teodas lapak analitik1

30
METODE SPEKTROFOTOMETRI UNTUK PENENTUAN BARIUM DALAM TANAH LIAT DENGAN 18-CROWN-6 DAN ROSE BENGAL NITA HERLINA DINI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

Upload: rahma-fauziah

Post on 14-Aug-2015

62 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

METODE SPEKTROFOTOMETRI

UNTUK PENENTUAN BARIUM DALAM TANAH

LIAT DENGAN 18-CROWN-6 DAN ROSE BENGAL

NITA HERLINA DINI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008

ABSTRAK

NITA HERLINA DINI. Metode Spektrofotometri untuk Penentuan Barium dalam Tanah Liat dengan 18-Crown-6 dan Rose Bengal. Dibimbing oleh DEDEN SAPRUDIN dan

MOHAMAD RAFI.

Barium di dalam keramik berfungsi sebagai penahan panas sehingga keberadaannya perlu untuk ditentukan, metode yang telah banyak digunakan dalam

penetapan barium ialah spektrofotometri emisi atom (SEA), spektrofotometri serapan

atom (SSA), dan spektrofotometri emisi atom plasma gandeng induktif (inductively

coupled plasma atomic emission spectrometry/ICP-AES). Metode spektrofotometri UV-

Vis yang praktis dan sensitif dalam penelitian ini dikembangkan untuk penentuan kadar

barium dari contoh tanah liat. Senyawa kompleks 18Crown6-barium-Rose Bengal

diekstrak dengan pelarut diklorometana dan diukur absorbansnya pada 575 nm. Metode

ini dapat menjadi alternatif pilihan karena berbagai keuntungan yang dimilikinya, seperti

cepat, mudah, murah, dan tidak memerlukan tahap pemisahan sampel yang rumit. Namun

suatu proses evaluasi kinerja analitik perlu dilakukan untuk mengetahui keabsahan data yang dihasilkan. Parameter analitik yang dievaluasi meliputi linearitas, limit deteksi, limit

kuantitasi, ketelitian, dan ketepatan. Beberapa parameter yang dievaluasi hasilnya

memenuhi kriteria yang ditetapkan oleh International Union of Pure and Applied

Chemistry. Linearitas pada selang konsentrasi 0.5–3.0 ppm mempunyai koefisien korelasi

0.9997–0.9998. Ketepatan ditentukan dengan metode penambahan standar dengan nilai

perolehan kembali berkisar antara 104.56 dan 109.28%. Ketelitian intraday selama 5 hari

berturut-turut cukup baik dengan simpangan baku relatif (SBR) berkisar 0.54–1.44%,

begitu juga dengan ketelitian interday dengan SBR 0.84%. Limit deteksi metode ini

cukup kecil, yakni 0.0642 ppm, sedangkan limit kuantitasinya sebesar 0.2139 ppm.

ABSTRACT

NITA HERLINA DINI. Spectrophotometric Method for Determination of Barium in

Clays with 18-Crown-6 and Rose Bengal. Under the direction of DEDEN SAPRUDIN

and MOHAMAD RAFI.

Barium was added to ceramics for electric insulation. This element has been

determined by flame emission spectrometry (FES), flame atomic absorption spectrometry

(FAAS), and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). A

simple and sensitive ultraviolet-visible spectrophotometric method has been developed for determination of barium in soil (clays). The 18C6-barium-Rose Bengal ternary

complex was quantitatively extracted into dichloromethane, and its absorbance was

measured at 575 nm. This technique could be an alternative method because of its advantages such as fast, inexpensive, and does not need any difficult sample separation.

However, analytical performance of this method needs to be evaluated to determine the

reliability and also validity. Evaluated parameters on this method were linearity, limit of

detection, limit of quantitation, precision, and accuracy. Some parameters were in

accordance with the acceptance criteria of International Union of Pure and Applied

Chemistry (IUPAC). The linearity in the concentration range of 0.5–3.0 ppm had

correlation coefficient of 0.9997–0.9998. Accuracy was determined by standard addition

method with recovery of 104.56-109.28%. Intraday precision in 5 days showed good

precision with relative standard deviation (RSD) of 0.54–1.44%, and so does the interday precision with RSD of 0.84%. The limit of detection was 0.0642 ppm and the limit of

quantitation was 0.2139 ppm.

METODE SPEKTROFOTOMETRI

UNTUK PENENTUAN BARIUM DALAM TANAH

LIAT DENGAN 18-CROWN-6 DAN ROSE BENGAL

NITA HERLINA DINI

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008

Judul : Metode Spektrofotometri untuk Penentuan Barium dalam Tanah

Liat dengan 18-Crown-6 dan Rose Bengal

Nama : Nita Herlina Dini

NIM : G44203017

Disetujui,

Pembimbing I, Pembimbing II,

Drs. Deden Saprudin, MSi Mohamad Rafi, S.Si NIP 132 126 040 NIP 132 321 454

Mengetahui:

Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor,

Dr. drh. Hasim, DEA

NIP 131 578 806

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Alhamdulillaahi Robbil’aalamiin, syukur tak berbatas penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala nikmat yang diberikan sehingga karya ilmiah ini akhirnya dapat

diselesaikan. Karya ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang telah dilaksanakan

penulis dari bulan Desember 2007 sampai Juli 2008 di Laboratorium Kimia Analitik dan

Laboratorium Bersama IPB, dengan mengambil tema penelitian, Metode

Spektrofotometri untuk Penentuan Barium dalam Tanah Liat dengan 18-Crown-6 dan

Rose Bengal, yang sekaligus menjadi judul dari karya ilmiah ini.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu

terselesaikannya penelitian dan karya ilmiah ini, untuk kedua dosen pembimbing, Drs.

Deden Saprudin, MSi dan Mohamad Rafi, S.Si. terima kasih atas ilmu dan segala

kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Tercurah cinta dan terima kasih terdalam kepada kedua orangtua, M. Nurullah. S, BA dan Suirat, BA atas semua bekal hidup yang

tak pernah terputus diberikan untuk penulis, juga kepada segenap keluarga, Mbok

(Almh), Nana Muhandis, Rohyati, Ima Himawati, Adri Nova Hendrawan, Gilang, dan

Haidar, serta keluarga besar Bapak Salkia di Bantarkemang atas segala dukungan yang

diberikan. Penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Eman (Om

Em), seluruh staf dan laboran Kimia Analitik, seluruh laboran Kimia Anorganik, dan

mba Adew dari Laboratorium Bersama atas segala bantuan dan kemudahan yang

diberikan kepada penulis.

Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Diyah, Asriqa, Dewi, Ratih, Herwin, Romi, keluarga besar kimia 40 IPB, serta keluarga besar Cendrawasih atas

kebersamaan indah yang telah terjalin. Terkhususkan kepada Toni Sulaeman, SE penulis

mengucapkan terima kasih untuk segala bentuk dukungan dan bantuan yang dengan tulus selalu diberikan kepada penulis. Juga untuk sahabat tercinta, Nisa Nurlaela Zamil (Icul)

yang senantiasa menguatkan penulis setiap saat. Semoga segala yang telah diberikan

mendapat balasan yang lebih baik disisi Allah swt. Dan Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, September 2008

Nita Herlina Dini

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kamasan, Serang, Banten pada tanggal 18 Mei 1985 sebagai

anak ketiga dari 4 bersaudara pasangan M. Nurullah S, BA dan Suirat, BA. Pada tahun

2003 penulis menyelesaikan studi di SMU Negeri I Cipocok Jaya, Serang, Banten. dan

pada tahun ini pula penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui

jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan memilih Departemen Kimia, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Analitik 3 (S1) tahun ajaran 2006/2007, dan

Spektroskopi diploma (D3) tahun ajaran 2006/2007.

