PEMBUATAN DAN PENCIRIAN ELEKTRODE SELEKTIF ION BARIUM TIPE KAWAT TERLAPIS MENGGUNAKAN BARIUM-ROSE BENGAL NATRIA NINGSIH

Transkripsi

1 PEMBUATAN DAN PENCIRIAN ELEKTRODE SELEKTIF ION BARIUM TIPE KAWAT TERLAPIS MENGGUNAKAN BARIUM-ROSE BENGAL NATRIA NINGSIH DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

2 ABSTRAK NATRIA NINGSIH. Pembuatan dan Pencirian Elektrode Selektif Ion Barium Tipe Kawat Terlapis menggunakan Barium-Rose Bengal. Dibimbing oleh DEDEN SAPRUDIN dan DYAH ISWANTINI PRADONO. Elektrode selektif ion (ESI) semakin banyak digunakan seiring dengan cepatnya pertumbuhan industri dan teknologi karena memiliki respons yang cepat, selektif, dan murah. Serangkaian ESI telah dibuat dan berhasil digunakan untuk analisis logam, termasuk elektrode selektif ion barium. Sensor yang telah ada tersebut masih berbentuk elektrode konvensional yang berisi larutan dalam. Hingga kini, belum ada ESI barium dengan tipe kawat terlapis, yang memiliki kelebihan seperti stabilitas mekanik yang baik, sederhana, dan dapat dibuat berukuran kecil. Jadi, pada penelitian ini dibuat ESI barium dengan tipe kawat terlapis dengan barium(ii)-rose Bengal sebagai ionofornya. Berdasarkan hasil penelitian didapatkan faktor Nernst dari ketiga ESI barium masing-masing sebesar 32.00, 23.00, dan mv/dekade pada trayek pengukuran ketiga ESI tersebut, yaitu 10-1 sampai 10-5 M. Limit deteksi masing-masing elektrode, secara berturut-turut, yaitu M, M, dan M. Waktu respon ESI untuk konsentrasi 10-1 M adalah detik. Elektrode dapat bekerja pada ph 5. Kinerja ESI terganggu dengan kehadiran ion K +, Ca 2+, dan Fe 3+, sedangkan kehadiran Mg 2+ dan Mn 2+ dapat diabaikan. Elektrode hanya dapat digunakan selama satu hari dengan 25 kali pemakaian. Uji-t yang dilakukan dengan nilai kepercayaan 95 % menunjukkan bahwa ketiga elektrode memiliki hasil analisis yang berbeda nyata dengan metode spektroskopi serapan atom. ABSTRACT NATRIA NINGSIH. Fabrication and Characterization of Barium Ion Selective Electrode Based on Coated Wire Electrode Using Barium-Rose Bengal. Supervised by DEDEN SAPRUDIN and DYAH ISWANTINI PRADONO. Ion selective electrode is being increasingly used in view of the rapid growth of industry and technology as they represent rapid response, selective, and low cost procedures. A series of ion selective electrodes have been prepared and successfully used for trace metal analysis, included barium selective electrodes. The existing sensors are electrodes with conventional form, i.e. polymeric membrane containing internal filling solution. Until now, barium ISEs with coated wire form have not been prepared. Therefore, in the present research, preparation and characterization of barium ion selective electrode based on coated wire electrode is realized with barium(ii)-rose Bengal as ionophore. Based on this research result, the Nernst factor from all barium ISE were 32.00, 23.00, and mv/decade for the range of barium concentration from 10-1 to 10-5 M. The limit of detection of each electrodes were M, M, dan M, respectively. The response time of the electrodes for 10-1 M between 30 and 75 seconds. The electrodes can be used at ph 5. The performance of the electrodes was interfered in the presence of K +, Ca 2+, and Fe 3+, while Mg 2+ and Mn 2+ could be disregarded. The life time of electrodes was about one day with 25 usages. t-test which was done with 95 % confidence level showed that three electrodes gave a significant difference compared with atomic absorption spectroscopy s method.

3 PEMBUATAN DAN PENCIRIAN ELEKTRODE SELEKTIF ION BARIUM TIPE KAWAT TERLAPIS MENGGUNAKAN BARIUM(II)-ROSE BENGAL NATRIA NINGSIH Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

4 Judul : Pembuatan dan Pencirian Elektrode Selektif Ion Barium Tipe Kawat Terlapis Menggunakan Barium(II)-Rose Bengal Nama : Natria Ningsih NIM : G Menyetujui: Pembimbing I, Pembimbing II, Drs. Deden Saprudin, M.Si NIP Dr. Dyah Iswantini Pradono, M.Agr NIP Mengetahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor Dr. Drh. Hasim, DEA NIP Tanggal Lulus:

5 PRAKATA Bismillahirrohmannirrohiim, Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada teladan umat, Rasulullah Muhammad SAW. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah sensor elektrode selektif ion dengan judul Pembuatan dan Pencirian Elektrode Selektif Ion Barium Tipe Kawat Terlapis Menggunakan Barium-Rose Bengal. Dana penelitian ini diperoleh dari Program Hibah Kompetisi A2 Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor. Selama penelitian ini penulis banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Deden Saprudin, M.Si, dan Ibu Dr. Dyah Iswantini Pradono, M.Agr selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penulisan karya ilmiah ini. Penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Eman dan staf Laboratorium Kimia Analitik IPB atas bantuannya. Selain itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada Kak Zulhan, Kak Rafi, dan rekan tim ESI atas saran-sarannya, teman-teman seperjuangan Kimia 39 dan teman-teman di Griya Amani atas kebersamaannya yang indah. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Papa dan Mama tercinta, adik-adikku tersayang (Dede, Dita, Tasya, dan Zaki), dan seluruh keluarga serta sahabat-sahabat terbaikku atas segala doa, kasih sayang, dan dukungannya selama ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, April 2008 Natria Ningsih

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kendari, Sulawesi Tenggara, pada tanggal 6 Januari Penulis merupakan anak pertama dari lima bersaudara. Tahun 2002 penulis lulus dari SMA Negeri 5 Bandar Lampung dan pada tahun yang sama masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Dasar tahun ajaran 2005/2006. Tahun ajaran 2006/2007 menjadi asisten praktikum Kimia TPB pada alih semester, Elektroanalitik, dan Kimia Lingkungan. Pada tahun 2005 penulis melaksanakan praktik lapangan di Balai Penelitian Tanaman Padi (Balitpa) di Sukamandi, Subang, dan menulis laporan ilmiah berjudul Karakter Fisik dan Fisikokimia Galur Harapan dan Varietas Padi Unggul. Saat ini penulis menjadi guru freelance di Bimbingan Belajar Bintang Pelajar.

