HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Uji kualitas ESI Cu(II)
1 30 60 5 5 28,221 0,9769 264,79 2 30 60 6 4 29,72 0,9713 179,7 3 30 60 7 3 14,004 0,9344 144,4 4 30 69 8 3 14,5 0,9711 149,21 5 30 68 8 4 10,604 0,8242 80,129
Data pada Tabel. 2 menunjukkan bahwa komposisi membran ESI-Cu(II) dengan kinerja yang optimum adalah PVC 30 % : NPOE 60 % : Ionofor 1,10 DA18C6 6 % : KTCPB 4%. Nilai kemiringan (S) adalah 29,72 mV/dekade yang merupakan komposisi yang paling baik karena nilai ini paling mendekati nilai teoritis yaitu 29,59 mV/ dekade untuk kation divalen.
Komposisi berat bahan pembentuk membran sangat mempengaruhi kualitas membran yang terlihat pada nilai kemiringan kurva yang diperoleh. Pengaruhdari penambahan bahan aktif ionofor 1,10 DA18C6menunjukkan bertambahnyanilai faktor Nernst. Hal ini terjadi karena penambahan ionofor 1,10 DA18C6 dapat menambah jumlah matrik penukar kation.
4.2 Uji kualitas ESI Cu(II)
Kelayakan elektroda selektif ion ditentukan oleh beberapa karakteristik. Karakteristik ESI-Cu2+ tipe kawat terlapis dengan bahan aktif ionofor 1,10 DA18C6dapat dilihat dari harga faktor Nernst dan trayek pengukuran, limit deteksi, waktu respon (respon time), pengaruh pH dan koefisien selektivitas. 4.2.1 Faktor Nernst dan Kisaran Pengukuran
Faktor Nernst dan kisaran pengukuran diperoleh melalui pengukuran potensial sederetan larutan standar dengan konsentrasi 10-7 - 10-1 M. Dari data
45 hasil pengukuran, dibuat grafik antara potensial (mV) terhadap -log Cu(II).Nilai Faktor Nernst dan kisaran pengukuran dapat dilihat pada Tabel 3 dan Gambar 4.
ESI-Cu(II) yang didesain dengan komposisi PVC 30 % : NPOE 60 % : Ionofor 1,10 DA18C6 6 % : KTCPB 4% mempunyai nilai faktor Nernst 29,72 mV/dekade dengan kisaran konsentrasi 10-4 - 10-1 M. Komposisi di atas dianggap paling baik untuk pengukuran ion Cu2+ karena nilai faktor Nernst paling mendekati nilai teoritis (29,59 mV/dekade). Semakin mendekati nilai faktor Nernst secara teoritis semakin baik kualitas suatu ESI. Batas minimal harga faktor Nernst yang diperbolehkanadalah 24,6 mV/dekade dan batas maksimal yang diperbolehkan adalah 34,6 mV/dekade (Maulida, 2013).
Tabel 3. Faktor Nernst dan Pengukuran Potensial E (mV) ESI Cu2+ dengan komposisi membran PVC 30 % : NPOE 60 % : Ionofor 1,10 DA18C6 6 % : KTCPB 4%.
No[Cu2+] (M) ˗log Cu2+ Potensial (mV)
1 10-7 7 18,4 2 10-6 6 20,8 3 10-5 5 40,4 4 10-4 4 59,8 5 10-3 3 96,5 6 10-2 2 111,4 7 10-1 1 153,9
Faktor Nernst 29,72 mV/ dekade
R2 0,9713
46 Gambar 4 . Grafik potensial (mV) terhadap –log Cu2+ pada kisaran pengukuran
10-4 M - 10-1 M
Faktor lain yang mempengaruhi harga faktor Nernst adalah geometri elekroda yakni kawat yang kontak dengan membrandan sifat bahan komponen membran,sedangkan ketebalan membran tidakmempengaruhi secara signifikan (Nurdin, 20012).
