Penentuan Kadar Fosfat Menggunakan Elektroda Berbasis Akrilik Grafit Karbon Kobalt Oksida

Abstract

Penelitian ini berfokus pada pengembangan sebuah sensor (elektroda) yang terbuat dari bahan komposit. Komposit adalah bahan yang terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabungkan bersama untuk menghasilkan material baru yang memiliki karakteristik unggul dibandingkan dengan bahan tunggal. Komposit umumnya terdiri dari matriks dan penguat (filler). Komposit Akrilik Grafit Karbon Kobalt Oksida terdiri dari kobalt oksida sebagai bahan aktif pendeteksi fosfat, akrilik sebagai matriks, dan grafit & karbon sebagai konduktor. Kajian difokuskan pada variasi komposisi dan ketebalan elektroda. Kelayakan elektroda dievaluasi menggunakan larutan standart fosfat dengan parameter linearitas, sensitivitas, limit deteksi, dan presisi. Elektroda selanjutnya divalidasi dengan menguji kandungan fosfat dalam sampel tanah. Elektroda komposit dibuat dengan menambahkan kobalt oksida kedalam beberapa gram akrilik, grafit, dan karbon. Campuran akrilik dan serbuk karbon membentuk pasta karbon. Batang elektroda terbuat dari PTFE, bahan tersebut dibuat dengan melubangi bagian bawah dengan diameter 6 mm dan dari ujung bawah sampai atas dengan diameter 1 mm. Elektroda komposit dibuat dengan beberapa variasi komposisi. Jumlah akrilik dibuat sama yaitu 0,4 gram, untuk jumlah grafit, karbon, dan kobalt oksida dibuat dengan perbandingan 0,1 : 0,1 : 0,4 gram; 0,15 : 0,15 : 0,3 gram; 0,2 : 0,2 : 0,2 gram dan 0,25 : 0,25 : 0,1 gram. Variasi ketebalan dibuat berdasarkan tinggi dari permukaan bagian komposit dengan variasi 1 mm; 2 mm; dan 3 mm. Karakterisasi elektroda akrilik karbon kobalt oksida dilakukan secara potensiometri menggunakan larutan induk fosfat dengan konsentrasi 10-5 M, 10-6 M, 5x10-7 M, 10-7 M dan 10-8 M. Larutan masing-masing diambil sebanyak 20 mL yang dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berbeda. Buffer ftalat pH 4 digunakan sebagai larutan buffer sebanyak 0,4 mL. Pengukuran dilakukan dengan 3 kali pengulangan. Kurva kalibrasi dibuat dengan menggunakan data hasil pengukuran dengan log konsentrasi H2PO4- sebagai sumbu x dan beda potensial sebagai sumbu y. Karakteristik dari elektroda ditentukan melalui hasil linearitas, limit deteksi, sensitivitas dan presisi pengukuran. Elektroda komposit variasi komposisi yang baik dari hasil yang diperoleh yaitu ditunjukkan pada variasi komposisi 2 dengan jumlah perbandingan grafit, karbon, dan kobalt oksida sebesar 0,2 : 0,2 : 0,2 gram. Nilai sensitivitas dan nilai regresi (R2) dari elektroda komposit tersebut sebesar -28.48 mV/dekade dan 0.988. Hal tersebut menunjukkan komposisi yang stabil antara grafit karbon dan kobalt oksida menghasilkan interaksi optimal antara konduktor (grafit dan karbon) dengan bahan aktif pendeteksi fosfat yaitu kobalt oksida. Sedangkan, elektroda komposit variasi ketebalan yang baik dari hasil yang diperoleh yaitu ditunjukkan pada variasi ketebalan 2 dengan ketebalan sebesar 2 mm. Nilai sensitivitas dan nilai regresi (R2) dari elektroda komposit tersebut sebesar -35.54 mV/dekade dan 0.997. Hasil dari analisis tersebut pada ketebalan 2 mm menghasilkan sensitivitas yang tinggi karena bahan aktif dan konduktor bekerja secara efisien. Hasil pengukuran konsentrasi sampel dilakukan dengan membandingkan larutan sampel terhadap larutan standar fosfat dengan konsentrasi yang ditentukan dengan elektroda komposit optimum. Perlakuan tersebut menunjukkan konsentrasi fosfat yang terdeteksi sebesar 1,06x10-7M. Hasil pengukuran konsentrasi mencerminkan kemampuan elektroda komposit yang optimal dalam mendeteksi ion fosfat pada konsentrasi rendah dan telah memenuhi kriteria akurasi yang baik. Hasil perolehan kembali pada penelitian ini mencapai 104%, berarti menunjukkan akurasi yang baik.