BAB III METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif yaitu untuk menentukan kadar mineral kalsium, kalium, dan magnesium pada
beberapa air minum isi ulang dan air reverse osmosis di sekitar kota Medan. Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Farmasi Kualitatif dan
Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara, Medan pada Bulan Maret - Mei 2013.
3.1 Sampel
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah air minum isi ulang AMIU tanpa merek teknik filterisasi, air minum isi ulang tanpa merek teknik
reverse osmosis, air minum isi ulang bermerek teknik reverse osmosis, dan air minum mineral isi ulang bermerek yang diambil di sekitar kota medan. AMIU
diambil dari kelurahan asam kumbang, tanjung sari, padang bulan, sei putih barat, gedung johor, dan pasar merah.
3.2 Bahan-Bahan
Semua bahan yang digunakan dalam penelitian ini berkualitas pro analisis keluaran E. Merck yaitu asam klorida pekat, asam nitrat pekat 65
bv, etanol 96 vv, asam pikrat 1, kuning titan 0,1, natrium hidroksida 2N, amonium oksalat 2,5, asam sulfat 1N, larutan standar
kalsium 1000 μgml, larutan standar kalium 1000 μgml, dan larutan standar
magnesium 1000 μgml kecuali akuabides IKA.
Universitas Sumatera Utara
3.3 Alat-Alat
Spektrofotometer Serapan Atom Hitachi Z-2000 lengkap dengan lampu katoda kalsium, kalium, dan magnesium, nyala udara-asetilen, alat–alat gelas
Pyrex dan Oberoi, hot plate, kertas saring Whatman No. 42, dan indikator universal.
3.4 Prosedur Penelitian 3.4.1 Pengambilan Sampel
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah air minum isi ulang AMIU tanpa merek teknik filterisasi, air minum isi ulang tanpa merek teknik
reverse osmosis, air minum isi ulang bermerek teknik reverse osmosis, dan air minum mineral isi ulang bermerek
yang diambil secara purposif. Lokasi pengambilan sampel dapat dilihat pada Lampiran 1.
Metode pengambilan sampel purposif ini ditentukan atas dasar pertimbangan bahwa sampel yang tidak
terambil mempunyai karakteristik yang sama dengan sampel yang diteliti Sudjana, 2005.
3.4.2 Penyiapan Sampel
Sampel dimasukkan ke dalam botol kaca atau plastik yang lebih dahulu dibilas dengan sampel. Ditambahkan asam nitrat pekat sampai pH 2. Perlakuan
yang sama dilakukan untuk semua sampel BSN, 2006
3.4.3 Pembuatan Pereaksi
Pereaksi yang digunakan dalam penelitian ini adalah larutan asam pikrat 1 bv, larutan amonium oksalat 2,5 bv, larutan asam sulfat 1N,
larutan natrium hidroksida 2N, dan larutan kuning titan 0,1.
Universitas Sumatera Utara
Larutan asam pikrat 1 bv dibuat dengan melarutkan sebanyak 1 gram
asam pikrat dalam air suling hingga 100 ml. Larutan amonium okslaat 2,5
bv dibuat dengan melarutkan amonium oksalat sebanyak 2,5 gram dengan air
suling hingga 100 ml. Larutan asam sulfat 1N dibuat dengan cara mengencerkan larutan asam sulfat 96 vv sebanyak 3 ml dalam 100 ml air
suling. Larutan natrium hidroksida 2N dibuat dengan melarutkan 8,002 g natrium hidroksida 99 bb dalam air suling hingga 100 ml Ditjen POM,
1979. Larutan kuning titan 0,1 dibuat dengan cara melarutkan 0,1 g kuning
titan dalam 100 ml akuades Vogel, 1979.
3.4.4 Proses Pengasaman Menggunakan Larutan Asam Nitratp
Sebanyak 100 ml sampel dimasukkan ke dalam erlemeyer 250 ml lalu ditambahkan 5 mL HNO3p. Kemudian dipanaskan diatas hot plate,
didinginkan, kemudian dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml, dibilas erlenmeyer dengan akuabides sebanyak tiga kali, hasil pembilasan disatukan
dengan larutan dalam labu tentukur ditepatkan dengan akuabides sampai garis tanda. Disaring dengan kertas saring Whatman No 42, dan ± 10 larutan
pertama dibuang untuk menjenuhkan kertas saring kemudian larutan selanjutnya ditampung ke dalam botol. Larutan ini digunakan untuk uji
kuantitatif BSN, 2006
.
