Pengaruh Variasi Jumlah Siklus Elektrodeposisi terhadap Karakteristik Morfologi dan Potensiometri Elektroda Co-C pada Penentuan Fosfat di Tanah Perkebunan

Abstract

Fosfor merupakan unsur hara bagi tanaman. Monitoring kandungan fosfor dalam tanah perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas produk tanaman. Metode yang dapat dilakukan untuk monitoring kandugan fosfor dalam tanah adalah metode potensiometri. Fosfor yang dapat dianalisis oleh sensor potensiometri merupakan fosfor dalam bentuk ion fosfat. Konstruksi sensor potensiometrik ion fosfat dapat dilakukan melalui proses elektrodeposisi kobalt pada elektroda karbon. Proses elektrodeposisi kobalt pada karbon dapat dilakukan secara voltametri siklik. Elektrodeposisi kobalt pada permukaan karbon secara voltametri siklik dipengaruhi oleh beberapa hal salah satunya adalah jumlah siklus potensial. Jumlah siklus elektrodeposisi dapat mempengaruhi ketebalan dan keseragaman dari elektroda kerja yang dihasilkan sehingga mempengaruhi respon elektroda pada pengukuran ion fosfat secara potensiometri. Pengaruh jumlah siklus potensial pada proses elektrodeposisi kobalt pada karbon secara voltametri siklik dikaji lebih lanjut dalam penelitian ini. Preparasi elektroda Co-C dilakukan menggunakan material CoCl2.6H2O dan CoSO4.7H2O sebagai sumber kobalt untuk melapisi karbon. Elektrodeposisi Co-C dilakukan pada V = 0 s/d -1100 mV; scan rate 5 mV/s; dan variasi jumlah siklik 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 siklus. Kinerja elektroda hasil penelitian diuji dengan metode potensiometri dan dikarakterisasi menggunakan SEM. Elektroda Co-C yang memiliki kinerja potensiometri terbaik dari masing-masing larutan elektrolit digunakan untuk pengukuran sampel tanah perkebunan Sentool. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah siklus optimum untuk elektrodeposisi kobalt secara voltametri siklik menggunakan material CoCl2.6H2O adalah 10 siklus, sedangkan untuk material CoSO4.7H2O adalah 15 siklus. Hasil tersebut dibuktikan dengan nilai sensitivitas dan linieritas elektroda Co-C ketika diuji dalam pengukuran secara potensiometri menggunakan larutan standar fosfat. Elektroda yang di elektrodeposisi dengan variasi siklus 10 menggunakan material CoCl2.6H2O memiliki rata-rata sensitivitas sebesar -35,767 mV/dekade dengan rata-rata linieritas sebesar 0,9789. Sensitivitas dan linieritas yang dihasilkan dari elektroda Co-C yang di elektrodeposisi dengan jumlah siklus 15 menggunakan material CoSO4.7H2O adalah -41,021 mV/dekade dan 0,9838. Hasil karakterisasi elektroda Co-C optimum dari material CoCl2.6H2O dan CoSO4.7H2O menggunakan SEM menunjukkan bahwa pada permukaan kedua elektroda terbentuk lapisan kobalt berwarna abu-abu. Lapisan kobalt pada elektroda Co-C dari material CoSO4.7H2O cenderung lebih homogen dan tampak sedikit retakan di sekitar lapisan kobalt. Lapisan kobalt elektroda Co-C dari material CoCl2.6H2O tampak kurang homogen dan terdapat bebrapa celah-celah yang belum terlapisi kobalt. Hal tersebut yang mengakibatkan respon sensitivitas elektroda CoC dari material CoCl2.6H2O lebih rendah dari material CoSO4.7H2O. Permukaan yang tidak rata dan homogen menyebabkan respon elektroda terhadap analit di permukaan elektroda tidak seragam sehingga sensitivitasnya lebih kecil. Hasil karakterisasi potensiometri elektroda dengan kinerja potensiometri optimum dari masing-masing material menunjukkan bahwa sensitivitas dan linieritas kurva kalibrasi yang lebih kecil daripada menggunakan elektroda Co-C dari material CoSO4.7H2O. Daerah linier dari kedua elektroda juga berbeda, dimana elektroda Co-C dari CoCl2.6H2O cenderung mampu mendeteksi fosfat pada konsentrasi yang lebih kecil dan memiliki nilai limit deteksi yang lebih kecil. Pengukuran fosfat secara potensiometri lebih reprodusibel ketika menggunakan elektroda Co-C dari material CoSO4.7H2O. Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi pengukuran menggunakan elektroda dari material CoSO4.7H2O sedikit lebih besar daripada pengukuran menggunakan elektroda dari material CoCl2.6H2O. Perbedaan hasil pengukuran fosfor yang tidak terlalu signifikan tersebut menunjukkan bahwa pengukuran menggunakan elektroda dari material CoCl2.6H2O dapat dijadikan sebagai alternatif apabila elektroda dari material CoSO4.7H2O tidak tersedia.