ANALISIS Cu DENGAN METODE AAS
Noorfikry LAa, Noviantia, Fitri Ramadhania, Shofiyyatunnisaak NAa, Muna LNa, (Cholik RSb,
Rochmah WSb)
a Kelompok 2 AZG Mikro, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia bAsisten Praktikum AZG Mikro Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia.
ABSTRACT
________________________________________________________________________________
Sample preparation for mineral analysis can use by wet ashing and dry ashing. This study was conducted by wet ashing AOAC 975.03 method and held on Thursday October 2nd and 16th 2014 at laboratory of chemist and food
analysis, Community Nutrition Department, Faculty of Human Ecology, Bogor Agricultural University. The purpose of this study is prepare sample for mineral analysis, and analyse the minerals by AAS methode. Sample that use to preparation is isotonic drink. The principle of this method is oxidizing organic substances by using acids or their combinations. Acids that used are nitric acid, sulfate acid, chloric acid, and perchloric acid. Minerals are solubilized without volatlization. Wet ashing often is preferable to dry ashing as a preparation for specific elemental analysis. After sample preparation, the next step is analyse Cu using AAS. AAS is an analytical method based on the absorption of UV radiation by free atom in a gaseous state.
Keyword: acids, mineral, sample preparation, wet ashing.
Preparasi sampel untuk analisis mineral dapat dilakukan dengan pengabuan basah dan pengabuan kering. Praktikum preparasi sampel kali ini dilakukan dengan pengabuan basah metode AOAC 975.03 dan dilaksanakan pada hari kamis tanggal 2 dan tanggal 16 Oktober 2014 di Laboratorium Kimia dan Analisis Makanan Departemen Gizi Masyarakat Fakultas Ekologi Manusia Institut Pertanian Bogor. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempersiakan sampel yang digunakan untuk analisis mineral, dan menganalisis mineral menggunakan metode AAS. Sampel yang digunakan yaitu minuman isotonik. Prinsip dari metode ini adalah mengoksidasi komponen organik menggunakan asam kuat atau kombinasi asam kuat. Jenis asam kuat yang digunakan seperti asam nitrat, asam sulfat, asam klorida, asam perklorat. Pada pengabuan basah, mineral dilarutkan tanpa mengalami volatilisasi. Pengabuan basah lebih sering digunakan sebagai preparasi untuk analisis mineral spesifik dibandingkan dengan pengabuan kering. Setelah dilakukan preparasi sampel, selanjutnya adalah menganalisis Cu dengan menggunakan AAS. AAS merupakan metode analitik yang didasarkan pada absorpsi radiasi UV oleh atom bebas dalam keadaan gas.
Kata kunci: asam kuat, mineral, pengabuan basah, preparasi sampel.
1. PENDAHULUAN 2.
3. Mineral merupakan zat gizi mikro yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah sedikit. Secara umum, fungsi mineral adalah memelihara keseimbangan asam basa dalam tubuh dengan jalan pembentukkan mineral pembentuk asam dan mineral pembentuk basa, sebagai katalisator reaksi yang berhubungan dengan pemecahan karbohidrat, lemak, dan protein, serta pembentukkan lemak dan protein dalam tubuh. Fungsi lainnya adalah sebagai hormon dan enzim, membantu memelihara keseimbangan tubuh, sebagai
neurotransmiter, sebagai bagian dari
cairan usus, dan membantu dalam
pembentukan serta pemeliharaan tulang, gigi, dan jaringan tubuh lain.10
4. Mineral didapat dari bahan pangan, dan untuk mengetahui kandungan mineral dalam bahan pangan tersebut diperlukan sebuah analisis. Proses analisis diawali dengan preparasi atau persiapan sampel. Preparasi sampel merupakan hal paling penting dalam suatu analisis karena membutuhkan waktu paling lama diantara langkah yang lain dan tidak jarang banyak kesalahan terjadi dalam proses preparasi sampel. Setiap langkah dalam preparasi sampel harus benar-benar diperhatikan karena preparasi sampel yang salah dapat menyebabkan kesalahan dalam interpretasi data yang diperoleh.
