makalah kimia elektro analitik fix

Upload: lilisdiah

Post on 25-Feb-2018

462 views

Category:

Documents


27 download

TRANSCRIPT

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    1/31

    1

    MAKALAH KIMIA ELEKTRO ANALITIK

    ANALISIS VOLTAMETRI DAN APLIKASINYA

    Penentuan Kadmium dalam Air Menggunakan Voltametri Stripping Anodik Pada ElektrodaPasta Karbon yang Dimodifikasi dengan Serat Tempurung Kelapa

    Disusun oleh:

    1. Rizal Nur Huda 125090200111026

    2. Lilis Diah Puspitasari 125090200111048

    3. Nur Lailatur Rahmah 125090200111053

    4. Ayu Gumilang C.B 125090200111055

    5.

    Sri Ayu Wulandari 125090201111008

    6. Ratna Agus Atikaningsih 125090201111009

    JURUSAN KIMIA

    FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

    UNIVERSITAS BRAWIJAYA

    2015

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    2/31

    2

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu wataala, karena berkat rahmat-

    Nya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul Analisis Voltametri dan Aplikasinya:

    Penentuan Kadmium dalam Air Menggunakan Voltametri Stripping Anodik Pada Elektroda

    Pasta Karbon yang Dimodifikasi dengan Serat Tempurung Kelapa. Makalah ini diajukan guna

    memenuhi tugas mata kuliah Kimia Elektro Analitik.

    Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta

    pengetahuan kita mengenai analisis voltametri dan aplikasinya. Kami juga menyadari

    sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna.

    Oleh sebab itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang

    telah skami susun, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.

    Malang, Desember 2015

    Penyusun

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    3/31

    3

    DAFTAR ISI

    KATA PENGANTAR .............................................................................................................. 2

    DAFTAR ISI ............................................................................................................................. 3

    BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................................... 4

    1.1 Latar Belakang .................................................................................................................. 41.2 Rumusan Masalah ............................................................................................................. 4

    1.3 Tujuan ............................................................................................................................... 4

    BAB II PEMBAHASAN .......................................................................................................... 5

    2.1 Pengertian Voltametri ....................................................................................................... 5

    2.2 Prinsip Analisis Voltametri ............................................................................................... 7

    2.3 Jenis-Jenis Analisis Voltametri ....................................................................................... 10

    2.4 Aplikasi Analisis Voltametri .......................................................................................... 17

    2.5 Contoh Soal Analisis Voltametri .................................................................................... 29

    BAB III PENUTUP ................................................................................................................ 303.1 Kesimpulan ..................................................................................................................... 30

    DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 31

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    4/31

    4

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1Latar Belakang

    Voltametri merupakan metode analisis menggunakan teknik potensial terkontrol yaitu

    pengukuran respon arus dari analit dengan pemberian potensial pada elektroda. Respon arus

    yang dihasilkan berasal dari transfer elektron selama proses oksidasi dan reduksi dari analit.

    Secara termodinamika potensial elektroda dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan

    kuantitatif.

    Seiring kemajuan elektronika, teknik voltametri juga mengalami perkembangan yang

    cukup pesat dengan semakin akuratnya pemberian potensial dan pengukuran arus. Beberapa

    aplikasi voltametri diantaranya untuk analisis di bidang lingkungan, farmasi, sintesis

    senyawa kompleks, dan sintesis senyawa organic. Modulasi pemberian potensial juga lebih

    bervariasi dengan kontrol komputer, sehingga sensitivitas dan selektivitas semakin

    meningkat.

    Berbagai jenis teknik voltametri telah dikembangkan, seperti voltametri siklik,

    amperometri, voltametri pulsa diferensial, dan lain sebagainya. Perbedaan dari berbagai

    jenis teknik tersebut adalah terletak pada profil pemberian sinyal listriknya saja. Perbedaan

    pemberian sinyal listrik pada setiap pengembangan teknik voltametri menyebabkan setiap

    metode memiliki keunggulsn tersendiri. Maka dari perlu dilakukan penyusunan makalah ini

    untuk lebih memahami mengenai analisis voltametri dan aplikasinya.

    1.2Rumusan Masalah

    1. Apa yang dimaksud dengan voltametri?

    2. Bagaimana prinsip dari analisis voltametri?

    3. Jelaskan jenis-jenis analisis voltamentri!

    4. Jelaskan salah satu aplikasi dari analisisvoltametri!

    5.

    Berikan contoh soal dari analisis voltametri!

    1.3Tujuan

    Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk mengetahui pengertian dan prinsip

    dari analisis voltametri, jenis-jenis analisis voltametri, contoh aplikasi dan contoh

    perhitungan dari analisis voltametri.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    5/31

    5

    BAB II

    PEMBAHASAN

    2.1PENGERTIAN VOLTAMETRI

    Voltametri merupakan salah satu teknik elektroanalitik dengan prinsip dasar

    elektroanalisis. Elektroanalisis merupakan suatu teknik yang berfokus pada hubungan

    antara besaran listrik dengan reaksi kimia, yaitu menentukan satuan-satuan listrik seperti

    arus, potensial, atau tegangan, dan hubungan dengan parameter-parameter kimia. Teknik

    voltametri yang pertama kali diperkenalkan adalah polarografi yang dikembangkan oleh

    Jaroslav Heyrovsky di awal tahun 1920-an, yang kemudian mendapatkan nobel kimia pada

    tahun 1959 atas penelitiannya menggunakan elektroda tetes raksa untuk analisis logam.

    Voltametri adalah metode elektrokimia dimana arus diamati pada pemberian potensialtertentu. Voltametri berasal dari kata volt ampero metry. Kata volt merujuk pada

    potensial, amperro merujuk pada arus, dan metry merujuk pada pengukuran, sehingga dapat

    diartikan bahwa voltametri adalah pemberian potensial pada elektroda kerja dan arus yang

    timbul dari hasil reaksi diukur. Timbulnya arus disebabkan karena terjadinya reaksi oksidasi

    dan reduksi pada permukaan elektroda. Arus yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi

    analit dalam larutan.

    Voltametri merupakan metode analisis menggunakan teknik potensial terkontrol yaitu

    pengukuran respon arus dari analit dengan pemberian potensial pada elektroda. Respon arus

    yang dihasilkan berasal dari transfer elektron selama proses oksidasi dan reduksi dari analit.

    Secara termodinamika potensial elektroda dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan

    kuantitatif. Reaksi yang terjadi berdasarkan persamaan Nernst, sebagai berikut:

    rC

    C

    nF

    RTEE

    0log303,2

    dengan E0 adalah potensial standar reaksi redoks yang terjadi, R adalah tetapan gas mutlak,

    T adalah temperatur (K), F adalah bilangan Faraday, CO adalah konsentrasi analit yang

    teroksidasi, dan Cr adalah konsentrasi analit yang tereduksi. Arus yang dihasilkan dari

    reaksi oksidasi reduksi tersebut dinamakan arus Faraday, karena mengikuti hukum Faraday

    (1 mol bahan memberikan n x 96478 Couloumb listrik). Hasil plot arus Faraday versus

    potensial dinamakan voltamogram.