Tahun 2006 penulis melaksanakan Praktik Lapangan selama 2 bulan di PT Asahimas Chemical, Cilegon, Banten. Pada tahun ini pula penulis berhasil mengikuti

Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penulisan Ilmiah pada Pekan Ilmiah Mahasiswa

Nasional (PKMI-PIMNAS) yang dilaksanakan di Universitas Muhammadiyah, Malang.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ IX

PENDAHULUAN ................................................................................................... 1

TINJAUAN PUSTAKA

Barium ........................................................................................................ 1 Tanah Liat dan Keramik ............................................................................. 2

Eter Mahkota dan Rose Bengal .................................................................. 3

Spektrofotometri UV-Vis ........................................................................... 3

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan ........................................................................................... 5

Destruksi Sampel Tanah ........................................................................... 5 Ekstraksi Cair-Cair ..................................................................................... 5

Variasi Konsentrasi Pereaksi ...................................................................... 6

Penentuan panjang gelombang maksimum ................................................. 6

Evaluasi Kinerja Analitik............................................................................ 6

HASIL DAN PEMBAHASAN

Variasi Konsentrasi dan Penentuan Panjang Gelombang ........................... 6

Linearitas .................................................................................................... 8

Limit Deteksi dan Limit Kuantitasi ............................................................ 8

Ketelitian ..................................................................................................... 9

Ketepatan .................................................................................................... 9

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ..................................................................................................... 10

Saran ........................................................................................................... 10

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 10

LAMPIRAN ........................................................................................................... 12

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Sifat-sifat logam barium ....................................................................................... 2

2 Unsur kimia penyusun litosfer ............................................................................. 2

3 Koefisien korelasi dan persamaan regresi linear kurva standar (n = 3) ................ 8

4 Parameter statistika kurva standar rerata (n = 3) .................................................. 8

5 Simpangan baku relatif (%SBR) untuk intraday dan interday............................. 9

6 Rerata hasil perolehan kembali ............................................................................ 9

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Wujud tampak logam barium ............................................................................... 2

2 Struktur 18-crown-6 ............................................................................................. 3

3 Struktur Rose bengal ............................................................................................ 3

4 Instrumen utama Spektrofotometer UV-Vis ........................................................ 4

5 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [RB] 1 dan [18C6] 1 ....................... 7

6 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [RB] 1/2 dan [18C6] 1 .................... 7

7 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [RB] 1/4 dan [18C6] 1 .................... 7

8 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [18C6] 1 dan [RB] 1/4 .................... 7

9 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [18C6] 1/2 dan [RB] 1/4 ................. 7

10 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [18C6] 1/4 dan [RB] 1/4 ................. 7

11 Spektrum serapan pereaksi rose bengal ................................................................ 7

12 Kurva standar rerata barium pada 0.5–3.0 ppm ................................................... 8

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Bagan alir penelitian ............................................................................................. 13

2 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [RB] ¼ dan [18C6] ¼ 3 Ulangan .................. 14

3 Persamaan regresi linear kurva standar Ba dan kurva standar rerata ................... 15

4 Parameter statistika kurva standar rerata 3 ulangan ............................................. 16

5 Penentuan limit deteksi dan limit kuantitasi ......................................................... 17

6 Penentuan ketelitian intraday hari ke-1 hingga hari ke-5 .................................... 18

7 Penentuan ketelitian interday hari ke-1 hingga hari ke-5 ..................................... 20

8 Penentuan % perolehan kembali .......................................................................... 21

9 Jurnal Acuan Utama Penelitian ............................................................................ 22

PENDAHULUAN

Tanah liat merupakan bahan utama

dalam pembuatan keramik, baik berupa

gerabah, genteng, porselin, maupun keramik

peralatan makan. Tanah ini digunakan karena

sifatnya yang plastis sehingga mudah dibentuk

(Guntur 2005). Sifat keramik sangat

dipengaruhi oleh struktur kristal, komposisi

kimia, dan kandungan mineral di dalam tanah

(Elektroindonesia 2007). Salah satu mineral

yang terdapat di dalam tanah ialah barium

(Ba). Ba di dalam keramik berfungsi sebagai

penahan panas atau electric insulator,

sehingga kehadirannya dapat meningkatkan

kualitas suatu keramik (Kojima et al. 1987).

Pentingnya peranan Ba membuat oksida

barium banyak ditambahkan sebagai suatu

modifier untuk mengubah sifat keramik sesuai

dengan yang diharapkan pembuatnya

(Daryanto 2002). Penelitian tentang barium di

dalam keramik terus berkembang, barium

bahkan digunakan sebagai formula utama

dalam pembuatan keramik modern, yakni

keramik barium titanat (BaTiO3) yang banyak

digunakan untuk industri bahan elektronik,

seperti kondensor, pembangkit tekanan

tinggi, dan detektor infra merah

(Elektroindonesia 2007). Penetapan barium

dalam tanah liat dengan demikian perlu

dilakukan agar dapat diketahui besar kecilnya

pengaruh barium pada kualitas keramik yang

dihasilkan.

Barium sebagai unsur mikro di dalam

tanah dengan kadar sekitar 430 mg/kg tanah

(Hanafiah 2005), memerlukan metode analisis

yang memiliki sensitifitas tinggi dalam

penetapan kadarnya. Kandungan Ba telah

banyak dianalisis dengan metode

spektrofotometri emisi atom (SEA) dan

spektrofotometri serapan atom (SSA), namun

ternyata masih cukup sulit dilakukan karena

adanya gangguan dari logam lain (Kojima et

al. 1987). Metode lain yang banyak digunakan

ialah spektrofotometri emisi atom plasma

gandeng induktif (inductively coupled plasma

atomic emission spectrometry/ICP-AES). Di

atas semua keunggulan yang dimilikinya,

metode ini memiliki kendala yang cukup

mendasar, yakni biaya operasionalnya yang

tergolong tinggi, hal ini disebabkan oleh

mahalnya gas pembakar yang digunakan (gas

argon) yang pemakaian satu tabungnya hanya

cukup untuk jangka waktu 4 jam (Rahmat

2007).

Metode spektrofotometri UV-Vis

sebagai metode analisis yang sederhana,

murah, dan praktis telah dicobakan oleh

Parham & Fazeli (2000) sebagai metode

alternatif untuk menetapkan kandungan

barium dari contoh air sungai. Penetapan ini

dilakukan melalui pengukuran ekstrak

senyawa kompleks 18Crown6-Barium-Rose

Bengal (18C6BaRB). Hasil yang diperoleh

menunjukkan bahwa metode spektrofotometri

UV-Vis dapat digunakan sebagai salah satu

metode yang sangat sensitif dan selektif, serta

memberikan hasil analisis yang dapat

dipercaya bahkan hasilnya cukup baik jika

dibandingkan dengan metode standar

penetapan barium yakni metode SSA.

Mengacu pada hal tersebut, dalam

penelitian ini akan dikembangkan metode

spektrofotometri UV-Vis untuk penentuan

barium dari contoh tanah liat yang digunakan

untuk bahan baku keramik. Pengembangan

metode analisis dilakukan untuk menunjukkan

bahwa metode tersebut sesuai dengan tujuan

yang diinginkan. Pengembangan ini dilakukan

dengan cara mengadopsi metode yang telah

dikembangkan oleh Parham & Fazeli (2000)

dan dibuat perubahan kecil melalui destruksi

contoh yang digunakan sehingga cocok untuk

penerapan yang baru. Dalam prosesnya, perlu

dilakukan evaluasi terhadap beberapa

parameter kinerja analitik agar dapat diketahui

sejauh mana kemampuan metode tersebut

dalam memberikan hasil yang tepat dan teliti.

Dengan demikian penelitian ini bertujuan

menetapkan kandungan barium dalam tanah

liat secara spektrofotometri UV-Vis, dan

mengevaluasi kinerja analitiknya meliputi

parameter linearitas, ketelitian, ketepatan,

limit deteksi, dan limit kuantitasi, agar data

analisis yang dihasilkan dapat memenuhi

standar kelayakan dan keabisahan suatu

metode analisis.

TINJAUAN PUSTAKA

Barium

Barium (Ba) merupakan unsur

golongan alkali tanah yang bersifat lebih

keras, memiliki densitas yang lebih besar, dan

kurang reaktif jika dibandingkan dengan unsur

golongan alkali, akan tetapi masih lebih

reaktif dibandingkan logam lainnya (Atkins et

al. 2006). Logam Ba berwarna putih perak,

dan dalam keadaan sangat murni dapat

berwarna kuning emas dan bersifat lembut

seperti timah (Gambar 1). Logam alkali tanah

dapat bereaksi dengan banyak unsur

nonlogam, barium misalnya dapat bereaksi

dengan halogen, oksigen, dan nitrogen

membentuk halida, oksida, dan nitrida

(Canham & Overton 2006). Barium secara

umum digunakan dalam bentuk

senyawaannya dengan unsur lain, terutama

karbonat dan sulfat (Holleman & Wiberg

1995). Barium dan senyawaannya memiliki

banyak kegunaan penting, barium sulfat

digunakan oleh industri gas dan minyak dalam

pengeboran lumpur, batu bata, ubin lantai,

kaca, dan karet. Senyawaan barium lainnya

seperti barium karbonat, barium klorida, dan

barium hidroksida digunakan dalam

pembuatan keramik, sebagai racun tikus dan

serangga, juga sebagai zat aditif pada minyak

dan bahan bakar (ATSDR 1992).

