BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ph adalah suatu satuan ukur yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit ph diukur pada skala 0 sampai 14. Istilah ph berasal dari p lambang matematika dari negatif logaritma, dan H lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang ph adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen. ph meter merupakan suatu instrumen elektronik yang digunakan untuk pengukuran ph (kadar keasaman) suatu larutan ( meskipun bisa juga digunakan untuk pengukuran ph unsur semisolid). Kadar keasaman suatu larutan diaktakan netral apabila bernilai 7. Selain ph meter, alat lain yang digunakan untuk mengukur kadar ph antara lain fenolptali dan ph strip. Sensor ph berfungsi sebagai penentu derajat keasaman atau kebasaan dari suatu bahan. Pengukuran dan pengendalian nilai ph adalah sangat penting untuk berbagai studi dalam bidang kimia dan biologi di laboratorium dan berbagai bidang industri. Metode pengukuran ph dapat dilakukan secara konvensional yaitu dengan menggunakan kertas lakmus dan elektroda gelas, namun hal ini memiliki tingkat akurasi hasil pengukuran yang rendah, mudah pecah dan tidak kompatibel dengan alat ukur/sensor lain. Seiring dengan perkembangan teknologi, saat ini dimungkinkan untuk membuat sebuah sistem alat ukur yang dapat mendeteksi berbagai parameter secara simultan, akurat, dan berukuran kecil. Adapun aplikasi sensor dapat ditemui dalam banyak peralatan konsumen, otomotif, laboratorium, pengelolaaan lingkungan, konservasi energi, pabrikasi, industri, kedokteran, pertambangan, pertanian, dan sebagainya. Aplikasi sistem sensor ini masih dan akan terus berkembang sesuai dengan kebutuhan. Namun, sensor yang ada saat ini dipasaran hampir semuanya adalah produksi luar negeri (import). Oleh karena itu penguasaan teknologi sensor ini sangat diperlukan mengingat aplikasinya yang terus berkembang dan pemenuhan kebutuhan sensor di dalam negeri masih diimpor. Pada umumnya jenissensor ph yang banyak digunakan terbuat dari bahan gelas yang memiliki ukuran yang relatif besar, memiliki tahanan dalam yang sangat besar dalam orde Mega- Ohm dan mudah pecah bila terjatuh atau terbentur. Berbagai usaha telah dilakukan untuk miniaturisasi sensor ph dengan menggunakan teknologi monolitik dan teknologi film tanpa mengubah fungsinya agar dapat lebih menghemat ruang dan biaya. ph dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion Hidrogen. Jika konsentrasi [H+] lebih besar daripada [OH-], maka material tersebut bersifat asam, yaitu nilai ph kurang dari 7. Jika konsentrasi [OH-] lebih besar daripada [H+], maka material tersebut bersifat basa, yaitu dengan nilai ph lebih dari 7. Pengukuran ph secara kasar dapat menggunakan kertas indicator ph dengan mengamati perubahan warna pada level ph yang bervariasi. 1

2 B. Rumusan Masalah 1. Apakah yang di maksud ph meter? 2. Apa fungsi/kegunaan dari ph meter? 3. Apa sajakah komponem dari ph meter dan apa kegunaannya? 4. Apa prinsip dasar dari ph meter? 5. Bagaimana prosedur penggunaan ph meter? 6. Bagaimana cara kalibrasi dan pemeliharan ph meter? C. Tujuan 1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud ph meter 2. Untuk mengetahui kegunaan ph meter 3. Untuk mengetahui komponen ph meter 4. Untuk mengetahui prinsip dasar ph meter 5. Untuk mengetahui prosedur kerja dari ph meter 6. Untuk mengetahui cara kalibrasi dan pemeliharaan dari ph meter 2

3 BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian ph Meter ph elektroda adalah suatu instrumen elektronik yang digunakan untuk pengukuran ph (kadar keasaman) suatu larutan (meskipun bisa juga digunakan untuk pengukuran ph unsur semi-solid). Kadar keasaman suatu larutan diaktakan netral apabila bernilai 7. Selain ph meter, alat lain yang digunakan untuk mengukur kadar ph antara lain fenolptali dan ph strip. ph meter adalah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur ph (keasaman atau alkalinitas) dari cairan (meskipun probe khusus terkadang digunakan untuk mengukur ph zat semi-padat). Sebuah ph meter khas terdiri dari probe pengukuran khusus atau elektroda yang terhubung ke meteran elektronik yang mengukur dan menampilkan pembacaan ph. B. Fungsi/manfaat ph meter adalah alat laboratorium yang cukup terkenal dan sering dipakai mulai dari rumah-rumah untuk mengecek ph air, depot isi ulang, kolam renang, hingga industri. Alat ini juga berguna untuk laboratorium, akuarium, industri pakaian terutama batik dan pewarna pakaian. Fungsi PH Meter adalah untuk mengukur ph (kadar keasaman atau basa) suatu cairan. Sebuah ph meter terdiri dari sebuah elektroda (probe pengukur) yang terhubung ke sebuah alat elektronik yang mengukur dan menampilkan nilai ph. Probe atau Elektroda merupakan bagian penting dari ph meter, Elektroda adalah batang seperti struktur biasanya terbuat dari kaca. C. Komponen-Komponen 3

