slide kuliah ph meter[1]

18
1 Elektrode Membran-Kaca untuk Pengukuran pH Program PHK A2 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor A. Elektrode Ion-Selektif (ISE) ISE mampu secara selektif mengukur aktivitas (konsentrasi) spesies ionik tertentu, bahkan dapat menjadi sedemikian selektifnya sehingga disebut elektrode ion-spesifik. Potensial sambungan cairan (liquid junction potential) Terbentuk pada membran karena perbedaan mobilitas dari berbagai ion dalam kedua elektrolit yang dipisahkannya. (1) ln ln 2 1 1 2 j i i i i i i i i i i a a Z t RT a a Z t RT E F F Misalkan ada beberapa ion dengan aktivitas a 1 pada sisi kiri dan a 2 pada sisi kanan dari membran, potensial sambungannya

Upload: ifri-surya-permana

Post on 20-Jan-2016

58 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: Slide Kuliah pH Meter[1]

1

Elektrode Membran-Kaca untuk

Pengukuran pH

Program PHK A2

Departemen Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor

A. Elektrode Ion-Selektif (ISE)

ISE mampu secara selektif mengukur aktivitas (konsentrasi) spesies ionik

tertentu, bahkan dapat menjadi sedemikian selektifnya sehingga disebut

elektrode ion-spesifik.

Potensial sambungan cairan

(liquid junction potential)

Terbentuk pada membran karena

perbedaan mobilitas dari berbagai

ion dalam kedua elektrolit yang

dipisahkannya.

(1)lnln

2

1

1

2

j i i

i

i

i

i i

i

i

i

a

a

Z

tRT

a

a

Z

tRTE

FF

Misalkan ada beberapa ion dengan aktivitas a1 pada sisi kiri dan a2 pada

sisi kanan dari membran, potensial sambungannya

Page 2: Slide Kuliah pH Meter[1]

2

Sumbangan setiap ion bergantung pada muatannya, Zi , bukan pada nilai

n untuk reaksi elektrokimia pada elektrode (persamaan Nernst)

Potensial sambungan juga bergantung pada mobilitas setiap ion, yang

dinyatakan sebagai bilangan angkutan (transference number), ti.

Pada membran selektif-ion yang ideal, ti = 1 untuk ion tertentu; sebaliknya,

ti = 0 untuk semua ion lainnya, maka persamaan (1) menjadi:

2

1j ln

a

a

Z

RTE

F

Potensial sambungan merupakan jumlah dari sumbangan setiap ion (i).

Pada 25oC dan dengan logaritma basis 10:

2

1j log

0,05916

a

a

ZE

Untuk suatu sel elektrokimia yang menggabungkan membran selektif-ion:

Esel = Ekanan – Ekiri + Ej

(a1, a2, dan Z merujuk pada ion dengan ti = 1)

Jika kedua elektrode merupakan elektrode

rujukan, seperti elektrode kalomel standar

(SCE) atau Ag/AgCl (tak harus sama), maka:

jkirirujkananrujsel EEEE

2

1kirirujkananrujsel log

05916,0

a

a

ZEEE

Jika aktivitas (konsentrasi) ion terpilih pada

komparteman elektrolit dengan Eruj kanan (a2)

dibuat tetap:

12kirirujkananrujsel log05916,0

log05916,0

aZ

aZ

EEE

)2...(p05916,0

log05916,0

11sel aZ

KaZ

KE

Misalkan membran selektif terhadap Cd2+: pCd05916,0

selZ

KE

Page 3: Slide Kuliah pH Meter[1]

3

Tanda pada persamaan (2) bergantung pula pada muatan ion terpilih

karena Z membawa tanda aljabar. Nilai kemiringan + 29,6 mV untuk

elektrode Cd2+, tetapi menjadi sekitar –59,2 mV untuk elektrode F–.

Nilai K bergantung pada kedua elektrode rujukan yang digunakan dan

pada [Cd2+] di dalam kompartemen elektrode yang mengandung

membran ion-selektif tersebut.