Gambar 1 Wujud tampak logam barium.

Sifat-sifat fisik barium beberapa diantaranya

tercantum dalam Tabel 1.

Tabel 1 Sifat sifat logam barium

Sumber: Holleman & Wiberg (1995)

Barium di dalam keramik berfungsi

sebagai penahan panas atau electric insulator

(Kojima et al. 1987). Namun demikian,

barium juga dapat menimbulkan bahaya pada

mahluk hidup jika terakumulasi dalam jumlah

yang tidak wajar. Garam barium yang terlarut

dan masuk melalui mulut dapat diserap oleh

paru-paru, sedang yang tidak larut akan

dihirup dan terakumulasi dalam waktu yang

lama, barium dapat mengacaukan proses

pencernaan, menstimulasi otot jantung, dan

menyebabkan hipertensi urat nadi dan otot

halus. Bahkan bisa menyebabkan kematian

dari makanan yang terkontaminasi barium

(ATSDR 1992). Barium di dalam tanah

terdapat sebagai unsur mikro yang jumlahnya

relatif kecil. Beberapa unsur kimia penyusun

litosfer tercantum pada Tabel 2.

Tabel 2 Unsur kimia penyusun litosfer (mg

kg-1 tanah)

Unsur Kadar

mg/kg

Unsur Kadar

mg/kg

Molibdat 2.3 Kalium 26000

Bromium 2.5 Natrium 28000

Barium 430 Kalsium 35900

Klor 480 Besi 50000

Sulfur 520 Aluminium 81300

Fosfor 1200 Silikon 277200

Magnesium 20900 Oksigen 446000

Sumber: Hanafiah (2005).

Tanah Liat dan Keramik

Tanah secara umum tersusun atas tiga

fraksi, yakni fraksi pasir, debu, dan liat. Tanah

liat memegang peranan penting secara kimia,

karena merupakan suatu koloid bermuatan

listrik yang aktif sebagai situs pertukaran ion,

di dalamnya terdapat berbagai mineral liat

yang akan mengikat kation untuk menetralkan

muatan negatif pada permukaan koloidnya

(Hanafiah 2005). Tanah liat merupakan bahan

utama dalam pembuatan keramik, tanah ini

tersusun dari mineral liat kaolinit yang bila

bercampur dengan air akan menghasilkan sifat

liat (plastis) sehingga menjadi lebih mudah

dibentuk (Guntur 2005).

Bahan keramik secara garis besar

digolongkan ke dalam dua jenis, yakni bahan

lunak yang terdiri dari tanah liat, dan bahan

keras yang mencakup pasir, debu, dan lain-

lain. Pembuatan keramik meliputi dua tahapan

pokok, yakni pengolahan bahan tanah dan

pembentukan barang, pembentukan ini

termasuk pengeringan dan pembakaran barang

keramik (Guntur 2005). Secara umum

keramik terbagi atas keramik tradisional dan

keramik halus. Keramik tradisional ialah

keramik yang dibuat dengan menggunakan

bahan alam, seperti kuarsa dan kaolin, contoh

keramik ini ialah barang pecah belah

(dinnerware), keperluan rumah tangga (ubin

dan batu bata), dan untuk keperluan industri.

Keramik halus (fine ceramics) disebut juga

keramik modern atau keramik teknik, yaitu

keramik yang dibuat dengan menggunakan

oksida-oksida logam atau logam, seperti

oksida logam Al2O3, ZrO2, dan BaO.

Penggunaannya antara lain untuk elemen

pemanas, semikonduktor, komponen turbin,

Sifat Barium

Nomor atom 56

Masa atom 137.33 g.mol -1

Densitas 3.5 g.cm-3(20°C)

Titik leleh (°C) 725

Titik didih (°C) 1640

Jari-jari Ion 0.135

Elektron valensi [ Xe ] 6s2

Sifat Kemagnetan diamagnetik

dan pada bidang medis. Sifat keramik sangat

ditentukan oleh struktur kristal, komposisi

kimia dan mineral yang terkandung dalam

bahan bakunya, oleh karena itu sifat keramik

juga tergantung pada lingkungan geologi

dimana bahan tersebut diperoleh

(Elektroindonesia 2007).

Eter Mahkota dan Rose Bengal

Eter mahkota (Crown ether)

merupakan suatu bentuk eter siklik yang

menyerupai mahkota, terdiri dari satuan

berulang –OCH2CH2–. Senyawa ini diberi

nama sebagai x-crown-y, dengan x adalah

jumlah total atom dalam cincin tanpa

hidrogen, dan y adalah banyaknya atom

oksigen yang terikat dalam cincin. Dalam

penelitian ini, digunakan 18-Crown-6 (18C6)

dengan rumus (C2H4O)6 dengan nama IUPAC

1,4,7,10,13,16-heksaoksisiklooktadekana

(Gambar 2) sebagai ligan pengkelat yang

selektif terhadap ion barium (Fessenden &

Fessenden 1997).

Gambar 2 Struktur kelat 18C6-Ba.

Eter mahkota dapat mengikat ion

logam pada rongga pusatnya terutama logam

golongan alkali dan alkali tanah, Beberapa

faktor yang mempengaruhi kapasitas ikatan

antara ion logam dengan eter mahkota antara

lain pelarut yang digunakan, energi bebas

pelarutan, fleksibilitas ligan, dan sifat saling

mengisi diantara ion logam dan eter mahkota.

Sifat ini menuntut adanya kesesuaian ukuran

antara ion logam dengan rongga pusat eter

mahkota yang berkaitan langsung dengan

rasio ukuran jari-jari keduanya (Junk & Steed

1998). Sedangkan pereaksi Rose Bengal

merupakan suatu garam pengompleks yang

memiliki rumus bangun seperti yang

ditunjukkan dalam Gambar 3.

Gambar 3 Struktur kimia Rose Bengal.

Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri merupakan salah satu

teknik analisis kualitatif dan kuantitatif yang

cukup andal, metode ini melibatkan

pengukuran dan interpretasi radiasi

elektromagnetik yang diserap atau diemisikan

ketika molekul, atau atom, atau ion dari suatu

sampel bergerak dari satu tingkat energi

tertentu ke tingkat energi lainnya. Setiap atom

mempunyai hubungan yang khas dengan

radiasi elektromagnetik (Khopkar 1990).

Pembagian spektrum elektromagnetik sinar

tampak terdapat pada daerah panjang

gelombang 400 sampai 750 nm (Hollas 2004).

Komponen warna yang terurai dari sinar putih

dapat diserap dan sisanya diteruskan sebagai

warna yang teramati secara kasatmata, sinar

yang diserap dinamakan warna komplemen

(Pavia et al. 2001).

Laju dari berkas sinar yang masuk ke

sistem penyerap akan berbanding lurus

dengan intensitas sinar tersebut yang biasa

disimbolkan dengan I0, terjadinya penyerapan

mengakibatkan penurunan intensitas sinar,

yang akan keluar sebagai intensitas sinar yang

telah melewati sampel dan disimbolkan

dengan I. Dasar penetuan kuantitatif dari

metode spektrofotometri adalah Hukum

Lambert-Beer. Hukum Lambert menyatakan

bahwa penyerapan sinar tidak bergantung

pada intensitas sumber cahaya. Hukum Beer

menyatakan bahwa fraksi penyerapan sinar

sebanding dengan banyaknya molekul yang

menyerap. Sumber radiasi yang dipancarkan

harus memiliki panjang gelombang yang sama

untuk penyerapan agar memenuhi hukum

Beer (Currell 2000).

A = I

I 0log = ε C l

A adalah serapan cahaya sampel, I0

adalah intensitas tanpa absorpsi, I merupakan

intensitas cahaya yang keluar lewat larutan

sampel, l merupakan ketebalan lapisan larutan

sampel (panjang jalur absorpsi), ε adalah

absorptivitas molar, yaitu besarnya serapan

Ba

2+

sinar dengan panjang 1 cm oleh zat yang

konsentrasinya 1 molaritas), sedangkan C

adalah konsentrasi analat.

Sebuah spektrofotometer merupakan

suatu instrumen untuk mengukur transmitans

atau absorbans contoh sebagai fungsi dari

panjang gelombang. Komponen dasar pada

sebuah spektrofotometer baik

spektrofotometer berkas tunggal atau ganda

ialah sumber cahaya, monokromator, sel,

detektor, dan rekorder (Day & Underwood

2002). Kelebihan spektrofotometer

dibandingkan dengan fotometer yang lain

ialah panjang dari sinar putih yang dapat lebih

terseleksi dan ini diperoleh dengan alat seperti

prisma, grating, ataupun celah optis. Prinsip

kerja dari spektrofotometer secara umum

ialah, suatu berkas radiasi dilewatkan melalui

larutan dengan panjang gelombang tertentu,

berkas radiasi akan diserap (diabsorpsi) secara

selektif dan radiasi lainnya akan diteruskan

(ditransmisikan) lalu ditangkap oleh detektor

sebagai sinyal listrik yang bisa diukur

(Gambar 4).

