April 01, 2013
Jenis-jenis Elektroda
1. Elektroda Pembanding
Di dalam beberapa penggunaan analisis elektrokimia, diperlukan suatu elektrode pembanding (refference electrode) yang memiliki syarat harga potensial setengah sel yang diketahui, konstan, dan sama sekali tidak peka terhadap komposisi larutan yang sedang selidiki.. Pasangan electrode pembanding adalah elektrode indikator (disebut juga working electrode) yang potensialnya bergantung pada konsentrasi zat yang sedang diselidiki.
Syaratnya adalah:
· Mematuhi persamaan Nerst bersifat reversible
· Memiliki potensial elektroda yang konstan oleh waktu
· Segera kembali keharga potensial semula apabila dialiri arus yang kecil
· Hanya memiliki efek hysterisis yang kecil jika diberi suatu siklus suhu
· Merupakan elektroda yang bersifat nonpolarisasi secara ideal
2. Elektroda Indikator
a. Pengertian Elektroda indikator
Elektroda indikator (elektroda kerja) adalah suatu elektroda yang potensial elektrodanya bergantung terhadap konsentrasi (aktivitas) analit yang diukur(vogel:).
b. Jenis-jenis elektroda indikator
i. Elektroda indikator logam
· Elektroda jenis pertama
Elektroda logam yang potensialnya merupakan fungsi dari konsentrasi Mn+ dalam Mn+|M reaksi setengah redoks. Elektroda jenis pertama merupakan elektroda logam murni yang memepertukarkan kationnya langsung dengan logamnya.Elektroda jenis pertama tidak banyak digunakan karena sangat tidak selektif dan merespon kation lainnya yang mudah tereduksi. Kelemahan dari elektroda ini tidak terlalu selektif, kadang bereaksi dengan katon lain yg lebih mudah tereduksi, elektroda logam dangat mudah teroksidasi
· Elektroda jenis ke-2
Elektroda logam yang potensialnya merupakan fungsi dari konsentrasi X dalam MXn|M reaksi setengah redoks.
Logam tidak hanya merespon kationnya tetapi juga merespon anion yang membentuk endapan sedikit larut dan kompleks stabil dengan kationnya. Elektroda jenis ini memiliki ion-ion yang tidak bertukar elektron langsung dengan elektrodanya. Sebagai gantinya, anion akan mengatur konsentrasi kation yang bertukar elektron dengan elektroda.
· Elektroda redoks
Elektroda inert yang dapat menjadi sumber elektron bagi reaksi setengah redoks.
ii. Elektroda membran
Pada elektroda membran, tidak ada elektron yang diberikan oleh atau kepada membran tersebut. Sebagai gantinya, suatu membran membiarkan ion-ion jenis tertentu menembusnya, namun menghentikan ion-ion lain.
· Potensial membran
Suatu perubahan potensial pada sebuah membran konduktif dimana sisi yang berlawanan kontak (berhubungan) dengan larutan yang memiliki komposisi berbeda.
· Elektroda selektif ion
Sebuah elektroda dimana potensial membrannya merupakan fungsi konsentasi dari satu ion tertentu.
· Elektroda kaca
Sebuah elektroda selektif ion berdasarkan membran kaca yang potensial terbentuk dari reaksi pertukaran ion pada permukaan membran.
· Elektroda membran Kristal
Sebuah elektroda selektif ion yang didasarkan pada kelarutan yang kecil dari bahan kristal anorganik. Tidak hanya kaca saja yang selektif terhadap kation, tetapi beberapa zat padat lainnya juga selektif terhadap kation. Sebagai contoh kristal tunggal lantanum florida yang bertindak sebagai membran digunakan untuk menetapkan ion fluorida.Kristal itu dikontaminasi dengan suatu unsur tanah langka, europium(II), untuk meningkatkan daya hantar listriknya. Elektroda ini mampu merespon ion fluorida smpai konsentrasi 10-5 M.
· Elekroda membran liquid
Sebuah elektroda selektif ion di mana chelating agen dimasukkan ke dalam membran hidrofobik.
