Pengukuran Konsentrasi Ion Hidrogen
(Pengukuran pH)
I. Tujuan Percobaan
1. Menentukan linieritas dan histerisis dari pH meter dan elektroda gelas
2. Menghitung standar deviasi dari pH meter dan elektroda gelas
3. Menghitung ketepatan dan ketelitian pengukuran pH dari pH meter dan elektroda
gelas yang digunakan
4. Menentukan waktu pembacaan pH yang tepat
II. Dasar Teori
pH adalah angka
yang menunjukan derajat keasaman atau kebasaan dari suatu larutan. Pengukuran
pH dapat dilakukan beberapa cara antara lain menggunakan kertas, zat warna dan
yang saat ini umum digunakan adalah pH meter. pH meter adalah alat pengukur pH
dengan ketelitian yang sangat tinggi. pH meter ini terdiri dari alat ukur dan
sensornya yakni elektroda gelas. Sensor berfungsi mendeteksi jumlah konsentrasi
ion hydrogen, yang kemudian dinyatakan dalam bentuk beda potensial sedangkan pH
meter mengubahnya dalam satuan pH. Untuk mengetahui benar tidaknya pengukuran
pH, kita perlu mengetahui ketelitian dan ketepatan alat ukur serta sensor dari
pH. Saat ini pengukuran pH tidak lagi menggunakan zat warna atau kertas, tetapi
sudah menggunakan elektroda yakni elektroda gelas yang menghasilkan potensial
berkaitan dengan konsentrasi ion hydrogen. Hubungan tersebut dinyatakan dalam
rumus sebagai berikut:
E = Ea + 0,000198 T (pH –pHr)
Dimana :
pHr = pH larutan yang
terdapat didalam elektroda
E
= potensial dari elektroda gelas tersebut
Ea = potensial asimetris (potensial pada kedua permukaan
gelas luar dan dalam)
pH = pH larutan uji/sampel
T = Suhu larutan uji/sampel dalam satuan
Kelvin
Dari
rumus tersebut diketahui bahwa pengukuran dibawah 2,0 atau diatas 12,0
menghasilkan penyimpangan pengukuran pH sebesar + 0,01 satuan pH suhu
larutan diketahui + 2,0oC.
Besarnya kesalahan instrumen berpengaruh terhadap
penentuan konsentrasi ion hydrogen dalam hal ini sebagai pH. Kesalahan ini
harus kurang dari 1%. Elektroda yang baik akan menghasilkan lebih kurang 60 mV
untuk setiap perubahan 1 (satu) satuan pH. Jadi potensial (tegangan) elektroda
sebesar + 300 mV akan menyebabkan akan menyebabkan alat ukur membaca sebagai pH
= 2,0 , karena pada pH = 7, potensial yang terukur adalah 0 volt.
III. Alat dan
Bahan
3.1 Alat
3.1.1 pH meter 1 buah
3.1.2 Gelas kimia 1 buah
3.1.3 Botol semprot 1 buah
3.2 Bahan
3.2.1 Aquades
3.2.2 Sampel air keran
3.2.3 Larutan buffer pH 9
IV. Prosedur Kerja
4.1 Kalibrasi pH meter
4.1.1 Diukur suhu larutan yang akan
diukur/suhu ruang
4.1.2 Dinyalakan pH meter
4.1.3 Dibilas dan dikeringkan elektroda gelas
4.1.4 Dicelupkan pada larutan buffer pH 7
4.1.5 Diangkat dan dibilas serta dikeringkan
elektroda gelas
4.2 Pengukuran pH
4.2.1 Diukur pH dari kelima larutan sampel
secara berurutan dari terendah hingga tertinggi
4.2.2 Diukur pH dari kelima larutan sampel secara
berurutan dari tertinggi hingga terendah
4.2.3 Divariasikan waktu pengamatan yakni t=15
dan 30 s
V. Data Pengamatan dan Perhitungan
5.1 Tabel Pengamatan
5.1.1 Data pengukuran
pH mulai dari terendah hingga tertinggi (pH Naik)
|
pH Larutan
|
Suhu (°C)
|
t = 15 detik
|
t = 30 detik
|
|
9,30
|
29,3
|
9,01
|
9,0
|
|
9,34
|
31,3
|
9,31
|
9,12
|
|
9,53
|
32
|
9,23
|
8,94
|
|
9,62
|
29,7
|
9,03
|
8,09
|
|
9,96
|
30
|
9,35
|
9,12
|
5.1.2 Data pengukuran
pH mulai dari tertinggi hingga terendah (pH Turun)
|
pH Larutan
|
Suhu (°C)
|
t = 15 detik
|
t = 30 detik
|
|
10,13
|
32,6
|
9,10
|
8,93
|
|
9,91
|
31,4
|
9,23
|
8,94
|
|
9,86
|
30,25
|
9,27
|
9,02
|
|
9,69
|
32,1
|
9,08
|
8,85
|
|
9,54
|
31,8
|
9,35
|
9,25
|
1.