4 Sebuah sistem ph meter tersusun atas beberapa komponen penting yang tidak dapat dipisahkan antara satu dengan yang lainnya. Berikut adalah komponen-komponen tersebut: 1. Electrode kaca Elektrode kaca berfungsi sebagai salah satu kutub di antara dua elektrode ph meter yang tercelup ke dalam larutan. Pada ujung elektrode ini terdapat bulb yang berfungsi sebagai tempat terjadinya pertukaran ion positif (H+). Pertukaran ion yang terjadi menyebabkan adanya perbedaan beda potensial di antara dua elektrode, sehingga pembacaan potensiometer akan menghasilkan positif atau negatif. Jika larutan bersifat netral, maka potensiometer tidak membaca adanya perbedaan potensial di antara kedua kutub (ph=7). Sedangkan jika larutan bersifat asam, maka potensial elektrode kaca menjadi lebih positif daripada elektrode referensi. Pada kondisi ini, potensiometer membaca negatif yang akan diartikan oleh sistem sebagai ph<7. Dan jika larutan bersifat basa, maka elektrode kaca akan memiliki potensial yang lebih rendah daripada elektrode referensi. Pada kondisi ini pembacaan ph menjadi lebih besar daripada angka 7. Elektrode kaca tersusun atas ujung bulb bulat dari bahan kaca yang terpasang ke sebuah silinder panjang dari kaca atau bahan isolator lain. Di dalam bulb dan silinder ini berisi cairan HCl yang memiliki nilai ph konstan = 7. HCl merendam sebuah kawat elektrode kecil dengan bahan perak, yang karena terendam di dalam larutan HCl maka pada permukaannya membentuk senyawa stabil AgCl. 2. Elektrode Referensi Elektrode referensi berfungsi sebagai kutub lain selain elektrode kaca sehingga diantara keduanya, yang terendam larutan tertentu, terbentuk rangkaian listrik. Elektrode ini didesain memiliki nilai potensial yang tetap pada kondisi larutan apapun. Sehingga arah aliran listrik yang terjadi hanya tergantung dari lebih besar atau lebih kecilnya potensial elektrode kaca terhadap elektrode referensi. 4

5 Seperti halnya elektrode kaca, di dalam elektrode referensi juga digunakan larutan HCl (elektrolit) yang merendam elektrode Ag/AgCl. Pada ujung elektrode referensi terdapat liquid junction berupa bahan keramik sebagai tempat pertukaran ion antara elektrolit dengan larutan terukur, pertukaran ion ini dibutuhkan untuk menciptakan aliran listrik sehingga pengukuran potensiometer (ph meter) dapat dilakukan. Sekalipun pada liquid junction terjadi pertukaran ion, hal ini tidak diikuti dengan reaksi kimia. Sehingga ph elektrolit di dalam elektrode referensi akan selalu konstan dan nilai potensial elektrode pun juga konstan. 3. Termometer Sensor temperatur menjadi satu komponen wajib ph meter, karena nilai ph sangat dipengaruhi oleh temperatur larutan. Pada ph larutan 7 (netral), perubahan temperatur tidak berpengaruh terhadap nilai tersebut. Namun jika larutan bersifat asam atau basa, pembentukan ion sangat dipengaruhi oleh temperatur. Dan karena pembacaan ph distandardisasi pada temperatur ruang 25 C, maka keberadaan sensor temperatur sangat krusial untuk mendapatkan pembacaan ph meter yang akurat. 5

