Cairan Infus Intravena (Intravenous Fluids)

Mata Kuliah : Kimia Terapan

Dosen : DR. Mudjiyono

Ida Ayu Nyoman Dewi S

S830208013/psains/IPA

A. Pemberian Cairan Infus Intravena (Intravenous Fluids)

Infus cairan intravena (intravenous fluids infusion) adalah pemberian sejumlah cairan ke dalam tubuh, melalui sebuah jarum, ke dalam pembuluh vena (pembuluh balik) untuk menggantikan kehilangan cairan atau zat-zat makanan dari tubuh. Secara umum, keadaan-keadaan yang dapat memerlukan pemberian cairan infus adalah perdarahan dalam jumlah banyak (kehilangan cairan tubuh dan komponen darah), trauma abdomen (perut) , fraktur (patah tulang), khususnya di pelvis (panggul) dan femur (paha) , “Serangan panas” (heat stroke) (kehilangan cairan tubuh pada dehidrasi), diare dan demam (mengakibatkan dehidrasi), luka bakar luas (kehilangan banyak cairan tubuh), semua trauma kepala, dada, dan tulang punggung (kehilangan cairan tubuh dan komponen darah)

Indikasi pemberian obat melalui jalur intravena antara lain :

1. Pada seseorang dengan penyakit berat, pemberian obat melalui intravena langsung masuk ke dalam jalur peredaran darah. Misalnya pada kasus infeksi bakteri dalam peredaran darah (sepsis). Sehingga memberikan keuntungan lebih dibandingkan memberikan obat oral. Namun sering terjadi, meskipun pemberian antibiotika intravena hanya diindikasikan pada infeksi serius, rumah sakit memberikan antibiotika jenis ini tanpa melihat derajat infeksi. Antibiotika oral (ditelan biasa melalui mulut) pada kebanyakan pasien dirawat di RS dengan infeksi bakteri, sama efektifnya dengan antibiotika intravena, dan lebih menguntungkan dari segi kemudahan administrasi RS, biaya perawatan, dan lamanya perawatan. Obat tersebut memiliki bioavailabilitas oral (efektivitas dalam darah jika dimasukkan melalui mulut) yang terbatas. Atau hanya tersedia dalam sediaan intravena (sebagai obat suntik). Misalnya antibiotika golongan aminoglikosida yang susunan kimiawinya “polications” dan sangat polar, sehingga tidak dapat diserap melalui jalur gastrointestinal (di usus hingga sampai masuk ke dalam darah). Maka harus dimasukkan ke dalam pembuluh darah langsung.

2. Pasien tidak dapat minum obat karena muntah, atau memang tidak dapat menelan obat (ada sumbatan di saluran cerna atas). Pada keadaan seperti ini, perlu dipertimbangkan pemberian melalui jalur lain seperti rektal (anus), sublingual (di bawah lidah), subkutan (di bawah kulit), dan intramuskular (disuntikkan di otot).

3. Kesadaran menurun dan berisiko terjadi aspirasi (tersedak- obat masuk ke

pernapasan), sehingga pemberian melalui jalur lain dipertimbangkan.

4. Kadar puncak obat dalam darah perlu segera dicapai, sehingga diberikan melalui injeksi bolus (suntikan langsung ke pembuluh balik/vena). .

5. Peningkatan cepat konsentrasi obat dalam darah tercapai. Misalnya pada orang yang mengalami hipoglikemia berat dan mengancam nyawa, pada penderita diabetes mellitus. Alasan ini juga sering digunakan untuk pemberian antibiotika melalui infus/suntikan, namun perlu diingat bahwa banyak antibiotika memiliki bioavalaibilitas oral yang baik, dan mampu mencapai kadar adekuat dalam darah untuk membunuh bakteri.

B. Jenis Cairan Infus:

1. Cairan hipotonik.

Adalah cairan infuse yang osmolaritasnya lebih rendah dibandingkan serum (konsentrasi ion Na⁺ lebih rendah dibandingkan serum), sehingga larut dalam serum, dan menurunkan osmolaritas serum. Maka cairan “ditarik” dari dalam pembuluh darah keluar ke jaringan sekitarnya (prinsip cairan berpindah dari osmolaritas rendah ke osmolaritas tinggi), sampai akhirnya mengisi sel-sel yang dituju. Digunakan pada keadaan sel “mengalami” dehidrasi, misalnya pada pasien cuci darah (dialisis) dalam terapi diuretik, juga pada pasien hiperglikemia (kadar gula darah tinggi) dengan ketoasidosis diabetik. Komplikasi yang membahayakan adalah perpindahan tiba-tiba cairan dari dalam pembuluh darah ke sel, menyebabkan kolaps kardiovaskular dan peningkatan tekanan intrakranial (dalam otak) pada beberapa orang. Contohnya adalah NaCl 45% dan Dekstrosa 2,5%.

2. Cairan Isotonik.

Adalah cairan infuse yang osmolaritas (tingkat kepekatan) cairannya mendekati serum (bagian cair dari komponen darah), sehingga terus berada di dalam pembuluh darah. Bermanfaat pada pasien yang mengalami hipovolemi (kekurangan cairan tubuh, sehingga tekanan darah terus menurun). Memiliki risiko terjadinya overload (kelebihan cairan), khususnya pada penyakit gagal jantung kongestif dan hipertensi. Contohnya adalah cairan Ringer-Laktat (RL), dan normal saline/larutan garam fisiologis (NaCl 0,9%).

