BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar Magnesium, Besi, Timbal dan Kadmium dalam abu
letusan gunung Sinabung.
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Kimia Farmasi Kualitatif Fakultas Farmasi USU, Laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit PPKS Medan pada
bulan Desember 2010 – Januari 2011.
3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Sampel
Sampel yang diperiksa dalam penelitian ini adalah abu letusan gunung Sinabung yang diperoleh dari desa Sigarang-garang, Kecamatan Naman Teran,
Kabupaten Karo Gambar dapat dilihat pada Lampiran 35 Halaman 78. 3.2.2 Pereaksi
Bahan yang digunakan kecuali disebutkan lain adalah pro analisis keluaran E. Merck yaitu Asam Nitrat 65, Asam Klorida 37, Amonium Klorida, Larutan
Standar Mg 1000 ppm, Larutan Standar Fe 1000 ppm, Larutan Standar Pb 1000 ppm dan Larutan Standar Cd 1000 ppm, Dithizon, Ammonium hidroksida 25,
Kalium Sianida, Kalium Tiosianat, dan Kuning Titan.
3.2.3 Alat-alat
Spektrofotometer Serapan Atom GBC Avanta ∑, Australia lengkap
dengan lampu katoda Mg, Fe, Pb dan Cd, neraca analitik AND GF-200, Mortir
Universitas Sumatera Utara
dan stamper, ayakan 100 mesh , pH indikator universal E.Merck, kertas saring whatman no. 42, dan alat-alat gelas Pyrex.
3.3 Rancangan Penelitian 3..3.1 Sampel
3.3.1.1 Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel dilakukan secara langsung. Sampel diambil secara sampling purposive yang dikenal juga sebagai sampling pertimbangan dimana
pengambilan sampel dilakukan berdasarkan pertimbangan bahwa semua abu letusan gunung Sinabung mengandung logam Mg, Fe, Pb dan Cd Sudjana,
2005. Pelaksanaan sampling meliputi pengambilan abu vulkanik di desa
Sigarang-garang, kecamatan Naman Teran Kabupaten Karo yang terletak ±5 km dari puncak gunung Sinabung sebanyak 2,5 kg dengan cara ditampung langsung
pada saat terjadi letusan sebanyak 5 titik pengambilan.
3.3.1.2 Persiapan Sampel
Abu vulkanik dihaluskan dengan cara digerus dalam lumpang, kemudian diayak menggunakan ayakan ukuran 100 mesh.
3.3.2 Pembuatan Pereaksi 3.3.2.1 Asam Klorida 1 N
Larutan HCl 1 N dibuat dengan mengencerkan 83 ml HCl 37 bb dengan air hingga 1000 ml Ditjen POM, 1995.
3.3.2.2 Asam Nitrat 1 N
Larutan HNO
3
1 N dibuat dengan mengencerkan 69 ml HNO
3
65 bb dengan air hingga 1000 ml Ditjen POM, 1995.
Universitas Sumatera Utara
3.3.2.3 Amonium klorida 10
Larutan Amonium Klorida 10 dibuat dengan melarutkan 3,15 g amonium klorida dalam air hingga 1000 ml Ditjen POM, 1979.
3.3.2.4 Larutan Dithizon 0,005 bv
Larutkan 5 mg Difeniltiokarbazen dithizon dalam 100 ml kloroform Vogel, 1990.
3.3.2.5 Larutan NH
4
OH 1 N bv
Larutan NH
4
OH 1 N dibuat dengan cara mengencerkan 7,4 ml Ammonium hidroksida 25 vv dalam 100 ml akuades Ditjen POM, 1995.
3.3.2.6 KCN 10
Larutan KCN 10 dibuat dengan cara melarutkan 1 g kristal KCN dalam 10 ml akuades Ditjen POM, 1995.
3.3.2.7 Kuning Titan 0,1 Larutan Kuning Titan 10 dibuat dengan cara melarutkan 0,1 g Titan
Yellow dalam 100 ml akuades Vogel, 1990.
3.3.2.8 Kalium Tiosianat 10
Larutan KCNS dibuat dengan melarutkan 1 g Kalium tiosianat dalam 10 ml akuades Ditjen POM, 1995.
3.3.3 Pembuatan Larutan Sampel 3.3.3.1 Pembuatan Larutan Sampel untuk Mg
Ditimbang sebanyak 1 g sampel, di masukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan dilarutkan dengan NH
4
Cl 10. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda dengan NH
4
Cl 10. . Disaring dengan kertas saring dan 5 ml filtrat pertama dibuang selanjutnya ditampung ke dalam erlenmeyer. Kemudian disaring dengan
Universitas Sumatera Utara
kertas saring whatman no 42, dan 5 ml filtrat pertama dibuang dan filtrat selanjutnya ditampung ke dalam botol. Dan dilakukan uji kualitatif terhadap
larutan filtrat dan residu.
