| ( ! ) Notice: Trying to access array offset on value of type null in /home2/sakaka/public_html/web/news-detail.php on line 100 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Call Stack | ||||
| # | Time | Memory | Function | Location |
| 1 | 0.0001 | 364320 | {main}( ) | .../news-detail.php:0 |
Elektroda pH dan Aplikasinya untuk Industri Kimia
Apa parameter yang dibutuhkan untuk produk maupun limbah pada suatu manufaktur? Derajat keasaman atau pH adalah parameter kritis yang perlu diukur dan dipantau secara berkala untuk menunjang kualitas produk maupun air limbah dari proses agar tetap sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan dan dapat dipertanggung jawabkan oleh pihak manufaktur. Untuk menerapkan hal ini, dibutuhkan alat pH meter yang dapat menunjang kinerja laboratorium dalam menghasilkan data yang valid, akurat dan presisi. Utamanya, elemen yang perlu dipertimbangkan adalah elektrode pH, yang perlu disesuaikan dengan jenis sampel yang hendak diukur. Menggunakan elektroda pH yang tidak tepat justru menimbulkan efek negatif yang dapat menyebabkan pengukuran pH menjadi lebih lama dari biasanya hingga munculnya notifikasi error akibat terjadinya penyumbatan (clogging) pada area junction. Isu seperti ini tentunya dapat dicegah dengan mengetahui jenis - jenis elektroda pH serta ranah aplikasinya dan juga cara perawatan yang baik dan benar.
Dalam aplikasi industri kimia, rangkaian Alat pH meter diaplikasikan untuk mengukur nilai pH baik pada bahan baku, bahan hasil proses, produk jadi, hingga air limbah hasil samping produksi. Khusus untuk air limbah, nilai pH perlu merujuk pada baku mutu yang telah ditetapkan yakni Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 5 Tahun 2014 yang menyatakan bahwa nilai pH air limbah yang aman berkisar pada rentang pH 6.0 - 9.0. Untuk bahan baku, bahan hasil proses dan produk jadi, seluruhnya dapat merujuk pada standar yang telah ditetapkan oleh pihak perusahaan. Namun perlu dijadikan catatan bahkan kebutuhan elektroda pH untuk air limbah akan berbeda dengan elektroda pH yang dibutuhkan untuk memantau pH proses produksi produk karena perbedaan karakteristik sampelnya.
Tipe - Tipe Alat pH Meter
PH meter adalah instrumen yang digunakan untuk mengukur nilai pH dengan membaca aktivitas ion hidrogen yang terkandung dalam sampel. Ketika elektroda pH diaplikasikan pada sampel, akan terjadi interaksi antara ion hidrogen yang ada pada badan elektroda dengan ion hidrogen pada sampel melalui bagian balb. Interaksi ini menyebabkan potensial mengalir pada badan elektroda melewati junction sehingga nilai potensial dapat dibandingkan dengan potensial referensi dari elektroda referensi. Beda potensial yang dihasilkan kemudian dikalkulasikan secara otomatis oleh meter sehingga nilai pH sampel muncul pada display Alat pH meter sebagai satuan pH. Interaksi ini diilustrasikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Ilustrasi Prinsip Kerja Alat pH Meter
Dewasa ini terdapat berbagai jenis tipe Alat pH meter dan secara garis besar digolongkan sebagai Alat pH meter Laboratorium dan Alat pH meter Lapangan. Untuk kebutuhan uji laboratorium, alat pH meter benchtop lebih direkomendasikan karena memiliki limit deteksi yang lebih baik dibandingkan alat pH meter lapangan, yakni hingga 3 angka di belakang koma. Alat pH meter lapangan biasanya disebut sebagai Alat pH meter Portable yang dapat dibawa kemana saja, baik yang dalam bentuk pen maupun yang terdiri dari elektroda dan meter. Khusus untuk Alat pH meter portable tipe pen, tipe ini didesain dengan mengkombinasikan elektroda dan meter display dalam 1 genggaman.
Gambar 2. Tampilan Alat pH meter (A) Benchtop (B) Portable
Meski secara prinsip terlihat mudah, proses pengukuran pH tetap bertumpu pada kecocokan elektroda pH pada karakteristik sampel yang diuji. Hal ini mengindikasikan bahwa mempertimbangkan tipe elektroda pH adalah hal esensial yang perlu dilakukan sebelum memilih Alat pH meter. Jenisnya bergantung pada sistem dan material yang menyusunnya. Adapun bagian - bagian elektroda pH beserta fungsinya dijelaskan sebagai berikut :
1. Material Penyusun (Body Material) dan Bentuk Balb Sensor
Badan elektroda berfungsi untuk melindungi dan membungkus keseluruhan rangkaian sistem menjadi satu kesatuan. Material penyusun badan elektroda ini beragam, dari logam, kaca maupun polimer. Tentunya pemilihan material penyusun tetap didasarkan pada implikasi elektroda pH tersebut. Umumnya, elektroda pH dengan material penyusun berupa kaca dan polimer dipilih untuk penggunaan secara laboratorium, sedangkan material logam/baja serta polimer lebih dipilih untuk penggunaan lapangan karena lebih kuat terhadap benturan.
Implikasi elektroda pH ini sangat erat kaitannya dengan aplikasi yang dituju dan aplikasi akan berkaitan pada bentuk balb yang didesain oleh produsen untuk elektroda pH. Bagian balb ini merupakan membran selektif yang berfungsi untuk mendeteksi ion secara spesifik, pada konteks ini adalah ion hidrogen. Berbagai bentuk balb tersedia pada elektroda pH dapat disimak pada Tabel 1.