3. Cairan hipertonik.

Adalah cairan infus yang osmolaritasnya lebih tinggi dibandingkan serum, sehingga “menarik” cairan dan elektrolit dari jaringan dan sel ke dalam pembuluh darah. Mampu menstabilkan tekanan darah, meningkatkan produksi urin, dan mengurangi edema (bengkak). Penggunaannya kontradiktif dengan cairan hipotonik. Misalnya Dextrose 5%, NaCl 45% hipertonik, Dextrose 5%+Ringer-Lactate, Dextrose 5%+NaCl 0,9%, produk darah (darah), dan albumin.

C. Faktor Yang Harus Diperhatikan Dalam Pemberian Terapi Cairan Intravena.

1. Dari Sisi Pasien.

Dari sisi pasien yang perlu diperhatikan adalah penyakit dasar pasien, status hidrasi dan hemodinamik, pasien dengan komplikasi penyakit tertentu, dan kekuatan jantung. Kesemua faktor ini merupakan hal yang harus diketahui dokter.

2. Dari Sisi Cairan

a. Kandungan elektrolit cairan

Elektrolit yang umum dikandung dalam larutan infus adalah Na⁺, K⁺, Cl, Ca²⁺, laktat atau asetat. Jadi, dalam pemberian infus, yang diperhitungkan bukan hanya air melainkan juga kandungan elektrolit ini apakah kurang, cukup, pas atau terlalu banyak.

b. Pengetahuan dokter dan paramedis tentang isi dan komposisi larutan infus sangatlah penting agar bisa memilih produk sesuai dengan indikasi masing-masing.

c. Osmolaritas cairan
Yang dimaksud dengan osmolaritas adalah jumlah total mmol elektrolit dalam kandungan infus. Untuk pemberian infus ke dalam vena tepi maksimal osmolaritas yang dianjurkan adalah kurang dari 900mOsmol/L untuk mencegah risiko flebitis (peradangan vena). Jika osmolaritas cairan melebihi 900 mOsmol/L maka infus harus diberikan melalui vena sentral.

3. Kandungan lain cairan.

Seperti disebutkan sebelumnya, selain elektrolit beberapa produk infus juga mengandung zat-zat gizi yang mudah diserap ke dalam sel, antara lain: glukosa, maltosa, fruktosa, silitol, sorbitol, asam amino, trigliserida. Pasien yang dirawat lebih lama juga membutuhkan unsur-unsur lain seperti Mg²⁺, Zn²⁺ dan trace element lainnya.

4. Sterilitas cairan infus.

Parameter kualitas untuk sediaan cairan infus yang harus dipenuhi adalah steril, bebas partikel dan bebas pirogen disamping pemenuhan persyaratan yang lain. Pada sterilisasi cairan intravena yang menggunakan metoda sterilisasi uap panas, ada dua pendekatan yang banyak digunakan, yaitu overkill dan non-overkill (bioburden-based).

a. Overkill adalah Pendekatan yang dilakukan untuk membunuh semua mikroba, dengan prosedur sterilisasi akhir pada suhu tinggi yaitu 121^oC selama 15 menit. . Dengan cara ini, hanya cairan infus yang mengandung elektrolit tidak akan mengalami perubahan. Namun cara ini sangat berisiko dilakukan pada cairan infus yang mengandung nutrisi seperti karbohidrat dan asam amino karena bisa jadi nutrisi tersebut pecah dan pecahannya menjadi racun. Misalnya saja larutan glukosa konsentrasi tinggi. Pada pemanasan tinggi, cairan ini akan menghasilkan produk dekomposisi yang dinamakan 5-HMF atau 5-Hidroksimetil furfural yang pada kadar tertentu berpotensi menimbulkan gangguan hati. Selain suhu sterilisasi yang terlalu tinggi, lama penyimpanan juga berbanding lurus dengan peningkatan kadar 5-HMF ini.

b.Non-overkill :

sesuai dengan perkembangan kedokteran yang membutuhkan jenis cairan yang lebih beragam contohnya cairan infus yang mengandung nutrisi seperti karbohidrat dan asam amino serta obat-obatan yang berasal dari bioteknologi, maka berkembang juga teknologi sterilisasi yang lebih mutakhir yaitu metoda Non-Overkill atau disebut juga Bioburden, dimana pemanasan akhir yang digunakan tidak lagi harus mencapai 121 derajat, sehingga produk-produk yang dihasilkan dengan metoda ini selain dijamin steril, bebas pirogen, bebas partikel namun kandungannya tetap stabil serta tidak terurai yang diakibatkan pemanasan yang terlampau tinggi. Dengan demikian infus tetap bermanfaat dan aman untuk diberikan.

D. Pemberian Cairan Infus pada Anak
1. Berapa Banyak Cairan yang Dibutuhkan Anak Sehat ?

a. Anak sehat dengan asupan cairan normal, tanpa memperhitungkan kebutuhan cairan yang masuk melalui mulut, membutuhkan sejumlah cairan yang disebut dengan “maintenance”. Cairan maintenance adalah volume (jumlah) asupan cairan harian yang menggantikan “insensible loss” (kehilangan cairan tubuh yang tak terlihat, misalnya melalui keringat yang menguap, uap air dari hembusan napas dalam hidung, dan dari feses/tinja), ditambah ekskresi/pembuangan harian kelebihan zat terlarut (urea, kreatinin, elektrolit, dll) dalam urin/air seni yang osmolaritasnya/kepekatannya sama dengan plasma darah.

b. Kebutuhan cairan maintenance anak berkurang secara proporsional seiring meningkatnya usia (dan berat badan).

c. Perhitungan berikut memperkirakan kebutuhan cairan maintenance anak sehat berdasarkan berat badan dalam kilogram (kg).

d. Cairan yang digunakan untuk infuse maintenance anak sehat dengan asupan cairan normal adalah: NaCl 0.45% dengan Dekstrosa 5% + 20mmol KCl/liter.

