Elektrode Berbasis Alotropi Karbon dan Polimer Konduktif untuk Deteksi Nitrit dalam Lingkungan Perairan

Abstract

Nitrit merupakan salah satu polutan anorganik berbahaya dalam lingkungan perairan karena dapat menyebabkan methemoglobinemia dan kanker. Monitoring kadar nitrit di lingkungan perairan seperti sungai sangat penting dilakukan untuk menghindari akibat buruk nitrit bagi kesehatan masyarakat. Teknik elektrokimia dipilih untuk deteksi nitrit karena prosesnya akurat, mudah, cepat, dan memungkinkan analisis secara in situ. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sensor nitrit berbentuk glassy carbon electrode (GCE) dan screen printed carbon electrode (SPCE) berbasis alotropi karbon berupa grafena oksida (GO) dengan polimer konduktif poli (3,4-etilenadioksitiofena):poli (stirenasulfonat) (PEDOT: PSS) dan mengevaluasi kinerja analitiknya untuk deteksi nitrit dalam sampel nyata. Tahapan penelitian meliputi sintesis GO dari prekusor grafit, pembuatan komposit GO/PEDOT:PSS, penyiapan elektrode berbasis GO/PEDOT:PSS yang meliputi deposisi GO/PEDOT:PSS pada permukaan GCE dan fabrikasi SPCE dengan teknik pencetakan, karakterisasi elektrode, dan evaluasi kinerja sensor nitrit berupa elektrode berbasis GO/PEDOT:PSS untuk deteksi nitrit di larutan sintetik dan sampel air yang berasal dari lingkungan. GCE termodifikasi komposit GO/PEDOT:PSS dievaluasi secara elektrokimia dengan teknik differential pulse voltammetry (DPV) dan electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Respon arus oksidasi nitrit yang diukur dengan GO /PEDOT:PSS/GCE meningkat delapan kali lebih tinggi dibandingkan GCE tanpa modifikasi. Spektrum EIS juga mengonfirmasi bahwa komposit GO/PEDOT: PSS/GCE memiliki resistans yang rendah (109 Ω), artinya kinetika transfer elektron dari analat ke elektrode semakin cepat. Sensor berbasis GO/PED OT:PSS/GCE dapat bekerja pada rentang konsentrasi nitrit 5−200 µM menghasilkan LOD (3S/N) sebesar 0,5 µM dan LOQ (10S/N) sebesar 5 µM. Selain itu, sensor tersebut juga memiliki stabilitas dan ketertiruan dengan %RSD < 5%. Pengukuran nitrit pada sampel nyata dengan sensor GO/PEDOT:PSS/GCE menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata dibandingkan dengan metode standar (spektrofotometri UV Tampak) pada taraf kepercayaan 95%. Sensor berbasis komposit GO/PEDOT:PSS dikembangkan dalam bentuk SPCE untuk memudahkan pengukuran secara in situ. Evaluasi elektrokimia menunjukkan bahwa GO/PEDOT:PSS/SPCE dapat mendeteksi nitrit pada potensial 0,17 V. Namun, resistansnya lima kali lebih besar dibandingkan SPCE komersial. GO/PEDOT:PSS/SPCE dapat mendeteksi nitrit pada rentang konsentrasi 50−1000 µM dengan LOD dan LOQ berturut-turut sebesar 25 µM dan 50 µM. Parameter lainnya seperti stabilitas dan ketertiruan menunjukkan nilai RSD < 5%. Pengukuran nitrit dengan GO/PEDOT:PSS/SPCE pada sampel buatan menunjukkan akurasi sebesar 95,32%, sedangkan pengukuran dengan spektrofotometri UV-Tampak menunjukkan akurasi sebesar 99,6%.