teodas lapak analitik1
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.
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%