Perbedaan nilai faktor Nerst pada setiap daerah trayek pengukuran disebabkan oleh respon kation dalam larutan. Jika kation tidak mampu lagi merespon pada konsentrasi tertentu, maka kation tidak sensitif lagi pada konsentrasi tersebut sehingga nilai potensial yang terukur pada tiap konsentrasi berbeda-beda. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa harga potensial (mV) pada daerah linear mengalami kenaikan sesuai dengan bertambahnya konsentrasi ion Cu2+. 4.2.2 Limit Deteksi
Limit deteksi adalah batas konsentrasi minimum dan maksimum yang dapat dideteksi oleh suatu ESI. Nilai limit deteksi menentukan kualitas suatu metode analisis. Semakin kecil limit deteksi suatu ESI, maka semakin baik kualitas ESI tersebut (Ni’am, 2012). Salah satu faktor yang menetukan kualitas
y = -29.72x + 179.7 R² = 0.9713 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 1 2 3 4 5 Po ten sial (m V) - log Cu2+
47 limit deteksi adalah ionofor, semakin peka suatu ionofor terhadap ion target, maka semakin baik nilai limit deteksi yang akan diperoleh (Perdana, 2015).
Limit deteksi ESI-Cu2+ berbasis ionofor 1,10 DA18C6 ditentukan dengan membuat garis singgung pada fungsi kurva linear dan non linear yang saling memotong. Jika titik potong dari kedua garis singgung tersebut diekstrapolasikan ke sumbu x akan diperoleh limit deteksi. Hasil penentuan limit deteksi dari ESI-Cu2+ tipe EKT berbasis ionofor 1,10 DA18C6dapat dilihat pada Gambar 5 .
Ekstrapolasi pembacaan ESI Cu2+terhadap sumbu x menghasilkan limit deteksi pada nilai 1,3104 ppm (lihat lampiran 5).Rentang konsentrasi yang bisa dideteksi ESI-Cu(II) adalah 1 x 10-4 - 1 x 10-1 M. Nilai tersebut menunjukkan limit deteksiterhadap ESI Cu2+ dengan komposisi membran PVC 30 % : NPOE 60 % : Ionofor 1,10 DA18C6 6 % : KTCPB 4%.
Gambar 5 . Grafik penentuan limit deteksi terhadap ESI Cu2+ pada kisaran pengukuran 10-7M - 10-1 M. 4.2.3 Waktu Respon y = -29.72x + 179.7 R² = 0.9713 y = -11x + 92.533 R² = 0.8307 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 2 4 6 8 Po ten sial (m V) - log Cu2+
48 Waktu respon ESI- Cu2+berbasis ionofor 1,10 DA18C6 pada berbagai konsentrasi dapat dilihat pada Tabel 4.
Semakin sensitif suatu ESI semakin cepat waktu responnya(Tandiayu, 2006). Tabel 4 menghasilkan waktu respon ESI- Cu2+ rata-rata dimulai dari 01,51 detik hingga 38,54 detik. Data tersebut menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi Cu2+dalam larutan, maka waktu yang diperlukan ion Cu2+untuk mencapai kesetimbangan pada permukaan membran semakin kecil karena mobilitas ion-ion menjadi lebih cepat sehingga proses terjadinya kesetimbangan pada permukaan membran makin cepat tercapai.
Tabel 4.Waktu respon ESI- Cu 2+ terhadap pengukuran larutan standar ESI- Cu 2+ pada konsentrasi10-7 – 10-1M
No. -log [Cu 2+] Waktu Respon (10-x Molar) (detik) 1 7 38,54 2 6 24,21 3 5 13,07 4 4 08,71 5 3 05,46 6 2 03,49 7 1 01,51
Harga potensial yang konstan akan didapatkan pada saat terjadi pertukaran ion Cu2+dalam larutan analit dengan ion Cu2+yang berada pada antarmuka membran ionofor 1,10 DA18C6 sampai jumlah ion Cu2+pada antarmuka membran sama dengan ion Cu2+pada larutan analit. Konsentrasi berbanding lurus dengan
49 kecepatan reaksi. Jadi, semakin besar konsentrasi dari suatu larutan analit, maka semakin cepat reaksi kesetimbangan yang terbentuk (Wahab, 2006).
