Top Banner
ELECTROCHEMICAL SENSING ELEMENT Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah sistem pengukuran dan kalibrasi Kelompok 9 Wahyu Devi Hapsari Wijayanti 2409 100 067 Tri Winarto 2409 100 071 Hera Firdausa Katili 2409 100 073 JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
29

-Electrochemical Sensing Element v. 2003

Jul 02, 2015

Download

Documents

Prima Wijayani
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

ELECTROCHEMICAL SENSING ELEMENT

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah sistem pengukuran dan kalibrasi

Kelompok 9

Wahyu Devi Hapsari Wijayanti 2409 100 067

Tri Winarto 2409 100 071

Hera Firdausa Katili 2409 100 073

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2010

Page 2: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Manusia merupakan makhluk hidup yang dianugerahi cipta, rasa dan karsa

untuk memanfaatkan dan mengelola lingkungannya. Dalam memanfaatkan dan

mengelola alam, manusia menggunakan produk-produk dari ilmu pengetahuan

yang dimilikinya, atau lebih familier kita sebut dengan teknologi. Teknologi, bagi

manusia, merupakan alat untuk mempermudah dan menunjang kehidupannya.

Dengan menggunakan teknologi, manusia telah berhasil mencapai hal-hal yang

tidak pernah dibayangkan berabad-abad sebelumnya. Misalnya saja pergi ke

bulan, membuat kereta super cepat, kultur jaringan, dan lain-lain.

Revolusi industry telah menyebabkan penurunan kualitas lingkungan hidup,

pencemaran terjadi baik pada udara, yang berakhir pada berlubangnya ozon;

tanah, yang menyebabkan tanah tidak mampu lagi ditanami; air, yang

menyebabkan ekosistem air rusak dan air tidak dapat dikonsumsi lagi oleh

manusia serta berbagai macam penyakit yang disebabkan oleh mutasi virus dan

bakteri. Sehingga beberapa decade ini, manusia mulai memfokuskan penggunaan

teknologinya pada isu lingkungan hidup, di samping tentang energy dan jaringan

informasi, yang berhubungan dengan bagaimana manusia merekayasa

lingkungannya agar daya dukung lingkungan terhadap kehidupan manusia tetap

terjaga.

Banyaknya zat pencemar baik di udara, air maupun tanah mendorong peneliti

untuk membuat alat-alat pendeteksi zat-zat pencemar tersebut yang berwujud gas,

cairan, padatan, atau benda hidup. Alat-alat dengan fungsi kerja seperti ini biasa

disebut sebagai sensor. Sensor secara umum didefinisikan sebagai alat yang

mampu menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi

sinyal mekanik atau elektrik baik arus listrik ataupun tegangan. Sensor kimia

adalah alat yang mampu menangkap fenomena berupa zat kimia (baik gas maupun

cairan) untuk kemudian diubah menjadi sinyal elektrik. Untuk itulah perlu

Page 3: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

dipahami tentang definisi, prinsip kerja, dan aplikasi dari electrochemical sensing

element.

1.2 Permasalahan

Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah :

1. Apa definisi dari electrochemical sensing element?

2. Bagaimana prinsip kerja dari electrochemical sensing element?

3. Bagaimana aplikasi dari electrochemical sensing elemet selama ini?

1.3 Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah :

1. Untuk mengetahui definisi electrochemical sensing element.

2. Untuk memahami bagaimana prinsip kerja dari electrochemical sensing

element.

3. Untuk mengetahui aplikasi dari electrochemical sensing element selama ini.

Page 4: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1.4 Pengertian Sensor

Secara umum sensor didefinisikan sebagai alat yang menerima dan merespon

sinyal atau stimulus. Pengertian ini terlalu luas karena mencakup hampir semua

hal, mulai dari mata manusia sampai pelatuk pistol.

Sensor natural, seperti yang ditemukan pada organisme hidup, mempunyai

karakter elektrokimia yang karakter fisiknya berdasarkan pada transfer ion, seperti

pada serabut syaraf. Pada sensor buatan manusia, informasi juga dikirimkan dan

diproses dalam bentuk sinyal elektrik, namun melalui transport electron. Sensor

yang digunakan dalam system buatan harus berbicara dalam bahasa yang sama

dengan peralatan yang berhubungan dengannya. Bahasa ini adalah bahasa elektrik

dan sensor artificial harus mampu merespon informasi yang dibawa oleh

perpindahan electron tersebut dibandingkan dengan ion. Sehingga, sensor tersebut

memungkinkan untuk dihubungkan dengan system elektronik melalui kabel

elektrik.