Gambar 4 Instrumen utama spektrofotometer.

Tujuan penggunaan monokromator

adalah mengisolasi sinar yang diperlukan pada

panjang gelombang (λ) tertentu dari sinar yang dihasilkan oleh sumber radiasi.

Sedangkan detektor adalah suatu piranti

(transduser) yang mengubah energi cahaya

menjadi energi listrik, dan memberikan suatu

isyarat listrik yang berhubungan dengan daya

radiasi yang diserap oleh permukaan yang

bersifat peka. Keluaran dari detektor

diumpankan ke suatu sistem peragaan yang

sesuai, dalam hal ini adalah rekorder yang

akan mengeluarkan data hasil pengukuran

(Vogel 2004). Cara-cara analisis kuantitatif

dengan pengukuran absorbans menggunakan

teknik spektrofotometri UV-Vis telah banyak

dikembangkan, seperti memakai kurva

kalibrasi dari sederet larutan standar, adisi

standar. Kurva kalibrasi dari sederet larutan

standar sebaiknya mempunyai komposisi

sama dengan komposisi contoh yang

sebenarnya, dan konsentrasi contoh berada di

antara kisaran konsentrasi standar. Metode

adisi standar dilakukan dengan menambahkan

larutan standar ke dalam larutan cuplikan

maupun campuran cuplikan dan standar

(Skoog et al. 1998).

Evaluasi Kinerja Analitik

Suatu analisis harus mampu memilih

metode analisis yang terbaik. Pemilihan

metode ini sangat bergantung pada tujuan

analisis, macam dan jumlah bahan yang

digunakan, ketepatan dan ketelitian yang

diinginkan, waktu yang diperlukan untuk

analisis, peralatan yang tersedia, senyawa lain

yang terdapat dalam bahan, dan tentu saja

biaya yang akan dikeluarkan. Sebagai metode

baru yang digunakan untuk penetapan kadar

Ba dalam contoh tanah liat, maka dalam

percobaan ini dilakukan evalusi kinerja

analitik dengan menguji beberapa parameter,

diantaranya linearitas, ketelitian, ketepatan,

limit deteksi, dan limit kuantitasi.

Linearitas Linearitas suatu prosedur analisis

adalah kemampuan metode tersebut dalam

memberikan respon baik secara langsung

ataupun dengan bantuan transformasi

matematika yang baik, menghasilkan hasil

yang proporsional terhadap konsentrasi analit

dalam sampel (IUPAC 2002). Kisaran

konsentrasi analat dalam contoh yang dapat

diukur dapat diketahui dari linearitas. Hal ini

dapat dilakukan dengan cara membuat kurva

kalibrasi dari beberapa sel larutan standar

yang telah diketahui konsentrasinya.

Persamaan garis yang digunakan pada kurva

ditentukan dengan metode kuadrat terkecil,

yakni bxay += . Persamaan garis ini akan

menghasilkan suatu koefisien korelasi (r) yang

digunakan untuk mengetahui tingkat linearitas

kurva. Pembuatan kurva minimal

menggunakan 6 konsentrasi standar yang

berbeda, dan nilai koefisien korelasi yang

memenuhi persyaratan harus lebih besar dari

0.9970 (IUPAC 2002).

Ketelitian Ketelitian metode analisis adalah

ukuran yang menunjukkan kedekatan hasil

dari sederet hasil pengukuran yang diperoleh

dari sampel yang homogen pada kondisi

tertentu. Ketelitian dapat dinyatakan dalam 3

cara, yakni keterulangan (repeatability),

ketelitian intermediet (intermediet precision),

prisma sumber

cahaya

lensa

contoh

detektor

data spektrofotometer

dan ketertiruan (reproducibility).

Keterulangan mengacu pada ketelitian

pengujian yang dilakukan pada kondisi tetap,

pada waktu yang berdekatan, dilakukan

dengan alat yang sama, dan oleh individu

yang sama. Ketelitian intermediet dilakukan

dalam laboratorium yang sama dengan

peralatan yang berbeda oleh individu berbeda

pada hari yang berlainan. Ketertiruan

mengacu pada pengujian yang dikerjakan

dengan metode yang sama oleh individu

berbeda, dengan alat dan tempat yang

berbeda. Ketertiruan menyatakan presisi

antar–laboratorium. Pengujian ketelitian dapat

dinyatakan dengan beberapa cara, yakni

kisaran (selisih antara hasil penetapan terbesar

dengan yang terkecil), simpangan rata-rata,

dan simpangan baku relatif (SBR). Kriteria

nilai %SBR yang dapat diterima ialah kurang

dari 2% (IUPAC 2002).

Ketepatan Ketepatan adalah ukuran yang

menunjukkan derajat kedekatan hasil yang

diterima (baik sebagai nilai teoritis maupun

nilai rujukan yang diterima) dengan hasil

pengukuran yang ada. Ketepatan dinyatakan

sebagai persen perolehan kembali analit yang

ditambahkan (%recovery). Nilai % perolehan

kembali yang dapat diterima sebesar 80-

110%. Ketepatan hasil analisis sangat

bergantung pada sebaran galat sistematik

dalam keseluruhan tahap analisis. Oleh karena

itu, untuk mencapai ketepatan yang tinggi

hanya dapat dilakukan dengan cara

mengurangi galat sistematik tersebut,

misalnya dengan menggunakan peralatan

yang telah dikalibrasi, menggunakan pereaksi

dan pelarut yang baik, pengontrolan suhu,

pelaksanaan analisis yang tepat, serta taat asas

sesuai prosedur (IUPAC 2002).

Limit Deteksi dan Limit Kuantitasi

Limit deteksi (LD) didefinisikan

sebagai konsentrasi analit terendah dari analat

sampel yang masih dapat dideteksi oleh

metode analisis, namun tidak perlu

terkuantitasi sebagai suatu nilai yang tepat.

Sedangkan limit kuantitasi (LK) adalah

konsentrasi terendah analit yang dapat

ditentukan dengan tingkat ketepatan dan

ketelitian yang dapat diterima di bawah

kondisi pengujian yang tetap. LD dan LK

dapat dihitung dari rata-rata kemiringan garis

dan simpangan baku intersep kurva standar

yang diperoleh (IUPAC 2002).

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan ialah neraca

analitik (Sartorius Analytic A200S), hot plate,

alat-alat gelas, dan seperangkat alat

spektrofotometer UV-Vis berkas ganda 1700

PC (Shimadzu).

Bahan-bahan yang digunakan ialah

contoh tanah liat yang berasal dari Kampung

Gunung Tangkil Barat (desa Cibeber, Kec.

Leuwiliang, Kab. Bogor yang merupakan

tempat pembuatan keramik gerabah, genteng,

dan batu bata), Standar BaCO3, larutan Rose

Bengal 1.25x10-2 (Sigma Aldrich), 18-Crown-

6 2.5x10-2 M (Sigma Aldrich), diklorometana

(MERCK), metanol (MERCK), air bebas ion,

pasir kuarsa, dan akuades.

Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan

ialah metode eksperimental yang terdiri dari

tahap destruksi, ekstraksi, dan tahap evaluasi

kinerja analitik pengukuran kadar barium

dengan metode spektrofotometri UV-Vis.

Destruksi Sampel Tanah

Sebanyak 0.500 g contoh tanah

ditimbang dan ditempatkan ke dalam piala

gelas, lalu ditambahkan 5.00 ml HNO3 p.a.

dan 0.50 ml HClO4 p.a., dibiarkan selama satu

malam. Campuran ini lalu dipanaskan di atas

penangas berpasir, proses destruksi dimulai

dengan pemanasan sampel selama 1 jam pada

suhu 100°C, kemudian suhu ditingkatkan

menjadi 150°C, setelah uap kuning habis,

suhu pemanasan ditingkatkan menjadi 200°C.

Destruksi selesai setelah keluar asap putih dan

larutan tersisa sekitar 0.50 ml. Larutan lalu

diangkat dan didinginkan. Setelah dingin

larutan diencerkan dengan air bebas ion dalam

labu takar 25 ml.

