pembuatan sensor monosodium glutamat secara potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/pratiwi, nur...

33
Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri Menggunakan Membran Kitosan- Nanopartikel Fe 3 O 4 Berbasis Screen Printed Carbon Electrode (SPCE) SKRIPSI Oleh : NUR HASANAH PRATIWI 135090200111014 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2017

Upload: others

Post on 29-Dec-2020

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara

Potensiometri Menggunakan Membran Kitosan-

Nanopartikel Fe3O4 Berbasis Screen Printed Carbon

Electrode (SPCE)

SKRIPSI

Oleh :

NUR HASANAH PRATIWI

135090200111014

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

Page 2: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22
Page 3: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

i

Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara

Potensiometri Menggunakan Membran Kitosan-

Nanopartikel Fe3O4 Berbasis Screen Printed Carbon

Electrode (SPCE)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

dalam bidang kimia

Oleh :

NUR HASANAH PRATIWI

135090200111014

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

Page 4: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

ii

Page 5: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

iii

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Nur Hasanah Pratiwi

NIM : 135090200111014

Jurusan : Kimia

Penulis skripsi berjudul:

Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri

Menggunakan Membran Kitosan-Nanopartikel Fe3O4 Berbasis

Screen Printed Carbon Electrode (SPCE)

Dengan ini menyatakan bahwa:

1. Isi dari skripsi yang saya buat adalah benar-benar karya sendiri

dan tidak menjiplak karya orang lain, selain nama-nama yang

termaktub di isi dan tertulis di daftar pustaka dalam tugas akhir

ini.

2. Apabila dikemudian hari ternyata skripsi yang saya tulis

terbukti hasil jiplakan, maka saya akan bersedia menanggung

segala resiko yang akan saya terima.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.

Malang, Juli 2017

Yang menyatakan

(Nur Hasanah Pratiwi)

NIM. 135090200111014

Page 6: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

iv

Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri

Menggunakan Membran Kitosan-Nanopartikel Fe3O4 Berbasis

Screen Printed Carbon Electrode (SPCE)

ABSTRAK

Pada penelitian ini dipelajari pengaruh perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 : MSG dan pH terhadap faktor Nernst.

Perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 : MSG yang digunakan pada

penelitian ini adalah 1:6, 1:8, dan 1:10. pH yang dipelajari adalah

4,5,6,7, dan 8. Membran dilapiskan pada permukaan elektroda

sebanyak 2,5 µL. Elektroda yang telah dibuat kemudian digunakan

untuk mengukur potensial sel dari larutan MSG dan ditentukan

kinerja sensor yang terdiri dari faktor Nernst, kisaran konsentrasi,

dan waktu respon. Berdasarkan hasil penelitian, perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 : MSG yang paling baik adalah 1:6 dan pH yang

memberikan faktor Nernst paling baik adalah pada pH 4. Kinerja

sensor potensiometri yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki

faktor Nernst 37 mV/dekade pada kisaran kosentrasi 1×10-3

hingga

1×10-1

M, dan waktu respon 180 detik pada pengukuran pH 4.

Sedangkan pada pengukuran pH 7 (tanpa buffer), dihasilkan faktor

Nernst sebesar 26,4 mV/dekade, kisaran konsentrasi 1×10-5

hingga

1×10-2

M, dan waktu respon 180 detik.

Kata kunci : sensor monosodium glutamat, nanopartikel Fe3O4,

perbandingan mol, pH

Page 7: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

v

Fabrication of Monosodium Glutamate Potentiometric Sensor

Using Chitosan-Fe3O4 Nanoparticles Membrane Based Screen

Printed Carbon Electrode (SPCE)

ABSTRACT

This research studied the effect of mole ratio of Fe3O4

nanoparticles: MSG and pH to Nernst factor. The mole ratio of

Fe3O4 nanoparticles : MSG used in this study were 1: 6, 1: 8, and

1:10. The pH studied was 4,5,6,7, and 8. The membrane which

coated on the electrode surface was 2.5 μL. The electrodes that have

been made, was used to measure the cell potential of the MSG

solution. Then, the sensor was determined the performance of the

sensor consisting of Nernst factor, concentration range, and response

time. Based on the results of the research, the best mole ratio of

Fe3O4 nanoparticles : MSG is 1: 6 and the pH which gives the best

Nernst factor is at pH 4. The performance of potentiometric sensor

that produced in this study has a Nernst factor 37 mV/decade,

concentration range at 10-3

to 10-1

M, and a response time are 180

seconds at the measurement of pH 4. While on the measurement of

pH 7 (without buffer), the Nernst factor is 26.4 mV/decade, the

concentration range at 10-5

to 10-2

M and a response time are 180

seconds.

Keyword : Monosodium glutamate sensor, Fe3O4 nanoparticles,

membrane composition, pH

Page 8: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

vi

KATA PENGANTAR

Skripsi merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk

memperoleh gelar Sarjana Sains di Fakultas MIPA, Universitas

Brawijaya sehingga untuk memenuhi syarat tersebut penulis

menyusun skripsi yang berjudul Pembuatan Sensor Monosodium

Glutamat secara Potensiometri Menggunakan Membran Kitosan-

Nanopartikel Fe3O4 Berbasis Screen Printed Carbon Electrode

(SPCE). Segala puji bagi Allah yang telah melimpahkan rahmat,

taufiq dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi ini dengan lancar dan sesuai dengan waktu yang ditentukan.

Skripsi ini merupakan laporan akhir dari penelitian mengenai

pembuatan sensor potensiometri monosodium glutamat (MSG) dan

kinerja dari sensor potensiometri tersebut. Penulis berharap dengan

penelitian yang telah penulis lakukan ini dapat memberikan manfaat

dan menambah wawasan untuk pembaca terkait pembuatan sensor

potensiometri MSG. Penulis mengucapkan terima kasih kepada

semua pihak yang telah memberikan masukan dan dukungan dalam

penyusunan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat menjadi gagasan

baru untuk pengembangan sensor potensiometri MSG yang lebih

baik.

Malang, Juli 2017

Penulis

Page 9: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL i

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI Error! Bookmark not defined.

