pengembangan sensor voltammetrik asam urat …repository.unair.ac.id/25764/1/mufidah.pdf · dan...

87
PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP (HMD) DENGAN MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN SKRIPSI IMROATUL MUFIDAH DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2012 ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin Imroatul Mufidah

Upload: hadan

Post on 19-May-2019

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP

(HMD) DENGAN MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN

SKRIPSI

IMROATUL MUFIDAH

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA

2012

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 2: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

ii

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA HANGING MERCURY DROP

(HMD) DENGAN MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Kimia Pada Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga

Disetujui Oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dra.Miratul Khasanah, M.Si Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc NIP. 19670304 199203 2 001 NIP. 19681228 199303 1 001

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 3: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

iii

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Penyusun : Imroatul Mufidah NIM : 080810082 Pembimbing I : Dra. Miratul Khasanah, M.Si Pembimbing II : Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc Tanggal Ujian : 9 Agustus 2012

Disetujui oleh:

Pembimbing I Pembimbing II Dra.Miratul Khasanah, M.Si Dr.rer.nat.Ganden Supriyanto, M.Sc NIP. 19670304 199203 2 001 NIP. 19681228 199303 1 001

Mengetahui:

Ketua Departemen Kimia Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA

NIP. 19671115 199102 2 001

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 4: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

iv

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi

kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan

sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 5: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

v

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, taufik serta hidayahNya, sehingga penyusun dapat

menyelesaikan naskah skripsi dengan judul “Pengembangan Sensor

Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury

Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin”. Dalam kesempatan ini,

penyusun menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Dr. Alfinda Novi K., DEA selaku ketua Departemen Kimia Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

2. Ibu Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Bapak Dr. rer. nat. Ganden

Supriyanto, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan II yang telah

memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis hingga selesainya

skripsi ini.

3. Bapak Drs. Joesoef Syah, M.Si dan Ibu Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M.Si

selaku dosen penguji yang telah memberikan pendapat dan saran atas

penulisan naskah skripsi ini agar menjadi lebih baik.

4. Bapak Drs. Handoko Darmokoesoemo, DEA selaku dosen wali yang telah

membimbing selama penyusun menempuh pendidikan S1.

5. Seluruh dosen kimia Universitas Airlangga yang telah memberikan

pengajaran selama penyusun menempuh pendidikan S1.

6. Kedua orang tua Bapak Achwan dan Ibu Ning Asfah, Mbak Nur, Mas

Novi, dan seluruh keluarga yang selalu memberikan kasih sayang, do’a

dan dukungan.

7. Teman-teman kelompok skripsi volta (Aisyah, Nikita, Luki, Ayu, Evril,

dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi

ini.

8. Teman-teman kimia angkatan 2008 tercinta, khususnya Dyah APC, Sofi,

Aisyah, Nia, Nirma, dan Khusnul yang selalu ada dalam suka dan duka.

9. Pak Giman dan Mas Roch yang membantu kelancaran skripsi ini.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 6: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

vi

10. Dirjen DIKTI melalui Universitas Airlangga atas dana yang telah

diberikan demi kelancaran penelitian ini.

11. Teman-teman KKN desa Meduri, kecamatan Margomulyo, Bojonegoro

(Lya, Hana, Feny, Sabrina, Ayu, Mbak Desy, Pamela, Mbak Dita, Gama,

Shofi, Tito, Apoy, Danar, dan Mas Galih) yang telah memberi pengalaman

hidup yang indah bagi penyusun.

12. Someone special yang selalu mendukung dengan nasehat dan do’anya.

Penyusun menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari

sempurna, oleh karena itu penyusun mengharapkan saran dan kritik demi

kesempurnaan penulisan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua

pihak. Amin.

Surabaya, Agustus 2012

Penyusun

Imroatul Mufidah

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 7: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

vii

Mufidah, I., 2012, Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly

Imprinted Polianilin. Skripsi ini di bawah bimbingan Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc. Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.

ABSTRAK

Telah dilakukan pengembangan sensor asam urat melalui modifikasi elektroda hanging mercury drop (HMD) dengan polimer tercetak molekul asam urat (molecularly imprinted polymer/MIP) secara voltammetri lucutan. Sensor asam urat dibuat dengan cara melapiskan MIP pada permukaan elektroda HMD. MIP disintesis dengan cara mereaksikan anilin sebagai monomer, ammonium peroksodisulfat sebagai inisiator dan asam urat sebagai template. Produk semula yang didapat adalah non-imprinted polymer (NIP) yang setelah diekstraksi dengan air panas menghasilkan MIP. MIP ini digunakan sebagai material pada pembuatan sensor dalam penentuan kadar asam urat secara voltammetri. Hasil penelitian menunjukkan potensial pelapisan MIP dan potensial akumulasi optimum asam urat pada -1V selama 90 detik dengan pH optimum larutan asam urat 5. Metode yang dikembangkan memiliki linieritas sebesar 0,9975, presisi antara 0,49% - 7,48% untuk konsentrasi 1-5 ppb, sensitivitas 2,06x105 nA/ppb.cm2, limit deteksi 0,3539 ppb (2,1052 x 10-9 M) dan akurasi antara 95,92 sampai 104,97 %. Kata Kunci : asam urat, elektroda HMD, molecularly imprinted polymer,

voltammetri lucutan

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 8: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

viii

Mufidah, I., 2012, Voltammetric Sensor Development of Uric Acid Through a Modification Hanging Mercury Drop (HMD) Electrode with Molecularly Imprinted Polyaniline. This script is under advisement of Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, M.Sc. Chemistry Department, Science and Technology Faculty, Airlangga University, Surabaya.

ABSTRACT

Uric acid sensor development has been performed through a modification hanging mercury drop (HMD) electrode with uric acid-imprinted polymer (molecularly imprinted polymer/MIP) by stripping voltammetry. Uric acid sensor was made by superimposing MIP onto the surface of HMD electrode. MIP was prepared by reacting aniline as monomer, ammonium peroxodisulphate as initiator and uric acid as template. The first product obtained was a non imprinted polymer (NIP) which was extracted with hot water producing MIP. Then, MIP was used as material of sensor to determine uric acid concentration by voltammetry. The results of the study was obtained the optimum coating potential of MIP and accumulation potential of uric acid at -1 V for 90 seconds with optimum pH uric acid solution is 5. The developed method has linearity 0,9975, a precision between 0,49% - 7,48% for uric acid concentrations of 1-5 ppb, a sensitivity is 2,06x105 nA/ppb.cm2, detection limit is 0,3539 ppb (2,1052 x 10-9 M) and accuracy between 95,92 to 104,97%. Keyword : uric acid, HMD electrode, molecularly imprinted polymer, stripping

voltammetry

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 9: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

ix

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ........................................................................................... i LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................ ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ....................................................... iv KATA PENGANTAR ..................................................................................... v ABSTRAK ....................................................................................................... vii ABSTRACT ..................................................................................................... viii DAFTAR ISI .................................................................................................... ix DAFTAR TABEL............................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Permasalahan ................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 4 1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Asam Urat ................................................................................... 5 2.1.1 Gambaran umum asam urat ............................................ 5 2.1.2 Asam urat dalam tubuh manusia..................................... 5 2.1.3 Analisis asam urat ........................................................... 6 2.2 Polimer ...................................................................................... 8 2.2.1 Polimerisasi .................................................................... 8 2.2.2 Molecularly imprinted polymer (MIP) ........................... 9 2.3 Voltammetri .............................................................................. 10 2.3.1 Voltammetri lucutan ........................................................ 11 2.3.2 Elektroda ........................................................................ 14 2.4 Polianilin ............................................................................... 16 2.5 Parameter Validitas Metode ...................................................... 18 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................... 20 3.2 Bahan Penelitian ........................................................................ 20 3.3 Peralatan Penelitian ................................................................... 20 3.4 Diagram Alir Penelitian ............................................................. 21 3.5 Prosedur Penelitian ..................................................................... 22 3.5.1 Pembuatan larutan bufer ................................................. 22 3.5.1.1 Pembuatan larutan asam asetat 2 M ................... 22 3.5.1.2 Pembuatan larutan natrium asetat 2 M .............. 22

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 10: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

x

3.5.1.3 Pembuatan larutan natrium hidrogenfosfat 2M .. 22 3.5.1.4 Pembuatan larutan natrium dihidrogenfosfat 2M ...................................................................... 22 3.5.1.5 Pembuatan larutan bufer asetat pH 4 dan 5 ....... 23 3.5.1.6 Pembuatan larutan bufer fosfat pH 6 dan 7 ....... 23 3.5.2 Pembuatan larutan asam urat ......................................... 24 3.5.2.1 Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm ... 24 3.5.2.2 Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb, dan 5 ppb .................................... 24 3.5.3 Pembuatan larutan HCl 1 M .......................................... 25 3.5.4 Pembuatan polianilin (PANi), non imprinted polymer

(NIP), dan molecularly imprinted polymer (MIP) ......... 25 3.5.5 Optimasi analisis asam urat ........................................... 26 3.5.5.1 Optimasi potensial akumulasi ............................. 26 3.5.5.2 Optimasi waktu akumulasi ................................. 27 3.5.5.3 Optimasi pH larutan ............................................ 27 3.5.6 Pelapisan MIP pada elektroda HMD .............................. 27 3.5.7 Uji kinerja elektroda HMD-MIP ................................... 28 3.5.8 Pembuatan kurva standar asam urat ............................... 28 3.5.9 Uji validitas metode ........................................................ 29 3.5.9.1 Linieritas ............................................................ 29 3.5.9.2 Presisi (ketelitian) .............................................. 29 3.5.9.3 Sensitivitas .......................................................... 30 3.5.9.4 Limit deteksi ...................................................... 30 3.5.9.5 Akurasi ............................................................... 31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pembuatan Polianilin (PANi), Non Imprinted Polymer (NIP),

dan Molecularly Imprinted Polymer (MIP) ............................... 32 4.1.1 Pembuatan polianilin (PANi) .......................................... 32 4.1.2 Pembuatan non imprinted polymer (NIP) ........................ 33 4.1.3 Pembuatan molecularly imprinted polymer (MIP) ......... 34

4.1.4 Karakterisasi PANi, NIP, dan MIP menggunakan spektroskopi FT-IR ......................................................... 35

4.2 Optimasi Analisis Asam Urat dengan elektroda HMD .............. 37 4.2.1 Optimasi potensial akumulasi asam urat ......................... 38 4.2.2 Optimasi waktu akumulasi asam urat .............................. 41 4.2.3 Optimasi pH larutan asam urat ...................................... 43 4.3 Uji Kinerja Elektroda HMD-MIP ............................................... 45 4.4 Pembuatan Kurva Standar Asam Urat ........................................ 47 4.5 Validasi Metode .......................................................................... 48 4.5.1 Linieritas ......................................................................... 48 4.5.2 Presisi (ketelitian) ............................................................ 49 4.5.3 Sensitivitas ..................................................................... 50 4.5.4 Limit deteksi ................................................................... 50 4.5.2 Akurasi ............................................................................. 51

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 11: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

xi

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................ 52 5.2 Saran .......................................................................................... 52 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 53 LAMPIRAN

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 12: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

xii

DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

4.1 Data bilangan gelombang puncak spektra FT-IR PANi, NIP, dan MIP

36

4.2 Data hasil analisis asam urat 30 ppb pada optimasi potensial akumulasi asam urat menggunakan elektroda HMD

39

4.3 Data hasil analisis asam urat 5 ppb pada optimasi waktu akumulasi asam urat menggunakan elektroda HMD

41

4.4 Data hasil analisis asam urat 30 ppb pada optimasi pH larutan menggunakan elektroda HMD

43

4.5 Hasil karakterisasi elektroda yang dimodifikasi 45

4.6 Data arus larutan standar asam urat 48

4.7 Hasil koefisien variasi (% KV) larutan standar 49

4.8 Hasil penentuan akurasi larutan standar

51

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 13: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

xiii

DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

2.1 Struktur asam urat 5

2.2 Skema proses pembentukan MIP secara umum (Alexander et al., 2006)

10

2.3 Struktur a) PANi secara umum dan (b) keadaan oksidasi PANi

17

2.4 Reaksi doping-dedoping PANi 18

4.1 Prakiraan ikatan antara PANi dengan asam urat 34

4.2 Spektra FT-IR anilin dan PANi 35

4.3 Spektra FT-IR PANi, NIP, dan MIP 36

4.4 Kurva hubungan arus asam urat 5 ppb dengan potensial akumulasi menggunakan elektroda HMD

39

4.5 Voltammogram pada potensial akumulasi -1 V 40

4.6 Kurva hubungan arus asam urat 5 ppb dengan waktu akumulasi menggunakan elektroda HMD

42

4.7 Voltammogram pada waktu akumulasi 90 detik 43

4.8 Kurva hubungan arus asam urat 30 ppb dengan pH larutan menggunakan elektroda HMD

44

4.9 Voltammogram pada pH larutan asam urat pada pH 5

44

4.10 Voltammogram hasil analisis asam urat menggunakan elektroda (a) HMD, (b) HMD-NIP, (c) HMD-MIP, dan (d) HMD-PANi

46

4.11 Kurva standar asam urat 47

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 14: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Lampiran

1 Perhitungan dalam pembuatan larutan bufer

2 Perhitungan dalam pembuatan larutan asam urat

3 Perhitungan dalam pembuatan PANi, NIP, dan MIP

4 Spektra FT-IR

5 Voltammogram optimasi potensial akumulasi asam urat

6 Voltammogram optimasi waktu akumulasi asam urat

7 Voltammogram optimasi pH larutan asam urat

8 Analisis data validasi metode

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 15: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

1

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Voltammetri merupakan salah satu metode elektroanalitik yang didasarkan

pada proses oksidasi-reduksi komponen pada permukaan elektroda. Metode ini

memiliki banyak kelebihan, di antaranya sensitivitas dan selektivitasnya tinggi,

limit deteksinya rendah (ppm), waktu analisis cepat karena sedikit membutuhkan

preparasi sampel dan dapat menganalisis dalam kisaran konsentrasi yang luas

(Wang, 2000). Selain itu metode voltammetri dapat digunakan untuk menganalisis

analit yang bersifat elektroaktif baik untuk senyawa golongan anorganik maupun

organik. Metode ini mengalami perkembangan yang sangat pesat, khususnya

dalam bidang kesehatan maupun biomedis.