analisis untuk mineral adalah menggunakan AAS. AAS merupakan metode analitik berdasarkan absorpsi radiasi UV atau visible oleh atom bebas dalam keadaan gas, AAS banyak digunakan untuk analisis bahan pangan. Tujuan dari praktikum kali ini adalah untuk mempersiapkan sampel yang digunakan untuk analisis mineral, dan menganalisis mineral menggunakan metode AAS. Oleh karena itu, sangat diperlukan sebuah praktikum mengenai preparasi sampel untuk analisis mineral dan selanjutnya
dilakukan praktikum yang
menjelaskan tatacara pelaksanaan analisis mineral dengan menggunakan AAS.
6.
7. METODE 8.
2.1 Waktu dan Tempat 9.
10. Praktikum
dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 2 dan tanggal 16 Oktober 2014 pukul 15.00-18.00 WIB di Laboratorium Analisis Zat Gizi Mikro Lantai 2, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor.
11.
12. 2.2 Alat dan Bahan 13.
14. Percobaan
preparasi sampel untuk analisis mineral yaitu neraca analitik, kaca arloji, erlenmeyer, pipet volumetrik, labu ukur, dan hot plate. Bahan yang digunakan, yaitu HNO3, H2SO4 98%, air deionisasi dan sampel (minuman isotonik). Sedangkan alat yang digunakan untuk analisis kadar Cu menggunakan metode AAS yaitu labu takar 500 ml dan 100 ml, serta pipet mohr. Dan bahan yang digunakan adalah stock standar Cu (1000 ppm), HNO3 5N dan air bebas ion.
15.
15.3Prosedur Percobaan 16.
17. Prosedur percobaan
pada preparasi sampel dengan pengabuan basah (AOAC 975.03
method) langkah pertama yang
dilakukan adalah sampel sebanyak 1 gram ditimbang kemudian dilarutkan ke dalam 15 ml air pada Erlenmeyer berukuran 100 ml. Selanjutnya ditambahkan 10 ml HNO3, kemudian ditambahkan 10 ml H2SO4 98%, dan dihomogen. Tahap selanjutnya larutan tersebut dipanaskan di hot plate
hingga menjadi warna hitam kemudian menjadi jernih. Setelah itu larutan tersebut diangkat dan didinginkan, apabila larutan menjadi warna hitam. Ditambahkan lagi HNO3 10 ml dan dipanaskan hingga jernih. Setelah itu didinginkan, kemudian diperiksa dengan 1-2 tetes air deionisasi, apabila larutan berwarna kuning dipanaskan kembali. Namun apabila tidak, tahap terakhir yaitu larutan dapat ditera dalam labu takar 50 ml.
18. Selanjutnya adalah
prosedur percobaan analisis Cu menggunakan metode AAS. Langkah pertama adalah disiapkan stock diencerkan kembali sehingga didapatkan Cu dengan konsentrasi 0, 0.5, 1, 2, 3, dan 4 ppm yaitu dengan cara mempersiapkan terlebih dahulu labu takar yang berukuran 100 ml, lalu dihitung ml Cu 50 ppm yang harus
dipipetkan agar didapatkan
konsentrasi yang diinginkan dengan rumus:
19.
