Fajariswan Nurrahman

3335141120

Teknik Kimia B

Kimia Analitik

Pengertian Kimia Analitik

Kimia Analitik adalah satu cabang Ilmu Kimia yang mempelajari tentang pemisahan dan pengukuran

unsur atau senyawa kimia. Dalam melakukan pemisahan atau pengukuran unsur atau senyawa kimia,

memerlukan atau menggunakan metode a nalisis kimia. Secara tradisional, kimia analisa dibagi

menjadi dua jenis, kualitatif dan kuantitatif.

a. Analisa Kualitatif, bertujuan untuk menemukan dan mengidentifikasi suatu zat. Jadi, analisis

kualitatif berhubungan dengan unsur ion atau senyawa apa yang terdapat dalam sampel.

b. Analisa Kuantitatif , bertujuan untuk menentukan jumlah atau banyaknya zat. Jadi, analisis

kuantitatif berhubungan dengan berapa banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel.

Kimia analisa modern dikategorisasikan melalui dua pendekatan, target dan metode. Berdasarkan

targetnya, kimia analisa dapat dibagi menjadi kimia bioanalitik, analisis material, analisis kimia,

analisis lingkungan, dan forensik. Berdasarkan metodenya, kimia analisa dapat dibagi menjadi

spektroskopi, spektrometri massa, kromatografi dan elektroforesis, kristalografi, mikroskopi, dan

elektrokimia.

Penggunaan Kimia Analitik

Kimia analitik tidak hanya digunakan di bidang kimia saja, tetapi digunakan juga secara luas di bidang

ilmu lainnya.Penggunaan kimia analitik di berbagai bidang diantaranya :

1. Pengaruh komposisi kimia terhadap sifat fisik.

Efisiensi suatu katalis, sifat mekanis dan elastisitas suatu logam, kinerja suatu bahan bakar

sangat ditentukan oleh komposisi bahan-bahan tersebut.

2. Uji kualitas (Quality Control Lab).

Analisis kimia sangat diperlukan untuk mengetahui kualitas udara di sekitar kita, air minum

yang kita gunakan, makanan yang disajikan. Dibidang industri, analisis kimia digunakan secara

rutin untuk menentukan suatu bahan baku yang akan digunakan, produk setengah jadi dan

produk jadi. Hasilnya dibandingkan dengan spesifikasi yang ditetapkan. Bidang ini disebut

pengawasan mutu atau quality controll. sehingga sering disebut juga sebagai kimia  untuk QC.

3. Penentuan konsentrasi bahan/senyawa yang bermanfaat atau bernilai tinggi.

Analisis kimia digunakan pada penentuan kadar lemak dalam krim, kadar protein dalam suatu

makanan atau bahan pangan, kadar uranium dalam suatu bijih tambang. tingkat kekerasan

semen dalam industry semen.

4. Bidang kedokteran.

Untuk mendiagnosis suatu penyakit pada manusia diperlukan suatu analisis kimia, sebagai

contoh tingkat konsentrasi bilirubin dan enzim fosfatase alkali dalam darah menunjukkan

adanyagangguan fungsi liver. Tingkat konsentrasi gula dalam darah dan urin menunjukkan

penyakit gula.

5. Penelitian.

Sebagian besar penelitian menggunakan kimia analitik untuk keperluan penelitiannya. Sebagai

contoh pada penelitian korosilogam, maka ditentukan berapa konsentrasi logam yang terlarut ke

dalam lingkungan air. Di bidang pertanian, suatu lahan pertanian sebelum digunakan, maka

tingkat kesuburannya ditentukan dengan mengetahui tingkat konsentrasi unsur yang ada di

dalam tanah,misalnya konsentrasi N, P, K dalam tanah.