    Ion-ion analit dalam larutan akan bergerak menuju permukaan elektroda ketika

    potensial diterapkan. Mekanisme gerakan transport massa/migrasi ion dari larutan menuju

    permukaan elektroda melalui 3 cara yaitu:

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    6/31

    6

    1) Difusi, adalah migrasi yang dikarenakan adanya suatu gradient konsentrasi. Arus ini

    disebabkan migrasi spontan analit dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

    2) Elektromigrasi, adalah migrasi yang disebabkan kation berpindah menuju katoda dan

    anion menuju anoda. Arus ini disebabkan oleh muatan yang dibawa oleh ion-ion

    melalui larutan berdasarkan bilangan transfernya.

    3) Konveksi, adalah migrasi yang disebabkan oleh pengadukan, perbedaan densitas, atau

    perbedaan temperatur. Konveksi terjadi ketika alat mekanik digunakan untuk

    membawa reaktan menuju elektroda dan memindahkan produk dari permukaan

    elektroda. Alat yang paling umum digunakan untuk pengadukan adalah pengaduk

    magnetik.

    Volume larutan di tempat terjadinya gradien konsentrasi disebut sebagai lapisan difusi.

    Tanpa transformasi yang lain, ketebalan lapisan difusi meningkat seiring dengan waktukarena terjadi penurunan konsentrasi reaktan pada permukaan elektroda.

    Seluruh mekanisme migrasi ion akan menimbulkan arus yang sangat kompleks dan

    menyebabkan hubungan antara arus dan konsentrasi tidak sebanding. Arus dari migrasi ion

    secara difusi saja yang sebanding dengan konsentrasi. Untuk mendapatkan hubungan yang

    sebanding maka migrasi ion secara konveksi dan elektromigrasi harus diminimalkan.

    Konveksi dapat diminimalkan dengan tidak melakukan pengadukan dan penggunaan

    konsentrasi rendah. Elektromigrasi diminimalkan dengan menambah elektrolit pendukung

    dalam larutan dengan konsentrasi 50 sampai 100 kali dari konsentrasi analit.

    Flux materi menuju dan menjauhi permukaan elektroda adalah fungsi kompleks dari

    ketiga jenis transport massa. Dengan membatasi hanya difusi saja sebagai transport massa

    yang signifikan terhadap perpindahan reaktan dan produk, arus dalam sel voltametri dapat

    dirumuskan:

    0

    xbulk CCnFAD

    i

    dengan n = jumlah elektron yang ditransfer dalam reaksi redoks

    F = tetapan Faraday (96.478 C/mol)

    A = luas area elektroda (cm2)

    D = koefisien difusi reaktan atau produk (cm2/s)

    = ketebalan lapisan difusi (cm)

    Cbulk = konsentrasi larutan analit (mol/dm3)

    Cx=0 = konsentrasi larutan di permukaan elektroda (mol/dm3)

    Persamaan ini valid jika konveksi dan migrasi tidak mengganggu terbentuknya lapisan

    difusi antara elektroda dan badan larutan (bulk). Migrasi dihilangkan dengan

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    7/31

    7

    menambahkan larutan pendukung inert (elektrolit) konsentrasi tinggi ke dalam larutan

    analit. Ion dengan muatan yang sama berinteraksi sama kuatnya dengan permukaan

    elektroda, sehingga memiliki peluang yang sama besar untuk bermigrasi. Keberadaan ion

    inert dalam jumlah besar akan memperkecil jumlah ion produk atau reaktan yang berpindah

    (transport massa) dengan cara migrasi. Konveksi dapat dengan mudah dieliminasi dengan

    tidak mengaduk atau mendorong larutan melewati suatu sel elektrokimia yang mengalir.

    Dinamika fluida yang melewati elektroda menghasilkan lapisan difusi kecil (0,001-0,001

    cm), dan kecepatan transport massa oleh konveksi turun menjadi nol.

    2.2PRINSIP ANALISIS VOLTAMETRI

    Dalam teknik voltametri, potensial yang diberikan dapat diatur sesuai sesuai

    keperluan. Kelebihan dari teknik ini adalah sensitifitasnya tinggi, limit deteksi yang rendah

    dan memiliki linier yang lebar. Selama proses pengukuran, konsentrasi analit praktis tidak

    berubah karena hanya sebagian kecil analit yang dielektrolisis. Potensial elektroda kerja

    diubah selama pengukuran, dan arus yang dihaslkan dialurkan terhadap potensial yang

    diberikan pada elektroda kerja. Arus yang diukur pada analisis voltametri terjadi akibat

    adanya reaksi redoks pada permukaan elektroda. Kurva arus terhadap potensial yang

    dihasilkan disebut dengan voltamogram.

    Sel voltametri terdiri dari elektroda kerja, elektroda pembantu, dan elektroda

    pembanding. Ketiga elektroda tersebut tercelup dalam sel voltametri yang berisi larutansampel seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

    Gambar 1. Rangkaian sel voltametri

    Potensial luar diberikan antara elektroda kerja dan elektroda pembanding. Bila ada

    reaksi oksidasi maupun reduksi pada elektroda kerja, arus yang dihasilkan dilewatkan ke

    elektroda pembantu, sehingga reaksi yang terjadi pada elektroda pembantu akan

    berlawanan dengan reaksi yang terjadi pada elektroda kerja. Untuk mengukur arus yang

    timbul digunakan amperemeter (A). Antara elektroda kerja dan elektroda pembanding

    diberikan tahanan (R) yang cukup tinggi agar arus tidak melewati elektroda kerja dan

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    8/31

    8

    elektroda pembanding, karena bila terjadi reaksi pada elektroda pembanding, potensial

    elektroda pembanding akan berubah atau elektroda rusak.

    a. Elektroda Kerja (Working Electrode/WE)

    Elektroda kerja adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi atau reduksi. Kualitas

    elektroda kerja tergantung pada dua faktor yaitu reaksi redoks dari analit dan arus latar

    pada rentang potensial yang dibutuhkan dalam pengukuran. Elektroda kerja harus

    memiliki syarat-syarat seperti memiliki respon arus dengan keberulangan yang baik,

    rentang potensial yang lebar, konduktivitas listrik yang baik, dan permukaan elektroda

    yang reprodusibel. Elektroda yang sering digunakan adalah elektroda merkuri, karbon,

    dan logam mulia.

    Elektroda Merkuri

    Merkuri dipilih sebagai bahan pembuat elektroda, sebab merkuri memilikioverpotensial aktivasi yang tinggi untuk evolusi hidrogen, rentang potensial

    katoda yang lebar, reprodusibilitas yang tinggi, dan permukaan yang dapat

    diperbaharui secara kontinyu. Kekurangan elektroda ini yaitu rentang potensial

    anoda yang terbatas (merkuri teroksidasi) dan bersifat toksik.

    Elektroda Padatan

    Elektroda padat memiliki rentang potensial yang lebih besar disbanding elektroda

    merkuri. Contoh elektroda padat yaitu karbon, platina, dan emas. Elektroda perak,

    nikel, dan tembaga digunakan untuk aplikasi spesifik. Faktor penting dari

    elektroda padat yaitu respon arus yang sangat tergantung pada permukaan

    elektroda sehingga permukaan elektroda perlu mendapat perlakuan khusus

    sebelum digunakan untuk mendapatkan keberulangan yang baik. Perlakuan yang

    dilakukan tergantung pada bahan elektroda yang digunakan. Elektroda padat

    cenderung memiliki permukaan yang heterogen dan kasar yang berpengaruh pada

    aktivitas elektrokimia.

    b. Elektroda Pembanding (Reference Electrode/RE)

    Elektroda pembanding merupakan elektroda dengan harga potensial setengah sel yang

    diketahui, konstan dan tidak bereaksi terhadap komposisi larutan yang sedang

    dianalisis. Elektroda pembanding memberikan potensial yang stabil terhadap elektroda

    kerja yang dibandingkan. Elektroda pembanding yang biasa digunakan adalah

    elektroda kalomel jenuh dan elektroda perak/perak klorida.

