buat salman kitik

8/15/2019 Buat Salman Kitik

1/9

Bagian makalah ratri

4.Bagaimana anda menjelaskan tentang yang Anda baca di beberapa literatur bahwa bila

menggunakan teknik potensiometri lansung perlu penambahan senyawa penjaga kekuatan ion

dalam larutan atau TISAB (Total Ionic Strength Adjustment Buffer ), kapan tidak diperlukan

TISAB dan untuk apa dilakukan teknik penambahan larutan standar dan larutan sampel

( standard addition atau sample addition method )?

Pengukuran potensiometri langsung memberikan metode cepat dan tepat untuk

menetapkan aktivitas dari anion dan kation yang berbeda-beda. Pada dasarnya, teknik

ini dihasilkan dari perbandingan potensial yang timbul dalam sel dimana terdapat

elektroda indikator dalam larutan analit dengan potensial tersebut ketika dicelupkan

pada satu atau lebih larutan standar yang konsentrasi analitnya diketahui. Pada

aplikasinya, pengukuran dengan metode potensiometri langsung dilakukan

menggunakan elektroda membran. Elektroda membran sering juga disebut sebagai

Ion-Selective Electrode (ISE).

Gambar . Contoh Struktur Sel Elektrokimia dalam Pengukuran Potensiometri

Langsung Menggunakan ISE

Prinsip dasar potensiometri langsung dengan ISE adalah, pada dasarnya ISE

mampu mengukur konsentrasi ion tertentu tanpa terpengaruh ion yang lain dengan

cara mengaplikasikan membran selektif pada elektrodenya, yang mampu membuat

ion yang diinginkan untuk diukur dapat masuk dan keluar membran. Pada

kesetimbangan, perbedaan potensial terjadi antara kedua sisi membran (sisi dalam dan

sisi luar) yang diatur oleh larutan yang diuji (baik sampel maupun standar) dengan persamaan Nernst :


2/9

dimana

E = potensial

E0 = konstanta karakteristik ISE

R = konstanta gas (8,314 J/K.mol)

T = temperatur (K)

n = muatan ion (co: K + n=1)

F = konstanta Faraday (96.500 coulomb/mol

Instrumen ISE terdiri dari elektroda yang terbuat dari elektrode gelas atau kaca

dengan membran selektif di bagian bawahnya yang mampu ditembus oleh ion yang

akan diukur, tetapi tidak dapat dilalui oleh ion-ion lainnya. Dengan mengambil contoh

susunan sel elektrokimia ISE diatas, pada bagian dalam ISE dan elektroda referensi

masing-masing terdapat elektrode acuan internal yang terbuat dari kawat perak

dibungkus oleh padatan perak klorida (Ag/AgCl) yang dicelupkan pada elektrolit

internal, yaitu campuran kalium korida (KCl) dan perak klorida (AgCl). Elektrolit

internal ini juga mengandung ion yang akan diukur. Sedangkan elektrode referensi,

juga mengandung Ag/AgCl elektrode yang dicelupkan dalam elektrolit internal yang

sama, namun tidak mengandung ion yang akan diukur. Elektrode referensi ini juga

tidak memiliki membran selektif, tetapi digantikan oleh lubang berpori yang dilewatioleh aliran lambat elektrolit internal sehingga membentuk liquid junction dengan

larutan eksternal (dalam gambar di atas yakni larutan sampel). Elektrode ISE dan

elektrode referensi dihubungkan dengan mili-voltmeter. Pengukuran dilakukan

dengan mencelupkan kedua elektrode pada larutan (baik sampel maupun standar).

Penamaan elektroda membran sebagai ISE didasari oleh sifat ISE yang selektif

terhadap satu ion artinya membran pada ISE membiarkan ion-ion jenis tertentu untuk

menembusnya, namun melarang ion-ion lain untuk tembus. Walaupun begitu,

keselektifan ISE tidak benar-benar 100% dalam artian ada ion lain pada larutan

sampel yang dapat juga direspon oleh ISE walaupun ISE tidak didesain untuk

merespon ion tersebut. Ion yang hendak dicari disebut sebagai determinan, sedangkan

ion lain yang direspon oleh ISE disebut sebagai ion pengganggu (interfering ion).

Keselektifan ISE dalam merespon determinan diekspresikan dalam koefisien

selektivitas. Sebagai contoh:

K K +/Na+ = 2,6 x 10-3


3/9

Dengan ion K + sebagai ion determinan dan Na+ sebagai ion pengganggu.