Gambar.2. Perbandingan antara elektroda kaca konvensional dengan elektroda membran liquid.(sumber: Fundamentals of Analytical Chemistry)
Elektroda jenis ini menggunakan cairan yang tidak bercampur dengan air sebagai membrannya. Elektroda membran cairan menghasilkan potensial dari kedua larutan yang mengandung analit dan liquid-ion exchanger. Cairan tersebut akan mengikat dengan selektif ion yang akan ditetapkan. Sebagai contoh elektroda ion kalsium yang menggunakan suatu penukar kation yang mengandung asam fosfat.
· ISFETS
ISFET adalah ion-sensitif field effect transistor yangdigunakan untuk mengukur konsentrasi ion dalam larutan, ketika konsentrasi ion (seperti H +, lihat skala pH) mengalami perubahan, arus melalui transistor akan berubah sesuai. Di sini, solusinya digunakan sebagai elektroda gerbang. Sebuah tegangan antara substrat dan permukaan oksida muncul akibat selubung ion.
· Elktroda enzim
Sebuah elektroda yang merespon konsentrasi substrat dengan mereaksikan substrat dengan enzim yang statis, menghasilkan ion yang dapat dipantau dengan ion-selektif elektroda.
iii. Gas sensing probe
Gas sensing probe adalah sel galvani yang potensialnya tergantung kepada konsentrasi gas dalam larutan.
c. Pemilihan elektroda indikator
Elektroda indikator harus memenuhi beberapa syarat antara lain harus memenuhi tingkat kesensitivan yang terhadap konsentrasi analit. Tanggapannya terhadap keaktifan teroksidasi dan tereduksi harus sedekat mungkin dengan yang diramalkan dengan persamaan Nernst. Sehingga adanya perbedaan yang kecil dari konsentrasi analit, akan memberikan perbedaan tegangan(skoog:).
3. Pengukuran Ph dengan Elektroda Kaca
Sel untuk mengukur pH dengan elektrode kaca tersusun dari suatu membran kaca tipis yang melekat erat pada tabung berisi suatu elektrode pembanding dalam, biasanya adalah elektrode perak-perak klorida, yang diujungnya ditempatkan kawat perak sebagai elektroda pembanding. Tabung dibenamkan dalam larutan yang pH-nya akan diukur beserta dengan tabung elektroda kalomel, yang keduanya dihubungkan ke pH meter.
Gambar.3. Elektroda Kaca untuk Pengukuran pH (sumber: Fundamentals of Analytical Chemistry)
Dibandingkan dengan elektrode indikator lain, elektrode kaca memiliki beberapa keunggulan. Pertama, tidak ada zat asing yang ditambahkan ke dalam larutan yang pH-nya akan diukur. Kedua, zat-zat yang mudah dioksidasi atau direduksi dapat berada dalam larutan tanpa mengganggu. Ketiga, karena potensial tidak bergantung pada ukuran fisik elektrode, maka elektrode dapat dibuat sangat kecil sehingga dapat digunakan untuk mengukur larutan dengan volume yang kecil. Selain itu, tidak ada permukaan katalitik yang mudah terkotori seperti pada elektroda hidrogen, dan cocok untuk pengukuran berulang.
Pada proses penetapan pH suatu larutan secara potensiometri perlu dilakukan terlebih dahulu kalibrasi elektrode indikator. Metode kalibrasi elektrode indikator ini dilakukan sebelum analisis potensiometri dilakukan untuk memberikan beberapa keuntungan seperti kesederhanaan, kecepatan dan keaplikatifan dalam penentuan nilai pH. Karena elektroda kaca ini spesifik untuk ion H+, maka elektroda ini digunakan untuk mengukur pH, namun kurang cocok apabila digunakan untuk analisis kandungan ion logam. Maka dalam penentuan kandungan ion logam perlu digunakan elektrode indikator membran jenis lain yaitu elektroda selektif-ion.
William L. Masterton. 2009. Chemistry Princpiles and Reactions. California : Brooks/ Cole Cengange Learning
Jerome L. Rosenberg. 1980. Seri Buku Scaum Dasar. Jakarta: Erlangga
Harvey, David. 2000. Modern Analytical Chemistry. NY: Mc Grawhill.
Skoog, West, Holler & Crouch. 2004. Fundamentals of analytical chemistry 8ed 2004. California : Brooks/ Cole Cengange Learning
Jeffery. G.H, 1978. Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis. United States: longman.
www.fuadrofiqi.blogspot.com
Langganan:
Posting Komentar
(Atom)
0 komentar:
Posting Komentar