Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 68 PENGARUH ION Cd(II) PADA PENENTUAN KADAR Pb(II) DALAM IKAN
NILA (Oreochromis nilaticus Linn) DENGAN MENGGUNAKAN PENGOMPLEKS DITHIZON
Effect of Cd(II) Ion on Determinaton of Lead Content (Pb (II)) in Nile Tilapia (Oreochromis nilaticus Linn) Using a Complex Ditizhon
Tri Handayani
Program Studi Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Ichsan Gorontalo
Korespondensi : trihandayani.kimia@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan panjang gelombang maksimum, pH optimum, konsentrasi ion Cd(II) yang berpengaruh mengganggu penentuan Pb(II) dengan pengompleks dithizon, % recovery, dan menentukan konsentrasi ion Pb(II) dalam Ikan Nila (Oreochromis nilaticus Linn) dari Danau Limboto, Gorontalo. Metode yang digunakan adalah metode spektrofotometri UV.Vis. Hasil menunjukkan panjang gelombang maksimum dan pH optimum pada pembentukan kompleks Pb(II) – Dithizon yaitu 550 nm pada pH 8. Penambahan ion Cd(II) yang mulai berpengaruh/mengganggu pada penentuan kadar Pb(II) yaitu pada konsentrasi 6 ppm dengan % recovery Pb(II) sebesar 94,53%. Konsentrasi ion Pb(II) dalam Ikan Nila pada kondisi optimum yaitu 0,12 ppm.
Kata Kunci: Pb(II), dithizon, ion Cd(II), spektrofotometri UV-Vis
ABSTRACT
The aim of this study was to determine the maximum wavelength, optimum pH, ion Cd(II) concentration that interference on determination of Pb (II) with dithizon complexing,% recovery, and to determine Pb (II) ion concentration in Nile (Oreochromis nilaticus Linn) from lake of Limboto, Gorontalo. The method used was UV.Vis spectrophotometric method. The Results showed that the maximum wavelength and the optimum pH in formation of Pb (II) - Dithizone complex were 550 nm at pH 8. The addition of ion Cd (II) began to interfere the analysis of Pb (II) with a complexing dithizon were at 6 ppm (Cd) with % recovery Pb(II) of 94.53%. The concentration of Pb (II) ions in Nile Fish at optimum condition were 0.12 ppm.
Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 69 PENDAHULUAN
Timbal merupakan salah satu dari logam berat pencemar yang memiliki karakteristik beracun, kumulatif dan non-biodegradable. Cemaran timbal di lingkungan berasal dari sumber pemanfaatannya. Timbal masuk ke lingkungan melalui limbah dari proses industri seperti pabrik cat, pabrik timbal, pabrik pembuatan pipa anti korosi, dan lain-lain. Cemaran ini dapat masuk ke rantai makanan dan menyebabkan berbagai penyakit seperti gangguan pada sistem syaraf, sistem sikulasi darah, ginjal, dan system reproduksi (Gorme et al., 2010).
Metode Spektrofotometri dengan menggunakan pengompleks atau dikenal dengan kompleksometri - spektrofotometri merupakan salah satu metode yang cukup menguntungkan dalam penentuan kadar logam karena akurasinya yang baik, cepat dan mudah (Dinararum dan Sugiarso, 2013).
Penentuan Pb(II) umumnya dilakukan dengan ekstraksi khelat, hal ini disebabkan Pb(II) dapat membentuk senyawa kompleks berwarna dengan beberapa ligan pengompleks, salah satunya adalah dithizon (Stary dan Irving, 1964). Dithizon (difeniltiokarbazon) merupakan pengompleks organik yang diketahui memiliki gugus fungsional –SH dan –NH pada strukturnya dan telah diakui menunjukkan sensitivitas dan selektivitas yang baik karena kemampuannya yang mudah bereaksi dengan beberapa ion logam seperti Pd2+, Ag+, Hg2+, Cu2+, Bi3+, Pb2+, dan Zn2+ (Rahma et al., 2013) secara spektrofotometri.