Bagan alir proses pengasaman dapat dilihat pada Lampiran 3.
Universitas Sumatera Utara
3.4.5 Analisis Kualitatif 3.4.5.1 Kalsium
3.4.5.1.1 Reaksi Kualitatif dengan Larutan Amonium Oksalat
Ke dalam tabung reaksi dimasukkan larutan sampel, ditambahkan amonium oksalat. Dihasilkan endapan putih praktis tak larut dalam air dan
diamati dibawah mikroskop. Dihasilkan kristal-kristal persegi seperti amplop.
3.4.5.1.2 Uji dengan Asam Sulfat 1 N
Larutan sampel diteteskan 1-2 tetes pada object glass kemudian ditetesi dengan larutan asam sulfat dan etanol 96 akan terbentuk endapan putih
CaSO4 lalu diamati di bawah mikroskop. Jika terdapat ion kalsium akan terlihat kristal berbentuk jarum.
3.4.5.1.3 Uji Nyala NiCr
Bersihkan kawat NiCr dengan HCl pekat lalu dipijar pada api bunsen sampai tidak memberikan warna pada nyala bunsen. Kemudian celupkan kawat
pada sampel lalu dipijar pada api bunsen, amati warna yang terjadi pada nyala bunsen. Dihasilkan warna merah bata pada nyala bunsen Vogel, 1979.
3.4.5.2 Kalium 3.4.5.2.1 Uji Kristal Kalium dengan Asam Pikrat
Larutan sampel diteteskan 1-2 tetes pada object glass kemudian ditetesi dengan larutan asam pikrat, dibiarkan ± 5 menit lalu diamati di bawah
mikroskop. Jika terdapat ion kalium, akan terlihat kristal berbentuk jarum besar.
Universitas Sumatera Utara
3.4.5.2.2 Uji Nyala NiCr
Dicelupkan kawat nikel-krom yang sudah bersih tidak memberikan nyala yang spesifik ke dalam sampel. Kemudian dibakar di nyala Bunsen. Jika
terdapat unsur kalium maka nyala akan berwarna lembayung Vogel, 1979. 3.4.5.3 Magnesium
3.4.5.3.1 Reaksi Kualitatif dengan Larutan Kuning Titan 0,1 bv
Ke dalam tabung reaksi dimasukkan 5 tetes larutan sampel, ditambah 20 tetes NaOH 2 N dan 3 tetes pereaksi kuning titan. Dihasilkan endapan
merah terang jika terdapat ion magnesium Vogel, 1979.
3.4.6 Analisis Kuantitatif 3.4.6.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Kalsium
Larutan baku kalsium 1000 μgml dipipet sebanyak 5,0 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan hingga garis tanda
dengan akuabides konsentrasi 10
0 μgml.
Larutan baku kalsium 100 μgml dipipet sebanyak 5,0 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan hingga garis tanda dengan
akuabides konsentrasi 10
μgml.
Larutan untuk kurva kalibrasi kalsium dibuat dengan memipet 1,25 ml;
2,5 ml; 5 ml; 7,5 ml; dan 10 ml larutan baku 1
0 μgml, masing-masing dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml dan dicukupkan hingga garis tanda
dengan akuabides larutan ini mengandung 0,5 μgml; 1,0 μgml; 2,0 μgml;
3 ,0 μgml dan 4,0 μgml dan diukur pada panjang gelombang 422,7 nm
Universitas Sumatera Utara
dengan nyala udara-asetilen. Hingga diperoleh hasil dalam bentuk grafik absorbansi terhadap konsentrasi dan ditentukan persamaan garis regresinya.
3.4.6.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Kalium
Larutan baku kalium 1000 μgml dipipet sebanyak 5 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan hingga garis tanda dengan
akuabides konsentrasi 100
μgml.
Larutan baku kalium 100 μgml dipipet sebanyak 5 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan hingga garis tanda dengan
akuabides konsentrasi 10 μgml.