Artinya kecenderungan elektrode dalam menyeleksi K + dibanding Na+ adalah 1 : 2,6 x

10-3 atau 385 : 1, yaitu ISE tersebut lebih selektif 385 kali terhadap K + dibanding Na+.

Walaupun metode potensiometri langsung menggunakan ISE ini efektif dinilai

dari sisi biaya dan keteknikan, terdapat beberapa kelemahan pada pengaplikasiannya.

Pertama, membran selektif ion pada ISE hanya dapat ditembus oleh ion yang hendak

diukur sehingga potensial hanya diukur dari partikel ion tertentu. Ketergantungan

membran selektif ion tersebut menyebabkan satu set ISE hanya bisa mengukur satu

jenis ion saja dan ini terkadang tidak efektif. Kedua, dengan adanya koefisien

selektivitas ISE, penghitungan potensial menggunakan ISE akan dipengaruhi oleh

jumlah ion-ion lain yang juga terdapat pada larutan elektrolit sehingga pada

aplikasinya membran tidak akan memberikan nilai potensial dengan keakuratan

100%. Ketiga, berdasarkan prinsip kerjanya, ISE mengukur potensial berdasarkan

konsentrasi ion yang menempel melewati membran karena dianggap

merepresentasikan aktivitas ion yang terjadi di dalam larutan. Namun, pengukuran ini

hanya dapat dilakukan apabila larutan dalam keadaan setimbang. Hal ini disebabkan

karena pada larutan pekat atau berkonsentrasi tinggi, jumlah molekul per volume pada

larutan akan semakin berlimpah, sehingga sangat mungkin terjadi interaksi antar ion-

ionnya sendiri. Interaksi antar ion ini akan menurunkan mobilitas ion itu sendiri

sehingga konsentrasi ion (yang hendak diukur) pada membran lebih sedikit daripada

yang ada dalam sebagian besar larutan. Upaya meminimalisir ketidakakuratan ISE

dalam pengukuran potensial salah satunya adalah penambahan larutan TISAB.

TISAB (Total Ionic Strength Adjustment Buffer ) adalah sebuah reagen yang

ditambahkan pada larutan sampel dan larutan standar. TISAB merupakan suatu

larutan buffer, dimana fungsi dasar larutan buffer adalah sebagai penjaga pH. Pada

dasarnya penjagaan pH oleh larutan buffer dilakukan dengan cara mengkondisikan

suatu larutan hingga mencapai titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan ini akan

mengatasi adanya perbedaan yang signifikan antara konsentrasi dan aktivitas suatu

spesi kimia sehingga apabila larutan yang sudah tercampur buffer ini ditambahkan

asam atau basa, nilai pHnya tidak akan berubah banyak. Sama halnya dengan larutan

TISAB.

Larutan TISAB akan menyamakan kekuatan ion antara dua larutan sehingga

meminimalisir potensial junction yang akan berpengaruh pada nilai potensial sel akhir

pada voltmeter. Pada sel elektrokimia untuk pengukuran potensial menggunakan ISE,


4/9

larutan TISAB ditambahkan ke larutan sampel dan larutan standar. Efek

penambahannya akan berupa penyamaan antara kekuatan ion dan aktivitas ion (γ) di

masing-masing larutan. Akibatnya, untuk larutan standar yang mengandung ion

dengan konsentrasi Xi dan larutan sampel dengan konsenrasi X2n+ akan berlaku

persamaan :

dengan

dan

dimana E 1 adalah potensial sel larutan standar dan E 2 adalah potensial sel larutan

sampel. Maka berdasarkan persamaan diatas, penambahan larutan TISAB dapat

membentuk hubungan linear antara konsentrasi larutan dan E sel , sehingga dapat

mengatasi salah satu dari kekurangan metode potensiometri langsung menggunakan

ISE.

Dari penjelasan diatas dapat diketahui bahwa larutan TISAB tidak perlu

digunakan pada kondisi-kondisi sebagai berikut :

1. Larutan Sampel dan Larutan Standar Sangat Encer (γ=1)Pada larutan yang sangat encer, jumlah ion per volume pun akan sangat

rendah, sehingga kemungkinan tidak adanya aktivitas antarmolekul. Hal ini

menyebabkan tidak adanya perbedaan konsentrasi dan aktivitas ion.

2. Larutan Sampel dan Larutan Standar Diencerkan (γ≈1)Pengenceran akan membuat konsentrasi larutan sampel dan larutan standar

menjadi rendah. Maka kondisinya akan hampir sama dengan keadaan dimana

larutan sampel dan standar sangat encer.