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................ iii

ABSTRAK ........................................................................................ iv

ABSTRACT ...................................................................................... v

KATA PENGANTAR ..................................................................... vi

DAFTAR ISI ................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................ x

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ................................................................. 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 2

1.3. Batasan Masalah 3

1.4. Tujuan Penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................... 4

2.1. Potensiometri 4

2.2. Nanopartikel Fe3O4 5

2.3. Sensor Monosodium Glutamat 7

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ....................................... 9

3.1.Tempat dan Waktu Penelitian 9

3.2. Alat dan Bahan 9

3.3. Tahapan Penelitian 9

3.4. Prosedur Kerja 10

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................ 12

4.1. Pengaruh Perbandingan Mol Nanopartikel Fe3O4 dan MSG

terhadap Faktor Nernst 12

4.2. Pengaruh pH 14

Page 10: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

viii

4.3. Karakterisasi Sensor Potensiometri Monosodium Glutamat 15

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................... 18

5.1. Kesimpulan 18

5.2. Saran 18

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 19

LAMPIRAN .................................................................................... 22

Page 11: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 : Pengaruh Perbandingan Mol terhadap Faktor Nernst 13 Tabel 4.2 : Faktor Nernst pada pH 4, 5, 6, 7, dan 8 15 Tabel 4.3 : Kinerja Sensor MSG 17 Tabel E.1 : Data potensial sel elektroda dengan perbandingan mol 1:

6 (nanopartikel Fe3O4 : MSG) 31 Tabel E.2 : Data potensial sel elektroda dengan perbandingan mol 1:

8 (nanopartikel Fe3O4 : MSG) 31 Tabel E.3 : Data potensial sel elektroda dengan perbandingan mol 1:

10 (nanopartikel Fe3O4 : MSG) 32 Tabel F.1 : Pengukuran pada pH 4 33 Tabel F.2 : Pengukuran pada pH 5 33 Tabel F.3 : Pengukuran pada pH 6 34 Tabel F.4 : Pengukuran pada pH 7 34 Tabel F.5 : Pengukuran pada pH 8 35 Tabel G.1 : Data Potensial Sel Membran tanpa MSG 36 Tabel H.1 : Data Potensial Sel Pengukuran dengan perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 : MSG 1:6 pada pH 7 (tanpa buffer) 37 Tabel H.2 : Data Potensial Sel Pengukuran dengan perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 : MSG 1:6 pada pH 4 38 Tabel H.3 : Data Potensial Sel Pengukuran dengan membran tanpa

MSG pada pH 7 (tanpa buffer) 39

Page 12: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Struktur Monosodium Glutamat 7 Gambar 2.2 : Mekanisme yang memungkinkan pada antarmuka

membran dalam larutan 8 Gambar 4.1 : Kurva hubungan potensial sel dengan –log[MSG]

dengan perbandingan mol 1:6 13 Gambar 4.2 : Kurva hubungan antara pH dengan faktor Nernst 15 Gambar 4.3 : Kurva hubungan –log[MSG] dengan potensial sel

pengukuran pH 4 dan pH 7 perbandingan mol 1:6 16 Gambar I.1 : Kurva Hubungan Potensial Sel dengan waktu

perbandingan mol 1 : 6 pada pH 4 41 Gambar I.2 : Kurva Hubungan Potensial Sel dengan waktu

perbandingan mol 1 : 6 pada pH 7 (tanpa buffer) 41 Gambar I.3 : Kurva Hubungan Potensial Sel dengan waktu membran

tanpa MSG pada pH 4 42 Gambar I.4 : Kurva Hubungan Potensial Sel dengan waktu membran

tanpa MSG pada pH 7 (tanpa buffer) 42

Page 13: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe3O4 22 Lampiran B. Pembuatan Larutan Kitosan 23 Lampiran C. Pembuatan Larutan Uji Monosodium 24 Lampiran D. Pembuatan Buffer 25 Lampiran E. Data Potensial Sel Pengaruh Perbandingan Mol

Nanopartikel Fe3O4 : MSG 31 Lampiran F. Data Potensial Sel Pengaruh pH 33 Lampiran G. Data Potensial Sel membran tanpa MSG 36 Lampiran H. Data Pengukuran Sel Karakterisasi Sensor 37 Lampiran I. Kurva Hubungan Waktu dengan Potensial Sel 41

Page 14: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Monosodium glutamat (MSG) merupakan salah satu bahan

aditif makanan yang banyak digunakan oleh masyarakat untuk

menambah rasa pada makanan sehingga meningkatkan kelezatan

makanan. Namun, penambahan MSG memiliki batas maksimum

untuk dikonsumsi manusia. Berdasarkan WHO, batas maksimum

penggunaan sesuai Accepable Daily Intake (ADI) adalah 0 – 120

mg/kg berat badan per hari [1]. Konsumsi MSG yang berlebihan

dapat menyebabkan dampak bagi tubuh manusia seperti, gangguan

sistem saraf pada manusia yang disebabkan oleh stimulasi berlebihan

pada reseptor glutamat [2]. Oleh sebab itu, diperlukan suatu metode

analisis yang dapat menentukan kadar MSG pada makanan yang

beredar di masyarakat.

Metode analisis MSG yang telah dikembangkan adalah

menggunakan High Performance Thin Layer Chromatography

(HPTLC)[3]. Namun, dengan metode tersebut, sampel harus

dipreparasi terlebih dahulu dan harus dibuat kurva kalibrasi MSG

standar pada rentang konsentrasi tertentu yang sesuai dengan

sampel. Oleh karena itu, diperlukan suatu metode analisis lain yang

dapat menganalisis secara lebih mudah dan spesifik . Salah satu

metode yang telah dikembangkan adalah dengan menggunakan

sensor potensiometri.

Sensor potensiometri bekerja berdasarkan interaksi analit

dengan membran sehingga menghasilkan perbedaan potensial [4].

Perbedaan potensial yang terukur adalah potensial membran, yaitu

beda potensial membran bagian luar dengan bagian dalam [5].