Dibandingkan dengan cabang ilmu kimia lainnya seperti kimia anorganik, organik, fisik dan biokimia,

maka kimia analitik mempunyai penerapan yang lebih luas. Kimia analitik tidak saja dipakai di cabang

ilmu kimia lainnya, tapi juga dipakai luas dalam cabang ilmu pengetahuan lain seperti ilmu lingkungan,

kedokteran, pertanian, kelautan dan sebagainya. Demikian juga di bidang industri, profesi, kesehatan

dan bidang lainnya kimia analitik memberikan peranan yang tidak sedikit. Dalam ilmu lingkungan,

pemantauan kadar pencemar memerlukan metoda analisis yang tepat, cepat dan peka untuk

menentukan berbagai konstituen yang sering berjumlah renik. Dalam bidang kedokteran diperlukan

berbagai analisis untuk

menentukan berbagai unsur atau senyawa dalam sampel seperti darah, urin, rambut, tulang dan

sebagainya. Di bidang pertanian, komposisi pupuk yang tepat sehingga tumbuhan menghasilkan panen

seperti yang diharapkan juga memerlukan metoda analisis yang tepat untuk mengetahuinya. Di bidang

industri metoda analisis diperlukan untuk memonitoring bahan baku, proses produksi, produk maupun

limbah yang dihasilkan. Contoh lain aplikasi kimia analitik antara lain :

Berikut bebrapa aplikasi dari kromatografi

a. Pada Bidang Bioteknologi.

Dalam bidang bioteknologi, kromatografi mempunyai peranan yang sangat besar. Misalnya

dalam penentuan, baik kualitatif maupun kuantitatif, senyawa dalam protein. Protein sering

dipilih karena ia sering menjadi obyek molekul yang harus di-purified (dimurnikan) terutama

untuk keperluan dalam bio-farmasi. Kromatografi juga bisa diaplikasikan dalam pemisahan

molekul-molekul penting seperti asam nukleat, karbohidrat, lemak, vitamin dan molekul

penting lainnya. Dengan data-data yang didapatkan dengan menggunakan kromatografi ini,

selanjutnya sebuah produk obat-obatan dapat ditingkatkan mutunya, dapat dipakai sebagai data

awal untuk menghasilkan jenis obat baru, atau dapat pula dipakai untuk mengontrol kondisi

obat tersebut sehingga bisa bertahan lama.

b. Pada Bidang Klinik

Dalam bidang clinical (klinik), teknik ini sangat bermanfaat terutama dalam menginvestigasi

fluida badan seperti air liur. Dari air liur seorang pasien, dokter dapat mengetahui jenis penyakit

yang sedang diderita pasien tersebut. Seorang perokok dapat diketahui apakah dia termasuk

perokok berat atau ringan hanya dengan mengetahui konsentrasi CN- (sianida) dari sampel air

liurnya. Demikian halnya air kencing, darah dan fluida badan lainnya bisa memberikan data

yang akurat dan cepat sehingga keberadaan suatu penyakit dalam tubuh manusia dapat dideteksi

secara dini dan cepat.

Sekarang ini, deteksi senyawa oksalat dalam air kencing menjadi sangat penting terutama bagi

pasien kidney stones (batu ginjal). Banyak metode analisis seperti spektrofotometri,

manganometri, atau lainnya, akan tetapi semuanya membutuhkan kerja ekstra dan waktu yang

cukup lama untuk mendapatkan hasil analisis dibandingkan dengan teknik kromatografi.

Dengan alasan-alasan inilah, kromatografi kemudian menjadi pilihan utama dalam membantu

mengatasi permasalahan dalam dunia bioteknologi, farmasi, klinik dan kehidupan manusia

secara umum.

c. Pada Bidang Forensik

Aplikasi kromatografi pada bidang forensik pun sangat membantu, terutama dilihat dari segi

keamanan. Masih lekat dalam ingatan kita, sebuah peristiwa Black September Tragedy

mengguncang Amerika pada tanggal 11 September 2001 yang ditandai dengan runtuhnya dua

gedung kesayangan pemerintah Amerika Serikat. Demikian halnya di Indonesia yang marak

dengan aksi peledakan bom yang terjadi di mana-mana. Perhatian dunia pun akhirnya mulai

beralih dengan adanya peristiwa-peristiwa pengeboman/peledakan tersebut ke bahaya explosive

(bahan peledak) dengan peningkatan yang cukup tajam. Kini kromatrografi menjadi hal yang

sangat penting dalam menganalisis berbagai bahan-bahan kimia yang terkandung dalam bahan

peledak. Hal ini didorong karena dengan semakin cepat diketahuinya bahan-bahan dasar apa

saja bahan peledak, maka akan makin mempercepat diambilnya tindakan oleh bagian keamanan

untuk mengatasi daerah-daerah yang terkena ledakan serta antisipasi meluasnya efek radiasi

yang kemungkinan akan mengena tubuh manusia di sekitar lokasi ledakan. Lebih jauh lagi, efek

negatifnya terhadap lingkungan juga bisa segera diketahui.

