instrumentasi geofisika

1. pH METER
(Tugas Makalah Instrumentasi Geofisika)
Oleh:
Agung Mahesya Hakim (1115051004)
Dimas Putra Suendra (1215051018)
JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
2015

2. BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat
keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan
sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien
aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga
nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut.
Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan
berdasarkan persetujuan internasional.
Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai
7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan
dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran
pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri
pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu pangan,
rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-bidang sains dan
teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah.
Dapar larutan yang dapat mempertahankan harga pH tertentu terhadap usaha
mengubah pH seperti penambahan asam, basa atau pengenceran. Larutan dapar
terdiri dari dua tipe yaitu asam lemah dengan basa konjugasi (garamnya) dan
basa lemah dengan asam konhugasi (garamnya).
B. Tujuan
Adapun tujuan dari makalah tentang identifikasi instrumen geofisika resistivity
meter ini yaitu sebagai berikut :

3. 2
1. Dapat mengetahui masing-masing komponen instrument pada alat pH meter
2. Dapat menjelaskan kegunaan masing-masing komponen instrument tersebut
3. Memahami metode pengambilan data pH meter
C. Manfaat
Adapun manfaat yang diharapkan setelah dilakukanya pembahasan tentang
identifikasi instrumen geofisika pH yaitu mahasiswa lebih memahami masing-
masing komponen instrument pada alat geolistrik pH meter serta dapat menjelaskan
kegunaan masing-masing komponen instrument tersebut. Berdasarkan hal tersebut,
lebih jauh akan lebih mengerti konsep metode pengambilan data pH meter tersebut.

4. II. TINJAUAN PUSTAKA
Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau
sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi
fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya. Sebagai contoh
adalah kamera sebagai sensor penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran,
kulit sebagai sensor peraba, LDR (light dependent resistance) sebagai sensor
cahaya, dan lainnya (Sharma, 1998).
Transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam
sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama
atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya. Transmisi energi
ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau thermal (panas).
Misalnya generator merupakan transduser yang merubah energi mekanik menjadi
energi listrik, motor adalah transduser yang merubah energi listrik menjadi energi
mekanik, dan sebagainya. Adapun alat ukur adalah sesuatu alat yang berfungsi
memberikan batasan nilai atau harga tertentu dari gejala-gejala atau sinyal yang
berasal dari perubahan suatu energi, seperti voltmeter dan ampermeter untuk sinyal
listrik, tachometer dan speedometer untuk kecepatan gerak mekanik, lux-meter
untuk intensitas cahaya, dan sebagainya. Dalam memilih peralatan sensor dan
transduser yang tepat dan sesuai dengan sistem yang akan disensor maka perlu
diperhatikan persyaratan umum sensor yaitu linearitas, kepekaan, dan tanggapan
waktu (Modjahidin, 2006).
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman
atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma
aktivitas ion hidrogen (HKoefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara
eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH

5. 4
bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang
pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional +) yang terlarut (Sururi,
1998)
Selama dua dekade terakhir, pengembangan serta aplikasi sensor kimia dan
biosensor tumbuh dengan pesat. Di antara semua sensor, sensor pH telah
mendapatkan banyak perhatian, karena pentingnya pengukuran pH di berbagai
bidang penelitian dan aplikasi praktis. Sensor pH berbasis serat optik kini menjadi
alternatif selain elektroda didalam penggunaannya untuk pengukuran pH dan
menawarkan berbagai kelebihan seperti kekebalan dari gangguan listrik, keakuratan
yan lebih baik dan kemungkinan untuk aplikasi penginderaan jauh (Adil, 2006).
Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro
kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane
gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang
tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan
berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif, elektroda
gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau
diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik
dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak
mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan (Purba, 1995).
Sensor yang biasa digunakan untuk mengukur pH adalah elektroda yang sensitif
terhadap ion atau disebut juga elektroda gelas. Elektroda ini tersusun dari batang
elektroda (terbuat dari gelas yang terisolasi dengan baik) dan membran gelas (yang
berdinding tipis dan sensitif terhadap ion H+ ). Elemen sensor pengukur pH terdapat
di tengah-tengah, dilingkupi oleh larutan perak-perak klorida (Ag-AgCl). Bagian
bawah dari elemen sensor ini berhubungan dengan membran gelas dan berisi
larutan perak- perak klorida. Kontak ionik dari larutan perak-perak klorida terhadap
sampel terjadi melalui penghubung keramik. Penghubung ini bertindak sebagai
suatu membran selektif yang hanya meloloskan arus-arus ionik tertentu, Secara
alami, impedansi keluaran elektroda gelas sangat besar (karena proses kimia yang

6. 5
terjadi pada permukaan elektroda), besarnya antara 50-500 MΩ sehingga pada alat
pengukur diperlukan impedansi masukan yang sangat besar (Coughlin, 1994).

