PENGERTIAN PH METER
pH meter
adalah alat yang digunakan untuk mengukur derajat keasaman suatu zat.
pH = -log[H+].
pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat derajat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion hydrogen. Nilai pH dari suatu unsur adalah perbandingan antara konsentrasi ion hydrogen [H+] dengan konsentrasi ion hidroksil [OH-]. Jika konsentrasi H+ lebih besar dari OH-, material disebut asam; yaitu nilai pH adalah kurang dari 7. Jika konsentrasi OH- lebih besar dari H+, material disebut basa, dengan suatu nilai pH lebih besar dari 7. Jika konsentrasi H+ sama dengan OH- maka material disebut sebagai material netral. Asam dan basa mempunyai ion hydrogen bebas dan ion alkali bebas.Besarnya konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat keasaman. Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai pengertian pH.
Atas dasar pengertian ini, ditentukan:
- Jika nilai pH = pOH = 7, maka larutan bersifat netral.
- Jika nilai pH < 7, maka larutan bersifat asam.
- Jika nilai pH > 7, maka larutan bersifat basa.
- Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14
pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat derajat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion hydrogen. Nilai pH dari suatu unsur adalah perbandingan antara konsentrasi ion hydrogen [H+] dengan konsentrasi ion hidroksil [OH-]. Jika konsentrasi H+ lebih besar dari OH-, material disebut asam; yaitu nilai pH adalah kurang dari 7. Jika konsentrasi OH- lebih besar dari H+, material disebut basa, dengan suatu nilai pH lebih besar dari 7. Jika konsentrasi H+ sama dengan OH- maka material disebut sebagai material netral. Asam dan basa mempunyai ion hydrogen bebas dan ion alkali bebas.Besarnya konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat keasaman. Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai pengertian pH.
Atas dasar pengertian ini, ditentukan:
- Jika nilai pH = pOH = 7, maka larutan bersifat netral.
- Jika nilai pH < 7, maka larutan bersifat asam.
- Jika nilai pH > 7, maka larutan bersifat basa.
- Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14
Pengukuran pH secara kasar bias
dilakukan dengan kertas pH atau kertas indicator pH, dengan perubahan warna
pada level pH yang bervariasi. Indicator ini mempunyai keterbatasan pada
tingkat akurasi pengukuran, dan dapat terjadi kesalahan pengamatan warna yang
disebabkan larutan sampel yang berwarna atau sampel yang keruh.
Measurement pH in harsh diffraction can do with conducted with paper pH or paper indicator pH method, with color transformation at which variety of pH level. This Indicator have limitation at level of measurement accuration, and can happen mistake of colour perception that caused the liquid sample has character chromatic sample or turbid sample.
Pengukuran pH yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter. Sestem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda reffernsi,dan alat pengukur impedansi tinggi. pH elektroda dapat diasumsikan sebagai battery, dengan voltase yang bervariasi hasil pengukuran dari pH larutan yang diukur.
Sejarah pH meter
Sejarah dalam mengukur kadar keasaman cairan secara elektris dimulai pada tahun 1906 ketika Max Cremer di dalam studinya tentang hubungan cairan (interaksi antara zat cair dan zat padat) dan ditemukan ternyata hubungan antara cairan bisa dipelajari dengan bertiupnya suatu gelembung dari kaca tipis satu cairan yang di tempatkan di dalam dan di luar. Itu membuat suatu tegangan elektrik yang bisa diukur. Gagasan ini telah diambil lebih lanjut oleh Fritz Haber (yang menemukan sintese amoniak dan tiruan fertiliser) dan Zygmunt Klemsiewicz yang menemukan bahwa bohlam/gelembung kaca (yang ia namakan elektrode kaca) bisa digunakan untuk mengukur aktivitas ion hidrogen yang diikuti suatu fungsi logaritmis.
