1. Sensor pH
Sensor pH adalah alat yang digunakan untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan atau cairan. Sensor ini memiliki aplikasi yang luas dalam industri, pertanian, dan penelitian. Dalam makalah ini, akan dibahas mengenai prinsip kerja, jenis- jenis, serta aplikasi dari sensor pH.
2. Prinsip Kerja Sensor pH
Sensor pH bekerja berdasarkan prinsip potensiometri, yaitu dengan mengukur beda potensial antara elektroda referensi dan elektroda pengukur. Elektroda referensi biasanya terbuat dari perak/silver chloride, sedangkan elektroda pengukur terbuat dari kaca khusus yang sensitif terhadap ion hidrogen. Ketika elektroda pengukur dimasukkan ke dalam larutan, ion hidrogen dalam larutan akan berinteraksi dengan lapisan kaca dan menghasilkan beda potensial. Beda potensial ini kemudian diukur oleh alat pengukur dan dikonversi menjadi nilai pH.
3. Jenis-jenis Sensor pH
1. Elektroda Kaca (Glass Electrode) Elektroda kaca adalah jenis sensor pH yang paling umum digunakan. Elektroda ini terdiri dari kaca khusus yang dilapisi oleh lapisan tipis ion klorida. Ketika elektroda dimasukkan ke dalam larutan, ion hidrogen dalam larutan akan bereaksi dengan ion klorida pada lapisan kaca dan menghasilkan beda potensial. Elektroda kaca memiliki kelebihan yaitu mudah digunakan, sensitif terhadap perubahan pH, dan memiliki rentang pengukuran yang luas.
2. Elektroda Referensi (Reference Electrode) Elektroda referensi adalah elektroda yang digunakan sebagai referensi dalam pengukuran pH. Elektroda referensi biasanya terbuat dari perak/silver chloride, dan harus memiliki potensial yang stabil dan terkontrol.
3. Elektroda Kombinasi (Combination Electrode) Elektroda kombinasi adalah gabungan dari elektroda kaca dan elektroda referensi. Elektroda kombinasi memiliki kelebihan yaitu mudah digunakan, sensitif terhadap perubahan pH, dan memiliki rentang pengukuran yang luas.
4. Elektroda Logam (Metal Electrode) Elektroda logam adalah jenis sensor pH yang menggunakan elektroda yang terbuat dari logam tertentu, seperti platinum atau emas.
Elektroda logam bekerja dengan cara mengukur potensial elektrokimia antara elektroda dan larutan.
4. Aplikasi Sensor pH
Sensor pH memiliki aplikasi yang luas, antara lain:
1. Industri Makanan dan Minuman Sensor pH digunakan dalam produksi makanan dan minuman untuk memantau pH selama proses produksi, seperti proses fermentasi, pengolahan susu, dan pembuatan bir.
2. Industri Kimia Sensor pH digunakan dalam produksi produk kimia, seperti pengolahan air limbah, produksi pupuk, dan produksi farmasi.
3. Pertanian Sensor pH digunakan dalam pertanian untuk mengukur pH tanah dan air
5. Diagram Blok Sensor pH
6. Karakteristik Sistem Pengukuran
Kalibrasi sensor pH adalah proses untuk mengatur ulang sensor pH agar menghasilkan pembacaan yang akurat dan konsisten. Kalibrasi harus dilakukan secara berkala untuk memastikan hasil pengukuran pH yang akurat. Berikut adalah langkah-langkah umum untuk melakukan kalibrasi alat ukur sensor pH:
1. Persiapkan buffer pH standar: Buffer pH standar yang digunakan harus sesuai dengan rentang pH yang akan diukur. Biasanya digunakan tiga jenis buffer pH standar, yaitu buffer pH 4, buffer pH 7, dan buffer pH 10.
2. Bersihkan sensor: Pastikan sensor pH bersih dari sisa-sisa larutan sebelumnya dan kotoran lainnya. Gunakan air murni untuk membilas sensor.
3. Rendam sensor pada buffer pH 7: Rendam sensor pH pada buffer pH 7 yang sudah disiapkan. Pastikan sensor benar-benar terendam dan diamkan selama beberapa menit.
Buffer pH 7 dipilih sebagai buffer acuan karena merupakan pH netral.
4. Atur kalibrasi: Atur alat ukur sensor pH pada mode kalibrasi dengan mengikuti instruksi pada buku panduan alat. Setiap alat ukur memiliki cara kalibrasi yang berbeda.
5. Ukur pH pada buffer pH 7: Setelah alat ukur dalam mode kalibrasi, masukkan sensor pH ke dalam buffer pH 7 dan tunggu hingga pembacaan stabil. Pastikan pembacaan pH pada alat ukur sama dengan pH buffer pH 7 yang digunakan.
6. Ukur pH pada buffer pH 4 atau 10: Setelah melakukan kalibrasi pada buffer pH 7, lakukan pengukuran pada buffer pH 4 atau 10. Pilih buffer yang pH-nya berdekatan dengan larutan yang akan diukur. Lakukan langkah yang sama seperti pada pengukuran pada buffer pH 7.
7. Simpan data kalibrasi: Simpan data kalibrasi pada alat ukur atau catat pada buku catatan.
8. Bilas sensor: Setelah selesai melakukan kalibrasi, bilas sensor dengan air murni dan keringkan dengan lap kering.
9. Pada saat melakukan kalibrasi, pastikan kondisi lingkungan stabil seperti suhu dan kelembaban. Lakukan kalibrasi pada alat ukur pH setiap kali hendak digunakan dan setelah alat ukur pH terkena guncangan atau terjatuh.
Referensi
1. Buchner, R., & Goetz, J. D. (2018). pH measurement: Theory and practice. Wiley- VCH.
2. Buzby, J. S., & Williams, E. R. (2016). pH Measurement: Fundamentals, Methods, Applications, Instrumentation. CRC Press.
3. Lai, Y. L., & Lee, Y. D. (2019). A review of pH measurement techniques. Sensors, 19(20), 4377.
