iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan karunia-Nya, penulis telah menyelesaikan penelitian dan sekaligus menyusun skripsi yang berjudul “Uji Selektivitas Dan Sensitivitas Ion Cd2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+ Dan Cr6+ Sebagai Kompleks Dithizonat Secara Spektrofotometri Uv-Vis ”.
Dengan selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Ketua Jurusan Kimia, Agus Kembaren, M.Si atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan studi Sarjana Sains pada program studi Kimia.
Terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada Ibu Dra Anna Juniar,M.Si, selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran mulai dari pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghormatan yang setinggi-tingginya kepada kedua orangtua, bapak saya D.P Karya Purba dan mamak saya Murniati Br Ginting yang telah memberikan dukungan baik berupa moril maupun materil serta cinta kasih yang tidak berkesudahan dan yang telah mengajarkan saya arti sebuah perjuangan (Srik, 2015). Dan untuk yang Tersayang adik saya, Triama Sehati Br Purba yang telah memberikan motivasi serta kasih sayang kepada penulis. Dan kepada seluruh teman Seperjuangan jurusan Kimia Nondik 2010 untuk semua keakraban diperkuliahan. Terkhusus buat sahabat saya (Parsmiler) yaitu Desi Indicayana situmorang, Janriadi Sinaga, Jetro Simbolon, Sri Rezeki Samosir dan Yeni Sirait atas rasa persaudaraan yang terjalin dengan baik serta kegilaan yang telah dilakukan bersama-sama.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan kritik yang dapat membangun untuk menyempurnakan skripsi ini. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pembaca dan dapat menjadi referensi bagi peneliti yang penelitiannya relevan dengan judul ini(Dwika, 2015)
Medan, Januari 2015
ii
UJI SELEKTIVITAS DAN SENSITIVITASION Cd2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+ DAN Cr6+ SEBAGAI KOMPLEKS DITHIZONATSECARA
SPE KTRO FOTO METRI UV -VIS
Dwika Raja S. Purba (4103210010)
ABSTRAK
Telah dilakukan Penelitian uji selektivitas dan sensitivitas ion Cd2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+ dan Cr6+ sebagai kompleks dithizonat secara spektrofotometri. Penelitian ini dilakukan dengan mengamati pengaruh pH dan konsentrasi kompleks logam-dithizonat terhadap nilai % Ekstraksi (%E) kompleks. Konsentrasi sisa ion logam yang terikat sebagai kompleks logam dithizonat yang berada pada fasa organik diukur dengan spektrofotometer D-20.Hasil penelitian menunjukkan bahwa pH optimum untuk kompleks Cd-dithizonat (pH=9 pada λmaks 520 nm), Zn-dithizonat (pH=9 pada λmaks 540 nm), Mn-dithizonat (pH=5 pada
λmaks 510 nm), Fe-dithizonat (pH=5 pada λmaks 510 nm) dan Cr-dithizonat (pH=5 pada λmaks 520 nm). Selektivitas kompleks logam dithizonat pada pH 9 yaitu Cd2+>Zn2+ dan pada pH 5 dihasilkan Mn2+>Cr6+>Fe2+serta Sensitivitaspada pengaruh konsentrasi diperoleh nilai 0,2667ppm untuk ion logam Cd2+, 0,2514 ppm untuk ion logam Mn2+ dan 0,0447ppm serta untuk ion logam Cr6+ juga 0,2378ppm untuk ion logam Zn2+ dan 0,2667ppm untuk ion logam Fe2+.