Kemudian ahli biokimia Denmark Soren Sorensen menemukan skala pH pada tahun 1909. Karena kepekaan di dalam dinding gelas sangat tinggi, berkisar antara 10 sampai 100 Mega-Ohm, voltase elektrode kaca tidak bisa diukur dengan teliti sampai tabung elektron telah ditemukan. Kemudian, penemuan transistor efek medan (field-effect transistors FETs) dan integrated sirkit ( ICs) dengan meringankan temperatur, membuatnya mungkin untuk mengukur voltase elektrode kaca itu dengan teliti. Voltase yang diproduksi oleh satu pH unit (misalnya saja dari pH=7.00 - 8.00) secara khas sekitar 60 mV ( mili volt). Kini Ph Meter yang terdiri atas mikro prosesor yang diperlukan untuk koreksi temperatur dan kalibrasi. Meskipun demikian, pH meter modern masih mempunyai kekurangan, yaitu perubahan yang lambat, yang merupakan masalah penting dalam menentukan skala yang valid.
pH meter untuk penggunaan komersial pertama kali diproduksi oleh Radiometer pada tahun 1936 di Denmark dan Arnold Orville eckman dari Amerika Serikat. Penemuan tersebut dilakukan ketika Beckman menjadi assisten professor kimia di California Institute of Technology, dia mekatakan untuk mendapatkan metoda yang cepat dan akurat untuk pengukuran asam dari jus lemon yang diproduksi oleh California Fruit Growers Exchange (Sunkist). Hasil penemuannya tersebut membawa dia untuk mendirikan Beckman Instruments Company (sekarang Beckman Coulter).
Prinsip Kerja pH meter
Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hydrogen atau diistilahkan dengan potential of hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan.
Measurement pH in harsh diffraction can do with conducted with paper pH or paper indicator pH method, with color transformation at which variety of pH level. This Indicator have limitation at level of measurement accuration, and can happen mistake of colour perception that caused the liquid sample has character chromatic sample or turbid sample.
Pengukuran pH yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter. Sestem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda reffernsi,dan alat pengukur impedansi tinggi. pH elektroda dapat diasumsikan sebagai battery, dengan voltase yang bervariasi hasil pengukuran dari pH larutan yang diukur.
Sejarah pH meter
Sejarah dalam mengukur kadar keasaman cairan secara elektris dimulai pada tahun 1906 ketika Max Cremer di dalam studinya tentang hubungan cairan (interaksi antara zat cair dan zat padat) dan ditemukan ternyata hubungan antara cairan bisa dipelajari dengan bertiupnya suatu gelembung dari kaca tipis satu cairan yang di tempatkan di dalam dan di luar. Itu membuat suatu tegangan elektrik yang bisa diukur. Gagasan ini telah diambil lebih lanjut oleh Fritz Haber (yang menemukan sintese amoniak dan tiruan fertiliser) dan Zygmunt Klemsiewicz yang menemukan bahwa bohlam/gelembung kaca (yang ia namakan elektrode kaca) bisa digunakan untuk mengukur aktivitas ion hidrogen yang diikuti suatu fungsi logaritmis.
Kemudian ahli biokimia Denmark Soren Sorensen menemukan skala pH pada tahun 1909. Karena kepekaan di dalam dinding gelas sangat tinggi, berkisar antara 10 sampai 100 Mega-Ohm, voltase elektrode kaca tidak bisa diukur dengan teliti sampai tabung elektron telah ditemukan. Kemudian, penemuan transistor efek medan (field-effect transistors FETs) dan integrated sirkit ( ICs) dengan meringankan temperatur, membuatnya mungkin untuk mengukur voltase elektrode kaca itu dengan teliti. Voltase yang diproduksi oleh satu pH unit (misalnya saja dari pH=7.00 - 8.00) secara khas sekitar 60 mV ( mili volt). Kini Ph Meter yang terdiri atas mikro prosesor yang diperlukan untuk koreksi temperatur dan kalibrasi. Meskipun demikian, pH meter modern masih mempunyai kekurangan, yaitu perubahan yang lambat, yang merupakan masalah penting dalam menentukan skala yang valid.