3. Larutan Sampel dan Larutan Standar Memiliki Kekuatan Ion yang Sama4. Dilakukannya Metode Adisi Standar dan Adisi Sampel

Metode Adisi Standar (Standard Addition) dan Adisi Sampel (Sample

Addition) merupakan beberapa metode analisis potensiometri lain selain

menggunakan metode potensiometri langsung dan metode titrasi potensiometri. Pada

intinya kedua metode ini mempunyai fungsi yang sama dengan penambahan larutan


5/9

TISAB, yaitu membuat hubungan yang linear antara konsentrasi dan aktivitas ion

pada larutan, sehingga membuat potensial sel yang terukur merupakan hasil yang

akurat namun metode perlakuannya saja yang berbeda. Pada metode standard

addition, pertama-tama larutan sampel yang akan dianalisis diukur potensial selnya.

Kemudian, ke dalam larutan sampel ditambahkan sedikit larutan standar yang telah

diketahui konsentrasi dan diukur potensial selnya. Dalam metode ini, volume larutan

standar harus jauh lebih besar dari larutan sampel. Sedangkan pada metode sample

addition, larutan standar dimasukkan terlebih dajulu dan larutan sampel dimasukkan

setelahnya. Penambahan baik larutan standar ke larutan sampel maupun sebaliknya ini

dilakukan agar kekuaran ion dalam larutan relatif konstan sehingga hubugan antara

konsentrasi ion dan potensial selnya linear. Manfaat lain dari penggunaan kedua

metode ini adalah sel yang digunakan untuk pengukuran potensial sel larutan standar

tidak diubah, sehingga perubahan nilai Ejunction (potensial sambungan cair) yang

diakibatkan dilakukannya pencucian elektroda saat perpindahan pengujian dari larutan

sampel ke larutan standar dapat diminimalisir.

6. Anda memperoleh data dari laboratorium sbb :

Volume Larutan Cr standar (750 mg/L)...mL Potensial Sel ...mV

200 -35.6

100 -17.8

50 0.4

25 16.8

12.5 34.9

6.25 52.8

3.125 70.4

1.563 89.3

0.781 107.1

0.391 125.5

0.195 142.9

Bagaimana menentukan kemiringan kurva kalibrasi yang merupakan ukuran respons

elektroda ion selektif yang digunakan?


6/9

Respons dari sebuah elektoda ion positif adalah fungsi dari aktivitas ionik

dalam larutan. Ketika aktivitas meningkat, potensial elektroda menjadi lebih positif

apabila elektroda mendeteksi kation, dan lebih negatif apabila elektroda mendeteksi

anion. Berdasarkan teori tersebut, maka penentuan kurva kalibrasi yang menunjukkan

respons terhadap ion selektif yang digunakan dilakukan dengan cara memposisikan

elektroda dalam serangkaian konsentrasi larutan standar dan merencanakan grafik

pembacaan potensial terhadap log aktivitas (yang direpresentasikan disini oleh nilai

konsentrasi). Kalibrasi yang dilakukan harus memberikan garis lurus seluruh rentang

konsentrasi linier. Contoh kurva kalibrasi dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar . Contoh Kurva Kalibrasi

Berdasarkan data diatas, dapat dilihat hubungan antara log10 C (log aktivitas)

dan potensial sel untuk ion natrium sebagai berikut :

dimana C adalah konsentrasi ion natrium dalam larutan dan S adalah kemiringan

( slope) kurva. Pada data, diketahui bahwa satuan volume larutan Cr standar adalah

dalam mg/L, atau masih dalam dimensi masa per volume. Oleh karena itu, untuk

mengubahnya kedalam bentuk konsentrasi dengan dimensi mol per volume, data

harus diubah dulu ke dalam bentuk berikut :

⁄ ⁄ ⁄

⁄


7/9

dengan menetapkan massa molekul relatif Na yang dipakai pada penghitungan

adalah sebesar 23 gr/mol.

Setelah menggunakan rumus diatas maka akan didapatkan tabel hubungan

antara log10 C dan potensial sel sebagai berikut :

Tabel. Tabel Nilai C, log10 C, dan Potensial Sel dalam Volt Hasil Penghitungan

Vol. Lar Standar

(750 mg/L) ml

Konsentrasi Larutan

Standar(C) (mol/L)Log 10 C Potensial Sel (mV) Potensial sel (V)

200 0.163043 -0.7877 -35.6 -0.0356

100 0.326087 -0.48667 -17.8 -0.0178

50 0.652174 -0.18564 0.4 0.0004

25 1.304348 0.115393 16.8 0.0168

12.5 2.608696 0.416423 34.9 0.0349

6.25 5.217391 0.717453 52.8 0.05283.125 10.43478 1.018483 70.4 0.0704

1.563 20.86289 1.319374 89.3 0.0893

0.781 41.75249 1.620682 107.1 0.1071

0.391 83.3982 1.921157 125.5 0.1255

0.195 167.2241 2.223299 142.9 0.1429

Dari tabel diatas maka akan dihasilkan grafik berupa hubungan antara potensial

sel (V) dan Log10 C.

Apabila kita lihat dari grafik, nilai gradien atau kemiringan bernilai 0.001,

dimana kisaran nilai tersebut adalah nilai error yang sangat kecil. Sehingga dapat

diartikan bahwa grafik ini merupakan grafik yang linier. Kesimpulan dari pengolahan

y = 0.001x

R² = 1

-0.001

-0.0005

0

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

P o t e

n s i a l S e l ( V )

log10 C

Grafik Potensial vs log10 C


8/9

data yang diperoleh dari laboratorium adalah bahwa pada metode potensiometri yang

menggunakan elektroda ion selektif ini, larutannya sudah berada pada posisi

setimbang, dimana aktivitas ion sebanding dengan konsentrasinya sehingga tidak

menimbulkan deviasi pada pengukuran potensial sel.


9/9

Man ini dafpus dr makalahnya etri kalo mau diambil aja tp jangan lupa ganti

tanggalnya

ASI Engineers. 2013. “Standard Addition Method”. http://www.asi-

sensors.com/ASI/learning/standard_addition.pdf (diakses 2 Oktober 2013).

Atkins, P.W. 1994. "Physical Chemistry; 5th Edition". Oxford: Oxford University

Press.

Rundle, Chris C BSc, PhD. 2000. "A Beginners Guide to Ion-Selective Electrode

Measurements". http://www.nico2000.net/Book/Guide1.html (diakses 29

September 2013).

Sales, Alliance Technical Inc. 2012. "A Guide to Ion Selective Measurement" .

http://www.alliancets.com/site/files/408/29497/109873/159913/Guide_to_Ion

_Selective_Measurement.pdf (diakses 30 September 2013)

Skoog, D.A., West, D.M., Holler, F.J. 1988. "Fundamentals of Analytical Chemistry;

5th Edition" . New York: Sanders College Publishing.

Warsaw University of Technology Department of Analytical Chemistry. “Ion

Selective Electrodes”. http://csrg.ch.pw.edu.pl/tutorials/ise/ (diakses 4 Oktober

2013)

Zellmer, Dr. David. 1999. "The Fluoride Ion Selective Electrode Experiment Direct

Potentiometry and Standard Addition Methods."

http://zimmer.csufresno.edu/~davidz/Chem102/FluorideISE/FluorideISE.html

(diakses 2 Oktober 2013).
http://www.asi-sensors.com/ASI/learning/standard_addition.pdfhttp://www.asi-sensors.com/ASI/learning/standard_addition.pdfhttp://www.asi-sensors.com/ASI/learning/standard_addition.pdfhttp://www.nico2000.net/Book/Guide1.htmlhttp://www.nico2000.net/Book/Guide1.htmlhttp://www.alliancets.com/site/files/408/29497/109873/159913/Guide_to_Ion_Selective_Measurement.pdfhttp://www.alliancets.com/site/files/408/29497/109873/159913/Guide_to_Ion_Selective_Measurement.pdfhttp://www.alliancets.com/site/files/408/29497/109873/159913/Guide_to_Ion_Selective_Measurement.pdfhttp://csrg.ch.pw.edu.pl/tutorials/ise/http://zimmer.csufresno.edu/~davidz/Chem102/FluorideISE/FluorideISE.htmlhttp://zimmer.csufresno.edu/~davidz/Chem102/FluorideISE/FluorideISE.htmlhttp://zimmer.csufresno.edu/~davidz/Chem102/FluorideISE/FluorideISE.htmlhttp://csrg.ch.pw.edu.pl/tutorials/ise/http://www.alliancets.com/site/files/408/29497/109873/159913/Guide_to_Ion_Selective_Measurement.pdfhttp://www.alliancets.com/site/files/408/29497/109873/159913/Guide_to_Ion_Selective_Measurement.pdfhttp://www.nico2000.net/Book/Guide1.htmlhttp://www.asi-sensors.com/ASI/learning/standard_addition.pdfhttp://www.asi-sensors.com/ASI/learning/standard_addition.pdf

buat salman kitik

Documents