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL...ii DAFTAR GAMBAR...ii DAFTAR LAMPIRAN...ii PENDAHULUAN... 1 TINJAUAN PUSTAKA Metode Potensiometri... 1 Elektrode Selektif Ion... 2 Elektrode Kawat Terlapis... 2 Sifat-Sifat Membran ESI... 2 Prinsip Pengukuran dengan ESI... 2 Rose Bengal... 3 Pencirian ESI... 3 BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat... 4 Metode penelitian... 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Faktor Nernst dan Trayek Pengukuran... 6 Limit Deteksi... 6 Waktu Respons... 7 Koefisien Selektivitas... 7 Pengaruh ph... 8 Usia Pemakaian... 8 Penentuan Konsentrasi Barium... 9 SIMPULAN DAN SARAN... 9 DAFTAR PUSTAKA... 9 LAMPIRAN

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Pengukuran potensial larutan BaCl 2 menggunakan ketiga ESI barium Nilai faktor Nernst dan r pada trayek pengukuran M Limit deteksi ESI barium Waktu respon ESI barium Koefisien selektivitas ESI barium terhadap beberapa kation Konsentrasi barium pada pengukuran menggunakan metode SSA dan ESI barium Penentuan konsentrasi Ba 2+ menggunakan ESI A Penentuan konsentrasi Ba 2+ menggunakan ESI B Penentuan konsentrasi Ba 2+ menggunakan ESI C DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Rangkaian Pengukuran dengan ESI Struktur kimia Rose Bengal Pengaruh ph terhadap faktor Nernst Perubahan faktor Nernst ESI barium selama 30 hari Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI A dengan konsentrasi M(a) dibandingkan terhadap rentang konsentrasi M(b) Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI B dengan konsentrasi M(a) dibandingkan terhadap rentang konsentrasi M(b) Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI C dengan konsentrasi M(a) dibandingkan terhadap rentang konsentrasi M(b) Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI A Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI B Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI C... 18

9 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Kurva trayek pengukuran pada dua macam rentang konsentrasi Kurva penentuan limit deteksi pada ketiga ESI Perubahan harga faktor Nernst terhadap usia elektrode Hasil pengukuran potensial untuk penentuan koefisien selektivitas ESI barium terhadap beberapa kation Koefisien Selektivitas ESI barium terhadap beberapa kation Pengaruh ph terhadap harga faktor Nernst Penentuan konsentrasi Ba 2+ menggunakan ESI Uji-t dengan paired test untuk metode ESI dan AAS... 18

10 PENDAHULUAN Elektrode Selektif Ion (ESI) merupakan suatu sensor elektrokimia potensiometri. ESI semakin banyak digunakan seiring dengan meningkatnya pertumbuhan industri dan teknologi, yang menuntut prosedur analisis yang cepat, akurat, dan murah. Penggunaan ESI sangat luas mulai dari analisis ion-ion anorganik, asam amino, sampai pada molekul organik yang kompleks, dalam bidang lingkungan, pertanian, industri makanan, dan analisis kimia darah. Penggunaan ESI pada bidang pertanian untuk memonitor konsentrasi ion-ion dalam tanah, pupuk, dan larutan hara hidroponik. ESI juga dapat digunakan untuk menentukan kadar Ca 2+ dalam susu sapi, dan kandungan Na + dalam buah apel (Wahyudi 2005). ESI banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan metode lain, antara lain biaya dalam perancangan analisisnya rendah dibandingkan dengan metode lain seperti spektrofotometri serapan atom (SSA) atau kromatografi ion, selektivitas relatif cukup tinggi sehingga umumnya tidak memerlukan proses pemisahan terlebih dahulu. ESI juga memberikan hasil analisis yang cukup kuantitatif pada konsentrasi contoh yang cukup kecil. Selain itu, tidak banyak gangguan terhadap pengukuran menggunakan ESI dan prosedur analisisnya sederhana. Penelitian mengenai ESI telah cukup banyak dilakukan termasuk elektrode yang selektif terhadap ion barium. Pada tahun 1977, Guggi et al. membuat ESI barium menggunakan ionofor kompleks Ba 2+ -ligan N,- N,N,N -tetrafenil-3,6,9-trioksaundekana diamida. Pada tahun 1991, Feng et al. membuat ESI barium polieter asiklik. Kemudian, Boukloze et al. (1993) membuat ESI barium menggunakan tiga turunan naftil polieter sebagai ionofornya. Namun, sensor yang telah ada tersebut kurang memuaskan dalam analisis rutin kendali mutu dan kurang baik untuk pengukuran potensiometri langsung karena kisaran ph yang sempit, dan memiliki stabilitas yang rendah (Othman et al. 2006). Pada tahun 2006, Othman et al. telah berhasil membuat ESI barium menggunakan kompleks barium(ii)-rose Bengal sebagai ionofornya, untuk menentukan ion barium dan/atau ion sulfat. Elektrode-elektrode selektif ion barium yang telah dibuat masih berupa elektrode konvensional yang berisi larutan dalam, dengan membran kontak yang memisahkan larutan dalam dengan larutan uji. Selain tipe konvensional juga terdapat ESI tipe kawat terlapis, yang mulai diperkenalkan oleh Freiser pada pertengahan tahun 1970-an. ESI tipe kawat terlapis memiliki keunggulan dibandingkan ESI tipe konvensional, yaitu pembuatannya sederhana, tidak memerlukan larutan pembanding dalam, serta bentuknya kecil dan praktis. Hingga kini, belum ada ESI barium tipe kawat terlapis, sedangkan ESI kawat terlapis untuk ion lain telah banyak diteliti. Pada tahun 2003, Fardiyah menggunakan ESI nitrat tipe kawat terlapis untuk menentukan gas NO. Alizadeh dan Shafiee-Dastjerdi (2003) membuat ESI kawat terlapis untuk Linear Alkilbenzena Sulfonat (LAS). Edioloegito (2005) membuat ESI - H 2 PO 4 kawat terlapis menggunakan aliquot 336 H 2 PO 4. Pada tahun yang sama Wahab et al. membuat ESI tipe kawat terlapis untuk ion Hg 2+ menggunakan ionofor DBA 2 18C6. Kemudian, pada tahun 2007, Hartaman telah berhasil membuat ESI nitrat tipe kawat terlapis dan menggunakannya untuk menentukan konsentrasi nitrat pada larutan hara hidroponik. Oleh karena itu, pada penelitian ini, akan dibuat dan dipelajari ESI barium tipe kawat terlapis menggunakan ionofor barium-rose bengal, sehingga dapat diketahui kelemahankelemahan ESI tipe ini. Terhadap ESI barium tersebut dilakukan pencirian untuk mengetahui kinerjanya. Pencirian tersebut meliputi harga faktor Nernst, trayek pengukuran, limit deteksi, waktu respon, selektivitas, pengaruh ph, dan usia pemakaian. ESI barium yang dibuat diharapkan dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi ion barium. TINJAUAN PUSTAKA Metode Potensiometri Potensiometri merupakan salah satu teknik analisis elektrokimia yang didasarkan pada hubungan antara potensial sel dengan konsentrasi atau aktivitas spesi kimia dalam suatu sel. Pada metode potensiometri, informasi mengenai komposisi sampel diperoleh dari potensial antara dua elektrode. Peralatan yang dibutuhkan untuk pengukuran potensiometri meliputi sebuah elektrode kerja, dalam penelitian ini berupa ESI, sebuah elektrode pembanding, dan piranti pengukur potensial berupa poten-siometer yang mampu membaca 0.2 mv/ lebih baik (Wang 1994).