3.3.3.2 Pembuatan Larutan Sampel untuk Fe
Ditimbang sebanyak 1 g sampel, di masukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan dilarutkan dengan HCl 1 N. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda
dengan HCl 1 N. Disaring dengan kertas saring dan 5 ml filtrat pertama dibuang selanjutnya ditampung ke dalam erlenmeyer LIB I. Dan dilakukan uji kualitatif
terhadap larutan filtrat dan residu. Dipipet 5 ml dari LIB I dan dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml
dan diencerkan dengan HCl 1 N sampai garis tanda. Kemudian disaring dengan kertas saring whatman no 42, dan 5 ml filtrat pertama dibuang dan filtrat
selanjutnya ditampung ke dalam botol.
3.3.3.3 Pembuatan Larutan Sampel untuk Pb
Ditimbang sebanyak 40 g sampel, di masukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan dilarutkan dengan HNO
3
1 N. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda dengan HNO
3
1 N. Disaring dengan kertas saring dan 5 ml filtrat pertama dibuang selanjutnya ditampung ke dalam erlenmeyer. Kemudian disaring dengan
kertas saring whatman no 42, dan 5 ml filtrat pertama dibuang dan filtrat selanjutnya ditampung ke dalam botol. Dan dilakukan uji kualitatif terhadap
larutan filtrat dan residu.
3.3.3.4 Pembuatan Larutan Sampel untuk Cd
Ditimbang sebanyak 40 g sampel, di masukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan dilarutkan dengan HNO
3
1 N. Dicukupkan volumenya sampai garis
Universitas Sumatera Utara
tanda dengan HNO
3
1 N. Disaring dengan kertas saring dan 5 ml filtrat pertama dibuang selanjutnya ditampung ke dalam erlenmeyer. Kemudian disaring dengan
kertas saring whatman no 42, dan 5 ml filtrat pertama dibuang dan filtrat selanjutnya ditampung ke dalam botol. Kemudian dilakukan uji kualitatif terhadap
larutan filtrat dan residu.
3.3.4 Pemeriksaan Kualitatif 3.3.4.1 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Filtrat Sampel
3.3.4.1.1 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Filtrat Mg
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml larutan sampel, diatur pH-nya mendekati netral pH=7, ditambahkan 3 tetes reagensia kuning titan dan 3 tetes
NaOH 2 M. Dihasilkan warna atau endapan merah Vogel, 1990.
3.3.4.1.2 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Filtrat Fe
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml larutan sampel, ditambahkan 3 tetes kalium tiosianat 10 . Dihasilkan warna merah darah Vogel, 1990.
3.3.4.1.3 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Filtrat Pb
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml larutan sampel, diatur pH-nya netral atau sedikit basa pH=8 dengan penambahan ammonium hidroksida 1 N,
ditambahkan 2 tetes kalium sianida 10, ditambahkan 2 ml dithizon 0,005 bv, dikocok kuat, dibiarkan lapisan memisah. Terbentuk warna merah tua pada
lapisan kloroform berarti sampel mengandung Timbal Vogel, 1990.
3.3.4.1.4 Pemeriksaan Kualitatif untuk Filtrat Cd
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml larutan sampel, diatur pH=12 dengan penambahan ammonium hidroksida 1 N, ditambahkan 2 ml dithizon
Universitas Sumatera Utara
0,005 bv, kocok kuat, dibiarkan larutan memisah. Terbentuk warna merah muda pada lapisan kloroform berarti sampel mengandung Kadmium Fries, 1977.
3.3.4.2 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Residu Sampel 3.3.4.2.1 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Residu Mg
Residu dari larutan sampel dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda dengan NH
4
Cl 10 dan dikocok. Disaring dengan kertas saring dan filtratnya ditampung ke dalam erlenmeyer.
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml filtrat, ditambahkan 3 tetes reagensia kuning titan dan 3 tetes NaOH 2 M. Dihasilkan warna atau endapan merah
Vogel, 1990.
3.3.4.2.2 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Residu Fe
Residu dari larutan sampel dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda dengan HCl 1 N dan dikocok.
Disaring dengan kertas saring dan filtratnya ditampung ke dalam erlenmeyer. Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml filtrat, ditambahkan 3 tetes kalium
tiosianat 10 . Dihasilkan warna merah darah Vogel, 1990.