Pada dasarnya setiap bahan peledak, baru akan meledak jika terjadi benturan, gesekan, getaran

atau adanya perubahan suhu yang meningkat. Dengan terjadinya hal-hal seperti ini,

memberikan peluang bahan peledak tersebut berubah manjadi zat lain yang lebih stabil yang

diikuti dengan tekanan yang tinggi, yang bisa menghasilkan ledakan dahsyat atau bahkan

munculnya percikan api. Ada banyak bahan kimia yang biasa digunakan dalam bahan peledak,

baik bahan peledak yang kerkekuatan tinggi maupun rendah, beberapa diantaranya adalah 2,4,6-

trinitrotoluene (TNT), siklonit (RDX), tetril, pentaeritritol tetranitrat (PETN) dan tetritol serta

beberapa anion lain seperti perklorat, klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate dan tiosianat.Bisa

dikatakan bahwa analisis organic ion (ion organik) dan inorganic ion (ion anorganik)

memainkan peranan yang sangat penting pada saat investigasi lokasi ledakan bom berlangsung.

Pendeteksian ion-ion anorganik misalnya, setelah pengeboman berlangsung, akan memberikan

harapan karena tidak semua material dari bahan peledak tersebut ikut meledak pada saat terjadi

ledakan.

Bahan-bahan anorganik seperti klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate, tiosianat, dan perklorat

adalah bahan-bahan kimia yang biasa digunakan sebagai oksidator untuk low explosive (bahan

peledak berkekuatan rendah).

d. Dalam bidang lingkungan

Dalam masalah lingkungan, sebagai konsekuensi majunya peradaban manusia, berarti

permasalahan pun semakin “maju”. Salah satu permasalahan serius yang dihadapi oleh negara-

negara berkembang dan utamanya negara maju adalah persoalan global warming (pemanasan

global). Menurut survei National Institute for Environmental Studies, Japan, tahun 2006 lalu,

bahwa masyarakat di Jepang memperkirakan tingkat pemanasan global merupakan masalah

lingkungan paling serius dan tingkatannya hampir 7 kali lipat dari satu dekade yang lalu saat

polling kali pertama dilakukan pada tahun 19972). Seiring dengan hal itu, permasalahan

lingkungan pun semakin meningkat. Disinilah, teknik kromatografi mengambil peran paling

penting dalam environmental analysis (analisis lingkungan) ini. Pada dasarnya permasalahan

lingkungan bisa dibagi ke dalam 3 bagian : water hygiene, soil hygiene dan air hygiene. Sebagai

contoh, kualitas air (misal : air ledeng, air sungai, air danau, air permukaan) dapat diketahui

salah satunya dengan mengetahui jenis anion dan kation yang terkandung dalam sampel air

tersebut sekaligus jumlahnya. Apakah mengandung logam-logam berbahaya atau tidak.

Demikian halnya pada daerah yang terkena acid rain (hujan asam). Antisipasi dini dapat

dilakukan dengan mengetahui secara dini kandungan sulfate ion, SO42- (ion sulfat) dan

nitrogen trioxide ion, NO3- (nitrogen trioksida) yang terdapat dalam air hujan tersebut.

Terbentuknya hujan asam disebabkan gas sulfur oxide, SOx dengan uap air dan membentuk

asam sulfat (H2SO4), demikian pula nitrogen oxide NOx dapat membentuk asam nitrat (HNO3)

di udara. Reaksi-rekasi ini mengambil waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari di udara

hingga akhirnya jatuh ke bumi dalam bentuk hujan asam. Di beberapa negara maju seperti

Jepang, Amerika, Eropa, Kanada, dan beberapa negara lainnya, monitoring udara dan air hujan

menjadi sangat penting tidak hanya untuk memperkirakan efek dari polusi itu tapi yang lebih

penting lagi adalah memonitor progress (perkembangan) control polusi dari global ecology

(ekologi global). Kontrol kondisi air hujan ini menjadi penting karena beberapa efek yang fatal

yang mungkin bisa terjadi, di antaranya jatuhnya hujan asam dapat meningkatkan keasaman

danau, sungai, bendungan yang pada akhirnya mungin dapat menyebabkan kematian pada

kehidupan air. Demikian pula keasaman pada tanah dapat meningkat dan merembes ke air

permukaan tanah yaitu sumber air minum sehari-hari.

e. Aplikasi pada bidang yang lain

Sebenarnya masih sangat banyak aplikasi kromatografi dalam bidang-bidang keilmuan lainnya.

