IMPLEMENTASI TEKNOLOGI FILM TEBAL PADA PEMBUATAN SENSOR DETEKSI KANDUNGAN FOSFAT

Abstract

ABSTRAK

Tanaman memerlukan makanan untuk tumbuh sempurna yang sering disebut hara tanaman, unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah besar disebut unsur makro seperti nitrogen (N), fosfor (P), kalium (K), kalsium (Ca), belerang (S), magnesium (Mg) dan dalam jumlah kecil disebut  unsur mikro seperti besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn), mangan (Mn), boron (B), natrium (Na), klor (Cl).Fosfor merupakan bahan makanan utama yang digunakan oleh semua organisme untuk energi dan pertumbuhan. Penggunaan teknologi sensor adalah suatu upaya melakukan pemantauan unsur hara didalam tanah untuk meningkatkan hasil pertanian agar kebutuhan dalam negeri terpenuhi dan siap menghadapi kompetisi hasil-hasil pertanian dari negara lain dalam era global ini.Proses perancangan sensor fosfat menggunakan perangkat lunak corelDRAW X3 dengan mengimplementasikan teknologi film tebal dalam fabrikasi elektroda sensor diatas substrat alumina (Al₂O₃), menggunakan konfigurasi tiga elektroda yaitu: elektroda kerja terbuat dari pasta perak (Ag) yang dilapsisi dengan pasta karbon, elektroda pembanding terbuat dari pasta perak-perak klorida (Ag/AgCl)  dan elektroda bantu dari pasta perak (Ag). Teknik pengukuran menggunakan metode potensiometrik, dengan membran peka terhadap ion fosfat, menggunakan pirol sebagai polimer konduktif  melalui proses elektro polimerisasi. Hasil pengukuran dan analisa menghasilkan penyimpangan rata-rata dimensi luas elektroda sensor sebesar 15,27% dengan rincian untuk elektroda bantu 9,68%, elektroda kerja 19,43%, elektroda pembanding 16,72%, uji antara dua elektroda pembanding komersial menghasilkan beda tegangan rata-rata 5,473 mV simpangan baku relatif 0,0062%, uji kestabilan tegangan elektroda pembanding hasil fabrikasi terhadap elektroda pembanding komersial menghasilkan desain elektroda dengan tegangan konstan 70mV simpangan baku relatif 0,001%, uji karakteristik statis keluaran menghasilkan rentang pengukuran pada konsentrasi  larutan 10^-7 M – 10^-1 M, limit deteksi 10^-6 M dan linieritas 94,2%.

Kata kunci : unsur hara, teknologi film tebal, amperometrik, sensor ion fosfat

ABSTRACT

The vegetation needs food to produce perfect growth. This food is dry matter. The great number demanded dry matter will be called as macro substances consisting of nitrogen (N), phosphor (P), kalium (K), calcium (Ca), sulfur (S), and magnesium (Mg). The smaller required dry matter may be called as micro substances involving iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), manganese (Mn), boron (B), natrium (Na), and chloride (Cl). Phosphor is the main food material used by all organisms for energy and growth. Sensor technology is an effort to monitor the dry matter in the ground to improve the agriculture yield, as well as to meet the domestic demand or to prepare for the agriculture competition from other countries during the global era.Phosphate sensor engineering process uses software CorelDRAW X3 by implementing thick film technology in the sensor electrode fabrication over alumina substrate (Al­₂O₃). Three configurations of electrode are considered, comprising to: working electrode made of silver paste (Ag) coated by carbon paste, reference electrode made of chloride silver-silver paste (Ag/AgCl) and counter electrode from silver paste (Ag). The measurement technique considers potentiometric method, with sensitive membrane against phosphate ion. It also employs conductive polymer through polymerization electro process.The result of measurement and analysis finds the average deviance of sensor electrode width dimension for 15.27 %. The average is calculated from the following details, such as 9.68 % from working electrode, 19.43 % from reference electrode, and 16.72 % from counter electrode. The test between two commercial reference electrodes is producing average voltage difference for 5.473 mV and relative standard deviance of 0.0062 %. The test for voltage stability of reference electrode, after comparing the fabrication output with commercial reference electrode, is resulting constant voltage of 70 mV with relative standard deviance of 0.001 %. The test of output static characteristic produces a measurement distance at solution concentration of 10^-7M-10^-1 M, the detection limit of 10^‑6M and linearity of 94.2 %.

Keywords: dry matter, thick film technology, amperometric, phosphate ion sensor