2. Penyalahgunaan cairan infuse yang banyak terjadi adalah dalam penanganan

diare (gastroenteritis) akut pada anak.

a. Pemberian cairan infuse banyak disalahgunakan (overused) di Unit Gawat Darurat (UGD) karena persepsi yang salah bahwa jenis rehidrasi ini lebih cepat menangani diare, dan mengurangi lama perawatan di Rumah Sakit.

b. Gastroenteritis akut disebabkan oleh infeksi pada saluran cerna (gastrointestinal), terutama oleh virus, ditandai adanya diare dengan atau tanpa mual, muntah, demam, dan nyeri perut. Prinsip utama penatalaksanaan gastroenteritis akut adalah menyediakan cairan untuk mencegah dan menangani dehidrasi.

c. Penyakit ini umumnya sembuh dengan sendirinya (self-limiting), namun jika tidak ditangani dapat menyebabkan kehilangan cairan dan elektrolit yang bisa mengancam nyawa. Dehidrasi yang diakibatkan sering membuat anak dirawat di Rumah Sakit

d. Terapi cairan yang diberikan harus mempertimbangkan tiga komponen: rehidrasi (mengembalikan cairan tubuh), mengganti kehilangan cairan yang sedang berlangsung, dan “maintenance”. Terapi cairan ini berdasarkan penilaian derajat dehidrasi yang terjadi.

3. Penilaian Derajat Dehidrasi (dinyatakan dalam persentase kehilangan berat badan)

a. Tanpa Dehidrasi: diare berlangsung, namun produksi urin normal, maka makan/minum dan menyusui diteruskan sesuai permintaan anak (merasa haus).

b. Dehidrasi Ringan .

c. Dehidrasi Sedang (5-10%) Turgor (kekenyalan) kulit berkurang Mata cekung Permukaan lapisan lendir sangat kering Ubun-ubun depan mencekung Dehidrasi Berat (>10%) Tanda-tanda dehidrasi sedang ditambah: Denyut nadi cepat dan isinya kurang (hipotensi/tekanan darah menurun), Ekstremitas (lengan dan tungkai) teraba dingin Oligo-anuria (produksi urin sangat sedikit, kadang tidak ada), sampai koma

4. Pengawasan (Monitoring)
Semua anak yang mendapatkan cairan infuse sebaiknya diukur berat badannya, 6 –8 jam setelah pemberian cairan, dan kemudian sekali sehari.
Semua anak yang mendapatkan cairan infuse sebaiknya diukur kadar elektrolit dan glukosa serum sebelum pemasangan infuse dan 24 jam setelahnya. Bagi anak yang tampak sakit, diperiksa kadar elektrolit dan glukosa 4 – 6 jam setelah pemasangan dan sekali sehari sesudahnya.

E. Landasan Teori Pemakaian Cairan Infus

Tekanan Osmotik

Fenomena tekanan osmotik diperlihatkan oleh gambar 1 di bawah ini :

Tekanan untuk Menghentikan

kenaikan permukaan larutan

Gambar 1 : Fenomena tekanan osmotik

Bagian ruangan kiri selaput semi permiabel mengandung pelarut air murni ,

dan pada ruang kanannya adalah larutannya. Pada mulanya permukaan cairan dalam kedua tabung adalah sama. Setelah beberapa saat lamanya , permukaan cairan dalam tabung kanan mulai naik dan ini berlangsung terus sampai kesetimbangan tercapai . Hal ini terjadi karena molekul-molekul air berpindah melalui selaput semi permiabel ke dalam larutan. Peristiwa perpindahan molekul-molekul pelarut melalui selaput semi permiabel dari pelarut murni atau dari larutan encer kepada larutan yang lebih pekat disebut osmosis.

Perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan atau dari larutan encer kepada larutan yang lebih pekat sebenarnya dapat dihentikan dengan cara memberikan tekanan pada bagian ruang sebelah kanan . Proses tersebut dapat dilihat pada gambar 2 berikut ini :

Gambar 2 : Perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan

Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan proses osmosis disebut tekanan osmosis(p). Terjadinya proses alir secara spontan dari pelarut ke dalam larutan dikarenakan tekanan uap air murni lebih tinggi dibandingkan tekanan uap larutan. Walaupun osmosis merupakan suatu proses yang umum, tapi relatif sedikit yang tahumengenai bagaimana selaput semi permiabel menghentikan molekul-molekul yang lewat. Selaput semi permiabel memiliki pori-pori yang cukup kecil untuk tidak membiarkan molekul-molekul melewatinya. Besarnya tekanan osmotik diberikan oleh persamaan:

p = MRT

M = molaritas larutan,

R = konstanta gas (0,00821 l.atm.mol^-1.K^-1)

T = adalah suhu mutlak.

Tekanan osmotik = p dinyatakan dalam atmosfir.