    Elektroda Kalomel Jenuh (EKJ)

    Setengah sel elektroda kalomel jenuh dapat ditunjukkan sebagai berikut:

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    9/31

    9

    Hg2Cl2 (jenuh), KCl (x M) Hg, dimana x menunjukkan konsentrasi KCl di

    dalam larutan. Reaksi elektroda dapat dituliskan sebagai berikut:

    Hg2Cl2(s)+ 2e- 2Hg(l)+ 2Cl- (3)

    Potensial sel ini bergantung pada konsentrasi ion klorida (x), dan harga

    konsentrasi ini harus dituliskan untuk menjelaskan elektroda. Harga potensial EKJ

    pada konsentrasi ion klorida jenuh adalah 0,244 V pada 25 C dibandingkan

    terhadap elektroda hidrogen standar.

    Elektroda Perak/Perak Klorida

    Setengah sel dari elektroda perak dapat dituliskan:

    AgCl (jenuh), KCl (x M) Ag

    Reaksi setengah selnya adalah:

    AgCl(s)+ e

    -

    Ag(s)+ Cl

    -

    Biasanya elektroda ini terbuat dari larutan jenuh KCl atau KCl 3,5 M yang harga

    potensialnya adalah 0,199 V untuk larutan KCl jenuh, dan 0,205 V untuk larutan

    KCl 3,5 M pada 25 C. Elektroda ini dapat digunakan pada suhu yang lebih tinggi

    sedangkan elektroda kalomel tidak dapat digunakan.

    c. Elektroda Pembantu (Counter Electrode)

    Elektroda pembantu dikendalikan oleh potensiostat untuk kesetimbangan arus difusi

    pada elektroda kerja dengan transfer elektron ke arah sebaliknya. Jika terjadi reduksi

    pada elektroda kerja maka oksidasi terjadi pada elektroda pembantu. Elektroda

    pembantu yang digunakan harus bersifat inert seperti kawat platina atau batang karbon

    yang berfungsi sebagai pembawa arus.

    Ketika analit dioksidasi pada elektroda kerja arus pergerakan electron melalui sirkuit

    listrik eksternal menuju elektroda pembantu, dimana reduksi pelarut atau komponen

    matriks larutan terjadi. Reduksi analit pada elektroda kerja memerlukan sumber elektron,

    menghasilkan arus yang mengalir dari elektroda pembantu ke katoda. Arus yang muncul

    dari elektroda kerja dan elektroda pembantu disebut arus Faraday.

    Tanda pada arus ditetapkan berdasarkan reaksinya yang terjadi pada elektroda kerja.

    Arus yang muncul dari reduksi analit disebut arus katoda dan diberi tanda positif. Arus

    anodik muncul dari oksidasi dan diberi tanda negatif.

    Arus Faraday berasal dari reaksi redoks pada permukaan elektroda. Arus lain juga

    muncul dari suatu sel elektrokimia yang tidak berhubungan dengan reaksi redoks. Arus ini

    disebut arus non Faraday dan terhitung jika komponen arus Faraday telah ditentukan.

    Contoh terbentuknya arus non Faraday yaitu ketika potensial elektroda diubah.

    Migrasi mengakibatkan partikel bermuatan negatif dalam larutan akan menuju elektroda

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    10/31

    10

    yang bermuatan positif, dan partikel bermuatan positif akan menuju elektroda negatif.

    Ketika elektrolit inert mampu merespons migrasi hasilnya adalah terbentuknya lapisan

    pada permukaan elektroda yang terstruktur yang disebut lapisan rangkap listrik, Electrical

    Double Layer (EDL). Pergerakan partikel bermuatan dalam larutan meningkatkan arus non

    Faraday yang singkat. Mengubah potensial elektroda akan mengubah struktur EDL yang

    menghasilkan arus muatan yang kecil.

    2.3JENIS-JENIS ANALISIS VOLTAMETRI

    Jenis dan teknik yang termasuk kedalam voltametri adalah sebagai berikut:

    a. Polarografi

    Polarografi adalah suatu bentuk elektrolisis dalam mana elektroda kerja berupa

    suatu elektroda merkuri tetes, dan direkam suatu kurva arus voltase (voltammogram).

    Polarogarfi digunakan secara luas untuk analisis ion ion logam dan anion anionanorganik, seperti IO dan NO . Gugus fungsi senyawa organik yang mudah teroksidasi

    atau tereduksi juga dipelajari dalam polarogarfi. Gugus fungsi yang digunakan

    meliputi karbonil, asam karboksilat, dan senyawa karbon yang memiliki ikatan

    rangkap.

    b. Hydrodynamic Voltametri

    Hydrodynamic voltametri bermanfaat untuk analisis reduksi atau oksidasi pada

    potensial yang lebih positif karena hydrodynamic voltametri tidak dibatasi untuk

    elektroda Hg. Arus pada hydrodynamic voltametri diukur sebagai fungsi dari aplikasi

    potensial pada elektroda kerja.

    c.

    Stripping voltametri

    Stripping Voltametri terdiri atas tiga teknik yaitu: anoda, katoda, dan adsorpsi

    stripping voltametri. Anodic stripping voltametri terdiri dari dua tahap Pertama

    pengontrolan potensial elektrolisis yang mana elektroda kerja, biasanya tetes merkuri

    atau lapis tipis merkuri, pada potensial katoda yang cukup untuk melapisi ion logam

    pada elektroda. Tahap kedua, potensial anoda di scan kearah potensial yang lebih

    positif. Ketika potensial pada elektroda kerja cukup positif analit dilepaskan dari

    elektroda, larutan dikembalikan dalam bentuk oksidasi. Arus selama tahap stripping

    dimonitor sebagai fungsi dari potensial, memberikan bentuk kenaikan pada puncak

    voltammogram yang sama Puncak arus yang proporsional pada konsentrasi analit

    dalam larutan. Anodic stripping voltametri sangat sensitif pada percobaan, yang mana

    harus dikontrol dengan hatihati jika hasilnya ingin akurat dan tepat.

    Voltametri stripping anodik merupakan metode voltametri stripping dengan

    pemberian potensial awal yang lebih negatif dibanding potensial reduksi setengah sel

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    11/31

    11

    larutan analitnya (reduksi analit) kemudian dilucutkan ke potensial yang lebih positif

    (oksidasi analit). Metode ini efektif digunakan untuk logam yang dapat larut dalam

    merkuri membentuk amalgam. Elektroda yang digunakan adalah elektroda tetes air

    raksa menggantung (HMDE) dan elektroda film-tipis air raksa. Elektroda padat seperti

    glassy carbon digunakan untuk menganalisa ion-ion logam yang sangat elektropositif

    seperti Hg(II), Au(III), Ag(I), dan Pt. Sebagai contoh penentuan logam dengan

    menggunakan elektroda merkuri. Tahap pertama yaitu deposisi analit dengan

    pemberian potensial deposisi dimana dipilih potensial yang lebih negatif dari potensial

    setengah gelombang dari ion atau ion-ion yang akan dianalisis. Selama tahap deposisi

    umumnya dilakukan pengadukan untuk memaksimalkan kontak antara analit dan

    elektroda.