Ekstraksi Cair-Cair

Larutan stok standar Ba 50 ppm dari

serbuk BaCO3 dengan kisaran volume 0.10

sampai 0.60 ml ditempatkan ke dalam labu

takar 10 ml, lalu masing-masing ditambahkan

pereaksi 18-Crown-6 dan Rose Bengal,

setelah tercampur baik, larutan lalu ditepatkan

volumenya dengan air bebas ion, sehingga

diperoleh kisaran konsentrasi standar 0.5

sampai 3.0 ppm. Larutan ini dikocok selama

2 menit lalu dipindahkan ke dalam corong

pisah 50 ml, ekstraksi dilakukan dengan

penambahan 8 ml diklorometana p.a,

campuran ini dikocok kembali selama 2

menit. Setelah terjadi pemisahan fase yang

jelas, fase organik lalu diambil dan digunakan

untuk pengukuran dengan spektrofotometri

sinar tampak.

Ekstraksi ini dilakukan pada kondisi

optimum yang telah diperoleh pada percobaan

Parham & Fazeli (2000), yakni pH larutan

berkisar antara 8-10, sedangkan konsentrasi

18C6 dan Rose Bengal masing-masing

sebesar 1.0x10-2 M dan 5.0x10

-3 M.

Variasi Konsentrasi Pereaksi

Konsentrasi optimum pereaksi Rose

Bengal (RB) dan 18-Crown-6 (18C6) yang

telah diperoleh dari penelitian sebelumnya

dibuat bervariasi menjadi setengah dan

seperempat kali dari konsentrasi awalnya.

Sehingga untuk RB terdapat tiga konsentrasi

sebesar 0.0050, 0.0025, dan 0.00125 M,

sedangkan konsentrasi 18C6 berturut-turut

sebesar 0.0100, 0.0050, dan 0.0025 M. Variasi

ini ditambahkan pada larutan standar barium

konsentrasi 3 ppm dan digunakan dalam

pencarian panjang gelombang maksimum

untuk pengukuran ekstrak senyawa kompleks

18C6-Ba-RB. Selanjutnya dalam percobaan

ini hanya digunakan konsentrasi pereaksi yang

menghasilkan spektrum absorpsi yang paling

baik.

Penentuan panjang gelombang maksimum

Berdasarkan hasil penelitian Parham &

Fazeli (2000), panjang gelombang maksimum

dari ekstrak senyawa kompleks 18C6-Ba-RB

diperoleh pada 565 nm. Dalam percobaan ini,

akan ditentukan kembali serapan

maksimumnya dengan membuat spektrum

absorpsi pada kisaran panjang gelombang

400-700 nm.

Evaluasi Kinerja Analitik

Linearitas dan kurva kalibrasi Linearitas dievaluasi secara visual dan

statistik. Kurva kalibrasi dibuat dari 6 larutan

standar. Larutan stok standar yang

mengandung 1000 ppm barium dibuat dengan

melarutkan 0.1437 g serbuk BaCO3 dalam

sejumlah HCl hingga larut sempurna, lalu

ditera dengan air bebas ion pada labu takar

100 ml. Larutan stok tersebut kemudian di

encerkan menjadi 50 ppm dan dibuat seri

standar dengan konsentrasi 0.5, 1.0, 1.5, 2.0,

2.5, dan 3.0 ppm. Tiap konsentrasi dibuat 3

kali ulangan (IUPAC 2002), lalu diekstraksi

seperti perlakuan contoh dan diukur pada

kondisi optimum.

Ketelitian (presisi)

Presisi dievaluasi dengan ulangan

pengukuran sebanyak 6 kali pada hari yang

sama (intraday) pada tiap larutan contoh yang

disiapkan melalui tahapan destruksi dan

ekstraksi seperti larutan standar. Selain itu

dilakukan juga evaluasi ketelitian pada hari

yang berlainan selama 5 hari berturut-turut

(interday). Hasil analisis mempunyai presisi

tinggi bila nilai dari hasil penetapan ulang

yang diperoleh perbadaannya kecil satu sama

lain (IUPAC 2002).

Ketepatan (akurasi) Akurasi dievaluasi dengan

menambahkan sejumlah tertentu standar Ba

dengan tiga konsentrasi berbeda pada ekstrak

contoh tanah liat dan masing-masing dibuat

tiga kali ulangan. Dalam percobaan ini,

larutan standar dan contoh tanah liat dibuat

dengan konsentrasi masing-masing 10 mg/l,

kemudian disiapkan tiga buah labu takar 10

ml dan masing-masing diisi dengan 0.5 ml

larutan contoh, lalu ditambahkan larutan

standar barium masing-masing sebanyak 1.0,

1.5, dan 2.0 ml. Setelah itu volumenya

ditepatkan dengan air deion sehingga

diperoleh konsentrasi campuran akhir

diperoleh sebesar 1.5, 2.0, dan 2.5 mg/l

(IUPAC 2002).

Limit deteksi dan kuantitasi Limit deteksi (LD) dan limit kuantitasi

(LK) diestimasi dari nilai rerata kemiringan

garis (b ) dan simpangan baku intersep (σ)

yang diperoleh dari kurva rerata kalibrasi

standar Ba (IUPAC 2002).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Variasi Konsentrasi dan

Panjang Gelombang Maksimum

Penentuan panjang gelombang di

lakukan dengan menggunakan pereaksi RB

dan 18C6 yang di variasikan konsentrasinya.

Rose Bengal di buat menjadi konsentrasi,

0.0050 (1), 0.0025 (1/2) M, dan 0.00125 (1/4)

M, sedangkan konsentrasi 18C6 dibuat

menjadi 0.0100 (1), 0.0050 (1/2), dan 0.0025

(1/4) M. Variasi ini digunakan pada

konsentrasi standar Ba 3 ppm dan diukur

spektrum serapannya pada kisaran 500–650

nm. Berikut ini merupakan spektrum serapan

standar 3.0 ppm dengan variasi konsentrasi

RB (Gambar 5, 6, dan 7), dan variasi 18C6

(Gambar 8, 9, dan 10), konsentrasi RB untuk

variasi 18C6 dibuat tetap, yaitu 0.00125 (1/4).

1.1272

(583)

-0.5

-0.2

0.1

0.4

0.7

1

1.3

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

Gambar 5 Spektrum serapan standar 3.0

ppm [RB] 1; [18C6] 1.

1.41833

(579)

-0.50000

0.00000

0.50000

1.00000

1.50000

2.00000

2.50000

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

Gambar 6 Spektrum serapan standar 3.0

ppm. [RB] 1/2; [18C6] 1.

1.40552

(573)

0.00000

0.50000

1.00000

1.50000

2.00000

2.50000

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

Gambar 7 Spektrum serapan standar 3.0

ppm. [RB] 1/4; [18C6] 1.

2.01624

(580)

0.00000

0.50000

1.00000

1.50000

2.00000

2.50000

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650nm

A

Gambar 8 Spektrum serapan standar 3.0

ppm. [18C6] 1; [RB] 1/4.

1.27844

(577)

-0.4

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

Gambar 9 Spektrum serapan standar 3.0

ppm. [18C6] 1/2 ; [RB] 1/4.

1.25806

(575)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

Gambar 10 Spektrum serapan standar 3.0

ppm. [18C6] 1/4 ; [RB] 1/4.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa

konsentrasi Rose Bengal dan 18C6 yang

paling rendah memberikan spektrum serapan

yang paling baik (Gambar 10). Hal ini dapat

dilihat dari bentuk kurva yang lebih sedikit

terganggu oleh derau dan nilai serapannya

tidak melebihi batas maksimum serapan yang

baik yakni A = 1.3000. Selain itu panjang

gelombang maksimum 575 nm lebih

mendekati acuan penelitian sebelumnya (565

nm). Sehingga untuk percobaan selanjutnya

digunakan kombinasi konsentrasi Rose

Bengal dan 18C6 masing-masing sebesar

0.00125 dan 0.0025 M. Penentuan panjang

gelombang maksimum dari kombinasi ini di

buat dengan 3 kali ulangan, bentuk kurva dari

3 ulangan ini dapat dilihat pada Lampiran 3.

Untuk serapan maksimum dari pereaksi Rose

Bengal diperoleh pada 559 nm (Gambar 11).

1.01782

(559)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

Gambar 11 Spektrum serapan pereaksi

Rose Bengal.

Serapan maksimum pereaksi Rose

Bengal terjadi pada panjang gelombang 559

nm, sedangkan pengukuran analit (18C6-Ba-

RB) dilakukan pada λ 575 nm, dengan

demikian derau yang mungkin timbul dari

adanya serapan blangko terhadap analit dapat

dihindarkan dan serapan yang terukur pada λ

575 nm seluruhnya merupakan serapan analit

Ba.

