PENAMBAHAN LANTAN PADA PENETAPAN KALSIUM SECARA SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM (SSA): STUDI PENDAHULUAN
Juli Astuti dan Herawati Akademi Kimia Analisis Bogor
ABSTRACT
The preliminary study on Lanthanum addition in calcium determination using Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) has been done. This study is aimed to find out the proper concentration of Lanthanum which can solve the problem of phosphate interference in calcium determination. In calcium determination, the absorbance of 4 mgIL calcium standard was 45 % reduced because of the interference of the presence of 20 mgIL phosphate. The result of this preliminary study is that the addition of 15 mgIL (minimum) Lanthanum to the sample which consist of3 mgIL calcium and3 mg/L phosphate can increase the absorbance by 41 %. This result indicates that Lanthanum can solve the problem of phosphate interference in determining calcium.
PENDAHULUAN
Penetapan kadar analit, baik unsur, senyawa, maupun bentuk spesi lain, dalam sampel atau contoh dapat dilakukan dengan menggunakan metode analisis kimia kuantitatif secara konvensional (gravimetri dan titrimetri) atau menggunakan metode _~. instrumen secara Spektroskopi Serapan Atom (SSA). Pemilihan penggunaan metode analisis tersebut sangat tergantung pada jumlah atau kandungan analit dalam contoh.
WARTAAKAB, No 22, DES EMBER 2009
Penetapan kalsium (Ca) dalam contoh dapat ditetapkan kadarnya dengan metode konvensional (teknik gravimetri dan titrimetri) maupun
metode instrumen dengan
manggunakan SSA. Beberapa metode konvensional untuk menetapkan kalsium dalam contoh antara lain ; permanganometri, kompleksiometri dengan EDTA. Sedangkan penetapan Ca dalam contoh dengan metode instrument dapat dilakukan secara ermsi flame photometri, atomic 24
absorpsi spectrophotometrt. Kadar Ca
dalam contoh beragam kisaran
konsentrasinya, dari konsentrasi persen
sampai mg/L. Dalam hal ini perlu
dipilih metode yang tepat, agar hasil uji
yang diperoleh benar sesuai dengan
nilai sebenarnya. Untuk kadar Ca
dengan konsentrasi satuan persen (%)
dapat digunakan metode konvensional,
sedangkan untuk konsentrasi mg/L
(ppm) digunakan metode instrument.
Sebagai contoh, metode instrumen,
dalam hal ini metode SSA dapat
digunakan untuk penetapan Ca dalam
contoh air dengan kandungan kurang
dari 4 mglL. Namun dalam penetapan
Ca dalam contoh air dengan kandungan
kurang dari 4 mg/L secara SSA
terdapat hasil penyimpangan sebesar
45% dengan adanya ion fosfat dalam
contoh sebesar 20 ppm (S. John Wilson
and Peter M. Marquis, 1999). Dengan
demikian, adany a ion fosfat dalam
contoh dapat menggangu pada
penetapan Ca secara SSA.
Gangguan ini dapat diatasi dengan
menambahkan unsur lain dalam jumlah
berlebihan agar bereaksi dengan
komponen pengganggu, sehingga tidak
berpengaruh terhadap penetapan kadar
25 WART A AKAB, No 22, DESEMBER 2009
Ca tersebut. Lantan telah
direkomendasikan dan digunakan
sebagai releasing agent untuk
mengatasi adanya gangguan fosfat
dalam sampel pada penetapan Ca
secara SSA. Hal irn karena lantan
bereaksi dengan fosfat, sehingga
atomisasi Ca dapat optimum (S. John
Wilson and Peter M. Marquis, 1999).
Tujuan penelitian
Penelitian pendahuluan ini bertujuan
untuk mengkaji dan mencan
konsentrasi larutan lantan yang tepat
yang harus ditambahkan pada
penetapan kalsium agar gangguan
fosfat dapat diatasi.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dengan
menganalisis Ca secara AAS untuk
beberapa jenis contoh, yaitu : larutan
contoh standar Ca 3 ppm yang
ditambah ion fosfat dengan variasi
konsentrasi yang dapat mengganggu
analisis Ca. Disamping itu, dilakukan
juga penambahan konsentrasi larutan
lantan dalam beberapa variasi untuk
lantan yang dapat mengatasi gangguan adanya fosfat.
