1. PRATIKUM
ELEKTROANALISIS
SENSOR AMPEROMETRIK UNTUK OKSIGEN
TERLARUT
Nama : Ach. Haris Efendy
NIM : 101810301021
Hari / tanggal :
Kelompok :A/ 6
Asisten :
LABORATORIUM KIMIA ANALITIK
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2012

2. BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Umumnya pengukuran potensial suatu gas menggunakan sensor secara
potensiometri, anomali terjadi pada pengukuran gas oksigen yang ternyata memakai
sensor amperometri. Sensor yang digunakan untuk mengukur gas oksigen ini hanya
terdiri dari sepasang elektroda yang tercelup dalam larutan elektrolit dan dipisahkan
dari sampel dengan adanya membran hidrofobik. Jadi tidak sembarangan gas dapat
melewati membran ini.
Fokus kajian yang terukur pada sensor amperometri ini adalah oksigen dan
bukan gas lain. Hal ini dikarenakan oksigen mudah bereaksi dengan hampir semua
unsur menjadi oksida. Maka dari itu, percobaan kali mengunakan sampel air yang
mengandung oksigen, dimana air ini diperoleh dari air sumur, air kolam, air mineral
dan lain-lain. Dan oksigen memiliki kemampuan untuk beroksida dengan zat
pencemar seperti komponen organik sehingga zat pencemar tersebut tidak
membahayakan.
Tingkat pencemaran air dapat terlihat dari kadar oksigen dalam air tersebut.
Pencemaran berat pada air merupakan kondisi dimana oksigen yang tersedia pada air
tersebut tidak cukup untuk menguraikan komponen kimia berbahaya pada air itu.
Oleh karena itu, pengukuran oksigen yang terlarut dalam air tersebut dapat diukur
menggunakan sensor amperometri yang spesifik terhadap oksigen.
1.2 Tujuan
 Mahasiswa memahami prinsip kerja pengukuran amperometrik dan memiliki
ketrampilan dalam melakukan analisis pengukuran oksigen terlarut secara
elektrokimia amperometri.

3. BAB 2. TINJAUN PUSTAKA
Sensor adalah alat yang menerima stimulus dan merespon dengan sinyal
elektrik. Stimulus yang dimaksud di sini adalah kuantitas, sifat, atau kondisi
yang dirasakan dan dikonversi dalam bentuk sinyal elektrik. Sehingga fungsi sensor
adalah merespon input berupa sifat-sifat fisik dan mengubahnya menjadi sinyal
elektrik yang cocok dengan rangkaian elektronik. Atau dapat juga dikatakan, sensor
adalah penerjemah dari nilai-nilai non-elektrik ke nilai elektrik. Sedangkan elektrik
yang dimaksud di sini adalah sinyal yang dapat dihubungkan, dikuatkan, dan
dimodifikasi dengan menggunakan rangkaian elektronik. Output dari sensor dapat
berupa tegangan, arus atau hambatan (Anonim, 2012).
Sebagian besar sensor untuk gas bekerja secara potensiometri, namun sensor
untuk gas oksigen yang sangat populer bekerja secara amperometri, khususnya sensor
yang dibuat pertama kali oleh Clark dkk, yang sampai hari banyak ditemui
diberbagai aplikasi. Sensor ini terdiri dari sepasang elektroda yang tercelup
dalam larutan elektrolit (lihat Gambar 5.1) dan dipisahkan dari larutan sampel
dengan membran hidrofobik yang dapat dilalui oleh gas (gas permeable). Membran
yang digunakan umumnya teflon, silicon rubber, atau polyethylene, sementara
larutan elektrolitnya berupa larutan potassium klorida and buffer. Oksigen berdifusi
melalui membran dan direduksi pada permukaan elektroda kerja (katoda) (Tim
Penyusun, 2012).
Sifat umum dari air adalah sebagai pelarut, dimana air dapat melarutkan
hampir semua komponen yang terdapat dialam walaupun dengan derajat kelarutan
yang berbeda – beda. Air yang terdapat pada permukaan bumi tidak pernah dalam
keadaan murni, dan zat – zat yangn terkandung didalamnya adalah zat – zat
tersuspensi dan zat – zat yang terlarut. Disamping zat – zat padatan yang dapat larut
dan tidak dapat larut dalam air juga terdapat gas – gas yang dapat larut dalam air
seperti karbondioksida, oksigen dan nitrogen sulfide (Djajadiningrat, 1993).
Dalam keperluan sehari – hari penggolongan atas kualitas air menjadi sangat
penting. Baku mutu air pada sumber air adalah batas kadar yang diperboleh bagi zat
atau bahan pencemar yang terdapat dalam air, tetapi air tersebut tetap dapat
digunakan sesuai dengan kriterianya. Menurut kegunaannya air pada sumber air
dibedakan menjadi empat golongan, yaitu :
1. Golongan A yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung tanpa harus diolah terlebih dahulu.