Tanda suku aktivitas bergantung pada elektrode di sebelah kiri. Jika

ISE menjadi sisi kiri pada konfigurasi sel elektrokimia, tanda dalam

persamaan (2) akan dibalik, dan tentu saja K juga berlawanan tanda.

Cara paling sederhana untuk menggunakan ISE:

Nilai E diukur untuk beberapa larutan standar, lalu dibuat kurva kalibrasi,

dan nilai K dan kemiringan ditetapkan dengan metode kuadrat terkecil

Nilai Eruj dan a2 tidak diperlukan.

Kenonidealan membran dan/atau pengabaian koefisien aktivitas teratasi.

Garis utuh : a(F), kemiringan = –59 mV;

Garis putus-putus : [F], kemiringan rerata = –57 mV

(terdapat lengkungan kecil pada konsentrasi tinggi)

Jenis-jenis ISE berdasarkan membran yang digunakan:

Elektrode membran kaca

Elektrode membran polimer

Elektrode membran kristalin

Elektrode membran kaca bersama dengan suatu membran

permeabel-gas untuk menetapkan konsentrasi gas

Page 4: Slide Kuliah pH Meter[1]

4

A. 1. Elektrode Rujukan

Potensial elektrode rujukan harus tidak bergantung pada larutan tempat ia

dicelupkan dan tidak berubah secara berarti saat dialiri sejumlah kecil arus.

Elektrode Hidrogen Standar (SHE)

Elektrode: sepotong kecil lembaran Pt

yang dilapisi oleh selembar Pt yang

terbagi dengan halus (Pt hitam)

Permukaan Pt hitam yang sangat luas dapat menjerap sejumlah besar gas

itu, dan membuatnya bersentuhan dengan H+(aq) pada permukaan elektrode.

Lembaran terlapisi ini dicelupkan ke

dalam larutan asam dengan a(H+) =

1,0, dan melaluinya dialirkan gas H2

dengan P = 1,0 atm.

Potensial elektrode Pt ditentukan oleh kecenderungan relatif H+(aq) untuk

tereduksi dan H2(g) untuk teroksidasi.

Potensial SHE diberi nilai tepat nol pada semua suhu:

2 H+(aq) + 2 e- H2(g) E

o = 0,00 V

dan dijadikan rujukan universal untuk penetapan potensial semua elektrode

lainnya, baik langsung maupun tak langsung.

Kelebihan:

Sangat dapat-ulang (reproducible).

Potensial yang dihasilkan sangat dekat dengan perkiraan teoretis.

Kekurangan:

Permukaan elektrode sangat rapuh dan tidak boleh tersentuh, tergores,

atau dibiarkan kering.

Diperlukan gas H2 serta regulator tekanan dan aliran yang terkait.

Elektrode Kalomel Jenuh (SCE)

Bagian kerja elektrode: kawat Pt yang dicelupkan dalam bubur (slurry)

dari Hg2Cl2 (kalomel), Hg(l), dan KCl(aq) jenuh, ditampung pada tabung

sebelah dalam.

Page 5: Slide Kuliah pH Meter[1]

5

Di bagian bawahnya terdapat sebuah serat keramik atau benang

asbes berpori yang kecil, yang memungkinkan hubungan listrik antara

satu sisi jembatan garam dan larutan uji tanpa menyebabkan aliran

cairan yang lumayan di antara kedua larutan itu.

SCE: (a) komersial; (b) disiapkan di laboratorium

Tabung sebelah luar: jembatan garam KCl jenuh yang memungkinkan

keseluruhan rakitan untuk ditempatkan langsung dalam larutan uji.

Lubang di dekat puncak tabung sebelah luar ialah untuk menambah

atau mengganti larutan KCl.

Setengah-sel SCE: Hg | Hg2Cl2 (jenuh), KCl (jenuh) | |

Setengah-reaksi SCE: Hg2Cl2(s) + 2e- 2 Hg(l) + 2 Cl-(aq)

Potensial SCE:

(persamaan Nernst) 1

]Cl)[1(log

2

0592,0 2o

/HgClHg 22

EE

Esel konstan selama larutan jembatan garam tidak bercampur dengan

larutan uji

Karena digunakan larutan jenuh,

[Cl] tetap (KCl jenuh ~ 4,2 M) jika sejumlah pelarut menguap.

