Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis Ion Tembaga(II) secara Voltammetri
ELEKTRODE PASTA KARBON TERMODIFIKASI
KUERSETIN UNTUK ANALISIS ION TEMBAGA(II)
SECARA VOLTAMMETRI
MUHAMAD TAUFIK
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Elektrode Pasta
Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis Ion Tembaga(II) Secara
Voltammetri adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Muhamad Taufik
NIM G44080035
ABSTRAK
MUHAMAD TAUFIK. Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk
Analisis Ion Tembaga(II) Secara Voltammetri. Dibimbing oleh DEDEN
SAPRUDIN dan ZULHAN ARIF.
Kuersetin merupakan golongan flavonoid yang dapat membentuk kompleks
stabil dengan ion logam. Penggunaannya sebagai pemodifikasi elektrode pasta
karbon diharapkan dapat meningkatkan kepekaan pengukuran secara voltammetri.
Elektrode termodifikasi kuersetin digunakan untuk analisis ion tembaga(II)
dengan mengamati pengaruh komposisi kuersetin, laju payar, pH larutan, waktu
dan potensial prekonsentrasi, serta linearitas pengukuran. Voltammogram siklik
pada selang potensial -0.5 sampai 1.0 V menghasilkan 2 pasang puncak reduksioksidasi, pH optimum 6, komposisi optimum kuersetin 5%, dan linearitas pada
selang konsentrasi CuCl2 2–10 mM menghasilkan koefisien determinasi sebesar
0.995. Voltammogram lucutan anodik menghasilkan waktu dan potensial
prekonsentrasi optimum berturut-turut 80 detik dan -600 mV dengan linearitas
pengukuran pada selang konsentrasi CuCl2 0.2–0.8 mM menghasilkan koefisien
determinasi sebesar 0.983. Elektrode termodifikasi meningkatkan intensitas arus
dan dapat dikembangkan untuk pengukuran sampel lingkungan.
Kata kunci: elektrode, kuersetin, tembaga(II), voltammetri lucutan anodik
ABSTRACT
MUHAMAD TAUFIK. Quercetin-modified Carbon Paste Electrode for
Copper(II) Ions Analysis by Voltammetry. Supervised by DEDEN SAPRUDIN
and ZULHAN ARIF.
Quercetin is a flavonoid compound that can form stable complexes with
various metal ions. Its use as a modifier for carbon paste electrode is expected to
improve sensitivity in measurement by voltammetry. Quercetin-modified carbon
paste electrode used for copper(II) ions analysis was evaluated in terms of the
effect of some parameters such as quercetin composition, scan rate, pH,
preconcentration time, preconcentration potential, and linearity of measurement.
Copper-(II) ions analysis with cyclic voltammetry at potential range of -0.5–1.0 V
resulted well-defined 2 pairs of reduction-oxidation peaks with the optimum
conditions for reliable measurement were 0.1 M NaCl pH 6, and 5% quercetin.
The cyclic voltammetry response was linear with the determination coefficient
0.995 in the concentration range of CuCl2 2.0–100 mM. Anodic stripping
voltammogram resulted the optimum preconcentration potential of -600 mV and
preconcentration time of 80 s. The anodic stripping voltammogram was linear
with the determination coefficient 0.983 in the concentration range of CuCl2 0.2–
0.8 mM. This modified electrode increases the intensity of the current and can be
developed for environmental samples measurement.