Oleh karena itu, dapat disimpulkan pengertian sensor dalam pengertian yang

lebih sempit :

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.

1.5 Pengertian Sensor Kimia

Page 5: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

Sensor kimia adalah alat yang mampu merespon stimulus berupa zat kimia

(baik gas maupun cairan) atau reaksi kimia untuk kemudian diubah menjadi sinyal

elektrik.

Dalam sains dan riset, sensor kimia digunakan di berbagai area, mulai dari

monitoring atmosfer dari emisi polutan sampai detector peledak. Sensor ini secara

rutin digunakan untuk mengkarakteristikkan sampel gas dari eksperimen

laboratorium dan untuk menelusuri sebaran limbah kimia berbahaya pada tanah di

daerah persawahan. Aplikasi terbaru termasuk menelusuri/menemukan lokasi

kumpulan hama serangga seperti rayap melalui gas buangan dari pencernaan

selulosa dan monitoring terhadap siklus menstruasi sapi untuk meningkatkan

efektivitas inseminasi buatan.

Di bidang industry, sensor kimia digunakan untuk proses dan kualitas control

selama pengolahan plastic dan produksi pengecoran logam dimana terdapat difusi

udara yang bercampur dengan logam dalam jumlah besar. Juga digunakan untuk

memonitor lingkungan bagi pekerja untuk mengontrol batasan kontak mereka

dengan bahaya dan resiko kesehatan.

They are used for environmental monitoring of workers to control their exposure

to dangers and limit health risks. Chemical sensors find many new applications as

electronic noses and are being used to test and control food spoilage, the

distribution of pesticides in agricultural applications, and to grade beverages.

In medicine, chemical sensors are used to determine patient health by monitoring

oxygen and trace gas content in the lungs and in blood samples. These sensors are

often used for breathalyzers to test for blood alcohol levels and as indicators of the

digestion problems of patients.

In the military, chemical sensors are used to detect fuel dumps and airborne

chemical warfare agents. Liquid chemical sensors are used to manage training

base operations by carefully monitoring groundwater contamination.

Combinations of liquid and gas sensors are used in experimental military

applications to monitor toxics produced from refineries and nuclear plants to

verify compliance with weapons treaties.

Most chemical sensors can be described using criteria and characteristics general

to all sensors such as stability, repeatability, linearity, hysteresis, saturation,

Page 6: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

response time, and span (see Chapter 2), but two characteristics are unique and

meaningful as applied to chemical detection. Because chemical sensors are used

both for identification and quantification, they need to be both selective and

sensitive to a desired target species in a mixture of chemical species. Selectivity

describes the degree to which a sensor responds to only the desired target species,

with little or no interference from non-target species. Sensitivity describes the

minimal concentrations and concentration changes (then referred to as resolution)

that can be successfully and repeatedly sensed by a device. Note that for the

sensors described in the previous chapters, the term “sensitivity” is often used as a

synonym of “slope” when the transfer function of a sensor is linear. For the

chemical sensors, sensitivity is the synonym of resolution. This is a characteristic

that other sensors, like pressure and temperature, are rarely concerned with.

Therefore, one of the most important functions in the evaluation of a chemical

sensor’s performance is the qualification of its selectivity. It is common practice

to evaluate the response of a sensor only for increasing the values of activity

(concentration) to the primary target species. This is mainly due to the fact that it

is more convenient to prepare a continuously broad range of test concentrations by

adding increasing amounts of a concentrated (pure) primary species to the

background sample than vice versa. An absolutely selective sensor really does not

exist and there is commonly some interference present.

1.6 Klasifikasi Sensor Kimia

Karakteristik sensor ditentukan dari sejauh mana sensor tersebut memiliki

kemampuan yang baik dalam mengenali zat yang ingin dideteksinya. Kemampuan

mendeteksi zat tersebut ini meliputi: sensitivitas, selektivitas, waktu respon dan

recovery, stabilitas dan daya tahan. Berdasarkan teknologi yang digunakan untuk

mengubah zat kimia yang dideteksi menjadi sinyal elektrik, terdapat beberapa

jenis sensor yaitu jenis sensor optik, sensor elektrokimia, sensor elektrik, dan

sensor sensitif berat.