Linearitas

Linearitas dari metode spektrofotometri

sinar tampak untuk pengukuran Ba ditentukan

melalui pembuatan kurva hubungan antara

absorbans pada sumbu y dan konsentrasi

standar pada sumbu x. Konsentrasi yang

digunakan berkisar 0.5–3.0 µg/ml. Pengujian

parameter ini dilakukan sebanyak 3 kali.

Tabel 3 menunjukkan persamaan regresi

linear dari masing-masing kurva standar dan

kurva standar rerata (Lampiran 3). Linearitas

dinyatakan dengan koefisien korelasi (r).

Berdasarkan hasil pengujian, diperoleh

koefisien korelasi dari 3 ulangan berkisar

0.9997-0.9998, sehingga menghasilkan rerata

sebesar 0.9998. Menurut IUPAC 2002, nilai

ini memenuhi syarat yang ditetapkan, yakni

minimal 0.9970. Nilai koefisien korelasi yang

tinggi menunjukkan hubungan yang linear

antara sinyal detektor yang terukur dengan

kandungan Ba dalam contoh.

Tabel 3 Koefisien korelasi dan persamaan

regresi linear kurva standar (n = 3)

No Persamaan regresi linear r

1 y = 0.2820x + 0.2343 0.9997

2 y = 0.2795x + 0.2271 0.9998

3 y = 0.2917x + 0.2219 0.9997

rerata y = 0.2845x + 0.2275 0.9998

Persamaan regresi linear untuk kurva

standar rerata ialah y = 0.2845x + 0.2275

(Gambar 12). Nilai intersep (a) menyatakan

adanya pengaruh matriks pada larutan, nilai a

yang semakin jauh dari nol menunjukkan

adanya pengaruh matriks yang semakin besar

dari larutan. Hal ini tentu saja dapat

mengganggu penentuan kadar analit di dalam

contoh. Persamaan regresi kurva standar

rerata memiliki nilai a yang tidak jauh dari

nol, yakni 0.2275, sehingga dapat dikatakan

bahwa matriks contoh tidak terlalu

mengganggu dalam penentuan kadar Ba.

0.3670

0.5160

0.6600

0.7870

0.9380

1.0840y = 0.2845x + 0.2275

r = 0.9998

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

ppm

Abs

Gambar 12 Kurva standar rerata barium

pada 0.5-3.0 ppm.

Nilai kemiringan garis (b) menyatakan

sensitivitas suatu metode. Nilai b berbanding

lurus dengan sensitivitas, nilai b yang kecil

menunjukkan bahwa perubahan konsentrasi

yang kecil tidak terlalu berpengaruh terhadap

sinyal detektor yang dihasilkan, sehingga

metode mempunyai sensitivitas yang kurang

baik, sebaliknya jika nilai b yang cukup besar

maka perubahan konsentrasi yang kecil saja

akan mampu merubah sinyal yang dihasilkan

oleh detektor. Nilai b yang diperoleh dari

kurva standar rerata ialah 0.2845, nilai ini

cukup besar sehingga dapat dikatakan bahwa

metode spektrofotometri UV-Vis cukup

sensitif untuk digunakan dalam penentuan

kadar Ba dari tanah liat. Tabel 4 menyajikan

beberapa parameter statistika dari kurva

standar rerata. Contoh perhitungan parameter

statistika ditunjukkan pada Lampiran 4.

Tabel 4 Parameter statistika kurva standar

rerata (n = 3)

Parameter statistika Hasil perhitungan

Persamaan regresi linear y = 0.2845x + 0.2275

Intersep (a) 0.2275

Sa 6.0865 x 10-3 Kemiringan garis (b) 0.2845

Sb 3.1258 x 10-3

Koefisien korelasi 0.9998

Limit Deteksi dan Limit Kuantitasi

Limit deteksi (LD) dan limit kuantitasi

(LK) ditentukan dari persamaan regresi linear

kurva standar rerata hasil penentuan linearitas.

Parameter ini ditentukan untuk mengetahui

konsentrasi terendah pada saat sinyal antara

blangko dan analit dapat dibedakan. Kedua

parameter ini akan mempunyai nilai yang

berbeda meskipun pada instrumen yang sama,

bergantung pada metode yang digunakan.

Limit deteksi metode UV-Vis untuk

penentuan barium dalam tanah liat sebesar

0.0642 ppm. Nilai ini menunjukkan bahwa

sinyal antara Ba dengan blangko dapat

dibedakan pada konsentrasi terendah 0.0642

ppm. Instrumen tidak dapat membedakan

sinyal antara blangko dan Ba pada konsentrasi

di bawah nilai ini.

Limit kuantitasi ditentukan untuk

mengetahui konsentrasi terendah yang dapat

ditentukan oleh suatu metode pada tingkat

ketelitian dan ketepatan yang baik. Nilai limit

kuantitasi berdasarkan hail penelitian ialah

0.2139 ppm. Konsentrasi analit yang terukur

di bawah nilai ini akan memberikan ketelitian

dan ketepatan yang tidak baik. Data

perhitungan penentuan limit deteksi dan lmit

kuantitasi ditunjukkan dalam Lampiran 5.

Ketelitian

Ketelitian metode spektrofotometri

UV-Vis ditentukan sebanyak 6 kali ulangan

dari contoh tanah liat yang sama, baik untuk

ketelitian intraday maupun ketelitian interday.

Ketelitian ini dinyatakan oleh nilai SBR dari

hasil pengukuran. Ketelitian yang ditentukan

ialah keterulangan karena dilakukan oleh

opeator, instrumen, peralatan, dan

laboratorium yang sama. Uji keterulangan

dilakukan untuk mengetahui adanya galat

acak yang berasal dari penyiapan larutan

maupun dari instrumen.

Keterulangan intraday dapat digunakan

untuk mengetahui adanya galat acak yang

berasal dari penyiapan larutan, seperti

penimbangan, pembuatan larutan, ataupun

penyaringan. Hasil yang diperoleh dari

penelitian ini menunjukkan bahwa nilai SBR

intraday untuk masing-masing hari bernilai

kurang dari 2% (Tabel 5), kadar barium rerata

dalam contoh tanah liat hasil pengukuran pada

hari ke-1 hingga hari ke-5 berturut-turut ialah

0.0518; 0.0514; 0.0513; 0.0517; dan 0.0507

%b/b. Nilai SBR yang berada di bawah 2%

menunjukkan bahwa galat acak yang berasal

dari penyiapan larutan tidak mempengaruhi

hail analisis secara nyata. Data dan

perhitungan penentuan keterulangan intraday

ditunjukkan pada Lampiran 6.

Tabel 5 Simpangan baku relatif (%SBR)

untuk intraday dan interday

Hari ke- Kadar Ba (%b/b) SBR (%)

1 0.0518 0.54

2 0.0514 0.81

3 0.0513 1.17

4 0.0517 1.44

5 0.0507 0.93

Rerata 0.0514 0.84

Penentuan keterulangan interday

dilakukan selama 5 hari berturut-turut. Hal ini

dilkakan untuk mengetahui adanya galat acak

yang berasal dari instrumen dan kondisi

laboratorium pada hari yang berlainan. Nilai

SBR untuk keterulangan interday ialah 0.84%

dan dikatakan teliti dengan rerata kadar Ba

dalam contoh tanah liat sebesar 0.0514% b/b

(Lampiran 7). Dari hasil yang diperoleh, dapat

dikatakan bahwa galat acak yang berasal dari

instrumen dan kondisi laboratorium pada hari

yang berlainan tidak mempengaruhi hasil

analisis secara nyata.

Ketepatan

Ketepatan metode ditentukan dengan

metode penambahan standar dan dinyatakan

dengan % perolehan kembali (%PK).

Perolehan kembali merupakan jumlah standar

yang ditambahkan ke dalam contoh.

Ketepatan dapat menunjukkan adanya galat

sistematik yang dapat mempengaruhi metode

analisis. Galat sistematik dapat menyebabkan

hasil analisis menjadi lebih besar atau lebih

kecil dari yang seharusnya. Beberapa contoh

yang menyebabkan terjadinya galat sistematik

diantaranya ialah galat pada saat pengambilan

contoh, kurva kalibrasi yang tidak linear, serta

galat yang disebabkan oleh instrumen dan

peralatan kaca yang digunakan (Harvey

2000).