Beberapa aplikasi tersebut misalnya dalam industri kertas, pertambangan, proses logam,

petrokimia, pertanian, kedokteran dan lain-lain. Namun karena keterbatasan pengetahuan,

dalam tulisan ini kami hanya menampilkan beberapa contoh peran serta kromatografi dalam

memudahkan dan mempercepat perolehan “target data” dalam beberapa bidang yang tersebut di

atas.

II.c2. Spektrofotometer

Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui jumlah

cahaya yang diserap dan diteruskan oleh suatu larutan yang mengandung substrat.

Spektrofotometer memisahkan gelombang cahaya putih menjadi sejumlah warna

dengan panjang gelombang yang berbeda. Gelombang cahaya dilewatkan melalui

larutan atau sampel. Gelombang cahaya yang diteruskan akan menabrak tabung

fotolistrik. Gelombang kemudian akan diteruskan dalam bentuk gelombang listrik yang

akan diukur menggunakan alat pengukur arus. Radiasi cahaya yang diserap oleh

larutan dinamakan absorbansi, sedangkan gelombang cahaya yang dilewatkan

dinamakan dengan transmitan.

a. Pengujian kualitas minyak bumi

Salah satu pengujian kualitas minyak bumi adalah uji kualias warna warna produk yang

tidak sesuai dengan standar tidak layak untuk dipasartan dapat dilakukan dengan pengujian

warna yang efektif , yaitu dilakukan secara spektrofotometri yang menguraikan cahaya

polilkromatis menjadi monokromatis. Cahaya tersebut dilewatkan pada sampel minyak

bumi, dimana sebagian energinya diserap,kemudian diukur intensitas radiasi yang

diteruskan. Dengan demikian didapatkan transmitansi spektral, yang merupakan

perbandingan intensitas cahaya yang diteruskan dengan intensitas datang. Spektrum yang

dihasilkan di analisa pengaruh perubahan spektrum dan tingkat luminasi standar CIE

terhadap kenaikan nomor warna dari minyak bumi. Pengujian dilakukan dengan berbagai

sampel minyak yang telah diketahui nomor warnanya kemudian di analisa tiap kenaikan

warnanya. Dari persamaan generasi dapat dianalisa kualitas warna produk minyak bumi

yang diproduksi. Dari hasil yang diperoleh didapatkan besarnya nomor warna dengan

menganalisa perubanan spektrum; untuk pertasolC A : +37 wana Saybolt,p ertasol CB:

+21wamaS ayboltp, ertasoCl C : +9 wamaS ayboldt ans olar: 2.0 warna ASTM. Dengan

analisa tingkat luminasis standar CIE didapakan nomor warna; pqtasol CA: +30 wama

Sayboh pe1tasl CB : +25 warna Saybohpqta.sd CC : *16 waxnaS aybottd an solar: 2-5

warna ASTM- Dengan menggulnakan alat Saybolt coloru dan ASIM mloru didapatkan ;

pemasol CA: +30, pemasol cB : +26, Pertasol CC : +16 dan Solar : 2.0. Dua hasil analisa

setelah dibandingkan dengan alat tersebut didapatkan analisa tingkat luminasi standar CIE

lebih tepat dengan hasil penyimpangan maksimal I tingkat warna dibandingkan dengan

analisa perubahan spektrum yang menghasilkan penyimpangan maksimal 7 tingkat warna.

b. Emisi pada analisa unsur- unsur bahan panduan aluminium AlMgSi-1

Analisis unsur-unsur kelumit (Si, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr, Mg) dalam paduan aluminium

AlMgSi-1 telah dilakukan dengan metode uji ASTM menggunakan alat spektrometer emisi.

