PENGEMBANGAN METODE ANALISIS POTENSIOMETRI DENGAN MENGGUNAKAN ION SELEKTIF ELEKTRODA MERKURI
(ISE-Hg) DARI SENYAWA IONOFOR 7,16-dithenoyl-1,4,10,13- tetraoksa-7,16-diazacyclooctadecane (DTODC) UNTUK
PENENTUAN ION MERKURI (Hg)
Oleh: Henni Cintya NIM 4103210016 Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
i
Judul Skripsi : Pengembangan Metode Analisis Potensiometri dengan Menggunakan Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) dari Senyawa Ionofor 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazacyclooctadecane (DTODC) untuk Penentuan Ion Merkuri (Hg)
Nama : Henni Cintya
Nim : 4103210016
Program Studi : Kimia
Jurusan : Kimia
Menyetujui :
Dosen Pembimbing Skripsi
Drs. Jamalum Purba, M.Si NIP . 19641207199103002
Mengetahui :
Jurusan Kimia Ketua,
Prof. Drs. Motlan ,M.Sc., Ph.D Drs. Jamalum Purba, M.Si NIP . 195908051986011001 NIP.196301011989031004
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmat kepada
penulis sehingga mulai dari pembuatan proposal penelitian, penelitian dan
penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang
direncanakan. Judul yang ditentukan dalam penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan mei 2014 sampai agustus 2014 ialah “Pengembangan Metode Analisis
Potensiometri dengan Menggunakan Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) dari
Senyawa Ionofor 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazacyclooctadecane
(DTODC) untuk Penentuan Ion Logam Merkuri (Hg).
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai
pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari pengajuan judul
proposal sampai penyusunan skripsi. Antara lain Bapak Drs. Jamalum Purba,
M.Si selaku dosen pembimbing skripsi dan Bapak Prof. Dr. Albinus Silalahi, M.S
selaku dosen pembimbing akademik, Bapak Prof. Drs. Manihar Situmorang,
M.Sc, Ph.D, Bapak Drs. Marudut Sinaga, M.Si dan Ibu Dra. Ani Sutiani, M.Si
selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak masukan demi kelancaran
penulisan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua
dosen, pegawai serta laboran yang terlibat dalam penyelesaian penelitian skripsi
ini.
Secara khusus dan teristimewa kepada orang tua penulis, Bapak Jhonson
Sinurat dan alm. Ibu Tiasa Siagian atas segala doa, bimbingan, kasih sayang dan
dukungan moril maupun material kepada penulis. Kepada abang-abang saya
Raywin Thomlinson Sinurat, S.T dan Herbert Sinurat. A,Md. Dan kepada adik
saya Satria Sinurat, Sartika Butar-butar, Lolita Anggraini dan kepada
kakak-kakak saya yakni Fitriana Siagian S.T dan Lesteria A,Md yang telah membantu
dalam dukungan moril maupun material kepada penulis dan yang telah
v
Teristimewa buat teman dekat saya selama masa perkuliahan Christ Esra
Saragih, Helnida Nainggolan dan Juni Iryanti Manalu, kalian telah banyak
memberi banyak arti dalam masa perkuliahan saya. Sahabat satu bimbingan
skripsi saya, Melinda Lena Sianipar. Teman-teman selama penelitian Kiki
Agnesia Putri, Efbertias Sitorus, Evi Dorika Saragih, Josua Butar-Butar. Tidak
juga lupa saya ucapkan terima kasih kepada bang Andreas Purba yang sudah
membantu dalam penelitian, dan juga bang wiro naibaho S.Pd yang telah
memotivasi saya. Terima kasih banyak buat seluruh mahasiswa/i kelas Non
Kependidikan Kimia 2010 dan yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang
telah memberi banyak arti dalam masa perkuliahan penulis.
