Bagaimana Mekanisme Kerja Breathalyzer Mendeteksi Alkohol?

575 views

Breathalyzer (Penganalisis napas) Robert F. Borkenstein adalah penemuan luar biasa di bidang keselamatan jalan raya. Ini menggunakan reaksi kimia sederhana yang mengubah warna untuk menyelamatkan banyak nyawa dan menjaga jalan lebih aman.

Bagaimana Mekanisme Kerja Breathalyzer Mendeteksi Alkohol?

Minum dan kemudian dalam perjalanan pulang bukanlah masalah besar selama tahun 1800-an. Seberapa parah pengendara sepeda atau pejalan kaki yang mabuk bisa melukai diri sendiri atau orang lain saat pulang?. Namun, Carl Benz memperkenalkan dunia mobil pertama yang tersedia secara komersial pada tahun 1880-an, dan dalam satu dekade, situasi minum dan mengemudi telah berubah menjadi masalah.

Kemudian, pada musim panas 1954, dari kedalaman ruang bawah tanah Robert F. Borkenstein, bangkitlah seorang pahlawan,. Breathalyzer ™. Penganalisis alkohol pernapasan adalah peralatan brilian yang menggunakan bahan kimia sederhana untuk menyelamatkan ribuan nyawa setiap tahun.

Sebelumnya, kita harus memahami mengapa alkohol membuat orang mengancam pengemudi.

Efek alkohol pada otak
Mengemudi mengharuskan kita untuk melakukan banyak tugas, waspada, tetap sadar akan lingkungan kita, memproses informasi, dan bertindak dengan waktu reaksi minimal. Singkatnya, seorang pengemudi harus memiliki kendali penuh atas indra mereka, tetapi alkohol merusak indra tersebut.

Alkohol, bukannya dicerna seperti makanan, berdifusi ke aliran darah melalui dinding lambung dan usus. Begitu berada di tubuh kita, ia pergi ke mana pun darah mengalir dan diserap di mana pun air berada (karena alkohol sangat larut dalam air). Dengan demikian, semua organ utama, termasuk jantung, otak, paru-paru, dan otot, akan mencapai konsentrasi alkohol yang sama seperti di darah kita.

Setelah memasuki otak, alkohol meningkatkan efek neurotransmitter penghambat penting, GABA. Akibatnya, sel-sel otak kita menunjukkan respons dan komunikasi yang tertunda. Alkohol juga menghambat efisiensi otak kecil, sehingga merusak penglihatan dan keterampilan motorik yang jelas. Baca lebih lajut.

Evolusi penganalisis napas alkohol
Pada awal tahun 1900-an, satu-satunya cara untuk mendeteksi pengemudi mabuk adalah dengan mencari tanda-tanda mengemudi dalam keadaan mabuk, seperti membelok, ngebut berlebihan, mata merah, dll. Kita juga bisa melakukan tes kesadaran lapangan, yang masih dalam praktiknya sekarang ini.
Namun, sistem ini sepenuhnya bergantung pada intuisi atau persepsi polisi. Tidak ada standar ilmiah untuk menentukan tingkat mabuk.
Para ilmuwan dan pihak berwenang akhirnya berkumpul untuk menemukan cara untuk menstandarkan kapan seseorang dapat dituduh “mengemudi di bawah pengaruh” atau DUI.

Ada banyak penguji alkohol napas yang ringkas dan akurat yang tersedia di pasaran saat ini, tetapi kita akan melihat penguji yang kemudian menjadi identik dengan penganalisis alkohol napas, Breathalyzer ™. Penemu breathalyzer, Robert F. Borkenstein, adalah kapten di layanan laboratorium polisi negara bagian Indiana, dan kemudian menjadi profesor di Universitas Indiana. Dia bekerja sama dengan Hagner selama pekerjaannya di Drunkometer dan dilatih tentang cara mengoperasikannya.

Pelatihan ini membangkitkan minatnya pada penganalisis alkohol napas. Karena dia bekerja dengan kepolisian, dia ingin membuat sesuatu yang lebih tepat dan lebih mudah dioperasikan, sesuatu yang bisa terbukti menjadi penerus yang lebih nyaman untuk Drunkometer Hagner. Setelah bertahun-tahun mencoba-coba, pada tahun 1954, dia menemukan sebuah bentuk untuk breathalyzer ™ revolusioner — teknologi yang memulai semuanya.

Bagaimana alkohol dideteksi?
Subjek (orang yang dicurigai mabuk) diminta meniup melalui selang ke alat tersebut. Mereka diminta untuk mengeluarkan napas dalam-dalam, untuk mendapatkan napas alveolar atau paru-paru yang dalam. Operator memeriksa defleksi pada jarum indikator. Jika jarum bergerak, itu kemudian dibawa kembali ke nol dengan bantuan kenop. Batasan di kenop membantu polisi memastikan apakah seseorang mabuk atau tidak.
 