Key words: anodic stripping voltammetry, copper(II), electrode, quercetin
ELEKTRODE PASTA KARBON TERMODIFIKASI
KUERSETIN UNTUK ANALISIS ION TEMBAGA(II)
SECARA VOLTAMMETRI
MUHAMAD TAUFIK
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis
Ion Tembaga(II) secara Voltarnmetri
Nama
Muhamad Taufik
044080035
NIM
Disetujui oleh
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
12 SEP 2013
Judul Skripsi : Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis
Ion Tembaga(II) secara Voltammetri
Nama
: Muhamad Taufik
NIM
: G44080035
Disetujui oleh
Dr Deden Saprudin, MSi
Pembimbing I
Zulhan Arif, SSi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia
dan nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul
Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis Ion Tembaga(II)
Secara Voltammetri.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Deden Saprudin, dan Bapak
Zulhan Arif MSi selaku pembimbing yang senantiasa memberikan arahan,
masukan, dan saran kepada penulis selama melaksanakan penelitian. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada Bapak Muhammad Farid MSi dan juga Bapak
Muhammad Khotib MSi selaku penguji komprehensif yang telah memberikan
masukan dan saran untuk karya tulis, Bapak Suherman, Bapak Dede, Bapak
Kosasih, Ibu Nunung, kak Budi Riza, dan Bapak Wawan yang telah memberikan
bantuan kepada penulis.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah, Ibu, serta seluruh
keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Selain itu ungkapan terimakasih
juga penulis sampaikan kepada Amin dan Nenah atas bantuan dan dorongan yang
diberikan selama penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2013
Muhamad Taufik
DAFTAR ISI
TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
Tujuan Penelitian
1
2
METODE
Alat dan Bahan
Prosedur Penelitian
2
2
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Komposisi Optimum dan Pengaruh Modifikasi Elektrode
Penentuan pH Optimum
Pengaruh Laju payar
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Siklik
Penentuan Waktu dan Potensial Prekonsentrasi
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Lucutan
4
4
8
9
10
11
12
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
14
14
14
DAFTAR PUSTAKA
14
RIWAYAT HIDUP
20
TABEL
1
Nilai potensial dan arus puncak reduksi oksidasi pada Q5
8
DAFTAR GAMBAR
1
2
Struktur molekul kuersetin
Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
berbagai elektrode
3 Voltammogram siklik larutan elektrolit NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon termodifikasi
kuersetin 5% (Q5)
4 Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon termodifikasi
kuersetin 5% (Q5)
5 Hubungan pH larutan CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M vs arus puncak
anodik (ipa)
6 Voltammogram CuCl2 4 mM dalam NaCl 0.1 M pada berbagai laju
payar
7 Hubungan akar laju payar (v1/2) vs intensitas arus puncak (ip)
8 Voltammogram siklik CuCl2 pada konsentrasi 2 – 10 mM dalam NaCl
0.1 M pH 6 dengan Q5
9 Hubungan konsentrasi CuCl2 dengan intensitas arus puncak (ip)
10 Kurva hubungan waktu prekonsentrasi vs arus puncak (ip)
11 Voltammogram pengukuran larutan CuCl2 pada berbagai konsentrasi
dalam NaCl 0.1 M dengan teknik voltammetri lucutan
12 Kurva hubungan konsentrasi larutan CuCl2 dengan intensitas arus
puncak (ip)
5
5
6
7
8
9
10
11
11
12
13
13
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Diagram alir penelitian
Nilai pH dan arus puncak anodik
Nilai laju payar (v) dan nilai intensitas arus puncak (ip)
Data linearitas arus puncak terhadap konsentrasi CuCl2
Voltamogram lucutan anodik untuk penentuan potensial dan waktu
prekonsentrasi optimum
Data arus puncak pada pengukuran voltametri lucutan
Arus puncak CuCl2 pada berbagai konsentrasi pada pengukuran
voltametri lucutan
16
17
17
17
18
19
19
PENDAHULUAN
Tembaga (Cu) merupakan salah satu unsur hara mikro yang dibutuhkan oleh
tanaman. Walaupun unsur hara mikro seperti Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, dan Fe lebih
sedikit dibutuhkan oleh tanaman dibandingkan dengan unsur hara makro, namun
unsur hara mikro tetap diperlukan oleh tanaman. Unsur tembaga berfungsi sebagai
katalis pernapasan, penyusun enzim, pembentukan klorofil, dan metabolisme
karbohidrat. Menurut Shestivska et al. (2011), tembaga dalam bentuk oksidasinya,
Cu(I) dan Cu(II) memiliki peranan penting sebagai kofaktor pereduksi atau
pengoksidasi pada berbagai reaksi biokimia. Namun, pada sisi lain bentuk
oksidasi tembaga ini juga berpotensi racun karena ion tembaga dapat
mengkatalisis pembentukan radikal bebas yang dapat merusak protein, DNA, dan
biomolekul lainnya.
Penentuan kadar logam dapat menggunakan beberapa instrumen seperti
atomic absorption spectrophotometer (AAS) atau Inductively couple plasmaAtomic Emmision Spectrophotometer (ICP-AES). Kedua metode ini memiliki
sensitivitas pengukuran yang sangat baik untuk hampir semua logam (Harvey
2000). Namun demikian, kedua metode tersebut tidak praktis untuk digunakan di
lapangan terlebih lagi metode AAS maupun ICP-AES tidak dapat membedakan
tingkat oksidasi logam serta memerlukan tahap preparatif yang cukup rumit
(Rouessac et al. 2007). Metode lain yang sensitif, lebih praktis, dapat
membedakan tingkat oksidasi logam tanpa tahap prepatif dan membutuhkan biaya
operasional yang lebih murah ialah voltammetri (Wang 2006).