Dari penjelasan di atas tekanan osmotik semuanya berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Maka sifat-sifat koligatif hanya tergantung pada jumlah zat terlarut dalam larutan. Jika dua larutan memiliki konsentrasi yang tidak sama, larutan yang lebih pekat disebut sebagai larutan yang hipertonik dan larutan yang lebih encer disebut hipotonik. Sedangkan larutan yang memiliki kepekatan yang sama dinamakan isotonik. Seperti yang sudah dibahas pada larutan elektrolit/non elektrolit, bahwa ion yang tersolvasi disebut ion bebas. Pada konsentrasi yang tinggi, kation dan anion memiliki bulatan hidrasi yang lebih sempurna dan cenderung bergabung satu sama lain membentuk pasangan ion . Suatu pasangan ion terdiri atas sebuah kation dan sebuah anion yang terikat rapat oleh gaya tarik elektrostatik. Keberadaan pasangan ion dalam larutan menurunkan daya hantar listrik . Karena kation dan anion dalam suatu pasangan ion netral tidak dapat bergerak bebas, sehingga tidak terjadi migrasi dalam larutan. Elektrolit – elektrolit yang banyak mengandung muatan ion seperti Mg²⁺,Al³⁺ , SO₄^-2, CO₃^-2 dan PO₄^-3 memiliki suatu kecenderungan untuk membentuk pasangan ion daripada garam, seperti NaCl atau KNO₃.

Disosiasi elektrolit menjadi ion-ion akan mendukung sif-sifat koligatif larutan yang ditentukan oleh jumlah partikel yang ada. Sehingga diperoleh persamaan :

p = i M. R. T

i = faktor Van’t Hoff yang didefiniskan sebagai :

i = 1+ (n-1) a

a = derajad ionisasi = mol setelah ionisasi/ mol sebelum ionisasi

Maka, i = satu(1) untuk semua non elektrolit. Sedangkan untuk elektrolit kuat seperti NaCl dan KNO₃ harga i = 2 dan untuk elektrolit kuat seperti Na₂SO₄ dan MgCl₂ maka harga i = 3.

2. Prinsip Kerja Cairan infus

Dinding sel darah merah mempunyai ketebalan ± 10 nm dan pori berdiameter ± 0,8 nm. Molekul air berukuran ± setengah diameter tersebut, sehingga ion K⁺ dapat lewat dengan mudah. Ion K⁺ yang terdapat dalam sel juga berukuran lebih kecil dari pada ukuran pori dinding sel itu, tetapi karena dinding sel bermuatan positif maka ditolak oleh dinding sel. Jadi selain ukuran partikel muatan juga faktor penentu untuk dapat melalui pori sebuah selaput semipermiabel.

Cairan sel darah merah mempunyai tekanan osmotik yang sama dengan larutan NaCl 0,92%. Dengan kata lain cairan sel darah merah isotonik dengan NaCl 0,92%. Jika sel darah merah dimasukkan kedalam larutan NaCl 0,92%, air yang masuk keluar dinding sel akan setimbang (kesetimbangan dinamis). Akan tetapi jika sel darah merah dimasukkan kedalam larutan Nacl yang lebih pekat dari 0,92% air akan keluar dari dalam sel dan sel akan mengerut. Larutan yang demikian dikatakan hipertonik. Sebaliknya jika sel darah merah dimasukkan kedalam larutan NaCl yang lebih encer dari 0,92%, air akan masuk kedalam sel dan sel akan menggembung dan pecah(plasmolisis). Larutan ini dikatakan sebagai hipotonik.

Kenapa pada seseorang harus dilakukan pemasangan vena central, ini disebabkan obat atau cairan yang diberikan melalui vena perifer terlalu pekat atau atau istilahnya osmolalitas yang tinggi. Pada umumnya cairan yang bersifat bisotonik mempunyai osmolalitas berkisar 272 sampai dengan 301. pada cairan untuk pemberian nutrisi atau obat, biasanya osmolalitasnya diatas 1000 atau dikenal dengan hiperosmolar. pada vena perifer, osmolalitas 850 masih aman diberikan.selain hal tersebut diatas biasanya central vena kateter juga dipakai untuk melakukan resusitasi cairan secara cepat baik itu darah maupun cairan infus, bisa juga dipakai untuk mengukur tekanan vena central.

PENGGUNAAN BATEREI ISI ULANG PADA TELEPON SELULER

Mata Kuliah : Kimia Terapan

Dosen : DR Mudjiyono

Ida Ayu Nyoman DS

S830208013/IPA/psains

BAB I. PENDAHULUAN

Baterei berfungsi sebagai media penyimpan dan penyedia energi listrik. Sumber listrik yang digunakan sebagai pembangkit power dalam bentuk arus searah (DC). Alat ini digunakan elektronika termasuk diantaranya telepon seluler dan komputer. Baterei merupakan sekumpulan sel-sel kimia yang masing-masing berisi dua electron logam yang dicelupkan dalam larutan penghantar yang disebut elektrolit. Akibat reaksi-reaksi kimia antara konduktor-konduktor dan elektrolit satu elektroda anoda bermuatan positif dan lainnya,katoda ,menjadi bermuatan negatif. Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkannya dalam bentuk listrik. Baterei telah menjadi bagian dari kehidupan sehari – hari khususnya bagi masyarakat modern saat ini. Banyak alat – alat yang tidak lepas dari peranan baterei mulai dari jam dinding yang sederhana, panel pesawat terbang yang kompleks hingga perlengkapan komunikasi selular. Begitu pentingnya peranan baterei bagi kehidupan sehari – hari, terutama bagi dunia telekomunikasi. Perkembangan baterei dimulai dengan percobaan oleh Volta yang menemukan Elemen Volta. Baterei memiliki jenis sel yang berlainan yaitu baterei dengan sel kering contohnya yang kita kenal dengan batu baterei dan sel basah yaitu contohnya accumulator.