Penulis menyadari skripsi ini masih banyak kekurangan baik dalam tata
bahasa maupun isi skripsi, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi bermanfaat untuk
pengembangan ilmu pengetahuan. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Medan, Agustus 2014
Penulis,
iii
PENGEMBANGAN METODE ANALISIS POTENSIOMETRI DENGAN MEN GGUN AK AN ION SELE KTI F ELE K TRODA ME RKU RI
(ISE-Hg) DARI SENYAWA IONOFOR 7,16-dithenoyl-1,4,10,13- tetraoksa-7,16-diazacyclooctadecane (DTODC) UNTUK
PENENTUAN ION MERKURI (Hg)
Henni Cintya (4103210016) ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan proses pembuatan Ion Selektif Elektroda (ISE) senyawa ionofor turunan azacrown yang memiliki sensitifitas dan selektifitas yang tinggi dalam penentuan kadar ion logam merkuri. Pembuatan Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) menggunakan ionofor sudah banyak dilakukan dilakukan sebelumnya. Namun pada penelitian ini ionofor yang digunakan dibuat dengan cara mensintesis suatu senyawa aktif dari bahan dasar 1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DC) untuk menghasilkan ionofor 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoxsa-7,16-diazacyclooctadecane (DTODC). Sintesis ini dilakukan dengan cara adisi dan substitusi 2-Thenoyl Klorida pada 1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DC) dengan kehadiran Piridin dengan mengambil perbandingan yang terbaik dari peneliti sebelumnya yaitu perbandingan 3:10. Sehingga dari hasil sintesis ini didapatkan hasil sintesis yang berupa kristal putih yang merupakan senyawa aktif DTODC. Hasil dari Spektroskopi IR menunjukkan bahwa adanya gugus karbonil yang merupakan jelas substituen itu ada dalam hasil sintesis. Penelitian ini dilanjutkan dengan pembuatan membran yang terbuat dari campuran hasil sintesis yaitu ionofor DTODC, PVC, KTpClPB dan THF, sehingga dari hasil membran yang dibuat dapat dijadikan sebagai komponen pembuatan elektroda ISE. Pada penelitian ini pembuatan membran dilakukan dengan metode Spattring pemilihan metode ini dikarenakan untuk memperoleh lapisan membran yang sangat tipis yang bertujuan membuat membran lebih sesitif dan selektif saat pengujian. Setelah salah satu ujung pipa dipasang membran, maka selanjutnya adalah dengan memasukkan larutan internal antara lain NaCl 3 M dan digunakan elektroda pembanding Ag/AgCl untuk pengujian dengan menggunakan alat potensiometri.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembaran Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Gambar ix
Daftar Tabel xii
Daftar Lampiran xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1.Latar belakang 1
1.2.Batasan Masalah 5
1.3.Rumusan masalah 5
1.4.Tujuan penelitian 5
1.5.Manfaat penelitian 6
BAB II TINJAUAN TEORITIS 7
2.1. Ionofor 7
2.1.1. Jenis-jenis Senyawa Ionofor 8
2.1.2. Kegunaan Senyawa Sintesis Ionofor 8
2.2. Gugus Eter Dalam Senyawa Ionofor 9
2.3. Penemuan Eter Mahkota 9
2.3.1. Crown Eter (Eter Mahkota) Sebagai Ionofor 10
2.3.2. Afinitas Senyawa Eter Mahkota Terhadap Kation 11
2.3.3. Aza-Crown (Aza-Mahkota) dalam Ionofor 11
2.4. Ion Selektif Elektroda(ISE) 13
2. 4.1. Membran Elektroda dalam Ion Selektif Elektroda (ISE) 14
vii
2.4.3. Analisis Penentuan Menggunakan Ion Selektif Elektroda (ISE) 19
2.4.4. Sifat-Sifat Membran Ion Selektif Elektroda (ISE) 22
2.4.5. Pengaplikasian Ion Selektif Elektroda (ISE) dalam Galvani 23
2.5. Merkuri (Hg) sebagai Pencemar 23
2.5.1. Keberadaan Merkuri Dialam 24
2.5.2. Sifat Fisika Kimia Merkuri 25
2.5.3. Efek Bahaya Merkuri 26
2.6. Metode Analisis Potensiometri 27
2.6.1. Elemen-elemen Dari Potensiometri 28
2.7. Metode Analisis Spektroskopi Infra Red (IR) 31
2.8. Spin Coating untuk Pembuatan Membran ISE 34
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 36
3.1. Tempat dan waktu penelitian 36
3.2. Alat dan Bahan Penelitian 36
3.3. Prosedur Penelitian 36
3.3.1. Penyediaan Zat dan Pembuatan Larutan 37
3.3.2. Sintesis dan Pemurnian Senyawa Ionofor DTODC 38
3.3.3. Pembuatan Membran dan Penggunaan Ionofor Membran ISE-Hg 38
3.3.4. Pembuatan Ion Selektif Elektroda (ISE) 38
3.3.5. Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Uji Potensiometri 39
3.4. Bagan Alir Penelitian 40