1. Sensor Optik

2. Sensor Elektrokimia

3. Sensor Elektrik

Page 7: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

4. Sensor Sensitif Berat

Page 8: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

BAB III

PEMBAHASAN

1.7 Definisi Electrochemical Sensing Element

Sensor elektrokimia adalah detector zat kimia (gas atau cairan) yang

mengukur volume zat target dengan mengoksidasi atau mengurangi target zat

pada elektroda dan mengukur arus yang dihasilkan. Sensor elektrokimia adalah

yang paling serba guna dan dikembangkan dengan lebih baik daripada sensor

kimia lainnya.

1.8 Konstruksi Electrochemical Sensing Element

Sensor berisi dua atau tiga elektroda, kadang-kadang empat, dalam kontak

dengan elektrolit. Elektroda biasanya digunakan untuk memperbaiki luas

permukaan logam mulia yang tingggi ke hidrofobik membran berpori. Kontak

elektroda kerja baik elektrolit dan udara akan dimonitor dan biasanya melalui

membran berpori. Elektrolit yang paling sering digunakan adalah asam mineral,

tetapi elektrolit organik juga digunakan untuk beberapa sensor.

1.9 Prinsip Kerja Electrochemical Sensing Element secara Umum

Teori mendasar dari sensor elektrokimia adalah selalu membutuhkan

rangkaian tertutup; artinya, arus listrik (baik DC maupun AC) harus dapat

mengalir agar dapat diukur. Karena syarat arus listrik dapat mengalir adalah

closed-loop, sensor tersebut membutuhkan paling sedikit dua elektroda, salah

satunya disebut sebagai return electrode. Harus dicatat, bagaimanapun, bahkan

jika di dalam potensiometrik aliran arus tidak dibutuhkan untuk pengukuran

tegangan, rangkaian harus tetap dalam keadaan tertutup agar tegangannya dapat

diukur.

Elektroda dalam system sensor ini sering dibuat dari logam katalis seperti

platina atau palladium atau logam yang dilapisi dengan carbon. Elektroda didesain

memiliki luas permukaan yang tinggi untuk bereaksi dengan sebanyak mungkin

zat yang dianalisis, agar sinyal yang dapat diukur dapat sebesar mungkin.

Page 9: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

Elektroda dapat diatur (dimodifikasi) untuk mengembangkan tingkat reaksinya

dan memperlama rentang life-timenya. Elektroda kerja (working electrode/WE)

adalah dimana reaksi kimia yang menjadi target terjadi (gambar 3.1).

Gambar 3.1 Sistem Kerja Electrochemical Sensing Element

Sinyal elektrik diukur dengan reaksi counter/auxiliary electrode (AE) yang

tidak dirancang sebagai katalis, dan dalam kasus tiga elektroda, elektroda ketiga

adalah reference electrode (RE) dipakai untuk mengukur dan sebagai koreksi

potensial dari electrokimia yang dibangkitkan oleh masing-masing elektroda dan

elektrolit. Elektroda ketiga mengembangkan operasi dengan cara membuat

pembenaran dari error yang disebabkan oleh polarisasi dari elektroda kerja (WE).

Sensor elektrokimia yang terbaru menggunakan seperangkat elektroda film tipis

layar cetak agar pengolahan lebih sederhana dan lebih kuat.

Elektrolit adalah media yang mengangkut daya dengan menggunakan ion

daripada electron. Hal ini secara langsung membatasi reaksi yang terjadi dan

merupakan gerbang pertama seleksi dalam sensor elektrokimia. Susunan sensor

yang terdiri sekumpulan electrode dan elektrolit disebut sebagai sel elektrokinia

dan dapat dioperasikan dengan beberapa cara tergantung pada karakteristik

elektrik (resitansi, potensial, arus, kapasitansi, dll.) yang diobservasi.

