BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakterisasi Elektroda di Larutan Elektrolit Pendukung Elektroda pasta karbon yang dimodifikasi dengan silika dan lapis tipis raksa dikarakterisasi di larutan elektrolit pendukung HNO3 dan KNO3 sebagai blanko untuk melihat secara kualitatif arus latar belakang (background) dari larutan elektrolit tersebut. Hal ini untuk mengantisipasi kemungkinan adanya puncak dari larutan elektrolit yang telah dibuat serta untuk melihat kemampuan elektroda pada larutan saat dilakukan pengukuran. Karakterisasi ini dilakukan dengan metode voltametri siklik yang sering digunakan dalam uji kualitatif pada karakterisasi elektroda. Karakterisasi dilakukan pada rentang potensial -800 mV hingga 0 mV sebanyak 5 siklik. Hasil karakterisasi elektroda pasta karbon silika lapis tipis raksa dalam dua jenis larutan elektrolit ditunjukkan pada Gambar 4.1 dan 4.2 yang memperlihatkan tidak adanya puncak gangguan dari elektrolit pendukung.
0,4
0,2
0,0
i [µA]
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1,0 -800
-600
-400
-200
0
V [mV]
Gambar 4.1 Voltamogram pada penentuan kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb2+ 1 ppm dalam larutan HNO3 0,1 M
21
0,4 0,2 0,0 -0,2
i [µA] -0,4 -0,6 -0,8 -1,0 -1,2 -800
-600
-400
-200
0
E [mV]
Gambar 4.2 Voltamogram pada penentuan kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb2+ 1 ppm dalam larutan KNO3 0,1 M
4.2 Kebolehulangan Pengukuran Kebolehulangan pengukuran dari elektroda kerja lapis tipis raksa yang dibuat, ditentukan dengan melakukan pengukuran
berulang sebanyak 20 kali terhadap
larutan Pb2+ 1 ppm dalam KNO3 0,1 M dan 30 kali terhadap larutan Pb2+ 1 ppm dalam HNO3 0,1 M. Hasil pengukuran ditunjukkan pada Gambar 4.3 dan 4.4. .
10 9 8 7
i [µA] 6 5 4 3 2 0
5
10
15
20
n [banyaknya pengukuran]
Gambar 4.3 Kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb2+ 1 ppm dalam KNO3 0,1 M
22
50
40
30
i [µA] 20
10
0 0
5
10
15
20
25
30
n [banyaknya pengukuran]
Gambar 4.4 Kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb2+ 1 ppm dalam HNO3 0,1 M
Dari hasil pengukuran kebolehulangan yang tertera pada Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa hasil pengukuran kebolehulangan pada larutan standar Pb2+ dalam larutan KNO3 sangatlah buruk. Hg pada lapis tipis tampaknya terhidrolisis sehingga mengurangi jumlah raksa pada lapis tipis. Sementara pada pengukuran larutan standar Pb2+ dalam larutan HNO3 memberikan hasil yang sangat baik. Dari grafik dapat kita lihat bahwa pada larutan HNO3, elektroda pasta karbon silika lapis tipis raksa mampu memberikan hasil pengukuran yang konsisten. Hasil ini dapat pula dilihat pada nilai standar deviasi relatif yang kecil dari pengukuran larutan Pb2+ 1 ppm dalam larutan HNO3 seperti yang diberikan pada Tabel 4.1 berikut
Tabel 4.1 Kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb2+ 1 ppm yang dilakukan dalam larutan HNO3 0,1 M
Larutan standar
Pb2+ [dalam HNO3]
Arus puncak (µA)
24,21
Standar deviasi relatif
2,46%
23
4.3 Kurva Kalibrasi Kurva kalibrasi dibuat dengan mengukur larutan standar Pb2+ pada rentang konsentrasi 1 ppb – 1000 ppb. Kurva kalibrasi dibuat pada tiga daerah konsentrasi, yaitu 1 ppb – 10 ppb; 10 ppb – 100 ppb; 100 ppb – 1000 ppb. Pembuatan kurva kalibrasi dimaksudkan untuk mengetahui respon linear elektroda dan menentukan limit deteksi elektroda terhadap Pb2+.
Pada pengukuran kurva kalibrasi ini tiap konsentrasi dalam tiap rentangnya diukur sebanyak tiga kali lalu kemudian diambil nilai rata-ratanya, hal ini untuk mendapatkan nilai hasil pengukuran arus puncak yang mendekati nilai sebenarnya. Namun untuk pengukuran yang dilakukan dalam larutan KNO3, pengukuran untuk tiap konsentrasi dalam tiap rentangnya hanya dilakukan satu kali. Hal ini dikarenakan pada pengukuran kebolehulangan sebelumnya, elektroda pasta karbon silika lapis tipis raksa dalam larutan KNO3 memberikan hasil pengukuran yang tidak baik. Oleh karena itu, pada tahapan pembuatan kurva kalibrasi ini, pengukuran di dalam larutan KNO3 hanya ditujukan untuk melihat kemampuan elektroda pasta karbon silika lapis tipis raksa dalam mendeteksi Pb2+ dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang lebih kecil (renik). Hasil kuantitatif terhadap pengukuran linearitas lebih difokuskan pada pengukuran yang dilakukan dalam larutan HNO3 yang menunjukkan kebolehulangan pengukuran yang sangat baik. Gambar 4.5 – 4.7 adalah kurva kalibrasi untuk Pb2+ dalam larutan KNO3 pada tiga daerah konsentrasi. Pada rentang konsentrasi yang tinggi, linearitas pengukuran yang dihasilkan masih cukup baik, namun pada rentang konsentrasi berikutnya, linearitas yang diberikan semakin menurun. Untuk daerah konsentrasi 1-10 ppb koefisien korelasinya merupakan yang paling rendah, yakni mencapai R2 = 0,6765.