    Voltametri stripping katodik digunakan untuk menganalisis senyawa organikdan anorganik yang tidak dapat membentuk garam dengan merkuri. Prosedur dari

    metode ini secara garis besar sama dengan langkah-langkah dalam voltametri stripping

    anodik. Tahap pertama yaitu deposisi analit secara oksidasi dengan pemberian

    potensial deposisi dimana dipilih potensial yang lebih positif dari potensial setengah

    gelombang dari ion atau ion-ion yang akan dianalisis. Tahap kedua yaitu pelucutan

    (stripping). Pada tahap ini potensial discan ke arah negatif sehingga HgA direduksi

    dan arus yang mengalir diukur. Beberapa anion yang telah dapat ditentukan dengan

    menggunakan metode ini diantaranya adalah arsenat, klorida, bromida, iodin, kromat,

    ungstat, molibdat, vanadat, sulfat, oksalat, suksinat, selenat, sulfida, merkaptan,

    tiosianat dan senyawa-senyawa tio.

    Metode voltametri stripping adsorpsi merupakan bagian dari voltametri stripping

    yang merupakan teknik baru dan terdiri dari 4 langkah yaitu pembentukan kompleks

    antara logam dengan ligan, adsorpsi kompleks pada permukaan elektroda, reduksi

    logam atau kompleks, dan pengukuran arus dengan scan potensial secara anoda atau

    katoda. Tujuan dari teknik ini adalah untuk membuat analisis lebih selektif dan

    menurunkan limit deteksi. Selektivitas dapat ditingkatkan dengan memilih ligan

    maupun larutan elektrolit, semakin selektif ligan yang digunakan selektivitas akan

    semakin baik. Limit deteksi diturunkan dengan meningkatnya konsentrasi analit yang

    teradsorp pada permukaan elektroda. Voltametri stripping adsorpsi terutama

    digunakan untuk analisis logam runut. Beberapa logam telah ditentukan dengan

    metode ini mempunyai limit deteksi yang sangat rendah (10-1010-11 M). Seluruh

    prosedur difokuskan pada pemilihan ligan. Selain itu metode ini sangat cocok

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    12/31

    12

    digunakan untuk penentuan senyawa organik (seperti obat anti kanker, vitamin dan

    pestisida) yang menunjukan sifat aktif permukaan.

    Berdasarkan pulsa potensial yang diberikan voltametri dapat dibagi menjadi enam

    jenis pulsa potensial, yaitu:

    1)

    Voltametri Pulsa Normal

    Voltametri pulsa normal (VPN) terdiri dari rangkaian pulsa yang berasal dari

    peningkatan amplitude yang diberikan pada setiap akhir waktu hidup pulsa pada setiap

    selang waktu tertentu. Cara pemberian pulsa dapat dilihat pada Gambar 2. Diantara

    setiap pulsa, potensial elektroda dijaga tetap pada potensial dasar (Ein) agar tidak

    terjadi reaksi pada analit. Amplitudo pulsa meningkat secara linear. Arus diukur

    beberapa saat sebelum pulsa hilang. Waktu pemberian pulsa yang singkat

    menyebabkan lapis difusi lebih tipis daripada teknik polarografi sehingga arusFaraday, arus yang timbul karena transfer electron, meningkat. Voltamogram yang

    dihasilkan dari pengukuran dengan teknik ini berbentuk sigmoidal dengan besarnya

    arus batas (iL) dinyatakan lewat persamaan:

    m

    L

    t

    CnFADi

    2/1

    Dengan tm merupakan waktu setelah pemberian pulsa pada saat arus diukur dan D

    adalah koefisien difusi.

    Gambar 2. Cara pemberian pulsa pada teknik VPN

    Arus yang dihasilkan pada teknik ini lima hingga sepuluh kali lebih besar dari arus

    yang dihasilkan oleh teknik polarografi DC.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    13/31

    13

    2) Voltametri Pulsa Diferensial

    Teknik voltametri pulsa menggunakan pulsa gelombang dalam merekam

    voltamogram yang memberikan peningkatan sensitivitas dan resolusi. Keuntungan

    dari teknik pulsa adalah bahwa gelombang ini dirancang sedemikian rupa untuk

    membedakan terhadap arus non-Faraday sehingga dapat meningkatkan sensitivitas.

    Peningkatan resolusi sangat berguna ketika beberapa spesies. Elektroaktif dianalisis

    secara simultan (Fifield dan Haines, 2000). Dalam teknik ini, sampling arus terjadi dua

    kali yaitu pada awal sebelum pulsa naik dan pada akhir sebelum pulsa turun dan

    menggunakan ketergantungan perbedaan waktu dari arus Faraday (if) dan arus

    muatan(ic), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

    Gambar 3. Diagram arus Faraday (if) dan arus muatan (ic) versus waktu

    Teknik ini bertujuan untuk menurunkan batas deteksi pengukuran voltametri

    sampai dibawah konsentrasi 10-8M dalam mode pulsa diferensial. Peningkatan rasio

    antara arus Faraday dan non Faraday sesuai sampai pada konsentrasi10 -8M (Wang,

    2000). Pulsa diferensial dan teknik gelombang persegi adalah teknik pulsa yang palingumum digunakan. Polarogram Pulsa diferensial atau voltamogram puncaknya

    terbentuk karena adanya perbedaan arus yang diukur (Hadzri, 2006). Diagram tahap

    dalam DPV menghasilkan pulsa pada penyapuan linear dapat dilihat pada Gambar 4.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    14/31

    14

    Gambar 4. Diagram tahap pembentukan pulsa dan sampling arus pada DPV

    Pada DPV arus disampling dua kali yaitu sebelum pulsa diberikan dan sebelum

    pulsa jatuh, kira-kira 40 ms ketika arus bermuatan diturunkan. Pengurangan arus yang

    disampling pertama dan kedua membentuk voltamogram derivatif. Tinggi arus puncak

    berbanding lurus dengan konsentrasi analit. Arus yang dihasilkan dari pulsa diferensial

    sangat efektif untuk mengoreksi arus latar belakang.

    3)

    Voltametri Pulsa Gelombang Persegi

    Teknik voltametri gelombang persegi (VGP), pulsa diberikan pada elektroda

    kerja dengan bentuk gelombang persegi simetris pada potensial dasar yang menyerupai

    anak tangga Gambar 5.Voltametri gelombang persegi adalah tipe voltametri pulsa

    yang mempunyai kelebihan yaitu sensitivitas yang tinggi dan laju selusur yang cepat.

    Arus diukur dua kali setiap satu siklus gelombang persegi, yaitu pada akhir pulsa maju

    dan pada akhir pulsa balik. Amplitudo modulasi gelombang persegi pada teknik ini

    sangat besar sehingga saat pulsa balik dapat terjadi reaksi produk kembali menjadi

    analit.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    15/31

    15

    Gambar 5. Cara pemberian pulsa pada teknik VGP

    Voltamogram hasil pengukuran arus terhadap potensial dapat dilihat pada Gambar 6.