Sensor elektrokimia cair (sel) menggunakan dua elektroda yang dicelupkan

dalam larutan elektrolit. Gas yang dianalisis seperti CO bereaksi dengan elektroda

kerja (WE) dan menghasilkan CO2 dan electron bebas. Muatan dan masing-

masing tipe muatan bergerak ke electrode lain dimana air diproduksi jika terdapat

O2 dalam reaksi tersebut. Reaksi tersebut mengubah CO menjadi CO2. Jika

Page 10: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

elektroda tersebut dihubungkan dengan rangkaian resistor dan penurunan

potensial diukur akan sebanding dengan aliran arus, menghasilkan fungsi gas

yang dianalisis.

1.10 Klasifikasi Electrochemical Sensing Element

Berdasarkan cara kerjanya, dibedakan menjadi sensor yang mengukur

tegangan (potensiometrik), yang mengukur arus (amperometrik), dan yang handal

dalam mengukur conductivitas / resistivitas (konduktometrik). Dalam setiap

metode pengukuran tersebut, digunakan elektroda khusus, dimana terjadinya

reaksi kimia atau transfer daya dimodulasi oleh reaksi dari elektroda tersebut.

1.10.1 Sensor elektrokimia konduktometrik

Sensor elektrokimia konduktivitas mengukur perubahan konduktivitas dari

elektrolit di dalam sel elektrokimia. Sebuah sensor elektrokimia dapat melibatkan

impedansi kapasitif sebagai hasil dari polarisasi elektroda dan proses transfer

muatan.

Dalam larutan elektrolit homogen, konduktansi dari elektrolit

berbanding terbalik dengan , yang merupakan segmen dari larutan sepanjang

medan electron, dan berbanding lurus dengan , yang merupakan segmen daerah

lintasan yang tegak lurus dengan medan listrik :

Dimana adalah konduktivitas spesifik dari elektrolit dan

berhubungan secara kuantitatif dengan konsentrasi dan nilai dari muatan spesi

ionic.

Persamaan konduktansi dari larutan dalam berbagai konsentrasi, dalam

atau dalam satuan lainnya, dinyatakan sebagai :

Page 11: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

dimana β adalah elektrolit dan sama dengan konduktansi dari eletektrolit

dengan pengenceran yang terbatas. Teknik pegukuran konduktansi elektrolit

dengan sensor elektrokimia konduktometrik hampir sama selama bertahun-tahun.

Biasanya rangkaian jembatan Wheatstone digunakan dengan sel elektrokimia

(sensor) membentuk salah satu lengan beban seperti yang ditunjuk pada gambar

3.2 berikut.

Gambar 3.2 Jembatan Weatstone untuk SnO2 (kiri) dan responnya untuk gas yang

berbeda

Bagaimanapun, tidak seperti pengukuran konduktivitas pada padatan,

pengukuran konduktivitas pada elektrolit seringkali dipersulit oleh polarisasi dari

elektroda pada saat tegangan bekerja. Proses transfer muatan (faradic) terjadi di

permukaan elektroda. Oleh karena itu, sensor konduktivitas harus bekerja pada

tegangan dimana tidak ada proses faradic yang terjadi. Anggapan penting lainnya

adalah susunan antara double layer berbatasan dengan masing-masing elektroda

ketika tegangan dikenakan pada sel. Yang dideskripsikan dengan impedansi

Warburg. Oleh karena itu, bahkan dengan absennya proses faradic, sangat penting

untuk memasukkan anggapan efek dari double layer selama pengukuran

konduktansi. Efek dari proses faradic dapat diminimalkan dengan mengatur

konsatanta high sel dari sensor sehingga resistansi sel terletak pada daerah

antara . Yang berarti menggunakan luas permukaan elektroda yang

sempit dan jarak antar elektroda yang berjauhan. Hal ini, bagaimanapun,

mengurangi sensitivitas dari jembatan Wheatstone. Seringkali larutan merupakan

penggunaan dari konfigurasi electrode secara berlipat ganda (multiple). Kedua

Page 12: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

efek dari double layer dan proses faradic dapat diminimalkan dengan

menggunakan high-frequency low-amplitude alternating current (AC). Teknik

yang baik lainnya adalah menyeimbangkan kapasitansi dan resistansi dari sel

dengan menghubungkan kapasitor variable secara parallel dengan resistansi area

penghubung (bridge) dengan sel.

1.10.2 Sensor Elektrokimia Potensiometrik

Sensor ini menggunakan efek dari konsentrasi kesetimbangan pada reaksi

redoks yang terjadi pada antarmuka elektroda-elektrolit dalam sel elektrokimia.