3.4.1. Diagram Alir Sintesis DTODC 40
3.4.2. Diagram Alir Pembuatan Membran dan Penggunaan Ionofor ISE-Hg 41
3.4.3. Diagram Alir Pembuatan Elektroda ISE-Hg 42
3.4.4. Diagram Alir Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Potensiometri 43
BAB IV PEMBAHASAN 44
4.1. Hasil Sintesis Ionofor DTODC 44
4.2. Identifikasi Dan Elusidasi Hasil Sintesis Ionofor DTODC 49
viii
4.4. Pembuatan Membran dan Penggunaan Ionofor dalam ISE-Hg 53
4.4.1. Pembuatan Membran Tanpa Ionofor DTODC 54
4.4.2. Pembuatan Membran ISE dengan Menggunakan Ionofor 55
4.5. Pembuatan Elektroda Ion Selektif Elektroda (ISE) 56
4.6. Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Uji Potensiometri 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 66
5.1. Kesimpulan 66
5.2. Saran 67
Daftar Pustaka 68
Lampiran 71
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Beberapa Senyawa Penting Sebagai Identitas
Senyawa Ionofor DTODC 33
Tabel 2.2. Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi 34
Tabel 4.1. Tahap dan Hasil Sintesis Ionofor DTODC 47
Tabel 4.2. Analisis Ionofor Berdasarkan Sifat Fisik 50
Tabel 4.3. Hasil Pendekatan Spektrum IR pada serapan khas
Crown Eter 51
Tabel 4.4. Gambaran mengenai percobaan Pembuatan
Membran Ion Selektif Elektroda,tanpa
menggunakan Ionofor dan menggunakan ionofor
, dengan bentuk tekstur membran
yang bening, kenyal dan tipis. 54
Tabel 4.5. Hasil Uji Respon ISE-Hg Terhadap Ion Logam
Merkuri (Hg) Secara Potensiometri dengan
Potensial 1 Volt selama 30 Sekon dengan Kawat
Wolfram 60
Tabel 4.6. Hasil Uji Respon ISE-Hg Terhadap Ion Logam
Merkuri (Hg) Secara Potensiometri dengan
Potensial 1 Volt selama 30 Sekon dengan Kawat
Tembaga 61
Tabel 4.7. Hasil Uji Respon ISE-Hg Terhadap Ion Logam
Merkuri (Hg) Secara Potensiometri dengan
Potensial 1 Volt selama 30 Sekon dengan Kawat
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Mekanisme kerja dari inofor: (A) pembentuk
saluran (Channel) yang masuk ke dalam membran
dan (B) melindungi muatan dari lingkungan
sekitarnya. 7
Gambar 2.2. Pengambaran secara 3 dimensi dimana
mengambarkan efek induksi senyawa eter mahkota
dalam mengikat kation(a) eter mahkota dibenzo
-18 bebas (b) eter mahkota dibenzo --18 yang
menangkap ion K+ . 10
Gambar 2.3. Gambar Struktur eter mahkota dalam 3 dimensi
yang mana Subtituen yang berikatan akan
mempengaruhi besar jejari kavitas eter mahkota. 11
Gambar 2.4. Struktur eter mahkota 12
Gambar 2.5. Contoh reaksi sintesis pengubahan DC menjadi
DTODC. 12
Gambar 2.6. Mekanisme reaksi pada antar muka membran
dengan larutan 17
Gambar 2.7. Skema elektroda selektif-ion (Morf) 19
Gambar 2.8. Grafik Penentuan Faktor Nernst dan Daerah Kerja 20
Gambar 2.9. Bagan pengukuran dengan potensiometer
menggunakan elektroda pembanding dan elektroda
indikator dengan larutan yang di uji. (Evans, 1991) 28
Gambar 2.10. Spektrofotometri Infra Red (IR) 32
Gambar 2.11. Spin Coating 35
Gambar 3.1. Diagram sintesis DTODC 40
Gambar 3.2. Diagram alir pembuatan membran ISE-Hg 41
x
Gambar 3.4. Diagram Alir Uji respon elektroda ISE-Hg 43
Gambar 4.1. Reaksi Pembentukan DTODC dari DC dengan
pereaksi 2-thenoyl klorida dan tetrahidrofuran yang
berperan sebagai pelarut reaktan 45
Gambar 4.2. Mekanisme reaksi pembentukan DTODC dari DC
dimana pada reaksi ini terjadi reaksi substitusi
atom atau H 45
Gambar 4.3. Proses kristalisasi 48
Gambar 4.4. (a)Kristal hasil sintesis pertama,(b)kristal hasil
sintesis kedua, (c) kristal hasil sintesis ketiga 49
Gambar 4.5. (1)Proses pengukuran titik leleh hasil sintesis, (2)
ionofor DTODC yang meleleh. 49
Gambar 4.6. Hasil analisis ionofor DTODC sintesis ketiga di
beacukai belawan 52
Gambar 4.7. (a) proses peletakan membran tanpa ionofor
dengan menggunakan alat spin coating, (b)
merupakan hasil percobaan membran tanpa
menggunakan ionofor dan menghasilkan membran
yang baik memiliki warna yang bening dan
ketebalannya tipis 55
Gambar 4.8. (a) Proses Peletakan Membran Ionofor dengan
Menggunakan alat Spin Coating dan (b) Proses
perataan Membran dengan Menggunakan Ionofor
(c) Merupakan Hasil Percobaan Membran dengan
Menggunakan Ionofor dan menghasilkan Membran
yang Baik Memiliki Warna yang Bening dan
Ketebalannya Tipis 56
