Ion logam atau mineral yang umumnya terkandung dalam badan air adalah natrium, kalium, magnesium, kalsium, besi, aluminum, sedangkan pada air limbah kandungan ion logam justru lebih banyak dengan adanya logam berat seperti bismut, kobalt, kromium, perak, tembaga dan lainnya. Pastinya menurut regulasi yang berlaku di Indonesia, setiap logam - logam berat yang terkandung dalam badan air limbah tidak diperkenankan untuk melebihi nilai ambang batas yang telah ditentukan, sehingga diperlukan monitoring terhadap nilainya. Prinsip ini tidak hanya ion logam, tetapi juga pada analit lain seperti ammonia, klorida, fluorida nitrat, serta analit lainnya.

Untuk mengukur kadar masing - masing analit tersebut, analis dan operator dapat menggunakan beberapa teknik. Salah satu teknik yang dapat digunakan adalah pengukuran secara elektrometri dengan menggunakan Alat ISE meter. Dilansir dari Libretext, metode ISE memiliki banyak keuntungan dibandingkan metode lainnya, beberapa keuntungan tersebut yakni : 

1. Range pengukuran metode ISE cukup luas 

2. Relatif lebih mudah dan mudah untuk dilakukan

3. Sangat relevan untuk digunakan karena bersifat “real time” dalam pengukurannya, dan sangat sensitif hingga dapat mendeteksi jika terjadi perubahan kadar.

4. Karena menggunakan aktivitas ion sebagai acuan pengukurannya, metode ini sangat berguna untuk aplikasi biologi dan medis.

5. Meter yang dipakai dapat digunakan untuk menentukan kadar ion - ion positif maupun ion - ion negatif. 

Dari keuntungan yang telah disebutkan dapat disimpulkan bahwa metode ini dinilai relevan dan efektif untuk diimplementasikan sebagai metode uji kadar ion pada air limbah. 

Alat ISE Meter dan Cara Kerjanya

ISE Meter bekerja dengan bertumpu pada pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan sensor ISE atau elektroda ISE. Elektroda ISE terdiri dari bagian balb sensor yang terbuat dari membran spesifik yang hanya dapat mengenali ion spesifik tertentu. Dari segi struktur, elektroda ISE terdiri dari beberapa bagian yakni kabel dan badan elektroda. Kabel berfungsi untuk menghantarkan sinyal yang terdeteksi oleh keseluruhan sistem elektroda pada meter untuk diterjemahkan menjadi angka hasil pengukuran pada display. Badan elektroda sendiri meliputi beberapa bagian penting yakni material pelindung, junction, elektroda referensi, elektroda uji, medium elektrolit dan balb (sensor pembaca). 

Dalam rangkaian tahapannya, metode ISE dijalankan dengan 3 tahap yakni preparasi sampel, kalibrasi dan/atau verifikasi elektroda ISE dan tahap pengukuran. Sampel yang telah dikumpulkan sebaiknya dianalisa sesegera mungkin untuk menghindari adanya kontaminasi yang dapat menyebabkan analit berkurang atau justru bertambah kadarnya. Sebelum melakukan pengukuran pada sampel, analis perlu melakukan preparasi terhadap elektroda yang diikuti dengan tahap preparasi sampel. Tahap preparasi sampel ini biasanya melibatkan reaksi antara sampel dan ionic strength adjuster (ISA). 

ISA ini berfungsi untuk menguatkan ion yang hendak diukur dengan cara berikatan mengikat ion ini sehingga dihasilkan suatu ion kompleks yang mudah untuk diukur oleh sensor. ISA bersifat spesifik sehingga jika ion yang hendak diukur berbeda maka membutuhkan beberapa ISA dalam pengukurannya. Misal, jika hendak dilakukan pengukuran terhadap kadar natrium dan klorida, maka dibutuhkan 2 buah ISA yang berbeda. Meski begitu, bisa saja satu parameter memiliki opsi ISA lebih dari satu sebagaimana yang telah dikaji oleh Oh Seung Yeoun, dkk (2015), bahwa deteksi ion perak menggunakan metode ISE dapat menggunakan kalium iodida (KI) yang dinilai lebih efektif jika dibandingkan dengan natrium nitrat (NaNO₃). 

Dengan adanya ISA, ion akan lebih mudah dikenali oleh sensor karena sensor yang biasanya dilapisi dengan material yang identik dengan ion kompleks hasil reaksi antara analit (ion yang hendak diukur) dan ISA. Hal inilah yang menjadi alasan mengapa setiap elektroda ISE bersifat spesifik dan hanya mengenali ion yang hendak diuji, yang juga merupakan keuntungan tambahan dari ISE Meter, yakni terhindar dari kontaminasi dan analit mudah untuk dibaca.

Gambar 1. Larutan ISA dan TISAB untuk ISE Meter

Dalam proses reaksinya, ISA yang bertindak sebagai ligan akan mengikat analit. Hasil reaksi ini akan menghasilkan suatu ion kompleks yang dapat berinteraksi dengan material identik pada balb elektroda ISE. Interaksi ini akan menghasilkan potensial yang akan dibaca oleh elektroda uji dan dibandingkan dengan potensial yang terdapat pada elektroda referensi yang terhubung oleh junction. Beda potensial yang dihasilkan kemudian diteruskan oleh kabel dan diterjemahkan oleh meter sehingga nilai konsentrasi dan beda potensial akan muncul pada display Alat ISE meter.