penentuan pb dan cd

Review Jurnal

Simultaneous preconcentration of lead and cadmium ions with methyltrioctylammonium chloride supported on microcrystalline

naphthalene and determination by flame atomic absorption spectrometryMohsen Behpour, Nasrin Soltani dan Sayed Mehdi Ghoreishi

European Journal of Chemistry 1 (3) (2010) 216 220‐

Kadmium dan timbal memiliki efek toksik bagi kesehatan. Kadmium bahkan

pada konsentrasi yang sangat kecil (runut) dapat merusak kesehatan, karena logam

ini dapat dipekatkan dalam ginjal yang selanjutnya dapat menyebabkan terjadinya

kerusakan ginjal dan keretakan tulang yang dikenal sebagai penyakit itai–itai.

Demikian halnya juga timbal, hasil penelitian terbaru menunjukkan bahwa setiap

peningkatan konsentrasi ion timbal dalam jaringan dapat mengganggu biosinteis

heme dengan memblokir beberapa enzim yang digunakan dalam biosintesis heme di

dalam tubuh.

Metode yang selama ini umum digunakan untuk penentuan Cd dan Pb pada

berbagai jenis sampel adalah spektrofotometri serapan atom elektrotermal (ETAAS),

spektrofotometri serapan atom tungku grafit, metode elektroanalitik, inductively

coupled plasma-spektrofotometri emisi atom (ICP-AES) dan inductively coupled

plasma-spektrofotometri massa (ICP-MS). Metode-metode tersebut disamping

memiliki keunggulan dalam pengukuran tetapi juga memiliki kelemahan seperti

biaya pemakaian yang relatif mahal dan sulit diaplikasikan untuk analisis rutin.

Metode alternatif dengan biaya relatif rendah dan kinerja analitik yang baik

adalah menggunakan spektrofotometri serapan atom nyala (FAAS). Akan tetapi,

FAAS tidak dapat diaplikasikan secara langsung untuk penentuan Cd dan Pb karena

konsentrasinya yang runut dan banyaknya ion pengganggu. Masalah ini dapat diatasi

dengan teknik prekonsentrasi (pemekatan) seperti ekstraksi fasa padat (SPE),

ekstraksi solvent, kopresipitasi dan teknik lainnya. Di antara metode ini, teknik SPE

merupakan salah satu teknik prakonsentrasi yang paling efektif karena metodenya

yang sederhana, cepat, serta faktor prakonsentrasi dan rekoveri yang tinggi.

Fasa padat yang telah banyak digunakan untuk prekonsentrasi logam dengan

teknik SPE seperti sekam padi, asam akrilik yang dilapisi pada fiber

politetrafluoroetilena, resin thioureasulfon amida, asam kromotropat (Me-BTANC),

karbon aktif, silika gel dan kristal mikro naftalen. Ekstraksi fasa padat (SPE) dengan

Muammar YulianG451110051

Review Jurnal

kristal mikro naftalen memiliki beberapa kelebihan seperti prosedurnya yang

sederhana, proses pemisahan cepat, kapasitas ekstraksi tinggi dan dapat

dikombinasikan dengan berbagai instrumen analisis.

Tingkat toksisitas yang tinggi dari ion timbal dan kadmium terhadap manusia

meskipun pada konsentrasi yang runut menjadi pertimbangan untuk pengembangan

teknik prekonsentrasi secara simultan. Teknik prekonsentrasi dilakukan dengan

menggunakan naftalen metiltriositilammonium klorida yang akan mengadsorbsi ion

Pb dan Cd menjadi PbI42- dan CdI4

2. Matriks selanjutnya dihilangkan dan analit

kembali didesorbsi dengan asam nitrat, sehingga diperoleh eluen dengan kandungan

Pb dan Cd dengan konsentrasi yang dapat ditentukan dengan FAAS. Prekonsentrasi

dengan teknik SPE secara simultan ini diharapkan dapat mengurangi waktu

prekonsentrasi dibandingkan dengan prekonsentrasi secara terpisah.

Adsorben dibuat dengan dengan melarutkan 10g naftalena dan 1g metil

trioktil amonium klorida dalam 45mL aseton pada hot plate dengan suhu 400C.

Larutan diaduk dengan stirer dan ke dalam larutan ditambahkan aquabides sedikit

demi sedikit hingga volume larutan menjadi 1000mL. Setelah pengadukan selama 1-

2 jam, larutan didiamkan selama 30 menit. Selanjutnya larutan supernatan dari

naftalena yang telah dikopresipitasi dengan metil trioktil amonium klorida

dikeringkan, dicetak dan dicuci dengan aquades sehingga nantinya akan diperoleh

sluri adsorben.

Kolom diisi dengan sluri adsorben hingga ketinggian 3cm dan dikompres

dengan lembaran batang kaca. Disiapkan 50 mL larutan yang mengandung 0,5-50µg

Cd2+, 5-150 µg Pb2+ dan KI dengan konsentrasi tertentu. Larutan melewati kolom

dengan laju alir 2mL min-1 sehingga terbentuk kompleks CdI42- dan PbI I4

2. Kolom

dicuci dengan 3mL air aquabides untuk menghilangkan ion iodida berlebih.

