HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Optimasi Parameter Analitik
Optimasi parameter analitik digunakan untuk mengetahui kondisi optimum ekstraksi dengan menggunakan metode headspace single drop microextraction (HS-SDME). Dalam penelitian ini parameter analitik yang dioptimasi adalah jenis pelarut organik, volume larutan umpan dan temperatur. 4.3.1 Optimasi jenis pelarut organik
Pemilihan pelarut organik sangat penting dalam ekstraksi karena analit akan lebih banyak terekstrak pada pelarut yang paling sesuai. Prinsip yang paling mendasar dalam pemilihan jenis pelarut adalah berdasarkan prinsip like dissolve like. Selain itu tingkat selektivitas, polaritas, volatilitas, densitas, tegangan permukaan, titik didih dan konstanta dielektrik juga perlu diperhatikan (Psillakis dan Kalogerakis, 2002 dan Batlle dan Nerin, 2004).
Pada penelitian ini dilakukan percobaan terhadap pelarut organik golongan alkana (heksana), alkana tersubtitusi (karbon tetraklorida), ester (etil asetat) dan benzena tersubtitusi (nitrobenzena). Masing-masing jenis pelarut organik tersebut memiliki karakteristik secara kimia dan fisika seperti yang tercantum dalam Tabel 4.3
Tabel 4.3 Karakteristik fisika dan kimia berbagai jenis pelarut organik Karakteristik pelarut Jenis pelarut organik
Heksana CCl4 Etil Asetat Nitrobenzena
Titik didih 68,7 76,72 77 210,9
Densitas pada 20°C 0,672 1,594 0,902 1,253
Konstanta dielektrik 1,88 2,2 6 34,82
Log Kow 3,90 2,04 0,66 2,13
Tegangan permukaan 0,0179 0,0270 0,024 46,34 Keterangan Sumber :O’Neil, 2001
Pemilihan pelarut mikro. Efisiensi ekstraksi ekstraksi dengan masing pelarut organik dengan konsentrasi NDEA 30 ppm, waktu ekstraksi 30 menit, 20 mL. Setelah proses ekstraksi syringe lalu diinjekkan ke dapat dilihat pada Tabel
Tabel 4.
Jenis pelarut organik yang digunakan
Heksana CCl Etil asetat
Gambar 4.4 Kurva luas organik. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 L u as ar ea k ro m at o g ra m (s at u an )
pelarut didasarkan pada efisiensi ekstraksi dan kestabilan ekstraksi diperoleh dari besarnya luasan area NDEA
masing-masing jenis pelarut tersebut. Untuk optimasi dengan metode HS-SDME, kondisi yang dibuat tetap
30 ppm, kecepatan pengadukan 1.080 rpm, temperatur kstraksi 30 menit, volume pelarut organik 3 µL dan volume larutan umpan
proses ekstraksi selesai, tetesan hasil ekstraksi ditarik diinjekkan ke instrumentasi GC. Hasil analisis jenis pelarut
Tabel 4.4 dan Gambar 4.4.
Tabel 4.4 Data hasil optimasi pelarut organik pelarut organik
digunakan
Luas area rata-rata (satuan)
Heksana 876,83
CCl4 4.296,67
Etil asetat 11.949,86
luas area kromatogram NDEA 30 ppm pada berbagai 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
Etil Asetat CCl4 Heksana
Jenis pelarut organik CCl4 kestabilan tetes NDEA hasil optimasi jenis tetap adalah temperatur 30°C, volume larutan umpan ditarik ke dalam pelarut organik
berbagai pelarut
Berdasarkan data pada Gambar 4.4 dapat disimpulkan bahwa pelarut organik yang optimum adalah etil asetat. Pelarut organik yang optimum diperoleh dari luas area kromatogram yang terbesar. Pemilihan etil asetat sebagai pelarut yang paling optimal karena kelarutan NDEA sangat besar dalam etil asetat bila dibandingkan dengan kelarutan NDEA dalam CCl4 dan heksana. Berdasarkan nilai KowNDEA (0,48) yang nilainya hampir mendekati nilai Kowetil asetat (0,66) menyebabkan senyawa tersebut lebih suka pada pelarut organik etil asetat yang sifatnya semipolar juga. Semakin besar nilai Kow tingkat kepolarannya semakin tinggi. Selain itu sifat kepolaran juga dapat dilihat dari konstanta dielektrik etil asetat yang lebih kecil (6) bila dibandingkan dengan pelarut NDEA yaitu metanol (33,62). Semakin besar konstanta dielektrik dari suatu pelarut organik maka semakin besar pula tingkat kepolarannya (Smallwood, 1996).
Pada pelarut CCl4 dan heksana luas areanya lebih kecil bila dibandingkan dengan etil asetat. Hal ini disebabkan sifat CCl4dan heksana yang cenderung non polar menyebabkan kedua jenis pelarut organik tersebut kurang bisa mengekstraksi NDEA dengan baik. Sedangkan pada pelarut nitrobenzena, tidak dapat digunakan karena tetesan pada syring dari pelarut organik tersebut selalu jatuh pada saat proses ekstraksi, sehingga pelarut ini tidak digunakan dalam mengekstraksi NDEA.
