kuliah 4 analisis kuantitatif dengan spektro uv-vis
DESCRIPTION
kimiaTRANSCRIPT
DR. Harrizul Rivai, M.S
Lektor Kepala Kimia Analitik
Fakultas Farmasi
Universitas Andalas
28/03/2013 Harrizul Rivai 1
ANALISIS KUANTITATIF
Analisis kuantitatif dengan metode spektrofotometri UV-Vis dibagi dalam dua cara pelaksanaan : Analisis kuantitatif zat tunggal Analisis kuantitatif campuran dua atau
lebih zat (Analisis multi komponen)
28/03/2013 Harrizul Rivai 2
ANALISIS KUANTITATIF ZAT TUNGGAL
Analisis kuantitatif zat tunggal dengan spektrofotometri UV-Vis berdasarkan pada besarnya harga absorban
Hubungan konsentrasi dengan absorban dapat dihitung berdasarkan pada :
1. Perbandingan absorban sampel dengan absorban standar
2. Penggunaan kurva kalibrasi
3. Penggunaan Hukum Lambert-Beer
28/03/2013 3 Harrizul Rivai
Absorbansi zat yang dianalisis (sampel) dibandingkan dengan absorban larutan standar pada kondisi dan pada max tertentu. Persyaratannya harga absorbansi larutan sampel dan larutan standar dalam pengukuran tidak boleh jauh bedanya.
28/03/2013 Harrizul Rivai 4
)(
)()(
)(
)()()()(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)(
)()()()(
..
..
....
ST
STSP
SP
STSPSPST
ST
SP
ST
SP
ST
SP
ST
SP
STSTSPSP
A
CAC
CACA
C
C
A
A
Cba
Cba
A
A
CbaACbaA
A(SP) = absorbansi larutan sampel
C(SP) = konsentrasi larutan sampel
A(ST) = absorbansi larutan standar
C(ST) = konsentrasi larutan standar
1. Perbandingan absorban sampel dengan absorban standar
Berdasarkan Persamaan Hukum Lambert-Beer:
28/03/2013 Harrizul Rivai 5
Contoh (Watson, 2010) Serbuk untuk injeksi kloksasilin ditetapkan kadarnya dengan menggunakan reaksi merkuri-imidazol dengan membandingkan absorbannya dengan absorban baku kloksasilin. Sampel maupun baku kloksasilin diencerkan dalam 500 mL air dan kemudian masing-masing larutan diambil 25 mL dan diencerkan dengan air sampai 100 mL. Sebanyak 2 mL larutan sampel dan baku direaksikan dengan pereaksi merkuri-imidazol. Dari data berikut ini, hitunglah jumlah kloksasilin per vial.
Bobot kandungan 10 vial = 2,653 g Bobot sampel diambil = 0,1114 g Bobot baku kloksasilin diambil = 0,1015 g Absorban larutan sampel = 0,111 Absorban larutan baku = 0,106 Dalam perhitungan ini, pengenceran dapat diabaikan sehingga diperoleh:
g 1063,0106,0
1015,0111,0
)(
)()(
)(
ST
STSP
SPA
CAC
Bobot 1 vial = 2,653 g/10 = 0,2653 g
g 2563,0
g 1063,01114,0
2653,0 n/vialkloksasiliJumlah
Cara kurva kalibrasi digunakan untuk mengurangi atau menghilangkan kesalahan akibat dari galat alat (noise)
Kurva kalibrasi dibuat dengan menggunakan senyawa murni pada beberapa konsentrasi
Rentang konsentrasi yang digunakan harus melingkupi konsentrasi sampel
Konsentrasi sampel dihitung berdasar persamaan Regresi Linier yang diperoleh dari data tersebut.