6 Tiga sensor ph meter yang terendam di dalam larutan yakni elektrode kaca, elektrode referensi, dan sensor temperatur, dapat digabungkan menjadi satu komponen probe saja sehingga didapatkan bentuk sensor ph meter yang lebih praktis. 4. Amplifier Setiap ph meter selalu membutuhkan penguat voltase atau dikenal dengan amplifier. Voltase yang dihasilkan oleh dua elektrode ph meter terlalu rendah yakni hanya sekitar 60 mv untuk setiap tingkatan nilai ph. Jika pada ph netral (=7) beda potensial antar elektrode kaca dengan referensi sama dengan nol, maka besar voltase yang dihasilkan oleh keduanya pada nilai ph terendah hingga tertinggi (0 ph 14) adalah di antara angka -350 mv hingga +350 mv. Agar voltase ini dapat diproses di mikrokontroler, maka harus diperkuat oleh amplifier. Sebagai contoh pada salah satu tipe amplifier ph meter, amplifier ini akan memperkuat voltase menjadi pada rentangan 0 hingga 14 V. Sehingga jika potensiometer membaca nilai 4,5 V, maka ph larutan yang diukur adalah 4,5. ph meter amplifer 5. Mikroprosesor Mikroprosesor pada ph meter berfungsi untuk menterjemahkan nilai voltase yang dikirim oleh amplifier menjadi nilai ph. Perhitungan kompensasi nilai temperatur larutan terukur, juga dihitung oleh mikroprosesor ini. Mikroprosesor juga memproses semua opsi input yang ada pada ph meter. Hasil dari pemrosesan mikroprosesor ini ditampilkan pada layar LCD ph meter. Sistem mikroprosessor ph meter 6

7 D. Prinsip Kerja ph meter Semakin banyak elektron pada sampel maka akan semakin bernilai asam begitupun sebaliknya, karena batang pada ph meter berisi larutan elektrolit lemah. E. Cara pengukuran larutan adalah sebagai berikut 1) Siapkan sampel larutan yang akan di check ph-nya. 2) Jika larutan panas, biarkan larutan mendingin sampai dengan suhunya sama dengan suhu ketika kalibrasi. Contohnya jika kalibrasi dilakukan pada suhu 20 C maka pengukuran pun dilakukan pada suhu 20 C. 3) Buka penutup plastic elektroda, bilas dengan air destilasi dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu. 4) Nyalakan ph meter dengan menekan tombol ON/OFF. 5) Masukan elektroda ke dalam sampel, kemudian putar agar larutan homogen. 6) Tekan tombol MEAS untuk memulai pengukuran, pada layar akan muncul tulisan HOLD yang kelap kelip. 7) Biarkan sampai tulisan HOLD pada layar berhenti kelap-kelip. 8) Nilai ph yang ditunjukan pada layar adalah nilai ph larutan yang di check 9) Matikan ph meter dengan menekan kembali tombol ON/OFF Berikut prosedur kalibrasi untuk ph meter digital ph meter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur kadar asam dan basa dalam suatu larutan atau bahan. Prinsip kerja dari alat ini yaitu semakin banyak elektron pada sampel maka akan semakin bernilai asam begitu pun sebaliknya, karena batang pada ph meter berisi larutan elektrolit lemah. alat ini ada yang digital dan juga analog. ph meter banyak digunakan dalam analisis kimia kuantitatif. Prosedur kalibrasi ph meter digital. a) Tekan tombol mode untuk memilih ph b) Tekan tombol Setup dua kali, lalu tekan tombol Enter untuk menghapus standardisasi yang sudah ada sebelumnya. c) Tekan tombol STD untuk memulai kalibrasi yang baru. d) Keluarkan elektroda dari wadah larutan. Bilas dengan air suling. e) Celupkan elektroda buffer ph 4, yang merah jambu. Aduk larutan supaya elektroda dapat mendeteksi dengan baik ph sebenarnya. f) Tekan tombol STD lagi. Setelah membaca stabil, meteran akan kembali ke layar pengukur.tekan tombol STD lagi untuk melakukan kalibrasi dengan larutan buffer kedua. g) Keluarkan larutan buffer ph 4 dan bilas elektroda. 7