4.3.2 Optimasi volume larutan umpan
Optimasi volume larutan sampel atau larutan umpan dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui efisiensi ekstraksi. Optimasi volume larutan umpan pada NDEA dengan metode HS-SDME dilakukan dengan menggunakan pelarut etil
asetat. Untuk optimasi volume larutan umpan, kondisi yang dibuat tetap adalah konsentrasi NDEA 30 ppm, kecepatan pengadukan 1.080 rpm, temperatur 30°C, waktu ekstraksi 30 menit, volume pelarut organik 3 µL. Prosedur yang digunakan sama dengan saat optimasi jenis pelarut organik, akan tetapi volume larutan umpan divariasi mulai dari 10 mL, 20 mL, 30 mL dan 40 mL. Setelah proses ekstraksi selesai, tetesan hasil ekstraksi ditarik ke dalam syringelalu diinjekkan ke instrumentasi GC. Hasil analisis NDEA pada optimasi volume larutan umpan dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.5.
Tabel 4.5 Data hasil optimasi volume larutan umpan Volume larutan umpan
(mL)
Luas area rata-rata NDEA (satuan) 10 11.354,45 20 11.949,86 30 14.095,24 40 14.087,72
Gambar 4.5 Kurva hubungan antara luas area kromatogram NDEA 30 ppm dengan volume larutan umpan.
10000 12000 14000 16000 0 10 20 30 40 50 L u as a re a k ro m at o g ra m (s at u an )
Berdasarkan Tabel 4.5 dan Gambar 4.5 dapat teramati bahwa semakin besar volume larutan umpan, semakin banyak NDEA yang terekstrak. Dari kurva tersebut terlihat luasan area kromatogram pada optimasi volume larutan ekstrak mengalami kenaikan sampai pada volume 30 mL dan kemudian pada volume 40 mL mengalami penurunan. Hal ini menunjukkan bahwa tetesannya telah jenuh dengan NDEA dari larutan umpan dengan volume 30 mL. Maka dari itu volume larutan umpan 30 mL dipilih sebagai volume optimum dalam analisis NDEA dengan HS-SDME. Volume larutan umpan sebanyak 30 mL ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Lorena (2007).
4.4.1 Optimasi temperatur
Optimasi temperatur dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang optimal pada analisis NDEA menggunakan GC secara HS-SDME. Optimasi temperatur sangat diperlukan karena temperatur memiliki efek yang signifikan pada kinetika dan termodinamika dalam proses ekstraksi. Hal ini dikarenakan transfer massa analit dari larutan sampel ke pelarut organik tergantung pada temperatur.
Seperti pada optimasi jenis pelarut organik dan volume larutan umpan, pada optimasi temperatur kondisi larutan standar NDEA dibuat tetap yaitu 30 ppm, menggunakan pelarut etil asetat, kecepatan pengadukan 1.080 rpm, waktu ekstraksi 30 menit, volume pelarut organik 3 µL, volume larutan umpan 30 mL. Prosedur yang digunakan sama pada saat optimasi jenis pelarut organik dan volume larutan umpan akan tetapi temperaturnya divariasi dengan rentang 30°C, 45°C dan 60°C. Setelah ekstraksi selesai, tetesan hasil ekstraksi ditarik ke dalam
syringelalu diinjekkan ke GC. Hasil analisis temperatur dapat dilihat pada Tabel 4.6 dan Gambar 4.6.
Tabel 4.6 Data hasil optimasi temperatur Temperatur larutan umpan
(°C)
Luas area NDEA rata-rata (satuan)
30 14.095,24
45 7.073,27
60 3.266,39
Gambar 4.6 Kurva hubungan antara luas area kromatogram NDEA 30 ppm dengan temperatur larutan umpan.
Berdasarkan data pada Tabel 4.6, dipilih kondisi temperatur yang optimum untuk proses ekstraksi NDEA yaitu 30°C. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Ventenas (2005) yang menjelaskan bahwa pada temperatur di atas 30 °C (diatas temperatur kamar) dapat menyebabkan pelarut organik yang digunakan cepat menguap sehingga menurunkan efisiensi ekstraksi.
Data yang diperoleh menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0 30 60 90 Axis Title L u as a re a k ro m at o g ra m (s at u an ) Temperatur (°C)
dapat mempengaruhi stabilitas tetesan dan mengurangi reproduksibilitas pada metode HS-SDME. Hal ini dikarenakan distribusi konstan analit yang ada dalam larutan umpan dan tetesan menurun dengan meningkatnya suhu (Hashemi, 2011).
Semakin tinggi suhu dalam suatu ekstraksi akan memudahkan analit untuk terekstrak, sehingga akan mempercepat penyerapan zat tersebut dalam pelarut organik yang mengekstraknya (Ling et al., 2006). Namun, kenaikan berlebihan dari suhu dapat menyebabkan desorpsi dini dari analit. Secara umum, suhu optimal tergantung pada komposisi matriks dan fasa stasioner yang digunakan (Wardencki, 2007).
4.4 Pembuatan Kurva Standar NDEA dengan menggunakan HS-SDME