28/03/2013 6 Harrizul Rivai
2. Penggunaan kurva kalibrasi
28/03/2013 Harrizul Rivai 7
Langkah-langkah analisis kuantitatif dengan kurva kalibrasi:
Langkah 1. Penentuan panjang gelombang serapan maksimum (max)
Penentuan max dilakukan pada larutan standar dengan konsentrasi yang memberikan serapan dengan kesalahan fotometrik terkecil, yaitu sekitar A = ± 0,4343. Konsentrasi tersebut dapat dihitung dari nilai absorptivitas molar () dari literatur. Contoh: Nifedipin dalam metanol pada 235 nm mempunyai = 21.590 (The Merck Index, 2001)
Spektrum serapan nifedipin BPFI (7 mcg/mL dalam metanol)
Dari hasil pengukuran diperoleh A = 0,4370 pada max = 235 nm (Sumber: Sirait, 2009)
Alat: Spectrophotometer UV Mini 1240 Shimadzu
28/03/2013 Harrizul Rivai 9
Langkah 2. Pembuatan Kurva Kalibrasi
Kurva Kalibrasi dibuat dengan menyiapan sederetan larutan standar dan serapan masing-masing larutan itu diukur pada panjang gelombang maksimum. Contoh: Larutan standar nifedipin BPFI 4, 6, 8, 10 dan 12 mcg/mL dalam metanol diukur pada max 235 nm (Sirait, 2009)
Kurva kalibrasi nifedipin BPFI
28/03/2013 Harrizul Rivai 10
Perhitungan Persamaan Regresi Nifedipin BPFI (Sirait, 2009)
Persamaan garis regresi: Y = 0,052807 X + 0,002798
Kriteria penerimaan koefisien korelasi: r 0,995 (Clark, 2011)
28/03/2013 Harrizul Rivai 11
Langkah 3. Pengukuran konsentrasi larutan sampel
Larutan sampel dibuat dengan cara melarutkan sampel dalam pelarut yang sama dengan pelarut untuk pembuatan kurva kalibrasi dan dengan konsentrasi yang diperkirakan mempunyai serapan sekitar A = 0,4343. Kemudian serapan diukur pada max dan hasilnya dimasukkan ke Persamaan Regresi sehingga diperoleh kadar larutan sampel. Contoh: Absorban larutan serbuk tablet Adalat® dalam metanol = 0,4625 (Sirait, 2009).
Persamaan garis regresi: Y = 0,052807 X + 0,002798 0,4625 = 0,052807 X + 0,002798 X = 8,70532315791467 mcg/mL Jadi kadar larutan nifedipin = 8,7 mcg/mL Kadar nifedipin dalam tablet Adalat® dihitung dengan mempertimbangkan faktor pengenceran.
1. Menggunakan Hukum Lambert-Beer berdasarkan nilai absorptivitas Spesifik yang tertera dalam Farmakope atau textbook dan membandingkan dengan nilai absorbansi zat yang dianalisis menggunakan pelarut tertentu.
1% Nilai E menyatakan suatu zat diukur pada 1cm konsentrasi 1% (1 g/100 ml) memakai kuvet
1 cm pada max dan pelarut tertentu.
Nilai dapat dilihat dalam Farmakope atau textbook.
28/03/2013 Harrizul Rivai 12
bE
ACCbEA
cm
cm.
..%1
1
%1
1
%1
1 cmE
3. Penggunaan Hukum Lambert-Beer
CONTOH : Dalam buku Identifikasi Obat, oleh : Auterhoff & Kovar, cara penentuan kadar asetilsalisilat (asetosal) menggunakan metode spektrofotometri tercantum seperti berikut:
dalam HCl 0,1 N = 485 pada 228 nm dan 65 pada 275 nm. Bila larutan sampel dalam HCl 0,1 N diukur pada = 228 nm absorbansinya = 0,500, hitunglah kadar asetosal dalam larutan sampel!
28/03/2013 Harrizul Rivai 13
%1
1 cmE
g/mL 10,3093 mg/mL 0,0103093
ml mg/100 1,03093 mL100/00103093,0%00103093,0
%00103093,01485
500,0
...
%1
1
%1
1
gC
bE
ACCbEA
cm
cm
2. Menggunakan Hukum Lambert-Beer berdasarkan nilai absortivitas molar ()
Absortivitas molar dihitung dari harga absorptivitas spesifik yang tercantum dalam Farmakope atau textbook dengan persamaan berikut:
28/03/2013 Harrizul Rivai 14
mol/L)(
10 11%
cm 1
b
ACCbA
BME
Buat larutan sampel, ukur absobansi dan masukkan dalam persamaan di atas, sehingga konsentrasi larutan sampel dapat dihitung.
28/03/2013 Harrizul Rivai 15
CONTOH : Dalam buku Identifikasi Obat, oleh : Auterhoff & Kovar, cara penentuan kadar asetilsalisilat (asetosal) menggunakan metode spektrofotometri tercantum seperti berikut:
dalam HCl 0,1 N = 485 pada 228 nm dan 65 pada 275 nm. Bila larutan sampel dalam HCl 0,1 N diukur pada = 228 nm absorbansinya = 0,500, hitunglah kadar asetosal dalam larutan sampel!