iv
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi v
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel xi
Daftar Lampiran x
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Identifikasi Masalah 3
1.3. Batasan Masalah 3
1.4. Rumusan Masalah 4
1.5. Tujuan Penelitian 4
1.5. Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. Senyawa Kompleks 5
2.2. Logam Transisi 5
2.2.1. Ion Logam Kadmium, Cd(II) 6
2.2.2. Ion LOgam Besi, Fe (II) 7
v
2.2.4. Ion Logam Mangan, Mn(II) 8
2.2.5. Ion Logam Zink, Zn(II) 8
2.3. Ligan 9
2.4. Difeniltiokarbazon (Dithizon) 10
2.5. Ekstraksi Pelarut 11
2.6. Spektrofotometer UV-VIS 13
2.7. Selektivitas dan Sensitivitas 15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 17
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian 17
3.2. Alat dan Bahan 17
3.2.1. Alat 17
3.2.2 Bahan 17
3.3. Prosedur Kerja 17
3.3.1. Pembuatan Larutan Kerja 17
3.3.2. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum 20
3.3.3. Penentuan pH Optimum Reaksi 21
3.3.4. Penentuan Konsentrasi Dithizon 22
3.3.5. Pembuatan Kurva Larutan Standar 23
3.3.6. Uji Selektivitas 24
3.3.7. Uji Sensitivitas 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 26
4.1. Deskripsi Hasil Penenlitian 26
vi
4.1.2 Penentuan pH optimum 27
4.1.3 Penentuan Konsentrasi Optimum 28
4.1.4 Uji Selektivitas 29
4.1.5 Uji Sensitivitas 30
4.1.6 Pembuatan Kurva Kalibrasi 34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 41
5.1. Kesimpulan 41
5.2. Saran 42
DAFTAR PUSTAKA 43
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 pH optimum ekstraksi dengan ditizon 11
Tabel 2.2. Spektrum cahaya Tampak dan Warna Komplementer Spektrofotometri 14
Tabel 4.1. Penentuanλ maks Kompleks Dithizonat 27
Tabel 4.2. Penentuan pH Optimum Ekstraksi kompleks Dithizonat pada Berbagai pH 28
Tabel 4.3. Penentuan Konsentrasi Dithizon Optimum 29
Tabel 4.4 Ekstraksi Campuran logam 30
Tabel 4.5.1 Ekstraksi Campuran logam dengan variasi konsentrasi Cd2+ 31
Tabel 4.5.2 Ekstraksi Campuran logam dengan variasi konsentrasi Zn2+ 31
Tabel 4.5.3 Ekstraksi Campuran logam dengan variasi konsentrasi Mn2+ 32
Tabel 4.5.4 Ekstraksi Campuran logam dengan variasi konsentrasi Fe2+ 32
Tabel 4.5.5 Ekstraksi Campuran logam dengan variasi konsentrasi Cr6+ 32
Tabel 4.6. Penentuan kurva kalibrasi Larutan standar Cd2+ 33
Tabel 4.7. Penentuan Kurva kalibrasi larutan standar Mn2+ 34
Tabel 4.8. Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Cr2+ 35
Tabel 4.9. Penentuan Kurva Kalibrasi Larutan Standar Fe2+ 37
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Reaksi ion kadmium dengan dithizon 6
Gambar 2.2. Reaksi ion besi dengan dithizon 7
Gambar 2.3. Reaksi ion kromium dengan dithizon 7
Gambar 2.4 Reaksi ion Mangan dengan dithizon 8
Gambar 2.5 Reaksi ion Zinkum dengan dithizon 9
Gambar 2.6. Difeniltiokarbazon dalam larutan 10
Gambar 2.7. Skema Kesetimbangan ekstraksi logam dithizon 13
Gambar 3.1. Penentuan panjang gelombang Maksimum (λmaks) 21
Gambar 3.2.Penentuan pH Optimum Ekstraksi 22
Gambar 3.3.Penentuan Konsentrasi Ditizon 23
Gambar 3.4.Pembuatan kurva standar 24