4. 2. Golongan B yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah
sebagai air minum.
3. Golongan C yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan
pertanian.
4. Golongan D yaitu yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, dan
dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, dan listrik tenaga air (Fardiaz,
1992).
Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen = DO) dibutuhkan oleh semua jasad
hidup untuk pernapasan, proses metabolisme atau pertukaran zat yang kemudian
menghasilkan energi untuk pertumbuhan dan pembiakan. Disamping itu, oksigen juga
dibutuhkan untuk oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik.
Sumber utama oksigen dalam suatu perairan berasal sari suatu proses difusi dari
udara bebas dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut
(Salmin, 2000).
Pada lapisan permukaan, kadar oksigen akan lebih tinggi, karena adanya
proses difusi antara air dengan udara bebas serta adanya proses fotosintesis. Dengan
bertambahnya kedalaman akan terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, karena
proses fotosintesis semakin berkurang dan kadar oksigen yang ada banyak digunakan
untuk pernapasan dan oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik Keperluan
organism terhadap oksigen relatif bervariasi tergantung pada jenis, stadium dan
aktifitasnya. Kebutuhan oksigen untuk ikan dalam keadaan diam relative lebih sedikit
apabila dibandingkan dengan ikan pada saat bergerak atau memijah. Jenis-jenis ikan
tertentu yang dapat menggunakan oksigen dari udara bebas, memiliki daya tahan
yang lebih terhadap perairan yang kekurangan oksigen terlarut (Wardoyo, 1978).
Berikut ini gambar prinsip kerja Sensor Amperometrik untuk oksigen:

5. Arus elektrolitik yang dihasilkan sebanding dengan laju difusi oksigen
ke katoda, dengan kata lain juga sebanding dengan tekanan parsial oksigen
dalam sampel, sehingga sensor jenis ini memberikan respon linear terhadap
perubahan konsentrasi atau tekanan parsial oksigen. Katoda dapat berupa platina,
emas, atau perak, dimana pemilihan jenis logam ini akan berpengaruh pada penentuan
besarnya beda potensial yang diterapkan. Umumnya potensial yang digunakan
dipilih (untuk setiap jenis logam katoda) adalah potensial yang menahan katoda
berada pada daerah stabil yang hanya dibatasi oleh laju difusi (the diffusion-
limited plateau region) untuk proses reduksi oksigen. Untuk keperluan praktis
pengukuran oksigen terlarut, satu set alat yang dilengkapi dengan sensor dan
sumber polarisasi dikenal dengan nama DO meter (dissolved oxygen meter) (Tim
Penyusun, 2012).
Kandungan oksigen terlarut (DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan
nornal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun (toksik). Kandungan oksigen terlarut
minimum ini sudah cukup mendukung kehidupan organisme (Swingle, 1968).
Parameter Oksigen Terlarut memberikan indikasi tentang tingkat kesegaran
air akibat adanya proses biodegradasi dan asimilasi pada badan air. Pada umumnya
model OT adalah dianalisis berdasarkan kinetika reaksi orde satu (Thoman, 1987).
Namun pada saat ini diketahui, bahwa model kualitas air (terutama OT) yang lebih
komplek diperlukan untuk menunjukkan interaksi parameter fisika/kimia dan biologi
yang lebih akurat (Biswas, 1981).

6. BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
 Alat
 DO Meter
 Tabung Kalibrator
 Bahan
 Akuades
 Sampel Air (Air kolam, air sumur, air mineral)
3.2 Skema Kerja
 Klibrasi DO meter
Sensor
 Dibuka penutup membran, dan dibasahi busa didalamnya
kemudian ditutup lagi.
 Membran dicuci dengan aquades.
 Dilap (jangan diusap, cukup ditutul).
 Dicelupkan kedalam larutan OX 921 lalu alat dinyalakan
didiamkan selama kira-kira 3 menit.
 Dibilas dengan aquades.
 Digoyang-goyang sampai air tidak tersisa.
 Dimasukkan kedalam membran yang sudah diisi larutan OX
920 (jangan sampai ada gelembung).
 Alat dinyalakan.
 Dihubungkan dengan tabung kalibrator
 Tekan Cal, Run Enter, tunggu sampai s1,18
 Dilakukan pengukuran
Hasil