Potensial listrik dapat berkembang pada antar muka ini aleh karena reaksi redoks

yang terjadi pada permukaan elektroda, dimana Ox melambangkan pengoksidasi

dan Red mengindikasikan pereduksi produk :

Reaksi ini terjadi pada salah satu elektroda (dalam kasus ini reaksi katoda)

dan disebut dengan reaksi sel setengah. Dibawah kondisi setengah kesetimbangan

thermodinamika, persamaan Nernst dapat diaplikasikan dan dinyatakan sebagai :

Dimana dan masing-masing adalah konsentrasi dari dan ,

adalah jumlah perpindahan electron, adalah konstanta Faraday, adalah

konstanta gas, adalah temperature absolute, dan adalah ponsial elektroda

dalam keadaan standard. Pada sensor potensiometrik, dua setengah reaksi akan

terjadi secara simultan pada masing-masing elektroda. Bagaimanapun, hanya

salah satu reaksi yang harus terlibat pada pusat perhatian proses sensing, setengah

reaksi sel diharapkan reversible, tidak diganggu gugat, dan diketahui.

Pengukuran potensial sel dari sebuah sensor potensiometrik harus dibuat

dibawah nol atau keaadaan quasiequilibrium, jadi penguat very-high-input-

impedance (disebut juga sebagai elektrometer) secara umum dibutuhkan. Ada dua

tipe dari antarmuka elektrokimia dari titik pengamatan transfer muatan : idealnya

terpolarisasi dan tidak terpolarisasi. Beberapa logam (Hg, Au, Pt) ketika kontak

dengan elektrolit berisi elektrolit inert saja (misal H2SO4) mendekati kelakuan

Page 13: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

antarmuka terpolarisasi ideal. Meskipun demikian, bahkan dalam kasus tersebut,

hambatan transfer muatan yang terbatas terjadi dalam antarmuka dan kebocoran

kelebihan muatan berbanding lurus dengan time constant yang diberikan oleh

produk dari dua lapis kapasitansi dan resistansi transfer muatan .

Membrane selektif ion adalah komponen kunci dalam semua sensor ion

potensiometrik. Membrane tersebut menetapkan referensi bagi respon sensor

terhadap ion yang menjadi pusat pengamatan di tengah-tengah berbagai macam

komponen ion di dalam sampel. Membrane selektif ion tersusun dari antar muka

yang tidak terpolarisasi dengan larutan. Membran yang berfungsi dengan baik

(stabil, dapat direproduksi, tahan terhadap adsorpsi dan efek pengadukan, serta

selektif) mempunyai baik absolute yang tinggi dan massa jenis pertukaran arus

relative.

1.10.3 Sensor Elektrokimia Amperometrik

Contoh dari Sensor Elektrokimia Amperometrik adalah sensor oksigen

Clark yang ditemukan pada 1956. Prinsip kerja dari elektrodanya berdasarkan

pada penggunaan larutan elektrolit yang diisikan di dalam kumpulan elektroda

dengan transport oksigen dari membrane permeable oksigen ke katoda logam.

Arus katoda bangkit dalam dua langkah, proses reduksi oksigen dinyatakan

sebagai :

Gambar 3.3 (kiri) menunjukkan membran yang meregang berseberangan

dengan ujung elektroda, mengizinkan oksigen untuk berdifusi melalui lapisan

elektrolit tipis ke katoda. Baik anoda maupun katoda dikandung di dalam

kumpulan sensor dan tidak ada kontak elektrik yang terjadi dengan lingkungan

sampel. Model difusi orde pertama dari electrode Clark diilustrasikan pada

gambar 3.3 (kanan).

Page 14: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

Gambar 3.3 elektrode Clark (kiri) dan model satu dimensi orde pertama (kanan)

dari distribusi regangan oksigen melewati system.

System membran-elektrolit-elektroda dianggap berkelakuan seperti system

difusi satu dimensi dengan tekanan parsial pada permukaan membrane sebanding

dengan kesetimbangan tekanan parsial dan pada katoda sebanding dengan nol.