Gambar 3.6.Uji Selektivitas metode terhadap sampel 25
Gambar 3.7.Uji Sensitivitas metode terhadap sampel 26
Gambar 4.1. Grafik Absorbansi Vs pH 29
Gambar 4.3. Grafik Absorbansi Vs Konsentrasi Dithizon 30
Gambar 4.4. kurva Kalibrasi Larutan Standar Cd2+ 34
Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Larutan Standar Mn2+ 35
Gambar 4.6. Kurva Kalibrasi Larutan standar Cr6+ 36
Gambar 4.7. Kurva Kalibrasi Larutan standar Fe2+ 37
iv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Pengaruh pH terhadap ekstraksi kompleks Cd-Dithizonat 44
Lampiran 2 : Pengaruh pH terhadap ekstraksi kompleks Zn-Dithizonat 45
Lampiran 3 : Pengaruh pH terhadap ekstraksi Fe-Dithizonat 46
Lampiran 4 : Pengaruh pH terhadap ekstraksi kompleks Cr-Dithizonat 47
Lampiran 5 : Pengaruh konsentrasi ligan terhadap ekstraksi kompleks Cd-Dithizonat 48
Lampiran 6 : Pengaruh konsentrasi ligan terhadap ekstraksi kompleks Mn-Dithizonat 49
Lampiran 7 : Pengaruh konsentrasi ligan terhadap ekstraksi kompleks Fe-Dithizonat 50
Lampiran 8 : Pengaruh konsentrasi ligan terhadap ekstraksi kompleks Zn-Dithizonat 51
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan ilmu, teknologi, dan industri yang sangat pesat saat ini sangat dirasakan dampaknya terhadap kehidupan masyarakat baik hal positif maupun negatif. Hal positif berupa peningkatan kualitas hidup dan kenyamanan manusia. Namun, disamping itu banyak juga hal negatif yang ditimbulkan, Perkembangan industri yang demikian cepat merupakan salah satu penyebab turunnya kualitas lingkungan. Dalam limbah industri kimia biasanya dijumpai lebih dari satu macam logam, misalnya limbah industri baja anti karat mengandung mangan (Mn) dan krom (Cr). Industri pengecatan logam (perchrom) menggunakan krom(Cr), nikel(Ni) dan zink(Zn), besi(Fe) dalam limbah tekstil adalah arsenik(As), kadmium (Cd), kromium (Cr), timbal (Pb), tembaga (Cu), dan zink (Zn).
2
Metode analisis ion logam secara kuantitatif yang hingga kini paling populer digunakan adalah menggunakan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), namun metode ini membutuhkan biaya yang besar dalam analisisnya. Kelemahan lainnya adalah harga SSA yang relatif mahal sehingga tidak semua universitas memilikinya serta dengan ketersediaan lampu katoda berongga yang berbeda untuk setiap ion logam, sehingga perlu dikembangkan suatu metode analisis ion logam yang mempunyai sensitifitas yang tinggi dan peralatan yang cukup sederhana. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah metode spektrofotometri, karena spektrofotometer cukup sederhana dan hampir tersedia disemua laboratorium, sehingga metode ini lebih sering digunakan oleh analis untuk pengukuran sampel (Sibarani, 2005).
Masalah lain yang sering ditemui dalam bidang analisis kimia adalah pemisahan suatu komponen dengan konsentrasi yang sangat kecil seperti pada beberapa analisis dan identifikasi ion logam berat berbahaya. Dithizon merupakan pereaksi organik yang paling sensitif untuk pengompleks ion logam yang dapat ditentukan secara spektrofotometri, warna kompleks yang terbentuk sangat bergantung pada jenis ion logamnya.