Selanjutnya CdI42- dan PbI I4

2 didesorpsi dengan menggunakan 5mL HNO3.

Konsentrasi Cd dan Pb pada eluen yang diperoleh diukur dengan menggunakan

spektrofotometer serapan atom nyala (FAAS). Pada FAAS, sampel dinebulisasi

dengan aliran gas oksidan dan kemudian bercampur dengan gas bahan bakar

(asitilen) yang akan membawa ke nyala untuk diatomisasi dan atom-atom ground

state ini kemudian menyerap radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi (hallow

cathode lamp) yang terbuat dari unsur-unsur yang bersangkutan (Pb dan Cd).


Review Jurnal

Metiltriositilamonium klorida dipandu dengan naftalena dipilih sebagai

adsorben pada proses prekonsentrasi ion Pb dan Cd secara simultan, karena pada

percobaan pendahuluan adsorben tersebut dapat mengadsorpsi kadmium sebagai

CdI42- dan timbal sebagai PbI I4

2- dengan membentuk pasangan ion sebagai berikut:

CdI42- + 2R1(R2)3N+ [⟶ CdI4

2-][R1(R2)3N+]2

PbI42- + 2R1(R2)3N+ [⟶ PbI4

2-][R1(R2)3N+]2

Pada penelitian ini dilakukan optimasi terhadap parameter yang

mempengaruhi proses prekonsentrasi simultan dengan teknik SPE seperti pH,

konsentrasi kalium iodida, konsentrasi eluen, kekuatan ionik larutan, sampel dan laju

alir elusi, konsentrasi metil triositil ammonium klorida, faktor prekonsentrasi, ion

pengganggu dan kapasitas adsorben. Berdasarkan optimasi yang dilakukan terhadap

parameter tersebut diperoleh hasil sebagai berikut:

a. Pengaruh pHPengaruh pH ditentukan dengan mengamati pengaruh perbedaan pH pada kisaran 1,5-10,0 terhadap rekoveri 20 µg Pb2+ dan 10 µg Cd2+ dalam 0,02 mol L-1 larutan kalium iodida. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa metode yang digunakan adalah independen pada kisaran pH tersebut sehingga metode ini dapat diterapkan pada berbagai sampel air.

b. Pengaruh konsentrasi kalium iodidaPengaruh konsentrasi kalium iodida pada teknik prekonsentrasi kuantitatif penentuan Pb2+ dan Cd2+ dilakukan dalam kisaran 1.10-3 – 4.10-3 mol.L-1. Gambar 1 menunjukkan bahwa retensi Pb2+ dan Cd2+ hanya memberi efek pada konsentrasi KI < 0,015 mol L-1. Dengan demikian, kalium iodida dengan konsentrasi rendah (< 0,015 mol.L-1) sangat baik pada pengukuran sampel dalam volume yang besar.


Gambar 1 Pengaruh konsentrasi kalium iodida terhadap retensi CdI4

2- dan PbI I42

(Konsentrasi analit: 10 μg Cd, 25 μg Pb).

Gambar 2 Pengaruh konsentrasi asam nitrat terhadap elusi CdI4

2- dan PbI42- dari kolom

(Konsentrasi analit: 10 μg Cd, 25 μg Pb).

Review Jurnal

c. Penentuan eluen dan konsentrasinya pada adsorpsi analitPada parameter ini ditentukan pengaruh berbagai jenis anion seperti nitrat, klorida, sulfat, dan tartrat tetrafenil borat pada pertukaran dan pemindahan kompleks anionik analit dari kolom. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ion nitrat (NO3

-) adalah eluen terbaik. Konsentrasi ion nitrat ditentukan dengan melihat absorbansi tertinggi Cd2+ dan Pb2+. Gambar 2 menunjukkan pada konsentrasi 2mol L-1 ion nitrat memberikan absorbansi tertinggi.

d. Pengaruh kekuatan ionPengaruh kekuatan ion ditentukan dengan melihat pengaruh dari berbagai elektrolit seperti natrium klorida, kalium klorida dan natrium nitrat dengan range konsentrasi 0,01-0,1 mol L-1 terhadap adsorpsi pada kolom. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa perbedaan kekuatan ion larutan elektrolit tidak memiliki berpengaruh terhadap pembentukan kompleks dan adsorpsi.

e. Pengaruh laju alir elusi sampelHasil pengamatan dengan mengatur laju alir elusi sampel pada kisaran 2-8mL menit-1 menunjukkan bahwa retensi pembentukan CdI4

2- dan PbI42- tidak

dipengaruhi oleh laju alir elusi sampel pada kolom. Dengan demikian teknik ini dapat diaplikasikan pada sampel dengan volume yang kecil ataupun besar.

f. Pengaruh jumlah kadar metil triositil amonium kloridaGambar 3 menunjukkan optimasi kadar metiltriositilamonium klorida yang ditambahkan pada naftalena. Absorbansi tertinggi ditunjukkan pada penambahan 1g metiltriositilamonium klorida dan 10g naftalena.

g. Faktor prekonsentrasiFaktor prekonsentrasi ditentukan dengan melihat pengaruh volume sampel terhadap retensi ion Pb dan Cd. Hasil penelitian menunjukkan rekoveri yang baik pada tingkat kepercayaan 95% (Gambar 4).