Dapat ditunujkkan bahwa pada keadaan tunak arus elektroda adalah :

dimana adalah luas elektroda, adalah kelarutan oksigen dalam membrane,

adalah konstanta Faraday, dalah konstanta difusi, adalah ketebalan

membrane. Harus dicatat bahwa arus bebas terhadap ketebalan elektrolit dan sifar

difusi. Sebuah Membran Teflon® digunakan sebagai membrane permeable

oksigen. Sensitivitas sensor dapat didefinisikan sebagai rasio antara arus dengan

tekanan parsial oksigen :

Sebagai contoh, jika ketebalan membrane adalah 25 μm dan luas katoda adalah

, maka sensitivitasnya kira-kira adalah .

Sensor amperometrik tipe enzimatik dapat dibuat dengan sensor yang

mampu mengukur kekurangan oksigen relative yang disebabkan oleh reaksi

enzimatik dengan menggunakan dua elektroda oksigen Clark. Prinsip kerja sensor

ditunjukkan pada gambar 3.4.

Page 15: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

Gambar 3.4 Skema sederhana dari sensor amperomatrik oksigen

Clark yang diaadaptasi untuk mendeteksi glukosa

Sensor terdiri dari dua elektroda oksigen identik, dimana yang satu (A)

dilapisi dengan lapisan pengoksidasi aktif dan yang lainnya (B) dengan lapisan

enzim tidak aktif. Contoh dari aplikasi ini adalah sensor glukosa, dimana

inactivation dapat berlangsung secara kimiawi, karena radiasi atau secara termal.

Sensor tersebut dibungkus dengan bungkus plastic dengan tabung gelas coaxial

mendukung dua katoda Pt dan satu anoda Ag. Dengan absennya reaksi enzim,

kerapatan (flux) oksigen di elektroda-elektroda tersebut dan arus pembatas difusi

kurang lebih sebanding. Ketika glukosa ada di dalam larutan dan reaksi anzimatik

terjadi, jumlah oksigen yang mencapai permukaan elektroda aktif direduksi oleh

jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh reeaksi enzimatik, yang merupakan hasil

ketidak seimbangan arus.

1.11 Aplikasi Electrochemical Sensing Element

Sensor elektrokimia telah digunakan secara luas, misalnya pada bidang kimia

dan biomedis. Sebagai contoh, dalam mendeteksi kandungan gas dalam darah

(PO2, PCO2, dan pH). Banyak sensor enzim biomedis yang penting, termasuk

sensor glukosa, merupakan gabungan dari katalis anzimatik dan sensor

elektrokimia. Sensor Oksigenn tipe Clark [Clark, 1956] terkenal sebagai sensor

biomedis praktis yang menggunakan prinsip elektrokimia, alat amperometric.

Berikut ini adalah beberapa aplikasi sensor elektrokimia :

1. Sensor Elektrokimia oksigen (O2)

Page 16: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

Sensor oksigen untuk fase cair dan pengukuran gas. Cepat dan tepat untuk

pengukuran oksigen. Sensor oksigen fleksibel dan cocok untuk pengukuran

oksigen di bawah keadaan yang sangat sulit. Sensor jejak untuk mengukur

tingkat saturasi baik in-line, off-line atau di-line dan cocok untuk kedua

dibubarkan dan aplikasi gas. Pelanggan minuman, listrik, air, farmasi,

semikonduktor, bioteknologi, dan kimia akan menemukan jawaban atas

kebutuhan mereka. Sebuah terobosan dalam pengukuran oksigen Dari produksi

untuk jaminan mutu, laboratorium dan pemeliharaan, pengguna akan

menemukan aplikasi yang sesuai dan higienis untuk sensor ini. Sensor yang

menyediakan pengukuran yang cepat, tepat dan akurat. Terintegrasi dalam

portabel atau in-line instrumen, dan memiliki manfaat tambahan yang sangat

rendah biaya pemeliharaan dan kepemilikan. Orang dapat mengukur baik atau

gas oksigen terlarut konsentrasi dan suhu medium.

2. Sensor Elektrokimia karbon monoksida (CO)

Karbon Monoksida sensor beroperasi menggunakan teknologi terkenal sel

bahan bakar. CO-BF berisi penyaring bahan kimia untuk menghilangkan

interferants lintas seperti Sox, Nox dan H2S dan tahan bocor. Perumahan

yang tahan bocor ini dibentuk dalam plastik berkode warna untuk

memudahkan identifikasi.