Asam urat merupakan salah satu senyawa yang bersifat elektroaktif

sehingga dapat dianalisis secara voltammetri. Pada bidang medis asam urat

dianalisis dengan metode spektrofotometri menggunakan pereaksi asam

fosfotungstat atau menggunakan enzim uricase (Chen et al., 2005). Pada metode

ini asam urat dalam serum direaksikan dengan asam fosfotungstat dalam suasana

basa dan diukur secara spektrofotometri pada panjang gelombang 660 nm. Namun

metode ini memiliki kelemahan yaitu membutuhkan sampel yang banyak,

perlakuan sampel yang rumit sehingga memerlukan waktu analisis yang lama, dan

memiliki limit deteksi yang relatif tinggi (mM). Dengan demikian metode

voltammetri diharapkan dapat mengatasi kekurangan tersebut.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 16: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

2

Pengukuran asam urat dalam sampel secara voltammetri yang dilakukan

dengan menggunakan bare electrode (elektroda tanpa modifikasi) dapat diganggu

oleh keberadaan asam askorbat dalam sampel darah dan urin (Martinez et al.,

2006). John (2005) mengungkapkan bahwa salah satu masalah utama dalam

penentuan asam urat dengan metode elektrokimia adalah adanya gangguan dari

asam askorbat. Pada penelitian tersebut dilakukan penentuan asam urat dan asam

askorbat secara bersamaan dalam larutan bufer asetat menggunakan elektroda

glassy carbon (GC). Dengan menggunakan elektroda GC tanpa modifikasi,

potensial oksidasi asam askorbat berdekatan dengan potensial asam urat sehingga

terjadi overlapping voltammogram dan mempengaruhi analisis asam urat. Oleh

karena itu perlu adanya upaya pengembangan metode voltammetri untuk

memperbaiki kelemahan tersebut diantaranya melalui modifikasi elektroda kerja.

Molecularly imprinted polymer (MIP) merupakan salah satu teknik

modifikasi elektroda yang sangat menarik. Pada teknik ini analit (template)

dijebakkan dalam jaringan polimer. Kemudian template dihilangkan melalui

proses ekstraksi, sehingga terbentuk cetakan pada polimer yang ukuran dan

bentuknya sesuai dengan ukuran dan bentuk molekul analit (Brüggemann, 2002).

Kelebihan teknik ini di antaranya mampu bekerja dalam berbagai media, dapat

meningkatkan selektivitas dan stabilitas elektroda (Lakshmi et al., 2006).

Arwindah (2010) telah melakukan pengembangan sensor asam urat menggunakan

modifikasi elektroda GC dengan polianilin (PANi) yang tercetak molekul asam

urat. Metode tersebut menghasilkan limit deteksi sebesar 1,8 x 10-9 M (0,33 ppb)

dengan sensitivitas metode sebesar 0,96 µA/ppb, harga recovery sebesar 84,75%

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 17: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

3

dan nilai reprodusibilitas (KV) berkisar 0,488 % hingga 7,832 % untuk

konsentrasi asam urat 1-5 ppb.

Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sensor asam urat

menggunakan metode voltammetri lucutan melalui modifikasi elektroda hanging

mercury drop (HMD) dengan MIP yang terbuat dari anilin sebagai monomer dan

ammonium peroksodisulfat sebagai inisiator. Dengan menggunakan MIP ini

diperoleh suatu cetakan yang sesuai dengan analit yaitu asam urat sehingga

gangguan dari matriks lain dalam sampel dapat dihilangkan. Pemilihan elektroda

HMD didasarkan pada keseragaman ukuran tetes merkuri yang dihasilkan

sehingga arus yang dihasilkan diharapkan reproducible (Wang, 2000).

Sensor dibuat dengan cara melapiskan MIP pada elektroda HMD secara

electro-coating dengan variasi potensial dan waktu akumulasi. Sensor yang

terbentuk dikarakterisasi untuk mengetahui kinerjanya secara voltammetri dengan

cara mengaplikasikannya untuk analisis larutan asam urat kemudian dibandingkan

potensial puncak dan sinyal arusnya dengan hasil analisis menggunakan elektroda

HMD, HMD-non imprinted polymer (HMD-NIP) dan HMD-PANi. Selanjutnya

dilakukan uji validitas metode untuk mengetahui linieritas, presisi, sensitivitas,

limit deteksi, dan akurasi.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, maka dapat dirumuskan

masalah sebagai berikut.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 18: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

4

1. Berapakah potensial dan waktu akumulasi optimum asam urat pada

analisis asam urat menggunakan elektroda HMD?

2. Berapakah pH optimum larutan asam urat pada analisis asam urat secara

voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD?

3. Berapakah linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi metode

analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda

modifikasi HMD-MIP?

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. mengetahui potensial dan waktu akumulasi optimum asam urat pada

analisis asam urat menggunakan elektroda HMD;

2. mengetahui pH optimum larutan asam urat pada analisis asam urat secara

voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD;

3. menentukan linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi

metode analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan

elektroda modifikasi HMD-MIP.

1.4 Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diperoleh sensor yang sensitif

untuk penentuan kadar asam urat dengan hasil yang akurat sehingga dapat

digunakan sebagai metode alternatif penentuan kadar asam urat di samping

metode spektrofotometri yang selama ini digunakan di bidang medis.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 19: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Asam Urat

2.1.1 Gambaran umum asam urat

Senyawa kimia asam urat mempunyai nama IUPAC 7,9-dihidro-1H-purin-

2,6,8(3H)-trion atau dengan nama lain 2,6,8-trioksipurina. Rumus molekul asam

urat adalah C5H4N4O3 dengan berat molekul 168,11g/mol dan massa jenis 1,89

g/mL. Asam urat termasuk asam lemah (pKa= 5,75) yang berupa kristal putih,

mengalami dekomposisi oleh pemanasan menjadi asam sianida dan sukar larut

dalam air tetapi larut dalam gliserin dan basa (O’Neil, 2001). Struktur asam urat

ditunjukkan pada Gambar 2.1.

NH

NH

NH

HN

O

O

O

1

234

5 678

9

Gambar 2.1. Struktur asam urat

2.1.2 Asam urat dalam tubuh manusia

Asam urat merupakan produk utama dan akhir dari metabolisme purin

(Wei et al., 2006). Batas normal asam urat dalam darah adalah 3,5 sampai 7

mg/dL (Dalimartha, 2004). Pemantauan asam urat dalam cairan tubuh secara terus

menerus sangatlah penting karena konsentrasi yang abnormal dari asam urat

dalam tubuh dapat menyebabkan beberapa penyakit, seperti hiperurisemia dan

gout (Shi and Shiu, 2001).

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 20: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

6

Asam urat ditemukan dalam cairan tubuh manusia bersama-sama dengan

asam askorbat, terutama dalam darah dan urin. Potensial oksidasi asam urat dan

asam askorbat sangatlah berdekatan sehingga analisis asam urat dan asam

askorbat secara bersamaan menghasilkan respon voltammetrik yang overlap

sehingga sulit untuk dipisahkan (Martinez et al., 2006).

2.1.3 Analisis asam urat

Selama ini penentuan asam urat yang dilakukan di bidang medis adalah

dengan metode spektrofotometri menggunakan pereaksi asam fosfotungstat atau

menggunakan enzim uricase (Chen et al., 2005). Pada metode ini asam urat dalam

serum direaksikan dengan asam fosfotungstat dalam suasana basa sehingga asam

fosfotungstat ini akan direduksi oleh asam urat menghasilkan warna biru dan

diukur secara spektrofotometri pada panjang gelombang 660 nm. Limit deteksi

yang dihasilkan relatif tinggi (mM).

Metode lain untuk penentuan kadar asam urat adalah kromatografi dan

elektroforesis (Kochansky and Strein, 2000). Chen et al. (1997) mengembangkan

kromatografi untuk penentuan asam urat dalam urin dengan timol dan atau

timerosal yang juga digunakan untuk penentuan kreatinin. Kreatinin dan asam urat

terdeteksi dengan waktu retensi berturut-turut yaitu 5 menit dan 10 menit dalam

bufer asetat pada pH 4,5.

George et al. (2006) melakukan penentuan secara simultan terhadap

alantoin, asam urat dan kreatinin dalam urin sapi menggunakan metode high

performance liquid chromatography (HPLC). Pada analisis tersebut digunakan

fasa mobil larutan kalium dihidrogen fosfat 10 mM pH 4,7 dengan laju alir 1

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 21: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

7

mL/menit dan pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 220 nm. Hasil

penelitian tersebut menunjukkan limit deteksi 0,11 µg/mL (110 ppb) dan asam

urat terdeteksi pada waktu retensi 10,2 menit.

Beberapa tahun terakhir, metode yang banyak dikembangkan adalah

metode voltammetri. Di bidang medis metode ini dapat digunakan untuk

pengukuran senyawa-senyawa yang kadarnya dalam tubuh harus tetap dikontrol

seperti asam urat. Banyak keunggulan pada metode ini diantaranya memiliki limit

deteksi yang rendah, sensitivitas tinggi, dan sedikit membutuhkan preparasi

sampel sehingga waktu analisis relatif cepat (Wang, 2000).

Metode voltammetri lucutan dengan elektroda cair berupa hanging

mercury drop (HMD) merupakan metode yang memiliki sensitivitas tinggi karena

dapat digunakan untuk menganalisis sampel dengan konsentrasi hingga skala

µg/L (Wang, 2000). Pada penelitian sebelumnya telah dikembangkan sensor asam

urat menggunakan kombinasi teknik molecularly imprinted solid-phase extraction

(MISPE) dengan silica gel sebagai sorben dengan sensor HMD-MISPE. Analisis

ini menggunakan jenis differential pulse cathodic stripping voltammetric

(DPCSV) dan MIP dibuat dari melamin dan kloranil. Hasil penelitian

menunjukkan limit deteksi yang sebelumnya (tanpa teknik MISPE) sebesar 0,024

µg/mL (24 ppb), turun menjadi 0,0008 µg/mL (0,8 ppb) dengan teknik kombinasi

(Prasad et al., 2007).

Khasanah (2010) mempelajari pengembangan sensor asam urat melalui

modifikasi elektroda HMD dengan molecularly imprinted polymer (MIP) yang

terbuat dari asam metakrilat sebagai monomernya. Dari hasil penelitian

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 22: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

8

didapatkan linieritas sebesar 0,9963, limit deteksi sebesar 0,094 ppb dan

didapatkan sensitivitas metode 16,405 nA/ppb.

2.2 Polimer

Polimer merupakan suatu molekul berukuran besar yang terbentuk dari

susunan ulang molekul kecil (monomer) yang terikat melalui ikatan kimia. Sifat-

sifat polimer berbeda dari monomer-monomer yang menyusunnya, tetapi

mekanisme kimiawi untuk membuat dan memutus polimer secara mendasar

adalah sama. Monomer-monomer dihubungkan melalui suatu reaksi dimana dua

molekul berikatan secara kovalen satu sama lain melalui pelepasan satu molekul

air, atau disebut juga reaksi dehidrasi (Saunders, 1988).

2.2.1 Polimerisasi

Polimerisasi adalah reaksi-reaksi pembentukan polimer. Klasifikasi

polimerisasi yang utama adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi

(Saunders, 1988). Polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam

unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih

sedikit karena terbentuknya produk samping selama berlangsungnya proses

polimerisasi (Stevens, 2000).

Polimer adisi adalah polimer yang terjadi karena adanya penambahan

molekul-molekul monomer berikatan rangkap dengan adanya suatu pemicu

radikal bebas atau ion. Sedangkan polimer kondensasi adalah polimer yang terjadi

karena monomer-monomer saling berkaitan dengan melepas molekul kecil, seperti

H2O, NH3 atau CH3OH. Polimerisasi kondensasi terjadi pada monomer yang

mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya (Oxtoby et al., 2003).

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 23: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

9

Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu tahap

inisiasi, tahap propagasi dan tahap terminasi. Pada tahap inisiasi akan dibentuk

sisi aktif yang memungkinkan terjadinya reaksi polimerisasi. Tahap inisiasi

dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu

radikal bebas yang terbentuk. Pada tahap inisiasi dibutuhkan inisiator untuk

memulai reaksi. Inisiator dapat berupa radikal bebas (R.) dan berfungsi untuk

memulai polimerisasi. Inisiator umumnya berupa senyawa peroksida yang dapat

menghasilkan radikal bebas melalui dekomposisi termal karena memiliki ikatan

kimia yang relatif lemah. Tahap propagasi ditandai dengan pemanjangan rantai

atau bertambahnya berat molekul. Sedangkan pada tahap terminasi terjadi

deaktifasi untuk menghasilkan produk akhir berupa polimer yang stabil. Pada

tahap ini terjadi penghentian pembentukan rantai polimer (Saunders, 1988).

2.2.2 Molecularly imprinted polymer (MIP)

Molecularly imprinted polymer (MIP) adalah salah satu teknik untuk

sintesis polimer dengan tempat pengenalan analit yang spesifik (Komiyama et al.,

2003). MIP dapat dibuat dengan cara mereaksikan monomer, cross linker dan

inisiator. Monomer ini dicampur dengan molekul target (template) untuk

membentuk kompleks dengan cara berikatan secara kovalen atau non-kovalen.

Cross linker digunakan untuk membuat ikatan yang menghubungkan rantai

polimer satu dengan yang lain. Inisiator merupakan bahan kimia yang dapat

meningkatkan kecepatan polimerisasi. Tetapi tidak semua reaksi polimerisasi

untuk pembuatan MIP membutuhkan cross linker dan inisiator.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 24: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

10

Secara umum sintesis MIP terdiri atas 4 langkah (Alexander et al., 2006),

yaitu pembentukan kompleks antara molekul tuan rumah (host) dan monomer

fungsional, kopolimerisasi dengan cross-linker dalam pelarut yang inert,

pembentukan polimer yang kaku (rigid), dan pelepasan/ekstraksi template

(molekul target) dari jaringan polimer. Skema proses sintesis MIP secara umum

ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Skema proses pembentukan MIP secara umum (Alexander et al., 2006)

2.3 Voltammetri

Voltammetri merupakan metode elektrokimia yang mengukur arus sebagai

fungsi potensial. Timbulnya sinyal arus pada analisis secara voltammetri

disebabkan oleh kemampuan gugus fungsi mengalami reaksi oksidasi-reduksi

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 25: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

11

pada permukaan elektroda (Wang, 2000). Arus yang dihasilkan pada voltammetri

sebanding dengan konsentrasi analit dalam larutan. Hasil pengukuran dengan

voltammetri berupa sinyal arus dan ditampilkan dalam bentuk voltammogram

(Skoog et al., 1996).

Proses analisis dengan menggunakan voltammetri didasarkan pada prinsip

reaksi reduksi atau oksidasi senyawa yang dianalisis. Ketika terjadi reaksi oksidasi

atau reduksi pada permukaan elektroda akan terjadi aliran elektron. Aliran

elektron ini menghasilkan arus yang sebanding dengan konsentrasi analit (Wang,

2000). Ada tiga arus yang dihasilkan pada teknik voltammetri yaitu arus difusi,

arus migrasi, dan arus konveksi. Arus yang diharapkan pada pengukuran dengan

teknik voltammetri yaitu arus difusi. Arus difusi memberikan informasi yang

berhubungan langsung dengan konsentrasi analit.

Teknik voltammetri memiliki banyak keunggulan diantaranya adalah

mempunyai sensitivitas tinggi, limit deteksi yang rendah, waktu analisis cepat

karena sedikit membutuhkan preparasi sampel, dan dapat menganalisis dalam

kisaran konsentrasi yang luas (Wang, 2000). Selain itu, metode ini dapat

digunakan untuk menganalisis senyawa-senyawa golongan organik maupun

anorganik yang bersifat elektroaktif.

2.3.1 Voltammetri lucutan

Metode voltammetri lucutan dikembangkan dari metode voltammetri.

Metode ini merupakan teknik yang sangat sensitif karena dapat digunakan untuk

mengukur analit hingga skala µg/L (Wang, 2000). Analisis secara voltammetri

lucutan meliputi dua tahap yaitu akumulasi atau deposisi analit pada permukaan

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 26: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

12

elektroda dan pelepasan kembali analit dari permukaan elektroda (tahap

lucutan/stripping). Pada tahap pertama, elektroda diatur pada potensial tertentu

dan analit dalam larutan dibiarkan terdekomposisi pada permukaan elektroda.

Pada tahapan ini yang bekerja adalah elektroda kerja dan elektroda pembanding.

Sedangkan pada tahap kedua, analit dilepaskan (dilucutkan) dari elektroda ke

dalam larutan. Pengukuran analit berlangsung pada saat proses lucutan ini melalui

sinyal arus dan potensial yang ditampilkan dalam bentuk voltammogram. Pada

tahapan ini yang bekerja adalah elektroda kerja dan elektroda pembantu.

Selain tahapan utama dalam analisis secara voltammetri lucutan, juga

terdapat tahapan penting lain diantaranya adalah purging, cleaning, dan

equilibrating. Purging merupakan tahap pengaliran gas nitrogen yang bersifat

inert ke dalam sel untuk menghilangkan oksigen terlarut yang dapat mengganggu

proses pengukuran. Oksigen dapat mengganggu analisis karena oksigen mudah

mengalami reaksi reduksi. Cleaning merupakan tahap pembersihan elektroda

untuk menghilangkan sisa pengotor atau analit pada analisis sebelumnya.

Sedangkan equilibrating merupakan tahapan istirahat sebelum proses pelucutan

agar proses pelucutan dapat berjalan sempurna (Wang, 1985).

Tiap-tiap analit elektroaktif yang diukur dengan voltammetri lucutan

mempunyai potensial elektroanalisis yang spesifik. Potensial ini yang dijadikan

dasar analisis kualitatif. Sedangkan untuk analisis kuantitatif dapat diperoleh dari

besarnya arus difusi atau arus yang terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi.

Konsentrasi analit sebanding dengan besarnya arus difusi (Wang, 1985).

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 27: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

13

Parameter-parameter yang mempengaruhi proses analisis sampel secara

voltammetri lucutan diantaranya adalah potensial akumulasi dan waktu akumulasi.

Potensial akumulasi adalah potensial yang diberikan selama proses akumulasi

analit pada permukaan elektroda kerja. Sedangkan waktu akumulasi atau disebut

juga waktu deposisi adalah waktu yang diperlukan oleh analit untuk terakumulasi

pada elektroda kerja. Waktu akumulasi sangat mempengaruhi jumlah analit yang

terakumulasi pada elektroda sehingga mempengaruhi besarnya arus yang terbaca

pada detektor saat lucutan. Semakin lama waktu akumulasi semakin banyak analit

yang dapat terakumulasi pada elektroda hingga analit dalam larutan hampir habis.

Adapun hubungan waktu akumulasi dan konsentrasi analit yang terakumulasi

pada elektroda merkuri dapat dijelaskan dengan persamaan Faraday (Wang,

2000).

……………………………….. (2.1)

Dengan ketentuan Ce adalah konsentrasi analit yang terakumulasi pada elektroda

(M), il adalah arus batas (nA), td adalah waktu akumulasi (deposition time) (detik),

n adalah jumlah elektron yang terlibat dalam proses akumulasi, F adalah bilangan

Faraday (C), dan VHg adalah volume elektroda merkuri (m3).

Persamaan Faraday tersebut menjelaskan bahwa konsentrasi analit pada

elektroda berbanding lurus dengan waktu akumulasi dan arus yang terukur. Untuk

kadar analit yang sangat rendah maka dibutuhkan waktu akumulasi yang lebih

lama dibanding konsentrasi yang lebih tinggi. Tetapi ada suatu saat di mana

Hg Ce =

i1.td

nFV

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 28: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

14

bertambahnya arus tidak lagi sebanding dengan penambahan waktu akumulasi

yaitu ketika elektroda telah jenuh oleh analit dan transfer analit akan terhenti

walaupun masih ada sisa analit dalam larutan (Zen and Hsu,1998).

2.3.2 Elektroda

Elektroda berfungsi sebagai detektor yang akan direspon analit sebagai

sinyal arus. Sel voltammetri terdiri dari tiga macam elektroda yaitu elektroda kerja

(working electrode), elektroda pembanding (reference electrode) dan elektroda

pembantu (auxiliary electrode) (Christian, 1994).

Elektroda kerja sangat berpengaruh dalam analisis voltammetri karena

merupakan tempat terjadinya reaksi elektrokimia (redoks). Elektroda kerja yang

ideal harus sesuai dengan analit, mempunyai luas permukaan yang reproducible

serta mempunyai arus background yang rendah (Wang, 1985).

Elektroda hanging mercury drop (HMDE) adalah salah satu elektroda

kerja yang sangat populer untuk analisis lucutan. Rentang potensial pengukuran

HMDE cukup lebar yaitu -2 V sampai 0,2 V (Kopanica, 1993). HMDE memiliki

beberapa kelebihan diantaranya memiliki luas permukaan yang reproducible, arus

background yang rendah, dan overpotensial untuk pembentukan gas hidrogen

sangatlah tinggi sehingga memungkinkan dilakukan analisis dalam suasana asam.

Selain itu tetes merkuri sangat mudah dihasilkan sehingga sinyal arus yang

dihasilkan reproducible (Wang, 2000).

Untuk meningkatkan sensitivitas dan mengurangi gangguan akibat

pengaruh matriks sampel pada elektroda, maka akhir-akhir ini dikembangkan

modifikasi elektroda dengan melapiskan senyawa tertentu di permukaan elektroda

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 29: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

15

kerja (Wang, 2000). Ada tiga cara dalam modifikasi elektroda yaitu melapisi

elektroda dengan suatu film secara self-assembled monolayer (SAM), melapisi

elektroda dengan lapisan polimer dengan cara elektropolimerisasi pada

permukaan elektroda, dan modifikasi keseluruhan elektroda, di mana material

modifikasi dicampur dengan material elektroda (Brett and Brett, 1998).

Elektroda pembanding memiliki nilai potensial sel yang telah diketahui,

konstan dan tidak terpengaruh oleh larutan yang sedang dianalisis. Elektroda

pembanding berfungsi untuk memonitor potensial elektroda kerja karena beda

potensial dalam voltammetri diberikan antara elektroda kerja dan elektroda

pembanding. Elektroda pembanding yang sering digunakan adalah elektroda

kalomel dan Ag/AgCl (Wang, 1985).

Elektroda pembantu adalah elektroda yang berpasangan dengan elektroda

kerja tetapi tidak berperan dalam menentukan besarnya potensial yang diukur.

Elektroda pembantu dikendalikan oleh potensiostat untuk kesetimbangan arus

difusi pada elektroda kerja dengan transfer elektron ke arah sebaliknya. Apabila

terjadi reduksi pada elektroda kerja maka terjadi oksidasi pada elektroda

pembantu, dan sebaliknya. Elektroda pembantu yang sering digunakan adalah

Platina dan karbon yang sifatnya inert dan tidak dipengaruhi oleh arus. Arus yang

dihasilkan diukur antara elektroda kerja dan elektroda pembantu (Skoog et al.,

1996).

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 30: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

16

2.4 Polianilin

Polianilin (PANi) merupakan salah satu bahan polimer konduktif yang

monomernya mudah didapat, sintesisnya sederhana, stabil terhadap lingkungan,

konduktivitas listriknya tinggi, dan aplikasinya sangat luas. (Wang et al., 2007).

PANi mampu berinteraksi dengan banyak senyawa melalui ikatan hidrogen dan

tumpang tindih orbital π-π. Sreenivasan (2007) telah melakukan sintesis dan

karakterisasi molecularly imprinted polymer (MIP) yang terbuat dari anilin

sebagai monomer dan 4 macam basa nitrogen yaitu timin, sitosin, adenin, dan

guanin sebagai templatenya. Hasil penelitian menunjukkan pada MIP yang

terbentuk terjadi ikatan hidrogen antara oksigen pada gugus karbonil dari template

dan hidrogen dari gugus amina dari polianilin (PANi).

Proses polimerisasi anilin terbagi menjadi tiga tahap. Tahap pertama yaitu

inisiasi dimana pada tahap ini inisiator membentuk senyawa radikal yang tidak

stabil dan menyerang monomer anilin sehingga ikatan rangkap pada anilin putus

dan terbentuk anilin yang bersifat radikal juga. Setelah itu, terjadi tahap propagasi

yaitu anilin radikal bereaksi dengan anilin yang lainnya sehingga menghasilkan

anilin-anilin yang bersifat radikal. Tahap yang terakhir adalah tahap terminasi

dimana anilin radikal membentuk rantai dengan radikal-radikal lainnya sehingga

membentuk rantai polimer yang panjang dan netral.

Berdasarkan tingkat oksidasinya, PANi ditemukan dalam tiga bentuk

isolatifnya yaitu leucomeraldine base (LB) yang tereduksi penuh (y=1),

emeraldine base (EB) yang teroksidasi setengah (y=0,5) dan pernigraniline base

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 31: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

17

(PB) yang teroksidasi penuh (y=0) (Wallace et al., 2003). Struktur PANi tersebut

dapat dilihat pada Gambar 2.3.

(a)

(b)

Gambar 2.3 Struktur (a) PANi secara umum dan (b) keadaan oksidasi PANi

Dari tiga bentuk ini, EB yang paling stabil dan konduktivitasnya dapat

diatur melalui doping-dedoping (Maddu et al., 2008). Bentuk EB dapat dibuat

konduktif dengan doping asam protonik seperti HCl, dimana proton-proton

ditambahkan ke situs-situs –N=, sementara jumlah elektron pada rantai tetap.

Bentuk konduktif dari EB disebut emeraldine salt (ES). Reaksi doping-dedoping

atau protonasi-deprotonasi PANi dapat dilihat pada Gambar 2.4.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 32: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

18

Gambar 2.4 Reaksi doping-dedoping PANi

2.5 Parameter Validitas Metode

Validasi metode adalah tindakan penilaian berdasarkan hasil percobaan

untuk mengetahui kelayakan dari metode yang digunakan. Parameter-parameter

validasi metode antara lain linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi dan

akurasi. Linieritas menyatakan hubungan linier antara respon detektor dengan

konsentrasi zat yang dianalisis. Linieritas dikatakan baik apabila harga korelasi (r)

mendekati 1 (Miller and Miller, 1988).

Presisi (ketelitian) merupakan suatu derajat keterulangan (reproducibility)

dari suatu metode analisis. Ketelitian menyatakan keterulangan hasil yang

diperoleh dari pengukuran pada kondisi yang sama.

Sensitivitas diartikan sebagai perubahan arus yang terukur dalam satuan

konsentrasi yang dapat dinyatakan dengan nilai slope persamaan regresi linier.

Nilai slope yang semakin besar menyatakan bahwa perubahan konsentrasi analit

sedikit saja menyebabkan perubahan arus yang besar, sehingga sentivitas metode

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 33: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

19

dikatakan baik jika harga slope tinggi (Miller and Miller, 1988) dengan tetap

harus mempertimbangkan sinyal noise.

Limit deteksi merupakan kadar analit terkecil dalam sampel yang masih

dapat dideteksi dengan baik oleh suatu metode. Semakin kecil nilai limit deteksi

suatu metode, maka metode tersebut semakin baik. Sedangkan akurasi

menyatakan seberapa dekat kadar yang diperoleh dari hasil analisis terhadap kadar

sebenarnya. Nilai akurasi semakin baik jika mendekati 100%.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 34: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

20

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan

Laboratorium Instrumentasi Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Airlangga dan Laboratorium MIPA Bersama Universitas Negeri

Surabaya mulai bulan Januari – Juni 2012.

3.2 Bahan Penelitian

Bahan kimia yang digunakan adalah asam urat, anilin, asam klorida (HCl),

ammonium peroksodisulfat, natrium hidroksida (NaOH), dimetilsulfoksida

(DMSO), asam asetat glasial, natrium asetat anhidrat, natrium hidrogenfosfat

dihidrat (Na2HPO4.2H2O) dan natrium dihidrogenfosfat dihidrat

(NaH2PO4.2H2O). Semua bahan kimia berderajat kemurnian pro analisis.

Sedangkan air yang digunakan adalah akuabides.

3.3 Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan adalah 797 Voltammetry Computrace (MVA

system-1) yang terdiri dari wadah sampel, pengaduk magnetik, processor unit, PC,

elektroda kerja hanging mercury drop (HMD), elektroda pembanding Ag/AgCl

dan elektroda pembantu Pt. Peralatan lain yang digunakan adalah mikropipet, pH

meter, hot plate, peralatan gelas serta peralatan pendukung lainnya.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 35: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

21

3.4 Diagram Alir Penelitian

waktu pelapisan : 120 detik (Prasad et al., 2007)

Sintesis NIP, MIP dan PANi

Optimasi analisis asam urat menggunakan elektroda

HMD

Pelapisan MIP pada elektroda HMD

- Potensial akumulasi : -1,5 V – +0,5 V dengan interval 100 mV

- waktu akumulasi : 30-150 detik - pH larutan (pH 4-7)

dibandingkan dengan HMD, HMD-NIP dan HMD-PANi

Penyiapan monomer, pelarut dan

inisiator

Uji kinerja elektroda HMD-MIP

Pembuatan kurva standar asam urat

Uji validitas metode

- Linieritas - Presisi - Sensitivitas - Limit deteksi - Akurasi

Karakterisasi dengan FT-IR

Pembuatan larutan bufer dan

asam urat

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 36: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

22

3.5 Prosedur Penelitian

3.5.1 Pembuatan larutan bufer

3.5.1.1 Pembuatan larutan asam asetat 2M

Larutan asam asetat 2M dibuat dengan cara memipet asam asetat glasial (ρ

=1,049, Mr=60,05) sebanyak 11,5 mL dan dimasukkan ke dalam gelas beker yang

telah berisi 50 mL air, kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100 mL

serta diaduk hingga homogen.

3.5.1.2 Pembuatan larutan natrium asetat 2M

Larutan natrium asetat 2M dibuat dengan cara melarutkan natrium asetat

anhidrat sebanyak 16,4 gram dengan air di dalam gelas beker, kemudian

diencerkan dengan air sampai volume 100 mL serta diaduk hingga homogen.

3.5.1.3 Pembuatan larutan natrium hidrogenfosfat 2M

Larutan natrium hidrogenfosfat 2M dibuat dengan cara melarutkan

Na2HPO4.2H2O (Mr=178) sebanyak 35,6 gram dengan air di dalam gelas beker,

kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100 mL serta diaduk hingga

homogen.

3.5.1.4 Pembuatan larutan natrium dihidrogenfosfat 2M

Larutan natrium dihidrogenfosfat 2M dibuat dengan cara melarutkan

NaH2PO4.2H2O (Mr=156) sebanyak 31,2 gram dengan air di dalam gelas beker,

kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100 mL serta diaduk hingga

homogen.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 37: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

23

3.5.1.5 Pembuatan larutan bufer asetat pH 4 dan 5

Larutan bufer asetat pH 4 dibuat dengan cara mencampurkan CH3COOH

2M sebanyak 42,6 mL dan CH3COONa 2M sebanyak 7,4 mL kemudian

diencerkan dengan air sampai volume 100 mL. Sedangkan larutan bufer asetat pH

5 dibuat dengan cara mencampurkan CH3COOH 2M sebanyak 18,2 mL dan

CH3COONa 2M sebanyak 31,8 mL kemudian diencerkan dengan air sampai

volume 100 mL. Selanjutnya pH larutan diukur dengan pH meter. Jika pH bufer

terlalu asam maka ditambahkan ke dalamnya larutan CH3COONa 2M tetes demi

tetes sampai diperoleh pH yang diinginkan. Jika pH bufer terlalu basa maka

ditambahkan tetes demi tetes larutan CH3COOH 2M sampai diperoleh pH yang

diinginkan.

3.5.1.6 Pembuatan larutan bufer fosfat pH 6 dan 7

Larutan bufer fosfat pH 6 dibuat dengan cara mencampurkan NaH2PO4

2M sebanyak 47,1 mL dan Na2HPO4 2M sebanyak 2,9 mL kemudian diencerkan

dengan air sampai volume 100 mL. Sedangkan larutan bufer fosfat pH 7 dibuat

dengan cara mencampurkan NaH2PO4 2M sebanyak 31,0 mL dan Na2HPO4 2M

sebanyak 19,0 mL kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100 mL.

Selanjutnya pH larutan diukur dengan pH meter. Jika pH terlalu asam maka

ditambahkan kedalamnya larutan Na2HPO4 2M tetes demi tetes ke dalamnya

sampai diperoleh pH yang diinginkan. Jika pH bufer terlalu basa maka

ditambahkan tetes demi tetes larutan NaH2PO4 2M sampai diperoleh pH yang

diinginkan.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 38: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

24

3.5.2 Pembuatan larutan asam urat

3.5.2.1 Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm

Larutan induk asam urat 1000 ppm (5,95.10-3M) dibuat dengan cara

menimbang dengan teliti asam urat sebanyak 0,1000 gram dan dilarutkan dengan

NaOH 50% (b/b) hingga tepat larut dalam gelas beker 100 mL. Kemudian larutan

dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan

air sampai tanda batas serta dikocok hingga homogen.

3.5.2.2 Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb, dan 5 ppb

Larutan kerja asam urat 10 ppm dibuat dengan cara memipet larutan induk

asam urat 1000 ppm sebanyak 1,0 mL kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur

100 mL dan diencerkan dengan air sampai tanda batas serta dikocok hingga

homogen.

Larutan kerja asam urat 1 ppm dibuat dengan cara memipet larutan kerja

asam urat 10 ppm sebanyak 10,0 mL kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur

100 mL dan diencerkan dengan air sampai tanda batas serta dikocok hingga

homogen.

Larutan kerja asam urat 30 ppb dibuat dengan cara memipet larutan kerja

asam urat 1 ppm sebanyak 3,0 mL kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100

mL dan diencerkan dengan air sampai tanda batas serta dikocok hingga homogen.

Larutan ini selalu dibuat baru (fresh).

Larutan kerja asam urat 5 ppb dibuat dengan cara memipet larutan kerja

asam urat 1 ppm sebanyak 500 μL kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 39: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

25

mL dan diencerkan dengan air sampai tanda batas serta dikocok hingga homogen.

Larutan ini selalu dibuat baru (fresh).

3.5.3 Pembuatan larutan HCl 1M

Larutan HCl 1M dibuat dengan cara mengambil 4 ml HCl 37% dan

dimasukkan ke dalam gelas beker yang telah berisi 20 mL air, kemudian

diencerkan dengan air sampai volume 50 ml serta diaduk hingga homogen.

3.5.4 Pembuatan polianilin (PANi), non imprinted polymer (NIP), dan molecularly imprinted polymer (MIP)

Polimer anilin (PANi) dibuat dengan cara melarutkan 0,4 mL anilin dalam

gelas beker yang berisi 7,5 mL HCl 1M, kemudian dilakukan pemanasan di atas

hotplate pada suhu 500C selama 30 menit serta diaduk dengan pengaduk

magnetik. Setelah itu ditambahkan larutan inisiator ammonium peroksodisulfat

(0,5000 gram dalam 2,5 mL air) tetes demi tetes, sementara pengadukan

diperlambat. Setelah itu campuran disimpan selama 12 jam pada suhu 250C.

Polimer yang terbentuk lalu dicuci dengan HCl 1M kemudian dikeringkan. PANi

yang didapat dikarakterisasi dengan fourier transform-infra red (FT-IR).

Non imprinted polymer (NIP) dibuat dengan cara mencampurkan anilin,

ammonium peroksodisulfat, dan template (asam urat) dengan perbandingan mol

2:1:0,1 (Sreenivasan, 2007). Asam urat sebanyak 0,0336 gram ditambahkan ke

dalam larutan yang terbuat dari 0,4 mL anilin yang dilarutkan dalam gelas beker

yang berisi 7,5 mL HCl 1M, kemudian dilakukan pemanasan di atas hotplate pada

suhu 500C selama 30 menit serta diaduk dengan pengaduk magnetik. Setelah itu

ditambahkan larutan inisiator amonium peroksodisulfat (0,5000 gram dalam 2,5

mL air) tetes demi tetes, sementara pengadukan diperlambat. Setelah itu disimpan

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 40: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

26

selama 12 jam pada suhu 250C. NIP yang terbentuk lalu dicuci dengan HCl 1M

kemudian sebagian dikeringkan dan sisanya digunakan untuk pembuatan

molecularly imprinted polymer (MIP). NIP yang didapat dikarakterisasi dengan

FT-IR.

MIP dibuat dengan cara menimbang hasil NIP yang terbentuk, kemudian

dilakukan ekstraksi terhadap asam urat dengan cara disentrifuge sebanyak 3 kali

masing-masing menggunakan 10 mL air panas selama 20 menit dan pada suhu

50oC untuk memisahkan endapan dan filtrat. NIP yang telah diekstraksi asam

uratnya inilah yang disebut MIP. MIP yang didapat dikarakterisasi dengan FT-IR.

3.5.5 Optimasi analisis asam urat

Dilakukan optimasi parameter analisis meliputi potensial akumulasi, dan

waktu akumulasi agar pengukuran dapat menghasilkan hasil yang optimal. Hasil

optimasi setiap parameter dipertahankan untuk optimasi parameter selanjutnya

agar kondisi optimum untuk semua parameter yang diperoleh dapat digunakan

pada prosedur kerja selanjutnya.

3.5.5.1 Optimasi potensial akumulasi

Larutan asam urat dengan konsentrasi 30 ppb diambil sebanyak 20 mL dan

dimasukkan ke dalam wadah sampel kemudian ditambahkan 2 mL larutan bufer

asetat pH 4. Dilakukan analisis secara voltammetri lucutan menggunakan

elektroda HMD pada waktu akumulasi 60 detik, laju pengadukan 2000 rpm,

dengan variasi potensial akumulasi mulai dari -1,5 V sampai dengan +0,5 V

dengan interval 100 mV. Hasil optimasi potensial akumulasi digunakan untuk

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 41: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

27

optimasi parameter berikutnya dan juga digunakan sebagai potensial pelapisan

MIP pada elektroda HMD.

3.5.5.2 Optimasi waktu akumulasi

Larutan asam urat dengan konsentrasi 5 ppb diambil sebanyak 20 mL dan

dimasukkan ke dalam wadah sampel kemudian ditambahkan 2 mL larutan bufer

asetat pH 4. Dilakukan analisis secara voltammetri lucutan menggunakan

elektroda HMD pada potensial akumulasi optimum, laju pengadukan 2000 rpm,

dengan waktu akumulasi yang divariasi mulai dari 30 detik sampai 150 detik

dengan interval 30 detik. Hasil optimasi waktu akumulasi digunakan untuk

optimasi parameter berikutnya.

3.5.5.3 Optimasi pH larutan

Larutan asam urat dengan konsentrasi 30 ppb diambil sebanyak 20 mL dan

dimasukkan ke dalam wadah sampel kemudian ditambahkan 2 mL larutan bufer

asetat pH 4 dianalisis secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD.

Dilakukan cara yang sama untuk larutan asam urat 30 ppb dengan pH 5, 6 dan 7,

kemudian diamati nilai arus pada masing-masing pengukuran dan dibuat grafik

antara arus dengan pH. Arus puncak yang terbesar menunjukkan pH optimum.

3.5.6 Pelapisan MIP pada elektroda HMD

MIP sebanyak 0,0050 gram dilarutkan dalam 50 mL DMSO (Arwindah,

2010). Setelah itu diambil 20 ml larutan tersebut dan dimasukkan ke dalam wadah

sampel, kemudian dilakukan pelapisan MIP pada elektroda HMD secara

electrocoating pada potensial akumulasi optimum dengan waktu pelapisan 120

detik (Prasad et al., 2007).

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 42: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

28

3.5.7 Uji kinerja elektroda HMD-MIP

Elektroda modifikasi HMD-MIP yang sudah terbentuk diujicobakan untuk

menganalisis larutan asam urat 5 ppb pada kondisi optimum, kemudian dilihat

potensial puncak dan nilai arus hasil analisis asam urat tersebut. Hasilnya

dibandingkan dengan hasil analisis menggunakan elektroda HMD, HMD-NIP,

dan HMD-PANi.

3.5.8 Pembuatan kurva standar asam urat

Larutan standar asam urat dibuat dengan membuat variasi konsentrasi

yaitu 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb dengan memindahkan secara kuantitatif 50, 100, 150,

200, dan 250 µL larutan asam urat 1 ppm ke dalam labu ukur 50 mL kemudian

ditambahkan 2 mL bufer pada pH optimum dan diencerkan dengan air sampai

tanda batas. Dari masing-masing larutan tersebut diambil 20 mL kemudian

dipindahkan ke wadah sampel. Kemudian larutan standar tersebut dianalisis

secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD yang telah dilapisi MIP

(HMD-MIP) pada kondisi parameter optimum. Pertama-tama dilakukan pelapisan

MIP pada elektroda HMD selama 120 detik (Prasad et al., 2007), kemudian

ditekan “hold” pada tampilan layar dan wadah sampel yang berisi MIP diganti

dengan wadah sampel yang berisi asam urat lalu ditekan “continue” untuk

melanjutkan analisis.

Untuk masing-masing konsentrasi dilakukan replikasi sebanyak 2 kali

(duplo). Dari data yang diperoleh dibuat kurva standar antara konsentrasi asam

urat dengan arus yang teramati untuk masing–masing konsentrasi larutan standar

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 43: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

29

asam urat, kemudian dibuat regresi liniernya. Data kurva standar tersebut

digunakan untuk uji validitas metode.

3.5.9 Uji validitas metode

Validasi metode adalah tindakan penilaian berdasarkan hasil percobaan

untuk mengetahui kelayakan dari metode yang digunakan. Parameter-parameter

yang dipelajari antara lain linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi dan akurasi.