Waktu respon dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adanya ion pengganggu dalam larutan dan melarutnya bahan-bahan aktif membran ke dalam fase air akan memperlambat waktu respon. Pengadukan akan mempercepat waktu respon, selain itu waktu respon juga dipengaruhi oleh komposisi membran elektroda selektif ion (Tandiayu, 2006).
4.2.4 Pengaruh pH
Pengukuran pH terhadap kinerja ESI-Cu2+ dilakukan dengan mengukur faktor Nernst pada berbagai pH larutan Cu(II). Dalam penelitian ini, ESI Cu(II) dalam larutan Cu2+dengan kisaran pengukuran 10-4- 10-1M diatur pHnya pada pH 2 - pH 8 dengan menggunakan larutan HNO30,1 M dan NaOH 0,1 M.Data hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Faktor Nernst ESI Cu(II) terhadap –Log Cu2+pada berbagai variasi pH
pH Faktor NernstK (mV) R2 (mV/dekade) 2 11,28 73,150,9019 3 14,51163,75 0,9485 4 20,08 166,85 0,9276 5 21,72 122,65 0,9263 6 28,56 166,7 0,9386 7 17,52 188,5 0,9991 8 15,25 250,55 0,9391
Tabel 5menunjukkan bahwa pH sangat berpengaruh terhadap kinerja ESI-Cu2+.Pada pH 2-5nilai faktor Nernst yang belum begitu baik, hal ini
50 disebabkanoleh adanya ion H+yang mempengaruhi kesetimbangan kompleks ionofor 1,10 DA18C6 dengan ion Cu2+bebas dalam fase cairan. Kelebihan ion H+akan mempengaruhi potensial yang ditimbulkan oleh ion Cu2+ sehingga keaktifannya tidak bersesuaian dalam larutan uji. Kondisi optimum diperoleh pada pH 6 karena nilai faktor Nernst pada pH tersebut paling mendekati nilai teoritis (29,5 mV/ dekade) yaitu sebesar 28,56 dan nilai R2 0,9386. Pada pH 7-8 faktor Nernst kurang baik karena adanya kelebihan ion-ion OH- yang mengakibatkan terjadinya hidrolisis ion Cu(II). ESI Cu2+ tidak dapat bekerja dengan baik pada pH yang terlalu tinggi dan juga pH yang terlalu rendah (Wahab, 2006).
4.2.5 Koefisien Selektivitas
Koefisien selektivitas yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Data hasil perhitungan koefisien selektivitasion pengganggu ESI Cu2+
-log [X] K 𝑝𝑜𝑡 𝑖𝑗 Co2+ Pb2+ 4 2,8. 10-1 1,9.10-2 3 9.5. 10-1 2,0.10-2 2 1,7.10-1 4,2.10-5 1 3,5.10-2 1,1.10-3
Tabel 6 menunjukkan bahwa nilai K 𝑝𝑜𝑡
𝑖𝑗 pada konsentrasi pengukuran 10-4 - 10-1 M semuanya kurangdari satu (K𝑝𝑜𝑡
𝑖𝑗 < 1), hal ini berarti ion Co2+dan Pb2+tidak mengganggu kinerja ESI- Cu(II). ESI-Cu(II) dengan kualitas yang baik adalah ESI yang tidak terganggu oleh ion-ion pengganggu.
51 Selektivitas ESI juga dipengaruhi oleh entalpi hidrasi dari ion-ion. Semakin kecil entalpi hidrasi maka mobilitas ion untuk mencapai fasa antarmuka membran semakin besar dan semakin cepat melewati lapis rangkap listrik sehingga akan mengontrol potensial Donnan. Pada kesetimbangan Donnan ini kation dan anion yang berdifusi ke dalam membran dan larutan adalah sama. Selama penukar ion tetap berada pada permukaan membran, gugus penukar kation akan tetap bermuatan negatif maka ion-ion lain yang berada bersama-sama dalamlarutan sampel akan ditolak keluar membran (Tandiayu, 2006).
4.3 Aplikasi ESI Cu(II) tipe Kawat Terlapis berbasis Ionofor 1,10 DA18C6