7.  Pengukuran Oksigen Terlarut
Sampel Air
 Dimasukkan kedalam gelas ukur
 Dimasukkan probe DO meter
 Ditunggu beberapa saat hingga pembacaan stabil
 Dicatat suhu dan slopenya
 Elektroda diangkat
 Dimasukkan lagi kealam gelas ukur
 Tekan AR pada DO meter kemudian RUN ENTER
 Dilakukan hal yang sama sebanyak tiga kali pengulangan
 Dilakukan hal yang sama pada sampel air dari sumber yang
berbeda
Hasil

8. BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Sampel Air Slope g/mL Slope rata-rata Suhu (oC) Suhu rata-rata
4,4 29,1
Rembangan 4,4 4,43 29,0 29 oC
4,5 28,9
3,3 28,9
Armed 3,4 3,36 28,8 28,83 oC
3,4 28,8
4,3 28,9
Manstrib 4,3 4,3 28,9 29,23 oC
4,3 29,9
5,2 29,2
Kolam budaran
5,3 5,26 29,2 29,2 oC
mipa
5,3 29,2
4.2 Pembahasan
Percobaan kali ini merupakan percobaan mengukur oksigen yang terlarut
dalam air. Dimana oksigen ini menentukan kadar dan mutu air. Pengukuran oksigen
terlarut dalam air diukur menggunakan cara Amperometri yang merupakan salah satu
parameter penting dalam analisis kualitas air. Cara penentuan oksigen terlarut dengan
metoda elektrokimia adalah cara langsung untuk menentukan oksigen terlarut dengan
alat DO meter. Prinsip kerjanya adalah menggunakan probe oksigen yang terdiri dari
katoda dan anoda yang direndam dalarn larutan elektrolit. Pada alat DO meter, probe
ini biasanya menggunakan katoda perak (Ag) dan anoda timbal (Pb). Secara
keseluruhan, elektroda ini dilapisi dengan membran plastik yang bersifat semi
permeable terhadap oksigen. Reaksi kimia yang akan terjadi adalah :
Katoda : O2 + 2H2O + 4e- 4HO-
Anoda : Pb + 2HO- PbO + H2O + 2e-
Aliran reaksi yang terjadi tersebut tergantung dari aliran oksigen pada katoda. Difusi
oksigen dari sampel ke elektroda berbanding lurus terhadap konsentrasi oksigen
terlarut.
Sampel yang digunakan ada empat sampel diantaranya; air kolam Mipa, air
pada daerah Rembangan, air pada daerah Armed dan air pada daerah Manstrib.
Sampel ini sudah mewakili golongan air yang digunakan untuk air minum, untuk

9. pertanian, perikanan, dan pemandian. Alasan memilih keempat sampel datas adalah
untuk membandingkan seberapa banyak kadar oksigen dalam sampel. Air kolam
Mipa dipilih karena air ini tidak diganti setiap hari, hanya pada saat tertentu saja air
ini diganti dan mengindikasikan kualitas air yang kurang baik. Sampel kedua berasal
dari daerah Rembangan tepatnya pada daerah pemandian, ini diambil untuk
membuktikan apakah air disana sudah dikatakan sesuai atau belum. Sampel ketiga
berasal dari armed, alasan pengambilan sampel juga sama untuk melihat seberapa
besar tingkat mutunya. Sampel terakhir berasal dari daerah Manstrib dimana disini
banyak mahasiswa yang bertempat tinggal dan setiap hari menggunakan air ini untuk
memenuhi kebutuhannya.
Percobaan ini diawali dengan mengkalibrasi alat DO meter. Kalibrasi ini
bertujuan untuk menguji alat agar memberikan data yang sesuai. Jika pada proses
kalibrasi muncul angka E7 itu artinya membran dalam keadaan rusak atau perlu
dibersihkan lagi menggunakan larutan 921. Apabila masih muncul E7 maka kalibrasi
harus dilakukan berulang-ulang sampai muncul data suhu. Selain data suhu, juga
muncul data oksigen yang terlarut dalam satuan ppm. Kandungan oksigen terlarut
(DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan nornal dan tidak tercemar oleh senyawa
beracun (toksik). Kandungan oksigen terlarut minimum ini sudah cukup mendukung
kehidupan organisme.
Dari percobaan didapat data sebagai berikut:
Slope rata-rata Suhu rata-rata
Sampel Air
gram/mL (oC)
Rembangan 4,3 29
Armed 3,36 28,83
Manstrib 4,3 29,23
Air Kolam Mipa 5,26 29,2
Dari keempat sampel air ternya kandungan oksigen terlarut terendah yakni
pada daerah Armed, dan kandungan oksigen terlarut tertinggi pada air kolam ikan
Mipa. Hal ini diperkuat dengan adanya organisme hidup yang ada dikolam tersebut
seperti ikan, ganggang, dan organisme lainnya. Dan daerah Armed memberikan data
oksigen terlarut sebesar 3,36 ppm, ini menunjukkan lebih sedikit oksigen yang
terlarut dari pada di kolam Mipa.
Penentuan kualitas air juga didukung dengan data suhu pada sampel tersebut.
Karena salah satu faktor yang mempengaruhi kelarutan oksigen dalam air adalah
suhu. Semakin rendah suhu air maka kandungan oksigen yang terlarut akan semakin

10. besar. Semakin besar suhu pada sampel yang diukur maka semakin sedikit kandungan
oksigen terlarutnya. Pada suhu yang rendah, tekanan yang besar dapat memaksa lebih
banyak molekul oksigen masuk kedalam ruang diantara molukel air.
Empat sampel air yang digunakan secara umum menunjukkan suhu yang
sama pada 29 oC. Anomali terlihat dari data DO pada kolam Mipa, dimana pada suhu
29 oC ternyata kelarutan oksigen didalamnya cukup besar. Dan air Armed dengan
suhu 28,8 oC kelarutan oksigennya lebih kecil. Pada kolam mipa dengan suhu 29 oC
kadar oksigen terlarutnya besar karena disitu terdapat ikan sebagai organisme hidup.
Andai ikan yang ada pada kolam tersebut banyak yang mati, itu berarti kualitas air
tidak baik dan sedikit sekali oksigen yang terlarut. Selanjutnya air Armed sebesar
3,36 ppm dengan suhu 28,8 oC masih dalam kewajaran, karena batas minimum
kualitas air adalah 2 ppm. Dari pengukuran ini dapat dikatakan bahwa semua sampel
air yang digunakan berkualitas baik yang uumumnya mengandung 4 sampai 6 ppm
oksigen.
Percobaan pengukuran secara amperometri ini penting diperhatikan suhu dan
salinitas sampel air yang akan diperiksa. Peranan suhu dan salinitas ini sangat vital
terhadap akurasi penentuan oksigen terlarut. Disamping itu, sebagaimana lazimnya
alat yang digital, peranan kalibrasi alat sangat menentukan akurasinya hasil
penentuan. Berdasarkan data-data hasil percobaan diatas, penentuan oksigen terlarut
dengan cara DO meter masih dapat dipercaya hasilnya jika sifat penentuannya hanya
bersifat kisaran.

11. BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
 Pengukuran oksigen terlarut dalam air menggunakan cara Amperometri.
 Prinsip kerjanya DO meter adalah menggunakan probe oksigen yang terdiri
dari katoda dan anoda yang direndam dalarn larutan elektrolit, biasanya
menggunakan katoda perak dan anoda timbal.
 Sampel air Rembangan, kolam Mipa, Armed dan Manstrib pada suhu 29 oC
meberikan data oksigen terlarut rata-rata 4 ppm dan memiliki kualitas yang
baik.
 cara DO meter masih dapat digunakan untuk penentuan kualitas air yang
bersifat kisaran.

12. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. http://id.wikipedia.org.wiki/Sensor. diakses pada Mei 2012.
Biswat, Asit K.1981. Models for Water Quality Management. Mc Graw Hills,
USA. pp 134.
Djajadiningrat, S.T., Harsono, A.H. ( 1993 ). Penilaian Secara Tepat Sumber –
Sumber. Pencemaran Air, Tanah, dan Udara. Yogyakarta: Gadjah Mada
University Press.
Salmin. 2000. Kadar Oksigen Terlarut di Perairan Sungai Dadap, Goba, Muara
Karang dan Teluk Banten. Dalam : Fora – minifera Sebagai Bioindikator
Pencemaran, Hasil Studi di Perairan Estuarin Sungai Dadap, Tangerang
(Djoko P. Praseno, Ricky Rositasari dan S. Hadi Riyono, eds.) P3O - LIPI hal
42 – 46.
Swingle, H.S. 1968. Standardization of Chemical Analysis for Water and Pond Muds.
F.A.O. Fish, Rep. 44, 4 , 379 - 406 pp.
Thoman and Mueler. 1987. Principles of Surface Water Quality Modelling and
Control. Harper & Row Publisher Inco, NewYork, USA. pp 266 and 462
Tim Kimia Analitik. 2012. Petunjuk Praktium Elktroanalisis. Jember: Laboratorium
Kimia Analitik FMIPA UJ.
Wardoyo, S.T.H. 1978. Kriteria Kualitas Air Untuk Keperluan Pertanian dan
Perikanan. Dalam : Prosiding Seminar Pengendalian Pencemaran Air. (eds
Dirjen Pengairan Dep. PU.), hal 293-300.