pH meter untuk penggunaan komersial pertama kali diproduksi oleh Radiometer pada tahun 1936 di Denmark dan Arnold Orville eckman dari Amerika Serikat. Penemuan tersebut dilakukan ketika Beckman menjadi assisten professor kimia di California Institute of Technology, dia mekatakan untuk mendapatkan metoda yang cepat dan akurat untuk pengukuran asam dari jus lemon yang diproduksi oleh California Fruit Growers Exchange (Sunkist). Hasil penemuannya tersebut membawa dia untuk mendirikan Beckman Instruments Company (sekarang Beckman Coulter).
Prinsip Kerja pH meter
Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hydrogen atau diistilahkan dengan potential of hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan.
pH meter akan mengukur potensial
listrik (pada gambar alirannya searah jarum jam) antara merkuri Cloride (HgCl)
pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang merupakan larutan
didalam gelas electrode serta potensial antara larutan dan elektroda perak.
Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas
dapat berubah tergantung sampelnya, oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi
dengan menggunkan larutan yang equivalen yang lainya untuk menetapkan nilai
dari pH.
Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang mana terjadi kontak dengan mercuri chloride (HgCl) diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunkan ceramic berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsure natrium.
Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh yang tersambung dengan gelembung kaca tipis yang. Didalamnya terdapat larutan KCl sebagai buffer pH 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl2) dihubungkan kedalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh electric yang gak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat dibagian dalam elektroda gelas.
Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature yaitu suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.
Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang mana terjadi kontak dengan mercuri chloride (HgCl) diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunkan ceramic berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsure natrium.
Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh yang tersambung dengan gelembung kaca tipis yang. Didalamnya terdapat larutan KCl sebagai buffer pH 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl2) dihubungkan kedalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh electric yang gak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat dibagian dalam elektroda gelas.
Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature yaitu suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.
Keterangan gambar.
1. a sensing part of electrode, a bulb made from a specific glass
2. sometimes the electrode contains a small amount of AgCl precipitate inside the glass electrode
3. internal liquid, usually 0.1M HCl for pH electrodes or 0.1M MeCl for pMe electrodes
4. internal electrode, usually silver chloride electrode or calomel electrode
5. body of electrode, made from non-conductive glass or plastics.
6. reference electrode, usually the same type as 4
7. junction with studied liquid, usually made from ceramics or capillary with asbestos or quartz fiber.
Cara Penggunaan. Calibrasi
Sebelum pH meter digunakan, pH meter harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunkan standar pH atau sering disebut buffer pH. Standar pH adalah larutan yang nilai pH-nya telah diketahui pada setiap perubahan suhu. Standar pH merupakan larutan buffer pH (penyangga pH) dimana nilainya relative konstan dan tidak mudah berubah.
Urutan kerja kalibrasi pH meter adalah :
1. Siapkan buffer pH 7 dan buffer pH 4
2. Buka penutup plastic elektroda
3. Bilas elektroda dengan air DI (De Ionisasi/ air bebas ion) dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam larutan buffer pH 7
6. Tekan tombol CAL dua kali, putar elektroda agar larutan buffer homogeny
7. Biarkan beberapa saat sampai nilai yang tertera di disply tidak berubah
8. Tekan tombol CAL satu kali lagi, dan biarkan tulisan CAL pada disply berhenti berkedip
9. Angkat elektroda dari larutan buffer pH 7, kemudian bilas dengan air DI beberapa kali dan keringkan dengan kertas tisu
10.Masukan elektroda kedalam larutan buffer pH 4
11.Tekan tombol CAL dua kali, putar elektroda agar larutan buffer homogeny
12.Biarkan beberapa saat sampai nilai yang tertera di dispaly tidak berubah
13.Tekan tombol CAL satu kali lagi, dan biarkan tulisan CAL pada dispaly berhenti berkedip
14.Angkat elektroda dari larutan buffer pH 4, kemudian bilas dengan air DI beberapa kali dan keringkan dengan kertas tisu
15.Pada layar bagian bawah akan muncul angka 7 dan angka 4 yang menunjukan pH meter tersebut telah dikalibrasi dengan buffer pH 7 dan buffer pH 4
16.pH meter telah siap digunakan
Pengukuran pH Larutan
Setelah pH meter dikalibrasi maka pH meter tersebut sudah siap digunakan. Biasanya kalibrasi disarankan dilakukan setiap 1 kali sehari sebelum digunakan.