    Puncak yang didapat cukup tajam dan simetris di sekitar potensial tengah

    gelombangnya dan besarnya arus puncak sebanding dengan besarnya konsentrasi

    analit di dalam larutan.

    Gambar 6. Voltamogram teknik VGP

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    16/31

    16

    4) Voltametri Pulsa Siklik

    Voltametri siklik merupakan teknik voltametri dimana arus diukur selama

    penyapuan potensial dari potensial awal ke potensial akhir dan kembali lagi ke

    potensial awal atau disebut juga penyapuan (scanning) dapat dibalik kembali setelah

    reaksi berlangsung. Dengan demikian arus katodik maupun anodik dapat terukur. Arus

    katodik adalah arus yang digunakan pada saat penyapuan dari potensial yang paling

    besar menuju potensial yang paling kecil dan arus anodik adalah sebaliknya yaitu

    penyapuan dari potensial yang paling kecil menuju potensial yang paling besar.

    Gambar 7.Sinyal eksitasi untuk voltametri siklik

    Voltametri siklik terdiri dari siklus potensial dari suatu elektroda yang

    dicelupkan ke dalam larutan yang tidak diaduk yang mengandung spesieselektroaktif

    dan mengukur arus yang dihasilkan. Potensial pada elektroda kerja dikontrol oleh

    elektroda pembanding seperti elektroda kalomel jenuh (EKJ) atauperak/perak klorida.

    Pengontrol potensial yang diterapkan pada dua elektroda dapat dianggap sebagai

    sinyal eksitasi. Sinyal eksitasi untuk voltametri siklik adalah penyapuan potensial

    linear dengan gelombang segitiga.

    Potensial sinyal eksitasi segitiga menyapu potensial elektroda antara dua nilai.

    Sinyal eksitasi pada Gambar 2.4 menyebabkan potensial pertama untukpenyapuan

    negatif dari +0,80 (potensial awal) ke -0,20 V (potensial akhir) versusEKJ, sedangkan

    titik arah penyapuan balik (switching potensial) menghasilkan penyapuan positif

    kembali ke potensial awal 0,80 V. Kecepatan penyapuan terlihat pada kemiringan garis

    yaitu 50 mV per detik.

    Voltamogram siklik diperoleh dengan mengukur arus pada elektroda kerja

    selama scan potensial. Arus dapat dianggap sebagai respon sinyal terhadap potensial

    eksitasi. Voltamogram yang dihasilkan merupakan kurva antara arus (pada sumbu

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    17/31

    17

    vertikal) versus potensial (sumbu horizontal). Saat variasi potensial linear terhadap

    waktu, sumbu horizontal dapat dianggap sebagai sumbu waktu.

    Gambar 2.5 merupakan voltamogram siklik dengan menggunakan elektroda

    kerja platina pada larutan yang mengandung K3Fe(CN)6 6,0 mM sebagai spesies

    elektroaktif dalam larutan KNO3 1,0 M sebagai elektrolit pendukung. Sinyal eksitasi

    potensial digunakan untuk memperoleh voltamogram pada Gambar 2.4 tetapi dengan

    pemindahan potensial negatif sebesar -0,15 V. Dengan demikian vertikal menjadi

    sumbu horizontal

    Gambar 8.Voltamogram siklik larutan K3Fe(CN)6 mM dalam KNO3 1 M

    2.4APLIKASI ANALISIS VOLTAMETRI

    Pada makalah ini kami akan menjelaskan salah satu aplikasi dari analisis voltametri,

    yaitu yang dikutip dari jurnal yang berjudul Penentuan Kadmium dalam Air Menggunakan

    Voltametri Stripping Anodik Pada Elektroda Pasta Karbon yang Dimodifikasi denganBubuk Batok Kelapa. Jurnal ini membahas mengenai pengembangan dan penerapan

    elektrokimia dari elektroda pasta karbon yang dimodifikasi dengan serat tempurung kelapa

    untuk penentuan kadmium dalam sampel air.

    a. Pendahuluan

    Hal yang melatarbelakangi penelitian dalam jurnal ini adalah banyak

    ditemukannya kadmium yang masuk kedalam perairan melalui berbagai operasi

    industri. Kadmium menempati peringkat ketujuh dalam daftar prioritas tertinggi zat

    berbahaya. Konsentrasi tinggi ion kadmium dapat membahayakan kesehatan manusia

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    18/31

    18

    dan mencemari lingkungan dan bersifat karsinogenik terhadap manusia dengan merusak

    kekebalan tubuh manusia dan sistem saraf pusat dan penyebab penyakit seperti disfungsi

    ginjal dan kerusakan hati. Oleh karena itu, identifikasi situs tercemar-kadmium yang

    dibutuhkan oleh masyarakat.

    Metode yang sebelumnya digunakan untuk analisis ion Cd (II) diantaranya adalah

    penentuan kadmium secara voltametri stripping menggunakan elektroda berbasis

    merkuri yang merupakan salah satu metode analisis yang sangat sensitif yang tersedia.

    Tapi, karena menimbulkan efek dan limbah yang berbahaya, sangat disarankan untuk

    mengganti merkuri dengan bahan elektroda lain. Baru-baru ini, elektroda pasta karbon

    yang telah dimodifikasi dapat menjadi pengganti yang lebih baik dari elektroda berbasis

    merkuri karena kesederhanaan persiapan, fleksibilitas modifikasi kimia, pembaharuan

    yang cepat dari permukaan elektroda, dan sensitivitas setara dengan elektroda berbasismerkuri. Dengan demikian, elektroda pasta karbon termodifikasi (MCPEs) dan sensor

    terkait menggunakan berbagai jenis pengubah (bahan kimia, enzim, dan ekstrak) telah

    dikembangkan.

    Tempurung kelapa telah banyak digunakan sebagai bahan limbah pertanian untuk

    penyerapan Cd (II) dari larutan. Dalam kelanjutan dari penelitian pada modifikasi

    elektroda pasta karbon sebelumnya, serat tempurung kelapa (Cocos nucifera) digunakan

    untuk memodifikasi elektroda pasta karbon dengan tujuan utama sebagai bahan

    pengubah untuk pengembangan sensor dalam penentuan kadmium.

    b. Metode

    Untuk mempelajari DPASV (Differential Pulse Anodic Sripping Voltametry),

    yang pertama dilakukan adalah akumulasi potensial rangkaian terbuka dibawah

    potensial dengan menempatkan elektroda dalam larutan logam disertai pengadukan

    dengan waktu tertentu, kemudian dibilas dengan aquades diikuti dengan pertukaran

    medium untuk analisis stripping.