Larutan untuk kurva kalibrasi kalium dibuat dengan memipet 1,25 ml;
2,5 ml; 5 ml; 7,5 ml; dan 10 ml larutan
baku 10 μgml, masing-masing dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml dan dicukupkan hingga garis tanda
dengan akuabides larutan ini mengandung 0,5 μgml; 1,0 μgml; 2,0 μgml;
3,0 μgml; dan 4,0 μgml dan diukur pada panjang gelombang 766,5 nm dengan nyala udara-asetilen. Hingga diperoleh hasil dalam bentuk grafik
absorbansi terhadap konsentrasi dan ditentukan persamaan garis regresinya.
3.4.6.3 Pembuatan Kurva Kalibrasi Magnesium
Larutan baku magnesium 1000 μgml dipipet sebanyak 5 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan hingga garis tanda
dengan akuabides konsentrasi 100
μgml.
Larutan baku magnesium 100 μgml dipipet sebanyak 0,5 ml, dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan dicukupkan hingga garis tanda
dengan akuabides konsentrasi 1 μgml.
Universitas Sumatera Utara
Larutan untuk kurva kalibrasi magnesium dibuat dengan memipet
sebanyak 1,25 ml; 2,5 ml; 5 ml; 7,5 ml; dan 10 ml larutan baku 1
μgml, masing-masing dimasukkan ke dalam labu tentukur 25 ml dan dicukupkan
hingga garis tanda dengan akuabides larutan ini mengandung 0,05 μgml; 0,1
μgml; 0,2 μgml; 0,3 μgml; dan 0,4 μgml dan diukur pada panjang gelombang 285,2 nm dengan nyala udara-asetilen. Hingga diperoleh hasil
dalam bentuk grafik absorbansi terhadap konsentrasi dan ditentukan persamaan garis regresinya.
2.4.6.4 Penetapan Kadar dalam Sampel 3.4.6.4.1. Penetapan Kadar Kalsium dan Kalium
3.4.6.4.1.1 Air Minum Isi Ulang Tanpa Merek Teknik Filterisasi
Larutan sampel AMIU hasil pengasaman butir 2.4.4 diencerkan hingga 5 kali AMIU I dan III dan 10 kali AMIU II diukur absorbansinya
dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 422,7 nm untuk penetapan kadar kalsium dan panjang gelombang 766,5 nm
pada penetapan kadar kalium. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku kalsium dan kalium. Konsentrasi
kalsium dan kalium dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. Bagan alir pembuatan larutan sampel air minum isi
ulang untuk kalsium dan kalium dapat dilihat pada Lampiran 4.
Universitas Sumatera Utara
3.4.6.4.1.2 Air Minum Isi Ulang Tanpa Merek Teknik Reverse Osmosis dan Air Minum Isi Ulang Bermerek Teknik Reverse Osmosis
Larutan sampel hasil pengasaman diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 422,7
nm untuk penetapan kadar kalsium dan panjang gelombang 766,5 nm pada penetapan kadar kalium. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam
rentang kurva kalibrasi larutan baku kalsium dan kalium. Konsentrasi kalsium dan kalium dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi dari
kurva kalibrasi.
3.4.6.4.1.3 Air Minum Mineral Isi Ulang Bermerek
Larutan sampel hasil pengasaman diencerkan hingga 10 kali diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada
panjang gelombang 422,7 nm untuk penetapan kadar kalsium dan panjang gelombang 766,5 nm pada penetapan kadar kalium. Nilai absorbansi yang
diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku kalsium dan kalium. Konsentrasi kalsium dan kalium dalam sampel ditentukan berdasarkan
persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. Bagan alir pembuatan larutan sampel air minum mineral dalam kemasan untuk kalsium dan kalium dapat
dilihat pada Lampiran 4.
3.4.6.4.2 Penetapan Kadar Magnesium 3.4.6.4.2.1 Air Minum Isi Ulang Tanpa Merek Teknik Filterisasi
Larutan sampel AMIU hasil pengasaman diencerkan hingga 25 kali, diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom
Universitas Sumatera Utara
pada panjang gelombang 285,2 nm. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku magnesium. Konsentrasi
magnesium dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. Bagan alir pembuatan larutan sampel air minum isi ulang
untuk magnesium dapat dilihat pada Lampiran 4.