11 2 Elektrode Selektif Ion ESI merupakan elektrode bermembran yang memiliki respon yang selektif terhadap adanya ion (IUPAC 1997). ESI adalah elektrode penunjuk yang dapat mengukur aktivitas ion tertentu secara selektif. Elektrode seperti ESI memiliki respon yang cepat, daerah linear yang lebar, tidak dipengaruhi oleh warna atau kekeruhan, tidak destruktif, dan murah. Sebagian besar ESI merupakan alat berbasis membran selektif permeabel yang memisahkan contoh dari bagian dalam elektrode (Wang 1994). Berdasarkan jenis membran yang digunakan ESI dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu elektrode kaca, elektrode membran cair, dan elektrode membran padat (Wang 1994). Menurut Wroblewski (2005) pembagian ESI berdasarkan jenis membran, yaitu membran padat yang meliputi membran gelas dan kristal, membran cair, dan membran yang dimodifikasi atau membran pada elektrode khusus seperti elektrode enzim. Elektrode kaca menggunakan kaca tipis yang sensitif terhadap ion sebagai membrannya. Elektrode kaca yang umum dan telah banyak digunakan adalah elektrode ph. Elektrode membran cair berdasar pada substansi cair tak larut air yang mengisi membran polimer. Komponen aktif pada membran dapat berupa penukar ion cair atau senyawa makrosiklik netral. Membran cair umumnya dibuat dengan melarutkan komponen aktif (elemen pengenal), pemlastis, polivinil klorida (PVC) sebagai matriks membran, dalam tetrahidrofuran (THF), kemudian pelarut dibiarkan menguap perlahan sehingga diperoleh membran elastis yang tipis. Membran tersebut dipotong dan ditempelkan pada ujung tabung plastik yang digunakan sebagai badan elektrode. Membran pada elektrode membran padat dapat dibuat dari kristal tunggal, pelet polikristalin, atau kristal campuran (Wang 1994). Elektrode Tipe Kawat Terlapis Elektrode kawat terlapis (EKT) diperkenalkan oleh Freiser pada pertengahan tahun 1970-an. ESI tipe ini tidak menggunakan larutan dalam sehingga mudah dibuat dan mempunyai ukuran kecil. EKT dibuat dengan melapiskan film polimer yang cocok secara langsung pada sebuah konduktor. Konduktor yang digunakan dapat berupa logam seperti platina, perak, dan tembaga, atau berbahan dasar grafit, baik berbentuk kawat atau cakram. Membran yang digunakan umumnya menggunakan polivinil klorida (PVC). Pada umumnya, untuk melapiskan membran pada kawat (konduktor), kawat tersebut dicelupkan ke dalam larutan yang berisi PVC dan bahan aktif (ionofor) sehingga diperoleh lapisan tipis (Wang 1994, Wygladacz 2005). Meskipun mekanisme fungsi ESI tipe kawat terlapis belum diketahui (Wang 1994) dalam praktiknya menunjukkan fungsi yang hampir sama dengan ESI yang banyak diperdagangkan, yaitu tipe tabung dengan larutan pembanding dalam (Fardiyah 2003). Sifat-sifat membran ESI Agar ESI mempunyai sensitivitas dan selektivitas yang baik terhadap kation atau anion, membran pada ESI harus memiliki sifat tidak larut dalam air dan dapat menghantarkan listrik. Pada umumnya kemampuan menghantarkan listrik ditimbulkan oleh adanya migrasi ion-ion. Transfer massa dari ion melewati membran, dapat melalui mekanisme pertukaran ion, ekstraksi pelarut, dan mekanisme lain (IUPAC 2006). Menurut Fardiyah (2003), membran yang ideal untuk digunakan dalam pengukuran menggunakan ESI ialah membran yang stabil terhadap ph, larutan yang mengandung bahan organik dan oksidator, mempunyai stabilitas mekanik (lentur, tahan terhadap keretakan), dan mudah dalam penanganan. Prinsip Pengukuran Menggunakan ESI Potensial ESI tidak dapat diukur tersendiri, harus dengan elektrode pembanding yang mempunyai harga potensial yang tetap selama pengukuran. Potensial yang diukur adalah beda potensial antara ESI dengan elektrode pembanding. Rangakaian pengukuran dapat dilihat pada Gambar 1. Kawat yang dilapisi membran pada ESI menggantikan elektrode pembanding dalam. Bila potensial elektrode pembanding adalah E R, potensial kawat dengan permukaan dalam membran adalah E M internal dan potensial membran dengan larutan cuplikan adalah E M eksternal, maka persamaan Nernst : E = E M internal + E M eksternal...(1) Jika E M internal dan E R tetap selama pengukuran, maka E = k + E M eksternal...(2) dengan k adalah konstanta elektrode. Karena E M eksternal bergantung pada aktivitas analat, maka

12 RT E = K + log a...(3) nf dengan K adalah konstanta total dari elektrode, n adalah muatan ion dengan tandanya (Buchari 1990). Elektrode Pembanding Gambar 1 Rangkaian Pengukuran dengan ESI. Rose Bengal Rose Bengal (4,5,6,7-tetrachloro2',4',5',7'- tetraiodofluorescein) merupakan zat pewarna (Gambar 2). Rose bengal adalah garam natrium yang umumnya digunakan sebagai tetes mata untuk mewarnai sel konjuktival dan sel kornea sehingga dapat mengidentifiksi kerusakan mata. Dalam bidang kimia, Rose Bengal digunakan untuk menghasilkan oksigen singlet dari oksigen triplet. Oksigen singlet tersebut kemudian dapat mengalami berbagai reaksi yang berguna terutama reaksi (2+2) sikloadisi dengan alkena (Wikipedia 2008). Gambar 2 Struktur kimia Rose Bengal Pencirian ESI Larutan sampel Membran ESI Menurut Wroblewski (2005), kualitas kinerja ESI ditentukan oleh faktor-faktor seperti selektivitas, harga faktor Nernst, kisaran daerah linear, limit deteksi, dan waktu respons. Selain oleh parameter tersebut, menurut Monk & Paul (2001) dalam Seriyati (2007), kualitas kinerja ESI juga ditentukan oleh pengaruh ph dan usia pemakaian. Faktor Nernst, Trayek Pengukuran dan Limit Deteksi Penentuan Faktor Nernst menggunakan ESI yang tercelup dalam larutan ion (i) biasanya dilakukan dengan membuat kurva hubungan potensial elektrode (E) terhadap logaritma bernilai negatif dari aktivitas ion (-log a) yang ada dalam larutan. Faktor Nernst pada suhu 25 o C untuk ion divalen bernilai mv/dekade (Wang 1994; Rundle 2000). Faktor Nernst disebut juga kepekaan atau sensitivitas pengukuran. Bentuk kurva dari persamaan Nernst berupa daerah linear. Bila kurva yang dihasilkan tidak linear lagi maka kurva ini tidak memenuhi persamaan Nernst. Kemiringan kurva linear yang diperoleh merupakan harga faktor Nernst. Rentang konsentrasi yang memberikan bentuk kurva linear merupakan trayek pengukuran dan batas dari daerah linear dengan non-linear disebut limit deteksi dari ESI. Waktu Respons Waktu respons adalah waktu yang diperlukan ESI untuk memberikan nilai potensial yang konstan. Semakin cepat sebuah elektrode memberikan potensial yang konstan, semakin baik elektrode tersebut. Waktu respon dipengaruhi oleh konsentrasi dan pengadukan, yang berfungsi untuk mempercepat proses kesetimbangan (Fardiah 2003). Usia Pemakaian Usia pemakaian adalah lamanya suatu ESI masih layak digunakan. Umur pakai dapat dilihat dari nilai faktor Nernst ESI yang penyimpangannya tidak terlalu besar dari nilai teoritis dan dengan nilai koefisien korelasi (r) mendekati satu. Lama pemakaian ESI bermembran dipengaruhi oleh suhu, ph, pelarut organik, dan stabilitas mekanik (Atikah 1994). Selektivitas ESI tidak hanya merespon ion utama yang ditentukan, walaupun elektrode tersebut telah dirancang sebaik mungkin untuk memberi respon pada ion utama saja. Adanya ion-ion lain selain ion utama dalam larutan contoh dapat mengganggu pengukuran potensial menggunakan ESI. Selain itu, kehadiran ion pengganggu tersebut dapat mengurangi aktivitas ion target, diantaranya melalui pengendapan. Koefisien selektivitas (K) ditentukan dengan menggunakan persamaan:

13 4 2+ ΔE / S [ Ba ] K 2+ m = ( 10 1)( ) Ba / X m 2 / m [ X ] Keterangan: K m Ba2+/ X = koefisien selektivitas [Ba 2+ ] = konsentrsi ion utama [X -m ] = konsentrsi ion pengganggu m = Muatan ion pengganggu 2+ Jika K m Ba / X < 1 berarti elektrode lebih selektif terhadap ion utama daripada ion 2+ pengganggu. Sedangkan jika K m Ba / X > 1 berarti elektrode lebih selektif terhadap ion pengganggu (Umezawa Y et al. 1995). Pengaruh ph Kinerja suatu ESI dapat dipengaruhi oleh kondisi ph larutan yang diukur, sehingga perlu ditentukan kisaran ph yang dapat digunakan untuk pengukuran. Kisaran ph tersebut meliputi nilai ph yang tidak menyebabkan perubahan yang signifikan pada potensial yang terukur. BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan diantaranya adalah air bebas ion, BaCl 2, Rose Bengal (Gambar 1), o-nitrofeniloktil eter (o-npoe), PVC, tetrahidrofuran (THF), kalium tetrakis (4-klorofenil) borat (KTpClPB), MnCl 2, MgCl 2, CaCl 2, KCl, FeCl 3, kawat platina (Pt) diameter 0.5 mm, dan plastik polietilen. Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini di antaranya potensiometer (EUTECH Instruments ph510), elektrode kalomel jenuh, neraca analitik, oven, pengaduk magnet, pengukur waktu, dan alat-alat kaca. Prosedur Penelitian Pembuatan Larutan Stok BaCl 2 Sebanyak g BaCl 2 2H 2 O dilarutkan dengan air deionisasi sehingga diperoleh 100 ml larutan BaCl M. Larutan BaCl 2 tersebut lalu diencerkan sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi M. Pembuatan Ionofor Ba-RB Sebanyak 10 ml BaCl M dicampurkan dengan 10 ml larutan Rose Bengal 10-2 M. Campuran tersebut dikocok sampai terbentuk endapan. Endapan disaring dan dicuci dengan air deionisasi kemudian dikeringkan pada suhu ruang (Othman et al. 2006). Pembuatan Elektrode Pembuatan Badan ESI Dibuat tiga buah elektrode, masing-masing menggunakan kawat platina (Pt) diameter 0.5 mm sepanjang 2 cm disambung dengan kawat tembaga sepanjang 5 cm. Kawat tersebut ditutup plastik polietilen dengan ujung kawat Pt dibiarkan terbuka sepanjang 1 cm. Pelapisan Membran pada Badan ESI Polivinil klorida (PVC) sebanyak g ditambah g o-npoe, dicampur dengan g Ba-RB, dan g KTpClPB, dilarutkan dalam 10 ml THF. Campuran tersebut diaduk selama 2-3 jam. Kawat platina yang tidak tertutup plastik polietilen dibersihkan terlebih dahulu, kemudian dicelup ke dalam larutan membran. Elektrode diangkat dan pelarut dibiarkan menguap sebelum dicelup lagi ke dalam larutan membran. Pencelupan diulangi 10 kali sampai diperoleh lapisan membran yang tipis dan rata. ESI tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 40 C selama 24 jam. Setelah itu, ESI diprekondisi dalam larutan BaCl M selama 12 jam, kamudian disimpan di tempat kering (modifikasi metode Buchari & Irdhawati 2002). Pengukuran Potensial Sebelum digunakan, ESI terlebih dahulu diprekondisi selama 2 jam dalam larutan BaCl M. Besarnya potensial contoh ditentukan dengan menggunakan elektrode pembanding kalomel jenuh. ESI dan elektrode kalomel jenuh dicelupkan ke dalam larutan pada kedalaman tertentu dan tetap. Volume larutan yang diukur potensialnya adalah 50 ml. Selama pengukuran larutan tersebut diaduk menggunakan batang pengaduk magnet dengan kecepatan tetap. Pencirian ESI Barium Faktor Nernst dan Trayek Pengukuran Larutan standar BaCl dengan konsentrasi dari 10-5 M sampai 10-1 M, disiapkan. Potensial elektrodenya diukur berturut-turut, mulai dari larutan paling encer sampai paling pekat. Pembacaan dilakukan pada saat potensiometer menunjukkan nilai yang tetap. Hasil pengukuran tersebut dibuat menjadi kurva hubungan antara log [Ba 2+ ] terhadap potensial (E). Kurva yang diperoleh merupakan garis linear pada selang konsentrasi tertentu (dalam trayek pengukuran) dengan kemiringan sebesar 2,303RT/nF (nilai faktor Nernst). Ekstrapolasi ke sumbu-y (E)