Sensor potensiometri MSG telah dikembangkan oleh Bakeman, dkk

pada tahun 2012 dengan menggunakan membran PVC (Poly Vinyl

Chloride). Sensor ini bekerja pada rentang konsentrasi glutamat 10-5

hingga 10-1

M dengan faktor Nernst sebesar 57,6±10 mV/dekade

[2]. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan digunakan membran

kitosan yang dilapiskan pada Screen Printed Carbon Elektrode

(SPCE).

Page 15: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

2

Pengukuran MSG dengan sensor potensiometri sangat

sensitif terhadap perubahan pH [2]. Monosodium glutamat akan

terdisosiasi menjadi ion natrium dan ion glutamat. Disosiasi

monosodium glutamat berdasarkan konstanta kesetimbangan reaksi

asam glutamat pada rentang tertentu yaitu 4,8 × 10-3

< K1 < 8,0 ×

10-3

; 3,1 × 10-5

< K2 < 8,5 × 10-5

dan 11 × 10-10

< K3 < 3,4 × 10-10

[6].

Untuk keperluan pengukuran sensor, maka pH larutan perlu diatur

agar diperoleh spesi ion yang dapat terukur sensor. Pada penelitian

yang dilakukan Bakeman, dkk, dipelajari pengaruh pH pada rentang

2 hingga 10 [2]. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dipelajari

pengaruh pH pada 4, 5, 6, 7, dan 8.

Komposisi dari suatu membran dibuat agar dapat

berinteraksi secara spesifik dengan analit dalam larutan dengan

menambahkan bahan aktif (ionofor). Ionofor merupakan suatu

senyawa lipofilik yang dapat berikatan spesifik dengan suatu ion

analit [7]. Selain itu, material dari komponen sensor merupakan

bagian yang mempengaruhi keefektifan sensor karena hal tersebut

dapat mempengaruhi selektifitas dan kinerja dari sensor[8]. Salah

satu material yang telah dikembangkan untuk kebutuhan sensor

adalah nanopartikel Fe3O4. Nanopartikel memiliki luas permukaan

yang besar, konduktivitas yang baik, dan sifat elektroanalitik yang

baik [9].

Kinerja sensor secara umum ditunjukkan oleh faktor Nernst,

kisaran konsentrasi, dan batas deteksi. Kisaran konsentrasi

merupakan batas bawah dan batas atas konsentrasi analit yang

terukur yang memenuhi persamaan Nernst. Untuk memperoleh

kinerja sensor yang baik sangat dipengaruhi oleh kerapatan dan

homogenitas bahan aktif pada lapisan membran sehingga perlu

diperhatikan komposisi membran yang dilapiskan pada

elektroda[10]. Oleh karena itu, pada penelitian ini akan digunakan

nanopartikel Fe3O4 yang digunakan sebagai modifier dengan

memperhatikan perbandingan mol dengan bahan aktif yaitu MSG

dalam membran kitosan.

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh perbandingan mol nanopartikel Fe3O4

dengan MSG terhadap faktor Nernst?

2. Bagaimana pengaruh pH terhadap faktor Nernst?

Page 16: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

3

3. Bagaimana kinerja sensor potensiometri pada perbandingan

mol nanopartikel Fe3O4 dengan MSG dan pH optimum ?

1.3. Batasan Masalah

1. Elektroda yang digunakan adalah Screen Printed Carbon

Elektrode (SPCE) berukuran 4,7 cm × 1 cm.

2. Membran kitosan-nanopartikel Fe3O4 yang digunakan

sebanyak 2,5 µL.

3. Elektroda pembanding yang digunakan adalah Ag/AgCl.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Mempelajari pengaruh perbandingan mol nanopartikel Fe3O4

dengan MSG terhadap faktor Nernst

2. Mempelajari pengaruh pH terhadap faktor Nernst

3. Menentukan kinerja sensor potensiometri MSG pada

perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 dengan MSG dan pH

yang optimum

1.5. Manfaat Penelitian

1. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi

baru dalam pembuatan sensor potensiometri MSG dan

kinerja sensor potensiometri MSG pada perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 dengan MSG dan pH yang optimum

untuk mendeteksi kadar MSG.

Page 17: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Potensiometri

Pengukuran secara potensiometri memberikan informasi

komponen yang ada dalam sampel yang didapatkan dari beda

potensial yang terukur. Komponen yang dibutuhan untuk

pengukuran potensiometri adalah elektroda indikator berupa

elektroda selektif ion, elektroda pembanding, dan alat ukur potensial.

Elektroda pembanding harus memberikan kestabilan potensial yang

tinggi pada jangka waktu yang panjang. Elektroda selektif ion

merupakan elektroda indikator yang mampu mengukur secara

selektif aktivitas dari spesi ion tertentu. Elektroda tersebut

menunjukkan respon yang cepat dan memiliki rentang linearitas yang

lebar [11].

Elektroda selektif ion merupakan elektroda membran yang

mengandung material selektif ion yang memisahkan sampel dengan

elektroda bagian dalam. Membran biasanya tidak berpori, tidak larut

dalam air, dan stabil secara mekanik. Komposisi dari membran

dibuat agar menghasilkan potensial terutama berdasarkan dari proses

interaksi ion yang selektif. Untuk membuat membran yang selektif

terhadap ion analit, biasanya ion analit yang ingin diukur

ditambahkan pada membran [11].

Pengukuran secara potensiometri berdasarkan dari perbedaan

potensial pada kondisi kesetimbangan. Setiap elektroda merupakan

setengah sel. Elektroda pembanding merupakan setengah sel

pembanding elektrokimia yang memiliki potensial konstan terhadap

laruatan analit. Sedangkan elektroda indikator yang dapat berupa

elektroda selektif ion merupakan elektroda yang digunakan untuk

mengukur analit dalam sampel yang dipisahkan oleh membran[12].

Perbedaan potensial yang terukur adalah potensial membran,

yaitu beda potensial membran bagian luar dengan bagian dalam.