Umumnya teknik voltammetri yang sensitif menggunakan elektroda
merkuri. Namun, saat ini elektroda merkuri sudah mulai ditinggalkan karena
kurang ramah lingkungan. Sebagai metode alternatif yang mulai dikembangkan
saat ini ialah penggunaan elektrode pasta karbon (EPK) yang lebih ramah
lingkungan. Elektrode pasta karbon memiliki selang potensial yang cukup luas,
arus latar belakang yang rendah, biaya rendah, inert, dan cocok untuk berbagai
aplikasi deteksi dan pengukuran. Namun, pengumpulan ion logam pada
permukaan EPK kurang terkendali dan lebih lambat dibanding elektroda logam
(Xia 2010). Oleh karena itu perlu ditambahkan pemodifikasi pada elektroda pasta
karbon untuk meningkatkan kinerjanya. Saat ini telah banyak dikembangkan
metode-metode analisis yang sensitif, selektif, cepat, mudah, dan murah untuk
analisis kuantitatif suatu logam berat, khususnya Cu, dengan EPK termodifikasi
secara kimia, seperti polimer (Zhihua 2011), Magnetit (Hanifah 2011), bakteri
(Yüce 2010), kitosan berikatan silang epiklorohidrin (Janegitz 2009), nanopartikel
emas (Yanping et al. 2007), zeolit alam (Walcarius et al. 1999), maupun dengan
N-fenilsinamohidroksamat (Alemu dan Chandravanshi 1998).
Sebagai anggota dari keluarga flavonoid, kuersetin dapat membentuk
kompleks yang stabil dengan beragam kation logam karena adanya satu gugus
karbonil dan satu gugus fenolik atau dua gugus hidroksil yang berdekatan
bereaksi dengan ion logam membentuk suatu kompleks yang stabil (Sriyani
2008). Kuersetin memiliki aktivitas antioksidan yang dimungkinkan oleh
komponen fenoliknya yang sangat reaktif, sehingga dapat menstabilkan senyawasenyawa tersebut melalui reaksi hidrogenasi maupun pembentukan kompleks
(Miean dan Mohamed 2001).
Flavonoid telah secara luas dipelajari sebagai reagen dalam menentukan
kadar suatu logam menggunakan spektrofotometri, fluorometri, dan gravimetri
Flavonoid merupakan turunan dari benzo-γ-piron sehingga memiliki sistem
konjugasi dari cincin aromatiknya. Kuersetin termasuk ke dalam golongan
senyawa ini yang termasuk dalam kelas flavonol. Alvarez et al. (1989)
melaporkan bahwa Cr(VI) dapat bereaksi dengan kuersetin dan juga beberapa
senyawa flavonoid lainnya seperti fisetin, mirisetin, morin, dan 3-hidroksiflavon.
Selain itu juga dengan menggunakan sistem misel, reaksi pembentukan kompleks
Cr(VI)-kuersetin menjadi lebih peka. Berdasarkan uraian di atas maka
dikembangkan suatu metode analisis kuantitatif Cu(II) dengan teknik voltammetri
menggunakan elektroda pasta karbon termodifikasi kuersetin agar dapat
memberikan hasil analisis yang lebih sensitif, selektif, metode yang lebih cepat,
dan murah.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan metode elektrokimia yang
lebih sederhana dan sensitif untuk ion tembaga(II) memanfaatkan kuersetin
sebagai pemodifikasi elektrode pasta karbon
METODE
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah neraca analitik, oven, tanur,
pipet mikro, pengaduk magnet, pH meter (HM-20S), galvanostat-potensiostat (eDAQ), elektrode pembanding Ag/AgCl, elektrode tambahan kawat platina, dan
alat-alat gelas.
Bahan-bahan yang digunakan adalah standar Kuersetin (Sigma Aldrich),
serbuk grafit, parafin cair, akua-bidestilata, Gas N2, K3Fe(CN)6 (Wako), NaCl
(Merck), KCl (Merck), dan HCl 2M (Merck), CuCl2.2H2O (Merck).
Prosedur Penelitian
Secara umum metode penelitian ini dibagi menjadi 3 tahap utama yaitu
preparasi elektrode pasta karbon termodifikasi kuersetin, pengujian elektrode
dengan teknik voltammetri siklik, dan pengujian elektrode dengan teknik
voltammetri lucutan. Pengujian parameter yang dilakukan meliputi parameter
komposisi optimum, pH larutan elektrolit pendukung, waktu dan potensial
prekonsentrasi.