Gambar 3 Pengaruh penambahan sejumlah kadar metil triositil amonium klorida (g) ke dalam kolom dengan kadar naftalena 10 g

Gambar 4 Pengaruh jumlah/ volume sampel terhadap rekoveri ion Pb dan Cd(N=4 ; Kadar analit: 10µg Cd dan 25µg Pb)

Jumlah kadar metil triositil amonium klorida (g) yang ditambahkan ke dalam 10 g naftalena

Review Jurnal

h. Pengaruh ion pengganggu (matriks)Pengaruh ion matriks dalam sampel air pada proses separasi dan rekoveri ion Pb2+ dan Cd2+ ditentukan dengan melihat potensi pengaruh keberadaan ion matriks dengan konsentrasi yang berbeda terhadap pengukuran ion Pb dan Cd dengan konsentrasi masing-masing 150 ng mL-1 dan 20 ng mL-1 pada tingkat toleransi 5%. Hasil pada Tabel 1 menunjukkan keberadaan matriks pada sampel tidak memberi pengaruh terhadap analisis. Ini menegaskan bahwa metode prekonsentrasi yang diusulkan pada penelitian ini dapat diterapkan untuk sampel yang mengandung matriks yang beragam dan konsentrasi matriks hingga pada konsentrasi mgL-1.

i. Kapasitas retensi adsorbenKapasitas retensi adsorben ditentukan dengan mengisi sluri adsorben ke dalam kolom hingga mencapai 5 cm. Larutan yang mengandung ion Pb dan Cd dengan konsentrasi masing-masing pada range 500-2000 µg dilewatkan melewati kolom dimulai dari konsentrasi terendah. Proses ini dilanjutkan hingga kation Pb dan Cd telah terelusi dari kolom. Berat adsorben ditentukan dengan menimbang isi kolom yang telah disaring dengan filter kertas dan dikeringkan pada suhu kamar. Rasio antara jumlah ion Pb atau Cd yang teradsorpsi terhadap berat adsorben yang digunakan untuk menghitung kapasitas retensi adsorben untuk masing-masing kation. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah maksimum kapasitas retensi adsorben adalah 3,2 mg dan 4,9 mg per gram adsorben untuk masing-masing ion Cd2+ dan Pb2+.

Selanjutnya dibuat kurva kalibrasi berdasarkan kondisi optimum yang

diperoleh, dengan mengukur absorbansi Pb dan Cd pada panjang gelombang

maksimum dengan menggunakan FAAS. Linearitas dalam plot kurva kalibrasi

diperoleh pada range konsentrasi 0,5-50 µg Cd2+ dan 5-150 µg Pb2+ dalam 5 mL

larutan eluen akhir (grafik linier dalam larutan awal diperoleh pada range 1-100 ng

mL-1 untuk Cd2+ dan 3-100 ng mL-1 untuk Pb2+). Persamaan garis untuk Cd2+ adalah


Review Jurnal

A = 1,2×10-2 C + 9,8×10-4, dengan r = 0,9994 dan A = 3,9×10-3 C + 7,0×10-4 dengan

r, 10-4 = 0,998 untuk ion Pb2+. Limit deteksi untuk Cd2+ dan Pb2+ masing-masing

adalah 0,072 ng mL-1 dan 0,42 ng mL-1. Adapun standar deviasi relatif (RSD) dengan

11 kali pengulangan pengukuran pada konsentrasi 20 ng mL-1 adalah 1,4% untuk

Cd2+ dan 2,2% untuk Pb2+.

Metode analisis yang dikembangkan pada penelitian ini coba diaplikasikan

langsung untuk penentuan ion Pb dan Cd pada sampel air yang diambil dari sungai

Zayandeh Roud di Isfahan, Fin dan air keran di Kashan dengan metode standar adisi.

Hasil yang diperoleh ditunjukkan pada Tabel 2 dengan nilai rekoveri yang diperoleh

pada range 96,0-105,0%. Hal ini menunjukkan bahwa penentuan loham Pb dan Cd

dengan metode FAAS yang dipandu dengan teknik prekonsentrasi secara simultan

dapat diaplikasikan dengan baik untuk menganalisis sampel air tanpa dipengaruhi

oleh keberadaan ion logam lainnya (matriks).

Simpulan

Penentuan Pb dan Cd pada konsentrasi yang runut sangat urgen dalam konteks

perlindungan terhadap lingkungan, makanan dan pertanian. Metode analisis yang

dikembangkan pada penelitian ini terbukti sederhana, sensitif dan sangat selektif

untuk penentuan konsentrasi ion Pb dan Cd pada konsentrasi yang runut sekalipun

dan banyaknya ion pengganggu (matriks) pada beragam jenis sampel air. Faktor

prekonsentrasi yang diperoleh dapat ditingkatkan dengan menggunakan eluen dalam

volume yang lebih kecil.


penentuan pb dan cd

Documents