Bahan yang digunakan dalam
penelitian ini meliputi : standar Ca 1000 ppm, standar fosfat 100 ppm,
standar Lantan 1000 ppm, asarn
Klorida pekat p.a, dan air suling.
Peralatan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah neraca analitik, labu takar 50 mL, 100 mL, buret mikro,
pipet volumetrik, labu semprot, piala
gelas, dan Atomic Absorption
Spectrophotometer (AAS) Shimadzu AA 6300
Preparasi Larutan Contoh Standar
Ca 3 ppm (mg/L)
Sebanyak la mL standar induk Ca
1000 ppm dipipet ke labu takar 100
mL, diimpitkan dengan air suling
sampai tanda tera ( Ca 100 ppm).
Kemudian dipipet 3 mL standar Ca 100 ppm ke labu takar 100 mL diimpitkan sampai tanda tera dengan air suling (3_~. ppm Ca)
Preparasi terhadap Larutan Contoh Standar Ca 3 ppm
Dibuat satu seri larutan contoh standar
Ca 3 ppm yang mengandung 1, 2, 3,
WARTAAKAB, No 22,DESEMBER2009
dan 4 ppm fosfat dalam labu takar 100 mL.
Dibuat satu seri larutan contoh standar
Ca 3 ppm yang mengandung
konsentrasi fosfat yang dapat
menurunkan konsentrasi Ca dalam
contoh dengan variasi penambahan
larutan lantan (1; 3; 5; la; dan 15 ppm).
Pembuatan Larutan B1ankol
Standar Ca 0,09 ppm dan Pengujian
IDL
Larutan standar Ca 9 ppm dipipet 1 mL
ke labu takar 100 mL diimpitkan
dengan air suling sampai tanda tera (0,09 ppm Ca). Larutan ini dibuat tujuh kali ulangan, Kemudian ke tujuh
larutan inr diukur absorbansinya
dengan AAS pada panjang gelombang 422,7 nm.
Pembuatan Larutan Deret Standar
Ca
Sebanyak 10 mL standar induk Ca
1000 ppm dipipet ke labu takar 100
mL, diimpitkan dengan air suling
sampai tanda tera ( Ca 100 ppm).
Kemudian masing-masing dipipet :0; 1
; 2 ; 3 ;4 ; 5 mL standar Ca 100 ppm
ke labu takar 100 mL diimpitkan
sampai tanda tera dengan air suling ( 0;
l:,2 .,3 ,.4 . 5 ppm Ca),
Pengujian Linieritas
Larutan deret standar Ca ( 0; 1 ; 2 ; 3 ;
4; 5 ppm Ca) masing-rnasing diukur
absorbansinya dengan AAS pada
panjang gelombang 422,7 nm.
Analisis Ca dalam Larutan Contoh
Standar Ca 3 ppm
Pada masing-masing perlakuan,
terhadap larutan contoh standar Ca 3
ppm tersebut diukur absorbansinya
dengan AAS pada panjang gelombang
422,7 nm.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dan pembahasan pada analisis Ca
dalam dua perlakuan larutan contoh
standar Ca 3 ppm secara SSA disajikan
secara berurutan, yaitu limit deteksi
instrumen, linieritas, pengaruh fosfat
dalam larutan contoh standar Ca 3
ppm, dan pengaruh penambahan lantan dalam larutan contoh standar Ca 3 ppm
yang mengandung fosfat 3 ppm.
Limit Deteksi
Pengujian limit deteksi ini dilakukan
dengan cara mengukur absorbansi
larutan standar Ca 0,08 ppm sebanyak
tujuh kali ulangan. Data hasil pengujian
limit deteksi Ca secara SSA
ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Hasil Pengujian Limit
Deteksi Instrumen pada Penetapan Ca
Ulangan Absorbansi Konsentrasi
Ca (ppm) 1 0,0340 0,088 2 0,0331 0,084 3 0,0336 0,086 4 0,0344 0,090 5 0,0336 0,086 6 0,0337 0,087 7 0,0355 0,096 Rata-rata 0,088 SD 0,004 IDL Ca (ppm) 0,100
Pada Tabel 1 menunjukkan limit
deteksi alat untukpengukuran Ca
secara SSA sebesar 0,100 ppm. Nilai
tersebut merupakan konsentrasi
terendah yang masih dapat dipercaya
pada pengukuran Ca dengan
menggunakan SSA. Berdasarkan nilai
-~.