ppm1x ml1=ppm2x ml2
20. Setelah didapatkan
standarnya. dilakukan untuk menyiapkan sampel sehingga sampel tersebut siap untuk organik dan anorganik. Kadar mineral dari suatu bahan pangan dapat ditetapkan setelah melalui tahapan-tahapan tertentu, salah satunya tahapan pengabuan. Abu merupakan zat anorganik sisa hasil pembakaran suatu bahan organik. Pengabuan dapat dibedakan menjadi pengabuan kering
(dry ashing) dan pengabuan basah
(wet ashing).3
25. Pada percobaan preparasi sampel untuk analisis mineral kali ini hanya dilakukan pengabuan basah. Pengabuan basah merupakan jenis pengabuan yang secara tidak langsung dilakukan dengan mengoksidasi sampel dengan oksidator kuat atau asam kuat pekat, baik secara tunggal maupun
kombinasinya. Pada pengabuan basah, asam kuat yang digunakan diantaranya HNO3, H2SO4, H2O2 dan HClO4 dan sampel yang dianalisis diantaranya Fe, As, Cu, Pb, Sn dan Zn. Asam nitrat dan asam sulfat sering dikombinasikan untuk digunakan dalam pengabuan basah, karena asam sulfat akan memakan waktu oksidasi yang sangat lama, sedangkan asam nitrat mampu mengoksidasi bahan organik sampel dengan baik, akan tetapi cepat habis sebelum semua sampel terdekstruksi sempurna. Oleh karena itu, kombinasi tersebut digunakan untuk menutupi kekurangan dari masing-masing oksidator kimiawi.4 Prinsip pengabuan basah yaitu penggunaan asam nitrat (HNO3) pekat untuk mendestruksi
senyawa organik dari sampel menggunakan suhu rendah.1
26. Tahapan pengabuan basah diawali dengan menimbang sampel sebanyak satu gram dan melarutkannya dengan menggunakan 15 ml air ke dalam erlenmeyer 100 ml. Air yang digunakan untuk melarutkan adalah air deionisasi untuk
mengurangi bias pada hasil analisis mineral. Setelah itu, pada sampel ditambahkan 10 ml HNO3 (asam nitrat) dan 10 ml H2SO4 (asam sulfat) 98%, agar larutan dan sampel dapat teroksidasi sempurna dan zat-zat organik di dalamnya dapat terdestruksi pada suhu rendah sehingga kehilangan mineral akibat penguapan dapat dihindari. Kedua asam tersebut juga merupakan oksidator yang kuat sehingga proses oksidasi dan destruksi dapat dipercepat.12 Penambahan HNO3 dan H2SO4 98% dilakukan di ruang asam karena kedua pereaksi tersebut merupakan pereaksi yang cukup berbahaya dan bersifat korosif.8
27. Tahap selanjutnya setelah penambahan reagen adalah pemanasan larutan sampel
menggunakan hot plate di ruang asam. Ketika proses pemanasan, akan terjadi oksidasi komponen organik dari sampel sehingga larutan sampel akan mengeluarkan asap dan warna larutan berubah menjadi jernih. Apabila warna larutan berubah menjadi hitam, yang menandakan bahwa zat organik dari sampel masih tersisa namun reagen yang digunakan untuk
mengoksidasinya telah habis, maka larutan harus ditambahkan dengan HNO3 sebanyak 10 ml dan dipanaskan kembali. Setelah larutan berwarna jernih, larutan selanjutnya diangkat dan didinginkan.
deionisasi tersebut dapat mengikat senyawa–senyawa lain yang larut dalam air.12 Warna larutan harus tetap jernih agar tahapan selanjutnya dapat dilaksanakan, akan tetapi apabila larutan berubah menjadi berwarna kuning yang berarti masih terdapat zat organik pada sampel, maka larutan harus dipanaskan kembali hingga benar-benar jernih. Lalu larutan diangkat dan didinginkan, kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 50 ml dan dilakukan pengenceran dengan penambahan air deionisasi hingga tanda tera.