Penentuan ketepatan dilakukan dengan

menambahkan standar barium sebanyak 1.0,

1.5, dan 2.0 ppm ke dalam contoh ekstrak

tanah yang mengandung Ba sebesar 0.5 ppm.

Masing-masing konsentrasi standar dilakukan

3 kali ulangan. Perolehan kembali yang

didapatkan dari hasil penelitian berkisar antara

104.56 dan 109.28 (Tabel 6). Menurut IUPAC

(2002), nilai ini berada pada kisaran yang

dapat diterima, yakni 80–110%, sehingga

dapat dikatakan bahwa metode

spektrofotometri UV-Vis yang digunakan

untuk menentukan kadar barium dari contoh

tanah liat memiliki ketepatan hasil analisis

yang cukup baik. Perhitungan % perolehan

kembali ditunjukkan pada Lampiran 8.

Tabel 6 Rerata perolehan kembali metode

spektrofotometri UV-Vis (λ = 575

nm)

Standar Ba % Perolehan

kembali ditambahkan ditemukan

1.0000 1.0928 109.28 1.5000 1.5244 101.60 2.0000 2.0911 104.56

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Hasil pengukuran kadar Ba dalam

contoh tanah liat dengan metode

spektrofotometri UV-Vis menunjukkan kadar

Ba dalam %b/b yang cukup besar, yakni

0.0514%. Hasil Evaluasi dari beberapa

parameter analitik menunjukkan bahwa

metode spektrofotometri mempunyai

keabsahan data yang cukup baik, dengan

linearitas sebesar 0.9998, limit deteksi dan

limit kuantitasi berturut-turut sebesar 0.0642

ppm dan 0.2139 ppm, nilai %SBR ketelitian

intraday sebesar 0.54–1.44%, nilai %SBR

ketelitian interday sebesar 0.84%, dan nilai

ketepatan berkisar antara 101.60 dan 109.28.

Data hasil analisis metode ini secara

keseluruhan memenuhi kriteria yang telah

ditetapkan oleh lembaga acuan IUPAC.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa metode

spektrofotometri UV-Vis cocok digunakan

untuk pengukuran kandungan barium dari

tanah liat.

Saran

Sangat disarankan untuk dilakukan

pengembangan lebih lanjut terhadap metode

ini, misalnya dengan menggunakan metode

destruksi lain untuk analit dari contoh tanah

liat seperti menggunakan cara destruksi

microwave. Perlu juga dilakukan validasi

metode yang sempurna agar dapat dibuktikan

kelayakan dari metode ini. Selain itu juga

perlu digunakan metode pembanding yang

lain seperti metode AAS.

DAFTAR PUSTAKA

[AOAC]. Assosiation Official of Analytical

Chemistry. 1993. Official Methods of

Analysis of AOAC International.

Maryland: AOAC.

Atkins P, Overton T, Rourke J, Weller M,

Armstrong F. 2006. Inorganic Chemistry

4th Ed. New York: Oxford University Pr.

[ATSDR]. Agency for Toxic Substances and

Disease Registry U.S. Public Health

Service. 1992. Toxicological Profile for

Barium and Compounds. U.S: U.S

Government Printing Office

Canham GR, Overton T. 2006. Descriptive

Inorganik Chemistry 4th Ed. New York:

W. H. Freeman and Company

Currell G. 2000. Analytical Instrumentation.

New York: John Wiley & Sons, Ltd.

Daryanto. 2002. Pengetahuan Teknik Listrik.

Jakarta: Bumi Aksara.

Day RA, Underwood AL. 2002. Analisis

Kimia Kuantitatif Ed ke-6. Sofyan I,

penerjemah; Wibi HH, Simarmata L,

editor. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari

Quantitative Analytical Chemistry.

Elektroindonesia. 2007. Keramik. [terhubung

berkala]. http://www. elektroindonesia.

com/elektro/elek35. html. [12 Juli 2007].

Fessenden RJ, Fessenden JS. 1997. Dasar-

Dasar Kimia Organik. S. Maun, K. Anas,

TS. Sally, penerjemah. Jakarta: Binarupa

Aksara. Terjemahan dari: Fundamentals

of Organic Chemistry

Guntur. 2005. Keramik Kasongan. Wonogiri:

Bina Citra Pustaka.

Hanafiah KA. 2005. Dasar-Dasar Ilmu

Tanah. Jakarta: Raja Grafindo Persada.

Harvey D. 2000. Modern Analytical

Chemistry. New York: McGraw-Hill

Hollas JM. 2004. Modern Spectroscopy 4th Ed.

New York: John Wiley & Sons, Ltd.

Holleman AF, Wiberg E. 1995. Inorganic

Chemistry. New York: Walter de Gruyer

Thompson M, Ellison SLR, Wood R. 2002.

Harmonized Guidelines for Single-

Laboratory Validation of Methods of

Analysis (IUPAC Technical Report).

Pure Appl Chem 74 835-855.

Junk PC, Steed JW. 1998. Crown Ether

Chemistry of The Alkaline Earth

Nitrates. Chem Soc: 407-414.

Khopkar SM. 1990. Konsep Dasar Kimia

Analitik. A. Saptorahardjo, penerjemah.

Jakarta: UI-Pr. Terjemahan dari: Basic

Concepts of Analytical Chemistry

Kojima I, Ucjida T, Ilda C, Kanaoka S. 1987.

Determination of Lithium, Strontium, and

Barium in Silicates by Inductively

Coupled Plasma Atomic Emission

Spectrometry. Anal Sci 3:235-239.

Liotta CL, Berknerin J. 2004. Encyclopedia of

Reagents for Organic Synthesis. Ed L.

Paquette. New York: John Wiley & Sons

Okamoto Y, Kikkawa R, Fujiwara T. 2001. A

New Approach of Direct Sample-

Digestion before Vaporization for

Determination of a Metal in Rocks by

Inductively Coupled Plasma Atomic

Emission Spectrometry. Anal Sci 17: 523-

526

Parham H, Fazeli AG. 2000 Extraction-

Spectrophotometric Determination of

Trace Amounts of Barium by 18-Crown-

6 and Rose Bengal. Anal Sci 16: 575-577.

Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS. 2001.

Introduction to Spectroscopy. 3rd Ed.

Washington: Thomson Learning.

Rahmat M. 2007. AAS bisa diganti dengan

ICP untuk menganalisa logam.

[terhubung berkala]. http://www.chem-is-

try.org [29 Januari 2008]

Skoog DA, Holler FJ, Nieman TA. 1998.

Principle of Instrumental Analysis. 5th Ed.

Philadelphia: Saunders College.

Sulaeman, Suparto, Eviati. 2005. Petunjuk

Teknis Analisis Kimia Tanah, Tanaman,

Air, dan Pupuk. Ed ke-1. Bogor: Balai

Penelitian Tanah

Swaddle TW. 1997. Inorganic Chemistry. San

Diego: Academic Pr

Tiscali. 2007. RoseBengal. [terhubung

berkala]. http://www.tiscali.co.uk/

reference/encyclopaedia [05 Juli 2007].

Vogel. 2004. Textbook of Quantitative

Inorganic Analysis 4th Ed. London: EGC.

13

LAMPIRAN

14

Pembuatan

deret standar Ba

0.5–3.0 ppm

Destruksi

contoh tanah

Penentuan panjang gelombang

maksimum (500–650 nm)

Evaluasi kinerja analitik meliputi:

linearitas, ketelitian, ketepatan, limit

deteksi, dan limit kuantitasi

Ekstraksi cair-cair + diklorometana

Larutan stok

contoh

Pengukuran kadar Ba secara

spektrofotometri sinar tampak

Lampiran 1 Bagan alir penelitian

+ RB

+ 18C6

15

Lampiran 2 Spektrum serapan standar 3.0 ppm dengan [RB] ¼ dan [18C6] ¼ Ulangan 1 (a), 2 (b),

dan 3 (c)

1.22595

(576)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650nm

A

(a)

1.25806

(575)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

(b)

1.26379

(575)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

500 515 530 545 560 575 590 605 620 635 650

nm

A

(c)

16

Lampiran 3 Persamaan regresi linear kurva standar Ba ulangan ke 1 (a), 2 (b), 3 (c), dan kurva

standar rerata (d).

