Meski tidak esensial di banyak disiplin ilmu, khusus dalam dunia proses, pH merupakan parameter penting untuk diukur dan dikendalikan. Untuk saat ini, satu-satunya cara untuk mengukur pH adalah dengan membeli pH Meter yang dijual bebas di pasaran. Dan layaknya terminologi yang menyelimutinya, konsep cara kerja pH meter juga sangat rumit.
Daftar Isi
Cara Kerja pH Meter
Untuk kamu yang belum tahu, pH suatu larutan menunjukkan seberapa asam atau basa larutan tersebut. Istilah pH sebenarnya menerjemahkan nilai konsentrasi ion hidrogen – yang biasanya berkisar antara sekitar 1 dan 10 x -14 gram – ekuivalen per liter – yang diterjemahkan menjadi angka antara 0 dan 14.
Pada skala pH, larutan yang sangat asam memiliki nilai pH rendah seperti 0, 1, atau 2 yang sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen yang besar; 10 x 0, 10 x -1, atau 10 x -2 gram setara per liter sedangkan larutan yang sangat basa memiliki nilai pH yang tinggi, seperti 12, 13, atau 14 yang sesuai dengan sejumlah kecil ion hidrogen 10 x -12, 10 x -13, atau 10 x -14 gram setara per liter. Sementara itu, larutan netral seperti air memiliki pH sekitar 7.
Komponen Utama pH Meter
Selain cara kerja pH meter, komponen yang membangunnya juga krusial untuk diketahui. Pada model yang biasa ditemukan di marketplace, pH meter terdiri dari tiga komponen, sensor pH, yang mencakup elektroda pengukur, elektroda referensi, dan sensor suhu; sebuah penguat awal; dan penganalisis atau pemancar.
Terdengar rumit bukan? Tapi kamu tahu tidak sebenarnya pH meter pada dasarnya adalah baterai di mana terminal positif adalah elektroda pengukur dan terminal negatif adalah elektroda referensi. Dari sinilah nantinya akan ada mekanisme cara kerja pH Meter yang akan bekerja satu sama lain.
Elektroda pengukur, yang peka terhadap ion hidrogen akan mengembangkan potensial (tegangan) yang berhubungan langsung dengan konsentrasi ion hidrogen larutan. Sementara itu, elektroda referensi akan memberikan potensi stabil yang dapat dibandingkan dengan elektroda pengukur.
Berbeda dengan flow meter, sebuah pH meter akan bergantung pada tes tegangan untuk menentukan tingkat ion hidrogen dan dengan demikian pH. Semakin banyak ion hidrogen dalam larutan, semakin konduktif. Jadi semakin asam suatu larutan, semakin banyak listrik yang akan menghantarkannya. Pada dasarnya, interaksi inilah yang diandalkan oleh pH meter.
Mekanisme Lengkap dan Variabel Kerja pH Meter
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumya, pH meter memiliki dua elektroda, elektroda kaca dan elektroda referensi. Elektroda kaca memiliki membran permeabel yang terbuat dari kaca khusus, yang menampung larutan kimia dan kawat berbasis perak. Sementara itu, elektroda referensi terdiri dari kawat dalam larutan kimia.
Elektroda referensi bersifat stabil dan bekerja sebagai buffer dan referensi terhadap elektroda lain yang dapat dibandingkan, dan dengannya, pH ditentukan. Elektroda kaca akan menarik ion hidrogen yang kemudian menciptakan tegangan kecil yang dapat dibandingkan dengan elektroda referensi.
Perbedaan tegangan antara dua elektroda kemudian dikirim sebagai sinyal ke indikator, yang diterjemahkan ke dalam pH meter. Untuk pengukur pH analog, sinyal ini akan bekerja pada kumparan elektromagnetik yang menyebabkan jarum berputar pada engselnya dan memberikan angka pH pada skala. Pengukur pH digital memerlukan konverter analog-ke-digital untuk menghasilkan angka yang ditampilkan pada layar LCD.
Elektroda referensi akan dikalibrasi sebelum perangkat dijual, yang berarti telah disetel pada pH tertentu umumnya 6,86 – mendekati netral. Kalibrasi ini biasanya diatur menggunakan larutan buffer dengan pH yang diketahui, yang kemudian dapat diubah oleh perangkat.
Sayangnya, sebagian besar pengukur pH tidak dapat dikalibrasi setelah pembelian. Namun, alat ini dapat ditempatkan dalam larutan buffer untuk memeriksa apakah perangkat tersebut menunjukkan angka yang benar. Parahnya lagi solusi buffer ini tidak tersedia secara luas dan dapat menghabiskan biaya lebih dari harga pH meter itu sendiri, jadi tes ini biasanya tidak dianggap perlu.
Satu hal penting yang perlu diketahui adalah bahwa hasil pH meter mungkin akan dipengaruhi oleh suhu, tetapi pH itu sendiri bergantung pada suhu sehingga hasilnya adalah cerminan sebenarnya dari perubahan tersebut. Namun, probe pada pH meterk juga mungkin akan mendorong perbedaan yang ditentukan oleh suhu. Perbedaan ini akan bersifat minimal tetapi tetap harus dipertimbangkan dalam skala yang lebih besar.
Merawat pH Meter Tetap Awet
Sistem elektroda pada pH meter memerlukan perawatan berkala. Perawatan ini biasanya datang dalam bentuk pembersiah dan kalibrasi. Lamanya waktu antara pembersihan dan kalibrasi akan tergantung pada kondisi proses dan akurasi serta ekspektasi stabilitas pengguna.
Penggunaan yang lama, sifat listrik dari pengukuran dan elektroda referensi dapat berubah seiring waktu. Karenanya, kalibrasi dalam larutan pH yang diketahui nilainya akan sangat krusial dalam mengoreksi beberapa perubahan tersebut.
Jika memang sulit, pembersihan sensor pengukur dan sambungan referensi juga akan membantu merawat cara kerja pH meter untuk tetap akurat. Namun, layaknya baterai yang memiliki masa pakai terbatas, masa pakai elektroda pada pH meter juga terbatas.