3
metilen biru sebagai pasangan ion melalui ekstraksi pelarut yang menunjukkan batas deteksi dan sensitifitas yaitu pada 1,28 x 10-6 M dan 1,35 x 10-6 M. Selanjutnya, berdasarkan hasil penelitian Mianna (2009), pembentukan Ni-dithizonat optimum pada pH 8,5 dan λ 520 nm. Tingkat akurasi metode ini terhadap hasil analisis diperoleh sebesar 80% serta pada penelitian Olly Norita Tetra, dkk (2007) pada penelitian tentang optimalisasi transpor Zn(II) dengan zat pembawa dithizon melalui teknik membran cair fasa ruahyaitu pembentukan kompleks Zn-dithizon, dimana dithizon dapat mengekstraksi Zn(II) pada pH 3,0-10 dan menunjukkan bahwa pH 8,5 merupakan pH optimum pembentukan kompleks Zn(II) dengan dithizon di dalam fasa membran namun kompleks yang terjadi antara Zn(II) dengan dithizon belum stabil sehingga jumlah Zn (II) yang tertranspor belum maksimum
Dengan melihat kesederhanaan prosedur, keunggulan metode spektrofotometri dan penggunaan serta bahan yang mudah diperoleh, telah dilakukan pengembangan penelitian mengenai “Uji Selektivitas dan Sensitivitas penentuan Ion Cd2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Cr6+ Sebagai Kompleks Dithizonat Secara Spektrofotometri UV-Vis”.
1.2. Identifikasi Masalah
1. Kawasan industri yang berkembang pesat memungkinkan terjadinya pencemaran logam berat terhadap lingkungan.
2. Metode analisis yang mudah dan cepat perlu dikembangkan.
1.3. Batasan Masalah
Batasan Masalah dari penelitian ini yaitu:
1. Ion logam yang akan dianalisis adalah ion logam Cd2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+ dan Cr6+ serta ligan yang digunakan adalah dithizon dan pelarut yang digunakan adalah kloroform.
4
1.4. Rumusan Masalah
Rumusan Masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana selektivitas dan sensitivitas ekstraksi Cd, Zn, Mn, Fe dan Cr – dithizonat pada kondisi pH optimum.
1.5. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui selektivitas dan sensitivitas ekstraksi Cd, Zn, Mn, Fe dan Cr – dithizonat pada kondisi pH optimum.
1.6. Manfaat Penelitian
1. Untuk mengembangkan metode analisis ion logam yang akurat, cepat, sederhana, mudah dioperasikan dan biaya analisis yang relatif murah. 2. Bagi peneliti berikutnya dapat menambah ilmu pengetahuan dalam
41 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian uji selektivitas dan sensitivitas ion Cd2+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, dan Cr6+ sebagai kompleks dithizonat secara spektrofotometri diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Kompleks Cd, Cr, Mn dan Fe-dithizonat yang terbentuk diramalkan mempunyai perbandingan stoikiometri logam : ligan = 1 : 2, tetapi kompleks Zn-dithizonat mempunyai pebandingan stoikiometri logam : ligan = 1 : 1
2. Pada uji selektivitas, perubahan pH larutan berpengaruh terhadap nilai %E kompleks dithizonat dengan nilai %E yang cukup tinggi (±85%) yang berarti kompleks yang terbentuk stabil dan kepolaran pelarut sesuai dengan kompleks yang terbentuk.
3. Pada uji selektivitas yang dilakukan antara logam Cd dengan Zn ternyata ligan dithizon pada pH 9 dan ligan ditizon lebih selective untuk memisahkan ion logam Cd dengan % Ekstraksi 89%
4. Ligan ditizon paling selective memisahkan ion logam Mn yang dilakukan dengan campuran ion logam Cr, Mn dan Fe pada pH 5
5. Pada uji sensitivitas, ekstraksi campuran kelima logam dengan salah satu ion logam divariasikan konsentrasinya diperoleh harga %E dari ion-ion cukup tinggi (±96%). 6. Metode analisis ion logam dengan instrument spektronik D-20 dengan ligan
42
5.2. Saran
Berdasarkan kesimpulan diatas, maka :
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dari beberapa ion kompleks dithizonat lainnya dengan metode spektrofotometri maupun dengan metode SSA
40
DAFTAR PUSTAKA
Alloway,B.J.,(1995), Heavy Metals in Soils, ed 2. London: Blackie academic and professional-chapman and hall.