Gambar 4.9. Pengujian pipa atau selang PVC yang telah
diletakkan membran dibawah bagian pipa atau
selang PVC, kemudian selang PVC diisi aquades
xi
Gambar 4.10. Skema Elektroda ISE-Merkuri 58
Gambar 4.11. Desain Elektroda ISE-Hg dan penempatannya pada
instrumen Potensiometri dengan Elektroda
Referensi 58
Gambar 4.12. Skema Disain Instrumentasi Potensiometri
Penentuan Merkuri 59
Gambar 4.13. Rancangan Potensiometri Penentuan Merkuri
menggu-nakan Ion Selekktif Elektroda sebagai
elektroda Kerja,dan Elektroda Ag/AgCl sebagai
elektroda pembanding. 59
Gambar 4.14. Grafik Potensial ISE-Hg Terhadap Ion Logam
Merkuri pada Uji Potensiometri berturut-turut
dengan volume 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60 µL; dalam Larutan Buffer Posfat pH 5,0 dengan kawat
wolfram 61
Gambar 4.15. Grafik Potensial ISE-Hg Terhadap Ion Logam
Merkuri pada Uji Potensiometri berturut-turut
dengan volume 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60 µL; dalam Larutan Buffer Posfat pH 5,0 dengan kawat
Tembaga 62
Gambar 4.16. Grafik Potensial ISE-Hg Terhadap Ion Logam
Merkuri pada Uji Potensiometri berturut-turut
dengan volume 0; 10; 20; 30; 40; 50; 60 µL; dalam
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Rendemen 71
Lampiran 2. Perhitungan Konsentrasi Hg2+ dalam uji
Potensiometri 73
Lampiran 3. Hasil Analisis Ionofor DTODC Menggunakan IR 79
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Pencemaran logam berat sangat berbahaya bagi lingkungan dan juga
merupakan salah satu jenis bahan pencemar yang dapat membahayakan kesehatan
manusia, ini merupakan suatu berita yang sudah lama tersebar di kalangan
masyarakat luas. Dan faktanya pencemaran logam berat ini sangat membahayakan
baik lingkungan maupun tubuh manusia sekalipun. Beberapa zat yang bersifat
racun atau toksik yang sangat sering mencemari lingkungan sekitar misalnya
merkuri (Hg), timbal (Pb), kadmium (Cd), dan tembaga (Cu). Unsur logam berat
ini mempunyai massa jenis lebih besar dari 5 g/cm3. Apabila tanpa disengaja kita mengkonsumsi makanan yang tercemar oleh logam-logam berat tersebut yang
tidak dibutuhkan oleh tubuh, tubuh akan mengeluarkannya sebagian. Sisanya
terakumulasi dibagian tubuh tertentu seperti pada hati, ginjal, rambut, jaringan
lemak, dan kuku (Teddy Sanjaya, 2012).
Pencemaran logam berat merkuri (Hg) pada tanah dan air sangat
membahayakan lingkungan dan kesehatan manusia. Sampai sekarang juga belum
diketahui fungsi biologis esensial dari logam Hg. Logam berat merkuri (Hg)
merupakan unsur yang paling toksik bagi manusia dan banyak hewan tingkat
tinggi. Merkuri atau raksa merupakan logam dengan ikatan metalik terlemah di
antara semua logam, dan satu-satunya logam berfase cair pada temperatur kamar.
Lemahnya ikatan metalik mengakibatkan tingginya tekanan uap pada temperatur
kamar, dan merkuri dan turunannya ini sangat berbahaya sebagai racun jika
terhisap oleh makhluk hidup dan lingkungan perairan. Semua komponen merkuri
baik dalam bentuk metal maupun dalam bentuk alkil yang masuk ke dalam tubuh
manusia secara terus-menerus menyebabkan kerusakan permanen pada otak, hati
dan ginjal (Syaputra, 2009).
Secara alami merkuri dapat berasal dari gas gunung berapi dan penguapan
2
merkuri sebagai bahan baku maupun bahan pendukung, limbahnya merupakan
sumber pencemaran merkuri. Sebagai contoh antara lain adalah industri klor
alkali, tambang emas, peralatan listrik, cat, termometer, tensimeter, industri
pertanian, dan pabrik detonator. Keberadaan merkuri di alam dapat ditemukan
dalam lingkungan tanah, udara, dan air (Sawyer, Heineman, and Beebe, 1984).
Merkuri dalam bentuk unsur ataupun ionnya sudah merupakan racun
dalam jumlah yang kecil. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengkajian terhadap
keberadaan spesies merkuri yang dalam jumlah kecil dengan suatu metode
analisis spesiasi merkuri yang tepat, sehingga dapat mendeteksi keberadaan
spesies merkuri tersebut. Untuk mendeteksi keberadaan merkuri diperlukan
metode analisis yang sensitif, selektif, akurat dan cepat terhadap merkuri. Salah
satu metode tersebut adalah metode potensiometri untuk penentuan merkuri
dengan menggunakan elektroda merkuri.