tersebut dapat diketahui bahwa
penggunaan instrument pada
pengukuran Ca dengan konsentrasi >
0,100 ppm dapat dipercaya sebagai
Pengaruh Fosfat pada Analisis Ca dalam Larutan Contoh Standar Ca 3ppm
Untuk menunjukkan adanya gangguan
ion fosfat pada pengukuran Ca 3 ppm
dalam contoh menggunakan kurva
hubungan antara konsentrasi Ca (ppm)
y= 0,1962x+0,0167 t rhadap konsentrasi Ion fosfat. R' = 0,9984
onsentrasi ion fosfat yang digunakan
--.
alam larutan contoh standar Ca 3 ppmalah 1, 2, 3. dan 4 ppm. Kurva hasil
alisis dapat dilihat pada Gambar 2.
sinyal alat terhadap analit Ca, tetapi
untuk konsentrasi analit Ca < 0,100
ppm sinyal yang dihasilkan tidak
dipercaya berasal dari analit Ca tetapi
merupakan noise.
Limit deteksi uu menunjukkan
konsentrasi terendah dari suatu analit
yang masih dapat direspon dengan baik
oleh alat. Semakin kecil nilai limit
deteksi dari suatu alat terhadap suatu
analit tertentu menunjukkan semakin
baik alat yang digunakan untuk
menganalisa anal it tersebut.
Linieritas
Linieritas adalah suatu parameter untuk
memastikan adanya hubungan yang
linier antara konsentrasi analit dan
respon alat. Pada pengujian linieritas
nu dilakukan dengan mengukur
absorbansi larutan deret standar Ca (0;
1; 2; 3; 4; 5 ppm). Kurva linieritas Ca
dapat dilihat pada Gambar 1.
Kurva Standar Ca 1.2000 1,(XXlo c 0.8000 ••
j
0,&XXl < 0.4000 0,2000 o,OCXJo~---'----r--~---"'---- '-0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 Konsentrasl Ca (pprrtW ART A AKAB, No 22, DES EMBER 2009
Gambar I. Kurva Standar Ca
Berdasarkan data hasil analisis
linieritas diperoleh nilai koefisien
korelasi (r) untuk Ca sebesar 0,9989.
Hal ini berarti, nilai koefisien korelasi
yang diperoleh sesuai dengan
persyaratan nilai koefisien korelasi
suatu metode (r > 0,99). Kurva ini
mampu menghasilkan hasil yang
proporsional dengan konsentrasi analit
Ca dalam contoh pada kisaran
konsentrasi 1 sampai 5 ppm, sehingga
kurva tersebut dapat digunakan untuk
pengukuran Ca dengan kisaran
konsentrasi 3 ppm dalam contoh.
5,00
ada Gambar 2 terlihat bahwa terdapat
Pada penelitian ini dibuat lima larutan contoh yang mengandung standar Ca 3 ppm dan fosfat 3 ppm yang
masing-.---,H::-:Ib:-ung-an--:-;K7:-ons::-:.=ntr::-:asl;-;:ea:-;3-=pp=m..-:ter:i:ha:<:dap;:---i masing larutan tersebut mengandung 1; Penambahan Fosfat (ppm)
3; 5; 10, dan 15 ppm larutan lantan.
Kurva hubungan konsentrasi Ca (ppm) dalam larutan contoh (standar Ca 3 ppm dan 3 ppm ion fosfat) terhadap variasi penambahan ppm lantan terlihat
pada Gambar3.
pengaruh adanya ion fosfat pada
analisis Ca dalam larutan contoh secara
SSA. Kandungan ion fosfat sebesar 3
ppm dalam larutan contoh standar Ca 3
ppm sudah dapat menyebabkan
penurunan absorbansi (serapan) Ca.
Dengan demikian, konsentrasi Ca
turun sebesar 0,3 ppm dan kesalahan
hasil analisis sebesar 10%. Hal ini
menunjukkan bahwa adanya fosfat
dalam larutan contoh dapat
menyebabkan gangguan -kimia pada
analisis Ca secara SSA, dan terbentuk
senyawa kalsium fosfat yang stabil secara termal sehingga menghalangi atomisasi Ca, karena Ca terikat kuat
dalam kalsiumfosfat. Konsentrasi ion
fosfat dalam contoh semakin tinggi,
semakin rendah konsentrasi Ca dalam contoh. Hal ini dapat menimbulkan hasil uji Ca dalam contoh tidak sesuai
dengan nilai sebenarnya.
4,00 ~ ,~2,45 3,00 E2,00 Go .
