Share via email
Apakah Anda tahu mengapa air minum Anda menjadi hambar setelah dibiarkan beberapa jam? Atau mengapa jus jeruk berubah warna dan sedikit menggelap saat botolnya dibiarkan terbuka terlalu lama?
Salah satu faktor utama yang menyebabkan perubahan tersebut adalah jumlah oksigen dalam minuman Anda.
Saya ingin membagikan beberapa informasi kepada Anda mengenai efek oksigen (baik positif maupun negatif) ketika terlarut dalam cairan, parameter-parameter yang memengaruhi kadar oksigen terlarut (DO), serta cara menilai konsentrasi DO secara akurat.
Mengapa konsentrasi oksigen terlarut (DO) itu penting?
Selain pH dan konduktivitas, oksigen terlarut merupakan salah satu indikator kualitas air yang paling penting. Oksigen larut dalam air permukaan sesuai dengan tekanan parsialnya (hukum Henry), tetapi juga akibat proses aerasi (misalnya, angin, arus deras). Selain itu, oksigen masuk ke dalam air sebagai produk sampingan fotosintesis oleh tumbuhan dan fitoplankton. Oksigen terlarut sangat penting untuk kelangsungan hidup ikan dan organisme akuatik lainnya yang bernapas menggunakan oksigen.
Kadar oksigen terlarut (DO) dapat berkurang jika air terkontaminasi oleh terlalu banyak bakteri atau alga. Bakteri memakan alga yang mati dan bahan organik lainnya, sehingga mengonsumsi oksigen dan menghasilkan karbon dioksida. Jika seluruh DO habis dikonsumsi oleh bakteri, kondisi ini disebut eutrofikasi. Ketika kadar DO dalam air turun di bawah 5 mg/L, kehidupan akuatik menjadi stres, dan jika konsentrasinya lebih rendah lagi, banyak organisme akuatik dapat mati. Oksigen terlarut dapat dinilai secara langsung, di tempat (in-situ) di air permukaan, menggunakan teknik pengukuran langsung.
Pelajari lebih lanjut tentang pengukuran oksigen terlarut di air permukaan dengan mengunduh application note kami:
Application Note: Kadar oksigen terlarut (DO) di air permukaan berdasarkan ISO 17289
Kembali ke contoh air minum atau jus jeruk Anda:
Air hanya terasa enak bagi kita ketika terdapat sejumlah oksigen yang terlarut di dalamnya. Saat gelas atau botol air Anda dibiarkan begitu saja, oksigen terlarut (DO) akan dilepaskan seiring dengan penyesuaian kadar oksigen dengan atmosfer, dan selain itu air akan menghangat hingga mencapai suhu lingkungan, sehingga melepaskan lebih banyak oksigen. Inilah sebabnya mengapa rasa air Anda menjadi hambar seiring waktu.
Jika Anda ingin mendapatkan gambaran tentang cara mengukur oksigen terlarut dalam pasokan air Anda, unduh application note kami:
Application Note: Kadar oksigen terlarut (DO) dalam tap water menurut ISO 17289
Jus jeruk menunjukkan kondisi yang sebaliknya. Jus jeruk (dan jus buah serta sayur lainnya) hampir selalu dijaga agar bebas oksigen terlarut (DO). Hal ini karena oksigen, sebagai agen pengoksidasi, memiliki pengaruh negatif terhadap kualitas keseluruhan, rasa, nilai nutrisi, dan warna minuman. Semakin lama Anda membiarkan jus jeruk terbuka terhadap udara, semakin banyak oksigen yang akan terlarut ke dalam jus, hingga mencapai titik tertentu. Selain itu, DO ini akan mulai bereaksi dengan bahan-bahan lain dalam jus Anda. Sebagai contoh, DO akan mengoksidasi Vitamin C (asam askorbat, sebuah antioksidan) yang ada menjadi dehidroaskorbat. Untuk mencegah perubahan warna menjadi coklat dengan cepat, serta menjaga rasa dan kualitas jus Anda, simpanlah dalam botol tertutup.
Apakah Anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang penentuan kadar oksigen terlarut dalam jus buah? Unduh application note kami:
Application Note: Pengukuran oksigen terlarut (DO) dalam jus buah
Apa saja yang memengaruhi konsentrasi oksigen terlarut?
Suhu
Suhu memiliki pengaruh besar terhadap konsentrasi oksigen terlarut (DO). Semakin tinggi suhu, semakin sedikit oksigen yang terlarut dalam fase cair. Kenapa? Saya akan jelaskan secara lebih visual:
Saat suhu suatu larutan meningkat, ion dan molekul di dalamnya bergerak dan bergetar karena energi yang bertambah. Hal ini menyebabkan semakin banyak tumbukan antar partikel dan dengan demikian, beberapa ikatan yang mengikat mereka menjadi putus. Ketika semakin banyak partikel bergetar, tumbukan semakin sering terjadi, dan lebih banyak ikatan yang terputus. Ini juga berarti ikatan yang menahan molekul oksigen dalam cairan akan putus, sehingga oksigen dilepaskan dari larutan. Akibatnya, kadar DO menurun. Sebaliknya, jika suhu menurun, gerakan partikel berkurang, dan konsentrasi DO meningkat.