Page 17: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

3. Sensor Elektrokimia klorin (Cl2)

Sensor untuk mengukur gas klor

- terdiri dari 3 elektrode sensor Aperometric elemen

- tidak rentan terhadap perubahan kelembaban yang mendadak

- keandalan yang tinggi

4. Sensor Elektrokimia nitrogen monoksida (NO)

Sensor elektrokimia Nitric Oxide sensor NO sudah dilengkapi dengan sensor gas

beracun rentang yang mencakup Monixide Karbon, Hidrogen Sulfida, Sulfur

Dioksida dan Klor. Sensor yang cocok untuk dimasukkan ke dalam instalasi tetap

merasakan kepala,instrumen keselamatan portabel dan tumpukan gas analysers.

Sensor katalis menggabungkan teknologi inovatif, yang mengurangi efek dari sejumlah

gangguan lintas Common gas sementara memastikan batch-to-batch konsistensi dan

stabil output. Sensor ini memberikan peningkatan yang signifikan dalam respon

stabilitas transien terhadap perubahan kelembaban relatif. Ketahanan fisik

memungkinkan sensor untuk digunakan dalam lingkungan yang paling menuntut.

Page 18: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

5. Sensor Sulfur Dioksida

adalah sensor tahan bocor disediakan dalam tempat dengan kode warna merah

jelas cetakan. Mereka memiliki rentang operasi yang cocok untuk aplikasi

pemantauan keamanan pribadi. Tambahan sensor dengan operasi yang lebih

tinggi secara signifikan dan kelebihan rentang yang tersedia untuk memenuhi

kebutuhan pasar Stack Gas Analyser. Ini memberikan output linier untuk

5000ppm (bagian per juta) dengan overgas kapasitas sampai 10.000 ppm.

Sensor Sulfur Dioksida dapat diandalkan untuk digunakan dalam sejumlah

aplikasi volume tinggi. Sensor dirancang untuk digunakan baik dalam kepala

tetap dan portabel instrumentasi.

Page 19: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

BAB IV

PENUTUP

Kesimpulan yang dapat diambil dari penyusunan makalah ini adalah :Definisi dari

electrochemical sensing element adalah detector zat kimia (gas atau cairan) yang

mengukur volume zat target dengan mengoksidasi atau mengurangi target zat

pada elektroda dan mengukur arus yang dihasilkan.

1. Elektro-kimia sensor beroperasi dan bereaksi dengan memantau gas dan

menghasilkan arus listrik yang linear sebanding dengan konsentrasi gas. Versi

sensor elektro-kimia didasarkan pada konfigurasi dua elektroda tetapi, untuk

mencapai stabilitas superior elektro-kimia, sekarang digunakan tiga sistem

elektroda. Elektroda ditumpuk sejajar satu sama lain, dipisahkan oleh lapisan

tipis ionik elektrolit yang menyediakan listrik kontak antara elektroda.

2. Adapun aplikasinya adalah sebagai sensor gas seperti Sensor Elektrokimia

oksigen (O2), Sensor Elektrokimia karbon monoksida (CO), Sensor

Elektrokimia klorin (Cl2), Sensor Elektrokimia nitrogen monoksida (NO),

Sensor Sulfur Dioksida.

Page 20: -Electrochemical Sensing Element v. 2003

DAFTAR PUSTAKA

Handbook of modern sensors : physics, designs, and applications / Jacob Fraden.–

3rd ed. p.cm.

http://www.mdpi.org/sensors/papers/s8031400.pdf

http://bagustris.blogspot.com/2008/09/sensor-elektrokimia.html

http://www.google.co.id/

#q=sensor+elektrokimia&hl=id&biw=1360&bih=578&ei=3RXmTInvH4e3cJ

PnweYK&start=20&sa=N&fp=6d1d5e09d1ea4a8f

http://www.pdfchaser.com/PENGEMBANGAN-METODE-BARU-

PENENTUAN-CHEMICAL-OXYGEN-DEMAND-%28COD-....html#

http://www.pdfchaser.com/PENGEMBANGAN-SISTEM-PENCIUMAN-

ELEKTRONIK-DENGAN-16-BUAH-SENSOR-....html#

http://www.pdfchaser.com/Bab-1-Sensor-dan-Transduser.html#

http://resources.unpad.ac.id/unpad-content/uploads/publikasi_dosen/makalah

%20seminar%20HKI%202007.pdf