0.3720

0.5210

0.6640

0.7870

0.9400

1.0830

y = 0.282x + 0.2343

r = 0.9997

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

ppm

Abs

(a)

0.3640

0.5150

0.6710

0.7960

0.9480

1.1000y = 0.2917x + 0.2219

r = 0.9997

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

ppm

Abs

(b)

0.3650

0.5130

0.6450

0.7790

0.9270

1.0680y = 0.2795x + 0.2271

r = 0.9998

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

ppm

Abs

(c)

0.3670

0.5160

0.6600

0.7870

0.9380

1.0840y = 0.2845x + 0.2275

r = 0.9998

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

ppm

Abs

(d)

17

Lampiran 4 Parameter statistika kurva standar rerata 3 ulangan

keterangan : ix = konsentrasi standar Ba, iA = absorbans yang terukur, iA = absorbans teoritis

Persamaan regresi linear rerata: y = 0.2275 + 0.2845x

∑ 2

ix = 22.75

( )∑ −2

AAi = 1.71 x 10

-4

( )2∑ − xxi = 4.375

Simpangan baku regresi (Sr) =

( )

2

ˆ

1

2

−∑=

n

AAn

i

i

= 6.5380 x 10-3

Simpangan baku intersep (Sa) = Sr( )∑

−i

i

i

i

xxn

x

2

2

= 6.0865 x 10-3

Simpangan baku kemiringan (Sb) =

( )∑ −i

i xx

Sr

2 = 3.1258 x 10

-3

xi ( )2xxi −

xi

2 iA

iA ( )2AAi −

0.5 1.5625 0.25 0.3670 0.3700 9.0 x 10-6

1.0 0.5625 1.00 0.5160 0.5120 1.6 x 10-5

1.5 0.0625 2.25 0.6600 0.6540 3.6 x 10-5

2.0 0.0625 4.00 0.7870 0.7970 1.0 x 10-4

2.5 0.5625 6.25 0.9380 0.9390 1.0 x 10-6

3.0 1.5625 9.00 1.0840 1.0810 9.0 x 10-6

18

Lampiran 5 Penentuan limit deteksi dan limit kuantitasi

LD = 3 xb

Sa LK = 10 x

b

Sa

= 3 x2845.0

100865.6 3−× = 10 x

2845.0

100865.6 3−×

= 0.0642 ppm = 0.2139 ppm

keterangan :

LD = limit deteksi (mg/l)

LK = limit kuantitasi (mg/l)

Sa = simpangan baku intersep kurva standar (n = 3)

b = rerata kemiringan garis kurva standar

19

Lampiran 6 Penentuan ketelitian intraday hari ke-1 hingga hari ke-5

Hari ke-1

ulangan Bobot

tanah (g)

Absorbans

(A)

[Ba] dalam

10 ml (ppm)

Kadar Ba dalam

0.5g tanah (mg)

Kadar Ba

dalam %b/b

1 0.5003 0.8150 2.0650 0.2576 0.0515

2 0.5007 0.8200 2.0826 0.2603 0.0520

3 0.5007 0.8180 2.0756 0.2595 0.0518

4 0.5003 0.8160 2.0685 0.2586 0.0517

5 0.5009 0.8220 2.0896 0.2612 0.0521

6 0.5001 0.8130 2.0580 0.2573 0.0514

x = 0.0518

s = 0.000279

SBR = 0.54%

Contoh perhitungan ulangan 1:

y = 0.2275 + 0.2845x

0.8150 = 0.2275 + 0.2845x

x = 2.0650 µg/ml

Kadar Ba dalam 0.5 g tanah = [Ba] x volume larutan x faktor pengenceran x 1 mg/1000 µg

= 2.0650 µg/ml x 25 ml x 10/2 x 1mg/1000 µg

= 0.2576 mg

Kadar Ba dalam %b/b = bobot Ba

bobot tanah

= 0.2576 mg x 1g/1000mg

0.5003 g

= 0.0515 %

Simpangan baku (SB) =( )

1

1

2

−∑ =

n

xxn

i i

= 0.000279

Simpangan baku relatif (%SBR) = %100xx

s = %100

0518.0

000279.0×

= 0.54%

%100×

%100×

20

Lanjutan lampiran 6

Hari ke-2

ulangan Bobot

tanah (g)

Absorbans

(A)

[Ba] dalam

10 ml (ppm)

Kadar Ba dalam

0.5g tanah (mg)

Kadar Ba

dalam %b/b

1 0.5009 0.8090 2.0439 0.2555 0.0510

2 0.5001 0.8140 2.0615 0.2577 0.0515

3 0.5008 0.8110 2.0510 0.2564 0.0512

4 0.5010 0.8190 2.0791 0.2599 0.0519 5 0.5005 0.8170 2.0721 0.2590 0.0518

6 0.5003 0.8070 2.0369 0.2546 0.0509

x = 0.0514

s = 0.000417

SBR = 0.81%

Hari ke-3

ulangan Bobot tanah (g)

Absorbans (A)

[Ba] dalam 10 ml (ppm)

Kadar Ba dalam 0.5g tanah (mg)

Kadar Ba dalam %b/b

1 0.5007 0.8050 2.0299 0.2537 0.0507

2 0.5011 0.8120 2.0545 0.2568 0.0512

3 0.5003 0.8100 2.0475 0.2559 0.0511 4 0.5009 0.809 2.0439 0.2555 0.0510

5 0.5007 0.8210 2.0685 0.2586 0.0516

6 0.5014 0.8250 2.1002 0.2625 0.0524

x = 0.0513

s = 0.0006

SBR = 1.17%

Hari ke-4

ulangan Bobot

tanah (g)

Absorbans

(A)

[Ba] dalam

10 ml (ppm)

Kadar Ba dalam

0.5g tanah (mg)

Kadar Ba

dalam %b/b

1 0.5003 0.8180 2.0756 0.2595 0.0519

2 0.5008 0.8220 2.0896 0.2612 0.0522

3 0.5016 0.8260 2.1037 0.2630 0.0524

4 0.5007 0.8230 2.0931 0.2616 0.0523

5 0.5003 0.8050 2.0299 0.2537 0.0507

6 0.5006 0.8080 2.0404 0.2551 0.0509

x = 0.0517

s = 0.000746

SBR = 1.44%

Hari ke-5

ulangan Bobot

tanah (g)

Absorbans

(A)

[Ba] dalam

10 ml (ppm)

Kadar Ba dalam

0.5g tanah (mg)

Kadar Ba

dalam %b/b

1 0.5002 0.8010 2.0158 0.2520 0.0504

2 0.5007 0.8040 2.0264 0.2533 0.0506

3 0.5011 0.7980 2.0053 0.2507 0.0500

4 0.5013 0.8070 2.0369 0.2546 0.0508

5 0.5005 0.8110 2.0510 0.2564 0.0512

6 0.5011 0.8120 2.0545 0.2568 0.0512

x = 0.0507

s = 0.000469

SBR = 0.93%

21

Lampiran 7 Penentuan ketelitian interday hari ke-1 hingga hari ke-5

Hari ke-

SBR (%)

Rerata kadar Ba (%b/b)

( )2xx i −

1 0.54 0.0518 1.6 x 10-7

2 0.81 0.0514 0

3 1.17 0.0513 1.0 x 10-8

4 1.44 0.0517 9.0 x 10-8

5 0.93 0.0507 4.9 x 10-7

x = 0.0514 Σ = 7.5 x 10-7

s = 0.000433

SBR = 0.84%

Contoh perhitungan :

Simpangan baku (SB) =( )

1

1

2

−∑ =

n

xxn

i i

= 0.000433

Simpangan baku relatif (%SBR) = x

s

= 0514.0

000433.0 x 100%

= 0.84%

%100×

22

Lampiran 8 Penentuan % perolehan kembali

Standar Ba

ditambahkan (ppm)

Absorbans

terukur

[Ba] terukur

(ppm)

% PK

Rerata

% PK

SBR

(%)

1.0000 0.6850 1.6081 110.81 109.28

1.65 1.0000 0.6750 1.5729 107.29

1.0000 0.6820 1.5975 109.75

1.5000 0.7930 1.9877 99.18

101.60

2.14 1.5000 0.8050 2.0344 102.23

1.5000 0.8110 2.0510 103.40

2.0000 0.9570 2.5641 103.21 104.56

1.19 2.0000 0.9660 2.5958 104.79

2.0000 0.9710 2.6134 105.67

Contoh perhitungan untuk ulangan 1 (standar Ba ditambahkan 1.00 ml):

Perolehan kembali (%) = c

ba − x 100%

= ppm

ppm

0000.1

)5000.06081.1( − x 100%

= 110.81%

keterangan:

a = konsentrasi standar + contoh yang terukur

b = konsentrasi contoh (0.5000 ppm)

c = konsentrasi standar teoritis yang ditambahkan

Simpangan baku (SB) = ( )

1

1

2

−∑ =

n

xxn

i i = 0.0181

Simpangan baku relatif (%SBR) = x

sbx 100% = 1.65%