Beda potensial tersebut dapat terbaca dengan menggunakan

elektroda Ag/AgCl sebagai pembanding. Potensial membran hanya

bergantung pada konsentrasi larutan analit karena konsentrasi larutan

internal tetap. Potensial membran (Eb) merupakan perbedaan antara

potensial yang dihasilkan pada membran bagian luar (E1) yang

Page 18: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

5

berinteraksi dengan analit (a1) dengan potensial yang dihasilkan pada

membran bagian dalam (E2) dengan larutan internal (a2) yang dapat

dijelaskan dengan persamaan sebagai berikut [5] :

Eb = E1 – E2 (2.1)

E1 = J1- 0,0592 log (a1’/a1) (2.2)

E2 = J2 - 0,0592 log (a2’/a2) (2.3)

Jika J1 = J2 maka persamaan tersebut menjadi :

Em = 0, 0592 log (a1/ a2) (2.4)

Eind = Eb + EAg/AgCl + Easy (2.5)

Easy adalah potensial asimetri yang disebabkan oleh membran yang

tidak simetri antara membran bagian luar dan bagian dalam atau

dengan kata lain J1 ≠ J2. Potensial asimetri menyebabkan potensial

sel yang terbaca tidak dapat lebih positif atau lebih negatif. Potensial

elektroda Ag/AgCl, potensial asimetri, dan potensial membran dalam

adalah tetap, maka potensial elektroda indikator adalah :

Eind = Easy + EAg/AgCl – 0,0592 log a2 + 0,0592 log a1

Eind = K - 0, 0592 log a1 (2.6)

Sedangkan untuk menentukan Esel dengan persamaan :

Esel = Eind –Ereff + Elj (2.7)

Esel = K - 0, 0592 log a1 - ESCE (2.8)

ESCE tetap yaitu0,244 Volt, sehingga :

Esel = K’ + 0,0592 log a1 (2.9)

Persamaan 2.9 menunjukkan bahwa Esel berbanding lurus terhadap

konsentrasi analit dengan harga kemiringan 0,0592 yang disebut

bilangan Nernst. Harga bilangan Nernst tergantung pada nilai n, yang

akan sama dengan jumlah muatan ion [5].

2.2. Nanopartikel Fe3O4

Nanomaterial termasuk nanopartikel telah diaplikasikan

secara luas dalam pembuatan berbagai macam sensor kimia dan

biosensor berdasarkan pada sifat kimia dan fisiknya yang khas

seperti memiliki perbandingan luas permukaan dengan volume yang

besar, konduktivitas yang baik, aktivitas elektroanalitik yang baik,

dan kekuatan mekanik yang tinggi. Nanopartikel telah digunakan

pada sensor potensiometri. Sifat elektrik dan sifat hidrofobik dari

Page 19: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

6

nanomaterial membuat material tersebut cocok digunakan sebagai

material kontak pada elektroda selektif ion. Imobilisasi ionofor pada

nanomaterial dapat menghilangkan leaching pada membran selektif

ion [8].

Rasio luas permukaan dan volume dari nanopartikel yang

sangat tinggi dapat meningkatkan interaksi dengan analit target

ketika nanopartikel digunakan pada bagian membran pengenal.

Sedangkan, sifat elektriknya yang sangat baik seperti kemampuannya

yang tinggi dalam transfer muatan dan penghasil kapasitas elektrik

yang baik pada antarmuka nanomaterial merupakan hal yang penting

ketika nanomaterial digunakan sebagai komponen pada tranduser

pada sensor potensiometri. Sensitivitas dan selektivitas dari sensor

selektif ion tidak hanya bergantung pada ionofor, tetapi juga

bergantung pada komposisi membrane, sifat dari plasticizer, dan

bahan tambahan yang digunakan. Pada pembuatan elektroda selektif

ion, nanopartikel sangat cocok sebagai bahan tambahan yang

digunakan untuk meningkatkan kemampuan dari elektroda dan

mengurangi hambatan elektrik [13].

Salah satu material yang telah dikembangkan untuk

kebutuhan material sensor adalah nanopartikel Fe3O4. Nanopartikel

Fe3O4 merupakan nanopartikel yang memiliki karakter yang baik

seperti biokompatibilitas dan aktivitas katalitik yang baik, serta

toksisitas yang rendah. Berdasarkan sifat – sifat tersebut, aplikasi

Fe3O4 pada sensor elektrokimia telah banyak dikembangkan. Fe3O4

dapat berinteraksi dengan beberapa gugus aktif seperti –OH, -

COOH, dan –NH2 [14]. Selain itu, nanopartikel Fe3O4 memiliki sifat

katalitik dan luas permukaan yang besar sehingga dapat

dikembangkan dalam pembuatan sensor elektrokimia [15].

Beberapa penelitian telah melakukan pengikatan kovalen

kitosan pada permukaan nanopartikel Fe3O4 untuk mempelajari sifat

termalnya, komposit magnetik untuk menghilangkan ion logam berat

dalam larutan, dan untuk hipertermia. Beberapa penelitian juga

melakukan sintesis nanopartikel Fe3O4 pada matriks kitosan. Kitosan

merupakan polimer yang memiliki gugus amino dan hidroksil yang

memberikan sisi chelating yang sangat baik. Pada kondisi netral

maupun basa, nitrogen pada gugus amino berperan sebagai pendonor

elektron donor dan dapat bertindak sebagai sisi chelating yang

selektif terhadap beberapa ion logam termasuk besi. Formasi dari

Page 20: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

7

kompleks kitosan-Fe3+

dapat berupa penta atau heksa. Kompleks

terbentuk melalui dua atom O pada hidroksil dan dua atom N pada

gugus amino pada kitosan dan satu molekul air pada bidang

koordinasi untuk ion Fe[16].

2.3. Sensor Monosodium Glutamat

Monosodium glutamat merupakan garam natrium dari asam

glutamat yang biasa digunakan sebagai penyedap makanan dalam

kehidupan sehari – hari. Monosodium glutamat memiliki rumus

molekul C5H8NNaO4 dengan massa molar 169,111 g/mol.