Analisis dilakukan setelah alat uji dikalibrasi dengan mengukur beberapa bahan standar

aluminium dengan berbagai konsentrasi. Hasil kalibrasi berupa kurva kalibrasi, yang

menggambarkan hubungan antara konsentrasi dan intensitas pengukuran. Dari hasil evaluasi

terhadap kurva kalibrasi dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (least square)

didapatkan daerah pengukuran linier, persamaan linier dan koefisien regresi serta limit

deteksi. Dari hasil tersebut diperoleh ketepatan cukup baik antara persamaan linier dengan

data pengukuran yang ditunjukkan dari nilai koefisien regresi pengukuran (0,997 hingga

0,999) yang berada dalam daerah yang dipersyaratkan (0,96). Ketepatan dan ketelitian

pengukuran diperoleh dari pengukuran bahan standar sebanyak 7 kali pengulangan yang

memiliki konsentrasi dalam daerah linieritas. Uji kuadrat chi (chi square) dengan tingkat

kepercayaan 95% menunjukkan bahwa presisi pengukuran masih dalam batas yang

diterima, sedangkan akurasi pengukuran dihitung dengan membandingkan nilai hasil

pengukuran dengan nilai acuan dan diperoleh berkisar antara 95% hingga 99,97%. Dengan

menggunakan alat yang telah terkalibrasi tersebut di atas maka dilakukan analisis terhadap

bahan AlMgSi-1. Secara kualitatif sebagian besar unsur yang terkandung dalam bahan

AlMgSi-1 dapat terdeteksi. Diantara unsur-unsur Si, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr dan Mg yang

ditentukan secara kuantitatif, hanya unsur Cr yang konsentrasinya diperoleh secara lebih

akurat.

c. Aplikasi Spektrometer lainnya

Spektofotometer UV

1. Memeriksa dan mengendalikankemurnian produk atau bahan baku sepertikonsentrasi

gas aseton dalam tabung gas asetilen.

2. Perlindungan terhadap polusi udara, seperti memonitor kandungan solven dari air

limbah atau SO2 di cerobong pembuangan pabrik asam sulfat.

3. Pengendalian operasi purifier (pemurnian seperti kolom destilasi.

4. Membunyikan alarm saat uap beracun atau mudah terbakar terdeteksi pada

pabrikaromatik atau keton.

5. Memonitor kebocoran pada sistim vakum dan peralatan proses.

Spektofotometer Visibel

Salah satu contohnya adalah pada analisa kadar protein terlarut (soluble protein). Protein

terlarut dalam larutan tidak memiliki warna. Oleh karena itu, larutan ini harus dibuat

berwarna agar dapat dianalisa. Reagent yang biasa digunakan adalah reagent Folin.Saat

protein terlarut direaksikan dengan Folin dalam suasana sedikit basa, ikatan peptide pada

protein akan membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru yang dapat dideteksi pada

panjang gelombang sekitar 578 nm. Semakin tinggi intensitas warna biru menandakan

banyaknya senyawa kompleks yang terbentuk yang berarti semakin besar konsentrasi

protein terlarut dalam sample.

Spektrofotometer Infra Red (IR)

1. Memonitor uap berbahaya

Misalnya untuk menganalisis uap aseton, instrumen dapat dikalibrasi terhadap batas

bawah eksplosif dapat dapat digunakan untuk membunyikan alarm.

2. Pada cerobong gas di regenarator

Pengukuran adalah pada kandungan CO. Setetes kandungan CO dapat di indikasi dalam

beberapa detik oleh analiser IR sehingga lebih sensitive penggunaannya dibanding

dengan temperatur indikator.

3. Mengukur Isobutana dalam pabrik alkilasi

Hilangnya isobutana yang berbahaya dalam fraksionator merupakan hal yang penting.

Analiser IR dapat merekam jumlah Isobutana dalam aliran hidrokarbon komplek secara

akurat. Idealnya isobutana haruslah nol ketika analiser IR mengindikasi beberapa persen

isobutana, langkah- langkah untuk daur ulang atau menyipanproduk dapat dilakukan

sampai kondisi normal tercapai kembali

4. Produksi etilena dan butadiena

Analiser digunakan untuk memonitor konsentrasi dan kemurnian rendah dan tinggi dari

etile dan butadiena

5. Sintesa amonia

Analiser IR digunakan untuk mengukur CO, CO2, dan CH4 dari aliran pembakar gas alam

untuk sintesa amonia.