7. III. METODELOGI
A. Alat dan Bahan
Adapun alat yang digunakan antara lain:
Gambar 3.1 Laptop
Gambar 3.2 pH meter

8. 7
B. Metode kerja alat pengukur pH
Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor
temperature yaitu suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara
elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu
kesatuan.
Sensor yang biasa digunakan untuk mengukur pH adalah elektroda yang sensitif
terhadap ion atau disebut juga elektroda gelas. Elektroda ini tersusun dari
batang elektroda (terbuat dari gelas yang terisolasi dengan baik) dan membran
gelas (yang berdinding tipis dan sensitif terhadap ion H+). Sebuah acuan
terdapat pula elektroda acuan. Kedua elektroda ini ada yang berdiri sendiri-
sendiri dan ada juga yang tergabung menjadi satu kesatuan, biasa disebut
elektroda kombinasi. Elemen sensor pengukur pH terdapat di tengah-tengah,
dilingkupi oleh larutan perak-perak klorida (Ag-AgCl). Bagian bawah dari
elemen sensor ini berhubungan dengan membran gelas dan berisi larutan perak-
perak klorida. Kontak ionik dari larutan perak-perak klorida terhadap sampel
terjadi melalui penghubung keramik. Penghubung ini bertindak sebagai suatu
membran selektif yang hanya meloloskan arus-arus ionik tertentu, Secara alami,
impedansi keluaran elektroda gelas sangat besar (karena proses kimia yang
terjadi pada permukaan elektroda), besarnya antara 50-500 MΩ sehingga pada
alat pengukur diperlukan impedansi masukan yang sangat besar .
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan
dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan
cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data.
Mikrokontroler adalah sebuah komputer didalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik. Mikrokontroler itu sejenis mikroprosesor yang
menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya adalah
"pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak
memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS
dapat direduksi / diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh
mikrokontroler ini.

9. 8
Pada sistem mekanik dipasang sensor yaitu sensor derajat keasaman (PH),
sensor derajat keasaman (PH) akan menentukan nilai PH pada cairan yang
tersedia, sedangkan limit switch akan berfungsi sebagai penentu kapan sensor
pH bergerak ke atas-bawah dan bergeser ke kiri-kanan. Data yang diperoleh dari
sensor pH dikirimkan ke mikrokontroller untuk selanjutnya diubah kedalam
bentuk data digital yang kemudian dapat ditampilkan melalui LCD, kejadian
pengukuran kadar keasaman berlangsung secara otomatis dengan adanya
bantuan sistem mekanik. Sensor pH mengeluarkan output berupa tegangan,
semakin basa (nilai pH >7) maka sensor mengeluarkan tegangan semakin kecil,
sebaliknya jika semakin asam maka sensor pH mengeluarkan tegangan yang
semakin besar.

10. IV. PEMBAHASAN
A. Data Pengamatan
Data pengamatan yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
Tabel 4.1 data hasil akuisisi
Posisi
Suhu PH
X Y Elevasi
517388 9383522 50 75.7 5.2
517405 9383538 48 89.5 5.4
517415 9388524 48 89.2 5.5
517535 9383572 48 70.4 6.1
517490 9383492 22 86.3 5.2
517494 9383498 30 92.9 5.9
517500 9383494 26 83.5 5.2
517491 9383486 28 91.2 5.3
517493 9383486 30 99.5 5.9
517438 9383462 28 93.5 6
517438 9383464 27 87.2 5.4
517497 9383468 26 91.1 6
517552 9383426 21 87 5.1
517872 9383356 20 91.5 4.9
517632 9384926 84 78 6
515809 9384404 97 91,2 6,0
515376 9383462 47 86,6 5,6
512944 9382188 52 86,9 5,5
B. Pembahasan
Dalam pembuatan makalah mengenai pH meter ini saya menggunakan data
sekunder. Data ini di ambil di daerah panas bumi Way Ratai pada tanggal 11
Juni 2012. pH meter dalam geofisika sangat berguna dalam pengambilan data
geokimia. Survei geokimia dilakukan untuk mendapatkan data dan informasi