Beberapa metode analisis yang telah dikembangkan untuk penentuan
merkuri secara kuantitatif adalah metode spektrometri sinar tampak (Islam, dkk.,
2007; Fleming, dkk., 2006; Khan, dkk.,2005; Chatterje, dkk., 2002; Hashem,
2002), spektrometri serapan atom (Mullapudi, dkk., 2008; Wijnhoven, dkk., 2007;
da Silva, dkk.,2002; Izgi, dkk.,2000), spektrofluorimetri (Li,dkk., 2006) dan
Fluoresens (Yoon,dkk.,2005). Dari hasil penelusuran studi pustaka diketahui
bahwa metode analisis penentuan merkuri masih didominasi metode spektrometri
serapan atom menggunakan atomic absorbtion spectroscopy (AAS) khusus, yaitu
CV-AAS (Qi, dkk., 2007; Silva ,dkk., 2006; Li dkk., 2006; Baughman, 2006).
Untuk penentuan merkuri di lapangan , beberapa metode analisis di atas sulit
dilakukan karena tingginya biaya analisis dan rendahnya selektifitas
penganalisaan. Penentuan merkuri menggunakan spektrofotometri sinar tampak
kurang selektif yang disebabkan oleh kehadiran senyawa yang menggangu
pengukuran optik (interferen) sehingga hasil analisis kurang akurat. Di samping
itu, spektrofotometri sinar tampak selalu membutuhkan zat kimia pengabsorbsi
yang harganya mahal, dan kebanyakan senyawa kimia pengabsorbsi ini bersifat
karsinogenik sehingga tidak aman bagi pengguna (tenaga analis). Oleh karena itu,
3
dengan peralatan yang sederhana. Dengan mempertimbangkan alasan-alasan
tersebut maka ESI (Elektroda Selektif Ion) ditawarkan sebagai metode alternatif
untuk analisis ion.
Di zaman sekarang ini banyak metode baru yang diperkenalkan dan
dipergunakan dalam analisa kimia. Salah satu metode analisa yang cukup luas
adalah metoda analisa dengan elektroda selektif ion (ESI). Elektroda selektif ion
merupakan bagian yang sangat penting dalam sistem sensor elektrokimia terutama
dalam analisis secara potensiometri dan voltametri (Suyanta, 2004). Metode ini
mempunyai banyak kelebihan antara lain perakitannya sederhana, waktu analisis
cepat, selektif, murah, dapat mengukur sampel dalam konsentrasi cukup rendah
serta sensitivitas dan akurasinya tinggi. Akan tetapi, kekurangan metode ini
adalah waktu hidupnya terbatas (Siswanta, 1996).
Elektroda Selektif Ion (ESI) adalah membran elektroda yang merespon
selektif ion. Ini termasuk probe yang mengukur ion tertentu dan gas dalam
larutan. ISE yang paling umum digunakan adalah pemeriksaan pH. Ion ISE lain
yang dapat diukur meliputi fluoride, bromida, kadmium, dan gas dalam larutan
seperti amonia, karbon dioksida, dan nitrogen oksida. Penggunaan Elektroda
Selektif Ion dalam analisis lingkungan menawarkan beberapa keunggulan
dibandingkan metode lain dari analisis. Pertama, biaya set up awal untuk
membuat analisis yang relatif rendah. Setup ISE dasar meliputi meter (mampu
membaca milivolt), probe (selektif untuk setiap analit kepentingan), dan bahan
habis pakai yang digunakan untuk berbagai pH atau penyesuaian kekuatan ion.
Juga melihat ICE terbaru digunakan dengan PDA.
Pencarian senyawa aktif yang memberikan respon sensitif dan selektif
terhadap ion logam berat masih diperlukan sebagai komponen membran ISE
terutama rangka pembuatan dan pengembangan instrumen analisa yang sensitif,
selektif, cepat, akurat, sederhana, mudah dioprasikan dengan biaya analisa yang
relatif murah untuk analisa sampel yang mengandung logam berat. Salah satu
ionofor yang dapat dimodifikasi dan memberikan respon terhadap ion logam
4
dapat memberikan peluang dalam penggerakkan electron dalam membrane
elektroda (Situmorang, dkk., 2005).
Sintesis dari “cabang” turunan diaza crown untuk aplikasi potensial dalam
menanggap kation logam berat adalah salah satu aspek yang sangat penting dalam
tugas ini. Cabang ganda pada eter diaza crown mengandung gugus pengikat
kation pada atom nitrogen yang telah digunakan akhir-akhir ini dalam reaksi
fasa-transfer dan membrane pemindah kation. Khususnya, ionofor yang mengandung
gugus thinyl pada nitrogen memberikan tranfortasi yang baik untuk ion logam
timbal (II) pada membran transfor kation. Kemudian, pada awalnya sintesis jenis
eter diazacrown N-tersubtitusi digunakan sebagai ionofor timbal (II) dan Merkuri
(II) untuk aplikasi membran sensor.