3.4.6.4.2.2 Air Minum Isi Ulang Tanpa Merek Teknik Reverse Osmosis dan Air Minum Isi Ulang Bermerek Teknik Reverse Osmosis
Larutan sampel hasil pengasaman diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 285,2
nm. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku magnesium. Konsentrasi magnesium dalam sampel
ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi.
3.4.6.4.2.3 Air Minum Mineral Isi Ulang Bermerek
Larutan sampel hasil pengasaman diencerkan hingga 25 kali, diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom pada
panjang gelombang 285,2 nm. Nilai absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku magnesium. Konsentrasi
magnesium dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi. Bagan alir pembuatan larutan sampel air minum mineral dalam
kemasan untuk magnesium dapat dilihat pada Lampiran 4. Kadar kalsium, kalium, dan magnesium dalam sampel dapat dihitung
dengan persamaan regresi Y= aX+ b dengan rumus sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Vs FP
x V
x X
gml Kadar
=
µ
Keterangan : X = konsentrasi analit dalam larutan sampel
gml µ
V = volume total larutan sampel yang diperiksa ml
FP = faktor pengenceran dari larutan sampel hasil destruksi
Vs = volume sampel yang diambil dari larutan sampel ml.
3.4.7 Analisis Data Secara Statistik 3.4.7.1 Penolakan Hasil Pengamatan
Menurut Gandjar dan Rohman 2007, kadar kalsium, kalium, dan magnesium yang diperoleh dari hasil pengukuran masing-masing keenam
larutan sampel, diuji secara statistik dengan uji Q.
Q = terendah
Nilai tertinggi
Nilai terdekat
yang Nilai
dicurigai yang
Nilai −
−
Hasil pengujian atau nilai Q yang diperoleh ditinjau terhadap daftar harga Q pada Tabel 3.1, apabila Q Q
kritis
maka data tersebut ditolak.
Tabel 3.1 Nilai Q
kritis
pada Taraf Kepercayaan 95 Banyak data
Nilai Q
kritis
4 0,831
5 0,717
6 0,621
7 0,570
8 0,524
Menurut Sudjana 2005, untuk menentukan kadar kalsium, kalium, dan magnesium di dalam sampel dengan interv
al kepercayaan 95, α = 0.05, dk = n-1, dapat digunakan rumus:
μ = X ± t ½ α s√n
Universitas Sumatera Utara
Keterangan : µ = interval kepercayaan
X = kadar rata-rata sampel
t = harga t tabel sesuai dengan dk = n-1
α = tingkat kepercayaan
s = simpangan baku
n = jumlah perlakuan
3.4.7.2 Pengujian Beda Nilai Rata-Rata Antar Sampel Untuk mengetahui perbedaan nilai rata-rata kadar kalsium, kalium, dan
magnesium antar sampel dilakukan analisis statistik menggunakan uji ANOVA dengan Statistical Product Services Solution SPSS dengan taraf kepercayaan
95. Dengan menggunakan uji Tukey. Teknik ini merupakan teknik analisis yang fungsinya untuk menguji perbedaan lebih dari dua beda rerata sampel
Soepeno, 1997.
3.4.8 Validasi Metode 3.4.8.1 Uji Perolehan Kembali
Uji perolehan kembali atau recovery dilakukan dengan metode penambahan larutan standar standard addition method. Dalam metode ini,
kadar logam dalam sampel ditentukan terlebih dahulu, selanjutnya dilakukan penentuan kadar mineral dalam sampel setelah penambahan larutan standar
dengan konsentrasi tertentu Ermer dan Miller, 2005. Air minum isi ulang yang telah diketahui kadarnya sebanyak 500 ml
ditambahkan larutan baku kalsium 1000 µgml sebanyak 5 ml, larutan baku kalium 1000 µgml sebanyak 2,5 ml, dan larutan baku magnesium 1000 µgml
sebanyak 1,5 ml, kemudian dihomogenkan. Kemudian sebanyak 100 ml air minum isi ulang yang telah ditambahkan larutan baku di atas ditambahkan
Universitas Sumatera Utara
dengan HNO
3p
sebanyak 5 ml, kemudian dilanjutkan dengan prosedur
destruksi basah seperti yang telah dilakukan sebelumnya.