Selain pH sistem, keberadaan ion-ion logam lain yang bersifat asam lunak maupun asam menengah seperti Cd(II) (soft acid) dalam
ektraksi Pb dengan ditizon dapat pula menggangu interaksi pembentukan kompleks Pb-ditizon. Dalam artian, adanya ion-ion tersebut memungkinkan terjadi kompetisi antara Pb(II) dan Cd(II) dalam berinteraksi dengan gugus fungsional –SH pada dithizon yang bersifat basa lunak (soft base) (Pearson, 1968). Sehingga mempengaruhi jumlah Pb(II) yang dapat diekstrak. Berdasarkan latar belakang tersebut, perlu dilakukan penelitian untuk mempelajari pengaruh adanya ion logam Cd(II) pada penentuan Pb(II) dengan pengompleks ditizon serta aplikasinya pada analisis Pb(II) dalam cuplikan ikan Nila (Oreochromis nilaticus Linn) secara spektrofotometri UV-Vis. Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini bertujuan untuk menentukan panjang gelombang maksimum, pH optimum, konsentrasi ion Cd(II) yang berpengaruh mengganggu penentuan Pb(II) dengan pengompleks dithizon, % recovery, dan konsentrasi ion Pb(II) dalam Ikan Nila (Oreochromis nilaticus Linn) dari Danau Limboto, Gorontalo.
METODE PENELITIAN Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu neraca alaitik, peralatan gelas (pyrex), pH meter, corong pisah, magnet stirrer, pipet tetes dan pipet volum, oven, furnace, kertas saring Whatman 42, dan spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu tipe UV-Vis 1240). Bahan-bahan yang digunakan yaitu Pb(NO3)2, CdCl2, amoniak, hidroksil
ammoinium klorida (NH4OCl), Kalium
natrium tartrat (C4H4KNaO6.4H2O),
Dithizon (C13H12N4S), asam nitrat
(HNO3), kloroform (CHCl3), aquades,
Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 70 Penentuan Kondisi Optimum
Ekstraksi (Panjang Gelombang Maksimum dan pH Optimum Pembentukan Kompleks Pb-Ditizon)
10 mL larutan Pb(NO3)2 10
ppm, ditambahkan 1 mL larutan K-Na-tartrat 10% dan 1 mL larutan NH4OCl 10%, tambahkan 5 mL buffer
pH (pH 7, 8, 9, 10, 11) tepatkan pH dengan penambahan larutan NaOH 5M atau HNO3 5M, tambahkan 10 mL
larutan ditizon 2.10-4 M. Campuran diekstraksi selama 10 menit, diamkan dan pisahkan. Ukur serapan dengan spektrofotometri UV-Vis (variasi panjang gelombang yaitu 480-560 nm).
Pengaruh Ion Cd(II) pada Penentuan Pb(II) (Hidayati, 2004)
10 mL larutan Pb(NO3)2 10
ppm, ditambahkan 10 mL larutan Cd(II) dengan variasi konsentrasi 1, 2, 4, 6, 8, 10 ppm, tambahkan 1 mL larutan K-Na-tartrat 10% dan 1 mL larutan NH4OCl 10%, tambahkan 5
mL buffer pH (pH optimum) tepatkan pH dengan penambahan larutan NaOH 5M atau HNO3 5M, tambahkan
10 mL larutan ditizon 2.10-4 M. Campuran diekstraksi selama 10 menit, diamkan dan pisahkan. Ukur serapan dengan spektrofotometri UV-Vis (panjang gelombang maksimum). Penentuan konsentrasi Pb(II) yang terukur untuk setiap analisis diperoleh dari persamaan garis pada kurva kalibrasi. % recovery menunjukkan pada konsentrasi berapa ion Cd(II) dan Cu(II) mulai mengganggu.
( )
( )
Penentuan Kadar Pb(II) dalam Cuplikan Ikan Nila
5 mL larutan cuplikan ikan Nila, ditambahkan 1 mL larutan K-Na-tartrat 10% dan 1 mL larutan NH4OCl
10%, tambahkan 5 mL buffer pH (pH optimum) tepatkan pH dengan penambahan larutan NaOH 5M atau HNO3 5M, tambahkan 10 mL larutan
dithizon 2.10-4 M. Campuran diekstraksi selama 10 menit, diamkan dan pisahkan. Ukur serapan dengan spektrofotometri UV-Vis (panjang gelombang maksimum). Penentuan konsentrasi Pb(II) yang terukur untuk setiap analisis diperoleh dari persamaan garis pada kurva.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Panjang Gelombang Maksimum dan pH optimum pembentukan Kompleks Pb(II) – Dithizon
Pada penelitian ini dilakukan penentuan kondisi optimum ekstraksi Pb membentuk kompleks dengan dithizon. Optimasi meliputi optimasi panjang gelombang maksimum dan pH optimum. Hasil optimasi yang diperoleh digunakan untuk menentukan pengaruh ion lain pada pengukuran Pb dengan pengompleks dithizon.