Ej relatif kecil pada kedua antarmuka jembatan garam-larutan.

Kelarutan KCl, dan karena itu konsentrasi larutan jenuh, bergantung

pada suhu, maka perubahan kecil pada suhu menyebabkan perubahan

besar pada potensial elektrode.

Page 6: Slide Kuliah pH Meter[1]

6

Pengaruh suhu ini jauh lebih kecil dalam elektrode kalomel yang meng-

gunakan larutan KCl takjenuh (1,0 M atau 0,1 M):

Suhu (oC)

Potensial (V)

Kalomel

(KCl 0,1 M)

Kalomel

(KCl 1,0 M)

Kalomel

(KCl jenuh)

Ag/AgCl

(KCl 1,0 M)

10

15

20

25

30

35

40

0,3362

0,3361

0,3358

0,3356

0,3354

0,3351

0,3345

0,2810

0,2539

0,2511

0,2478

0,2445

0,2412

0,2376

0,2345

0,2314

0,2286

0,2256

0,2223

0,2190

0,2157

0,2121

Elektrode Perak-Perak Klorida

Sebuah kawat Ag berlapis AgCl dicelupkan dalam suatu larutan KCl

yang dijenuhkan dengan AgCl.

Setengah-sel: Ag(s) | AgCl (jenuh), KCl (x M) | |

Setengah-reaksi:

AgCl(s) + e- Ag(s) + Cl-(aq)

Potensial SCE (persamaan Nernst):

]log[Cl1

0,0592o

AgCl/Ag

EE

Keuntungan elektrode ini terhadap SCE yang

populer ialah dapat dibuat sangat kecil dan

dapat digunakan pada suhu agak lebih tinggi.

Page 7: Slide Kuliah pH Meter[1]

7

A. 2. Elektrode Membran Kaca

Membran kaca tipis yang peka terhadap H3O+ dilapiskan pada bagian

bawah suatu tabung kaca yang lebih tebal, kokoh, dan non-responsif

sehingga seluruh membran dapat terendam selama pengukuran.

Elemen internal berupa elektrode rujukan Ag-AgCl yang direndam

dalam larutan internal dengan [H3O+] tertentu (biasanya bufer pH

7) yang dijenuhkan oleh AgCl.

Perilaku membran kaca lebih rumit daripada sekadar konsep potensial

sambungan difusional sederhana yang dijelaskan sebelumnya.

Page 8: Slide Kuliah pH Meter[1]

8

Konduktivitas membran-kaca diakibatkan oleh migrasi Na+ melalui kaca,

sedangkan (beda) potensial peka-pH berasal dari kesetimbangan pada

permukaan sebelah dalam dan sebelah luar dari membran kaca.

Secara struktural, membran kaca merupakan jaringan tak beraturan dari

unit-unit SiO2 tetrahedral yang dihubungkan melalui atom-atom oksigen

yang dimiliki bersama

Jaringan semacam ini mengandung banyak oksigen bermuatan negatif

yang dapat mengikat kation, terutama Na+.

Ketika bersentuhan dengan larutan berair, permukaan luar membran

menyerap banyak air dan terbentuk lapisan terhidrasi yang mirip-gel.

Ketebalannya bergantung pada komposisi kaca, tetapi biasanya dalam

kisaran 10-5 sampai 10-4 mm

Lapisan-lapisan ini berperan sebagai membran penukar-kation dengan

selektivitas yang tinggi terhadap kation tertentu.

Dalam hal elektrode-pH kaca, ion H3O+ dalam larutan yang secara spesifik

berdifusi ke dalam lapisan terhidrasi dan menggantikan ion Na+ dari tapak

pengikatan kation:

kacalar3 NaOH kaca3lar OHNa ..... (4)

Tetapan kesetimbangan untuk Persamaan (4) demikian besar sehingga

pada pokoknya semua tapak pada permukaan kaca akan ditempati oleh

ion H3O+, kecuali untuk larutan yang paling basa.

Karena itu, [H3O+]lar yang akan memengaruhi posisi kesetimbangan dan

pada gilirannya menentukan jumlah tapak pengikatan negatif yang bebas.

