu  besaran  secara  berulang  tanpa  mengubah setting  alat  atau  parameter.  Nilai  terbalik  dari pengukuran  berulang xi dinyatakan  dengan  nilai rata-ratanya:
i x x n   ……. (9)
Dengan i x adalah  hasil  ukur  ke i,n banyaknya pengukuran. Simpangan baku pengukuran berulang dinyatakan dengan
2 ( ) n( 1) i x x x s n     …… (10)
Sehingga  hasil  pengukuran  berulang  dinyatakan dengan :
x x s s   …….(11)
2) Penentuan Resistivitas dan Konduktivitas dengan Regresi Linier Berbobot
Dari  nilai  hambatan  rata-rata  dan  ralatnya  dapat ditentukan  nilai  resistivitas  dan  konduktivitas dengan  metode  regresi  linier  berbobot.  Menurut persamaan  (8)  tentang  hambatan  jenis  suatu material.

## R l A  
Jika  regresi  terhadap  set  data  mengikuti  garis lurus maka persamaan untuk garis lurus :
y ax b  
Hambatan,  R  dimisalkan  y,  massa  jenis  per satuan luas, A

dimisalkan a dan panjang, l dimisalkan x Dengan
2 2 2 2 1 1 i i i i yi yi yi yi x y y x a s s s s    
         … (12) 2 2 2 2 2 1 i i i i i yi yi yi yi x y x x y b
s s s s              …. (13) Dan 2 2 2 2 2 1 i i yi yi yi x x s s s  
            …. (14) 2 1 1 a i yi s s    ….. (15) 2 2 1 i b i yi x s s    ……(16)
maka  resistivitas  ρ  dapat  ditentukan  dengan persamaan
aA   ….. (17) Dimana  konduktivitas  σ  adalah  kebalikan  dari resistivitas sehingga
1    ……(18)

## Ralat resisitensi dapat ditentukan dengan
2 2
a A s s s a A                 
    ……(19)     2 2 a A s
As as    …… (20)
Ralat konduktivitas dapat ditentukan dengan
 
