154 Prosiding Pertemuan dan Presentasi IlmiahPPNY-BATAN. Yogyakarta 23-25 April 1996

Buku II

PENENTUAN ZIRKONIUM(IV) DARI CAMPURAN Mo DAN

PdSECARASPEKTROFOTOMETRIDENGANPEN GO MPLEKS ALIZARIN

Nurwijayadi, Agus Sulistiyono, Endang Na\vangsihPPNY-BATAN. JI. Babarsari Kolak Pas 1008 Yogyakarla 55010

ABSTRAK

PENENTUAN Z/RKON/UM(/V) DARI CA,\1PURAN ,\-10 D/IN Pd SECARA SPEKTROFOTOMETRJDENGAN PENGOMPLEKS AL/Z4RJN. Zirkonium(/~ dipisahkan dari Mo don Pd dengan menambahkanNH.,OH; yang kemudian diambi/ kembali dengan melarutkannya dengan HCI /.2 N. Perbandinganzirkoni~m dengan alizarin sulfonat yang optimum adalah 1 : I; media HCII.2 N don memberikan sera panmak.simum pada panjang gelombang 525 nm. Sedangkan kurva ka/ibrasi standar Zr merupakan garis lurusdenganpersamaany = 0.1468 x + 0.0181 dengan koefisien regresi r = 0.9975. Pada uji cobapenentuankonsentrasi Zr di do/am campuran Mo don Pd didapatkan kesalahan 7 %.

ABSTRACT

SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF ZIRCONIUM(IV) FROM Mo AND Pd MIXTURES

USING ALIZARIN COMPLEXAN. Zirconium was separated from Mo and Pd by addition NH40H and

then take back by diluting it ,yith 1.1 N HCI. The optimum comparison between zirconium and alizarin

sulphonat is 1 ..I in media i.1 N HCI and gave maximum absorption at wavelength 515 nm. The standart

calibration curve ofZr obtained was linier. It's equation Y = 0.1468 X + 0.0181 (r = 0.9975). By proving

for determinating Zr concentration in ,~/o and Pd mixture the error was 7 percent.

PENDAHULUAN senyawa pengompleks yang dengan zirkoniumakan membentuk senyawa kompleks denganpanjang gelombang yang karakteristik.(2) Metodespektrofotometri didasarkan pada penyerapanenergi radiasi yang mempunyai intensitas mula-mula (10) hila dilewatkan memlalui larutanpenyerap maka sebagian dari energi radiasitersebut diserap (Ia), sebagian diteruskan (It) dan

dipantulkan (Ir).

U ranium merupakan salah satu bahan bakarnuklir yang ban yak digunakan pada reaktor

nuklir. Pada pemakaiannya uranium akan terbelahmenjadi beberapa unsur yang banyak sekalijumlahnya antara lain: molybdenum, ruthenium,

technetium, rhodium, palladium, zirkonium,niobium dll. Dalarn teknologi bahan bak!!f nuklir,analisis terhadap zirkonium (disarnping juga.unsur-unsur hasil belah yang lain) sangatdiperlukan untuk mengontrol jalannya proses.Analisis Zr secara spektrofotometri dengan adanyaMo dan Pd akan terganggu besaranabsorbansinya(l). Zirkonium, palladium danmolybdenum dapat dipisahkan dari hasil belahyang lain karena Zr, MQ dan Pd mempunyai sifatyang sarna terhadap kupferon, yaitu membentukZr(C6HSN202)4' Zirkonium dapat dipisahkan

dari campuran Mo dan Pd dengan carapengendapan dengan ammonium hidroksida,membentuk endapan berwama putih zirkoniumhidroksida. sedangkan untuk Mo dan Pd tidakmembentuk endapan. Alizarin merupakan

10 = Ia + It + Ir

Serapan radiasi (Ia) tergantung padaketebalan larutan penyerap dan konsentrasi darilarutan penyerap terse but, radiasi yang

dipantulkan (Jr) dapat dilakukan karenapengukuran intensitas dilakukan dengan larutanpembanding dalam kuvet yang sama. Untukmenentukan unsur secara spektrofotometri dapatdigunakan hukum Lambert-Beer.

ItA=-log-=a.c.f

/0

denganA = absorbansi10 = Intensitas mula-mula

Prosiding Pertemuan don Prt'senfasi IlmiahPPNY-BA7:4N. Yogyakarta 23-25 April/996 But-v II 155

Ditambahkan 3,0 mg natrium alizarin sulfonat,laruran ditepatkan dengan HCll,2 N.