Monosodium glutamat berbentuk kristal putih yang larut dalam air

dengan kelarutannya dalam air sebesar 74 g/mol. Monosodium

glutamat dalam larutan akan terdisosiasi menjadi ion natrium dan ion

glutamat. Garam ini tidak bersifat hidgroskopis dan larut dalam air

[17]. Struktur dari monosodium glutamat adalah sebagai berikut :

Gambar 2.1. Struktur Monosodium Glutamat[18]

Sedangkan disosisasi asam glutamat dapat dijelaskan sebagai berikut

[5] :

H3A+

H+ + H2A 4,8 × 10

-3 < K1 < 8,0 × 10

-3

H2A H+

+ HA-

3,1 × 10-5

< K2 < 8,5 × 10-5

HA- H

+ + A

2- 11 × 10

-10 < K3 < 3,4 × 10

-10

Sensor yang telah dikembangkan untuk analisis MSG adalah

sensor glutamat potensiometri dengan menggunakan membran PVC

(Poly Vinyl Chloride) dengan ionofor (4)(1)(2,3-diazabuta-1,3-

diena)ferosinofen. Sensor bekerja berdasarkan pengukuran potensial

yang dihasilkan dari interaksi glutamat dengan ionofor. Pengukuran

potensiometri sensor berhubungan dengan mekanisme perpindahan

ion pada antarmuka membran dalam larutan. Mekanisme yang

mungkin terjadi antara glutamat dengan (4)(1)(2,3-diazabuta-1,3-

Page 21: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

8

diena)ferosinofen berdasarkan respon potensiometri seperti pada

gambar [2] :

Gambar 2.2. Mekanisme yang memungkinkan pada antarmuka

membran dalam larutan[2]

Sensor ini bekerja pada rentang konsentrasi glutamat 10-5

hingga 10-1

M dengan bilangan Nernstian sebesar 57,6±10

mV/decade. Sensor memiliki limit deteksi sebesar 7.95 x 10-6

M.

Respon potensial dari sensor dengan (4)(1)(2,3-diazabuta-1,3-

diena)ferosinofen sensitif terhadap perubahan pH. Sensor tersebut

dapat bekerja pada pH 6-10. Pada kondisi yang sangat asam,

glutamat terprotonasi menjadi asam glutamat yang selanjutya dapat

menganggu kemampuan membran untuk berinteraksi dengan

glutamat dalam larutan. Sedangkan, perubahan potensial yang terjadi

kemungkinan juga dapat disebabkan oleh gangguan dari ion hidroksil

yang berinteraksi dengan sisi kationik membran pada larutan yang

lebih basa [2].

Telah dikembangkan pula, sensor potensiometri MSG

dengan modifikasi karbon nanotube dan Molecularly Imprinted

Polymer (MIP). Sensor ini dibuat dengan mencetakkan molekul

MSG pada matriks polimer yang digunakan pada elektroda.

Elektroda yang digunakan adalah elektroda karbon sebagai elektroda

indikator, dan elektroda kalomel, sebagai pembanding. Sensor ini

bekerja pada rentang konsentrasi 10-9

hingga 10-5

M dengan faktor

Nernst 56 mV/dekade. Sensor memiliki limit deteksi pada

konsentrasi 1 × 10-9

M. Pengukuran sensor optimum pada pH 7 [19].

Page 22: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

9

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1.Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik, Jurusan

Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Brawijaya. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan

Februari 2017 hingga Juli 2017.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah Screen-

printed carbon electrode (SPCE), potensiometer sanwa CD800a,

konektor elektroda quasense, pH meter Senz TI-13MO597, oven,

termometer, pemanas, pengaduk magnetik dan peralatan gelas.

3.2.2. Bahan

Bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

akuadem, monosodium glutamat, NaOH, (NH4)2SO4 (Sigma) ,

FeSO4.4H2O (Sigma), FeCl3.6H2O (Sigma), kitosan, glutaraldehid

50%, dan asam asetat glasial 99,8%.

3.3. Tahapan Penelitian

3.3.1. Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat

- Pembuatan nanopartikel Fe3O4 (Lampiran A)

- Pembuatan membran kitosan- nanopartikel Fe3O4 :MSG

- Pembuatan larutan uji MSG (Lampiran C)

3.3.2. Pengukuran Potensial Sel

- Pengaruh perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 dengan MSG

dalam membran

- Pembuatan buffer asetat 4 – 6 dan buffer fosfat 6 – 8 (Lampiran

D)

- Pengaruh pH

Page 23: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

10

3.3.3. Karakterisasi Sensor Monosodium Glutamat

3.4. Prosedur Kerja

3.4.1. Pengaruh Perbandingan Mol Nanopartikel Fe3O4 : MSG

MSG ditimbang sebanyak 0,2 g; 0,3 g; dan 0,4 g. Kemudian,

masing – masing MSG yang telah ditimbang dilarutkan dalam 1 mL

akuadem. Masing – masing larutan ditambah 0,05 g nanopartikel

Fe3O4. Setelah itu campuran diaduk dengan pengaduk magnetik

selama 24 jam.

Larutan kitosan 10 mL ditambah dengan 100 µL

glutaraldehid 0,01%. Kemudian, campuran diaduk dengan pengaduk

magnetik selama 24 jam. Setelah itu, campuran ditambahkan ke

dalam campuran MSG dengan nanopartikel Fe3O4 sebanyak 1 mL

dan diaduk dengan pengaduk magnetik selama 24 jam.

3.4.4. Pelapisan Membran pada Elektroda

Membran kitosan-nanopartikel Fe3O4:MSG dilapiskan pada

permukaan elektroda karbon dari SPCE (Screen Printed Carbon

Electrode) sebanyak 2,5 µL. Kemudian dikeringkan dalam oven

pada temperatur 500C selama 1 jam.

3.4.5. Pengukuran Potensial Sel

Elektroda yang telah dibuat dihubungkan dengan kutub positif

pada potensiometer, sedangkan elektroda pembanding Ag/AgCl

dihubungkan pada kutub negatif. Potensial sel larutan MSG

dilakukan dengan meneteskan larutan MSG sebanyak 50 μL pada

permukaan kedua elektroda (elekroda indikator dan elektroda

pembanding). Pengukuran potensial sel dilakukan secara berturut –

turut dari konsentrasi MSG 10-8

- 10-1

M pada pH 4 dengan

menggunakan elekroda dengan perbandingan mol nanopartikel

Fe3O4: MSG pada membran yang berbeda - beda. Potensial sel

dibaca setiap 10 detik selama 3 menit. Kemudian, data yang

diperoleh, dibuat kurva hubungan antara potensial sel dan –

log[MSG].