Ion Pb(II) yang terekstrak oleh pengompleks dithizon diukur menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 480-580. Dalam penentuan panjang gelombang maksimum ini dilakukan bersamaan dengan pH optimum senyawa kompleks Pb(II)-dithizon. Grafik optimasi panjang gelombang maksimum dan pH optimum dapat dilihat pada Gambar 1.
Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 71 Dari Gambar 1 terlihat bahwa
panjang gelombang maksimum dan pH optimum untuk kompleks Pb(II)-dithizon adalah 550 nm dan pH 8. Variasi pH larutan menyebabkan perubahan harga absorbansi, hal ini menunjukkan bahwa pH mempengaruhi hasil ekstraksi. pH larutan dapat mempengaruhi pembentukan kompleks Pb(II) - dithizon karena terkait dengan spesiasi ion Pb dalam larutan.
Kenaikan pH akan berpengaruh pada semakin banyak ion logam yang dapat berinteraksi dengan dithizon membentuk kompleks Pb(II)- dithizon. Hal ini disebabkan jumlah ion H3O+ berkurang sehingga
mengurangi kompetisi, namun pada pH tinggi ion logam Pb(II) cenderung mengendap membentuk persenyawaan dengan ligan –OH sebelum berinteraksi dengan pengompleks dithizon (Yu dkk., 2011). Pada pH 8 kompleks Pb(II)-dithizon berada pada keadaan paling stabil dan fraksi ion ligan yang bereaksi dengan Pb berada pada konsentrasi maksimal. Penampakan warna dan struktur Kompleks Pb(II)-
Dithizon dapat dilihat pada Gambar 2.
Pengaruh Ion Cd(II) pada Penentuan Pb(II) dengan Pengompleks Dithizon
Keberadaan ion logam lain dalam proses ekstraksi suatu logam dapat menurunkan efisiensi hasil ekstraksi, terutama keberadaan ion-ion logam yang mempunyai sifat kimia yang mirip dengan ion logam yang akan diekstraksi. Hal ini sering disebut dengan interferensi. Interferensi merupakan suatu bentuk gangguan yang timbul pada saat proses analisis yang dapat menyebabkan ketidaktepatan pengukuran. Interferensi disebabkan adanya zat atau unsur lain yang stabil atau mempunyai sifat hamper sama dengan unsur atau zat yang akan dianalisis yang terdapat dalam sampel (Aprilia, 2005).
Berdasarkan prinsip HSAB (Hard and Soft Acid and Base) dari Pearson (1968), gugus –SH pada dithizon merupakan golongan basa lunak (soft base), sehingga interaksinya dengan ion-ion logam
Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 72 yang bersifat asam lunak (soft acid)
dan asam menengah (borderline) lebih disukai. keberadaan ion-ion logam lain yang bersifat asam lunak maupun asam menengah seperti Cd(II) (soft acid) dalam ektraksi Pb dengan dithizon dapat mengganggu interaksi pembentukan kompleks Pb-ditizon. Penambahan ion Cd(II) pada analisa timbal untuk mengetahui apakah ion Cd(II) mempengaruhi analisa timbal dan pada konsentrasi berapa ion tersebut mulai mengganggu analisa timbal, menaikkan atau menurunkan absorbansi. Dimulai dari konsentrasi 2 ppm, ion Cd(II) ditambahkan dalam larutan kompleks Pb(II)-Dithizon. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan (triplo). Dari pengukuran yang telah dilakukan maka didapatkan data seperti pada Tabel 1.
Berdasarkan data pada Tabel 2 terjadi penurunan konsentrasi Pb(II) hasil ekstraksi setelah penambahan Cd(II). Hal ini terlihat pula pada penurunan intensitas warna kompleks Pb(II)-dithizon pada Gambar 7 yang menunjukan bahwa penambahan Cd(II) yang bersifat asam lunak (Pearson, 1968) dapat mengganggu ekstraksi Pb(II) menggunakan pengompleks dithizon disebabkan terjadinya kompetisi antara atom pusat Cd(II) dan atom pusat Pb(II) untuk membentuk senyawa kompleks dengan ligan dithizon. Selain itu, jika ditinjau dari konstanta kestabilan kompleks, kompleks Pb(II)-dithizone mempunyai harga konstanta kesetimbangan yang lebih besar dari pada konstanta kesetimbangan kompleks Cd(II)-Dithizon (Balt dan Dalen, 1963).
Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 73
Tabel 1. Data Absorbansi Larutan Kompleks Pb(II)-Dithizon setelah penambahan Ion Cd(II)
Tabel 2. Data Konsentrasi Pb(II) yang terukur (ppm) setelah
Penambahan Ion Cd(II) dan nilai Recovery
ecovery
% recovery pada Tabel 2. menunjukkan pada konsentrasi berapa ion Cd(II) mulai mengganggu. Batas % recovery yang baik adalah 95-105% (Miller dan Miller, 1990). Sehinga data % recovery pada penelitian ini menunjukkan bahwa ion Cd(II) mulai mengganggu analisa Pb(II) yaitu mulai dari konsentrasi 6 ppm yang ditandai dengan menurunnya intensitas warna yang mengakibatkan turunnya absorbansi sehingga konsentrasi Pb(II) terukur menurun.
Kadar Pb(II) dalam Cuplikan Ikan Nila secara Spektrofotometri UV-Vis dengan Pengompleks Dithizon
Larutan sampel yang diperoleh dari hasil dekstruksi dengan menambahkan pengompleks dithizon dan dilakukan secara spektrofotometri UV-Vis.
Panjang gelombang maksimum dan pH optimum yang digunakan merupakan panjang gelombang maksimum dan pH optimum yang telah ditentukan pada tahap sebelumnya yaitu pada 550 nm dan pH 8.
Jurnal Agropolitan, Volume 4 Nomor 1 Bulan Juli 2017 74 Hasil analisis menunjukkan bahwa
kadar Pb(II) dalam 5 g sampel ikan Nila yaitu 0,12 ppm. Jumlah ini masih berada dibawah baku mutu yang diperbolehkan yaitu 0,6 ppm (BSN, 2009). Kompleks antara ion Pb(II) dengan dithizon yang terbentuk berwarna merah keunguan (Gambar. 10). Berdasarkan pengamatan warna yang dihasilkan tersebut menunjukkan bahwa keberadaan ion lain seperti Cd(II) dalam sampel ikan Nila yang berasal dari Danau Limboto, Gorontalo relatif sangat kecil jumlahnya dengan tidak teramatinya perubahan warna yang signifikan dari larutan sampel.
KESIMPULAN
1. Panjang gelombang maksimum dan pH optimum pembentukan kompleks Pb(II)-dithizon 10 ppm yaitu pada 550 nm dan pH 8.
2. Penambahan ion Cd(II) yang mulai berpengaruh/mengganggu analisa Pb(II) dengan pengompleks dithizon yaitu pada konsentrasi 6 ppm dengan % recovery Pb(II) sebesar 94,53%
3. Kadar Pb(II) dalam sampel ikan Nila yang berasal dari Danau Limboto Kab. Gorontalo sebesar 0,12 ppm.
DAFTAR PUSTAKA
Aprillia, K, 2005, Metode Analisis Besi (III) dengan pengompleks 1,10
fenantrolin secara
spektrofotometri. Skripsi. Semarang: UNNES.
Balt and Dalen, 1964. The reaction of diphenilcarbazide and diphenylcarbazone with cations. Anal. Chem. Acta, 29.
BSN, 2009, Batasan Maksimum Cemaran Logam Berat dalam Pangan, SNI 7387: 2009, Jakarta.
Dinararum, R.R dan Sugiarso, R.Dj, 2013. Studi Gangguan Krom (III) pada Analisa Besi dengan Pengompleks 1,10-fenantrolin pada pH 4,5 secara Spektrofotometri UV-Tampak. JURNAL SAINS dan SENI POMITS, Vol. 2, No.2, 2337-3520.
Gorme, J.B., Maniquiz, M.C., Kim, S.S., Son, Y.G., Kim, Y-T. and Kim, L-H., 2010. Characterization of Bottom Ash as an Adsorbent of Lead from Aqueous Solutions. Environ. Eng. Res, 15(4), pp.207–213.
Hidayati, R, 2004, Optimalisasi Analisis Timbal (II) secara Spektofotometri melalui Ekstraksi Kelat dengan Ditizon dalam Kloroform. Skripsi. Semarang: UNNES
Pearson, R.G., 1968. Hard and Soft Acids and Bases HSAB Part I. J. Chem. Edu, 45(9).
Rahman, I.M.M., Furusho, Y., Begum, Z., Sato, R., Okumura, H., Honda, H. dan Hasegawa, H, 2013, Determination of lead in solution by solid phase extraction, elution, and spectrophotometric detection using 4-(2-pyridylazo)-resorcinol. Central European. J. Chem, 11(5) 672-678.
Stary, J. dan Irving, H. 1964. The Solvent Extraction of Metal Chelates. Pergamon Press, NewYork.