3.3.4.2.3 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Residu Pb
Residu dari larutan sampel dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda dengan HNO
3
1 N dan dikocok. Disaring dengan kertas saring dan filtratnya ditampung ke dalam erlenmeyer.
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml filtrat, diatur pH-nya netral atau sedikit basa pH=8 dengan penambahan ammonium hidroksida 1 N, ditambahkan 2 tetes
kalium sianida 10, ditambahkan 2 ml dithizon 0,005 bv, dikocok kuat,
Universitas Sumatera Utara
dibiarkan lapisan memisah. Terbentuk warna merah tua pada lapisan kloroform berarti sampel mengandung Timbal Vogel, 1990.
3.3.4.2.4 Pemeriksaan Kualitatif Terhadap Residu Cd
Residu dari larutan sampel dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml. Dicukupkan volumenya sampai garis tanda dengan HNO
3
1 N dan dikocok. Disaring dengan kertas saring dan filtratnya ditampung ke dalam erlenmeyer.
Kedalam tabung reaksi dimasukkan 2 ml filtrat, diatur pH=12 dengan penambahan ammonium hidroksida 1 N, ditambahkan 2 ml dithizon 0,005 bv,
kocok kuat, dibiarkan larutan memisah. Terbentuk warna merah muda pada lapisan kloroform berarti sampel mengandung Kadmium Fries, 1977.
3.3.5 Pemeriksaan Kuantitatif 3.3.5.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi
3.3.5.1.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Baku Magnesium Mg
Larutan baku Mg 1000 mcgml sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml lalu diencerkan dengan NH
4
Cl 10 hingga garis tanda. Dari larutan tersebut 10 mcgml masing-masing di pipet 2,5 ml; 5 ml; 10 ml; 15 ml;
dan 20 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan diencerkan dengan NH
4
Cl 10 hingga garis tanda sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,5 mcgml; 1,0 mcgml; 2,0 mcgml; 3,0 mcgml; dan 4,0 mcgml, dan diukur
pada panjang gelombang 202,6 nm dengan tipe nyala udara asetilen.
3.3.5.1.2 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Baku Besi Fe
Larutan baku Fe 1000 mcgml sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml lalu diencerkan dengan HCl 1 N hingga garis tanda. Dari larutan
tersebut 10 mcgml masing-masing di pipet 2,5 ml; 5 ml; 10 ml; 15 ml; dan 20
Universitas Sumatera Utara
ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan diencerkan dengan HCl 1 N hingga garis tanda sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,5 mcgml; 1,0
mcgml; 2,0 mcgml; 3,0 mcgml; dan 4,0 mcgml, dan diukur pada panjang gelombang 248,3 nm dengan tipe nyala udara asetilen.
3.3.5.1.3 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Baku Timbal Pb
Larutan baku Pb 1000 mcgml sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml lalu diencerkan dengan HNO
3
1 N hingga garis tanda. Dari larutan tersebut 10 mcgml masing-masing di pipet 2,5 ml; 5 ml; 10 ml; 15 ml;
dan 20 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 50 ml dan diencerkan dengan HNO
3
1 N hingga garis tanda sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,5 mcgml; 1,0 mcgml; 2,0 mcgml; 3,0 mcgml; dan 4,0 mcgml, dan diukur pada
panjang gelombang 283,3 nm dengan tipe nyala udara asetilen.
3.3.5.1.4 Pembuatan Kurva Kalibrasi Larutan Baku Cadmium Cd
Larutan baku Cadmium 1000 mcgml sebanyak 5 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml lalu diencerkan dengan HNO
3
1 N hingga garis tanda. Dari larutan tersebut 50 mcgml dipipet 10 ml dimasukkan kedalam labu
tentukur 100 ml lalu di encerkan dengan HNO
3
1 N hingga garis tanda. Dari larutan tersebut 5 mcgml masing-masing dipipet 1 ml; 2 ml; 5 ml; 10 ml; dan
20 ml dimasukkan ke dalam labu tentukur 100 ml dan diencerkan dengan HNO
3
1 N hingga garis tanda sehingga diperoleh larutan dengan konsentrasi 0,05 mcgml
; 0,1 mcgml; 0,25 mcgml; 0,5 mcgml; dan 1 mcgml, dan diukur pada panjang gelombang 228,8 nm dengan tipe nyala udara asetilen.