Grafik
Berikut merupakan grafik
antara pH yang terukur terhadap pH larutan pada setiap waktu
Grafik pengukuran pH
naik dan turun pada t= 15 detik
Grafik pengukuran pH naik dan turun pada
t= 30 detik
2.
Perhitungan
Perhitungan pada pH = 9 untuk pengukuran naik
dan turun
1. Standar Deviasi
Rata-Rata: (9,01+9,35+9,01+9,35+9,01) / 5
= 45,73 / 5 = 9,146
|
y
|
ȳ
|
y-
|
(y-
|
|
9,01
|
9,146
|
-0,136
|
0,0184
|
|
9,35
|
9,146
|
0,204
|
0,0416
|
|
9,01
|
9,146
|
-0,136
|
0,0184
|
|
9,35
|
9,146
|
0,204
|
0,0416
|
|
9,01
|
9,146
|
-0,136
|
0,0184
|
|
√ Σ(y-
|
0,692
|
||
Standar
Deviasi
Sy = √ Σ(y-y)2
N - 1
= √
0,692 / 4 = 0,415
2. Ketelitian Pengukuran
pH
Ketelitian = +-
sy / y
= +- 0,415 / 9,146
= +- 0,0453
VI. Pembahasan
Pada percobaan ini
dilakukan pengukuran pH pada kelima sampel pada pH yang berbeda-beda. Kelima
larutan tersebut adalah sampel air keran. Sebelum pH meter digunakan untuk
pengukuran pH larutan, pH meter dikalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi adalah
suatu keadaan dimana suatu masukan dipertahankan pada nilai tetap, dimana
masukan tersebut dianggap sebagai standar. pH meter dikalibrasi menggunakan larutan
buffer pH 9.
Pengukuran pH
dilakukan berurutan dari kelima larutan sampel dari yang memiliki pH terendah
hingga tertinggi (pH naik), kemudian dilakukan pengukuran ulang pH dari larutan
yang memiliki pH tertinggi hingga terendah (pH turun) secara berurutan. Hal ini
dilakukan bertujuan untuk mengetahui reversibilitas dari pHmeter sebagai alat
pengukur pH, sehingga dari percobaan ini dapat diketahui kemampuan pH meter
untuk mengukur kembali pH suatu larutan walaupun telah diselingi pengukuran larutan
yang berbeda pH. Pada saat pengukuran pH
dan kalibrasi pHmeter, elektroda pH meter harus tercelup seluruhnya ke dalam
larutan yang akan diukur pHnya, hal ini dimaksudkan agar elektroda mengukur pH
larutan secara benar, apabila tidak tercelup seluruhnya kemungkinan sensor elektroda
tidak akan mengukur pH larutan seluruhnya. Pengukuran pH dilakukan dengan
berbagai variasi waktu yaitu pada t = 15 detik dan pada t = 30 detik. Hal ini
dimaksudkan untuk mengetahui konstan tidaknya pH meter untuk mengukur pH pada
suatu larutan.
Berdasarkan grafik,
baik pada t=15s dan t=30s baik pada pengukuran naik maupun turun, kedua grafik
tersebut menunjukan pH meter mengukur pH larutan hampir sama sehingga kedua
grafik yaitu pH naik yang digabungkan dengan pH turun berdempetan (terlihat
sama). Hal ini menunjukan bahwa pH meter dapat mengukur pH dengan benar
walaupun diselingi beberapa pengukuran pH yang berbeda-beda. Dari setiap
pengukuran pH baik pH naik maupun pH turun, dapat mengitung standar deviasinya
sehingga dari setiap pH didapatkan ketidakpastian pengukuran, ketidakpastian
pengukuran sebenarnya dan pengukuran sebenarnya. Ketidakpastian terjadi karena
alat ukur tidak akan mungkin mengukur pH dengan ketepatan 100%, sehingga di
hitung ketidakpastian sehingga didapat rentang pengukuran sebenarnya.
VII. KESIMPULAN
Jadi, pH meter terbukti reversibilitas dalam
pengukuran pH dimana pH meter dapat mengukur kembali pH larutan dengan baik, serta
berdasarkan percobaan didapat waktu pembacaan pH yang tepat adalah t = 15 detik.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Buck Beck. Mechanical measurements. Penerjemah
: Ir. Kusnul Hadi. Pengukuran Mekanis.
1987. Jakarta : Erlangga
Jackson, G.B, 1992, “Applied Water and Spentwater Chemistry”, pp 128-136,
Van Nostrand Reinhad, New York
Poerwanto, dkk. 2008. Instrumentasi
dan Alat Ukur. Yogyakarta : Graha Ilmu
Strobe, H.A., “Chemical instrumentation : A systematic approach to
instrumental analysis”, pp 567-628, Addison – Wesley Publishing Co. Inc,
Reading Mass
Walpole, E. Ronald. Introduction to
Statistic. Penerjemah : Ir. Bambang Sumantri. 1988. Jakarta : Gramedia
Pustaka
No comments:
Post a Comment