3.5.9.1 Linieritas

Linieritas merupakan hubungan linier antara respon detektor dengan

konsentrasi zat yang dianalisis. Pada penelitian ini linieritas diperoleh dari

persamaan regresi kurva standar dari hasil percobaan 3.5.8 yang dinyatakan

dengan harga koefisien korelasi (r). Linieritas dikatakan baik apabila harga

korelasi (r) mendekati 1 (Miller and Miller, 1988). Adanya korelasi linier antara

respon arus dan konsentrasi analit ditunjukkan dengan uji t sesuai dengan

Persamaan 3.1.

............................................................... (3.1)

Dengan ketentuan thitung adalah besarnya nilai t yang diperoleh dari perhitungan, r

adalah koefisien korelasi dan n adalah jumlah larutan standar yang diukur.

Koefisien korelasi dinyatakan baik dan diterima jika thitung > t tabel. Dengan ttabel

adalah nilai t pada tabel dengan tingkat kepercayaan 95% (p = 0,05)

3.5.9.2 Presisi (ketelitian)

Presisi (ketelitian) merupakan suatu derajat keterulangan (reproducibility)

dari suatu metode analisis. Pada penelitian ini presisi ditentukan dengan

21

)2(

r

nrthitung

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 44: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

30

menghitung simpangan baku (standar deviasi) dan koefisien variasi nilai arus

masing–masing konsentrasi larutan standar dari hasil percobaan 3.5.8 dengan

Persamaan 3.2 dan 3.3.

SD = 1

)( 2

nxxi

…………………................ (3.2)

KV =

x …………………................ (3.3)

Dengan ketentuan SD adalah standar deviasi, KV adalah koefisien variasi, xi

adalah arus pada masing–masing pengukuran, x adalah arus rata-rata dan n adalah

jumlah replikasi.

3.5.9.3 Sensitivitas

Sensitivitas diartikan sebagai perubahan arus yang terukur dalam satuan

konsentrasi. Pada penelitian ini sensitivitas ditentukan dari nilai slope kurva

standar dari hasil percobaan 3.5.8 yang dibagi dengan luas area elektroda. Nilai

sensitivitas yang semakin besar menyatakan bahwa perubahan konsentrasi analit

sedikit saja menyebabkan perubahan arus yang besar, sehingga sensitivitas

metode dikatakan baik jika harga slope/luas area tinggi, dengan tetap harus

mempertimbangkan sinyal noise.

3.5.9.4 Limit deteksi

Limit deteksi merupakan kadar analit terkecil dalam sampel yang masih

dapat dideteksi dengan baik oleh suatu metode. Pada penelitian ini limit deteksi

ditentukan dengan menggunakan data kurva standar dari hasil percobaan 3.5.8

yang dihitung dengan Persamaan 3.4 dan 3.5.

YLOD = Ybl + 3Sbl…………………………………….(3.4)

YLOD = a + 3Sx/y……………………………………..(3.5)

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 45: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

31

Dengan ketentuan YLOD adalah sinyal terkecil yang masih terdeteksi, Sbl adalah

Sx/y = standar deviasi sinyal blanko = , Ybl adalah a = intersep dari

persamaan kurva standar, n adalah jumlah larutan standar yang diukur dan yi

adalah rata–rata arus masing–masing pengukuran, ŷ adalah tinggi puncak (arus)

yang diperoleh dari mensubtitusi masing-masing konsentrasi larutan standar

sebagai nilai x ke persamaan regresi kurva standar. YLOD yang diperoleh

kemudian disubstitusikan ke persamaan regresi kurva standar sehingga diperoleh

nilai limit deteksi (x) (Miller and Miller, 1988).

3.5.9.5 Akurasi

Akurasi adalah seberapa dekat kadar yang diperoleh dari hasil analisis

terhadap kadar sebenarnya. Pada penelitian ini nilai akurasi ditentukan dari hasil

analisis larutan standar asam urat secara voltammetri lucutan dengan konsentrasi

1-5 ppb (Ks). Nilai arus yang diperoleh disubstitusikan ke persamaan regresi

kurva standar dari hasil percobaan 3.5.8 sehingga diperoleh konsentrasi asam urat

(Csp) hasil analisis. Harga akurasi dapat dihitung dengan Persamaan 3.6 (Miller

and Miller, 1988).

R = x 100%.............................................................(3.6)

dengan ketentuan R = akurasi, Csp = konsentrasi asam urat hasil analisis secara

voltammetri lucutan, dan Ks = konsentrasi asam urat yang sebenarnya.

s

sp

KC

2 - n ŷ) - (yi 2

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 46: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

32

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembuatan Polianilin (PANi), Non Imprinted Polymer (NIP), dan Molecularly Imprinted Polymer (MIP)

Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sensor asam urat

menggunakan metode voltammetri lucutan dengan cara memodifikasi elektroda

hanging mercury drop (HMD) melalui pelapisan dengan polimer tercetak molekul

analit sehingga menghasilkan elektroda hanging mercury drop yang termodifikasi

molecularly imprinted polymer (HMD-MIP). Dalam penelitian ini yang bertindak

sebagai molekul target (analit) adalah asam urat, dan yang bertindak sebagai

monomer fungsional adalah anilin, dengan inisiator ammonium peroksodisulfat.

Pemilihan anilin didasarkan pada adanya gugus amina (-NH2) dari polianilin yang

dapat berinteraksi dengan gugus karbonil (>C=O) dari analit sehingga bisa

berinteraksi secara elektrokimia (elektroaktif) pada permukaan elektroda HMD

secara voltammetri. Selain itu, polianilin (PANi) dalam bentuk emeraldine salt

(ES) juga mempunyai sifat sebagai conducting polymer dan mampu berinteraksi

dengan banyak senyawa melalui ikatan hidrogen dan tumpang tindih orbital π-π

(Sreenivasan, 2007).

4.1.1 Pembuatan polianilin (PANi)

Polianilin disintesis dengan cara melarutkan anilin dalam HCl, kemudian

dilakukan pemanasan di atas hot plate pada suhu 500C selama 30 menit dengan

diaduk dengan pengaduk magnetik. Penambahan HCl berfungsi sebagai doping

proton sehingga polianilin yang semula berbentuk emeraldine base (EB) dapat

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 47: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

33

dibuat konduktif dalam bentuk emeraldine salt (ES). Setelah itu ditambahkan

inisiator ammonium peroksodisulfat yang telah dilarutkan dengan akuabides tetes

demi tetes, sementara pengadukan diperlambat. Pemilihan ammonium

peroksodisulfat sebagai inisiator, karena ammonium peroksodisulfat merupakan

senyawa peroksida yang tidak stabil sehingga mudah membentuk senyawa

radikal. Setelah itu campuran tersebut disimpan selama 12 jam pada suhu 250C

agar terjadi polimerisasi lengkap. Produk akhir berupa endapan polianilin

berwarna hijau gelap yang kemudian dicuci dengan HCl dan dikeringkan sehingga

diperoleh serbuk polianilin. Pencucian dengan HCl ini berfungsi untuk

menghilangkan residu anilin dan ammonium peroksodisulfat yang tidak bereaksi

dan memastikan seluruh PANi yang terbentuk telah menjadi emeraldine salt

(Maddu et al., 2008). Prinsip polimerisasi pada anilin merupakan polimerisasi

adisi. Polimerisasi adisi didasarkan atas pemutusan ikatan rangkap pada anilin

oleh inisiator.

4.1.2 Pembuatan non imprinted polymer (NIP)

NIP merupakan polianilin yang masih berikatan dengan template (asam

urat). Perbandingan mol antara monomer, inisiator, dan template (analit) yang

digunakan adalah 2:1:0,1 (Sreenivasan, 2007). Pemilihan perbandingan tersebut

dikarenakan pada jurnal sudah dilakukan optimasi sintesis NIP menggunakan

monomer anilin dengan menghasilkan polimer yang diharapkan pada penelitian

ini yaitu dapat berikatan hidrogen dengan template. NIP disintesis dengan cara

mereaksikan monomer anilin dalam pelarut HCl dengan asam urat. Setelah itu

ditambahkan inisiator ammonium peroksodisulfat yang telah dilarutkan dengan air

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 48: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

34

tetes demi tetes, sementara pengadukan diperlambat. NIP yang terbentuk

dibiarkan 12 jam pada suhu 250C untuk memberikan waktu terjadi polimerisasi

lengkap. Produk akhir berupa endapan NIP berwarna hijau gelap yang kemudian

dicuci dengan HCl dan dikeringkan sehingga diperoleh serbuk NIP.

4.1.3 Pembuatan molecularly imprinted polymer (MIP)

MIP dibuat dengan cara melakukan ekstraksi asam urat dari hasil NIP

sehingga diharapkan terbentuk cetakan yang spesifik untuk asam urat. Ekstraksi

dilakukan dengan menggunakan 10 mL air panas. Pemilihan ekstraktor didasarkan

pada sifat polar pada air dan asam urat sehingga air bisa melarutkan asam urat.

Dalam hal ini, semakin polar pelarut maka semakin mudah untuk mengelusi

(mengekstraksi) asam urat (Prasad et al., 2006). Ekstraksi dilakukan sebanyak tiga

kali menggunakan sentrifuge. Produk akhir berupa endapan MIP berwarna hijau

gelap yang kemudian dikeringkan sehingga diperoleh serbuk MIP. Prakiraan

ikatan yang terbentuk antara asam urat dan polianilin merupakan ikatan hidrogen

yang diilustrasikan pada Gambar 4.1.

NH

NH ONH

NH

HN

HN

O

O

HN NH

HN

NH

NHn

n

n

Gambar 4.1. Prakiraan ikatan antara PANi dengan asam urat

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 49: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

35

4.1.4 Karakterisasi PANi, NIP, dan MIP menggunakan spektroskopi FT-IR

Karakterisasi menggunakan spektroskopi fourier transform-infra red (FT-

IR) dilakukan untuk mengetahui dan membandingkan gugus-gugus fungsi yang

terdapat pada polianilin, NIP, dan MIP. Spektra FT-IR anilin dan polianilin dapat

dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Spektra FT-IR anilin dan PANi

Dari Gambar 4.2 bisa dilihat pada bilangan gelombang sekitar 3300-3400

cm-1 yang menunjukkan pita N-H pada spektrum anilin masih menunjukkan gugus

amina primer (RNH2) dengan ditandai adanya 2 puncak yang merupakan puncak

dari streching N-H simetris dan asimetris. Sedangkan pada spektrum PANi sudah

tidak terlihat 2 puncak tersebut. Bilangan gelombang sekitar 1566 cm-1 dan 1489

cm-1 menunjukkan pita C=C ikatan rangkap terkonjugasi dari cincin benzena.

Selain itu pembentukan polianilin dapat dilihat pada bilangan gelombang sekitar

1149 cm-1 yang menunjukkan stretching C=N cincin kuinoid terprotonasi yang

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 50: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

36

merupakan puncak karakteristik konduktif polianilin (Maddu et al., 2008).

Sehingga sintesis polianilin bisa dikatakan berhasil.

Untuk mengetahui perbedaan spektra PANi, NIP dan MIP hasil sintesis

dapat dilihat data puncak spektra pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data bilangan gelombang puncak spektra FT-IR PANi, NIP, dan MIP Bilangan Gelombang (cm-1)

Gugus Fungsi PANi NIP MIP

3425 3405 3424 Stretching N-H dari amina sekunder (R2NH)

1566 dan 1489

1566 dan 1489

1566 dan 1481 Stretching C=C dari cincin benzena

1149 1133 1121 Stretching C=N 1303 1303 dan 1244 1299 Stretching C-N

Spektra FT-IR PANi, NIP, dan MIP dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Spektra FT-IR PANi, NIP, dan MIP

Dari Gambar 4.3 bisa dilihat pada bilangan gelombang sekitar 1500 cm-1

dan 1400 cm-1 terdapat pita C=C cincin benzena pada spektra polianilin, NIP dan

MIP. Bilangan gelombang di atas 3000 juga mempunyai serapan yang sama yaitu

pita dari N-H. Akan tetapi pada spektra NIP dan MIP tidak terlihat adanya pita

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 51: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

37

C=O pada bilangan gelombang sekitar 1700 cm-1. Meskipun pada spektra

keduanya terlihat adanya puncak pada bilangan tersebut tetapi bentuknya tidak

sesuai dengan bentuk karakteristik pita C=O yaitu puncak yang sangat tajam.

Selain itu berdasarkan penelitian Sreenivasan (2007) seharusnya terjadi ikatan

hidrogen antara gugus fungsi amina dari PANi dan gugus karbonil dari asam urat.

Sehingga pada spektrum NIP seharusnya terdapat puncak –OH pada bilangan

gelombang sekitar 3300 cm-1 yang melebar tetapi pada spektrum tersebut tidak

terlihat adanya ikatan hidrogen tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa asam urat

tidak tercetak pada jaringan polimer. Kemungkinan hal ini dikarenakan

perbandingan mol asam urat yang digunakan terlalu kecil sehingga pada spektra

MIP juga tidak bisa menjelaskan keberhasilan ekstraksi asam urat. Selain itu, pada

penelitian ini analisis dengan FT-IR tidak dilakukan secara kuantitatif sehingga

intensitas puncak tidak bisa digunakan sebagai patokan apakah ada pengurangan

atau penambahan intensitas tertentu. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan

uji kinerja elektroda HMD-MIP (sub bab 4.3) untuk mengetahui perbedaan

karakter voltammetrik antara PANi, NIP dan MIP yang bisa dilihat dari perbedaan

arus puncak yang dihasilkan dari analisis asam urat masing-masing elektroda.

4.2 Optimasi Analisis Asam Urat dengan Elektroda HMD

Proses analisis asam urat dengan menggunakan elektroda HMD secara

voltammetri lucutan ini digunakan akuabides sebagai pelarut, yang berfungsi

untuk menghindari zat-zat pengotor bersifat elektroaktif sehingga menimbulkan

interferensi pada proses analisis. Pada penelitian ini terdapat beberapa parameter

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 52: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

38

yang harus dioptimasi meliputi potensial akumulasi, waktu akumulasi dan pH

larutan. Semua optimasi dilakukan terpisah. Untuk optimasi potensial dan waktu

digunakan bufer asetat pH 4 sebagai elektrolit pendukung untuk mencegah proses

migrasi spesi yang bukan analit agar tidak menempel ke elektroda (Wang, 2000).