Kemampuan eter mahkota sebagai agen pengompleks salah satu faktor
penting adalah kesesuaian ukuran antara kation dan jari-jari kavitas. Salah satu
faktor yang mempengaruhi kompleks eter mahkota kation adalah yaitu ukuran jari
ion dan jari eter mahkota sehingga disimpulkan bahwa eter mahkota mampu
menangkap ion secara selektif (Christensen, dkk., 1974).
Berdasarkan beberapa penelitian untuk pengembangan potensiometri
merkuri juga telah dilaporkan oleh Situmorang, dkk (2005), yang dimana
komponen dasar elektroda (ionofor) yang telah digunakan adalah senyawa
1,4,10-trioxa-7,13-diazacyclopentadecane dan memberikan selektivitas yang cukup baik
dan memberikan respon yang konstan selama lebih 19 hari, setelah itu mengalami
sedikit penurunan apabila elektroda ISE-Hg tidak disimpan dalam keadaan baru
dan kondisi kering didalam kulkas. Oleh karena itu peneliti tertarik untuk
mengganti senyawa ionofor tersebut melalui sintesis yang sebelumya telah
berhasil disintesis oleh Yank, dkk. (1998).
Adapun tujuan penelitian adalah mengembangkan senyawa ionofor
azakrown berupa senyawa 7,16- dithenoyl -1,4,10,13-tetraoksa-7,16
diazacyclooctadecane (DTODC) sebagai senyawa ionofor yang menjadi
komponen aktif di dalam membran elektroda ion selektif yang digunakan dalam
pengukuran mengunakan sensor potensiometri untuk lebih memberikan reaksi
5
Berdasarkan uraian tersebut maka peneliti tertarik untuk membuat
penelitian dengan judul “ Pengembangan Metode Analisis Potensiometri
dengan Menggunakan Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) dari Senyawa Ionofor 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16 diazacyclooctadecane (DTODC) untuk Penentuan Ion Logam Merkuri (Hg)”.
1.2. Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Pengembangan pembuatan Ion selektif Elektroda (ISE) yang digunakan
sebagai elektroda kerja pada sensor pontensiometri.
2. Pengembangan dalam pengujian respon ISE-merkuri dengan menggunakan
sensor potensiometri.
3. Pengembangan Perbandingan hasil uji respon ISE-merkuri dengan
potensiometri dengan menggunakan kawat wolfram dibandingkan dengan
kawat tembaga dan perak.
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan batasan masalah diatas maka dapat dirumuskan masalah berikut :
1. Bagaimana pengembangan dalam proses pembuatan sintesis senyawa ionofor
DTODC.
2. Bagaimana pengembangan dalam pembuatan membran sebagai komponen ISE
untuk penentuan ion merkuri (Hg)
3. Bagaimana pengembangan dalam pembuatan ion selektif elektroda (ISE)
dalam penentuan ion merkuri (Hg)
4. Bagaimana Perbandingan hasil uji respon ISE-merkuri dengan potensiometri
menggunakan kawat wolfram dibandingkan kawat tembaga dan perak.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah :
1. Mengembangkan proses pembuatan sintesis senyawa ionofor turunan
6
2. Mengembangkan proses pembuatan membran sebagai komponen ion selektif
elektroda (ISE) untuk penetuan ion merkuri (Hg).
3. Mengembangkan proses pembuatan ion selektif elektroda merkuri (ISE-Hg)
untuk penetuan logam merkuri (Hg).
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Mengembangkan proses pembuatan Ion Selektif Elektroda (ISE) senyawa
ionofor turunan azakrown DTODC yang akan memiliki daya sesitivifitas dan
selektifitas yang baik untuk penentuan ion logam merkuri (Hg).
2. Mendapatkan Instrumen analisis berupa sensor potensiometri dengan ISE yang
memiliki daya analisis yang cepat dan relatif murah,selektifitas dansensitifitas
yang baik untuk penentuan logam merkuri (Hg).
3. Menghasilkan beberapa kontribusi ilmiah berupa publik asi di jurnal Nasional
terakreditasi tentang sintesis ionofor sebagai bahan aktif ion selektif elektroda
66 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan serta pembahasan yang
diuraikan diatas maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Hasil sintesis Ionofor DTODC yang terbanyak dihasilkan pada percobaan
sintesis keIII, dengan perbandingan
,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DC) dan 2-Theonoyl Klorida (3:10) dan
menghasilkan Kristal berwarna putih sebanyak 0,3751 gram.
2. Pembuatan membran terdiri atas 3% Ionofor DTODC, 29% PVC, dan 68%
KTpClPB dilakukan dengan metode “Spattring”, pemilihan metode ini
dikarenakan untuk memperoleh lapisan membran yang sangat tipis yang
bertujuan membuat membran lebih sesitif dan selektif saat pengujian.