Anderson,R, (1987), Sample Pretreatment And Separation. John Wiley And Son,New York.
Badan standardisasi Nasional. 2012. SNI 7387:2012. Batas Maksimum Cemaran Logam Berat dalam Pangan.Jakarta :BSN
Baharuddin,H.,(2002), 1,10-Fenantrolin Sebagai Zat Penopeng Pada Ekstraksi
Kadmium Dengan Ditizon,Kimia FKIP Universitas Hasanudin Vol.3, No.2
Buchari, (1990), Analisis Instrumental Bagian I : Tinjauan Umum dan Analisis Elektrometri, FMIPA ITB, Bandung
Cotton dan Wilkinson, (1989), Kimia Anorganik Dasar, UI-Press, Jakarta.
Christian G.D, 1986, Analytical Chemistry, Third Edition, John Willey and Sons,NY. Darmono, (1985), Logam Dalam Sistem Biologi makhluk Hidup, Cetakan pertama, UI
Press, Jakarta.
Dewi S.,(2007),ekstraksi Cu2+ menggunakan metode transport membran cair dengan
pembentukan kompleks Cu-oksinat, Skripsi FMIPA Universitas Sebelas
Maret, Surakarta.
Firdaus,I.,(2014),Kompleksometri,http://www.chemistry.org/materi_kimia/komplekso metri/.
41
Habibi, M.,(2009), Studi Adsorpsi Ion Nikel (II) Dalam Larutan Menggunakan Komposit Serbuk Cangkang Kupang-Kitosan Terikat Silang, Skripsi FMIPA
Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Hartati, (1999), Penentuan Tembaga Secara Spektrofotometri Sebagai Senyawa Kompleks Asosiasi Ion Dengan Metilen Biru Melalui Ekstraksi Pelarut,
Jurnal FMIPA Universitas Airlangga Vol:4, No:2. Bandung
Khopkar,S.M.,(2002). Konsep Dasar Kimia Analitik, Diterjemahkan oleh A. Saptorahardjo. Jakarta: UI-Press
Loren,Sophia.,(2009), Uji Selektivitas Dan Sensitivitas Ion Cu, Ag, Co, Ni Dan Pb Sebagai Kompleks Dithizonat Secara Spektrofotometri, Skripsi, FMIPA
UNIMED, Medan
Olly Norita Tetra, Zaharasmi K,(2007),Optimalisasi Transpor Zn(ii) Dengan Zat
Pembawa Ditizon Melalui Teknik Membran Cair Fasa Ruah,Jurusan Kimia,
FMIPA, Universitas Andalas
Pudjaatmaka, A.H dan Setiono, L., 1994, Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif
Anorganik , Edisi ke-4, Erlangga, Jakarta. Terjemahan :Vogel’s Textbook of
Quantitative Inorganic Analysis Elementary Instrumental Analysis, Basset,
J., Denny, R.C., Jeffery, G.H., Mendham, J., 1991, 4th Edition, Longman Group U.K Limited, London.
Sari, Miana.,(2009)., Optimasi Penentuan Nikel Sebagai Kompleks Dithizonat Secara Spektrofotometri, Skripsi,FMIPA UNIMED, Medan.
Siti S.,(2005),Pembentukan Asosiasi ion Untuk Analisis Ion Raksa Dalam Larutan Secara Spektrofotometri, Kimia FMIPA UNY
42
Soendoro, R., Widaningsih, W., Rahadjeng, S., 1981, Analisa Kimia Kuantitatif, Edisi ke-4, Erlangga, Jakarta. Terjemahan : Quantitative Analysis, Day, R.A and Underwood, A.L., 1980, 4th Edition, Prentice-Hall, U.K.
Sukardjo, (1999), Kimia Koordinasi, Rineka Cipta, Jakarta.