Cara pengukurannya adalah sebagai berikut :
1. Siapkan sampel larutan yang akan di check pH-nya.
2. Jika larutan panas, biarkan larutan mendingin sampai dengan suhunya sama dengan suhu ketika kalibrasi. Contohnya jika kalibrasi dilakukan pada suhu 20°C maka pengukuranpun dilakukan pada suhu 20°C.
3. Buka penutup plastic elektroda, bilas dengan air DI dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu.
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam sampel, kumudian putar agar larutan homogeny.
6. Tekan tombol MEAS untuk memulai pengukuran, pada layar akan muncul tulisan HOLD yang kelapkelip.
7. Biarkan sampai tulisan HOLD pada layar berhenti kelap-kelip.
8. Nilai pH yang ditunjukan pada layar adalah nilai pH larutan yang di check
9. Matikan pH meter dengan menekan kembali tombol ON/OFF
Pemeliharaan pH meter
pH meter harus dilakukan perawatan berkala untuk menjaga umur pakai dari alat tersebut. Pemeliharaannya meliputi :
a) Batere, penggantian batere dilakukan jika pada layar muncul tulisan low battery
b) Elektroda, pembersihan elektroda bisa dilakukan berkala setiap minimal satu minggu satu kali. Pembersihannya menggunakan larutan HCL 0.1N (encer) dengan cara direndam selama 30 menit, kemudian dibersihkan dengan air DI.
c) Penyimpanan, ketika tidak dipakai, elektroda terutama bagian gelembung gelasnya harus selalu berada pada keadaan lembab. Oleh karena itu penyimpanan elektroda disarankan selalu direndam dengan menggunkan air DI. Penyimpanan pada posisi kering akan menyebabkan membrane gelas yang terdapat pada gelembung elektroda akan mudah rusak dan pembacaannya tidak akurat.
d) Suhu penyimpan. Ketika disimpan, pH meter tidak boleh berada pada suhu ruangan yang panas karena akan menyebabkan sensor suhu pada alat cepat rusak.
Gambar Alat dan Keterangan
1. a sensing part of electrode, a bulb made from a specific glass
2. sometimes the electrode contains a small amount of AgCl precipitate inside the glass electrode
3. internal liquid, usually 0.1M HCl for pH electrodes or 0.1M MeCl for pMe electrodes
4. internal electrode, usually silver chloride electrode or calomel electrode
5. body of electrode, made from non-conductive glass or plastics.
6. reference electrode, usually the same type as 4
7. junction with studied liquid, usually made from ceramics or capillary with asbestos or quartz fiber.
Cara Penggunaan. Calibrasi
Sebelum pH meter digunakan, pH meter harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunkan standar pH atau sering disebut buffer pH. Standar pH adalah larutan yang nilai pH-nya telah diketahui pada setiap perubahan suhu. Standar pH merupakan larutan buffer pH (penyangga pH) dimana nilainya relative konstan dan tidak mudah berubah.