14 5 akan menghasilkan nilai intersep (K) (Fardiah 2003). Limit Deteksi Limit deteksi ditentukan berdasarkan titik potong antara kurva yang memenuhi persamaan Nernst dan kurva yang tidak memenuhi persamaan Nernst. Jika titik potong tersebut diekstrapolasikan ke absis maka akan diperoleh nilai limit deteksi dari elektrode (IUPAC 2006). Waktu Respons Disiapkan larutan BaCl 2 dengan konsentrasi 10-1 sampai 10-3 M. Waktu respon elektrode ditentukan berdasarkan waktu yang dibutuhkan untuk memperoleh nilai potensial yang tetap dari masing-masing larutan. Semakin cepat dicapai potensial yang tetap maka kualitas ESI semakin baik (Buchari, Irdhawati 2002). Koefisien Selektivitas Larutan standar BaCl M diukur potensialnya. Pengukuran potensial juga dilakukan pada larutan yang mengandung ion utama dan ion pengganggu. Ion pengganggu tersebut meliputi K +, Mg 2+, Ca 2+, Mn 2+, dan Fe 3+. Penetuan koefisien selektivitas dilakukan dengan metode tercampur (Umezawa et al. 2000). Pengaruh ph Suatu seri larutan BaCl 2 dibuat dengan konsentrasi 10-1, 10-2, dan 10-3 M. Masingmasing konsentrasi dibuat ph 2-5 dengan menambahkan HCl atau NaOH. Umur pakai Umur pakai ESI ditentukan dengan menghitung nilai faktor Nernst pada selang waktu 5 hari selama 1 bulan. Semakin jauh penyimpangan dari nilai faktor Nernst teoritis (29,6 mv/dekade, pada 25 o C), semakin rendah kualitas ESI. Penentuan Konsentrasi Barium Penentuan konsentrasi barium dilakukan dengan metode yang berbeda, yaitu spektroskopi serapan atom (SSA) dan dengan metode potensiometri menggunakan ESI barium. Metode SSA digunakan sebagai metode pembanding. Sebanyak g BaCl 2 2H 2 O dilarutkan dengan air deionisasi hingga diperoleh 100 ml larutan barium. Larutan ini siap dianalisis dengan SSA. Pengukuran dengan ESI barium dilakukan dengan melarutkan g BaCl 2 2H 2 O dengan air deionisasi menjadi 100 ml larutan BaCl 2, kemudian larutan ini diukur potensialnya menggunakan ESI barium. Hasil pengukuran dari kedua metode tersebut dibandingkan dengan uji-t (Miller JC & Miller JN 1991). HASIL DAN PEMBAHASAN Terhadap ESI barium yang telah dibuat, dilakukan pencirian untuk mengetahui kualitas kinerjanya. Pencirian tersebut meliputi penentuan harga faktor Nernst, trayek pengukuran, limit deteksi, waktu respons, koefisien selektivitas, pengaruh ph, dan usia pemakaian. ESI barium dibuat berjenis kawat terlapis dengan mengganti sistem elektrode pembanding dalam oleh suatu konduktor berupa kawat platina yang dilapisi membran. Selain karena sifat konduksi listrik yang baik, kawat platina digunakan karena sifatnya yang inert, tahan terhadap pengaruh kimia dan fisika, serta tidak berpengaruh terhadap membran (Atikah 1994). ESI barium dibuat sebanyak tiga buah dalam waktu bersamaan, menggunakan bahan penyusun dan larutan membran yang sama, serta waktu perendaman dan jumlah pencelupan yang sama, untuk menguji reprodusibilitasnya. ESI barium tersebut diberi kode, yaitu ESI A, ESI B, dan ESI C untuk membedakan ketiga ulangan ESI yang dibuat dengan perlakuan yang sama. Hasil yang diperoleh (Tabel 1) memperlihatkan bahwa bahan dan prosedur yang sama tidak membuat ESI memberikan potensial yang sama untuk konsentrasi larutan yang sama. Tabel 1 Pengukuran potensial larutan BaCl 2 menggunakan ketiga ESI barium Potensial (mv) [BaCl 2 ] (M) ESI A ESI B ESI C Perbedaan nilai potensial ini menunjukkan reprodusibilitas dari elektrode tidak baik. Hal ini disebabkan oleh banyak faktor yang berasal dari elektrode itu sendiri antara lain, keseragaman tebal membran, sifat fisik membran, keadaan permukaan kawat platina, dan sifat antar muka membran dengan kawat

15 6 platina (Buchari, Irdhawati 2002; Wahab dkk 2005). Diduga tebal membran pada masingmasing ESI barium tersebut tidak seragam, disebabkan oleh teknik pencelupan berulang dalam pelapisan membran. Selain itu, reprodusibilitas yang tidak baik, diduga juga disebabkan karena tidak digunakannya larutan pembanding dalam, yang digunakan pada ESI tipe tabung (tipe konvensional). Elektrode barium dibuat tanpa larutan pembanding dalam atau tipe kawat terlapis karena ESI tipe ini memiliki kelebihan seperti kesederhaan desain, mudah dalam pembuatan, praktis (mudah dibawa), fleksibilitas mekanis untuk miniaturisasi, tidak memerlukan larutan dalam, dan dapat menentukan analat dalam volume sangat kecil (Fardiyah 2003; Wygladacz 2005). Namun, tidak adanya larutan pembanding dalam diduga menyebabkan proses transfer ion pada antar muka antara membran konduksi ionik dengan komponen konduksi listrik (elektrode pembanding dalam, yaitu kawat platina, dan instrumen luar) menjadi kurang baik. Faktor Nernst dan Trayek Pengukuran Faktor Nernst merupakan satu ciri penting yang menentukan kelayakan dan kinerja elektrode untuk digunakan dalam pengukuran. Faktor Nernst dan trayek pengukuran diperoleh melalui pembuatan grafik antara - log [BaCl 2 ] terhadap potensial yang terukur. Trayek pengukuran merupakan rentang konsentrasi tertentu yang memberikan grafik garis lurus, sedangkan kemiringan pada grafik tersebut merupakan faktor Nernst, yang secara teoritis bernilai 29,6 mv/dekade untuk ion divalen (Wang 1994; Rundle 2000; Wroblewski 2005). Grafik linear yang diperoleh ESI barium yaitu pada kisaran konsentrasi M dengan kemiringan (faktor Nernst) mendekati nilai teoritis (29.6 mv/dekade), sehingga trayek pengukuran ESI adalah M (Lampiran 1). Pada rentang konsentrasi yang lebih lebar, yaitu M, faktor Nernst ESI barium umumnya semakin menjauhi nilai teoritis dan koefisien korelasinya (r) menurun. Faktor Nernst menunjukkan sensitivitas pengukuran. Nilai faktor Nernst ESI barium mendekati nilai teoritis pada rentang M menunjukkan bahwa ESI tersebut dapat memberikan respon terhadap analat sampai konsentrasi 10-3 M, sehingga dapat dikatakan ESI barium tersebut memiliki sensitivitas yang cukup baik, meski tidak sebaik ESI tipe tabung dengan larutan dalam (tipe konvensional) yang sensitivitasnya dapat mencapai 10-5 M (Othman et al. 2006). Berdasarkan hasil penelitian Othman et al. (2006), ESI barium tipe konvensional memiliki trayek pengukuran M. Kisaran ini lebih lebar dibandingkan trayek pengukuran ESI barium tipe kawat terlapis, yang berkisar pada M, meskipun kedua tipe ESI tersebut menggunakan komponen penyusun membran yang sama. Perbedaan trayek pengukuran ini diduga dipengaruhi oleh larutan pembanding dalam yang digunakan pada ESI tipe konvensional tapi tidak digunakan pada ESI tipe kawat terlapis. Tabel 2 menunjukkan nilai faktor Nernst untuk masing-masing ESI pada trayek pengukurannya. Tampak bahwa nilai faktor Nernst ketiganya berbeda. ESI A memiliki nilai faktor Nernst yang paling baik, yaitu mv/dekade, sedangkan dua ESI lainnya memiliki faktor Nernst yang cukup jauh dari teoritis, terutama ESI C. Perbedaan ini diduga karena ketebalan membran ketiga ESI berbeda. Respon potensial melibatkan adanya perpindahan selektif ion dalam larutan analat ke dalam membran, baik melalui mekanisme pertukaran ion, ekstraksi pelarut, maupun mekanisme lain (IUPAC 2006). Perpindahan selektif ini dipengaruhi oleh ketebalan membran. Semakin tebal membran, perpindahan ion barium dari larutan ke dalam membran menurun. Diduga ESI C memiliki membran yang lebih tebal dari dua ESI lainnya sehingga memiliki faktor Nernst yang sangat berbeda. Tabel 2 Nilai faktor Nernst dan r pada trayek pengukuran M Ciri ESI Elektrode Faktor Nernst (mv/dekade) A B C Intersep, K r Limit Deteksi Limit deteksi dari ESI barium ditentukan berdasarkan titik perpotongan kurva yang memenuhi persamaan Nernst dan kurva yang tidak memenuhi persamaan Nernst (Lampiran 2). Berdasarkan hasil penelitian (Tabel 3) diperoleh limit deteksi ESI A dan ESI C, masing-masing 3.72 x 10-4 M dan 4.07 x 10-4 M, sedangkan ESI B memiliki limit deteksi