Tabel 1. Jenis Bulb Elektroda pH
2. Medium Elektrolit
Medium elektrolit pada elektroda pH dapat berupa larutan, polimer maupun gel. Fungsinya adalah sebagai penutup sirkuit arus dalam sistem dan sebagai penghubung koneksi antara elektrode referensi dengan sampel. Tentunya jenis medium elektrolit ini menentukan aplikasi penerapan untuk elektroda pH, bahkan juga umur simpannya.
3. Elektroda Referensi
Elektroda referensi adalah elektroda yang memiliki potensial referensi yang stabil dan sesuai standar yang dapat dijadikan sebagai pembanding pada saat pengukuran pH dilakukan. Terdapat banyak tipe elektroda referensi yang beredar di pasaran. Salah satu yang paling umum yakni Ag/AgCl.
4. Junction
Junction atau persimpangan dalam elektroda pH dibutuhkan untuk memberikan ruang pada potensial arus yang dihasilkan. Bagian ini sangat esensial karena berfungsi untuk menghubungkan antara elektroda referensi dengan elektroda uji sehingga beda potensial antara elektroda uji dan elektroda referensi dapat terukur dan nilai pH sampel dapat terkalkulasi oleh sistem. Komponen ini juga merupakan elemen utama yang perlu dilirik ketika memilih elektroda pH untuk suatu aplikasi. Adapun berbagai tipe junction yang beredar dipasaran dirangkum pada Tabel 2.
Tabel 2. Tipe Junction pada Elektroda pH
5. Elektroda Uji
Elektroda uji berfungsi untuk mengukur potensial akibat aktivitas ion hidrogen yang terkandung dalam sampel. Biasanya, elektroda ini juga disebut sebagai elektroda kaca, karena umumnya terbuat dari kaca.
6. Tipe Elektroda secara Keseluruhan
Selain dari komponen penyusunnya, elektroda pH juga dibagi atas elektroda kombinasi dan elektroda single cell. Pada elektroda kombinasi, elektroda uji dan elektroda referensi telah terpasang menjadi satu kesatuan, sedangkan elektroda single cell memisahkan antara elektroda uji dengan elektroda referensi sehingga dibutuhkan total 2 elektroda untuk elektroda single cell ini. Namun banyak analis dan operator yang lebih cenderung pada elektroda kombinasi karena dinilai lebih mudah dioperasikan, simpel, dan praktis.
Aplikasi Elektroda pH pada Industri Kimia
Ada beberapa kategori sampel yang mungkin terdapat dalam industri kimia, yaitu sampel air limbah, sampel berbasis air, sampel yang berbasis pelarut organik atau minyak, dan sampel semisolid. Untuk memantau pH dari berbagai jenis sampel tersebut, elektroda pH yang diperlukan adalah sebagai berikut :
1. Elektroda pH untuk Sampel Air Limbah
Pemantauan pH pada air limbah disarankan untuk dilakukan langsung di lapangan berdasarkan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 80 Tahun 2019 dan termasuk sebagai parameter yang perlu dipantau secara terus menerus. Oleh karena itu dibutuhkan elektroda pH dengan model elektroda kombinasi yang memiliki body material terbuat dari polimer atau stainless steel sehingga tahan terhadap benturan. Disamping itu, elektroda tipe double junction juga diperlukan untuk sampel air limbah yang keruh atau bahkan berlumpur. Meter yang direkomendasikan adalah Alat pH meter portable.
2. Elektroda pH untuk Sampel Berbasis Pelarut Organik dan Minyak
Sampel yang berbasis pelarut organik ataupun minyak memerlukan perlakuan khusus, yakni dengan menggunakan larutan elektrolit alternatif yang dapat membaca hasil kalibrasi menggunakan buffer yang notabene nya adalah water based dan sampel berbasis pelarut organik. Elektroda pH yang dapat dimodifikasi untuk aplikasi ini biasanya memiliki junction tipe anular sehingga memungkinkan aliran sirkuit yang lebih stabil sehingga mencegah adanya isu seperti pembacaan yang lama atau bahkan error akibat penyumbatan pada area junction.
3. Elektroda pH untuk Sampel Semi-Solid
Pengukuran pH pada sampel semisolid dapat dilakukan dengan menggunakan elektroda khusus yang memiliki bulb runcing atau justru bentuk bulb datar. Hal ini untuk mencegah adanya rongga udara pada saat elektroda pH diaplikasikan pada sampel sehingga nilai pH yang terbaca akurat dan tidak terlalu lama. Untuk aplikasi ini biasanya dilakukan di laboratoium, sehingga sangat direkomendasikan untuk menggunakan Alat pH meter tipe Benchtop.
American Public Health Association. 2023. Standard Method For The Examination of Water and Wastewater Treatments 24th Edition. USA : APHA
Badan Standardisasi Nasional. Standar Nasional Indonesia Nomor 6989. Jakarta : BSN
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia. 2019. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia Nomor P.80/ MENLHK/ SETJEN /KUM.1/10/2019 tentang Perubahan atas Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor P.93/ MENLHK/ SETJEN/KUM.1/8/2018 tentang Pemantauan Kualitas Air Limbah secara Terus Menerus dan Dalam Jaringan Bagi Usaha dan/atau Kegiatan
Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan. 2014. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan Nomor 5 Tahun 2014 tentang “Baku Mutu Air Limbah”