24
20
15
i [µA]10
5
0 0
200
400
600
800
1000
2+
Pb [ppb]
Gambar 4.5 Kurva kalibrasi ion Pb2+ dalam larutan KNO3 konsentrasi 100-1000 ppb dengan waktu deposisi 150 detik
pada
daerah
0,35 0,30 0,25 0,20
i [µA] 0,15 0,10 0,05 0,00 0
20
40
60
80
100
2+
Pb [ppb]
Gambar 4.6 Kurva kalibrasi ion Pb2+ dalam larutan KNO3 pada daerah konsentrasi 10-100 ppb dengan waktu deposisi 300 detik
25
0,14 0,12 0,10 0,08
i [µA] 0,06 0,04 0,02 0,00 0
2
4
6
8
10
2+
Pb [ppb]
Gambar 4.7 Kurva kalibrasi ion Pb2+ dalam larutan KNO3 pada daerah konsentrasi 1-10 ppb dengan waktu deposisi 450 detik
Kurva kalibrasi Pb2+ dalam larutan HNO3 pada daerah konsentrasi yang sama ditunjukkan pada gambar 4.8 – 4.10 di bawah ini:
50
40
30
i [µA] 20
10 2
R = 0,9997 2+ i = 0,053 [Pb ] - 1,6
0 0
200
400
600
800
1000
2+
Pb [ppb]
Gambar 4.8 Kurva kalibrasi ion Pb2+ dalam larutan HNO3 pada daerah konsentrasi 100-1000 ppb dengan waktu deposisi 120 detik
26
5
4
3
i [µA] 2
1 2
R = 0,9957 2+ i = 0,052 [Pb ] - 0,4087
0 0
20
40
60
80
100
2+
Pb [ppb]
Gambar 4.9 Kurva kalibrasi ion Pb2+ dalam larutan HNO3 pada daerah konsentrasi 10-100 ppb dengan waktu deposisi 180 detik
1,6 1,4 1,2 1,0 0,8
i [µA]
0,6 0,4 2
0,2
R = 0,9964 2+ i = 0,1375[Pb ] + 0,036
0,0 0
2
4
6
8
10
2+
Pb [ppb]
Gambar 4.4 Kurva kalibrasi ion Pb2+ dalam larutan HNO3 pada daerah konsentrasi 1-10 ppb dengan waktu deposisi 300 detik
27
Linearitas kurva kalibrasi cukup baik dengan koefisien korelasi terbaik diperoleh untuk daerah konsentrasi antara 100 ppb – 1000 ppb.
Limit deteksi untuk analisis kedua ion ditentukan dari kurva kalibrasi pada daerah konsentrasi terkecil serta daerah linier kurva kalibrasi diberikan pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Daerah linear dan limit deteksi Pb2+
Pb2+ Daerah linear
Limit deteksi
1 – 1000 ppb
0,56 ppb
4.4 Penentuan Persen Perolehan Kembali Akurasi analisis ion Pb2+ ditentukan melalui pengukuran spike sample ion Pb2+. Persen perolehan kembali yang diperoleh dari analisis ini digunakan sebagai ukuran analisis ion dengan elektroda ini. Nilai persen perolehan kembali dari analisis spike sampel kedua ion diberikan pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4. Tabel 4.3 Persen perolehan kembali untuk Pb2+
Pb2+ konsentrasi
Daerah konsentrasi
% perolehan
Asumsi nilai sebenarnya Terukur (ppb)
kembali
(ppb) 100 – 1000 ppb
400
396,60
99,15
10 – 100 ppb
40
41,71
104,28
1 – 10 ppb
8
7,81
97.64
28
Persen perolehan perolehan kembali untuk Pb2+ berkisar antara 97% hingga 104%. Nilai persen perolehan kembali mendekati 100% yang menunjukkan kinerja elektroda yang baik, sehingga metode yang dikembangkan memiliki akurasi yang cukup baik.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Elektroda pasta karbon silika lapis tipis raksa yang dibuat melalui proses deposisi raksa pada permukaan elektroda pasta karbon silika dari larutan Hg(NO3)2 0,1 M dapat digunakan untuk analisis ion Pb2+. Dari pengukuran kebolehulangan, diperoleh hasil yang sangat baik jika pengukuran dilakukan dalam larutan HNO3 0,1 M. Sebaliknya, pada pengukuran yang dilakukan dalam larutan KNO3 tidak diperoleh hasil kebolehulangan yang baik. Hal ini dikarenakan terhidrolisisnya Hg pada lapis tipis raksa. Metode analisis ion logam Pb dengan elektroda pasta karbon yang dimodifikasi dengan silika dan lapis tipis raksa memiliki sensitivitas dan akurasi yang sangat baik yang menunjukkan adanya pengaruh lapis tipis raksa terhadap kestabilan pada saat pengukuran. Keberhasilan analisis ion logam Pb juga dipengaruhi oleh penggunaan larutan HNO3 yang memberikan hasil pengukuran yang jauh lebih baik dibandingkan dengan KNO3 sebagai larutan elektrolit pendukung.
5.2 Saran Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengetahui karakter elektroda untuk analisis sampel nyata. Beberapa sampel yang dapat dipilih diantaranya adalah bensin, ikan, air minum, air sungai dan air laut.
DAFTAR SINGKATAN
EFM
Elektroda film raksa
VGP
Voltametri gelombang persegi
VLA
Voltametri lucutan anodik
VLAGP
Voltametri lucutan anodik gelombang persegi
VPD
Voltametri pulsa diferensial
VPN
Voltametri pulsa normal
xiv