%1
1 cmE
mol/L 0000621,018051
0,500C
mol/L)(
80511016648510 111%
cm 1
b
ACCbA
BME
Contoh penetapan kadar furosemid dalam tablet
Sebanyak 20 tablet furosemid ditimbang beratnya 1,6560 g. Sampel ditimbang sebanyak 0,5195 g dan dicampurkan dengan 300 mL NaOH 0,1 N, lalu diencerkan sampai 500,0 mL dengan NaOH 0,1 N. Sejumlah ekstrak disaring dan diambil 5,0 mL lalu diencerkan dengan NaOH 0,1 N sampai 250,0 mL. Absorbansi dibaca pada λ 271 nm dengan blanko NaOH 0,1 N ternyata absorbansinya 0,596.
Jika E 1%1cm Furosemid pada λmax 271 nm = 580,
Hitung kadar Furosemid tiap tabletnya ?
28/03/2013 16 Harrizul Rivai
28/03/2013 Harrizul Rivai 17
Penyelesaian
Kadar furosemid dalam ekstrak tablet yang diencerkan:
mL mg/100 1,028mL g/100 001028,0580
596,0
...
%1
1
%1
1
C
bE
ACCbEA
cm
cm
Faktor pengenceran = 250 mL/5 mL = 50 Kadar furosemid dalam ekstrak awal = 50 x 1,028/100 mL = 51,40 mg/100 mL Volume ekstrak awal = 500 mL, sehingga jumlah furosemid dalam ekstrak awal = 500 mL x 51,40 mg/100 mL = 257 mg Jumlah furosemid dalam 20 tablet = 1,6560 g/0,5195 g x 257 mg = 819,2 mg. Kadar furosemid tiap tablet = 819,2 mg/20 = 40,96 mg/tablet
28/03/2013 Harrizul Rivai 18
ANALISIS KUANTITATIF CAMPURAN DUA ATAU LEBIH ZAT (ANALISIS
MULTIKOMPONEN)
Untuk larutan yang mengandung dua komponen yang menyerap, x dan y, serapan diukur pada dua panjang gelombang. Ketelitian yang tinggi didapatkan dengan memilih max, karena dengan pergeseran sedikit pada kurva serapan tidak banyak pengaruhnya terhadap serapan.
Jumlah komponen dalam campuran dapat mencapai 8 komponen dengan syarat selisih panjang gelombang maksimum antara antar komponen minimal 5 nm. Jika jumlah komponen dalam sampel lebih dari 3 maka untuk menghitung kadar digunakan software multikomponen pada alat spektrofotometer UV-Vis.
28/03/2013 Harrizul Rivai 19
Prinsip dasar analisa multikomponen dengan spektrometri molekular adalah total absorbansi dari larutan adalah jumlah absorbansi dari tiap-tiap komponen.
Ini berlaku jika komponen-komponen tidak saling berinteraksi
Prinsip Analisis Multikomponen
28/03/2013 Harrizul Rivai 20
Anggap suatu larutan terdiri dari komponen X dan Y, maka hasil absorpsi akan tampak seperti di bawah ini.
Pada 1, A1 = ax1Cx +ay1Cy Pada 2, A2 = ax2Cx +ay2Cy
A1 adalah absorbansi pada 1
A2 adalah absorbansi pada 2
ax1 adalah absorptivitas zat x pada 1
ax2 adalah absorptivitas zat x pada 2
ay1 adalah absorptivitas zat y pada 1
ay2 adalah absorptivitas zat y pada 2
Jika ax1, ax2, ay1 dan ay2 diketahui, maka dengan pengukuran A1 dan A2, dapat dihitung Cx dan Cy
28/03/2013 Harrizul Rivai 21
Contoh
Penentuan kadar campuran Paracetamol (PCM), Propyphenazone (PP) dan Caffeine (CAF) secara simultan.
28/03/2013 Harrizul Rivai 22
Spektrum serapan PCM, PP dan CAF dalam air
28/03/2013 Harrizul Rivai 23
28/03/2013 Harrizul Rivai 24
28/03/2013 Harrizul Rivai 25
28/03/2013 Harrizul Rivai 26
Dengan menggunakan hukum Lambert-Beer, absorbansi campuran pada masing-masing panjang gelombang didapatkan sebagai berikut:
Absorptivitas ketiga obat itu pada ketiga panjang gelombang ditentukan dari kurva kalibrasi sehingga persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut:
28/03/2013 Harrizul Rivai 27
Oleh karena persamaan di atas mempunyai 3 faktor yang tidak diketahui, maka metode matriks digunakan untuk menyelesaikan sistem persamaan dengan tiga faktor tidak diketahui. Ketiga persamaan di atas digambarkan dalam bentuk matrik dan kemudian Kaidah Cramer digunakan untuk menyelesaikan matriks itu. Hasilnya adalah konsentrasi PCM, PP dan CAF dalam larutan sampel.