Diukur absorbansinya pada panjang gelombang.525 nm dengan selang waktu pengukuran 5men it.

It = Intensitas yang diteruskan

a = absorbsivitas

c = konsentrasi larutan

t = ketebalan larutan penyerap

Hukum Lambert-Beer membuat hubungan

kurva absorbansi lawan konsentrasi yang sampai

pada konsentrasi tertentu akan memberikan garis

lurus dengan sudut kemiringan atau sensivitas a.t.

Besarnya satuan a bergantung pada satuan kon-

sentrasi larutan yang digunakan. Jika c digunakan

adalah gil maka a disebut absorbsivitas, tetapi jika

c dinyatakan dalam molll maka a disebut

absorbsivitas molar(3).

l>cncntuan pcrbandingan mol Zr-alizarin

TATAKERJA

Untuk mendapatkan serapan yangmaksimum pad a pembentukan kompleks antarazirkonium dengan alizarin dilakukan variasiperbandingan an tara jumlah mol Zr dengan molalizarin, dengan cara sebagai berikut;-Diambil 0,39 mg. Zr(IV) dimasukkan ke dalarn

labu takaf kapasitas 25 mI..Ditambahkan larutan natrium alizarin sulfonat

dengan jumlah bervariasi 0,0056; 0,0070;0,00728; 0,00756; 0,00770; 0,00812; 0,0084;0,0091; 0,0098 mol.

..Larutan di dalarn labu taka! ditepatkan sarnpaivolume 25 ml dengan HClI,2 N.

-Diamkan selarna 50 menit, kemudian diukur

absorbansinya pada panjang gelombang 525nm.

Bahan

I. Asam k1orida Merck2. Zirkonium klorida Merck3. Natrium alizarin solfonat Merck4. Palladium klorida Merck5. Molybdenum trioksida Merck6. Kertas sarin.g

Pcralatan

I. Spektrofotometer2. Pengaduk magnit3. Timbangan listrik4. Peralatan gelas

V-Vis

Shimadzu UV-2100S

Metode

Variasi keasaman media HCI

-Diambil 0,39 mg. Zr(IV), dimasukkan ke dalamlabu takar kapasitas 25 n11.

-Ditambahkan larutan 3,0 mg natrium alizarinsulfonat.

-Volume ditepatkan menjadi 25 ml menggunakanHCl dengan normalitas yang bervariasi, yaitu

0,1;0,5; 1,0; 1,2;2,O;3,ON.-Didiamkan selama 50 men it, kemudian diukur

absorbansinya pacta panjang gelombang 525nm.

Penentuan panjang gelombang maksimum-Dipelajari serapan maksimum kompleks Zr-

alizarin pada daerah panjang gelombang antara400nm-700nm. .

-Diambil 0,39 mg. Zr(IV) clan dimasukkan kedalam labu takar kapasitas 25 mI.

-Ditambahkan 3,0 mg natrium alizarin sulfonat,larutan ditepatkan dengan HCII,2 N.

-Diukur absorbansinya pada panjang gelombang

an tara 400 nm sampai dengan 700 nm.

Penentuan waktu kestabilan :

Dipelajari pengaruh waktu kestabilan

kompleks an tara zirkonium dengan natrium

alizarin sulfonat, dengan cara sebagai berikut;

-Diambil 0,39 mg. Zr(IV) dan dimasukkan kedalam labu takar kapasitas 25 mi.

Pembuatan Kurva Kalibrasi

-Masukkan larutan standar zirkonium dengankonsentrasi Zr(IV) 23,9 ppm yang bervariasi2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; ml ke dalamlabu takar 25 mi.

.Tambahkan larutan natrium alizarin sulfonat,dengan perbandingan mol I : I terhadapzirkonium

.Tepatkan volume menjadi .25 ml dengan HCI1,2 N

.Oiamkan selama 50 menit-Oiukur absorbansinya pacta panjang gelombang

525 nm.Pcnentuan Zr(IV) dalam campuran Mo dan Pd.

.Oiambil 0,39 mg. Zr(IV) dimasukkan ke dalambeker 100 mi.

Prosiding Pertenluan don Presentasi I/,niahPPNY-BATAN. Yogyakarta 23-25 April 1996156 Buku 11

Ganwar I. Panjang gelonwang optimum senyawakompleks Zr-alizarin

batas pemakaian yaitu 40 sampai dengan 60 menitsetelah reaksi, sehingga pada penelitian ini dipilihwaktu 50 menit setelah reaksi(gambar 2). Untukselanjutnya panjang gelombang 525 nm digunakanuntuk pengukuran. Akan tetapi senyawa kompleksZr-alizarin m~mpunyai

-

.Ditambahkan 40 mg Mo dan 2 mg Pd.