    Semua pengukuran dilakukan secara kuantitatif dengan menggunakan salah satu

    metode anodic stripping voltammetryyaitu pulsa differensial untuk mencapai sensivitas

    yang diperlukan pada analisis jejak. Pelaksanaan DPASV dilakukan melalui dua tahap,

    yaitu: akumulasi dibawah rangkaian terbuka dimana elektroda yang dimodifikasi

    direndam dalam larutan logam pada waktu tertentu. Elektroda tersebut kemudian dibilas

    dengan aquades diikuti dengan pertukaran media untuk analisis stripping. Semua

    pengukuran dilakukan pada suhu ruang (24 1 C). Kurva kalibrasi yang diplot dan

    pengaruh berbagai zat potensial senyawa penganggu pada penentuan ion Cd (II)

    dipelajari dibawah kondisi optimal.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    19/31

    19

    Persiapan serat tempurung kelapa - Elektroda Pasta Karbon (CPE)

    termodifikasi. Pembelian kelapa dilakukan di pasar lokal, tempurung kelapa dipisahkan

    antara lapisan luar dan lapisan dalam (mesocarp), dicuci dengan air dan dikeringkan

    dalam oven pada suhu 50 C. Sebagian kecil dari partikel dengan ukuran kurang dari

    150 m dipilih untuk persiapan elektroda. Modifikasi elektroda pasta karbon dibuat

    dengan mencampurkan bubuk grafit dengan minyak mineral (rasio 80:20 w/w)

    menggunakan mortar dan pestle. MCPEs dari perbedaan proporsi (5%, 10%, 15%, 20%,

    25%, dan 30% w/w) disusun dengan menggantikan jumlah yang sesuai dari bubuk grafit

    dengan tempurung kelapa. Pasta ditekan dalam tabung kaca dengan diameter bagian

    dalam 3 mm dan kedalaman 4 cm untuk membentuk permukaan elektroda. Kawat

    tembaga dimasukkan dari bagian belakang agar kontak dengan listrik. Permukaan

    elektroda yang halus diperoleh dengan mendorong bahan elektroda dari bagianbelakang, sehingga menghapus sebagian kecil pasta dari ujung elektroda, dan memoles

    permukaan elektroda pada kertas foto.

    c. Pembahasan

    Karakterisasi Morfologi Elektroda Pasta Karbon dari Bubuk Tempurung

    Kelapa. Hasil scanning dari mikroskop elektron pada gambar 9(a)bubuk tempurung

    kelapa yang tidak termodifikasi dan gambar 9(b)untuk tempurung kelapa termodifikasi

    elektroda pasta karbon. Keduanya menunjukkan perbedaan morfologi.

    Gambar 9. Hasil SEM dari Elektroda Pasta Karbon. (a) Eletroda Pasta Karbon

    belum termodifikasi.(b) Elektroda Pasta Karbon yang dimodifikasi dengan serat

    tempurung kelapa

    Permukaan elektroda pasta karbon yang belum termodifikasi terlihat homogen

    dengan pori-pori halus merata. Setelah elektroda pasta karbon tersebut modifikasi,

    ukuran pori-porinya meningkat dan distribusi pori-pori di permukaannya menjadi tidak

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    20/31

    20

    rata. Kenaikan nilai kekasaran elektroda pasta karbon dari modifikasi serat tempurung

    ini didukung dengan hasil analisa melalui mikroskop atom (AFM). Gambar 10(a)

    merupakan elektroda pasta karbon dari serat tempurung kelapa yang tidak dimodifikasi

    dan gambar 10(b)merupakan elektroda pasta karbon dari serat tempurung kelapa yang

    dimodifikasi. Tingkat kekasaran permukaan elektroda mencapai 84,55 untuk elektroda

    pasta karbon yang tidak dimodifikasi dan 183,96 nm untuk elektroda pasta karbon yang

    dimodifikasi.

    Gambar 10. Hasil AFM dari Elektroda Pasta Karbon. (a) Eletroda Pasta Karbon

    belum termodifikasi.(b) Elektroda Pasta Karbon yang dimodifikasi dengan serat

    tempurung kelapa

    Karakterisasi elektrokimia. Semua percobaan elektrokimia dilakukanmenggunakan potensiostat Autolab Type III (Eco Chemie, Utrecht, Belanda) yang

    dikendalikan oleh Personal Computer menggunakan software NOVA 1.8. Analisis ini

    menggunakan elektroda pasta karbon termodifikasi sebagai elektroda kerja, sebuah Ag

    / AgCl (3,0 mol L-1 KCl) sebagai elektroda pembanding, dan kawat platinum sebagai

    elektroda pembantu. Karakterisasi elektrokimia dilakukan dengan menggunakan

    voltametri siklik. Analisis voltametri siklik dilakukan untuk menentukan K3[Fe(CN)6]

    dengan larutan 0,1 M KCl sebagai elektrolit pendukung. Analisis ini juga mendeteksi

    pengaruh modifikasi pada aktivitas transfer muatan seperti pada gambar 11.

    Berdasarkan definisi voltamogram siklik (CV) dapat diamati bahwa pada gambar 11

    pada kurva b, arus puncak redoks menurun dan terjadi perbedaan potensial puncak yang

    meningkat. Hal ini terjadi karena serbuk tempurung kelapa bertindak sebagai elektron

    inert yang memblokir perpindahan lapisan massa, menghalangi difusi ferricyanide

    menuju permukaan elektroda. Berdasarkan hasil CV, dapat disimpulkan bahwa serbuk

    tempurung kelapa berhasil tertanam pada permukaan elektroda yang dimodifikasi.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    21/31

    21

    Gambar 11. Voltamogram siklik dari elektroda pasta karbon. (a) CPE tidak

    termodifikasi. (b) CPE termodifikasi dengan serat tempurung kelapa pada larutan

    K3[Fe(CN)6] dengan larutan KCl 0,1 M

    Studi impedansi elektrokimia. Untuk studi impedansi elektrokimia (EIS)

    digunakan amplitudo AC dari 10 mV yang diterapkan pada frekuensi 1-100.000 Hz.

    Gambar 12kurva (a) menunjukkan plot studi elektrokimia impedansi untuk elektroda

    pasta karbon yang tidak termodifikasi dan gambar 12 kurva (b) untuk impedansi

    elektroda pasta karbon yang termodifikasi. Pada gambar 12kurva (b) elektroda pasta

    karbon termodifikasi dalam larutan 10 mM K3[Fe(CN)6]. Hasil studi EIS dianalisis

    dengan rangkaian ekuivalen yang sesuai. Sirkuit yang paling pas untuk elektroda pasta

    kerbon termodifikasi diberikan pada Gambar 12kurva b, dimana Rs adalah resistansi

    solusi, Q adalah elemen fase konstan, dan Rp resistensi transfer muatan. Transfer biaya

    nilai resistensi diamati untuk elektroda pasta kerbon yang tidak termodifikasi

    dibandingkan dengan termodifikasi termodifikasi. Dan hasil spektroskopi impedansi

    elektrokimia akan sesuai dengan hasil voltametri siklik.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    22/31

    22

    Gambar 12. Spektra elektrokimia impedansi dari Elektroda Pasta Karbon (a) Tidak

    termodifikasi (kurva a) dan elektroda termodifikasi dengan serat tempurung kelapa

    (kurva b) pada larutan K3[Fe(CN)6] (b) arus

    Studi elektrokimia untuk penentuan logam. Kemampuan CS-MCPE untuk

    penentuan Cd (II) dievaluasi oleh akumulasi Cd (II) pada potensial rangkaian terbuka

    dan stripping elektrokimia larutan elektrolit menggunakan voltametri siklik.

