Penetapan Kadar Mineral dalam Air Minum .1 Titrasi Kompleksometri
14
2.4 Penetapan Kadar Mineral dalam Air Minum 2.4.1 Titrasi Kompleksometri
Titrasi kompleksometri digunakan untuk menentukan kandungan garam- garam logam, yang penentuannya adalah berdasarkan pembentukan kompleks
atau ion kompleks. Kompleks ini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi sebuah ion logam, kation, dengan sebuah anion atau molekul netral. Etilen diamin
tetra asetat EDTA merupakan pentiter yang sering digunakan Day dan Underwood, 1998.
Untuk penentuan titik akhir titrasi digunakan indikator zat warna. Indikator zat warna ditambahkan pada larutan logam pada saat awal sebelum
dilakukan titrasi dan akan membentuk kompleks berwarna. Pada saat titik akhir titrasi ada sedikit kelebihan EDTA maka kompleks indikator-logam akan pecah
dan akan menghasilkan warna yang berbeda. Indikator yang dapat digunakan untuk titrasi kompleksometri ini adalah hitam eriokrom, mureksid, jingga
pirokatekol, jingga xilenol, kalmagit, dan biru hidroksi naftol Gandjar dan Rohman, 2007.
2.4.2 Spektrofotometri Serapan Atom
Metode yang dipilih untuk penetapan kadar kalsium, dan magnesium dalam air minum adalah metode spektrofotometri serapan atom, pemilihan ini
didasarkan pada ketelitian alat, kecepatan analisis, pelaksanannya relatif sederhana, mempunyai kepekaan yang tinggi dan interferensinya sedikit.
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur mineral dalam jumlah sekelumit trace dan sangat sekelumit ultratrace. Cara
analisis ini memberikan kadar total unsur mineral dalam suatu sampel dan tidak
Universitas Sumatera Utara
15
tergantung pada bentuk molekul mineral dalam sampel tersebut Gandjar dan Rohman, 2007.
Atom-atom mengalami transisi bila menyerap energi. Energi akan dipancarkan ketika atom tereksitasi kembali ke tingkat energi dasar, dan detektor
akan mendeteksi energi terpancar tersebut. Cuplikan yang diukur oleh AAS adalah berupa larutan, biasanya air sebagai pelarut. Di dalam AAS, nyala berguna
untuk pembentukan atom sedangkan hollow cathode menjadi sumber energi untuk AAS. Hollow cathode akan memancarkan energi radiasi yang sesuai dengan
energi yang diperlukan untuk transisi elektron atom. Metode spektrofotometri serapan atom berdasarkan pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom akan
menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Dasar analisis menggunakan teknik spektrofotometri serapan atom
adalah bahwa dengan mengukur besarnya absorbsi oleh atom analit, maka konsentrasi analit tersebut dapat ditentukan Hendayana, dkk. 1994; Gandjar dan
Rohman, 2007. Lampu katoda berongga hollow cathode lamps merupakan sumber yang
paling terkenal terutama untuk spektofotometri serapan atom. Lampu katoda tersedia dalam bentuk single-element dan multiple-element. Lampu ini
mempunyai masa hidup yang relatif panjang, tetapi akan rusak setelah beberapa ratus jam penggunaan, dan setelah penyimpanan yang sangat lama. Lampu katoda
diisi dengan gas mulia bertekanan rendah. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar, dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan
dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada
Universitas Sumatera Utara
16
panjang gelombang tertentu Gandjar dan Rohman, 2007. Suatu spektrofotometer serapan atom terdiri atas komponen-komponen
berikut ini Gandjar dan Rohman, 2007: a.
Sumber cahaya Lampu katoda berongga yang dilapisi dengan unsur yang sedang dianalisis.
b. Nyala
Nyala biasanya berupa udaraasetilen, menghasilkan suhu ± 2500ºC, dinitrogen oksidaasetilen dapat digunakan untuk menghasilkan suhu 3000ºC,
yang diperlukan untuk menguapkan garam-garam dari unsur-unsur seperti alumunium atau kalsium.
c. Monokromator
Monokromator digunakan untuk menyempitkan lebar pita radiasi yang sedang diperiksa sehingga diatur untuk memantau panjang gelombang yang
sedang dipancarkan oleh lampu katode rongga. Ini menghilangkan interferensi oleh radiasi yang dipancarkan dari nyala tersebut, dari gas pengisi di dalam lampu
katode rongga, dan dari unsur-unsur lain di dalam sampel tersebut. d.
Detektor Detektor biasanya digunakan untuk mengukur intensitas cahya yang
melalui tempat pengatoman. Biasanya berupa sel fotosensitif. e.
Readout Readout merupakan suatu alat penunjuk atau dapat juga diartikan sebagai
sistem pencatat hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi. Pemilihan bahan
Universitas Sumatera Utara
17
bakar dan gas pengoksidasi serta komposisi perbandingannya sangat mempengaruhi suhu nyala Gandjar dan Rohman, 2007.