Page 24: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

11

3.4.6. Pengaruh pH

Elektroda dihubungkan dengan kutub positif pada potensiometer,

sedangkan elektroda pembanding Ag/AgCl dihubungkan pada kutub

negatif.Potensial sel larutan MSG dilakukan dengan meneteskan

larutan MSG sebanyak 50 μL pada permukaan kedua elektroda

(elekroda indikator dan elektroda pembanding). Pengukuran

potensial sel dilakukan dengan menggunakan konsentrasi 10-8

- 10-1

M pada pH 4, 5, 6, 7, dan 8. Potensial sel dibaca setiap 10 detik

selama 3 menit. Elektroda yang digunakan adalah elektroda dengan

perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 : MSG dalam membran yang

optimum. Kemudian, data yang diperoleh, dibuat kurva hubungan

antara potensial sel dan –log[MSG].

3.4.7. Karakterisasi Sensor Monosodium Glutamat

Karakterisasi sensor monosodium glutamat dilakukan pada

konsentrasi monosodium glutamat 10-1

, 5 x 10-2

, 10-2

, 5 x 10-3

, 10-3

, 5

x 10-4

, 10-4

, 5 x 10-5

, 10-5

, dan 5 x 10-6

M pada pH 4 dan 7 (tanpa

buffer). Karakterisasi menggunakan elektroda dengan perbandingan

mol nanopartikel Fe3O4 : MSG 1:6. Elektroda yang telah dibuat

yang berfungsi sebagai katoda dihubungkan ke kutub positif dan

elektroda pembanding Ag/AgCl sebagai anoda dihubungkan ke

kutub negatif.Pengukuran potensial sel dilakukan mulai konsentrasi

terendah hingga konsentrasi tertinggi.Potensial sel dibaca setiap 10

detik selama 3 menit. Kemudian, data yang diperoleh, dibuat kurva

hubungan antara potensial sel dan –log[MSG].

Page 25: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

12

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengaruh Perbandingan Mol Nanopartikel Fe3O4 dan MSG

terhadap Faktor Nernst

Pada penelitian ini dipelajari pengaruh perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 dengan MSG terhadap faktor Nernst.

Perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 dengan MSG yang digunakan

adalah 1:6, 1:8, dan 1:10 dalam kitosan. Kitosan pada membran

digunakan sebagai pengemban dari nanopartikel Fe3O4, yang

bertindak sebagai modifier, dan MSG sebagai bahan aktif.

Larutan uji MSG dibuat dengan cara melarutkan padatan

MSG dalam air. pH larutan MSG adalah 7 tanpa dilakukan

pengaturan pH dengan buffer. Konsentrasi larutan MSG yang diukur

adalah 10-8

hingga 10-1

M. Hasil pengukuran dapat dilihat pada

Gambar 4.1 yang menunjukkan hubungan antara potensial sel

dengan –log[MSG]. Berdasarkan kurva tersebut, pada semua

perbandingan mol, potensial sel meningkat seiring dengan

meningkatnya –log[MSG], sehingga hubungan yang dihasilkan

adalah berbanding lurus. Hal tersebut menunjukkan bahwa yang

terukur oleh sensor potensiometri MSG adalah anion.

Berdasarkan hasil pengukuran potensial sel dari elektroda

yang telah dibuat, diperoleh besar faktor Nernst pada berbagai

perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 : MSG (Tabel 4.1) . Hasil

penelitian menunjukkan bahwa terjadi penurunan besar faktor Nernst

pada perbandingan mol 1:8. Sedangkan, pada perbandingan mol

1:10, faktor Nernst mengalami peningkatan kembali. Hal tersebut

disebabkan oleh MSG dengan jumlah mol yang lebih tinggi dari 1:6,

tidak merata dalam membran sehingga membran menjadi tidak

homogen. Hal tersebut menyebabkan tercapainya kesetimbangan

pada membran tidak seragam sehingga menurunkan kepekaan.

Kepekaan yang menurun ditandai dengan menurunnya faktor Nernst

yang dihasilkan. Selain itu, pada perbandingan mol 1:8, nanopartikel

Fe3O4 kemungkinan tidak rapat dan merata pada membran kitosan

sehingga faktor Nernst yang dihasilkan paling kecil diantara

perbandingan mol yang lain.

Page 26: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

13

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan mol yang

menghasilkan faktor Nernst yang paling baik adalah pada

perbandingan mol 1:6 dengan faktor Nernst 17,1 mV/dekade pada

kisaran konsentrasi 10-8

hingga 10-2

M. Nilai ini masih belum

mencapai faktor Nernst teoritis untuk ion monovalen yaitu 59,2

mV/dekade.

Gambar 4.1. Kurva hubungan potensial sel dengan –log[MSG]

dengan perbandingan mol 1:6( ) 1:8( ), dan 1:10 ( )

Tabel 4.1. Pengaruh merbandingan mol nanopartikel Fe3O4 : MSG

terhadap faktor Nernst

Perbandingan Mol

nanopartikel Fe3O4 : MSG Faktor Nernst (mV/dekade)

1:6 17,1

1:8 12,5

1:10 14,5

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Po

ten

sia

l S

el (

mV

)

-log[MSG]

Page 27: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

14

4.2. Pengaruh pH

Berdasarkan Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa faktor

Nernst dari sensor MSG semakin menurun dengan semakin

meningkatnya pH. Penurunan faktor Nernst terjadi cukup signifikan.

Besarnya faktor Nernst pada masing – masing pH dapat dilihat pada

Tabel 4.2. Faktor Nernst yang paling baik diperoleh pada pH 4.

Spesi ion dalam larutan MSG harus diatur dalam bentuk

anionnya. Hal tersebut dapat dilakukan dengan mengatur pH. Anion

MSG akan terbentuk pada pH diantara pKa2 dan pKa3 dari MSG,

yaitu diantara pH 4 hingga 8,9 [5]. Berdasarkan hal tersebut, pada

penelitian ini digunakan pH 4,5,6,7, dan 8. Pada pH 4, 5, dan 6

digunakan buffer asetat sehingga di dalam larutan tidak hanya

terdapat anion dari MSG tetapi juga terdiri dari Na+, CH3COO

-, dan

H+.