.•
e u 1,00 0,00-1---,----,---- .---,---0,00 1,00 2,00 3,00 Fosfat (ppm) 4,00Gambar 2.Kurva Hubungan
Konsentrasi Ca (ppm) terhadap Konsentrasi Fosfat
29 WARTA AKAB, No 22, DESEMBER 2009
(ppm) dalam Larutan Contoh Standar Ca 3 ppm
Pengaruh Penambahan Larutan
Lantan dalam Larutan Contoh yang Mengandung Standar Ca 3 ppm dan Fosfat 3 ppm
Berdasarkan hasil penurunan
konsentrasi Ca dalam larutan contoh dengan adanya ion fosfat seperti yang
terlihat pada Gambar 3, maka
dilakukan kajian lanjutan untuk
mengatasi penurunan ini. Penurunan
konsentrasi Ca dalam contoh dapat
diatasi dengan penambahan lantan
dalam jumlah berlebih yang dapat
bereaksi dengan ion fosfat sebagai pengganggu analisis Ca dalam larutan
Ca sebesar 10%
3. Penambahan larutan lantan minimal sebesar 15 ppm dalam larutan contoh yang mengandung 3 ppm Ca dan ion fosfat 3 ppm, dapat menaikkan absorbansi Ca sebesar 3.40
3,25 ...•3,18 41%.
[3,10 Dari kesimpulan tersebut perlu
-;2,95
u 2,802,65 dilakukan penelitian lanjutan dengan
2,50 +---,----..---,~ menggunakan sampel/contoh, sehingga
0,00 5,00 10,00 15,00
L li_nta_"_(p_pm_l ---' hasilnya lebih dapat diaplikasikan.
Pada Gambar 3. terlihat bahwa penambahan 10 ppm larutan lantan dalam larutan contoh (yang mengandung standar Ca 3 ppm dan 3 ppm ion fosfat) dapat menaikkan absorbansi Ca, sehingga konsentrasi Ca dalam contoh naik sebesar 0,27 ppm (2,77 - 2,97) atau 27%. Untuk mendapatkan maksimum Ca dalam larutan contoh yang mengandung 3 ppm Ca dan ion fosfat 3 ppm, minimal penambahan larutan lantan sebesar 15 ppm dengan memberikan kenaikan serapan Ca sebesar 41%.
lIIIIIun8'" Konltntraol Ca 3 ppm daIlII!I Folfal3 ppm t.",.dap Penambahan Lantan (ppm)
Gambar 3. Kurva Hubungan Konsentrasi ppm Ca dalam Larutan Contoh (Standar 3 ppm Ca dan Standar 3 ppm ion fosfat) terhadap Variasi Penambahan ppm Konsentrasi Larutan Lantan
WARTA AKAB, No 22, DESEMBER2009
SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis Ca dalam larutan contoh uji secara AAS dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Penetapan kadar Ca 0,100 ppm dalam contoh dapat dilakukan secara AAS.
2. Adanya ion fosfat sebesar 3 ppm dalam larutan contoh yang mengandung Ca 3 ppm dapat menurunkan absorbansi (serapan)
DAFTAR PUSTAKA
Arifin, 2008, Metode Pengolahan
Kesadahan (Hardness) Air dengan Menggunakan Resin PenukarIon, SKIMA.
Atatina S.B, Praswasti P.D.K. Wulan, dan Syarifudin, 2002,
Penghilangan Kesadahan Air yang Mengandung Ion Ca
dengan Menggunakan Zeolit
A lam Lampung Sebagai
Penukar Kation, Universitas
Indonesia, Depok
David L. T, and F.F. Esther, 1900,
Determination of Calcium in Urine and Serum by Atomic Absorption
Spectrophotometry (AAS),
University of Minnesota
Medical School, Minnepolis.
John Wilson. S, and M. M. Peter, 1999,
The estimation of lanthanum
by air - acetylene atomic
absorpation
spectrophotometry using an
indirect procedure, The
University of Birmingham,
Birmingham.
Standard Methods and Conditions for
Atomic Absorption
Spectrophotometry, 1982,
Perkin Elmer Corp., Norwalk, CT, USA.
Tyas Djuhariningrum, 2002, Kajian
Teoritis Pengaruh Unsur
Matriks terhadap Hasil
Analisis dengan Metode
Spektroskopi Serapan Atomic
(AAS). Universitas Indonesia,
Depok.
