PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRI OKSIGEN TERLARUT DENGAN ELEKTRODA KERJA PLATINA DAN EMAS MENGGUNAKAN LARUTAN ELEKTROLIT ASAM SULFAT

Abstract

Gas oksigen terlarut memegang peranan yang cukup penting di lingkungan. Keberadaannya perlu dimonitoring agar jumlahnya sesuai, tidak kurang atau tidak melebihi jumlah nilai ambang batas (NAB). Seiring waktu berbagai analisis telah dikembangkan untuk mengetahui jumlah oksigen terlarut atau dissolved oxygen (DO). Sensor oksigen terlarut berbasis elektrokimia banyak dikembangkan karena tergolong murah, mudah digunakan, dan memiliki sensitivitas yang baik. Salah satu sensor oksigen berbasis elektrokimia yaitu sensor yang menggunakan teknik voltametri siklik. Sensor oksigen terlarut ini terdiri dari 3 elektroda, yaitu elektroda kerja, elektroda pembanding dan elektroda bantu. Pada penelitian ini digunakan logam platina dan emas sebagai elektroda kerja (working electrode) dan elektroda bantu (counter electrode). Penggunaan kedua logam tersebut karena sifatnya yang stabil terhadap reaksi-reaksi kimia (inert). elektroda pembanding atau reference electrode berupa elektroda Ag/AgCl. Larutan elektrolit yang dipilih dalam penelitian ini adalah asam sulfat (H 2 SO 4 ) karena dapat menghantarkan arus listrik dan juga mengandung ion H yang berperan dalam reaksi reduksi oksigen pada elektroda kerja. Sensor dikemas dalam pipa PTFE dan juga digunakan membran PTFE pada bagian luar sensor untuk memisahkan antara larutan elektrolit dengan sampel air. Membran PTFE bersifat selektif terhadap gas oksigen sehingga berfungsi sebagai media difusi oksigen terlarut dalam sampel air menuju ke larutan elektrolit. H 2 SO 4 sebagai larutan elektrolit divariasi pada beberapa konsentrasi untuk mendapatkan kondisi optimum yang menunjang kinerja sensor. Optimasi juga dilakukan terhadap pemberian nilai scan rate potensial dari potensiostat sebagai penentu kondisi optimum reduksi oksigen. Sensor oksigen lebih lanjut diuji karakteristik kerjanya, meliputi sensitifitas, daerah linier, limit deteksi, reprodusibilitas + dan uji-T perbandingan dua data hasil pengukuran menggunakan DO meter dan sensor oksigen dari hasil peneliitian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa voltamogram pengukuran oksigen terlarut didapatkan puncak reduksi oksigen pada potensial -905,5 mV untuk elektroda kerja Pt dan -1297,5 mV untuk elektroda kerja Au. Larutan elektrolit H 2 SO 4 0,1 M memberikan nilai arus puncak reduksi yang optimum untuk sensor yang menggunakan elektroda kerja Pt dan Au. Nilai scan rate optimum untuk sensor yang menggunakan elektroda Pt dan Au berturut-turut yaitu 60 mV/s dan 80 mV/s. Sensitifitas sensor menggunakan elektroda kerja Pt (-14.841 nA/ppm) tiga kali lebih tinggi daripada menggunakan elektroda Au (-4.679,6 nA/ppm). Sensor menggunakan elektroda kerja Pt dan Au memiliki linear range yang sama yaitu 1,33 – 6,00 ppm dengan koefisien korelasi (R ) sebesar 0,968 (Pt) dan 0,942 (Au). Limit deteksi sensor yang menggunakan elektroda kerja Pt (0,04 ppm) lebih rendah daripada elektroda kerja Au (0,2 ppm). Hasil uji-T untuk pengukuran oksigen terlarut pada suatu sampel air menggunakan sensor oksigen terlarut berbasis voltammetri siklik dan DO meter didapatkan bahwa keduanya memiliki hasil pengukuran yang berbeda secara nyata (selang kepercayaan 95%). Sensor oksigen terlarut Pt atau Au yang digunakan dalam penelitian ini masih memiliki respon dibawah sensor DO meter dalam mendeteksi oksigen terlarut.