Tekanan
Untuk keperluan kita, di sini «tekanan» mengacu pada tekanan atmosfer. Mungkin Anda pernah berada di puncak gunung atau di dalam pesawat yang terbang di ketinggian, dan minum dari botol air Anda di sana. Ketika Anda kembali ke tanah (atau ke dasar pendakian) dan memeriksa botol itu lagi, mungkin Anda memperhatikan botol tersebut sedikit tertekan atau mengeluarkan suara hisapan saat dibuka kembali. Hal ini disebabkan oleh perbedaan tekanan atmosfer, yang berbanding terbalik dengan ketinggian.
Ketika tekanan atmosfer menurun, tekanan parsial oksigen juga menurun. Oleh karena itu, di ketinggian yang lebih tinggi, lebih sedikit oksigen yang terlarut dalam cairan karena tekanan tidak cukup untuk menahannya di sana. Oksigen akan berdifusi keluar dari cairan semakin tinggi kita berada. Ketika kita turun ke ketinggian yang lebih rendah, konsentrasi oksigen terlarut (DO) meningkat seiring dengan naiknya tekanan atmosfer.
Salinitas
Salinitas juga berperan dalam jumlah oksigen terlarut yang tersedia dalam suatu cairan.
Kembali ke ion dan molekul yang ada dalam larutan. Ketika garam terlarut hadir dalam air, ion-ion bermuatan ini sangat tertarik pada molekul air. Oksigen terlarut tidak memiliki muatan, sehingga tidak tertarik pada apa pun. Semakin tinggi kandungan salinitas, semakin banyak ion yang ada. Kepadatan partikel yang meningkat ini memaksa oksigen keluar dari larutan karena interaksinya dengan air menjadi kurang kuat.
Bagaimana kita dapat mengukur konsentrasi oksigen terlarut (DO)?
Ada dua cara untuk menentukan kadar oksigen terlarut dalam cairan, yaitu dengan pengukuran langsung atau dengan titrasi. Kami telah merangkum kelebihan dan kekurangan masing-masing metode dalam sebuah white paper gratis yang dapat Anda unduh di bawah ini.
Menentukan kadar oksigen terlarut dalam air – Titrasi atau pengukuran langsung?e
Namun, di sini saya hanya akan membahas pengukuran langsung menggunakan sensor optik. Kenapa? Karena Anda dapat mengukur kadar oksigen terlarut (DO) secara online atau in-situ tanpa perlu pengambilan sampel yang rumit dan persiapan sampel, serta peralatan Anda hampir bebas perawatan — Anda akan terkejut betapa mudahnya penggunaannya!
O2-Lumitrode, sensor optik untuk pengukuran oksigen terlarut (DO) dari Metrohm adalah yang tercepat di pasaran. Sensor ini dapat mengukur kadar DO dalam cairan dalam waktu kurang dari 30 detik! Prinsip kerjanya didasarkan pada quenching luminesensi.
Izinkan saya jelaskan cara kerjanya: tutup sensor mengandung membran dengan luminofor yang terbenam di dalamnya dan diaktifkan oleh cahaya merah. Ketika tidak ada oksigen, luminofor kembali ke keadaan dasar melalui emisi luminesensi.
Jika oksigen hadir dan molekul-molekul tersebut bertabrakan dengan luminofor yang tereksitasi, luminofor kembali ke keadaan dasarnya tanpa emisi karena energi dialihkan ke molekul oksigen. Dengan mengevaluasi waktu hidup keadaan tereksitasi dari luminofor (dengan menggunakan pergeseran fase), dimungkinkan untuk menentukan kadar oksigen terlarut (DO).
O2-Lumitrode tidak memerlukan banyak perawatan — kalibrasi satu titik secara rutin dengan saturasi udara 100% sudah cukup. Sesekali, kami menyarankan untuk melakukan Kalibrasi dengan saturasi udara 100% dan 0%
913 pH/DO Meter atau 914 pH/DO/Conductometer dapat dilengkapi dengan O2-Lumitrode. Kedua instrumen ini adalah instrumen gabungan, artinya Anda juga dapat mengukur pH dan/atau konduktivitas bersamaan dengan oksigen terlarut.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, suhu, tekanan, dan salinitas memengaruhi kadar oksigen terlarut dalam cairan. Oleh karena itu, O2-Lumitrode dilengkapi dengan sensor suhu dan sensor tekanan agar kompensasi suhu dan tekanan otomatis dapat diterapkan untuk hasil yang paling akurat. Jika Anda mengukur DO dalam larutan saline atau air laut, Anda dapat mengukur konduktivitas secara paralel dengan DO dan mengaktifkan kompensasi salinitas otomatis.
Tutup O2 (O2-cap) harus diganti dari waktu ke waktu, karena luminofor menjadi kurang reaktif. Efek ini disebut photo bleaching. Namun, sensor akan memberitahu Anda kapan penggantian diperlukan berkat pemantauan performa aktifnya. Anda tidak perlu khawatir lagi tentang pengukuran DO yang tidak akurat akibat peralatan yang kurang berkualitas.
Sebagai kesimpulan, tergantung pada aplikasi dan matriksnya, kadar oksigen terlarut yang beragam dapat ditemukan. Penentuan kadar DO secara cepat dan akurat sangat penting. Menggunakan sensor optik dengan perangkat mobile memudahkan pengukuran DO secara in-situ. Untuk data yang paling andal, ukur juga suhu dan tekanan (dan jika perlu salinitas) secara bersamaan untuk meminimalkan pengaruh parameter fisik tersebut pada hasil pengukuran Anda.
Hal penting yang dapat Anda pelajari
Determining dissolved oxygen in water – Titration or direct measurement?
This free white paper explains what dissolved oxygen is and outlines two different methods to analyse dissolved oxygen, titration and direct measurement.