16 7 yang sangat berbeda dari dua ESI lainnya, yaitu sebesar 5.75 x 10-6 M. Hal ini disebabkan oleh koefisien korelasi kurva Nernstian ESI B kurang baik, yaitu sebesar , dibandingkan dengan dua ESI lainnya yang lebih dari Tabel 3 Limit deteksi ESI barium ESI pba Limit Deteksi Ba 2+ (M) A x 10-4 B x 10-6 C x 10-4 Waktu Respons Waktu respons diperoleh berdasarkan pengamatan potensial elektrode dalam larutan barium dengan berbagai konsentrasi. Waktu respon adalah waktu yang dibutuhkan oleh ESI untuk memberikan nilai potensial yang konstan. Nilai potensial konstan dicapai pada saat telah terjadi kesetimbangan reaksi. Berdasarkan hasil penelitian dapat dinyatakan bahwa semakin besar konsentrasi barium, semakin singkat waktu respon elektrode dalam mengukur potensial. Hal ini disebabkan oleh semakin banyaknya jumlah ion pada larutan dengan konsentrasi yang besar sehingga lebih mudah dideteksi oleh elektrode. Semakin besar jumlah ion barium dalam larutan, maka akan semakin banyak ion barium dalam membran yang tergantikan. Ion barium dalam larutan akan berdifusi ke dalam membran menggantikan ion barium pada membran. Semakin besar konsentrasi barium, semakin cepat kesetimbangan dicapai sehingga waktu respon elektrode menjadi semakin cepat. Tabel 4 Waktu respons ESI barium [BaCl 2 ] Waktu respons (detik) (M) ESI A ESI B ESI C Waktu respon juga dipengaruhi oleh ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin panjang jalur yang ditempuh ion Ba 2+ untuk mencapai senyawa barium rose bengal dalam membran. Dengan demikian, kesetimbangan akan semakin lama dicapai sehingga waktu respon elektrode menjadi semakin lama. Faktor lain yang dapat mempengaruhi waktu respon elektrode adalah kecepatan pengadukan dan kehadiran ion pengganggu dalam larutan. Koefisien Selektivitas ESI bukan merupakan elektrode spesifik ion, sehingga dapat memberikan respon terhadap ion-ion lain selain ion utama (ion target) meski telah dirancang sedemikian rupa agar hanya merespon ion utama saja. Pada praktiknya, tidak ada elektrode yang mampu merespon ion dengan spesifik (Wang 1994). Oleh karena itu, perlu ditentukan koefisien selektivitasnya. Koefisien selektivitas adalah ukuran kuantitatif kemampuan ESI untuk membedakan ion-ion yang berbeda dalam larutan yang sama. Dari nilai koefisien selektivitas tersebut dapat diketahui sensitivitas ESI terhadap ion-ion pengganggu dibandingkan ion utama. Penentuan koefisien selektivitas dilakukan dengan metode tercampur, yaitu dengan mengukur potensial larutan yang berisi ion utama dan ion pengganggu serta potensial larutan standar. Koefisien selektivitas ESI barium ditentukan terhadap ion-ion K +, Mg 2+, Ca 2+, Mn 2+, dan Fe 3+. Berdasarkan hasil penelitian (Tabel 5, Lampiran 4-5) tampak bahwa ion K +, Ca 2+, dan Fe 3+ sangat mengganggu pengukuran menggunakan ESI barium, bahkan dapat dikatakan bahwa ESI barium lebih responsif terhadap ion K +, Ca 2+, dan Fe 3+. Tabel 5 Koefisien selektivitas ESI barium terhadap beberapa kation Ion Koefisien selektivitas pengganggu ESI A ESI B ESI C K x x x 10 3 Mg Ca Mn Fe x x x Koefisien selektivitas ESI barium terhadap ion Mg 2+ dan Mn 2+ bernilai kurang dari satu. ESI barium lebih selektif terhadap barium daripada terhadap ion Mg 2+ dan Mn 2+. Ini berarti bahwa keberadaan ion tersebut dalam larutan bersama-sama dengan ion barium sampai konsentrasi tertentu dapat ditolerir atau tidak akan mengganggu pengukuran ion barium, karena ESI merespon ion barium lebih baik dibandingkan ion-ion tersebut. Tidak berarti tidak akan mengganggu sama sekali. Ion Mg 2+ dan Mn 2+ akan mengganggu