29. Metode pengabuan basah dapat dikatakan lebih baik dibandingkan dengan pengabuan kering, karena tidak banyak bahan yang hilang dengan suhu pengabuan yang tinggi seperti pada pengabuan kering, waktu yang dibutuhkan dalam pengabuan basah juga lebih singkat dan kerusakan mineral bisa
diminimalisir.7 Selain itu, peralatan yang digunakan pada pengabuan basah lebih sederhana, proses oksidasi cepat, volatilisasi mineral lebih rendah, dan suhu yang dibutuhkan juga tidak terlalu tinggi. Akan tetapi, teknik pengabuan basah hanya dapat digunakan untuk analisis sampel dalam jumlah sedikit dan
pelaksanaannya juga harus dilakukan dengan sangat hati-hati karena reagen yang digunakan bersifat korosif dan berbahaya dan perlu koreksi terhadap reagen yang digunakan.4
30. Setelah dilakukan preparasi sampel menggunakan metode pengabuan basah, selanjutnya adalah menganalisis kadar Cu dengan metode AAS. Spektrofotometer Serapan Atom (AAS) merupakan suatu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada penyerapan absorbsi radiasi oleh atom bebas. Prinsip dasar analisis alat ini adalah absorbsi energi radiasi elektromagnetik oleh atom. Serapan atom didasarkan pada atom
menyerap energi, satu kali energi panas dari nyala api dikonversi dari molekul menjadi atom. Dengan menyerap energi, atom berpindah dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi. Energi yang diserap adalah yang memiliki panjang gelombang tertentu dari lampu katoda berongga. Satu pengukuran penyerapan merupakan perbedaan antara jumlah energi yang dipancarkan lampu katoda berongga dan mencapai pemindai. Penyerapan berhubungan secara linear dengan konsentrasi.9
31. Instrumen
spektrofotometri AAS terdiri dari tiga bagian, yaitu light source, sample cell,
dan light measurement. Light source
terdiri dari beam source dan beam
chopper. Sample cell terdiri dari flame
dan sample beam. Light measurement
terdiri dari beam recombiner,
monochromator, detector, electronics,
dan readout. Masing-masing bagian
tersebut mempunyai fungsi. Tabung gas berfungsi sebagai sumber gas atau pembakaran. Ductining (cerobong asap) berfungsi untuk menghisap asap atau sisa pembakaran. Kompresor berfungsi untuk menyuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS pada waktu pembakaran atom.
Penampung buangan untuk
menampung sisa buangan dari hasil operasi AAS. Komputer sebagai unit pengendali AAS sekaligus sebagai perekam data-data hasil analisis. Lampu katoda sebagai sumber cahaya pada AAS. Burner (atomizer) sebagai tempat pencampuran gas asetilen dan aquades agar tercampur merata. Monokromatis untuk mengisolasi salah satu garis resonansi atau radiasi dari sekian banyak spectrum yang dihasilkan dari lampu piar hollow katode atau untuk merubah sinar polikromatis menjadi sinar kromatis sesuai yang dibutuhkan oleh
pengontrol untuk mengatur tekanan yang masuk pada AAS sesuai kebutuhan bila berlebih dari sumber tekanan.
32. Analisis mineral dengan menggunakan metode AAS
(Atomic absorption spectroscopy)
memiliki kelebihan dan
kekurangannya dibandingkan dengan metode-metode lainnya. Keuntungan penggunaan metode AAS diantaranya spesifik, kepekaan lebih tinggi, batas (limit) deteksi rendah, dapat mengukur beberapa unsur berlainan dari satu larutan yang sama, pengukuran dapat langsung dilakukan terhadap larutan contoh karena preparasi contoh sebelum pengukuran lebih sederhana dan sistemnya relatif mudah, kecuali bila ada zat pengganggu.2 Selain itu, metode AAS juga dapat diaplikasikan pada banyak jenis unsur dalam banyak jenis contoh walaupun dengan kriteria tertentu, batas kadar-kadar yang dapat ditentukan sangat luas yaitu dari mg/L (ppm) hingga persen, output dapat langsung dibaca, cukup ekonomis, dan dapat memilih temperatur yang dikehendaki.5
33. Selain memiliki kelebihan, terdapat pula kelemahan dalam melakukan analisis mineral menggunakan AAS yang dapat disebabkan oleh beberapa sumber kesalahan diantaranya sumber kesalahan pengukuran yang dapat diprediksikan akibat kurang
sempurnanya preparasi sampel, seperti proses destruksi yang kurang
sempurna dan tingkat keasaman sampel dan blanko yang tidak sama.5 Selain itu bisa terjadi pula kesalahan matriks yang disebabkan adanya perbedaan matriks sampel dan matriks standar, aliran sampel pada burner tidak sama kecepatannya atau ada penyumbatan pada jalannya aliran sampel, dan adanya pengaruh kimia sehingga AAS tidak mampu
menguraikan zat menjadi atom misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca, adanya pengaruh ionisasi yaitu apabila
atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga menimbulkan emisi pada panjang gelombang yang sama. Metode AAS hanya dapat digunakan untuk larutan dengan konsentrasi rendah, memerlukan jumlah larutan yang cukup relatif besar (10-15 ml), dan efisiensi nebulizer untuk
membentuk aerosol pun rendah.11 34. Pada prinsipnya secara teoritis, semua unsur dapat dianalisis dengan cara spektrofotometri serapan atom. Hal ini bergantung pada ada atau tidaknya lampu HCl (Hollow Cathode Lamp) yang dapat menghasilkan cahaya dengan
gelombang yang sesuai dengan garis spektrum dari unsur yang dianalisis. Selain itu, analisis juga tergantung pada unsur yang akan dianalisis yang terikat pada molekul, dapat atau tidak diubah menjadi atom-atom bebas dengan nyala (flame) yang digunakan.