8 h) Celupkan elektroda di buffer ph 10 dan aduk memutar. Tekan STD lagi untuk melakukan kalibrasi dengan buffer tersebut. Meteran akan menampilkan slope kalibrasi dan kembali ke layar pengukur F. Pemeliharaan ph Meter ph meter harus dirawat secara berkala untuk menjaga umur pakai dari alat tersebut. Pemeliharaannya meliputi : a) Penggantian baterai dilakukan jika pada layer muncul tulisan low battery b) Pembersihan elektroda bisa dilakukan berkala setiap minimal 1 minggu sekali. c) Pembersihannya menggunakan larutan HCl 0.1 N (encer) dengan cara direndam selama 30 menit kemudian dibersihkan dengan air destilasi. d) Ketika tidak dipakai, elektroda utama bagian gelembung gelasnya harus selalu berada pada keadaan lembab. Oleh karena itu, penyimpanan elektroda disarankan selalu direndam dengan menggunakan air DA. Penyimpanan pada posisi kering akan menyebabkan membran gelas yang terdapat pada gelembung elektroda akan mudah rusak dan pembacaannya tidak akurat. e) Ketika disimpan, ph meter tidak boleh berada pada suhu ruangan yang panas karena akan menyebabkan sensor suhu pada alat cepat rusak. G. Larangan penggunaan ph meter : ph meter tidak boleh digunakan untuk mengukur cairan sebagai berikut : 1) Air panas dengan suhu melebihi suhu kamar karena pengukuran menjadi tidak presisi 2) Air es atau air dingin dibawah suhu kamar karena pengukuran menjadi tidak presisi 3) Jenis air atau cairan lainnya yang tidak masuk dalam range pengukuran dari spesifikasi alat Untuk pekerjaan yang sangat tepat ph meter harus dikalibrasi sebelum setiap pengukuran. Untuk penggunaan kalibrasi normal harus dilakukan pada awal setiap hari. Alasan untuk ini adalah bahwa elektroda kaca tidak memberikan emf direproduksi selama waktu yang cukup lama. Kalibrasi harus dilakukan dengan setidaknya dua larutan buffer standar yang menjangkau rentang nilai ph yang akan diukur. Untuk tujuan umum buffer pada ph 4 dan ph 10 yang diterima. ph meter memiliki satu kontrol (kalibrasi) untuk mengatur pembacaan meter sama dengan nilai dari buffer pertama standar dan kontrol kedua (slope) yang digunakan untuk mengatur pembacaan meter dengan nilai buffer kedua. Kontrol ketiga memungkinkan suhu harus ditetapkan. Sachet penyangga standar, yang dapat diperoleh dari berbagai pemasok, biasanya negara bagaimana perubahan nilai buffer dengan suhu. Untuk pengukuran yang lebih tepat, tiga penyangga solusi kalibrasi lebih disukai. Sebagai ph 7 pada dasarnya, sebuah "titik nol" kalibrasi (mirip dengan penekanan atau Taring skala atau keseimbangan), kalibrasi pada ph 7 pertama, kalibrasi pada ph terdekat dengan tempat tujuan (misalnya 4 8

9 atau 10) kedua dan memeriksa titik ketiga akan memberikan akurasi lebih linier dengan apa yang pada dasarnya adalah masalah non-linear. Beberapa meter akan memungkinkan tiga kalibrasi titik dan itu adalah skema yang lebih disukai untuk pekerjaan yang paling akurat. Kualitas meter lebih tinggi akan memiliki ketentuan untuk memperhitungkan koreksi koefisien temperatur, dan ph probe high-end memiliki probe suhu built in Proses kalibrasi berkorelasi tegangan yang dihasilkan oleh probe (sekitar 0,06 volt per ph unit) dengan skala ph. Setelah setiap pengukuran tunggal, probe dibilas dengan air suling atau air deionisasi untuk menghilangkan jejak dari solusi yang diukur, dihapus dengan menghapus ilmiah untuk menyerap air yang tersisa yang bisa mencairkan sampel dan dengan demikian mengubah membaca, dan kemudian dengan cepat tenggelam dalam solusi lain. H. Kalibrasi Untuk kalibrasi ph-meter diperlukan buffer standar 4, 7 dan 10 1) Siapkan alat ph-meter beserta elektrode dan larutan buffer 2) Nyalakan alat dan pilih mode kalibrasi 3) Bilas elektrode dengan aquadest dan celupkan dalam larutan buffer yang pertama (ph buffer 4) 4) Bilas elektrode dengan aquadest dan celupkan dalam larutan buffer yang kedua (ph buffer 7) 5) Bilas elektrode dengan aquadest dan celupkan dalam larutan buffer yang ketiga (ph buffer 10) 6) catat slope dan bandingkan dengan range slope pada manual alat, ph meter dapat digunakan bila berada dalam range yang terdapat pada manual alat. Kalibrasi ph meter memang sebaiknya dilakukan menggunakan 3 buffer yaitu buffer asam (biasanya ph 4), buffer netral (ph mendekati 7, kadang ada yang tidak pas 7), buffer basa ( ph sekitar 10). Namun terkadang bisa juga kita gunakan dua buffer saja, cara ini khusus untuk sample yang harga ph nya berada dalam rentang buffer standar, contohnya ph 5, maka digunakan beffer ph 4 dan buffer ph 7, kalau yang harganya belum diketahui atau berada diluar range standar sangat lebih baik gunakan 3 buffer. 9

10 A. Kesimpulan BAB III PENUTUP ph metermerupakan suatu instrumen elektronik yang digunakan untuk pengukuran ph (kadar keasaman) suatu larutan ( meskipun bisa juga digunakan untuk pengukuran ph unsur semi-solid). Seiring berkembangnya teknologi, alat pengukr ph yang dihasilkan lebih praktis dan dapat digunakan pada berbagai medan. Sensor ph yang biasa digunakan untuk mengukur ph adalah elektroda yang sensitif terhadap ion atau disebut juga elektroda gelas. ph dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion Hidrogen. 10

11 DAFTAR PUSTAKA