2
s s        …… (21)   2 2 1 s s     ….. (22) 2 1 s s     …… (23) 3. Hasil dan Pembahasan
a. Perhitungan Hambatan Rata-Rata
Hambatan  rata-rata  dari  setiap  jenis  air sampel  diambil  contoh  untuk  5  ukuran  panjang selang.  Hambatan  diukur  secara  berulang  tanpa mengubah  setting  alat  atau  parameter.  Nilai hambatan dari pengukuran berulang xi dinyatakan dengan
nilai
rata-ratanya,
R x R s   dihitung  menggunakan  persamaan  (
9) dan (10)
Tabel 1. Hambatan rata-rata dari setiap jenis air sampel dan diambil contoh untuk 5 ukuran panjang.
No Jen i s  a i r Pa n j a n g se la n g, l (m) Ha mb a t a n   ra t a - ra t a ,
R ± R S ( Kx Ω) 1 Air Laut 0,1 7,86 ±  0,10 0,2 9,90 ± 0,12 0,3 12,80 ± 0,20 0,4 15,10 ± 0,12 0,5 17,62 ± 0,12 2 Sumur Peresapan 0,1 9,90 ± 0,24 0,2 12,10 ± 0,10 0,3 15,10 ± 0,10 0,4 18,10 ± 0,19 0,5 22,60 ± 0,19 3 Bak 0,1 14,70 ± 0,20
Penampungan 0,2 17,80 ± 0,34 0,3 20,40 ± 0,19 0,4 24,48 ± 0,05 0,5 27,50 ± 0,32 4 Proses 1 kali 0,1 85,90 ± 0,46 0,2 110 ± 1,37 0,3 133 ± 1,22 0,4 165 ± 2,24 0,5 184 ± 2,45 5 Proses 2 kali 0,1 750 ± 10,00 0,2 898 ± 2,00 0,3 1050 ± 15,81 0,4 1150 ± 15,81 0,5 1260 ± 18,71
Gambar 1. Grafik antara hubungan antara panjang selang, l (m) dengan hambatan, R (K.Ω)
Tabel  1  menunjukkan  hasil  pengukuran  hambatan air  proses  desalinasi  untuk  ke  lima    sampel  yang memiliki  nilai  tertentu  yang  berbeda  untuk  masing- masing  sampel.      Hambatan  paling  kecil  terdapat pada  air  laut,  hambatan  yang  paling  besar  terdapat pada  air  hasil    dua  kali  proses  desalinasi.  Nilai hambatan  semakin  meningkat  dari  sampel  air  laut  , air sumur peresapan, air bak penampungan, air hasil satu  kali  proses  dan  air  hasil  dua  kali  proses. Hambatan  air  laut  kecil  karena  banyaknya  partikel- partikel  anorganik  mengandung  logam  terlarut dalam air.
Gambar  1.  Menunjukkan  hubungan  antara panjang dan hambatan semakin panjang  penghantar
semakin besar nilai hambatan,  yang berarti semakin besar nilai resistivitas.
2. Penentuan Resistivitas dan Konduktivitas Dari  nilai  hambatan  rata-rata  dan  ralatnya  dapat ditentukan  nilai  resistivitas  dan  konduktivitas dengan metode regresi linier berbobot.
Tabel 2. Resistivitas dan konduktivitas air sampel proses
desalinasi. No Jenis Air Resistivitas, ρ ( Ω.m) Konduktivis , σ (S/m) 1. Air laut 0,36 ± 0,07 2,81 ± 0,0057 2. Sumur Resapan 0,61 ± 0,12 1,64 ± 0,0033 3. Bak penampungan 0,57 ± 0,12 1,76 ± 0,0036 4 Hasil proses 1 kali 4,49 ± 0,002 0,22 ± 0,0046 5. Hasil Proses 2 kali 31,4 ± 0,001 0,03 ± 0,0068
Gambar 2. Grafik  hubungan jenis air,  dengan  resisitivitas, ρ
(Ω.m)
Gambar 3. Grafik  hubungan jenis air,  dengan  konduktivitas, σ (Ω.m) -1 Tabel  2  menunjukkan  hasil  perhitungan  niali resistivitas  dan  konduktivitas.  Resistivitas  paling kecil  terdapat  pada  perhitungan  sampel  air  laut sebesar  (0,36  ±  0,07)    Ω.m,  konduktivitas  sebesar (2,81  ±  5,7  x  10 -3 )  S/m.  Resistivitas  paling  besar terdapat  pada  perhitungan  sampel  air  2  kali  proses desalinasi    sebesar  (31,4  ±  1  x  10 -3 )  Ω.m, konduktivitas sebesar (0,03 ± 6,8 x 10 -3 ) S/m.
Nilai  resisitivitas    meningkat  dari  sampel  air laut  ke  sumur  peresapan  dan  mengalami  penurunan dari  sumur  peresapan  ke  bak  penampungan  dan mengalami kenaikan untuk  air hasil satu kali proses dan air hasil dua kali proses. Terjadinya peningkatan resitivitas  dari  air  laut  ke  sumur  peresapan dikarenakan  terjadi filter penyaringan  secara  alami oleh  resapan  bebatuan  dan  tanah  saat  air  laut meresap mengalir ke sumur. Pada bak penampungan terjadi  sedikit  penurunan  resistivitasnya  pada  bak penampungan air diambil dari sumur dan ditampung untuk  beberapa  waktu,  terjadi  akumulasi  air  dari sumur  resapan  dan  terjadi  penguapan  yang menyebabkan  konsentrasi  air  pada  bak  meningkat. Pada  proses  desalinasi  tahap  1  dan  2  terjadi peningkatan  resistivitas  yang  tinggi  karena  pada tahap ini terjadi peristiwa reverse osmosis . Nilai  dari  resistivitas  tinggi  karena  sedikit mineral-mineral  anorganik  mengandung  logam dalam air yang dapat menghambat arus listrik untuk mengalir,  sehingga  daya  hantar  atau  konduktivitas listriknya  semakin  kecil. Nilai  resistivitas  maupun konduktivitas  sangat  dipengaruhi  oleh  kandungan ion-ion yang terlarut dalam air.
Gambar  2  dan  3  menunjukkan  nilai  resistivitas dan  konduktivitas  air  pada  proses  desalinasi.  Nilai resistivitas  adalah  nilai  kemampuan  air  untuk menghambat arus listrik sedangkan nilai konduktivitas  atau  nilai  hantaran  adalah  nilai kemampuan  air  untuk  menghantarkan  arus  listrik. Nilai  resistivitas  air  laut  kecil  karena  banyak mineral-mineral anorganikmengandung logam dalam  air  dibandingkan  dengan  titik  sampel  lainya. Nilai  resistivitas  dan  nilai  konduktivitas  merupakan nilai  yang  saling  berbanding  terbalik  dimana semakin  besar  nilai  resistivitas,  semakin  kecil  nilai konduktivitas,  dan  sebaliknya  semakin  kecil  nilai resistivitas,  makin  besar  nilai  konduktivitas  Nilai hambatan  untuk  identifikasi  kualitas  air  semakin murni  air  akan  semakin  besar  hambatan,  dan semakin  murni  air  akan  memiliki  kualitas  yang semakin baik.
4. Simpulan dan Saran
a. Simpulan
Penentuan konduktivitas listrik melalui pengukuran  hambatan  dan  metode  regresi  linier berbobot didapatkan sampel air laut sebesar (2,81 ± 5,7 x 10 -3 ) S/m, sampel air bak penampungan  (1,76 ± 3,6 x 10 -3 ) S/m, sampel air sumur peresapan (1,64 ±  3,3  x  10 -3 )  S/m,  sampel  air  hasil  proses  1  kali
(0,22 ± 4,6 x 10 -3 )S/m, sampel air hasil proses 2 kali 0,03 ± 6,8 x 10 -3 ) S/m.
Nilai resistivitas dan nilai konduktivitas merupakan  nilai  yang  saling  berbanding  terbalik dimana  semakin  besar  nilai  resistivitas,  semakin kecil  nilai  konduktivitas  menurut  konsep  air  sangat murni  maka  semakin  besar  nilai  resistivitas  akan menunjukkan  kemurnian  air  yang  semakin  tinggi sedangkan  semakin  kecil  nilai  resistivitas  akan menunjukkan  tingkat  kemurnian  air  yang  semakin rendah.
b. Saran Saran dari eksperimen penentuan konduktivitas dapat  dikembangan  sebagai  model  pembelajaran untuk  siswa  Sekolah  Menengah  Atas  atau  Sekolah Menengah  Kejuruan  pada  pokok  bahasan  hambatan suatu penghantar.
c. Rekomendasi Rekomendasi  dari  alat  eksperimen  untuk menentukan
hambatan
direkomendasikan menggunakan alat ukur multimeter yang mempunyai batas ukur lebih besar dari 2 mega ohm.