3. Perancangan Ion Selektif Elektroda pada Instrumen Potensiometri,yang mana
Ion Selektif Elektroda (ISE) berperan sebagai elektroda kerja dan Elektroda
Hg/AgCl sebagai elektroda pembanding yang dihubungkan pada alat
Potensiometer untuk menganalisis kadar merkuri dalam sampel.
4. Elektroda ISE-Hg memberikan respon terhadap ion logam merkuri dengan
menggunakan kawat wolfram dibandingkan dengan kawat tembaga dan perak
yang tidak stabil. Pengukuran dengan menggunakan kawat wolfram
mempunyai signal (nilai potensial) yang semakin meningkat yang berbanding
lurus pada setiap penambahan volume larutan merkuri, dan menghasilkan
persamaan linear y = 0,218x + 28,91 ; r2= 0,947, hal ini menunjukkan bahwa terdapatnya ionofor DTODC pada komponen elektroda mampu memberikan
respon yang sensitif terhadap ion logam merkuri (Hg).
5. Perbandingan hasil uji respon ISE-merkuri dengan potensiometri
menggunakan kawat wolfram lebih bagus merepon dibandingkan kawat
tembaga dan perak dapat dilihat bahwa wolfram memiliki tegangan sebesar
0,055 sedangkan kawat tembaga memiliki tegangan yang dihasilkan sebesar
67
dihasilkan masing-masing kawat tersebut sangat mempengaruhi daya serap
untuk menghasilkan sinyal sehingga dapat merespon dari larutan uji yaitu
larutan Hg yang dapat dilihat pada pick atau sinyal yang dihasilkan pada
potensiometer.
1.2Saran
Dari hasil penelitian, peneliti menyarankan:
1. Pengkajian lebih dalam terhadap prosedur yang dilakukan ,komposisi dalam
sintesis Ionofor,komposisi pembuatan membran yang baik dan komposisi
ionofor yang akan ditambahkan dalam membran.
2. Alangkah baiknya terlebih dahulu untuk mengukur ion logam merkuri pada
potensiometri dilakukan pengkalibrasian supaya pada waktu pengukuran tidak
menggangu dan menimbulkan kesalahan.
3. Untuk menghasilkan pengukuran yang baik dalam penggunaan potensiometer
dalam pengukuran ion logam merkuri sebaiknya menggunakan elektroda
referensi Ag/AgCl yang baik.
4. Sebaiknya dilakukan untuk pengukuran larutan uji dengan menggunakan
kawat tembaga dan kawat perak dengan menggunakan volume penginjeksian
dibawah volume 30-0 µL sehingga dapat merespon dengan baik. Selain kawat
tembaga dan kawat perak dapat merespon dan harganya juga terjangkau.
5. Pengkajian lebih dalam mengenai hukum nernst, fakor nernst dan
68
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2010), (http://www.wissensdrang.com/auflhg.htm). (Diakses pada tanggal 09 Maret 2014).
Anonim, http://old.lf3.cuni.cz/chemie/english/practical_trainings/task_B4.htm. (Diakses pada tanggal 16 maret 2014).
Atikah, (1994), Pembuatan Dan Karakterisasi Elektroda Selektif Nitrat Tipe Kawat Berlapis, Tesis pasca sarjana ITB, Bandung.
Bailey, L., P., (1983), Analysis With Ion-Seletive Electrodes, Heyden & Son Ltd, London. (di acu dalam Fardiyah 2003).
Basset, J., (1994), Buku Ajaran Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik, Edisi Keempat, Penerbit Buku Kedokteran; Jakarta.
Buchari, (1983), "Pembuatan Suatu Elektroda Spesifik Bermembran Dan Penentuan Besaran Fisiko-Kimianya", Dirjen Dikti Dep. P&K.
Daintith., (1994), Kamus Lengkap Kimia, Terjemahan Suminar Achmadi. Erlangga, Jakarta.
Day R.A. dan Underwood A.L., (1998), Analisis Kimia Kuantitatif Edisi keenam, Erlangga, Jakarta.
Elsalamouny, A.R., Elreefy S.A., dan Hassan A.M.A., (2012), Lead Ion Selectives Electrode Based on 1,5-diphenylthiocarbazone, Res.J.Chem.SCi., 2(6): 38-42.
Evans, A., (1987), Potentiometry and Ion Selective Electrode, John Wiley and Sons, London.
Fardiyah, Q., (2003), Aplikasi Elektrode Selektif Ion Nitrat Tipe Kawat Terlapis Untuk Penentuan Secara Tak Langsung Gas NO, Tesis Program Studi Kimia ITB, Bandung.
Fessenden ., (1986), Kimia Organik jilid 1 Edisi ketiga. Pudjaatmaka AH, penerjemah: Erlangga, Jakarta.
Harvey, D., (2000), Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill Comp., New York.