Selain itu, pada pH 4 asam urat berada dalam bentuk molekulnya sehingga lebih

mudah terakumulasi pada elektroda.

Pemilihan kondisi optimum mempertimbangkan 4 hal antara lain bentuk

puncak voltammogram bagus yaitu berupa puncak tunggal yang tidak diikuti

sinyal noise, sinyal arus yang tinggi, kemiringan dasar puncak yang kecil, dan

lebar dasar puncak yang sempit. Semakin tinggi nilai arus menandakan bahwa

analit yang terukur semakin banyak, semakin sempit lebar dasar puncak

menandakan bahwa jika ada senyawa lain yang memiliki potensial yang

berdekatan akan tidak terlalu berpengaruh pada analisis, dan semakin kecil

kemiringan dasar puncak menandakan bahwa puncak yang dihasilkan semakin

baik.

4.2.1 Optimasi potensial akumulasi asam urat

Potensial akumulasi merupakan potensial yang dipasang agar analit dapat

terakumulasi pada permukaan elektroda. Pada penelitian ini dilakukan variasi

potensial akumulasi mulai dari -1,5 V sampai 0,5 V dengan interval 0,1 mV.

Berdasarkan data yang diperoleh puncak asam urat terdeteksi pada potensial -0,4

V. Data hasil optimasi potensial akumulasi asam urat 30 ppb dapat dilihat pada

Tabel 4.2. Sedangkan kurva hubungan arus dengan potensial akumulasi asam urat

menggunakan elektroda HMD dapat dilihat pada Gambar 4.4.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 53: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

39

Tabel 4.2 Data hasil analisis asam urat 30 ppb pada optimasi potensial akumulasi asam urat menggunakan elektroda HMD

Gambar 4.4 Kurva hubungan arus asam urat 5 ppb dengan potensial akumulasi

menggunakan elektroda HMD

0

1

2

3

4

5

6

-1,5 -1 -0,5 0 0,5

Aru

s (nA

)

Potensial akumulasi (V)

No. Potensial

Arus (nA) Kemiringan

dasar puncak (0) Lebar dasar puncak (cm) Akumulasi (V)

1 -1,5 5,640 2 9,2 2 -1,4 1,978 0 10,2 3 -1,3 3,495 2 8,60 4 -1,2 3,678 11 9 5 -1,1 4,740 2 8,9 6 -1 5,783 2 9,4 7 -0,9 5,758 1 10,8 8 -0,8 4,722 0 12,8 9 -0,7 3,645 5 10,25 10 -0,6 3,495 4,5 10 11 -0,5 3,510 2,5 9,4 12 -0,4 2,501 22 6,7 13 -0,3 0,383 2 9,2 14 -0,2 0,362 1 6,7 15 -0,1 0,366 1 9,4 16 0 0,520 4 8,9 17 0,1 0,359 7 6,7 18 0,2 0,210 5 7,8 19 0,3 0,448 3 8,6 20 0,4 0,503 3 8,3 21 0,5 0,366 6 11,4

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 54: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

40

Pada potensial akumulasi 1,5 V diperoleh arus yang besar tetapi setelah itu

terjadi penurunan arus yang cukup drastis sehingga tidak menjadi pertimbangan

dalam pemilihan potensial optimum. Sedangkan pada potensial diatas -0,4 V

bentuk puncak asam urat tidak bagus dan mengalami penurunan arus. Hal ini

dikarenakan pada potensial ke arah positif merkurium akan melarut dan

memberikan gelombang anodik dan mulai teroksidasi menjadi ion merkurium (I)

sehingga sulit terjadi reaksi redoks yang menyebabkan arus yang dihasilkan kecil.

Dari data yang diperoleh terdapat dua data yang dapat ditentukan sebagai

potensial akumulasi kerja yaitu potensial akumulasi -1 dan -0,9 V. Potensial

akumulasi yang digunakan pada penelitian ini adalah -1 V. Potensial akumulasi

tersebut dipilih karena sinyal arus besar serta kemiringan yang kecil dan lebar

dasar puncak lebih sempit daripada puncak pada potensial -0,9 V. Voltammogram

pada potensial akumulasi optimum dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Voltammogram pada potensial akumulasi -1 V

Proses analisis asam urat dengan elektroda HMD ini termasuk voltammetri

lucutan anodik. Pada voltammetri lucutan anodik, pada tahap deposisi elektroda

berperan sebagai katoda dengan diberikan potensial yang negatif (analit

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-1_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

4.00n

6.00n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 55: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

41

mengalami reduksi pada permukaan elektroda) dan selama proses pelucutan

berperan sebagai anoda (analit mengalami oksidasi) (Wang, 2000).

4.2.2 Optimasi waktu akumulasi asam urat

Waktu akumulasi merupakan waktu dimana analit mengalami proses

akumulasi pada permukaan elektroda. Pada prinsipnya, semakin lama waktu

akumulasi maka semakin banyak analit yang terakumulasi pada permukaan

elektroda (Wang, 2000). Pada penelitian ini dilakukan analisis asam urat

menggunakan potensial akumulasi optimum -1 V dan waktu akumulasi divariasi

mulai dari 30 detik sampai 150 detik dengan interval 30 detik. Data hasil optimasi

waktu akumulasi asam urat 5 ppb dapat dilihat pada Tabel 4.3. Sedangkan kurva

hubungan arus dengan waktu akumulasi menggunakan elektroda HMD dapat

dilihat pada Gambar 4.6.

Tabel 4.3. Data hasil analisis asam urat 5 ppb pada optimasi waktu akumulasi asam urat menggunakan elektroda HMD

No. Waktu akumulasi

(detik) Arus (nA) Kemiringan

dasar puncak (0) Lebar dasar puncak (cm)

1 30 1,049 18,5 6,2 2 60 1,516 23 8,1 3 90 2,245 21,5 8 4 120 2,701 21 8 5 150 3,336 10,3 9

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 56: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

42

Gambar 4.6 Kurva hubungan arus asam urat 5 ppb dengan waktu akumulasi

menggunakan elektroda HMD

Berdasarkan Gambar 4.6 dapat dilihat bahwa hasil arus meningkat dari

waktu akumulasi 30 sampai 150 detik. Fakta tersebut sesuai dengan persamaan

Faraday yang telah dijelaskan pada tinjauan pustaka (Persamaan 2.1) yang

menjelaskan hubungan antara waktu akumulasi dengan arus. Dari persamaan

tersebut menunjukkan bahwa perubahan arus sebanding dengan waktu akumulasi.

Namun pada waktu tertentu penambahan waktu tidak seiring dengan penambahan

arus ketika elektroda telah jenuh oleh analit dan transfer analit akan terhenti

walaupun masih ada sisa analit dalam larutan (Zen and Hsu,1998).

Dari hasil pada Tabel 4.3 bisa dilihat bahwa selisih arus antara waktu satu

dengan waktu yang lain hanya sedikit. Hal ini disebabkan karena kapasitas analit

yang bisa terakumulasi pada permukaan elektroda hanya sedikit sehingga arus

yang dihasilkan hanya sedikit bedanya. Namun terdapat dua data yang dapat

dipertimbangkan sebagai waktu akumulasi optimum yaitu waktu akumulasi 90

dan 120 detik. Pada waktu akumulasi ini, diperoleh bentuk puncak asam urat yang

bagus, sinyal arus besar serta kemiringan dan lebar dasar puncak kecil.

Seharusnya waktu akumulasi yang optimum adalah 120 detik tetapi karena pada

0

1

2

3

4

0 30 60 90 120 150

Aru

s (nA

)

Waktu (detik)

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 57: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

43

waktu akumulasi 90 detik sudah dapat memberikan arus yang cukup dan

perbedaan arusnya dengan 120 detik tidak jauh maka yang dipilih sebagai waktu

deposisi optimum yaitu pada 90 detik. Waktu akumulasi 150 detik tidak dipilih

karena semakin lama waktu yang diberikan tidak efisien. Voltammogram pada

waktu akumulasi optimum dapat dilihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7 Voltammogram pada waktu akumulasi 90 detik

4.2.3 Optimasi pH larutan asam urat

Optimasi pH larutan asam urat dilakukan pada rentang pH 4 sampai pH 7.

Nilai pH larutan optimum merupakan pH dimana asam urat terakumulasi dengan

baik pada elektroda. Data hasil optimasi pH larutan asam urat 30 ppb dapat dilihat

pada Tabel 4.4. Sedangkan kurva hubungan arus dengan pH larutan menggunakan

elektroda HMD dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Tabel 4.4. Data hasil analisis asam urat 30 ppb pada optimasi pH larutan menggunakan elektroda HMD

Optimasi Waktu_UA-HMDE

UA 5ppb_Ed-1_Td90s

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

22.0n

23.0n

24.0n

25.0n

I (A

)

uric acid

No. pH larutan Potensial puncak (V) Arus (nA) 1 4 -0,405 2,403 2 5 -0,417 3,391 3 6 -0,464 1,376 4 7 -0,464 2,416

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 58: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

44

Gambar 4.8 Kurva hubungan arus asam urat 30 ppb dengan pH larutan

menggunakan elektroda HMD

Berdasarkan data pada Tabel 4.4 diperoleh bentuk puncak yang bagus

pada pH 4 dan 5, sedangkan pada pH 6 dan 7 diperoleh bentuk puncak yang tidak

bagus karena asam urat yang tidak terdeteksi dengan baik. Hal ini sesuai dengan

penelitian Zen and Hsu (1998) yang melaporkan bahwa pada pH netral atau basa

telah melampaui pKa asam urat (5,75) sehingga asam urat berada dalam bentuk

anionnya, mudah larut dalam air dengan demikian analit sulit terakumulasi pada

elektroda. Sedangkan pada pH 7 terjadi kenaikan arus dikarenakan dalam suasana

basa anion asam urat akan cenderung berikatan hidrogen dengan anilin sehingga

daya ikatnya naik dan mudah menuju ke elektroda. Maka yang dipilih sebagai pH

optimum adalah pH 5 karena sinyal arus paling besar berarti asam urat yang

terukur paling banyak juga. Voltammogram pada pH optimum larutan asam urat

dapat dilihat pada Gambar 4.9.

0

1

2

3

4

3 4 5 6 7 8

Aru

s (n

A)

pH

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 59: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

45

Gambar 4.9 Voltammogram pada pH larutan asam urat pada pH 5

4.3 Uji Kinerja Elektroda HMD-MIP

Elektroda HMD yang telah dimodifikasi menggunakan molecularly

imprinted polymer (MIP) perlu dikarakterisasi dengan cara diujicobakan untuk

menganalisis asam urat 5 ppb pada kondisi optimum. Pada penelitian ini tidak

dilakukan optimasi waktu pelapisan MIP pada elektroda HMD. Waktu pelapisan

MIP yang dipakai adalah 120 detik (Prasad et al, 2007). Selanjutnya dari

voltammogram yang diperoleh dari hasil analisis asam urat menggunakan

elektroda HMD-MIP dibandingkan sinyal arus asam urat apabila dianalisis

menggunakan elektroda HMD, HMD-NIP, dan HMD-PANi. Hasil analisis

ditunjukkan pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil karakterisasi elektroda yang dimodifikasi Elektroda Potensial puncak (V) Arus (nA)

HMD -0,107 45,71 HMD-NIP -0,127 27,91 HMD-MIP -0,155 15,08 HMD-PANi -0,125 29,76

Optimasi pH_UA-HMDE

UA 30ppb_90s_pH5

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 60: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

46

Dari data pada Tabel 4.5 dapat dilihat bahwa elektroda HMD yang

dimodifikasi MIP menghasilkan arus yang paling kecil dibandingkan dengan

HMD, HMD-NIP, dan HMD-PANi. Hal ini dimungkinkan karena pori pada MIP

yang kecil sehingga asam urat yang dapat masuk pada pori-pori dan

diakumulasikan pada permukaan elektroda juga sedikit. Analisis asam urat

menggunakan elektroda HMD menghasilkan arus yang paling besar daripada arus

yang dihasilkan dari analisis asam urat menggunakan elektroda HMD-NIP, HMD-

MIP, dan HMD-PANi. Hal ini disebabkan karena permukaan elektroda HMD

yang tidak tertutupi oleh PANi, NIP ataupun MIP sehingga tidak memiliki pori

dan luas permukaan untuk kontak dengan analit lebih besar.

Analisis asam urat menggunakan elektroda HMD-NIP seharusnya

menghasilkan arus yang terkecil karena NIP masih mengandung asam urat yang

belum diektraksi. Sehingga NIP diduga memiliki sedikit pori yang dapat dimasuki

oleh asam urat dalam larutan yang nantinya akan diakumulasikan pada permukaan

elektroda. Oleh karena itu, luas area kontak antara analit dengan elektroda HMD

menjadi berkurang. Tetapi pada penelitian ini arus yang dihasilkan dari

pengukuran asam urat menggunakan elektroda HMD-NIP lebih besar daripada

arus yang dihasilkan menggunakan elektroda HMD-MIP. Hal ini kemungkinan

disebabkan oleh asam urat yang masih terdapat pada NIP jatuh ke dalam larutan

asam urat yang dianalisis sehingga menambah arus asam urat menjadi lebih besar.

Analisis asam urat menggunakan elektroda HMD-PANi menghasilkan

arus yang lebih besar dibandingkan elektroda HMD-NIP dan elektroda HMD-

MIP. Hal ini kemungkinan disebabkan karena PANi merupakan polimer yang

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 61: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

47

mempunyai pori-pori yang besar sehingga jumlah analit yang dapat memasuki

rongga polimer dan menuju elektroda HMD juga banyak. Gambar voltammogram

hasil uji kinerja elektroda HMD-MIP dapat dilihat pada Gambar 4.10.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 4.10 Voltammogram hasil analisis asam urat menggunakan elektroda (a) HMD, (b) HMD-NIP, (c) HMD-MIP, dan (d) HMD-PANi

4.4 Pembuatan Kurva Standar Asam Urat

Kurva standar dibuat dengan menganalisis larutan standar asam urat

menggunakan elektroda HMD-MIP dengan variasi konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5

ppb pada kondisi optimum. Pembuatan kurva standar ini dilakukan duplo pada

setiap konsentrasi larutan standar. Data nilai arus larutan standar asam urat dapat

dilihat pada Tabel 4.6.

