Sensor Potensiometrik

1.      Pengertian

Sensor potensiometrik adalah jenis sensor kimia yang dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi analitis beberapa komponen gas analit atau solusi. Sensor ini mengukur potensial listrik dari elektroda jika tidak ada tegangan yang masuk.

2.      Prinsip Kerja

Sinyal ini diukur sebagai perbedaan potensial (tegangan) antara elektroda kerja dan elektroda referensi. Kerja potensial elektroda harus tergantung pada konsentrasi analit dalam fase gas atau solusi.

3.      Klasifikasi Sensor

Potensiometri sensor gas solid umumnya telah diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok besar, yaitu

• Tipe I sensor memiliki elektrolit yang mengandung ion mobile dari spesies kimia dalam fase gas bahwa itu adalah pemantauan. Contoh dari tipe I yaitu produk komersial, sensor oksigen YSZ.

• Type sensor II tidak memiliki ion mobile dari spesies kimia yang akan merasakan, tetapi ion yang terkait dengan gas sasaran dapat menyebar dalam elektrolit padat untuk memungkinkan equilibrium dengan atmosfer. Oleh karena itu, tipe I dan sensor tipe II memiliki desain yang sama dengan elektroda gas dikombinasikan dengan logam dan elektrolit di mana ion teroksidasi atau dikurangi dapat elektrokimia diseimbangkan melalui sel elektrokimia. Dalam jenis ketiga sensor elektrokimia, fase tambahan ditambahkan ke elektroda untuk meningkatkan selektivitas dan stabilitas.

• Tipe III sensor membuat konsep elektroda lebih membingungkan. Sehubungan dengan desain sensor solid state, tahap tambahan terlihat sebagai bagian dari elektroda. Tapi itu tidak bisa menjadi elektroda karena bahan fase tambahan umumnya tidak konduktor listrik yang baik. Terlepas dari kebingungan ini, tipe III desain menawarkan lebih kelayakan dalam hal merancang berbagai sensor dengan bahan-bahan tambahan yang berbeda dan elektrolit.

4.      Metode

Pada metode analisis potensiometri umumnya menggunakan elektroda selektif ion. Elektroda selektif ion (ESI) adalah suatu setengan sel elektrokomia yang menggunakan membran sebagai sensor kimia lingkungan ionik dan mengukur aktivitas (konsentrasi) ion-ion, yang potensialnya berubah-ubah secara reversible terhadap perubahan aktivitas ion dalam larutan yang dapat menembus antarmuka membran-membran yang diukurnya.

Membran yang digunakan dalam sel elektrokimia dan potensiometeri merupakan aplikasi langsung dari persamaan Nernst dengan cara pengukuran potensial dua elektroda tidak terpolarisasi pada kondisi arus nol. Membran yang digunakan dalam sel elektrokimia dan berfungsi sebagai sensor ion tertentu disebut membran selektif ion. Elektroda bermembran ini memiliki jenis yang cukup beragam diantarnya :

1. Elekroda Bermembran Kaca

   Elektroda kaca yang umum digunakan untuk mengukur pH merupakan contoh suatu sensor potensiometri. Membran dalam elektroda pH adalah kaca natrium silikat yang dibuat dari campuran Al₂O₃, Na₂O, dan SiO₂ yang dibentuk membran secara peniupan.

2. Elektroda Bermembran Padat

   Membran padat berbahan aktif garam anorganik yang sukar larut seperti LaF₃, Ag₂S dan CuS yang digunakan dapat saja bersifat homogen dan dapat pula bersifat heterogen.

3. Elektroda Bermembran Cair

   Membran cair umumnya mempunyai tahanan listrik cukup tinggi (dalam orde 1 MΩ), tetapi harus dapat menghantarkan listrik agar berfungsi sebagai sensor ion (menurut hukum Ohm) yang ditimbulkan oleh pergerakan karier bermuatan di dalam kanal-kanal cairan dalam membran.

4. Elektrode Bermembran Probe Gas

   Elektroda ini dibuat dengan menggunakan sensor membran kaca, terutama untuk pH, untuk menentukan konsentrasi gas yang terlarut dalam larutan air. Prinsipnya adalah menempatkan suatu membran yang bersifat permeable terhadap gas pada bagian ujung sebuah tabung.

5. Elektroda Bermembran enzim Teramobilisasi Pada Gel

   Elektroda jenis ini merupakan contoh pertama biosensor, karena melibatkan proses biokimia yang melibatkan reaksi katalisis oleh enzim dengan analit menghasilkan produk yang dapat disensor secara sensor kimia potensiometri, misal adalah sensor urea.