.Ditambahkan NH40H sedikit demi sedikit

.sampai terbentuk endapan maksimum.

.Endapan disaring dengan kertas "Whatman" clandicuci dengan air bebas mineral.

-Endapan dilarutkan kembali dengan HCI 1,2 Npada labu takar 50 mI.

.Diambil 2 ml diencerkan kembali sampai 50 mI.

-Diambil 3,5 ml masukkan ke dalam labu takar25. mI, tambahkan 4,2 ml alizarin sulfonat

0,05%.

-Tepatkan dengan HCIl,2N, diamkan selama 50menit.Diukur absorbansinya pada panjang gelombang525 nm.

Pengaruh adanya Mo daD Pd pada analisis

Zr(IV).-Diambil 0,39 mg. Zr(IV) dimasukkan ke dalam

beker 25 ml, kemudian ditambahkan Pdbervariasi O' 10' 20' 30' 40' 50' 60' 70' 80' 90', , , , , , , , , ,100; 110; 150; 200; 300; 400 ppm clan yanglain ditambahkan Mo bervariasi 0; 100; 200;300; 400; 500; 60; 700 ppm serta ditambahkanpengompleks alizarin sulfonat clan media HCI1,2 N sampai volume 25 ml clan dilanjutkan

dengan pengukuran absorbansinya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Senyawa kompleks Zr-alizarin dilihatserapan maksimumnya pada daerah panjang

gelombang antara 400 sampai dengan 700 nm,ternyata mempunyai serapan maksimum padapanjang gelombang 525 nm (Gambar 1).

Gambar 1. JVaktu kestabi/an senyawakolnp/eks Zr-alizarin

komplel<s Zr-alizarin yang mengandung Zr(IV)sekitar 0,306 mg digunakan larutan HCI 1,2 N.

Dipelajari pula pengaruh perbandingan yangoptimum antara pengomplek dengan. yangdikomplekkan, yaitu Zr(1V) dengan alizarin.Perbandingan mol antara Zr .dengan alizarin yangoptimum adalah 1 : I atau 0,306 mg : 3,0 mg

(gambar 3).

Suatu senyawa kompleks pada umumnyadipengaruhi oleh media yang ada, oleh karenanormalitas HCl divariasi untuk mendapatkan basilyang paling baik. Diperoleh data seperti padagambar 4.

Karena pengamatan -yang memilikikesalahan terkecil(4), terdapat pada absorbansiantara 0,2 -0,8 maka untuk pengamatan senyawa-

01

..

0.2

\,~~ ... ~ ~

...,..,..".".".".n

:: ...I.,

"f

Gambar 3. Perbandingan mol Zr denganalizarin

ISSN 0216-3128Ioj K

Prosiding Pertemuan dan Presentasi I/miah

PPNY-B,./T,.IN. Yogj'akarta lJ-15 ,./pril/996 Buku II 157

"

.,.'~m c ,+++ II I

01.It(Il?-PiJ+0 ,. , , ',lit/I?,

0 50 100 '50 200 150 310) 350 400

-"""-"-,. z-"u,,",N

"

Gambar 6. Pengaruh Pd pada absorbansi Zr(IJ1

-.

Gambar 4. Variasi keasaman HCf sebagai media

kompleks

Pada penelitian ini dipelajari pula pengaruh Modan Pd pada analisis Zr(IV) temyata denganadanya Pd 30 ppm sudah nampak mulai

mengganggu sedangkan untuk Mo 50 ppm sudahmulai mengganggu(gambar5 ---6).

Kurva kalibrasi yang telah dibuat danmempunyai persamaan regresi linier Y = 0,1468 X+ 0.0181 dengan koefisien regresi r =

0,9975(gambar 7).Metoda ini dicoba untuk menganalisis

zirkonium yang berada dalam campuran Mo danPd dengan jumlah Mo yang ditambahkan 40 mgdan Pd 2 fig, dihasilkan data sebagai berikut:

Zr(IY)yang

ditambahkan

Zr(IV) yang

didapatkan

Kesalahan

%Gambar 7. Kurva kalibrasi standar Zr-alizarin

mg.

3,35

3,35

mg

3,11

3,10

KESIMPULAN7,52

7,87 1. Pengompleks natrium alizarin sulfonat dapatdigunakan untuk penentuan zirkonium dengancara spektrofotometer.