69
Kendüzler, E, dan Türker, A.R., (2003), Atomic Absorption specrophotometric Determination of trace copper in waters, aluminium foil and tea samples after preconcentration with 1-nitroso-2-napthol-3,6-disulfonic acid on Ambersorb 572, Analytica Chimica Acta, 480(2): 259-266.
Khopkar, S.M., (1990), Konsep Dasar Kimia Analitik, Universitas Indonesia Press, Jakarta.
Kristianingrum, S., (2009), Kajian Teknik Analisis Merkuri Yang Sederhana, Selektif, Prekonsentrasi, Dan Penentuannya Secara Spektrofotometri, FMIPA UNY, Yogyakarta.
Lakshmarayanaiah, N., (1976), Membrane Electrode, Academic press, New York.
Lamb, J. D., Izatt, R. M., Christensen, J. J., Eatough, D. J., (1979), Coordination Chemistry of Macrocyclic Compounds, Plenum, New York.
Morf W. E., (1981), The Principles Of Ion-Selective Electrodes And Of Membrane Transport, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam.
Neshkova, (2003), Validation of the membrane composition effect on the flow-injection signal profile of chalcogenide-based ion-selective sensor a model study using electrochemical approach: Hg (II) flow injection detector case. Analiytica Chemica Acta Vol. 476(1): 55-71.
Palar, H., (1994), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Rineka Cipta, Jakarta.
Pungor, dan Klara T, (1970), The theory of ion-selective membrane electrode, the analist, 95 : 625-638.
Samosir, E., (2012). Sintesis Ionofor Sebagai Bahan Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis Penentuan Logam Merkuri (Hg) Di Dalam Sampel Lingkungan, Laporan Skripsi, Universitas Negeri Medan, Medan.
Sentosa, A., (2008), Pembuatan Dan Karakteristik Membrane Elektroda Selektif Ion Cd2+-Kitosan Sebagai Sensor Kimia, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Shamsipur, M., Raoufi, F, dan Sharghi, H., (2000), Solid phases extraction and determination of lead in soil and water samples using octadecyly silica membrane disks modified by bis [1-hydroxy-9,10-anthraquinone-2-methyl] sulfide and flame atomic absoption spectrometry, Talanta, 52: 637-643.
70
Sitorus, M., (2010), Kimia Organik Umum, Graha Ilmu, Yogyakarta.
Situmorang, M. (2001), Sintesis Ionofor Azacrown Untuk Membran Elektroda Ion Selektif Penentuan Timbal, Laporan Penelitian FMIPA UNIMED, Medan.
Situmorang, M.; Simarmata, R., Napitupulu, S. K.; Sitanggang, P., dan Sibarani, O.M., (2005), Pembuatan Elektroda Ion Selektif Untuk Penentuan Merkuri (ISE-Hg), Jurnal Sain Indonesia 29(4): 126-134.
Situmorang,M, Purba,J., (2001), Potensiometri Penentuan Timbal Dengan Menggunakan Elektroda Ion Selektif, Jurnal Penelitian SAINTIKA 3(2): 100-109.
Skoog, D. A., Hooler, dan Wieman, (1998), Principles of Instrumental Analysis, Saunder College Publishing, New York, pp. 584-585: 673-674.
Suyanta, S., Buchari, dan Indra N., (2004), Kinerja Elektroda Selektif Ion Lanthanum Dengan Ionofor DACDA. Proseding Semnas FMIPA UNY.
Tarigan, M., (2013), Pembuatan Elektroda Merkuri Menggunakan Ionofor Sebagai Bahan Aktif Untuk Penentuan Merkuri, Laporan Skripsi UNIMED: Medan.
Takeuchi, Y., (2009), Pandangan Baru Tentang Materi, http://www.chem-is- try.org/materi_kimia/kimia_dasar/kimia-abad-21/pandangan-baru-tentang-materi/, (Diakses pada tanggal 16 Maret 2014).
Talebi, S.M, (1998), Determination of lead associated with airborne particular matter by flame atomic absorption and wavelength dipersive x-ray fluorescnence spectromerty, Internal Journal of Analytical Chemistry 72: 1-9.
Sibuea,V., Gorat, (2013), Pengembangan Ion Selektif Elektroda (Ise) Mengunakan Ionofor Untuk Penentuan Merkuri (Hg) Di Dalam Sampel Lingkungan, Laporan Skripsi FMIPA Universitas Negeri Medan, Medan.
Wang, J., (2001), Analytical Electrochemistry Second Edition, John Wiley & Sons, Inc, New York.
Yang, X.H., Hibbert, D.B., dan Alexander, P.W., (1998), Flow Injection Potensiomerty by PVC-Membrane Electroda with Substituted Azacrown Ionophore for Determination of Lead (II) and mercury (II) Ion. Analitica Chemica Acta 372: 387-398.
Yanunuar, A, _, Toksisitas Merkuri Di Sekitar Kita, Dapertemen Farmasi FMIPA-UI, Jakarta.
