Pengembangan Elektroda Selektif Ion Fosfat secara Voltametri Siklik dengan Variasi Kecepatan Perubahan Tegangan

Abstract

Fosfor (P) merupakan salah satu unsur hara makro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang besar. Kandungan fosfor dalam tanah berbanding terbalik dengan jumlah yang dibutuhkan tanaman. Kandungan fosfor dalam tanah berkisar antara 0,01-0,20%. Ketersediaan fosfat dalam tanah yang kecil menyebabkan terhambatnya proses metabolisme dan perkembangan tanaman. Tanaman menyerap unsur fosfor dalam bentuk ion fosfat yaitu hidrogen fosfat (HPO4 2- ) dan dihidrogen fosfat (H2PO4 - ). Minimnya kandungan fosfor dalam tanah disebabkan oleh pembentukan senyawa fosfat pada kondisi tanah asam dan basa berturut-turut yaitu aluminium fosfat (AlPO4) dan kalsium fosfat (Ca3(PO4)2). Faktor lain yang mempengaruhi jumlah kandungan fosfat dalam tanah yaitu pH tanah, tingkat dekomposisi, dan aktivitas mikroorganisme dalam tanah seperti jamur. Monitoring unsur fosfor (P) yang paling efektif menggunakan sensor fosfat dan dapat dilakukan dengan ion selektif elektroda (ISE). Sensor fosfat sering menggunakan kobalt sebagai bahan dasar dalam bentuk ISE. Elektroda kobalt dengan luas permukaan yang besar dapat dikembangkan dengan metode elektrodeposisi. Elektroda kobalt dapat dielektrodeposisi pada beberapa elektroda salah satunya pada elektroda karbon. Elektrodeposisi larutan CoSO4.7H2O pada elektroda karbon untuk menghasilkan elektroda kobalt-karbon memiliki penampang permukaan yang lebih luas dibandingkan dengan elektroda kobalt. Elektrodeposisi kobalt dapat dilakukan dengan beberapa macam metode elektrokimia yaitu voltametri siklik, voltametri linier, dan kronoamperometri. Respon elektroda kobalt-karbon terhadap fosfat tergantung pada pH, larutan buffer, kekuatan ion, dan scan rate. Elektrodeposisi kobalt pada karbon sebagai elektroda selektif ion fosfat menggunakan larutan ammonium sulfat dan ammonium klorida puncak arus anodik meningkat dengan meningkatnya scan rate Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh scan rate dalam proses elektrodeposisi kobalt pada permukaan karbon dengan metode voltametri siklik. Proses elektrodeposisi menggunakan campuran larutan CoSO4.7H2O 0,01 M dan (NH4)2SO4 1 M yang diatur pH nya menjadi 6 dilakukan secara voltametri menggunakan alat potensiostat AMEL 433A yang menggunakan variasi scan rate 1, 3, 5, dan 10 mV/s. Hasil dari proses elektrodeposisi ini yaitu elektroda kobaltkarbon (Co-C) yang digunakan sebagai metode potensiometri. Metode SEM digunakan untuk mengetahui morfologi permukaan dan metode XRD untuk mengetahui kristalinitasnya. Hasil analisis morfologi menggunakan SEM pada variasi scan rate 1, 3, dan 10 mV/s ukuran partikel tidak homogen dan pada scan rate 5 mV/s ukuran partikel yang dihasilkan homogen. Hasil karakterisasi menggunakan metode XRD pada variasi scan rate 1, 3, 5, dan 10 mV/s mempertahankan struktur amorphous dari karbon. Hasil karakterisasi secara potensiometri larutan standar fosfat konsentrasi 0,01; 0,1; 1; 10; 100 ppm yang ditunjukkan dengan sensitivitas yang memiliki nilai slope -34,2 mV pada variasi scan rate 1 mV/s dan mendekati nilai slope secara teori yaitu -29,5 mV. Ditunjukkan juga dengan nilai reprodusibilitas berupa nilai koefisien korelasi (Kv) metode potensiometri memiliki nilai tertinggi 0,77% dan nilai terkecil 0%. Hasil analisis fosfat tersebut menunjukkan pengukuran fosfat secara potensiometri memiliki ketelitian yang baik.