    Berdasarkan kurva CV dalam 0,1 asam klorida M yang terekam tidak menunjukkan

    puncak tanpa akumulasi (Gambar 13 kurva a), sedangkan setelah akumulasi selama 10

    menit, puncak oksidasi terdefinisi muncul dengan baik (Gambar 13kurva b), sesuai

    dengan akumulasi oksidasi kadmium yang membuktikan bahwa logam kadmium akan

    terakumulasi pada permukaan elektroda.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    23/31

    23

    Gambar 13. Voltamogram siklik dari elektroda pasta karbon termodifikasi dengan

    serat tempurung kelapa pada HCl 0,1 M (a) Tanpa akumulasi (b) Setelah Cd (II)

    diakumulasi selama 10 menit pada scan tingkat 50 mV/S

    Berdasarkan hasil voltametri stripping anodik pulsa diferensial menunjukkan

    hasil yang baik dan stripping anodik menunjukkan puncak simetris dengan potensi

    puncak pada -713 mV setelah akumulasi (Gambar 14kurva b), sedangkan kurva datar

    tercapai tanpa akumulasi (Gambar 14 kurva a). Semua pengukuran dilakukan pada

    suhu kamar (24 C 1 C). Selama percobaan, elektroda disimpan di dalam larutan HCl

    0,1 M.

    Gambar 14. Voltamogram stripping anodic pulsa diferensial untuk penentuan Cd (II)

    (a) Sebelum akumulasi (b) Setelah Cd (II) setelah diakumulasi selama 10 menit dalam

    larutan HCl 0,1 M

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    24/31

    24

    Studi FTIR. Dari hasil FT IR didapatkan bahwa serat tempurung kelapa kering

    memiliki pita serapan pada 3.425, 1.625, 1,448 dan 1,2614 cm-1 Yang

    merepresentasikan perenggangan gugusOH, C=O, ikatan OH dan vibrasi peregangan

    C-O . Setelah dikondisikan dengan Cd (II) pita absorbsi berubah menjadi 3.431, 1.631,

    1,446 dan 1,257 cm-1. Hal ini menunjukkan bahwa gugus OH, C-O dan C=O telah

    masuk kedalam ikatan Cd (II).

    Gambar 15. Spektra FTIR dari serat tempurung kelapa sebelum (a) dan setelah

    diperlakukan dengan Cd (II) (b)

    Mekanisme Akumulasi.Berdasarkan hasil penelitian dan informasi dari artikel

    yang relevan, maka mekanisme pengikatan logam pada permukaan elektroda

    termodifikasi dapat diusulkan. Bubuk tempurung kelapa mengandung gugus oksigen

    yang terdiri atas gugus fungsional lignin dan selulosa. Gugus fungsional aktif ini dapat

    menjadi pemicu terjadinya interaksi fisikal antara gugus tersebut dengan ion logam Cd

    (II). Adapun mekanisme yang terjadi ditunjukkan dengan jalur reaksi sebagai berikut:

    Parameter Optimasi. Parameter berbeda yang diambil pada analisis voltametri

    antara lain varasi jumlah, media akumulasi, akumulasi waktu, dan media voltametri

    yang dipergunakan.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    25/31

    25

    Variasi jumlah. Dampak dari jumlah serbuk batok kelapa kering pada CPE

    yang dimodifikasi pada puncak yang sudah diunjukkan pada Gambar 16. Hasilnya

    mengindikasikan bahwa terjadi peningkatan titik puncak dengan peningkatan serbuk

    batok kelapa kering yang digunakan.

    Gambar 16. Respon pengaruh dari modifikasi jumlah DPASV.

    Yang memfasilitasi akumulasi dari cadmium pada permukaan elektroda.

    Bagaimanapun, pada persentase relative bubuk tempurung kelapa sebesar 20%, dapat

    diperoleh puncak serapan tertinggi. Setelah melampaui persentase 20%, peningkatan

    variasi jumlah menyebabkan penurunan nilai serapan, karena adanya jumlah serang

    tempurung kelapa yang berlebih sehingga menyebabkan penurunan konduktivitas dari

    elektroda termodifikasi

    Akumulasi Media. Penumpukan kadmium diuji pada elektrolit pendukung

    seperti larutan asam, larutan basa, dan buffer yang berbeda seperti buffer asetat, buffer

    fosfat, dan buffer Britton-Robinson. Puncak voltametri dari larutan buffer asetat

    menunjukkan puncak anodik yang lebih tinggi dan bentuk puncak lebih baik

    didefinisikan untuk mengamati Cd (II). Baseline untuk penentuan logam dalam buffer

    asetat relatif rendah, menunjukkan buffer asetat sebagai media akumulasi yang terbaik.

    Gambar 17. Pengaruh pH dari akumulasi pelarut pada respon DPASV dari modifikasi

    elektroda pasta karbon.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    26/31

    26

    Pengaruh pH dari media terakumulasi pada respon voltametri dari CS-MCPE

    dipelajari pada kisaran pH antara 3,0-6,0 dalam larutan yang mengandung 1 ppm Cd

    (II) dengan 1 mM buffer natrium asetat. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17,

    puncak anodik meningkat saat pH berubah dari 3,0 menjadi 6,0, mencapai maksimum

    pada pH 5 dan kemudian menurun. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ikatan

    maksimal ion logam pada permukaan elektroda terjadi pada pH 5. Sejak ionisasi dari

    gugus fungsi tergantung pada penggumpalan pelarut dan pH-nya, pada pH > pKa,

    sebagian besar gugus fungsi terutama dalam bentuk terionisasi dan dapat bertukar H+

    dengan ion logam dalam larutan. Konsentrasi buffer asetat juga bervariasi mulai dari

    0,1 hingga 100 mM. Nilai arus maksimum diperoleh pada 1 mM buffer asetat.

    Akumulasi Waktu. Pengaruh waktu akumulasi diamati pada stripping arus

    puncak 0,1, 1, dan 10 ppm Cd (II) dalam 1 mM larutan natrium asetat bufer. Terjadipeningkatan respon dengan meningkatnya waktu prakonsentrasi pada saat awal, yang

    menunjukkan bahwa kadmium dengan cepat diserap pada permukaan elektroda

    termodifikasi, sementara akumulasi lanjut berkepanjangan tidak memperbaiki tinggi

    puncak. Dibandingkan dengan tiga konsentrasi ion logam yang dipilih untuk percobaan

    ini, permukaan elektroda untuk konsentrasi yang lebih tinggi akan jenuh lebih awal

    dibandingkan dengan konsentrasi rendah. Untuk percobaan lebih lanjut, digunakan

    larutan 1 ppm Cd (II) dengan waktu akumulasi 10 menit.

    Media stripping. Pengaruh sifat media stripping pada respon saat diteliti

    menggunakan asam klorida, asam nitrat, asam sulfat, asam perklorat, asam fosfat,

    natrium hidroksida, amonium hidroksida, natrium klorida, dan kalium klorida; hasilnya

    ditunjukkan pada Gambar 18. Respon arus maksimum ditunjukkan oleh larutan asam

    klorida sebagai media stripping, karena dalam larutan asam, proton memiliki

    kemampuan untuk menggantikan ion Cd (II); di samping itu, ion klorida HCl menaikkan

    stripping dari logam. Hal ini terbukti dari penelitian sebelumnya bahwa ion Cl- adalah

    ligan migrasi terbaik untuk Cd (II) (Rajawat et al. 2013a). Pengaruh konsentrasi

    stripping pelarut juga dipelajari dengan memvariasikan konsentrasi dalam kisaran 0,01

    - 1 M. Respon arus optimum teramati pada 0,1 M HCl.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    27/31

    27

    Gambar 18. Pengaruh dari stripping perbedaan pelarut pada respon arus DPASV

    Penentuan logam dengan adanya surfaktan. Pengaruh kehadiran surfaktan

    pada penentuan Cd (II) dilakukan dengan menggunakan Triton X-100, SDS, dan CTAB

    masing-masing mewakil surfaktan non-ionik, anionik, dan kationik. Voltamogram dari

    efek surfaktan pada nilai arus ditampilkan dalam Gambar 19. Peningkatan respon

    terjadi pada surfaktan anionik, sedangkan untuk surfaktan kationik terjadi penurunan

    respon. Untuk surfaktan netral, tidak begitu banyak perubahan yang teramati. Tidak ada

    variasi dalam nilai potensial puncak yang diamati untuk penentuan Cd (II) pada

    peningkatan jumlah surfaktan.