[Keberadaan air penting bagi kesetimbangan permukaan ini;

elektrode kaca yang kering tidak akan responsif terhadap pH.]

Konsentrasi (aktivitas) H3O+ pada larutan yang akan diukur pH-nya (a1) ≠

konsentrasi H3O+ internal (a2) setiap sisi membran kaca akan memiliki

muatan negatif, dan karena itu potensial permukaan, yang berbeda pula

Page 9: Slide Kuliah pH Meter[1]

9

Permukaan terhidrasi sebelah luar yang bersentuhan dengan a1 memiliki

potensial V1, sementara yang sebelah dalam potensialnya V2:

)1(

11 log 0,0592

ga

aV

2

)(

2 log 0,0592a

aV

g2

a1(g) dan a2(g) = aktivitas ion hidrogen dalam permukaan gel terhidrasi

(berturut-turut sebelah luar dan dalam)

Jika kedua permukaan gel identik dan semua tapak yang tersedia

diisi oleh H+, a1(g) = a2(g), maka

2

1

2)1(

)2(1

21 log 0,0592log 0,0592a

a

aa

aaVVE

g

g

m

... (5)

Berdasarkan diagram sel: Esel = EAgCl/Ag – ESCE + Ej = K’ + Em … (6)

Karena a2 merupakan tetapan,

1 log 0,05916 aK"Em atau pH 0,05916 K"Em... (7)

Secara eksperimental, cocok: Esel = K – 0,05916 pH ... (8) Potensial Asimetri

Jika kedua elektrode rujukan identik (misalnya, keduanya elektrode

Ag/AgCl), dan larutan internal dan eksternal sama pH-nya, beda

potensial terukur (Esel) seharusnya sama dengan nol

Dalam eksperimen, hampir selalu teramati suatu beda potensial kecil

yang disebut potensial asimetri.

Nilai potensial asimetri berbeda-beda dari elektrode ke elektrode

(tidak dapat-ulang)

Untuk elektrode tertentu, nilainya berubah-ubah terhadap waktu

Potensial asimetri disebabkan oleh tidak identiknya kedua permukaan

membran pada skala mikroskopik akibat

cacat permukaan atau regangan (strain) mekanis selama pembuatan,

serangan kimiawi dan mekanis dan kontaminasi permukaan luar

selama penggunaan rutin.

Page 10: Slide Kuliah pH Meter[1]

10

Potensial asimetri tidak berubah dengan cepat, dan pengaruhnya pada

pengukuran yang diinginkan dapat dikoreksi dengan kalibrasi berkala

elektrode pH meter menggunakan larutan bufer pH standar.

Larutan ini dapat dibeli atau disiapkan in-house menggunakan resep

yang tepat. Berikut ini ialah 7 resep bufer versi National Institute of

Standard and Technology (NIST).

Suhu (oC)

20 25 30 35 40

Kalium hidrogen tartrat, dijenuhkan pada 25 oC - 3,557 3,552 3,549 3,547

Kalium dihidrogen sitrat 0,05000 M 3,788 3,776 3,766 3,759 3,753

Kalium hidrogen ftalat (KHP) 0,05000 M 4,002 4,008 4,015 4,024 4,035

Kalium dihidrogen fosfat (KH2PO4) 0,02500 M +

dinatrium hidrogen fosfat (Na2HPO4) 0,02500 M 6,881 6,865 6,853 6,844 6,838

KH2PO4 0,008695 M + Na2HPO4 0,03043 M 7,429 7,414 7,400 7,389 7,380

Natrium tetraborat (Na2B4O7) 0,01000 M 9,225 9,180 9,139 9,102 9,068

Natrium bikarbonat (NaHCO3) 0,02500 M +

natrium karbonat (Na2CO3) 0,02500 M 10,062 10,012 9,966 9,925 9,889

Ketidakpastian nilai Ka dan ketidakpastian lainnya dalam mengukur

pH membuat pengukuran mutlak tidak lebih baik dari sekitar + 0,01

pH (ketidakpastian 2,3% dalam [H3O+])

Bagaimanapun, perubahan pH dalam suatu sistem dapat diukur

dengan ketepatan jauh lebih tinggi, dan tersedia pH meter komersial

yang mengukur sampai + 0,001 pH.