Menurut Harmita 2004, persen perolehan kembali dapat dihitung dengan rumus di bawah ini
A C
CA -
CF kembali
Perolehan =
x 100 Keterangan: CF = Kadar analit dalam sampel setelah penambahan bahan
baku gml
µ CA = Kadar analit dalam sampel sebelum penambahan bahan
baku gml
µ CA
= Kadar analit yang ditambahkan ke dalam sampel gml
µ
3.4.8.2 Simpangan Baku Relatif
Keseksamaan atau presisi diukur sebagai simpangan baku relatif atau koefisien variasi. Keseksamaan atau presisi merupakan ukuran yang
menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual ketika suatu metode dilakukan secara berulang untuk sampel yang homogen. Nilai simpangan baku
relatif yang memenuhi persyaratan menunjukkan adanya keseksamaan metode yang dilakukan. Menurut Harmita 2004, rumus untuk menghitung simpangan
baku relatif adalah: RSD =
100 ×
X SD
Keterangan :
−
X
= Kadar rata-rata sampel SD = Standar Deviasi
RSD = Relative Standard Deviatio
3.4.8.3 Penentuan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi Menurut Harmita 2004, batas deteksi Limit of Detection merupakan
jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih
Universitas Sumatera Utara
memberikan respon signifikan. Sedangkan batas kuantitasi Limit of Quantitation merupakan kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih
dapat memenuhi kriteria cermat dan seksama. Batas deteksi dan batas kuantitasi ini dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Simpangan Baku SB = 2
2
− −
∑
n Yi
Y
Batas deteksi LOD =
slope SB
x 3
Batas kuantitasi LOQ =
slope SB
x 10
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Kualitatif
Analisis kualitatif dilakukan sebagai analisis pendahuluan untuk mengetahui ada atau tidaknya ion-ion kalsium, kalium dan magnesium dalam
sampel. Hasil pengamatan reaksi kualitatif dapat dilihat pada Tabel 4.1, dan Lampiran 2, halaman 55.
Tabel 4.1 Hasil Analisis Kualitatif Mineral dalam Sampel
Keterangan : + : Mengandung mineral
No .
Mineral yang
Dianalisis Pereaksi
Hasil Reaksi Keterangan
1. Kalsium
Reaksi Nyala menggunakan kawat
Nikel-Krom Warna nyala
merah bata +
Larutan amonium oksalat 6,3
Endapan putih, Kristal persegi
seperti amplop +
Larutan asam sulfat 1 N Kristal jarum +
2. Kalium
Asam pikrat 1 bv Kristal jarum
besar +
Reaksi Nyala menggunakan kawat
Nikel-Krom Warna nyala
Lembayung +
3. Magnesium
Kuning titan 0,1 bv + NaOH 2 N
Endapan merah terang
+
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 dan Gambar 4.2 menunjukkan bahwa sampel yang diperiksa mengandung ion kalsium, kalium, dan ion magnesium. Uji kristal dengan asam
pikrat menghasilkan kristal jarum besar yang menandakan adanya kalium. Uji kristal dengan asam sulfat 1 N menghasilkan kristal jarum, dan amonium
oksalat 6,3 menghasilkan kristal persegi seperti amplop yang menunjukkan adanya kalsium. Hasil reaksi dengan kuning titan dan NaOH menunjukkan
endapan merah terang yang sedikit, hal ini mungkin terjadi karena kadar mineral dalam sampel rendah. Hasil uji nyala membentuk warna nyala merah
bata dari kalsium yang lebih dominan dibandingkan nyala lembayung dari kalium.
Hasil absorbansi dengan spektrofotometer serapan atom menunjukkan adanya absorbansi pada panjang gelombang kalsium yaitu 422,7 nm, kalium
766,49 nm, dan magnesium 285,20 nm. Hal ini turut membuktikan bahwa dengan reaksi warna, reaksi kristal maupun reaksi nyala menunjukkan bahwa
sampel mengandung atom kalsium, kalium, dan magnesium.
4.2 Analisis Kuantitatif 4.2.1 Kurva Kalibrasi Kalsium, Kalium, dan Magnesium
Kategori