## Daftar Pustaka
A.P  Aritonang.  2014.  JOM  FMIPA. Penentuan Konduktivitas  Listrik  dan  Kajian  Air  Sungai
Siak Menggunakan Metode Jembatan Wheatstone , Volume 1 No. 2, halaman 1-9.
F.  Ahmad.  2014.  Jurnal  Materi  dan  Pendidikan Fisika. Penentuan Konduktivitas dan Resistivitas  Air  Laut  dengan  Pengukuran Tidak Langsung , halaman 37-41. F .Destyorini, A. Suhandi, N. Indayanin gsih.  2010
Jurnal  Fisika    Himpunan  Fisika  Indonesia  .
Pengaruh Suhu Karbonisasi terhadap Struktur  dan  Konduktivitas  Listrik    Arang Serabut  Kelapa ,    Vol.  10  -  No.  2,  halaman 122-132 Nugroho.  Ari.  2004.    Jumal  Pengembangan  Energi Nuklir.  Uraian  Umum  Tentang  Teknologi
Desalinasi, Vol. 6 No. 3&4, halaman 65-75
Yolanda,  A.W.  2013.  Jurnal  Fisika  Unand.
Pengaruh  Kemampuan  Partikel  Batu  Apung
Terhadap  Kemampuan  Serapan  Cairan Logam  Berat, Vol.  2,  No.  3,  halaman  155- 161. Utomo. Darmawan. 2012. Techne Jurnal Elektronik. Alat Ukur
Resistensi,
Konduktivitas dan Total Dissolved Solids air dengan teknik dorong – tarik , a vol.11 No.2, halaman 131-140. Halliday,  Resnick,  Walker, Fundamentals  of Physics , 6 th edition.
Toifur,  M.  2019 Panduan  Eksperimen  Fisika  Untuk Mahasiswa Magister Fisika, Yogyakarta: Lab Fisdas UAD.
Philip  R.Bevington,  D  Keith  Robinson,  2003.  Data Reduction  And  Error  Analysis.  New  York:The McGraw-Hill Companie, inc.
H.  Effendi.  2003 Telaah  Kualitas  Air .  Yogyakarta:
Kanisius.
HM-Digital, TDS  Meter  3,  Water  Quality  Tester  User Guide , HM Digital Inc.
G.R  Sunaryo,  Sumijanto,    Lafifah.  1999.  Teknologi Keselamatan Nuklir. Perancangan Sistem Pemurnian Air  Laut  Menjadi  Air  Tawar  Berdasarkan  Metode Desalinasi Multistage Flash Destillation (MSF) .