Gangguan-gangguan pada spektrofotometri serapan atom: 1. Gangguan Kimia
Pembentukan atom gas dengan energi dasar yang merupakan dasar metode spektroskopi ini dapat dihalangi oleh dua macam gangguan kimia:
a. Pembentukan senyawa stabil Pembentukan senyawa stabil menyebabkan disosiasi analit tidak sempurna
atau pembentukan senyawa stabil di dalam nyala. Contoh sifat-sifat ini ditunjukkan oleh:
- Pembentukan CaSO
4
atau Ca
3
PO
4 2
dengan adanya sulfat atau posfat, dan - Pembentukan oksida stabil dari titan, vanadium, dan alumunium.
Gangguan-gangguan kimia biasanya dapat dihindarkan oleh salah satu cara berikut.
Menaikkan Suhu Nyala Suhu tinggi sering menyebabkan pembentukan atom-atom gas bebas,
contoh alumunium oksida lebih mudah berdisosiasi di dalam nyala asetilen- nitrogen oksida daripada di dalam nyala asetilen-udara. Gangguan kalsium-
alumunium yang bersal dari pembentukan kalsium aluminat juga dapat dihindari dengan bekerja pada suhu yang lebih tinggi daripada nyala asetilen-nitrogen
oksida. Menggunakan Zat Pembebas Releasing Agent
Proses ini berdasarkan reaksi M―X + R R―X + M
Universitas Sumatera Utara
18
dengan M―X adalah garam yang sukar berdisosiasi, R adalah zat pembebas. Proses ini akan berhasil kalau R―X lebih stabil daripada M―X. Contoh, di
dalam penentuan kalsium dengan adanya posfat, penambahan larutan klorida atau strontium klorida berlebih kedalam larutan cuplikan, menyebabkan pembentuakan
strontium posfat, kemudian kalsium dapat ditentukan di dalam nyala asetilen- udara tanpa gangguan posfat.
b. Ionisasi Atom-atom Gas pada Tingkat Energi Dasar Ionisasi atom-atom gas di dalam nyala akan mengurangi intensitas
M M
+
+ e
-
absorbsi di dalam spektroskopi serapan. Oleh karena itu perlu mengurangi kemungkinan terjadinya ionisasi. Suhu tinggi nyala asetilen-udara atau asetilen-
nitrogen oksidasi dapat menyebabkan ionisasi unsur seperti unsur-unsur logam alkali: kalsium, stronsium, dan barium. Ionisasi unsur yang ditentukan dapat
dikurangi dengan zat penahan ionisasi; biasanya berupa larutan yang mengandung kation dengan potensial ionisasi lebih rendah daripada analit Hendayana, dkk.
1994. 2.5 Validasi Metode Analisis
Validasi metoda analisis adalah suatu tindakan penilaian terhadap parameter tertentu, berdasarkan percobaan laboratorium, untuk membuktikan
bahwa parameter tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. 2.5.1 Kecermatan accuracy
Universitas Sumatera Utara
19
Kecermatan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kedekatan hasil analisis dengan kadar analit yang sebenarnya. Kecermatan dinyatakan sebagai
persen perolehan kembali recovery analit yang ditambahkan. Menurut Harmita 2004, perhitungan perolehan kembali ditetapkan
dengan rumus sebagai berikut: Perolehan kembali = C
F
– C
A
C
A
x 100 C
F
= konsentrasi total sampel yang diperoleh dari pengukuran C
A
= konsentrasi sampel sebenarnya C
A
= konsentrasi analit yang ditambahkan 2.5.2 Keseksamaan precision
Keseksamaan adalah ukuran yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika
prosedur diterapkan secara berulang pada sampel-sampel yang diambil dari campuran yang homogen.
Keseksamaan diukur sebagai simpangan baku atau simpangan baku relatif. Pada kadar satu per sejuta ppm RSDnya adalah 16 dan pada kadar part per
bilion ppb adalah 32 Harmita, 2004. 2.5.3 Selektivitas Spesifitas
Selektivitas suatu metode adalah kemampuannya yang hanya mengukur zat tertentu saja secara cermat dan seksama dengan adanya komponen lain yang
mungkin ada dalam matriks sampel Harmita, 2004. 2.5.4 Linearitas dan Rentang
Universitas Sumatera Utara
20
Linearitas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon yang secara langsung atau dengan bantuan transformasi matemati yang baik,
proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel. Rentang metode adalah batas terendah dan tertinggi analit yang sudah ditunjukkan dapat ditetapkan
dengan kecermatan, keseksamaan, dan linearitas yang dapat diterima Harmita, 2004.
2.5.5 Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Batas deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan
blangko. Batas kuantitasi merupakan parameter pada analisis renik dan diartikan sebagai kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi
kriteria cermat dan seksama Harmita, 2004.
Universitas Sumatera Utara
21