Pada pH 5 dan 6 terjadi penurunan faktor Nernst. Hal tersebut

dapat disebabkan oleh gangguan ion lain yaitu Na+ dan CH3COO

-.

Ion Na+ yang ada di dalam larutan memungkinkan untuk mencapai

kesetimbangan dengan Na+ dari MSG yang ada dalam membran

sehingga kesetimbangan tersebut menurunkan kepekaan dari sensor

potensiometri. Hal tersebut ditunjukkan dengan menurunnya faktor

Nernst. kisaran konsentrasi yang masih memenuhi persamaan Nernst

adalah pada konsentrasi 10-5

hingga 10-1

M.

Sedangkan pada pH 7 dan 8, digunakan buffer fosfat

sehingga selain anion MSG, di dalam larutan juga terdapat H2PO4-,

HPO42-

, K+, dan H

+. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa faktor

Nernst yang dihasilkan pada pH 7 dan 8 bernilai negatif. Pada

kisaran konsentrasi 10-3

hingga 10-1

M, potensial sel berbanding

terbalik dengan –log[MSG]. Faktor Nernst yang negatif sesuai

dengan persamaan Nernst untuk kation. Sedangkan, kation MSG

hanya dapat terbentuk di pH di bawah pKa1 yaitu 2,3 [5], sehingga

faktor Nernst yang negatif tersebut dimungkinkan karena aktivitas

kation seperti K+ di dalam larutan analit yang menyebabkan anion

MSG yang terbentuk sulit mencapai kesetimbangan dan tidak terukur

oleh sensor potensiometri.

Page 28: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

15

Gambar 4.2. Kurva hubungan antara pH dengan faktor Nernst

Tabel 4.2. Faktor Nernst pada pH 4, 5, 6, 7, dan 8

pH larutan MSG Faktor Nernst

(mV/dekade)

4 20

5 5,9

6 3,1

7 -8,6

8 -11,6

4.3. Karakterisasi Sensor Potensiometri Monosodium Glutamat

Pada penelitian ini dilakukan karakterisasi untuk mengetahui

kinerja sensor MSG. Pada karakterisasi digunakan perbandingan mol

nanopartikel Fe3O4 : MSG 1: 6 dan diukur pada pH larutan MSG 4

dan 7 (tanpa buffer). Konsentrasi larutan MSG yang digunakan

adalah 10-1

, 5 x 10-2

, 10-2

, 5 x 10-3

, 10-3

, 5 x 10-4

, 10-4

, 5 x 10-5

, 10-5

,

dan 5 x 10-6

M. Karakter dari sensor pada pengukuran 4 dan 7 dapat

dilihat pada Tabel 4.3.

Waktu respon sensor MSG diukur pada kisaran konsentrasi

yang telah ditetapkan dan memiliki waktu respon yang sama yaitu

-5

0

5

10

15

20

25

4 5 6 7 8Fa

kto

r N

ern

st (

mV

/dek

ad

e)

pH

Page 29: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

16

180 detik pada pengukuran pH 4 maupun pH 7 (tanpa buffer).

Sedangkan untuk faktor Nernst yang dihasilkan dapat dilihat pada

Gambar 4.5. Faktor Nernst dari kedua pengukuran memiliki

perbedaan yang cukup signifikan. Sensor pada pengukuran pH 4

memiliki faktor Nernst yang lebih tinggi dibandingkan pada

pengukuran pH 7. Namun, hal tersebut dapat disebabkan karena

untuk mengatur pH 4 digunakan buffer asetat sehingga di dalam

larutan tidak hanya terdapat anion MSG tetapi juga terdapat

CH3COO- . CH3COO

- dari buffer asetat menyebabkan sensor tidak

selektif terhadap anion MSG karena pada membran juga terjadi

kesetimbangan CH3COO- dari buffer asetat dengan CH3COO

- dari

asam asetat yang digunakan sebagai pelarut kitosan sehingga faktor

Nernst yang dihasilkanpun meningkat.

Sedangkan pada pH 7, tidak dilakukan penambahan buffer

sehingga meminimalisir gangguan dari ion lain dan sensor lebih

selektif terhadap MSG. Faktor Nernst yang dihasilkan pada

pengukuran pH 7 tanpa buffer (Tabel 4.3) amat berbeda dengan

faktor Nernst pada pH 7 dengan buffer (Tabel 4.2). Faktor Nernst

yang dihasilkan pada pengukuran pH 7 tanpa buffer lebih mendekati

faktor Nernst teoritis yaitu 26,4 mV/dekade. Hal tersebut

menunjukkan adanya ion ion lain dapat mempengaruhi kepekaan dari

sensor. Sensor memiliki kisaran konsentrasi yang lebih besar yaitu

10-5

hingga 10-2

M.

Gambar 4.3. Kurva hubungan –log[MSG] dengan potensial sel

pengukuran pH 4 ( ) dan pH 7 ( ) perbandingan mol 1:6

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 1 2 3 4 5 6

Po

ten

sia

l S

el (

mV

)

-log[MSG]

Page 30: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

17

Tabel 4.3. Kinerja Sensor MSG

Pengukuran pada pH

4 7

Perbandingan Mol

(nanopartikel Fe3O4 :

MSG)

1:6 Tanpa

MSG 1:6

Tanpa

MSG

Faktor Nernst

(mV/dekade) 37 41,8 26,4 40,4

Kisaran Konsentrasi (M) 10

-1 –

10-3

10-1

10-3

10-2

10-5

10-2

– 5

× 10-6

Waktu Respon (detik) 180 60 180 110

MSG yang digunakan sebagai bahan aktif pada membran

dapat mempengaruhi selektifitas dan kepekaan dari sensor. Hal

tersebut dapat dibuktikan dengan membandingkan kinerja dari

sensor yang telah dibuat dengan sensor dengan membran tanpa

MSG. Hasil tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.3, yang menunjukkan

bahwa pada pengukuran dengan membran tanpa MSG pada pH 4

maupun 7 memiliki faktor Nernst yang sangat tinggi. Hal tersebut

dapat disebabkan karena pada pH 4, tidak terjadi kesetimbangan

anion dari MSG, melainkan kesetimbangan dapat terjadi pada

CH3COO- di membran bagian dalam dengan CH3COO

- yang ada di

membran bagian luar sehingga potensial sel yang terukur karena

beda potensial dari CH3COO- di dalam dan di luar membran.