Urutan kerja kalibrasi pH meter adalah :
1. Siapkan buffer pH 7 dan buffer pH 4
2. Buka penutup plastic elektroda
3. Bilas elektroda dengan air DI (De Ionisasi/ air bebas ion) dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam larutan buffer pH 7
6. Tekan tombol CAL dua kali, putar elektroda agar larutan buffer homogeny
7. Biarkan beberapa saat sampai nilai yang tertera di disply tidak berubah
8. Tekan tombol CAL satu kali lagi, dan biarkan tulisan CAL pada disply berhenti berkedip
9. Angkat elektroda dari larutan buffer pH 7, kemudian bilas dengan air DI beberapa kali dan keringkan dengan kertas tisu
10.Masukan elektroda kedalam larutan buffer pH 4
11.Tekan tombol CAL dua kali, putar elektroda agar larutan buffer homogeny
12.Biarkan beberapa saat sampai nilai yang tertera di dispaly tidak berubah
13.Tekan tombol CAL satu kali lagi, dan biarkan tulisan CAL pada dispaly berhenti berkedip
14.Angkat elektroda dari larutan buffer pH 4, kemudian bilas dengan air DI beberapa kali dan keringkan dengan kertas tisu
15.Pada layar bagian bawah akan muncul angka 7 dan angka 4 yang menunjukan pH meter tersebut telah dikalibrasi dengan buffer pH 7 dan buffer pH 4
16.pH meter telah siap digunakan
Pengukuran pH Larutan
Setelah pH meter dikalibrasi maka pH meter tersebut sudah siap digunakan. Biasanya kalibrasi disarankan dilakukan setiap 1 kali sehari sebelum digunakan.
Cara pengukurannya adalah sebagai berikut :
1. Siapkan sampel larutan yang akan di check pH-nya.
2. Jika larutan panas, biarkan larutan mendingin sampai dengan suhunya sama dengan suhu ketika kalibrasi. Contohnya jika kalibrasi dilakukan pada suhu 20°C maka pengukuranpun dilakukan pada suhu 20°C.
3. Buka penutup plastic elektroda, bilas dengan air DI dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu.
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam sampel, kumudian putar agar larutan homogeny.
6. Tekan tombol MEAS untuk memulai pengukuran, pada layar akan muncul tulisan HOLD yang kelapkelip.
7. Biarkan sampai tulisan HOLD pada layar berhenti kelap-kelip.
8. Nilai pH yang ditunjukan pada layar adalah nilai pH larutan yang di check
9. Matikan pH meter dengan menekan kembali tombol ON/OFF
Pemeliharaan pH meter
pH meter harus dilakukan perawatan berkala untuk menjaga umur pakai dari alat tersebut. Pemeliharaannya meliputi :
a) Batere, penggantian batere dilakukan jika pada layar muncul tulisan low battery
b) Elektroda, pembersihan elektroda bisa dilakukan berkala setiap minimal satu minggu satu kali. Pembersihannya menggunakan larutan HCL 0.1N (encer) dengan cara direndam selama 30 menit, kemudian dibersihkan dengan air DI.
c) Penyimpanan, ketika tidak dipakai, elektroda terutama bagian gelembung gelasnya harus selalu berada pada keadaan lembab. Oleh karena itu penyimpanan elektroda disarankan selalu direndam dengan menggunkan air DI. Penyimpanan pada posisi kering akan menyebabkan membrane gelas yang terdapat pada gelembung elektroda akan mudah rusak dan pembacaannya tidak akurat.
d) Suhu penyimpan. Ketika disimpan, pH meter tidak boleh berada pada suhu ruangan yang panas karena akan menyebabkan sensor suhu pada alat cepat rusak.
Gambar Alat dan Keterangan
Keterangan gambar dan tombol pH
meter
1. Body pH meter
2. Body elektroda
3. Layar
4. Kabel elektroda
5. Kabel sensor suhu
6. Tombol MEAS untuk pengukuran
7. Tombol MODE untuk pemilihan mode pengukuran
8. Tombol Set untuk setting pengukuran
9. Tombol CAL untuk proses kalibrasi
10.Tombol CAL DATA untuk mereview data kalibrasi yang telah dilaukan
11.Tombol ON/OFF
12.Tombol Data OUT untuk mengeluarkan data yang sudah di input
13.Tombol ENTER
14.Elektroda gelas
15.Elektroda pembanding (reference)
Macam-macam pH Meter