Selektivitas

Selektivitas ISE ditentukan oleh kekhususan reaksi yang membawa ion

analit ke dalam lapisan terhidrasi.

Komposisi kimiawi dan struktur membran kaca sangat menentukan,

tetapi hubungannya dengan selektivitas respons belum dimengerti

dengan baik.

Hingga saat ini, belum ada elektrode yang merespons satu jenis tunggal

ion. Hanya elektrode selektif-ion H3O+ (elektrode pH) dan -ion Na+ yang

cukup baik dan bernilai.

Page 11: Slide Kuliah pH Meter[1]

11

[Kedua kaca tersusun terutama oleh SiO2 (sekitar 70%). Sisanya ialah

campuran CaO, BaO, Li2O, dan Na2O dalam kaca selektif-ion H+,

sementara dalam kaca selektif-ion Na+, merupakan Al2O3 dan Na2O.]

Respons relatif elektrode terhadap ion penyusun lainnya, B, yang

dibandingkan dengan respons untuk ion analit, A, pada konsentrasi yang

sama disebut tetapan selektivitas:

Aterhadaprespons

BterhadapresponsS K

Diinginkan KS yang kecil, misalnya:

KS = 0,001 [B] harus 1000 [A] (dengan asumsi muatan ionik

keduanya sama) untuk menghasilkan respons elektrode yang sama

Telah disebutkan sebelumnya bahwa permukaan membran kaca

seluruhnya berbentuk H3O+, kecuali dalam larutan yang sangat basa

selektivitas elektrode pH terhadap H3O+ luar biasa tinggi (KS <<).

Linear sampai [H3O+] berorde 12:

logam alkali tidak mengganggu

sampai konsentrasi mereka

sekitar 100 miliar kali lebih besar

daripada [H3O+]! (Sekarang ini,

telah dikembangkan membran

kaca dengan KS < 10-10.)

Respons-pH elektrode kaca

dalam larutan 0,1 M dari

berbagai kation logam alkali:

Tidak ada elektrode membran lain yang dapat menyamai elektrode pH

kaca dalam hal selektivitas

Elektrode ion-natrium sesungguhnya lebih responsif terhadap H3O+,

tetapi ia masih dapat digunakan untuk mengukur Na+ sampai 10-5 M

dalam larutan netral atau agak basa yang [H3O+]-nya sangat rendah.

Page 12: Slide Kuliah pH Meter[1]

12

Ketika [Na+] dalam larutan >> [H3O+], seperti ketika pH>11, membran

kaca akan menunjukkan respons terhadap [Na+] galat basa.

Potensial sel terukur akan meliputi pula sumbangan dari [Na+]:

Esel = K + 0,05916 log ([H3O+] + Ks[Na+])

KS = 1 membran merespons sama besar pada kedua ion.

Selain galat basa yang berarti, elektrode kaca juga menampakkan

galat positif kecil dalam larutan asam kuat. Di bawah pH 0 sampai

1, galat sebesar beberapa persepuluh dari pH akan teramati.

Dalam persamaan yang diperluas, gangguan dari semua ion harus

dijumlahkan, maka:

i

ZZ

iis,iK

ZKE I,

A

[I][A] log0,05916

A

sel

[A] = konsentrasi ion analit dan [I]i = konsentrasi ion(-ion) pengganggu.

Respons elektrode kaca terhadap ion Na+ telah mendorong kimiawan

analitik untuk mengembangkan membran kaca yang selektif terhadap

berbagai kation. Artinya, nilai KS justru diharapkan besar!

Telah ditemukan bahwa kaca yang mengandung Al2O3 atau B2O3

responsif terhadap ion logam alkali dan bahwa membran kaca yang

responsif terhadap Na+, K+, NH4+, Rb+, Cs+, Li+, dan Ag+ dapat dibuat.