Sedangkan pada pH 7, kemungkinan tidak terjadi kesetimbangan

oleh ion MSG tetapi beda potensial hanya dihasilkan dari perbedaan

konsentrasi ion di dalam dan di luar membran.

Page 31: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

18

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan bahwa perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 : MSG

pada perbandingan 1:6, 1:8, dan 1:10 berpengaruh tidak signifikan

terhadap faktor Nernst. Perbandingan mol nanopartikel Fe3O4 : MSG

yang optimum adalah 1:6. Pada pH 4 hingga 8, memiliki pengaruh

yang signifikan terhadap faktor Nernst yang dihasilkan. Faktor

Nernst paling baik dihasilkan pada pH 4. Kinerja sensor

potensiometri MSG yang dihasilkan adalah faktor Nernst 37

mV/dekade, kisaran konsentrasi 10-3

hingga 10-1

M, dan waktu

respon 180 detik pada pengukuran pH 4. Sedangkan pada

pengukuran pH 7 tanpa pengaturan pH, memiliki kinerja yaitu faktor

Nernst 26,4 mV/dekade, kisaran konsentrasi 10-5

hingga 10-2

M, dan

waktu respon 180 detik.

5.2. Saran

Perlu dikaji lebih lanjut mengenai pengaruh kitosan sebagai

pengemban yang digunakan pada sensor potensiometri MSG dan

juga pengaruh ion lain terhadap selektivitas sensor potensiometri

MSG.

Page 32: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

19

DAFTAR PUSTAKA

[1] Widyalita, E, Sirajuddin, S, dan Zakaria, 2014, Analisis

Kandungan Monosadium Glutamat (Msg) Pada Pangan

Jajanan Anak Di Sd Komp. Lariangbangi Makassar,

Program Studi Ilmu Gizi Fakultas Kesehatan Masyarakat

Universitas Hasanuddin Makassar, 1-8,

http://www.repository.unhas.ac.id, 10 September 2016

[2] Bakeman, N, Isa, I.M, Ali, N.M, Ahmad, M, dan Ghani, S.A,

2012, A Novel Potentiometric Membrane Sensor for

Determination of Glutamate Based on [4](1)(2,3-Diazabuta-

1,3- diene) ferrocenophane, International Journal of

Electrochemical Science,7, 4574-4585

[3] Veni.N,Khrishna,Karthika, Surya Deci M, Rubini MF, Vishalini

M, Pradeepa YJ, 2010, Analysis of Monosodium L-Glutamate

in FoodProduct by High Performance Thin Layer

Chromatography, Journal of Young Pharm, 2 (3), 298-300

[4] Banica, F.G, 2012, Chemical Sensors and Biosensor :

Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Ltd,

Chichester, UK, 165

[5] Mulyasuryani, Ani, 2014, Elektroanalitik Dasar dan

Aplikasi, Dee Publish, Yogyakarta, 25-33

[6] Apelblat A, Manzurola E, dan Orekhova Z, 2007,

Electrical Conductance Studies in Aqueous Solutions

with Glutamic Ions, Journal of Solution Chem, 36, 891-

900

[7] Cik, M. A., H. Hadiman, S. Sutardjo dan W. Suratno, 2007,

Pengaruh Komposisi Membran Elektroda Terhadap

Kinerja Elektroda Penentu Urea, Jurnal Sains MIPA, 13(2)

114-118

Page 33: Pembuatan Sensor Monosodium Glutamat secara Potensiometri …repository.ub.ac.id/3842/1/Pratiwi, Nur Hasanah.pdf · 2020. 6. 26. · Lampiran A. Pembuatan Nanopartikel Fe 3 O 4 22

20

[8] Uzun, L dan Turner, A.P.F, 2016, Molecularly-imprinted

polymer sensors: realising their potential, Biosensors and

Bioelectronics, 76, 131-144

[9] Yin, T dan Qin W, 2013, Application of Nanomaterials in

Potentiometric Sensors, Trends in Analitical Chemistry, 51,

79-86

[10] Mulyasuryani, Ani, 2011, Pembuatan Esi Iodat

Menggunakan Membran Kitosan Sebagai Pendukung

Bahan Aktif Pada Permukaan Batang Grafit, Sains dan

Terapan Kimia, 5 (2), 112 – 121

[11] Wang, J., 2006, Analytical Electrochemistry 3rd

Edition,

Wiley-VCH, Hoboken, 164 - 169

[12] Rouessac F., Annick R., 2007, Chemical Analysis Modern

Instrumentation Methods and Techniques, John Wiley and

Sons, Ltd, England, 453-454

[13] Kakhki, Roya M, 2013, Application of Nanoparticles in the

Potensiometric Ion Selective Electrodes, Russian Journal of

Electrochemistry, 49, 515-524

[14] Lei, Z.J, Cai, T.X, Dan, Z.D, Li, L, Lin, W, dan Wei H.Z, 2011,

Fe3O4 Magnetic Nanoparticles Modified Electrode as a

Sensor for Determination of Nimesulide, Chem Res.

Chinese University, 27, 566-569

[15] Zahrani, E, Soomro, M.T, Bashami, R.M, Rehman, A.U, Danish

E, Ismail, I.M.I, Aslam, M, Hameed, A, 2016, Fabrication

and performance of magnetite (Fe3O4) modified carbon

paste electrode for the electrochemical detection of chlorite

ions in aqueous medium, Journal of Enviromental Chemical

Engineering, 4, 4330-4341

[16] Morales, Marco A., Rodrigueds E.C.S., Amorim A.S.C.M.,

Soares J.M., dan Galembeck F., 2013, Size Selected Syntesis

of Magnetite nanoparticles in Chitosan Matrix, Applied

Surface Science, 275, 71-74