Baterei dikelompokan menjadi 2 jenis yaitu baterei Primer yaitu baterei yang hanya digunakan satu kali, dan setelah habis dan baterei sekunder yaitu baterei yang bisa digunakan berkali kali dengan mengisi kembali muatannya. Dengan semakin meningkatnya penggunaan peralatan elektronik portable, penggunaan baterai yang rechargeable juga semakin banyak. Sebagai alat telekomunikasi yang diciptakan untuk membantu kehidupan manusia, kehadiran telepon selular (ponsel) kini mulai menjadi semacam ketergantungan atau kebutuhan vital bagi masyarakat. Bukan hanya monopoli masyarakat perkotaan, masyarakat di pinggiran dan bahkan dipedesaan pun kini mulai akrab dengan teknologi telepon gengam. Eksistensi atau kehadiran ponsel baru terasa penting ketika alat itu tiba-tiba tidak dapat berfungsi. Baterei bisa dianggap sebagai sumber nyawa telepon seluler . Sumber energi yang membuat ponsel tetap ON . Jika baterei lemah maka komunikasi pun terhambat.

Pada saat pembelian ponsel didalam ponsel tersebut sudah terdapat baterei. Cargernnya mungkin sudah tersedia pada saat pembelian ponsel tersebut atau disedikan secara terpisah. Fase telephone selular diperkirakan 10% transmit, 10 % receive mode, 80 % standby. Baterei dari beberapa pabrik menerangkan bahwa baterei tersebut hanya digunakan untuk merk dan model ponsel tertentu. Kerusakan ponsel mungkin terjadi karena penggunaan baterei yang salah dan baterei yang tidak bersertifikat/bermerk. Beberapa pabrik baterei melakukan penggantian produksi baterei yang hanya untuk salah satu merk dan model baterei menjadi baterei yang dapat digunakan untuk merk dan model apapun. Karena dengan adanya bermacam-macam model dan merk ponsel akibatnya pabrik baterei harus menyediakan berlusin-lusin macam baterei untuk memenuhi kebutuhan beratus-ratus model ponsel dan dengan beberapa merk yang berbeda. Pengguna atau customer disarankan untuk mengecek baterei tersebut apakah jalan atau tidak memiliki sertifikat atau jaminan serta garansi sebelum pembelian.Karena pada saat ini banyak baterei palsu yang beredar dipasaran.

BAB II BATEREI

A. Parameter Baterei
Kapasitas arus batere dinyatakan dengan Ampere hours (Ah) yaitu kemampuan untuk menyimpan atau memberikan enegi listrik. Kapasitas = watt hours(Ah.V). Tegangan batere ditentukan oleh bahan plat dan jumlah sel yang ada. Contohnya pada asam timbal = 20 v untuk 1 sel dan batere MnO₂ = alkaline yaitu sebesar 1,5 v tiap sel. Efisiensi Perbandingan antara energi listrik yang dihasilkan pada pengosongan dengan energi listrik yang disimpan pada proses pengisian sampai batere penuh sebesar 90 – 95 %. Berat jenis elektrolit tergantung pada jenis batere yang digunakancontoh batere portable Berat jenis elektrolitnya 1,23 – 1,25. Pada proses pengisian, Berat jenis akan naik sebaliknya pada proses pengosongan akan turun.Temperature Secara umum batere berangsur-angsur akan memburuk sesuai dengan kenaikan temperature diatas 25°C (77°F). Dan memburuk dengan cepat diatas temperature 55°C (131°F). Disaat temperature rendah (-20°C [-4°F] sampai 0°C [32°F]), batere tidak menunjukan kemampuannya secara maksimal. Perubahan temperature batere akan menyebabkan kepekatan dari elektrolit dan resistansi elektrolity. Disaat temperature rendah, energi yang hilang mengurangi reaksi kimia yang terjadi dan meningkatkan hambatan dalam elektrolit. Pada saat temperature tinggi, energi yang hilang meningkatkan reaksi kimia di elektrolit yang tidak diinginkan.
Suhu maximum batere secara umum = 45 °C

B. Prinsip Kerja Baterei

Baterei adalah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung didalamnya menjadi energi listrik melalui reaksi elektro kima, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Baterei terdiri dari beberapa sel listrik, sel listrik tersebut menjadi penyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Sel baterei tersebut merupakan elektroda – elektroda. Elektroda negatif disebut katoda, yang berfungsi sebagai pemberi elektron. Elektroda positif disebut anoda yang berfungsi sebagai penerima elektron. Antara anoda dan katoda akan mengalir arus yaitu dari kutub positif (anoda) ke kutub negatif (katoda). Sedangkan electron akan mengalir dari katoda menuju anoda. Terdapat 2 proses yang terjadi pada baterei yaitu proses pengisian merupakan proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia dan proses pengosongan merupakan proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik . Proses pengosongan baterei sebenarnya merupakan reaksi kebalikan dari proses pengisian ulang baterei. Pada proses pengosongan baterei sekunder secara umum sama dengan proses pengosongan baterei primer. Gambar 1 berikut ini dapat dijelaskan arah aliran elektron pada baterei.

Gambar 1 : Arah aliran elektron pada baterei secara umum

Sumber : Kimia Kecakapan Dan Lingkungan Hidup

C. Metode Pengisian Baterei

Secara umum ada dua metode pengisian baterei sekunder yaitu dengan tegangan konstan dan dengan arus konstan.

