sensor gas

2.1 Sensor Hidrogen sulfida

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisis menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik.

Sensor gas merupakan suatu alat yang mampu mendeteksi perubahan kondisi lingkungan dan kemudian menghasilkan suatu sinyal listrik yang besarnya sebanding dengan konsentrasi suatu gas. Sensor gas Hidrogen sulfida dapat dibuat dalam bentuk sensor elektrokimia menggunakan metode potensiometri, dimana didasarkan pada pengukuran tegangan potensial dari analit yang berinteraksi dengan elektroda kerja dibandingkan dengan tegangan potensial pada elektroda pembanding.

2.2 Skema Alat

Keterangan:

Capillary diffusion barrier : membran penahan difusi kapiler, spesifik terhadap analit.

Current collector: bahan konduktif dalam sel bahan bakar yang mengumpulkan elektron (di sisi anoda) atau menyalurkan elektron (ke katoda).

Electrolyte : dapat berupa concentrated aqueous acid atau larutan garam, untuk mengefisienkan konduksi ion antara elektroda kerja dan pembantu

Sensor Pins: output pins, sebagai pembawa sinyal listrik ke readout.

Separator: dapat terbuat dari fibre glass.

Sensing electrode: menggunakan Pt

Counter electrode: menggunakan Pt

Reference electrode: menggunakan Ag/AgCl

ž  Permukaan luar sensor adalah membran selektif berpori yang memungkinkan  difusi gas (H₂S) ke sensor dan mencegah masuknya cairan ke sensor.

ž  Bagian dalam terdiri dari 3 elektroda: sensing electrode, counter electrode dan reference electrode.

ž  sensing electrode dan counter electrode terhubung  listrik oleh larutan elektrolit. Sedangkan reference electrode dan lingkungan terisolasi dari kedua aliran sampel dan ke dua elektroda lainnya, karena pada elektroda ini telah ditentukan potensial yang konstan.

3.2 Reaksi Kimia

ž  Ketika H₂S di lingkungan terdifusi ke dalam sensor elektrokimia, maka akan berinteraksi (oksidasi) dalam sensing electrode (anoda). berdasarkan persamaan berikut:

                        H₂S + 4 H₂O → H₂SO₄ + 8 H⁺ + 8 e^-

ž  Menghasilkan elektron bebas (e^-), mengubah tegangan potensial dari sensing electrode. Tegangan potensial dari sensing electrode dibandingkan terhadap tegangan potensial dari reference electrode, dan perbedaan  tegangan potensial berkolerasi dengan konsentrasi H₂S.

ž  Counter electrode tidak berkontribusi pada pengukuran gas H₂S. Sebaliknya melalui larutan elektrolit, ia menyediakan jalur aliran untuk elektron bebas yang dihasilkan sensing electrode.

ž  Elektron bebas terdistribusi melalui larutan elektrolit sebagai arus listrik ke counter electrode (katoda).

2O₂ + 8H⁺ + 8e^- → 4H₂O

3.4 Akurasi dan Limit Deteksi

ž  Akurasi

Kedekatan nilai hasil pengukuran terhadap nilai sebenarnya. Jika nilai rata-rata mendekati nilai sebenarnya, maka akurasi dapat dinyatakan sebagai:

Akurasi =

Untuk menentukan tingkat akurasi perlu diketahui nilai sebenarnya dari parameter yang diukur dan kemudian dapat diketahui seberapa besar tingkat akurasinya.

ž  Limit deteksi

Limit deteksi adalah konsentrasi terendah dari analit dalam contoh yang dapat terdeteksi, tetapi tidak perlu terkuantisasi, dibawah kondisi pengujian yang disepakati.

Q = (k x Sb)/S₁

dimana;

Q = limit deteksi

k = 3 ( untuk limit deteksi )

Sb = simpangan baku respon analitik dari blangko

S₁ = arah garis linear (kepekaan arah) dari kurva antara respon terhadap konsentrasi = slope (b pada persamaan y = a + bx)