35. Metode serapan
sangatlah spesifik. Logam-logam yang membentuk campuran kompleks dapat dianalisis dan selain itu tidak selalu diperlukan sumber energi yang besar.6 Sampai saat sekarang terdapat 60-70 jenis atom unsur yang dapat dianalisis dengan konsentrasi antara 1 ppm-10 ppm. Setiap unsur logam yang dideteksi menggunakan AAS mempunyai kondisi optimum yang berbeda-beda. Untuk unsur yang mempunyai garis spectrum diluar
range 190–900 nm belum dapat
Senyawa-senyawa itu adalah unsur-unsur peralihan.6
36.
37. KESIMPULAN
38.
39. Preparasi sampel untuk analisis mineral dilakukan dengan metode pegabuan basah (AOAC 975.03). Pengabuan basah dipilih karena dirasa lebih baik dari
pengabuan kering. Pada pengabuan basah tidak banyak terjadi volatilisasi mineral yang dapat mengakibatkan kadar mineral pada bahan pangan berkurang, dan juga waktu yang dibutuhkan lebih singkat sehingga kerusakan mineral dapat
diminimalisir. Setelah dilakukan preparasi sampel untuk analisis mineral, selanjutnya adalah analisis kadar Cu dengan menggunakan metode AAS. Praktikan disarankan untuk berhati-hati ketika mereaksikan larutan dengan asam, walaupun asam perklorat yang seharusnya digunakan telah diganti dengan asam nitrat. Dan diharapkan untuk praktikum
selanjutnya dapat dilakukan
pengukuran menggunakan AAS, agar praktikan dapat mengetahui dan benar-benar mengerti prinsip kerja dari alat tersebut.
40. 41.
42. DAFTAR PUSTAKA
43.
44.1Bintang M. Biokimia Teknik Penelitian. Jakarta: Erlangga, 2010. 45.2Day RA. Analisa Kimia Kuantitatif.
Jakarta: Erlangga 1986.
46.3Fauzi Mukhammad. Analisa Hasil Pangan (Teori dan Praktek). Jember: UNEJ, 2000.
47. 4Gunawan D, dkk. Petunjuk Operasi AAS Analyse 100. Semarang: Lab. Kimia Instrumen UNES, 2009.
48.5Hendayana S, dkk. Kimia Analitik Instrumen. Semarang: IKIP, 2004. 49.6Khopkar. Konsep Dasar Kimia
Analitik. Jakarta: UI Press, 2008.
50. 7Maria S. Penentuan Kadar Logam Besi (Fe) dalam Tepung Gandung dengan Cara Destruksi Basah dan Kering dengan Spektrofotometri Serapan Atom sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-3751-2006. [Skripsi]. Departemen Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara, Medan, 2010.
51.8Ngili Y. Biokimia Dasar. Jakarta: Rekayasa Sains, 2010.
52.9Nielsen SS.Food Analysis Laboratory
Manual. West Lafayett: Spinger, 2010. 53.10[PERSAGI]. Kamus Gizi Pelengkap
Kesehatan Keluarga. Jakarta: Penerbit Buku Kompas, 2009.
54.11Ristina M. Petunjuk Praktikum Instrumen Kimia. Yogyakarta: STTN, 2006.