1. Metode Tegangan Konstan yaitu Pada metode ini baterei dihubungkan dengan suatu sumber tegangan konstan dengan polaritas seperti ditunjukkan pada gambar 2 berikut ini :

Gambar 2: Pengisian baterei dengan metode tegangan konstan

Sumber : http://ejournal.gunadarma.ac.id/files/E08.pdf

Besar arus pengisian pada metode ini tergantung dari perbedaan tegangan antara sumber tegangan dengan tegangan baterei. Pada permulaan pengisian tegangan baterei masih rendah sehingga arus pengisian tinggi, dan setelah proses pengisian berjalan cukup lama, tegangan baterei akan naik sehingga arus pengisian juga berkurang. Kekurangan dari metode ini adalah kesulitan untuk menghitung perkiraan seberapa arus yang telah diserap oleh baterei.

2. Metode Arus Konstan yaitu Pada metode ini sebuah sumber arus konstan

dihubungkan dengan baterei seperti ditunjukkan pada gambar 3 berikut ini

Gambar 3: Pengisian baterei dengan metode arus konstan

Sumber : http://ejournal.gunadarma.ac.id/files/E08.pdf

Sumber arus konstan harus didisain agar perubahan tegangan pada baterei saat proses pengisian tidak mempengaruhi besarnya arus yang mengalir pada baterei.

D. Penggunaan Baterei Isi Ulang Pada Telepon Seluler

Telepon seluler dalam perkembangannya mengalami 4(empat) kali perubahan penggunaan baterei jenis rechargeable battery yaitu:
1. NiCD / NiCad
2. NiMH / Metal
3. Li-Ion / Lithium Ion
4. Li-Poly / Lithium Polymer
Karena perbedaan tersebut maka proses charging yang benar juga berbeda-beda.

1. NiCD / NiCad
Beterei nikel cadmium aalah baterei kering yang dapat diisi ulang. Baterei ini terdiri dari anoda logam cadmium dan katoda nikel oksida(NiO₂). KOH merupakan elektrolitnya yang berbentuk pasta. Beterei ini merupakan jenis baterei sekunder yang dapat diisi ulang seperti aki dikarenakan hasil reaksinya berupa zat padat yang menempel pada setiap elektrodanya. Contoh dari baterei NiCd dapat dilihat pada gambar 4 berikut ini :

Gambar 4 : Baterei Nikel Cadmium

Sumber : Gracindo KIMIA SMA XII

Baterei NiCd (Nikel Cadmium) adalah sumber energi listrik arus searah, dengan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterei NiCd adalah type rechargeable baterai paling lama yang ada di dunia dan karena kapasitasnya yang besar maka bateraiini dipilih untuk ponsel-ponsel lama yang menggunakan tenaga besar. Saat ini sudah sangat jarang atau bisa dikatakan tidak ada lagi ponsel yang masih menggunakan baterai jenis ini, karena ukuran dan beratnya yang besar, juga proses chargingnya yang merepotkan. Proses charging baterai NiCd yang benar adalah sebagai berikut untuk Battery baru charge selama 12 jam nonstop dan selanjutnya charge pada saat battery NiCd sudah benar-benar habis atau kalau perlu dicharge di desktop charger dahulu sebelum menchargenya, karena baterei NiCd mempunyai permanen memory effect bila dicharge pada saat tidak benar-benar habis, sehingga battery semakin lama kapasitasnya semakin menurun dan akhirnya mati total. Artinya jika mencharge baterei saat baterei belum habis betul hal ini akan berpengaruh pada umur baterei. Makin lama kapasitasnya makin menurun. Lambat laun baterei pun mati. Inilah yang biasanya dikenal dengan istilah memory effect. Karena sifatnya yang tidak praktis, ditambah lagi dengan ukurannya yang besar, jenis baterei NiCd sudah ditinggalkan.

2. NiMH / Metal

Batere ini didesain/dibuat setelah dilakukan penelitian beberapa macam logam yang dapat digunakan untuk produksi baterei selain cadmium untuk menghasilkan energi sekunder baterei yang tinggi dengan harga yang relatif murah. Dan nickel-metal-hydrid adalah alternatifnya. Anoda dari Ni-MH dibuat dari hydrogen dengan campuran logam, katoda dari nikel oxide. Ni-MH dapat bertahan 40 % lebih lama dari Ni-Cd dan dapat diisi ulang hingga 600 kali. Hal ini membuat Ni-MH dapat digunakan untuk alat-alat yang membutuhkan energi tinggi seperi laptop, telepon seluler.
NiMH (Nikel Metal Hydryd )adalah generasi baru dari rechargeable battery, keuntungannya dibanding battery NiCd adalah beratnya yanglebih ringan serta memory effect yang bersifat temporary tetapi memory effect ini bisa menjadi permanen bilamana penge-charge-an yang dilakukan tidak benar. Metal Hydride merupakan gabungan dari dua logam dengan komposisi tertentu. Selain ukuran dan berat NiMH yang lebih ringan, juga battery NiMH lebih ramah terhadap lingkungan, tetapi walau begitu battery NiMH tidak bisa dibuang di sampah begitu saja, karena ada proses khusus untuk me-recycle battery jenis ini. Sampai sekarang battery NiMH masih sering kita temui dipasaran, terutama untuk ponsel-ponsel yang menengah kebawah, hal ini dikarenakan battery NiMH harganya lebih murah sehingga bisa menekan harga ponsel secara keseluruhan. Contoh baterei NiMH dapat dilihat pada gambar berikut ini .