Universitas Sumatera Utara
3.3.6 Penetapan Kadar Logam dalam Sampel 3.3.6.1 Penetapan Kadar Logam Mg
Larutan sampel diukur absorbansinya dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada panjang gelombang 202,6 nm. Nilai
absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku Mg. Konsentrasi Mg dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis
regresi dari kurva kalibrasi.
3.3.6.2 Penetapan Kadar Logam Fe
Larutan sampel diukur absorbansinya dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada panjang gelombang 248,3 nm. Nilai
absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku Fe. Konsentrasi Fe dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis
regresi dari kurva kalibrasi.
3.3.6.3 Penetapan Kadar Logam Pb
Larutan sampel diukur absorbansinya dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada panjang gelombang 283,3 nm. Nilai
absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan baku Pb. Konsentrasi Pb dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis
regresi dari kurva kalibrasi. 3.3.6.4 Penetapan Kadar Logam Cd
Larutan sampel diukur absorbansinya dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom pada panjang gelombang 228,8 nm. Nilai
absorbansi yang diperoleh harus berada dalam rentang kurva kalibrasi larutan
Universitas Sumatera Utara
baku Cd. Konsentrasi Cd dalam sampel ditentukan berdasarkan persamaan garis regresi dari kurva kalibrasi.
Kadar logam Mg, Fe, Pb, dan Cd dalam sampel dapat dihitung dengan rumus berikut:
Kadar mcgml = W
CxVxFp
Keterangan : C = Konsentrasi larutan sampel mcgml V = Volume larutan sampel ml
F
p
= Faktor pengenceran W = Berat sampel mg
3.3.7 Penentuan Batas Deteksi dan Batas Kuantitasi
Batas deteksi atau Limit of Detection LOD merupakan jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon
signifikan. Sedangkan batas kuantitasi atau Limit of Quantitation LOQ merupakan kuantitas terkecil analit dalam sampel yang masih dapat memenuhi
kriteria cermat dan seksama. Batas deteksi dan batas kuantitasi dapat dihitung dengan rumus sebagai
berikut:
Simpangan Baku =
2
2
n Yi
Y
LOD =
slope SB
x 3
LOQ = slope
SB x
10 Harmita, 2004; Rohman, 2007
Universitas Sumatera Utara
3.3.8 Uji Akurasi dengan Persen Perolehan Kembali Recovery
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 logam dalam sampel setelah penambahan larutan standar dengan
konsentrasi tertentu Ermer, 2005. Larutan kerja yang ditambahkan yaitu, 25 ml larutan kerja Mg konsentrasi 3 mcgml, 10 ml larutan kerja Fe konsentrasi 2
mcgml, 25 ml larutan kerja Pb 2 mcgml dan 25 ml larutan kerja Cd konsentrasi 0,08 mcgml. Masing-masing dilakukan sebanyak 6 kali replikasi
kemudian dianalisis dengan perlakuan yang sama seperti pada penetapan kadar sampel .
Persen perolehan kembali recovery dapat dihitung dengan rumus dibawah ini Harmita, 2004:
100 x
n ditambahka
yang baku
logam Kadar
awal sampel
dalam logam
Kadar -
sampel dalam
logam l
Kadar tota Recovery
3.3.9 Analisis Data Secara Statistik
Kadar Mg, Fe, Pb dan Cd yang diperoleh dari hasil pengukuran masing- masing larutan sampel dianalisis dengan metode standar deviasi dengan rumus
Sudjana, 2005:
Untuk menghitung apakah data diterima atau ditolak digunakan rumus sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Dasar penolakan data jika t
hitung
≥ t
tabel
dan bila t
hitung
mempunyai nilai negatif, ditolak jika t
hitung
≤ - t
tabel.
Untuk mencari kadar sebenarnya dengan taraf kepercayaan 99, dengan derajat kebebasan dk = n – 1, digunakan rumus ;
keterangan ; µ
= interval kepercayaan = kadar rata-rata sampel
x = kadar sampel
t = harga t tabel sesuai dengan dk = n - 1
= tingkat kepercayaan dk
= derajat kebebasan SD
= standar deviasi n
= jumlah perlakuan Wibisono, 2005
3.3.10. 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.
Adapun rumus untuk menghitung simpangan baku relatif adalah:
Universitas Sumatera Utara
Keterangan : RSD = Relatif Standar Deviasi
SD = Standar Deviasi
Tabel 3. Rentang presisi yang diperbolehkan APVMA, 2004
No. Konsentrasi sampel
Presisi 1
≥10 ≤ 2
2 1.0 – 10.0
≤ 5 3
0.1 – 1.0 ≤ 10
4 0.1
≤ 20
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Kategori