Karakterisasi elektroda HMD

asam urat 5ppb

-0.40 -0.30 -0.20 -0.10 0 0.10U (V)

20.0n

40.0n

60.0n

80.0n

100n

I (A

)

Asam Urat

Karakterisasi elektroda HMD-NIP

asam urat 5ppb

-0.30 -0.20 -0.10 0U (V)

40.0n

50.0n

60.0n

70.0n

80.0n

90.0n

I (A

)

Asam Urat

Karakterisasi elektroda HMD-MIP

asam urat 5ppb

-0.40 -0.30 -0.20 -0.10 0U (V)

20.0n

40.0n

60.0n

80.0n

100n

120n

I (A

) Asam Urat

Karakterisasi elektroda HMD-PANi

asam urat 5ppb

-0.50 -0.40 -0.30 -0.20 -0.10 0U (V)

20.0n

40.0n

60.0n

80.0n

I (A

)

Asam Urat

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 62: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

48

Tabel 4.6. Data arus larutan standar asam urat

No. Konsentrasi (ppb)

Arus (nA) Arus rata-rata (nA) Replikasi I Replikasi II

1. 1 47,01 49,16 48,085 2. 2 60,32 54,26 57,290 3. 3 61,43 65,74 63,585 4. 4 75,20 71,93 73,565 5. 5 80,04 80,60 80,320

Gambar 4.11 Kurva standar asam urat

Persamaan kurva standar yang didapatkan adalah y = 8,074x + 40,34

dengan koefisien korelasi (r) = 0,9975. Persamaan kurva standar yang diperoleh

selanjutnya digunakan untuk menentukan parameter validasi metode.

4.5 Validasi Metode

Validasi metode digunakan untuk mengetahui kelayakan dari metode yang

digunakan. Validasi ini meliputi lain linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi

dan akurasi.

4.5.1 Linieritas

Linieritas diperoleh dari harga faktor korelasi (r) persamaan regresi kurva

standar asam urat. Linieritas dikatakan baik apabila besarnya mendekati 1 (Miller

and Miller, 1988). Dari penelitian ini diperoleh nilai linieritas sebesar 0,9975. Hal

y = 8,0745x + 40,346 R² = 0,9958

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5

Aru

s (

nA

)

Konsentrasi (ppb)

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 63: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

49

ini menunjukkan bahwa linieritas yang didapatkan pada analisis asam urat secara

voltammetri lucutan dengan elektroda HMD-MIP sudah bagus. Selanjutnya

dilakukan uji t dengan cara membandingkan thitung dan ttabel. Dari hasil perhitungan

didapatkan hasil bahwa thitung > ttabel seperti pada lampiran, maka dapat

disimpulkan bahwa terdapat hubungan linier antara konsentrasi asam urat dengan

arus dimana arus akan semakin bertambah seiring dengan bertambahnya

konsentrasi asam urat yang dianalisis.

Jika dibandingkan dengan penelitian Arwindah (2010) yaitu

mengembangkan analisis asam urat menggunakan elektroda modifikasi elektroda

Glassy Carbon-MIP (GC-MIP) menggunakan monomer anilin dimana harga

linieritas yang diperoleh 0,9979 maka linieritas pada penelitian ini bisa dikatakan

lebih rendah dari penelitian sebelumnya.

4.5.2 Presisi (ketelitian)

Presisi (ketelitian) diperoleh dari harga koefisien variasi (% KV) setiap

konsentrasi larutan standar yang digunakan pada pembuatan kurva standar asam

urat. Data %KV pada variasi konsentrasi asam urat dengan 2 kali replikasi dapat

dilihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Hasil koefisien variasi (% KV) larutan standar

Dari hasil perhitungan didapatkan harga % KV berkisar antara 0,49 sampai

7,48 %. Harga % KV untuk konsentrasi yang lebih rendah cukup besar tetapi

No. Konsentrasi (ppb) Arus rata-rata (nA) Standar deviasi % KV 1. 1 48,085 1,5203 3,16 2. 2 57,290 4,2851 7,48 3. 3 63,585 3,0476 4,79 4. 4 73,565 2,3122 3,14 5. 5 80,320 0,3960 0,49

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 64: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

50

untuk konsentrasi besar (5 ppb) % KV yang dihasilkan relatif lebih kecil. Hal ini

menunjukkan bahwa metoda voltammetri lucutan menggunakan elektroda

modifikasi HMD-MIP memiliki presisi (keterulangan) yang semakin bagus jika

konsentrasinya semakin tinggi. Hasil presisi penelitian ini hampir sama dengan

hasil presisi Arwindah (2010) dimana harga % KV yang didapat berkisar antara

0,488% hingga 7,832%.

4.5.3 Sensitivitas

Sensitivitas diperoleh dari nilai slope persamaan regresi kurva standar

dibagi dengan luas permukaan elektroda HMD. Sensitivitas metode voltammetri

lucutan menggunakan elektroda modifikasi HMD-MIP yang didapatkan cukup

besar yaitu 2,06x105 nA/ppb.cm2. Hal ini menyatakan bahwa arus akan meningkat

sebesar 2,06x105 nA tiap terjadi peningkatan konsentrasi asam urat dalam larutan

sebesar 1 ppb. Hal ini menunjukkan bahwa elektroda HMD-MIP merupakan

elektroda yang cukup sensitif. Hasil sensitivitas penelitian ini lebih bagus 100 kali

jika dibandingkan dengan hasil sensitivitas Arwindah (2010) yang memiliki nilai

sensitivitas sebesar 13,5x103 nA/ppb.cm2 terhadap luas permukaan elektroda GC.

4.5.4 Limit deteksi

Limit deteksi diperoleh dari perhitungan menggunakan data kurva standar.

Dari penelitian ini diperoleh limit deteksi analisis asam urat secara voltammetri

lucutan menggunakan elektroda modifikasi HMD-MIP yang rendah sebesar

0,3539 ppb (2,1052 x 10-9 M). Hal ini menandakan bahwa metode ini dapat

digunakan untuk menganalisis suatu sampel asam urat dengan konsentrasi yang

sangat kecil hingga skala ppb. Hasil limit deteksi penelitian ini kurang baik jika

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 65: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

51

dibandingkan dengan hasil limit deteksi penelitian Arwindah (2010) yang

memiliki limit deteksi sebesar 0,33 ppb.

Jika parameter validasi ini dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan

Prasad et al. (2007) dimana menunjukkan limit deteksi sebesar 0,8 ppb maka bisa

disimpulkan bahwa penelitian ini memiliki limit deteksi yang lebih baik daripada

penelitian sebelumnya.

4.5.5 Akurasi

Akurasi diperoleh dari hasil analisis larutan standar asam urat dengan

konsentrasi 1-5 ppb secara voltammetri lucutan. Hasil perhitungan nilai akurasi

dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Hasil penentuan akurasi larutan standar

No. Konsentrasi sebenarnya (ppb)

Konsentrasi terukur (ppb)

Akurasi (%)

1. 1 0,959 95,92 2. 2 2,099 104,97 3. 3 2,879 95,97 4. 4 4,115 102,88 5. 5 4,952 99,03

Berdasarkan hasil perhitungan diperoleh rentang akurasi yang berkisar

antara 95,92 sampai 104,97 %. Nilai akurasi bisa dikatakan baik apabila

mendekati 100 %. Penelitian ini menghasilkan akurasi yang lebih bagus

dibandingkan hasil penelitian Machrita (2011) yang menggunakan elektroda

modifikasi grafit-imprinted zeolit (grafit-IZ) dimana didapatkan akurasi sebesar

95,02 % untuk konsentrasi 3 ppb.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 66: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan, maka diambil kesimpulan sebagai

berikut.

1. Potensial dan waktu akumulasi optimum asam urat pada analisis asam urat

menggunakan elektroda HMD masing-masing -1 V dan 90 detik.

2. Nilai pH optimum larutan asam urat pada analisis asam urat secara

voltammetri lucutan menggunakan elektroda HMD adalah pH 5.

3. Analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda

modifikasi HMD-MIP memiliki linieritas sebesar 0,9975, presisi (% KV)

antara 0,49 sampai 7,48 % untuk konsentrasi 1-5 ppb, sensitivitas bernilai

2,06x105 nA/ppb.cm2, limit deteksi 0,3539 ppb (2,1052 x 10-9 M), dan nilai

akurasi antara 95,92 sampai 104,97 %.

5.2 Saran

1. Diperlukan penambahan optimasi perbandingan mol asam urat, ammonium

peroksodisulfat dan anilin agar hasil sintesis NIP dan MIP lebih optimal.

2. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk meningkatkan selektivitas sensor

supaya pengaruh matriks tidak mengganggu terhadap analisis asam urat

menggunakan elektroda HMD-MIP secara voltammetri lucutan.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 67: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

53

DAFTAR PUSTAKA Alexander, C., Andersson, H.S., Andersson, L.I., Ansell, R.J., Kirsch, N.,

Nicholls, I.A., O’Mahony, J., and Whitcombe, M.J., 2006, Molecular Imprinting Science and Technology: A Survey of The Literature for The Years Up To and Including 2003. Journal of Molecular Recognition. 19:106–180

Arwindah, P.R., 2010, Pengembangan Sensor Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Glassy Carbon dengan Molecularly Imprinted Polymer

Menggunakan Monomer Anilin secara Stripping Voltammetri, Skripsi, Universitas Airlangga, Surabaya

Brett, C.M.A. and Brett, A.M.O., 1998, Electroanalysis, Oxford Science

Publications, Oxford Brüggemann, O., 2002, Molecularly Imprinted Materials-Receptors More

Durable than Nature Can Provide, Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, Springer Verlag, Germany

Chen, J.C., Chung, H.H., Hsu, C.T., Tsai, D.M., Kumar, A.S., and Zen, J.M.,

2005, A Disposable Single-Use Electrochemical Sensor for the Detection of Uric Acid in Human Whole Blood, Sensors and Actuators, 110:364-369

Chen, Y., Pietrzyk, R., and Whitson, P.A., 1997, Quantification of Urinary Uric

Acid in The Presence of Thymol and Thimerosal by High-Performance Liquid Chromatography, Journal of Chromatography A, 763:187–192

Christian, G.D., 1994, Analytical Chemistry, 5th edition, John Wiley and Sons,

Inc, Canada Dalimartha, S., 2004, Resep Tumbuhan Obat untuk Asam Urat, Penebar Swadaya,

Jakarta George, S.K., Dipu, M.T., Mehra, U.R., Singh, P., Verma, A.K., and Ramgaokar,

J.S., 2006, Improved HPLC Method for the Simultaneous Determination of Allantoin, Uric Acid, and Creatinin in Cattle Urine, Journal of Chromatography B, 832:134-137

John, S.A., 2005, Simultaneous Determination of Uric Acid and Ascorbic Acid

Using Glassy Carbon Electrodes in Acetate Buffer Solution, Journal of Electroanalytical Chemistry, 579:249-256

Khasanah, M., Mudasir, Kuncaka, A., Sugiharto, E., Supriyanto, G., and Wafiroh,

S., 2010, Enhancement of The Sensitivity and Selectivity of The

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 68: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

54

Voltammetric Sensor for Uric Acid using Molecularly Imprinted Polymer, Indo. J. Chem, 3: 295-300

Kochansky, C.J., and Strein, T.G., 2000, Determination of Uremic Toxins in

Biofluids: Creatinine, Creatine, Uric Acid and Xanthenes, Journal of Chromatography B, 747:217–227

Komiyama, M., Takeuchi, T., Mukawa, T., and Asanuma, H., 2003, Molecular

Imprinting: From Fundaments to Applications, Wiley-VCH

Kopanica, M., 1993, Advanced Instrumental Methods of Chemical Analysis, Editor Jaroslav Churacek, Head of Department of Analytical Chemistry, University of Chemical Technology, Pardubice, Czech Republic, 94-95

Lakshmi, D., Prasad B.B., and Sharma, P.S., 2006, Creatinine Sensor Based on

a Molecularly Imprinted Polymer Modified Hanging Mercury Drop Electrode, Talanta, 70:272-280

Machrita, N.I., 2011, Analisis Asam Urat secara Voltammetri Menggunakan

Elektroda Modifikasi Grafit-Imprinted Zeolit, Skripsi, Universitas Airlangga, Surabaya

Maddu, A., Wahyudi, S.T., dan Kurniati, M., 2008, Sintesis dan Karakterisasi

Nanoserat Polianilin, Nanosains dan Nanoteknologi, 22:74-78 Martinez, S., Valek, L., Resetic, J., and Ruzic, D.F., 2006, Cyclic Voltammetry

Study of Plasma Antioxidant Capacity–Comparison WITH the DPPH and TAS Spectrophotometric Methods, Journal of Electroanalytical Chemistry, 588: 68–73

Miller, J.C., and Miller, J.N., 1988, Statistics for Analytical Chemistry, 2nd edition,

Ellis Horward Limited, New York

O’Neil and Maryadete, J. (editor), 2001, The Merck Index, 13th edition, Published by Merck Research Laboratories

Oxtoby, David, W., Nachtrieb+, and Norman, H., 2003, Prinsip-Prinsip Kimia

Modern, edisi keempat jilid II, Alih bahasa: Suminar Setiati Achmadi, Erlangga, Jakarta

Prasad, B.B., Lakhsmi, D., Sharma, P. S., 2006, Development of Uric Acid

Sensor Based on Molecularly Imprinted Polymer Modified Hanging Mercury Drop Electrode, Electroanalysis, 18:918-927

Prasad B.B., Sharma, P.S., and Lakshmi, D., 2007, Molecularly Imprinted

Polymer-Based Solid Phase Extraction Combined with Molecularly

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 69: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

55

Imprinted Polymer-Based Sensor for Detection of Uric Acid, Journal of Chromatography A, 1173:18-26