Gambar 5: Contoh Baterei NiMH

Sumber : http://blog.tommybudiawan.com

Cara perawatan baterei NiMH yang benar adalah sebagai berikut yaitu untuk baterai baru, usahakan charge baterei NiMH anda paling tidak 12 jam untuk kali pertama, sedang untuk selanjutnya charge baterai anda sesuai dengan petunjuk yang terdapat pada ponsel sedikit tambahan (sekitar 30-60 menit) untuk memberikan kesempatan bagi baterai NiMH untuk melakukan "trickle charge". Pengisian dilakukan pada saat baterei sudah benar-benar habis dan tidak perlu melakukan discharge di desktop charger untuk pengisian selanjutnya seperti pada baterai NiCD, apabila suatu saat baterei NiMH belum habis maka bisa melakukan charging walaupun pada saat tersebut baterei anda belum benar-benar habis, konsekuensinya pada saat digunakan maka baterei NiMH akan terasa cepat habis, tapi hal ini hanya berlangsung secara temporer karena bila sudah benar-benar menghabiskan baterei charging dapat dilakukan lagi, maka performa baterei anda akan kembali seperti semula. Artinya kalau mencharge baterei dalam kondisi yang belum habis betul, bersiap menanggung akibatnya. Baterei hanya sanggup menampung sedikit daya. Setelahnya baterei mudah cepat habis.

3. Li-Ion / Lithium Ion

Baterei litium telah mengalami berbagai penyempurnaan. Baterei litium yang kini banyak digunakan adalah baterei litium ion. Baterei litium ion tidak menggunakan logam litium tetapi ion litium. Baterei ini adalah baterei generasi ke 3 dari rechargeable baterey dan keuntungannya terhadap baterei NiMH maupun NiCd adalah berat dan ukurannya yang ringan, sehingga bisa membuat ponsel menjadi berukuran kecil dan ringan. Kebanyakan ponsel yang keluar sekarang sudah menggunakan battery jenis ini sebagai sumber dayanya sehingga lambat laun harga battery Li-Ion semakin murah saja. Batere Litium merupakan jenis baterei dari sel sekunder yang mempunyai tegangan out put yang tinggi, memiliki umur yang panjang, ringan dan kecil. Sehingga baterei ini digunakan untuk pemakaian khusus. Tegangan out put tanpa beban sebesar 2,9 volt atau 3,7 volt, tergantung dari elektrolit yang digunakan. Keunggulan batterei ini adalah tidak adanya memory effect pada saat charging sehingga tidak perlu menunggu battery ini habis baru melakukan charge, namun demikian ada pula beberapa perawatan yang perlu dilakukan pada battery ini. Contoh baterei litium dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 6 : Contoh Baterei Litium

Sumber : http://202.158.49.149/19122004/Ponsel/jangan.htm

Untuk batterei baru, charge battery sesuai dengan petunjuk atau sampai lampu/indikator ponsel menandakan battery full, setelah itu segera lepas charger, demikian juga untuk selanjutnya tidak perlu melakukan over charge untuk mendapatkan trickle charge seperti pada battery NiCD dan NiMH, karena pada battery Lithium tidak ada istilah trickle charge, bahkan overcharge battery lithium ion bisa menurunkan kemampuannya. Walaupun tidak ada memory effect pada battery jenis ini, anda sebaiknya melakukan charging pada saat battery ini sudah habis atau indikator ponsel anda sudah menunjukkan "battery low", ini dikarenakan battery Lithium Ion memiliki "life cycle" (umur charging) yang lebih sedikit dari battery jenis NiCd dan NiMH .

4. Li-Poly / Lithium Polymer

Lithium Polymer adalah generasi terbaru dari rechargeable battery, keunggulannya adalah ramah terhadap lingkungan, sedang kemampuan lainnya sama persis dengan baterei LIthium Ion.Untuk perawatan battery Lithium Polymer ini sama persis dengan baterei Lithium Ion, hanya saja pengunaan battery Li-Poly harus sedikit hati-hati mengingat sifatnya yang liquid sehingga bisa mengakibatkan bentuk battery bisa berubah karena tekanan.

E. Prinsip Kerja Beterei Isi Ulang.

1. Prinsip Kerja Beterei NiCd dan NiMH

Baterey NiCd dan NiMHadalah sumber energi listrik arus searah, dengan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Dilihat dari segi bentuk baterei NiCd dan NiMh terdiri dari banyak jenis dengan bentuk konstruksi yang berbeda-beda. Secara umum baterei NiCd dan NiMH memiliki konstruksi yang terdiri dari elektroda positif dan negatif, separator atau pemisah, elektrolit, dan wadah sel. Elektroda merupakan bahan elektrokimia aktif. Untuk baterei NiCd dan NiMh elektroda positifnya adalah Ni(OH)₂ sedangkan elektroda negatif untuk NiCd adalah Cd(OH)₂dan M (Metal Hydride) untuk elektroda negatif baterei NiMh. Metal Hydride merupakan gabungan dari dua logam dengan komposisi tertentu. Sedangkan elektrolit yang sering dipakai dalam baterei NiCd dan NiMh adalah KOH. Jenis elektrolit ini memiliki kelebihan dalam hal konduktivitas yang tinggi dan titik bekunya yang rendah.