Bagaimana Mekanisme Kerja Breathalyzer Mendeteksi Alkohol?
Jarum Breath analyzer menunjukkanKandungan alkohol dalam darah (BAC)

Udara dari paru-paru pengemudi masuk ke dalam vial tes, yang berisi campuran berwarna oranye kemerahan yang terdiri dari kalium dikromat, asam sulfat, dan perak nitrat (katalis). Campuran ini, bersama dengan etanol (jenis alkohol yang ditemukan dalam minuman beralkohol) dari napas seseorang, membentuk sistem reaksi redoks.

Dalam reaksi redoks, salah satu reaktan teroksidasi secara bersamaan mereduksi reaktan lainnya. Spesies yang teroksidasi mendapatkan oksigen atau mencapai bilangan oksidasi yang lebih tinggi, sedangkan spesies yang tereduksi kehilangan oksigen atau memperoleh bilangan oksidasi yang lebih rendah.


Asam sulfat (H2SO4) dalam larutan membantu penyerapan etanol (rumus kimia: C2H5OH) dari udara ke dalam campuran. Kalium dikromat (K2Cr2O7), kehilangan atom oksigen saat bereaksi dengan gugus -OH yang ada dalam etanol. Kromium dalam kalium dikromat memiliki oksidasi +7, tetapi setelah direduksi dengan etanol, berada pada tingkat oksidasi +3. Selanjutnya bereaksi dengan ion sulfat (SO42-) dari asam sulfat untuk membentuk kromium sulfat dan kalium sulfat.
Bagaimana Mekanisme Kerja Breathalyzer Mendeteksi Alkohol?
Reaksi redoks yang terjadi dalam botol uji.

Etanol, setelah mendapatkan atom oksigen dari kalium dikromat, dioksidasi menjadi asam asetat (CH3COOH) dan air (H2O). Hal yang paling menarik tentang reaksi ini adalah reaksi yang berubah warna. Larutan kalium dikromat, yang terutama berwarna oranye kemerahan, dengan adanya asam sulfat dan etanol, menghasilkan kromium sulfat berwarna hijau.

Di dalam breathalyzer terdapat botol kecil standar yang memiliki campuran identik dengan botol uji, tetapi tanpa etanol. Ada sumber cahaya yang menerangi kedua botol kecil tersebut, dan di ujung lain ada sistem fotosel yang mendeteksi transmisi dari kedua botol. Perbedaan transmitansi diamati dan analisis kuantitatif dilakukan menurut Hukum Beer-Lamberts (yang menyatakan korelasi antara sifat larutan berwarna dan pelemahan cahaya yang melewatinya).
Perbedaan transmisi tes dan botol standar bergantung pada perubahan warna dari jingga kemerahan menjadi hijau. Pembentukan kromium sulfat hijau tergantung pada jumlah etanol yang ada dalam reaksi.

Bagaimana Mekanisme Kerja Breathalyzer Mendeteksi Alkohol?
Warna larutan dalam botol standar vs botol uji.

Peralatan tersebut membandingkan perbedaan transmisi dan menggunakan Hukum Beer-Lamberts untuk menentukan konsentrasi zat hijau, yang secara tidak langsung menunjukkan konsentrasi alkohol dalam napas.

Apakah alkohol dalam nafas sama dengan alkohol dalam darah?
Ya, alkohol dalam napas seseorang memang menunjukkan adanya alkohol dalam darahnya, tetapi konsentrasinya berbeda.
Ketika seseorang mengonsumsi alkohol, alkohol memasuki aliran darah dan bergerak ke seluruh tubuh. Selama perjalanan, itu akan didistribusikan di jaringan paru-paru dan dengan udara di paru-paru seseorang.
Penganalisis napas menggunakan metode tidak langsung untuk menghitung konsentrasi alkohol dalam darah (BAC) berdasarkan Hukum Henry.
Bagaimana Mekanisme Kerja Breathalyzer Mendeteksi Alkohol?
Tingkat BAC dan pengaruhnya terhadap mengemudi
Kemabukan yang disebabkan oleh alkohol bervariasi dari satu jenis kelamin ke jenis kelamin lainnya, dan itu juga tergantung pada berat badan. Semua faktor ini diperhitungkan saat menghitung BAC sebelum menagih seseorang dengan DUI. BAC tertinggi yang diperbolehkan di India adalah 0,03% (0,03 gram alkohol per 100 ml darah), 0,08% di AS, 0,05% di Eropa Barat. Banyak negara, seperti Hongaria, Jepang, dan Iran memiliki kebijakan tanpa toleransi dalam hal mengemudi dalam keadaan mabuk.
Kesimpulan
Menurut laporan status Global 2018 tentang keselamatan jalan, yang diproduksi oleh WHO, 1,35 juta nyawa tiba-tiba berakhir karena kecelakaan di jalan raya setiap tahun. Dan 5-35% dari kecelakaan tragis tersebut terkait dengan pengaruh alkohol, yang berarti ~ 270.000 orang meninggal karena pengemudi yang mabuk. Angka-angka ini akan jauh lebih tinggi jika bukan karena otoritas keselamatan jalan dan detektor alkohol pernapasan yang menyelamatkan jiwa.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *