pH Meter

pH meter adalah suatu satuan ukur yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit pH diukur pada skala 0 sampai 14. Istilah pH berasal dari “p” lambang matematika dari negatif logaritma dan “H” lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH adalah negatif logaritma dari aktifitas ion hidrogen yang dapat dinyatakan dengan persamaan :

pH = - log [H+]

pH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktifitas ion hidrogen. Jika konsentrasi [H+] lebih besar daripada [OH-] maka material tersebut bersifat asam, yaitu nilai pH kurang dari 7. Jika konsentrasi [H+] kurang dari [OH-] maka material tersebut bersifat basa dengan nilai pH lebih dari 7.

Pengukuran pH secara kasar dapat menggunakan kertas indikator pH dengan mengamati perubahan warna pada level pH yang bervariasi. Indikator ini mempunyai keterbatasan pada tingkat akurasi pengukuran dan dapat terjadi kesalahan pembacaan warna yang disebabkan larutan sampel berwarna atau keruh.

Pengukuran pH yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter. Sistem pengukuran pH mempunyai 3 bagian, yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda referensi, dan alat pengukur impedan tinggi.

PH meter mengukur pH larutan menggunakan elektroda ion-selektif (ISE) yang merespon konsentrasi H + dari solusi. Elektroda pH menghasilkan tegangan yang proporsional dengan konsentrasi konsentrasi H +, dan melakukan pengukuran dengan pH meter karena itu merupakan bentuk potensiometri. Elektroda pH melekat untuk mengontrol elektronik yang mengubah tegangan ke pembacaan pH dan menampilkannya pada meter. Sebuah pH meter terdiri dari membran + H-selektif (ISE), elektroda referensi internal, elektroda referensi eksternal, dan meter dengan elektronik kontrol dan tampilan. Elektroda pH komersial biasanya menggabungkan semua elektroda ke dalam satu unit yang kemudian melekat pada pH meter.

pH meter adalah sebuah alat elektronik yang digunakan untuk mengukur pH (keasaman dan alkalitas) dari suatu cairan meskipun probe khusus terkadang digunakan untuk mengukur pH zat semi padat. pH meter yang biasa terdiri dari pengukuran khusus probe (elektroda gelas) yang terhubung ke meteran elektronik yang mengukur dan menampilkan pH membaca.

Diagram pH Meter

pH meter mengukur tegangan (EMF, gaya gerak listrik) yang dihasilkan oleh elektroda pH (sensor) untuk menunjukkan konsentrasi hidrogen dalam skala pH. Pada dasarnya, pH meter tidak lebih dari probe pH / sensor dengan voltmeter impedansi  tinggi yang mengukur tegangan yang dihasilkan pada pemeriksaan pH. Untuk mengukur pH dengan voltmeter digital standar (DVM), gambar disamping atas adalah salah satu contoh dari diagram pH meter

Diagram Circuit pH Meter

Elektroda ion-selektif (ISE) menghasilkan potensi yang sebanding dengan konsentrasi analit. Melakukan pengukuran dengan suatu ESI karena itu merupakan bentuk potensiometri. ISE yang paling umum adalah elektroda pH, yang berisi membran kaca tipis yang merespon konsentrasi H + dalam suatu larutan. Perbedaan potensial melintasi membran ion-sensitif


E = K-(2.303RT/nF) log (a)

di mana K adalah konstanta untuk memperhitungkan semua potensi lainnya, R adalah konstanta gas, T adalah temperatur, n adalah jumlah elektron yang ditransfer, F konstan Faraday, dan merupakan aktivitas ion analit. Sebuah plot potensial diukur terhadap log (a) karena itu akan memberikan garis lurus. ISES rentan terhadap gangguan beberapa. Sampel dan standar karena itu diencerkan 1:1 dengan pengatur kekuatan total ionik dan buffer (TISAB). TISAB terdiri dari 1 M NaCl untuk menyesuaikan kekuatan ion, asam asetat / buffer asetat untuk mengontrol pH, dan agen pengompleks logam. ISES terdiri dari membran ion-selektif, elektroda referensi internal, elektroda referensi eksternal, dan voltmeter. Sebuah meter tipikal ditunjukkan dalam dokumen pada pH meter. ISES komersial sering menggabungkan dua elektroda ke dalam satu unit yang kemudian melekat pada pH meter.

Sejarah pengukuran pH suatu larutan dengan menggunakan pH meter system elektrik dimulai pada tahun 1906 ketika Max Cremer dalam sebuah penelitiannya menemukan adanya interaksi dari aktifitas ion hidrogen yang dihubungkan dengan suatu sel akan menghasilkan tegangan listrik. Max menggunakan gelembung kaca yang tipis yang diisi dengan suatu larutan dan dimasukkan ke dalam larutan yang lain yang ternyata menghasilkan tegangan listrik. Gagasan ini kemudian dikembangkan oleh Firtz Haber dan Zygmunt Klemsiewcz yang menemukan bahwa tegangan yang dihasilkan oleh gelembung kaca tersebut merupakan suatu fungsi logaritmis.

pH meter untuk penggunaan komersial pertama kali diproduksi oleh Radiometer pada tahun 1936 di Denmark dan Arnold Orville Beckman dari Amerika Serikat. Penemuan tersebut dilakukan ketika Beckman menjadi asisten profesor kimia di California Institute of Technology. Beckman mengatakan untuk mendapat metoda yang cepat dan akurat untuk pengukuran asam dari jus lemon yang diproduksi oleh California Fruit Growers Exchange (Sunkist). Hasil penemuan tersebut membawa dia untuk mendirikan Beckman Instrument Company (sekarang Beckman Coulter).