17 8 Faktor Nernst (mv/dekade) mulai dari konsentrasinya 5 kali lebih besar dari konsentrasi ion Ba 2+. Membran selektif ion merupakan komponen kunci pada semua ESI. Membran akan menentukan respon ESI terhadap ion target dan ion-ion lain (Wroblewski 2005). Pemilihan ionofor sebagai bahan aktif penyusun membran, menjadi faktor yang sangat penting, karena dapat mempengaruhi selektivitas ESI. Selektivitas yang cukup tinggi akan diperoleh bila ionofor yang digunakan bersifat selektif terhadap ion target, karena ionofor tersebut akan menjadi media transport bagi ion target dari larutan ke dalam membran. Kompleks barium-rose bengal (Ba- RB) merupakan asosiasi ion kompleks berwarna yang tidak larut dalam air. Ba-RB mempunyai kemampuan untuk mengekstrak ion Ba 2+ dari larutan ke dalam fase membran hidrofobik dan membawanya melewati hambatan pada membran (Othman et al. 2006). Selain itu, garam lipofilik, KTpClPB yang ditambahkan ke dalam membran dapat meningkatkan selektivitas terhadap ion barium dan meningkatkan respon elektrode dengan menurunkan hambatan membran (Ardakani et al. 2003, Othman et al. 2006). Pengaruh ph Faktor lain yang dapat mempengaruhi kinerja ESI barium adalah ph. Oleh karena itu dilakukan pengujian pengaruh ph untuk mengetahui kisaran ph yang dapat digunakan untuk pengukuran dengan ESI barium. Batas kisaran ph yang mengganggu adalah kondisi ph larutan yang menyebabkan penyimpangan nilai faktor Nernst ph ESI A ESI B ESI C Ket: A, B, C menunjukkan ulangan ke-1, 2, dan 3. Gambar 3 Pengaruh ph terhadap Faktor Nernst Othman et al. (2006) telah melakukan pengujian pengaruh ph terhadap kinerja ESI barium tipe tabung dengan larutan dalam (tipe konvensional), hingga ph 11. hasil yang diperoleh menyatakan bahwa ph>10.5 dapat mengganggu kinerja ESI. Pada ph tersebut, respon potensial ESI menurun tajam, yang diduga disebabkan oleh hidrolisis ion Ba 2+ dan membentuk kompleks poli hidroksi yang tidak larut dalam air sehingga menurunkan aktivitas ion Ba 2+. Pengujian pengaruh ph pada penelitian ini, dilakukan pada ph 2-5. Berdasarkan hasil penelitian (Lampiran 6, Gambar 3) diketahui bahwa pada ph<5 terjadi penyimpangan nilai faktor Nernst. Penyimpangan terjadi karena pada ph tersebut, ESI makin sensitif terhadap gangguan dari ion H +. Ketahanan membran PVC menurun pada medium dengan ph yang relatif sangat asam atau relatif sangat basa. Kesetimbangan reaksi penukaran ion dan reaksi disosiasi ionofor juga dipengaruhi oleh ph yang ekstrim tersebut (Buchari & Irdhawati 2002). Selain itu, kompleks pasangan ion Ba-RB tidak stabil pada ph<4.5 (Othman et al. 2006). Dengan demikian, elektrode barium tersebut dapat digunakan untuk pengukuran Ba 2+ dalam larutan dengan ph >5. Usia Pemakaian Pengujian usia pemakaian atau waktu hidup ESI barium dilakukan dengan mengukur secara berkala potensial dari larutan BaCl 2, setiap hari pada lima hari pertama kemudian dilanjutkan setiap lima hari. Berdasarkan hasil penelitian (Lampiran 3), secara umum dapat dinyatakan ESI barium memiliki nilai faktor Nernst yang cukup dekat dengan nilai teoritis pada hari pertama. Faktor Nernst ESI barium tersebut mengalami penurunan yang tajam pada hari kedua (Gambar 4). Hal ini menunjukkan bahwa ESI barium hanya layak digunakan untuk suatu analisis pada waktu hidup satu hari. Terjadinya hal ini disebabkan oleh lepasnya ionofor Ba-RB dari membran PVC (Othman et al. 2006). Apabila dihubungkan dengan sifat penggembungan membran, adanya air yang memasuki membran menyebabkan semakin tingginya pergerakan ionofor dan semakin mudahnya mengalami disosiasi karena konsentrasinya yang semakin menurun. Hal inilah yang akan menyebabkan semakin banyaknya ion-ion hasil disosiasi

18 9 ionofor meninggalkan membran sehingga menurunkan kinerja elektrode tersebut. faktor Nernst (mv/dekade) usia pemakaian (hari) ESI A ESI B ESI C Ket: A, B, C menunjukkan ulangan ke-1, 2, dan 3. Gambar 4 Perubahan faktor Nernst ESI barium selama 30 hari Penentuan Konsentrasi Ba 2+ Konsentrasi Ba 2+ ditentukan dengan dua metode, yaitu potensiometri menggunakan ESI dan spektrofotometri serapan atom (SSA). Hal ini dilakukan untuk melihat kinerja ESI dalam analisis, dibandingkan dengan metode yang sudah baku, sehingga dapat diketahui ESI tersebut layak digunakan atau tidak. Konsentrasi barium yang dianalisis dengan ESI mempunyai nilai yang berbeda dengan hasil analisis SSA (Tabel 6). Hasil pengukuran konsentrasi barium menggunakan ketiga ESI juga menunjukkan hasil yang berbeda-beda (Lampiran 7). Ini menunjukkan keterulangan ESI yang tidak baik. Uji statistik yang digunakan untuk membandingkan metode tersebut yaitu uji-t paired test dengan analisis perbandingan dua contoh berpasangan (Lampiran 8). Hasil uji-t menunjukkan bahwa konsentrasi barium dari kedua metode itu secara umum berbeda, yaitu dengan ditolaknya H 0 pada tingkat kepercayaan 95%, sedangkan ESI C, meskipun berdasarkan hasil uji-t memberikan hasil pengukuran yang hampir sama, dengan diterimanya H 0 pada tingkat kepercayaan 95% (Lampiran 9), namun ESI C memiliki faktor Nernst (slope) yang menyimpang jauh dari nilai faktor Nernst teoritis (29.6 mv/dekade), yaitu 3.4 mv/dekade sehingga tidak dapat digunakan untuk analisis (Lampiran 8). Jadi, secara umum ESI barium tidak dapat digunakan untuk penentuan kadar barium. Tabel 6 Konsentrasi Barium pada pengukuran menggunakan metode SSA dan ESI barium Ulang -an SSA [BaCl 2 ] x 10-3 (M) ESI A B C SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Potensial yang dihasilkan dari ketiga ESI barium berbeda walaupun perlakuan pada ketiga ESI sama. Faktor Nernst masingmasing ESI barium yaitu 32.00, 23.00, dan mv/dekade. Trayek pengukuran ketiga ESI tersebut yaitu M pada ph 5, dengan limit deteksi secara umum hingga M. Waktu respons ESI adalah detik. Kinerja ESI terganggu dengan kehadiran ion K +, Ca 2+, dan Fe 3+. Elektrode hanya dapat digunakan selama satu hari dengan 25 kali pemakaian. Penentuan konsentrasi barium menggunakan ESI memberikan hasil yang berbeda nyata dengan SSA pada selang kepercayaan 95%. Hasil pengukuran menggunakan SSA yaitu M, sedangkan hasil pengukuran ESI berbeda, yaitu berkisar antara ( ) 10-3 M. Saran Perlu dipelajari komposisi membran yang optimal sehingga menghasilkan ESI dengan kinerja yang optimal dan usia pemakaian yang lama. Perlu dicari pengatur kekuatan ionik larutan yang tidak memberikan respon terhadap membran, yang dapat digunakan pada pengukuran. Perlu dipelajari teknik pelapisan membran pada kawat agar diperoleh membran yang rata dan seragam. DAFTAR PUSTAKA Alizadeh N, Shafiee-Dastjerdi L Coated Wire Linear Alkylbenzenesulfonate Sensor Based on Polypyrrole and Improvement of The Selectivity Behavior. Anal Chim Acta 505: Ardakani MM, Ensafi AA, Niasari MS, Mirhoseini N Silver (I)-Selective Coated Wire Electrode Based on Octahydroxycalix(4)arene Derivative. Anal Sci 19:

19 10 Atikah Pembuatan dan Karakterisasi Elektrode Selektif Nitrat Tipe Kawat Terlapis. [Tesis] Bandung: Program Studi Kimia, Program Pascasarjana, ITB. Bouklouze AA, Vire JC, Cool V Barium Ion Selective Electrode based On a New Neutral Carrier Complex. Anal Chim Acta 273: Buchari Analisis Instrumental Tinjauan Umum dan Analisis Elektrokimia. Bandung: penerbit ITB. Buchari, Irdhawati Pembuatan dan Karakterisasi ESI Nitrat Tipe Kawat Terlapis Membran PVC dengan Dopan Metil Trioktil Amonium Nitrat Sebagai Ionofor. Prosiding seminar kimia bersama UKM ITB 5, Universiti Kebangsaan Malaysia, Bangi, Selangor. hlm Edioloegito W Pengaruh ph Terhadap Kinerja Elektrode Selektif Ion H 2 PO 4 - Menggunakan Membran Berpendukung PVC dengan Aliquat 336. Seminar Nasional FMIPA Universitas Indonesia. Depok. Fardiyah Q Aplikasi Elektrode Selektif Ion Nitrat Tipe Kawat Terlapis Untuk Penentuan Secara Tak Langsung Gas NO. [tesis]. Bandung: Program Studi Kimia, ITB. Feng YP et al Comparative Barium Ion Sensing Qualities of Planar and Tetrahedral Tripodal Receptor Molecules. Analyst 116: Guggi M, Pretsch E, Simon W Barium Ion Selective Electrode Based On The Neutral Carrier N,N,N,N -Tetraphenyl- 3,6,9-Trioxaundecane Diamide. Anal Chim Acta 91: Hartaman L Pencirian dan Penggunaan Elektrode Selektif Ion Nitrat untuk Pengukuran Nutrisi Hidroponik. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. IUPAC Ion-Selective Electrode. [terhubung berkala]. iupac.org/publications/analytical co mpendium.pdf. [7 Feb 2006]. IUPAC General Terms Relevant to Ion-Selective Electrodes. [terhubung berkala]. iupac.org/publications/analytical compendium.pdf. [7 Feb 2006]. Miller JC, Miller JN Statistika untuk Kimia Analitik. Ed. Ke-2. Terjemahan Suroso. Bandung: Penerbit ITB Monk MS, Paul Fundamental of Electroanalytical Chemistry. Chichester: John Wiley & Sons. Naibaho S Pencirian dan Penggunaan Elektrode Selektif ion Klorida untuk Penentuan Klorida dalam Larutan Sistem Hidroponik. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Othman AM, El-Shahawi MS, Abdeel- Azheem M A Novel Barium Polymeric Membrane Sensor for Selective Determination of Barium and Sulphate Ion Based On The Complex Ion Associate Barium(II)-Rose Bengal as Neutral Ionophore. Anal Chim Acta 555: Rundle CC A Beginners Guide to ISE Measurements. [terhubung berkala]. [11 Feb 2007]. Wahab dkk Pengaruh Komposisi Membran Berpendukung PVC Terhadap Kinerja Elektroda Selektif ion (ESI)- Hg(II) Menggunakan Ionofor DBA 2 18C6. Depok: Seminar Nasional FMIPA Universitas Indonesia. Wahyudi ST Fabrikasi Ion Selective Electrode Berbentuk Planar dengan Metode Screen Printing. Hasil Penelitian Dosen Muda IPB. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Wang J Analytical Electrochemistry. New York: VCH. Wikipedia Rose Bengal. [terhubung berkala]. Rose_bengal. [17 April 2008]. Wroblewski W Ion-Selective Electrodes. [terhubung berkala]. csrg.ch.pw.edu.pl. [19 Mar 2007]. Wygladacz K Solid-state Sensors. [terhubung berkala]. ch.pw.edu.pl. [19 Mar 2007]. Umezawa Y et.al Selectivity Coefficients for Ion-Selective Electrodes: Recommended Methods for Reporting

20 11 pot A B K, Values (Technical Report). Pure & Appl Chern 67: Umezawa Y et al Potentiometric Selectivity Coefficients of Ion-Selective Electrodes. Pure & Appl Chem 72:

21 12 LAMPIRAN Lampiran 1 Kurva trayek pengukuran pada dua macam rentang konsentrasi (a) (b)

22 13 Potensial (mv) y = -32x r = Potensial (mv) y = -17.1x r = log [BaCl2] - log [BaCl2] Gambar 5 Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI A dengan konsentrasi M (a) dibandingkan terhadap rentang konsentrasi M (b) Potensial (mv) (a) 300 y = -23x r = log [BaCl2] y = x r = Gambar 6 Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI B dengan konsentrasi M (a) dibandingkan terhadap rentang konsentrasi M (b) po tens ial (mv) (b) log [BaCl2] Potensial (mv) (a) y = -16.3x r = log [BaCl2] Potensial (mv) (b) y = -14.5x r = log [BaCl2] Gambar 7 Kurva hubungan log [BaCl 2 ] terhadap potensial pada ESI C dengan konsentrasi M (a) dibandingkan terhadap rentang konsentrasi M (b) Lampiran 2 Kurva penentuan limit deteksi pada ketiga ESI

23 14 (a) ESI A Potensial (mv) y = -32x r = y = 8x r = Limit deteksi konsentrasi pada ESI A: -32x = 8x x = log [BaCl 2 ] = 3.43 [BaCl 2 ] = 3.72 x 10-4 M (b) ESI B - log [BaCl2] Potensial (mv) y = -23x r = Limit deteksi konsentrasi pada ESI B: -32x = 4x x = log [BaCl 2 ] = 5.24 [BaCl 2 ] = 5.75 x 10-6 M y = 4x r = log [BaCl2] 8 (c) ESI C Potensial (mv) y = -16.3x r = y = -11.6x r = log [BaCl2] Limit deteksi konsentrasi pada ESI C: -16.3x = -11.6x log [BaCl 2 ] = 3.39 [BaCl 2 ] = 4.07 x 10-4 M Lampiran 3 Perubahan harga Faktor Nernst terhadap usia elektrode

24 15 Hari ke ESI 1 A B C 2 A B C 3 A B C 4 A B C 5 A B C 10 A B C 15 A B C 20 A B C 30 A B C Potensial (mv) pada konsentrasi BaCl 2 (M) Faktor Nernst (mv/dekade) r Lampiran 4 Hasil pengukuran potensial untuk penentuan koefisien selektivitas (K) ESI Barium terhadap beberapa kation