2. Natrium alizarin sulfonat membentuk kompleksdengan Zr dalam waktu 40 menit setelah reaksidan stabil selama 20 menit, pada media HCI1,2 N dengan perbandingan moll: I danmempunyai se..-apan maksimum pada panjanggelombang 525 nm.

3. Kurva kalibrasi standar untuk analisis campuranMo dan Pd mempunyai persamaan regresi Y =0,1468 X + 0.0181 dengan koefisien regresi r =

0,9975.4. Pad a uji coba cuplikan didapatkan kesalahan

:1:7,0 %.Ma pada

ISSNO216.3128 Nurwijayadi, dkk

5. Mo dan Pd dalam analisis Zr(IV) sebaiknyadieliminir sampai batas yang diijinkan.

DAFTARPUSTAKA

2.

EVANS,H.B., HROBAR, A.M., PATfER-SON, J.H., 'Detennination of Zirconium inUranium Fissium Alloys', AnalyticalChemistry, vol. 32, No.4, April (1960).

MUKHERJI, A.K., 'Analytical Chemistry ofZirconium and Hafnium', Pergamon Press,Oxford, New York, Toronto, Sydney,Braunschweig (1968)

VOGEL I. ARTHUR, "A text book of

Quantitative Inorganic Analysis" 2nd ed.Longman, Green and Co., Toronto (1951).

CHRISTIAN, GARY, D., AND O'REILLY J.E, 'Instrumental Analysis', Allyn and Bocon,Inc, Boston, London, Toronto (1986).

,3

4.

dan Pd mempengaruhi serapan Zr-Alizarin(gambar 5-6). Acuan nomor 1.

Twldjung lndarti.

-Bila media HCI normalitasnya dinaikkan atauditurunkan apakah berpengaruh dalampembentukan kompleks. lvlohon penjelasan.

Nurwijayadi

-Media asam klorida normalitasnya mem-

pengaruhi pembentukkan kompleks, dapatdilihat dari serapan (absorbansinya), gambar 4.

Sunardjo-Pada uji cob a penentuan konsentrasi Zr didalam

campuran Mo dan Pd didapatkan kesalahan 7% Tampaknya kesalahan tersebut cukup besar,bagaimana pendapat anda ?- Kesalahan 7 %dapat diteri11;la, karena analisis dalam ordeppm. Pada uji cob a penentuan konsentrasi Zrdalam campuran didapatkan kesalahan 7 %.Mohon penjelasan mengaapa % kesalahan lebihbesar 5 %.

Nunvijayadi.

-Karena Zr(IV) belumltidak bisa diendapkansecara sempurna, seperti yang telah kamisajikan dalam makalah ini.

JWuzzaky

-Berapa Ksp Mo dan Pd hidroksida sehingga Modan Pd terpisah dari Zr(IV) denganpengendapannya ?

-.pH optimum HCll,2 N, pelarutan Zr(IV) jugapada 1,2 N, jadi langsung dianalisis tanpapengenceran, mohon penjelasan ?

-.Pengeruh Mo terhadap Zr(IV) absorbansinyasangat kecil, apa betul Mo berpengaruh ?

Nurwijayadi

-.Kami belum mencari buku tentang Ksp Mo clanPd hid..roksida.

-.Betul pengaruh, gambar 5

-.Pada penembahan Mo mulai 200 ppmmemberikan kontribusi serapan sebesar 0,5

Tanya-jawab

Dwi Retnani S.

-Pada preparasi di/akukan pengendapan denganNH~OH. Apakah pernah dite/iti berapa % Zryang dapat mengendap, karena ini berpengaruhterhadap hasi/ ana/is is Zr.

Nunvijayadi.

-Pad a makalah ini telah disajikan Zr yangditambahkan dan Zr yang didapatkan.Ditambahnkan 3,35 mg didapatkan 3,10 mg.

Damunir

-Da/am bahan bakar bekas Mo dan Pd sangatkeci/ seka/i, dan bukan menjadi masa/ah dalamproses ekstraksi PURE,x: yang menjadi masalahadalah Zr, Ru, dan Nb. Apa a/asan saudarapenyji hanya mengambi/ masalah pada Zr, Modan Pd. Mengapa tidak Zr, Ru dan Nb. Ketigaunsur ini sangat berpengaruh pada analisis Zr.

Nunvijayadi.Zr. Mo dan Pd mempunyai sifat yang sarnaterhadap cupferron, sedangkan hasil belah yanglain tidak. Maka Zr, Mo dan Pd dapat dipisahkandengan membentuk endapan dengan cupfrron. Mo

ISSN 0216-3128Numijayadi, dkk