Pangkat ZA/ZI,i mengoreksi perbedaan muatan antara analit dan setiap

pengganggu. Biasanya, pengganggu yang paling serius bermuatan

sama seperti analit ZA/ZI = 1

Jenis Elektrode Membran Kaca

Elektrode kaca dibuat dalam berbagai ukuran dan bentuk:

Elektrode ujung-runcing dirancang untuk menembus dan mengukur

pH berbagai bahan semilunak seperti roti, keju, dan buah.

Elektrode semimikro akan pas di dalam tabung reaksi kecil dan hanya

memerlukan 0,2 mL larutan contoh.

Page 13: Slide Kuliah pH Meter[1]

13

Sebagian besar elektrode pH juga dijual

tergabung secara fisik dengan suatu

elektrode rujukan Ag-AgCl eksternal,

dalam sebuah tabung tunggal.

Lebih kompak daripada sistem dua-

elektrode terpisah.

Mudah dikenali di laboratorium dari

steker penghubung dua-cabangnya Elektrode gabungan

B. Teknik Pengukuran Potensiometrik Langsung

Kelebihan:

sederhana,

analitstandarlarutandalamyapotensialn

ujilarutandalamindikatorelektrodepotensialDasarnya,

tidak perlu praperlakuan contoh jika KS << dan bebas dari pengaruh

matriks contoh,

mudah diadaptasikan dengan pemantauan sinambung pada berbagai

proses industri dan alami.

B. 1. Kalibrasi Elektrode

Teknik ini melibatkan pengukuran potensial suatu elektrode indikator

yang direndam dalam larutan anu dan menggunakan persamaan

respons elektrode tersebut untuk menghitung konsentrasinya.

Page 14: Slide Kuliah pH Meter[1]

14

Tegangan sel terukur: Esel = Eind – Eruj + Ej ... (9)

dengan 2 potensial sambungan terpenting terjadi saat jembatan garam

bersentuhan dengan larutan analit dan larutan elektrode rujukan.

Dengan menggabungkan respons elektrode penunjuk untuk analit A ke

dalam persamaan 9, dihasilkan

jrujsel pA0592,0

EEn

QE

dengan K = Q + Ej – Eruj harus ditetapkan secara eksperimental,

karena Ej tidak dapat dievaluasi dari teori, menggunakan larutan yang

diketahui konsentrasi analitnya.

n

EK

n

EEEQ

/0592,0/0592,0

)(pA selselrujj

... (10)

Setelah K diketahui, Esel zat anu diukur, dan kedua nilai ini digunakan

untuk menghitung pA.

Persamaan (10), dituliskan dalam terminologi pH, dapat ditata ulang

menjadi persamaan (8).

Ketika elektrode pH dan rujukan direndam dalam larutan bufer standar

yang diketahui pH-nya dengan akurat, pembacaan meter yang tepat

diset dengan kenop berlabel kalibrasi: meter diberi tahu nilai K.

Semua pH meter dirancang untuk mengubah 1 satuan pH setiap terjadi

perubahan tegangan sel sebesar 0,0592 V pada 25 °C.

Jika perubahan potensial akibat perubahan 1 satuan pA tidak persis

0,0592/n V, respons elektrode dikatakan non-Nernstian.

Respons ini cukup umum dalam ISE dan membuat pembacaan meter

tidak tepat. Digunakan kenop berlabel kemiringan atau suhu untuk

menyetel ke nilai yang tepat.

Page 15: Slide Kuliah pH Meter[1]

15

Kesahihan (validity) pengukuran potensiometrik langsung bergantung

pada kemampuan kita membuat potensial sambungan demikian

kecilnya sehingga dapat diabaikan

atau, jika tidak berhasil, untuk memastikan bahwa nilainya hampir

sama dalam pengukuran larutan standar maupun larutan anu.

Sayangnya, kita sering tidak dapat melakukan keduanya karena

komposisi zat anu hampir pasti akan berbeda dari larutan standar

yang digunakan untuk kalibrasi elektrode.

Respons ISE lebih ditentukan oleh aktivitas daripada konsentrasi analit.

Ketika kekuatan ionik (I) << atau ketika I contoh ≈ standar, koefisien

aktivitas () ~ 1 perbedaan antara aktivitas dan konsentrasi dapat

diabaikan.