    Gambar 19. Pengaruh perbedan surfaktan pada respon DPASV dari CS-MCPE

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    28/31

    28

    Interference study (studi gangguan).Pengaruh adanya ion logam lain dalam

    larutan pada arus puncak anodik dari Cd (II) dievaluasi. Perubahan 10% dalam respon

    arus diasumsikan sebagai respon arus konstan. Tidak berpengaruh pada penentuan Cd

    (II) diamati hingga 250 kali lipat dari Pb (II), 5 kali lipat dari Cu (II), 25 kali lipat Ni

    (II), dan 30 kali lipat Cr (VI). Hasil penelitian gangguan dapat dibenarkan oleh teori

    asam basa keras-lunak. Situs ikatan utama pada modifier ini adalah grup COOH dan

    OH, yang basa keras, sedangkan logam Pb (II) dan Cu (II) adalah menengah; Cd (II),

    Hg (I), dan Zn (II) adalah asam yang lunak. Menurut teori dasar asam keras-lunak, asam

    keras cenderung membentuk kompleks dengan basa keras, dan asam yang lunak

    cenderung membentuk kompleks dengan basa lunak. Karena tembaga terikat kuat pada

    permukaan elektroda, sehingga merupakan logam yang sangat mengganggu.

    Karakteristik Analisis. Kinerja analisis dari CS-MCPE dievaluasi denganpenambahan Cd (II) standar dibawah kondisi optimum. Hubungan linier teramati antara

    sinyal analisis dan konsentrasi mulai 200-650 gL-1. Diarea ini, persamaan yang

    dihasilkan adalah y = 31,21x 1,154, dengan koefisien korelasi (R) = 0,998. Batas

    deteksi menjadi 105 ppb (S / N = 3) setelah akumulasi 15 menit. Batas deteksi elektroda

    berbeda dengan elektroda yang disiapkan sebelumnya. Stabilitas elektroda siap

    ditentukan menggunakan DPSAV untuk modifikasi elektroda yang sama dengan selang

    waktu 2 minggu lebih dari 6 bulan, dan ditemukan 6 bulan dengan asumsi 5% respon

    perubahan sebagai respon arus konstan.

    Gambar 20.Kurva adisi standar pada penentuan Cd (II) dengan kondisi optimasi 15menit waktu prekonsentrasi.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    29/31

    29

    2.5CONTOH SOAL ANALISIS VOLTAMETRI

    1.

    Konsentrasi tembaga dalam sampel air laut ditentukan oleh voltametri stripping anodik

    menggunakan metode penambahan standar. Ketika sampel 50,0 mL dianalisis, arus

    puncak adalah 0,886 A. Lonjakan 5,00 L 10 ppm Cu2+ yang ditambahkan,

    menghasilkan puncak 2,52 A. Hitung ppm Cu2+

    dalam sampel air laut !

    Jawab:

    Arus puncak di voltametri stripping anodik adalah fungsi linear dari konsentrasi

    ip = k (ppm Cu2 +)

    di mana k adalah konstanta. Jadi, untuk sampel kita menulis 0,886 = k (ppm Cu2 +) dan

    untuk penambahan standar :

    2.52 = k (.5

    .5 +5. 6 2++ 5.

    6

    .5 +5. 610.0 )

    Menyelesaikan persamaan, dengan mengganti k dari persamaan pertama ke dalam

    persamaan kedua:

    2.52 0.8859 +(8.859 ).

    Hasil penyelesaian tersebut memberikan konsentrasi Cu2 +sebagai 5.42 x10-4ppm, atau

    0.542 ppb.

    2. Larutan timah hitam dengan konsentrasi yang tidak diketahui menghasilkan arus listrik

    difusi sebesar 1,00 A. Kemudian ke dalam larutan 10,00 ml dari larutan yang tidak

    diketahui ditambahkan 0,500 ml larutan standar timah hitam yang mempunyai

    konsentrasi 0,0400 M. Arus difusi dengan larutan terpaku adalah 1,50 A. Hitung

    konsentrasi timah hitam dari larutan yang tidak diketahui tersebut !

    Jawab:

    Asumsikan C sebagai konsentrasi yang tidak diketahui. Kemudian konsentrasi timah

    hitam di dalam larutan campuran dinyatakan dengan:

    ,+,5,4,5

    =,+,2

    ,5

    Karena idberbanding lurus dengan konsentrasi,

    ,

    =

    ,5

    ,+,2/,5

    C = 0,00348 M

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    30/31

    30

    BAB III

    PENUTUP

    3.1 Kesimpulan

    Voltametri adalah metode elektrokimia dimana arus diamati pada pemberian potensial

    tertentu. Respon arus yang dihasilkan berasal dari transfer elektron selama proses oksidasi dan

    reduksi dari analit. Sel voltametri terdiri dari elektroda kerja, elektroda pembantu, dan elektroda

    pembanding. Ketiga elektroda tersebut tercelup dalam sel voltametri yang berisi larutan sampel.

    Jenis dan teknik yang termasuk kedalam voltametri adalah Polarografi, Hydrodynamic

    Voltametri, Stripping voltametri. Salah satu aplikasi dari analisis voltametri, yaitu dikutip dari

    jurnal yang berjudul Penentuan Kadmium dalam Air Menggunakan Voltametri Stripping

    Anodik Pada Elektroda Pasta Karbon yang Dimodifikasi dengan Bubuk Batok Kelapa. Jurnal

    ini membahas mengenai pengembangan dan penerapan elektrokimia dari elektroda pasta

    karbon yang dimodifikasi dengan serat tempurung kelapa untuk penentuan kadmium dalam

    sampel air.

  • 7/25/2019 Makalah Kimia Elektro Analitik Fix

    31/31

    DAFTAR PUSTAKA

    Day, R.A., Underwood, A.L, 1992,Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta,

    283

    Fifield, F.W. dan Kealey, D, 2000, Principles and Practice of Analytical Chemistry, 5th

    Edition, Blackwell Science, Ltd., Oxford Skoog, D. A. 1998.Fundamental of Analytical

    Chemistry. Seventh edition. Saunders College Publishing, USA

    Harvey, D., 2000, Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill Companies, Inc., US, 346-350,

    510

    Liadler, Keith, 1996, Principles of Chemistry, University of Ottawa, Kanada

    Scholz, F, 2010,Electroanalytical Mehods Guide to Experiments and Applications 2nd Resivedand Extended Edition, London, Springer

    Wang, J., 1994,Analytical Electrochemistry, VCH Publishers, Inc., New York, 1-29, 113-115