Pada saat baterey dalam proses pengosongan terjadi aliran elektron dari elektroda negatif ke elektroda positif. Sedangkan pada saat baterey dalam proses pengisian, terjadi aliran elektron dari elektroda positif menuju ke elektroda negatif. Reaksi kimia yang terjadi pada elektroda positif baterei NiCd adalah sebagai berikut:

Ni(OH)₂ + 2OH⁻ ⇄ NiO₂ + 2H₂O + 2e⁻

Sedangkan reaksi kimia pada elektroda negatifnya adalah sebagai berikut.

Cd(OH)₂ + 2e⁻ ⇄ Cd + 2OH⁻

Pada baterei NiMh, reaksi kimia yang terjadi pada elektroda positifnya adalah sebagai berikut.

Ni(OH)₂ + OH⁻ ⇄ NiO₂ + 2H₂O + 2e⁻

Dan reaksi kimia pada elektroda negatifnya adalah sebagai berikut.

M + H₂O + e ⇄ MH + OH⁻

2. Prinsip Kerja Beterei Litium

Baterei litium tidak menggunakan logam litium tetapi menggunakan ion litium. Ketika digunakan ion litium berpindah dari satu elektroda ke elektroda yang lainnya melalui elektrolit. Ketika di-charge arah aliran ion litium dibalik. Baterei litium diperdangkan dalam bentuk kosong. Prinsip kerja baterei litium dalam proses pengosongan maupun proses pengisia dapat dilihat pada gambar 6 berikut ini :

Gambar

Gambar 7 : Baterei litium ion proses pengisian dan pengosongan

Sumber : Kimia Untuk SMA Erlangga

Selama proses pengisian terjadi perpindahan ion litium dari LiCoO₂ ke elektroda grafit (Li⁺) tetapi pada saat proses pengosongan atau penggunaan ion litium kembali ke elektroda LiCoO₂ .

BAB III PENUTUP

Dari sekian banyaknya sumber energi, batu baterai termasuk bagian yang memiliki peranan sangat besar. Salah satu sumber energi yang sangat diandalkan oleh perangkat yang saat ini mulai menjadi tren dalam masyarakat. Semua perangkat elektronik yang tidak lagi menggunakan kabel, sangat mengandalkan keberadaan batu baterai. Oleh sebab itu perkembangan teknologi batu baterai telah mencuri perhatian yang tidak kecil dari kalangan produsen CE (consumer electronic) dan komputer.
Kita perhatikan saja batu baterai yang digunakan pada ponsel. beberapa tahun yang lalu ponsel hanya menggunakan batu baterai NimH atau NiCad, namun sekarang hampir seluruh ponsel yang diproduksi sudah menggunakan batu baterai Lithium. Lithium memiliki fisik yang lebih kecil dan ringan dibandingkan NimH atau NiCad. Selain itu Lithium juga lebih fleksibel dan tahan lama digunakan. Namun kemampuan yang dimiliki oleh Lithium masih dianggap kurang mencukupi.

Sebuah ponsel dengan baterai Lithium kurang bertahan lama dan jika digunakan untuk sebuah notebook maksimal dapat bekerja antara 2 sampai 4 jam. Padahal tidak jarang jarak tempuh perjalanan dapat melebihi 4 jam. Sehingga peningkatan daya tahan baterai tentu saja sangat berpengaruh. Baterai masa depan dengan teknologi yang masih dikembangkan menjadi harapan saat ini agar sebuah ponsel atau sebuah notebook tidak lagi bekerja hanya 2 sampai 4 jam saja, melainkan dapat terus menyala sampai 20 jam tanpa harus diisi ulang.

Saat ini ilmuwan masih terus melakukan penelitian dan percobaan untuk dapat menemukan sebuah batu baterai baru yang dapat menggantikan batu baterai yang ada saat ini. Batu baterai yang tidak hanya memiliki kemampuan lebih, namun juga lebih aman dan bersih pada penggunaannya. Para periset berharap ke depan bisa mendapatkan efisiensi konversi tenaga listrik hingga 20 persen atau lebih . Untuk mengurangi dampak kerusakan lingkungan maka disarankan menggunakan baterei sekunder. Karena menggunakan beterei sekunder lebih efektif dibandingkan menggunakan baterei primer.Penggunaan baterei sekunder ini dapat mengurangi jumlah baterei yang tidak terpakai yang membuat volume tanah bertambah, karena baterei sekunder dapat diisi ulang 25-100 kali.

DAFTAR PUSTAKA

Ardietna : Potensi Ponsel sebagai Detonator Bom! : http://www.indoforum.org/ showthread.php?t=28866v

contoh penggunaan batere: http://pagimentari.blogspot.com/2008_01_20_archive.html

diakses 8 november 2008

Elenia : Type-type Battery: http://elennia.blogspot.com/2006/09/tipe2-baterei-ponsel.html, diakses 8 november 2008

Maria Suharsini,et al, 2006 : Kimia Dan Kecakapan Hidup, Ganeca Ecact, Bandung.

Michael Purba, 2006 : Kimia unutk SMA kelas XII, Erlangga Jakarta.

Pengisian pulsa : http://ejournal.gunadarma.ac.id/files/E08.pdf, diakses 8 november 2008

Ratna Ariyanti : Jangan Main-main dengan Baterai Ponsel :http://202.158.49.149 /19122004/Ponsel/jangan.htm , diakses 8 november 2008

Tips Memilih Charger Handphone http://sihar hutahaean.blogspot.com/ 2007_11_01_archive.html

Yudi Somantri : Charger Universal untuk Perangkat Digital : http://202.158.49.149/ 31082003/ Artikel/TrenAksesoris.doc, diakses 8 november 2008