Penambahan elektrolit lembam dalam jumlah besar (berlebih), tetapi

terukur pada setiap larutan dapat ‘menyetarakan’ I contoh dan standar.

Meskipun sangat sederhana dan cepat, teknik kalibrasi elektrode kurang

baik karena galat yang kecil dalam tegangan terukur diterjemahkan

sebagai galat yang besar dalam konsentrasi terhitung.

Persamaan (10): n

EK

/0592,0pA sel

[analit] ‘sesungguhnya’

Misalkan tegangan sel terukur bergalat 1 mV (0,001 V), maka:

n

EK

/0592,0

001,0pA' sel

[analit] ‘eksperimental’

yang jika ditata ulang untuk n = 1 menjadi 04,110[A]

][A' 0169,0

n/0592,0

001,0pA'pA )0169,0(

]A'[

1log

]A[

1log n

Maka:

Jadi, galat dalam konsentrasi terhitung sebesar %100x]A[

[A]-]A'[ = 4%

Galat ini menjadi dua kali lebih besar untuk ion divalen (n = 2).

Page 16: Slide Kuliah pH Meter[1]

16

B. 2. Kalibrasi Sistem

Teknik kalibrasi elektrode memiliki dua keterbatasan serius:

Persamaan (10) (atau yang serupa dengannya) diasumsikan sahih.

Digunakan standar tunggal untuk menentukan nilai K dalam persamaan

tersebut.

Kalibrasi sistem menggunakan sederet standar untuk menentukan

secara eksperimental hubungan antara sinyal dan konsentrasi.

Potensial elektrode terukur

dialurkan terhadap logaritma

negatif dari konsentrasi atau

aktivitas.

Pengaruh galat acak yang kecil juga dikurangi dengan menggunakan

sejumlah nilai untuk menetapkan posisi kurva.

Galat yang tak diduga-duga besarnya pada salah satu nilai terukur

mudah dikenali karena titik tersebut akan berada jauh dari kurva yang

digambarkan oleh titik-titik lainnya.

Karena potensial elektrode juga ditentukan oleh aktivitas ion analit,

seperti halnya kalibrasi elektrode, kesahihan prosedur ini bergantung

pada nilai yang hampir sama untuk standar dan zat anu.

Page 17: Slide Kuliah pH Meter[1]

17

B. 3. Penambahan Standar

Teknik ini menggunakan pendekatan yang berbeda untuk mengatasi

masalah kekuatan ionik.

Potensial elektrode contoh diukur sebelum dan sesudah penambahan

sejumlah kecil larutan standar analit.

Diasumsikan bahwa larutan standar yang ditambahkan tidak mengubah

I, dan karena itu , secara berarti.

Persamaan (10):

n

EKC

/0592,0logpA 1

A

0592,0

)(log 1

A

KEnC

atau ... (11)

Setelah penambahan larutan standar:

0592,0

)(log 2

SA

SSAA KEn

VV

VCVC

... (12)

CA & CS = konsentrasi larutan anu dan standar

VA = volume larutan mula-mula

VS = volume larutan standar yang ditambahkan

E2 = tegangan sel terukur yang baru

dengan

0592,0

)(

0592,0

)(loglog 21

SA

SSAA KEnKEn

VV

VCVCCA

yang dapat dipecahkan untuk CA, memberikan

A

0592,0/)(

SA

SS

A2110)( VVV

VCC

EEn

Dengan mengurangkan persamaan (12) dari persamaan (11):

Agak sulit memutuskan jumlah standar yang tepat harus ditambahkan.

Standar yang ditambahkan terlalu sedikit

E tidak berubah banyak & galat relatif terkait dengan pengukuran

selisih yang kecil antara dua nilai yang besar cukup berarti

Page 18: Slide Kuliah pH Meter[1]

18

raw creative.inc

Standar yang ditambahkan terlalu banyak

I akan berubah secara berarti menggagalkan salah satu alasan

utama penggunaan teknik penambahan standar.

Thank’s to Riki Ariwanda for your help in designing this awesome slide.

Mmm …, this lesson is

so tasty; I can’t hold

for the next one.

The End