pH meter

pHmeter untuk menentukan pH atau tingkat keasaman dari suatu sistem larutan. Tingkat keasaman dari suatu zat, ditentukan berdasarkan keberadaan  jumlah ion hidrogen dalam larutan. Yang dapat  dinyatakan dengan persamaan:

pH = - log [H+]

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH  didasarkan pada potensial elektrokimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas  dengan larutan yang terdapat di luar elektroda gelas (sample). Hal ini terjasdi karena lapisan tipis dari gelembung kaca  berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif. Elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen. Untuk itu dibutuhkan suatu elektroda pembanding. alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan. Skema elektroda pH meter akan mengukur potensial listrik antara Merkuri Klorid (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang merupakan larutan di dalam gelas elektroda serta petensial antara larutan dan elektroda perak. Tetapi potensial antara sampel  dengan elektroda gelas dapat berubah tergantung sampelnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunakan larutan yang equivalent yang lainnya untuk menetapkan nilai pH.

Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang berinteraksi dengan HgCl diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium. Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh dan tersambung dengan gelembung kaca yang tipis. Di dalamnnya terdapat larutan KCl yang buffer ph 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl2) dihubungkan ke dalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh elektrik yang tidak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat di bagian dalam elektroda gelas. Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature, yakni suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.

 

Rangkaian instrumen pH meter adalah suatu voltmeter yang ditmpilkan dalam satuan pH unit sebagai ganti satuan volt. Impedensi masukan pada indikator meter harus sangat tinggi

karena ketahananya tinggi pula (kira-kira 20 sampai 1000 M ) daripada alat pendeteksi elektrode kaca secara khusus digunakan dalam pH meter. Rangkaian sirkit suatu pH meter sederhana pada umumnya terdiri dari penguat operasional (Amplifier) yang di dalamya dapat membalikkan bentuk wujud dari satuan volt ke satuan pH, dengan perolehan total voltase sekitar - 17. Amplifier Pembalikan mengkonversi voltase yang kecil yang diproduksi oleh alat pendeteksi (- 0.059 volt/pH di dalam larutan netral, + 0.059 volt/pH di dalam larutan asam) ke dalam pH unit, yang kemudian akan diterjemahkan setiap 7 volt ke dalam

skala pH. Sebagai contoh:

Pada pH netral ( pH 7) voltase yang di keluaran oleh alat pendeteksi adalah 0 volt. maka perhitunganya 0* 17+ 7= 7.

Pada pH bersifat alkali, voltase yang di keluarkan oleh alat pendeteksi terbentang sekitar > 0 untuk + 0.41 volt ( 7* 0.059= 0.41). Maka untuk suatu contoh pH 10 ( 3 unit pH dari netral), maka perhitunganya adalah 3* 0.059= 0.18 volt, jadi tegangan listrik yang dikeluarkan oleh amplifier meter adalah 0.18* 17+ 7= 10.

Pada pH asam, voltase yang di keluaran oleh alat pendeteksi diantara - 0.7 volt< 0. Maka untuk suatu contoh pH 4 ( juga 3 pH unit dari netral, tapi lebih rendah ), maka perhitunganya adalah 3* + 0.059 = + 0.18 volt, jadi tegangan listrik yang dikeluarkan oleh amplifier meter adalah - 0.18* 17+ 7= 4.

Pada penggunaan pHmeter, kalibrasi alat harus diperhatikan sebelum dilakukan
pengukuran. Seperti diketahui prinsip utama pHmeter adalah pengukuran arsu listrik yang
tercatat pada sensor pH akibat suasana ionik di larutan. Stabilitas sensor harus selalu dijaga dan  caranya adalah dengan kalibrasi alat. Kalibrasi terhadap pHmeter dilakukan dengan:
Larutan buffer standar : pH = 4,01 ; 7,00 ; 10,01

Akurasi dari nilai pH untuk setiap buffer ditentukan sebagai fungsi temperatur.
Kenaikan satu derajat temperatur menyebabkan perubahan nilai pH berkisar antara 0,01 sampai  0,02. Koreksi nilai pH dari buffer standar pada kondisi temperatur ruang pengukuran dapat  dilihat pada tabel yang tertera di label botol.