Saunders, K.J., 1988, Organic Polymer Chemistry, an Introduction to the Organic

Chemistry of adhesive, Fibers, Paints, Plastics and Rubbers, 2nd edition, Department of Applied Chemical and Biological Sciences Ryerson Polytechnical Institute, Chapman and Hall, Toronto

Shi, K., and Shiu, K., 2001, Determination of Uric Acid at Electrochemically

Activated Glassy Carbon Electrode, Electroanalysis, 13:1319–1325 Skoog, D.A., West, D.M and Holler, F.J., 1996, Fundamentals of Analytical

Chemistry, 7th edition, Saunders College Publishing Sreenivasan, K., 2007, Synthesis and Evaluation of Molecularly Imprinted

Polymers for Nucleic Acid Bases Using Aniline as a Monomer, Reactive and Functional Polymers, 67:859-864

Stevens, M.P., 2000, Kimia Polimer, cetakan kedua, Alih Bahasa: Iis Sopyan,

Pradnya Paramita, Jakarta Wallace, G. G., Spinks, G.M., Kane-Maguire, L.A.P., Teasdale, P.R., 2003,

Conductive Electroactive Polymers:Intelligent Material Systems, 2nd edition, CRC Press LLC, USA

Wang, J., 1985, Stripping Analysis: Principles, Instrumentation, and Applications,

VCH Publisher, Deerfield Beach Wang, J., 2000, Analytical Electrochemistry, 2nd edition, Wiley-VCH, New York Wang, S.X., Sun, L.X., Tan, Z.C., Xu, F., and Li, Y.S, 2007, Synthesis,

Characterization and Thermal Analysis of Polyaniline (PANI)/Co3O4 Composites, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 89:609-612

Wei, Y., Li, M., Jiao, S., Huang, Q., Wang, G., and Fang, B., 2006, Fabrication

of CeO2 Nanoparticles Modified Glassy Carbon Electrode and its Application for Electrochemical Determination of UA and AA Simultaneously, Electrochimica Acta, 52:766-772

Zen, J., and Hsu, C., 1998, A Selective Voltammetric Method for Uric Acid

Detection at Nafion-coated Carbon Paste Electrodes, Talanta, 46:1363-1369

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 70: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 1. Perhitungan dalam pembuatan larutan bufer

a. Pembuatan larutan asam asetat 2 M

Mr CH3COOH = 60,05 g/mol dan ρ = 1,049 g/cm3

M =

=

m = M x Mr x V

m = 2 x 60,05 x 100 mL = 12010 mg = 12,01 g

Untuk mencari volume CH3COOH yang dibutuhkan :

v =

=

= 11,5 mL

b. Pembuatan larutan natrium asetat 2 M

Mr CH3COONa = 82 g/mol

M =

=

m = M x Mr x V

m = 2 x 82 x 100 mL = 16400 mg = 16,4 g

c. Pembuatan larutan natrium hidrogenfosfat 2 M

Mr Na2HPO4.2H2O = 178 g/mol

M =

=

m = M x Mr x V

m = 2 x 178 x 100 mL = 35600 mg = 35,6 g

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 71: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

d. Pembuatan larutan natrium dihidrogenfosfat 2 M

Mr NaH2PO4.2H2O = 156 g/mol

M =

=

m = M x Mr x V

m = 2 x 156 x 100 mL = 31200 mg = 31,2 g

e. Pembuatan bufer asetat

MCH3COOH = MCH3COONa = 2 M

Vtotal = 100 mL

pKa = 4,76

Bufer pH 4

pHpKaAsam

Garam

][][log

log

+ pKa = 4

log

+ pKa = 4

log

+ 4,76 = 4

log

= -0,76

log

= log 0,174 => 0,174 =

=> 8,7 – 0,174y = y

y = 7,4 mL (volume CH3COONa)

Volume CH3COOH = (50 – y) = 50 – 7,4 = 42,6 mL

Dengan cara yang sama juga dilakukan untuk perhitungan pembuatan bufer

asetat pH 5.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 72: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

f. Pembuatan bufer fosfat

M NaH2PO4 = M Na2HPO4 = 2 M

V total = 100 mL

pKa = 7,21

Bufer pH 6

pHpKaAsam

Garam

][][log

log

+ pKa = 6

log

+ pKa = 6

log

+ 7,21 = 6

log

= -1,21

log

= log 0,062 => 0,062 =

=> 3,083 – 0,062y = y

y = 2,9 mL (volume Na2HPO4)

Volume NaH2PO4 = (50 – y) = 50 – 2,9 = 47,1 mL

Dengan cara yang sama juga dilakukan untuk perhitungan pembuatan bufer

fosfat pH 7.

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 73: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 2. Perhitungan dalam pembuatan larutan asam urat

a. Larutan induk asam urat 1000 ppm

1000 ppm => 1000 mg/L

1000 mg 1000 mg 100 mg 0,1000 g L 1000 mL 100 mL 100 mL

Untuk memudahkan proses pelarutan asam urat ditambahkan larutan NaOH

50% (b/b) hingga tepat larut. Larutan NaOH 50% merupakan perbandingan %

b/b yang dibuat dengan mencampurkan 50 g NaOH dalam 100 mL

akuabides.

b. Larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb, dan 5 ppb

Pembuatan larutan standar asam urat 10 ppm dari 1000 ppm

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 1000 ppm = 100 mL x 10 ppm

V1 = 1 mL

Pembuatan larutan standar asam urat 1 ppm dari 10 ppm

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 10 ppm = 100 mL x 1 ppm

V1 = 10 mL

Pembuatan larutan standar asam urat 30 ppb dari 1 ppm

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 1 ppm = 100 mL x 0,03 ppm

V1 = 3 mL

Pembuatan larutan standar asam urat 5 ppb dari 1 ppm

V1 x N1 = V2 x N2

V1 x 1 ppm = 100 mL x 0,005 ppm

V1 = 0,5 mL ≈ 500 µL

= = =

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 74: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 3. Perhitungan dalam pembuatan PANi, NIP, dan MIP

Perbandingan mol anilin : ammonium peroksodisulfat : asam urat = 2 : 1 : 0,1

1) Pembuatan ammonium peroksodisulfat

n =

=

= 0,00219 mol

2) Pembuatan anilin

mol anilin = 2 x mol ammonium peroksodisulfat

= 2 x (0,00219)

= 0,0044 mol

Massa anilin = n x Mr

= (0,0044) x 93,12

= 0,4078 g

Volume anilin =

=

= 0,4 mL

3) Pembuatan asam urat

mol asam urat = 0,1 x mol ammonium peroksodisulfat

= 0,1 x (0,00219)

= 0,0002 mol

Massa asam urat = n x Mr

= (0,0002) x 168,11

= 0,0336 g

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 75: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 4. Spektra FT-IR

a. Gambar spektra FT-IR asam urat

b. Gambar spektra FT-IR anilin

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 76: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

c. Gambar spektra FT-IR polianilin

d. Gambar spektra FT-IR NIP

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 77: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

e. Gambar spektra FT-IR MIP

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 78: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 5. Voltammogram optimasi potensial akumulasi asam urat

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-1.5_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

4.00n

6.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-1.4

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

1.50n

2.00n

2.50n

3.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-1.3

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-1.2

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

6.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-1.1_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

6.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-1_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

4.00n

6.00n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 79: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-0.9_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

4.00n

6.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-0.8_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-0.7

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-0.6

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-0.5

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed-0.4_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 80: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-0.3

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

800p

900p

1.00n

1.10n

1.20n

1.30n

1.40n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-0.2

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

900p

1.00n

1.10n

1.20n

1.30n

1.40n

1.50n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_-0.1

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

750p

1.00n

1.25n

1.50n

1.75n

2.00n

2.25n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_0

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

1.50n

2.00n

2.50n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_0.1

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

1.50n

2.00n

2.50n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_60s_0.2

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

800p

1.00n

1.20n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 81: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed0.3_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

700p

800p

900p

1.00n

1.10n

1.20n

1.30n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed0.4_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

600p

800p

1.00n

1.20n

1.40n

I (A

)

uric acid

Optimasi Pot_UA-HMDE

UA 30ppb_Ed0.5_260412

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

700p

800p

900p

1.00n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 82: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 6. Voltammogram optimasi waktu akumulasi asam urat

Optimasi Waktu_UA-HMDE

UA 5ppb_Ed-1_Td30s

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

1.50n

2.00n

2.50n

3.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi Waktu_UA-HMDE

UA 5ppb_Ed-1_Td60s

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

24.0n

25.0n

26.0n

27.0n

28.0n

29.0n

I (A

)

uric acid

Optimasi Waktu_UA-HMDE

UA 5ppb_Ed-1_Td90s

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

22.0n

23.0n

24.0n

25.0n

I (A

)

uric acid

Optimasi Waktu_UA-HMDE

UA 5ppb_Ed-1_Td120s

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

22.0n

23.0n

24.0n

25.0n

I (A

)

uric acid

Optimasi Waktu_UA-HMDE

UA 5ppb_Ed-1_Td150s

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

20.0n

21.0n

22.0n

23.0n

24.0n

I (A

)

uric acid

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 83: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 7. Voltammogram optimasi pH larutan asam urat

VR V nA ----- ------ ------ 1-1 -0.405 2.403

VR V nA ----- ------ ------ 1-1 -0.464 1.376

Optimasi pH_UA-HMDE

UA 30ppb_90s_pH4

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

1.00n

1.50n

2.00n

2.50n

3.00n

3.50n

4.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi pH_UA-HMDE

UA 30ppb_90s_pH5

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.00n

3.00n

4.00n

5.00n

I (A

)

uric acid

Optimasi pH_UA-HMDE

UA 30ppb_90s_pH6

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

2.50n

3.00n

3.50n

4.00n

4.50n

5.00n

I (A

) uric acid

Optimasi pH_UA-HMDE

UA 30ppb_90s_pH7

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20U (V)

4.00n

6.00n

8.00n

10.0n

12.0n

14.0n

I (A

)

uric acid

VR V nA ----- ------ ------ 1-1 -0.417 3.391

VR V nA ----- ------ ------ 1-1 -0.464 2.416

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 84: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

Lampiran 8. Analisis data validasi metode

Penentuan linieritas dengan Uji t

Persamaan kurva baku standar asam urat yang didapatkan adalah

y = 8,074 x + 40,34

r2 = 0,995

r = 0,9975

Nilai ttabel = t (3;0,05) = 2,353

Nilai t hitung =

t hitung =

t hitung =

=

= 24,437

Karena thitung = 24,437 lebih besar dari ttabel = 2,353 maka diperoleh

kesimpulan bahwa terdapat hubungan linier antara konsentrasi dan arus larutan

asam urat yang dianalisis.

Perhitungan presisi (ketelitian)

Penentuan SD dan % KV pada uji validitas metode menggunakan larutan standar

asam urat 1-5 ppb.

Perhitungan % KVuntuk larutan standar asam urat 1 ppb. Replikasi (n) x (nA) (x- ) (x- )2

1 47,01 -1,075 1,1556 2 49,16 1,075 1,1556

Rata-rata: 48,085

SD =

=

= = 1,5203

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 85: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

% KV =

x 100 %

=

x 100 % = 3,16 %

Dengan cara yang sama juga dilakukan untuk perhitungan presisi larutan asam

urat 2 - 5 ppb.

Perhitungan sensitivitas

Persamaan regresi : y = 8,074x + 40,34

Sehingga diketahui nilai slope yaitu 8,074.

Luas permukaan HMD diasumsikan sebagai luas ½ bola, sehingga:

LHMD = ½ x 4πr2

= 2πr2

= 2 x 3,14 x (25.10-4)2

= 3,9 x 10-5 cm2

Jadi, sensitivitas yang diperoleh = slope/LHMD

= 8,074 / 3,9.10-5

= 2,06 x 105 nA/ppb.cm2

Perhitungan limit deteksi

Konsentrasi Arus pengukuran (yi)

Arus perhitungan ( ) ( yi - ) ( yi - )2

1 48,085 48,414 -0,329 0,1082 2 57,290 56,488 0,802 0,6432 3 63,585 64,562 -0,977 0,9545 4 73,565 72,636 0,929 0,8630 5 80,320 80,710 -0,390 0,1521

∑ 2,7210 y = 8,074 x + 40,34

1 ppb = 8,074 (1) + 40,34 = 48,414

2 ppb = 8,074 (2) + 40,34 = 56,488

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 86: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

3 ppb = 8,074 (3) + 40,34 = 64,562

4 ppb = 8,074 (4) + 40,34 = 72,636

5 ppb = 8,074 (5) + 40,34 = 80,710

Sbl = Sx/y = SD = 2

)( 2

nyyi

=

= 0,9524

YLOD = 3SD + a

YLOD = 3 (0,9524) + 40,34

YLOD = 43,197

YLOD = 8,074 x + 40,34

43,197 = 8,074 x + 40,34

8,074x = 43,197 – 40,34

8,074x = 2,857

x = 0,3539

LOD = 0,3539 ppb = 2,1052 x 10-9 M

Dengan demikian diperoleh limit deteksi metode analisis asam urat dengan

elektroda modifikasi HMDE-MIP sebesar 0,3539 ppb.

Perhitungan akurasi

Perhitungan akurasi untuk larutan standar asam urat 1 ppb.

R =

x 100%

dengan ketentuan R = akurasi, Csp = konsentrasi asam urat hasil analisis secara

voltammetri lucutan, dan Ks = konsentrasi asam urat yang sebenarnya.

y = 8,074 x + 40,34

Arus rata-rata asam urat konsentrasi 1 ppb = 48,085 nA (y)

48,085 = 8,074 x + 40,34

x = 7,745/8,074

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah

Page 87: PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT …repository.unair.ac.id/25764/1/MUFIDAH.pdf · dan Juli) yang telah bekerjasama dengan baik dalam penyelesaian skripsi ini. 8. Teman-teman

x = 0,959 ppb (Csp)

R =

x 100%

R = 0,959/1 x 100%

R = 95,92 %

Dengan cara yang sama juga dilakukan untuk perhitungan akurasi larutan asam

urat 2 - 5 ppb

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Hanging Mercury Drop (HMD) dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Imroatul Mufidah