Pengaruh Perlakuan Pasca Elektrodeposisi pada Elektroda CO-C dan Aplikasi pada Fia-Potensiometri untuk Penentuan Fosfat dalam Tanah

Abstract

Sistem pertanian presisi merupakan sistem manajemen pertanian yang didasarkan pada pengamatan, pengukuran, dan respon terhadap variabilitas lahan pertanian. Aplikasi pertanian presisi untuk mempertahankan produktivitas tanaman dapat dilakukan dengan evaluasi kondisi unsur hara dalam tanah, salah satunya adalah evaluasi dan pengukuran kandungan fosfat dalam tanah. Pengukuran kandungan fosfat dalam tanah dapat dilakukan dengan metode potensiometri menggunakan elektroda berbasis kobalt. Elektroda yang digunakan merupakan elektroda kobalt-karbon (Co-C) yang dibuat melalui proses elektrodeposisi. Elektrodeposisi dilakukan dengan metode Linier Sweep Voltammetry (LSV) dengan scan rate 10 mV/s sebanyak 15 siklus pada daerah 0 sampai -1100 mV. Material kobalt yang digunakan adalah CoSO4.7H2O dengan elektrolit (NH4)2SO4 dan CoCl2.6H2O dengan elektrolit NH4Cl. Elektroda karbon yang telah di elektrodeposisi kemudian diberikan perlakuan pasca elektrodeposisi dengan perendaman menggunakan larutan kalium hidrogen ftalat (KHP). Fungsi perendaman dengan larutan KHP adalah untuk mengoksidasi lapisan kobalt pada elektroda menjadi kobalt oksida. Perendaman dilakukan dengan variasi konsentrasi dan waktu untuk mempelajari pengaruh perlakuan pasca elektrodeposisi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perendaman dengan larutan KHP konsentrasi 0,025 M selama 5 menit menunjukkan hasil yang optimal. Nilai sensitivitas dan linieritas yang diperoleh lebih unggul dan karakter elektroda yang dihasilkan adalah Super-Nernstian, sehingga dapat diaplikasikan untuk perendaman elektroda. Elektroda yang dibuat dari material CoCl2.6H2O memiliki karakter yang lebih baik daripada elektroda yang dibuat dari material CoSO4.7H2O. Hasil tersebut dilihat dari beberapa parameter yaitu faktor Nernst atau sensitivitas, linieritas dan daerah linier elektroda. Elektroda dari material CoCl2.6H2O memiliki nilai sensitivitas -34,330 mV/dekade dengan linieritas 0,9905 pada daerah linier 10-3 ppm hingga 103 ppm. Sedangkan elektroda yang dibuat dari material CoSO4.7H2O memiliki nilai sensitivitas -29,551 mV/dekade dengan linieritas 0,9865 pada daerah linier 10-3 ppm hingga 102 ppm. Elektroda CoCl2.6H2O dengan kinerja terbaik tersebut kemudian dikarakterisasi dan diaplikasikan pada metode potensiometri standar dan FIAPotensiometri. Hasil karakterisasi metode potensiometri standar menunjukkan nilai sensitivitas sebesar -33,533 mV/dekade, linieritas sebesar 0,9976 pada daerah linier 10-3 hingga 103 ppm, dengan limit deteksi 10-3 ppm dan reprodusibilitas 2,074%. Metode FIA-Potensiometri dengan laju alir 2 mL/menit dan volume injeksi 100 µL menunjukkan nilai sensitivitas sebesar -26,326 mV/dekade, linieritas sebesar 0,9947 pada daerah linier 10-3 hingga 102 ppm, dengan limit deteksi 10-3 ppm dan reprodusibilitas 3,415 %. Hasil karakterisasi menunjukkan metode potensiometri standar lebih unggul, karena pada metode FIA-potensiometri elektroda terus tercelup dan terkena aliran larutan sehingga kinerjanya menurun. Kadar fosfor yang diperoleh pada kebun kelengkeng 6,312-9,591 ppm; kebun jeruk 4,983-14,449 ppm; dan kebun alpukat 5,277-7,585 ppm. Hasil analisis kadar fosfor menggunakan metode FIA-Potensiometri menunjukkan kemiripan dengan metode potensiometri standar yang dikonfirmasi dengan nilai slope dari grafik perbandingan potensiometri standar dengan FIA-Potensiometri.