11. 10
fisis dan kimia dari tiga unsur utama yaitu air, gas, dan tanah. Kegiatan ini
terdiri atas studi literature dan survei lapangan. Survei lapangan meliputi
kegiatan pengamatan pengukuran dan pengambilan sampel terhadap air (panas
dan dingin), gas, dan tanah (termasuk udara tanah). Kegiatan lapangan meliputi
studi literatur, analisa data sekunder, dan penyiapan peralatan dan pereaksi,
serta penentuan titik ukur. Studi literature dan analisis data sekunder
merupakan kegiatan pengumpulan dan analisa data pustaka melalui identifikasi
terhadap hasil penyelidikan terdahulu yang berkaitan dengan geokimia,
berdasarkan informasi geologi regional, peta topografi, foto udara, citra satelit
dan geografi daerah penyelidikan yang ada atau pernah dilakukan di daerah
yang akan diselidiki. Penyiapan peralatan dan pereaksi dilakukan dengan cara
kalibrasi peralatan dan standarisasi pereaksi yang akan digunakan. Titik – titik
ukur yang telah ditentukan pada lokasi penyelidikan harus diketahui ketinggian
dan koordinatnya.
Setelah itu, barulah kita menggunakan pH meter dalam melakukan pengamatan
pada manifestasi. Adapun data yang diukur pada manifestasi antara lain:
1. Temperatur manifestasi dan udara disekitarnya,
2. pH air (asam, basa, netral)
3. Debit air panas atau dingin,
4. Daya hantar listrik (DHL) air panas/dingin,
5. Koordinat dan lokasi pengambilan contoh,
6. Kandungan CO2, CO, H2S, dan NH3 pada hembusan uap air, fumarol dan
solfatara.
7. Luasan manifestasi.
Pada pengukuran manifestasi inilah pH meter sangat dibutuhkan.
Setelah data kita dapat, baulah kita dapat mengolah data yang kita ambil
tersebut. Pertama-tama kita membuat pemodelan 2 dimensi dari topografi
daerah yang kita ambil tersebut. Dan hasil yang kita peroleh adalah sebagai
berikut:

12. 11
Gambar 4.2 penampang topografi daerah pengukuran
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa warna yang semakin cerah
menunjukkan topografi yang tinggi, dalam hal ini ditunjukkan oleh warna
merah. Dan warna yang semakin membiru uda, itu menunjukkan topografi
rendah. Sedangkan sebaran pH akan saya tampilkan pada gambar di bawah ini:
Gambar 4.3 persebaran pH di daerah Way Ratai

13. 12
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa pH pada tiap manivestasi tidak
memiliki perbedaan yang jauh. pH yang kurang dari 7 ini menunjukkan bahwa
air pada manivestasi ini bersifat asam.

14. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang saya dapat adalah sebagai berikut:
1. pH metermerupakan suatu instrumen elektronik yang digunakan untuk
pengukuran pH (kadar keasaman) suatu larutan (meskipun bisa juga digunakan
untuk pengukuran pH unsur semi-solid).
2. Seiring berkembangnya teknologi, alat pengukr pH yang dihasilkan lebih
praktis dan dapat digunakan pada berbagai medan.
3. Alat pengukur pH terbagi menjadi 8 tipe.
4. Alat Ukur pH Meter yang paling banyak digunakan yaitu jenis pen KL-08.
5. Sensor pH yang biasa digunakan untuk mengukur pH adalah elektroda yang
sensitif terhadap ion atau disebut juga elektroda gelas.
6. pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat keasaman
atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion Hidrogen.

15. DAFTAR PUSTAKA
Adil, R. 2006. Klasifikasi Kinerja Tingkat Keasaman dan Berat Jenis pada Ujicoba
Susu Hewani Segar Berbasis PC. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya
Coughlin, F. 1994.Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear.
Erlangga, Jakarta
Kholilah, R. 2008 . Study Awal Fiber Optik sebagai Sensor pH. ITS-press,
Surabaya.
Liliasari. 1995. Kimia 3. Direktur Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta
Maddu, A. 2006. Sensor pH Serat Optik Berdasarkan Absorpsi Gelombang
Evanescent dengan Menggunakan Cladding Polimer Berdopping Dye Indikator.
U-I press, Jakarta
Modjahidin, K.2006, Pengembangan Probe Sensor Kelembaban Serat Optik
Dengan Cladding Gelatin. Makara, Teknologi, Vol. 10 : 45-50.
Purba, M. 1995. Ilmu Kimia. Erlangga, Jakarta
Sharma, S. 1998, A long-range fiber optic pH sensor prepared by dye doped sol-
gel immobilization technique, Optics. Communications., 154, 282–284.
Sururi, A. B. 1998. Analisa Performansi Sensor Ph Berbasis Fiber Optik
Berdasarkan Pengamatan Kondisi Sol-Gel Pada Optrode. ITS-Press, Surabaya.
Wibisono, L. 2009 .Perancangan Sistem Kuisisi Data Sensor pH Berbasis
Lapisan Silica Sol-Gel. ITS-press, Surabaya.