3
Pembuatan Elektrode Pasta Karbon
Tahap awal pembuatan elektrode ialah penggerusan grafit dengan mortar
agar partikelnya menjadi lebih halus, selanjutnya serbuk grafit dicampurkan
dengan minyak parafin dengan perbandingan 5:2 (b/b). Kawat tembaga sebagai
penghubung elektrode ke sumber listrik dimasukkan ke dalam tabung kaca hingga
tersisa ruang kosong sekitar 5 mm pada ujung tabung untuk pasta karbon. Pasta
dimasukkan ke ujung tabung hingga penuh dan padat. Permukaan elektrode
dihaluskan menggunakan kertas minyak hingga licin. Respon elektrode kemudian
diamati dalam larutan elektrolit NaCl 0.1 M menggunakan teknik voltammetri
siklik dengan laju payaran 100 mV s-1 pada selang potensial -0.5–1.0 V.
Pembuatan Elektrode Ag/AgCl
Elektrode Ag/AgCl terbuat dari kawat Ag yang dihubungkan dengan
tembaga. Kawat Ag terlebih dahulu dielektrolisis dengan larutan KCl 0,1 M pada
potensial 3 V hingga terlapisi dengan Cl-. Tabung gelas disiapkan dan diberi
membran pada salah satu ujungnya. Kawat Ag yang telah dielektrolisis
dimasukkan ke dalam tabung gelas berisi larutan KCl 3 M, kemudian
dikarakterisasi dengan voltammetri siklik menggunakan larutan K3Fe(CN)6 1 mM
pada selang potensial 0.0–0.8 V dengan laju payaran 100 mV s-1.
Pembuatan Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin
Elektrode ini dibuat dengan cara standar kuersetin dengan bobot yang sesuai
dengan perbandingan dicampurkan secara merata dengan serbuk grafit. Sebanyak
45 µL parafin cair ditambahkan dan diaduk merata hingga terbentuk pasta. Kawat
tembaga sebagai penghubung elektrode ke sumber listrik dimasukkan ke dalam
tabung kaca hingga tersisa ruang kosong sekitar 5 mm pada ujung tabung untuk
pasta karbon. Pasta dimasukkan ke ujung tabung hingga penuh dan padat.
Permukaan elektrode dihaluskan menggunakan ampelas halus dan kertas minyak
hingga licin dan berkilau.
Pengaruh Komposisi Kuersetin
Pengaruh komposisi kuersetin terhadap arus yang dihasilkan diamati dengan
membandingkan arus puncak dari pengukuran dengan elektrode yang
dimodifikasi kuersetin dengan komposisi kuersetin 5% (Q5), 10% (Q10), dan
20% (Q20) dalam 100 mg campuran homogen kuersetin-pasta karbon. Respon
elektrode kemudian diamati dalam larutan elektrolit NaCl 0.1 M dan larutan
CuCl2 dalam NaCl 0.1 M menggunakan teknik voltammetri siklik dengan laju
payaran 100 mV s-1 pada selang potensial -0.5–1.0 V.
Pengaruh pH Larutan Elektrolit Pendukung
Larutan NaCl 0.1 M dibuat dengan rentang pH 3–8. Pengukuran pH
optimum dilakukan dengan pengukuran analat menggunakan elektrode pasta
karbon termodifikasi kuersetin dengan komposisi 5% (Q5). Respon arus diamati
pada selang potensial -0.5–1.0 V dengan laju payaran 100 mV s-1. pH optimum
dicapai ketika respon arus yang dihasilkan adalah yang paling besar diantara pH
lainnya.
Pengaruh Laju payar
Hubungan laju payar dengan intensitas arus puncak (Ip) diamati untuk
mengetahui jenis mekanisme reaksi pada permukaan elektrode. Respon arus
larutan CuCl2 4 mM dalam NaCl 0.1 M diamati dengan teknik voltammetri siklik
pada selang potensial -0.5–1.0 V menggunakan elektrode Q5. Kisaran laju payar
yang digunakan antara 10–160 mV s-1.
Pembuatan Kurva Kalibrasi Untuk Analisis Voltammetri Siklik
Kurva kalibrasi dibuat dengan memplotkan arus puncak (Ip) dengan deret
konsentrasi dari larutan standar. Deret larutan standar dengan konsentrasi 2, 4, 6,
8, dan 10 mM diuji dengan teknik voltammetri siklik menggunakan elektrode
pasta karbon termodifikasi kuersetin dengan laju payaran 100 mV s-1. Linearitas
kurva ditentukan sebagai parameter analisis kuantitatif
Penentuan Potensial dan Waktu Prekonsentrasi Optimum
Penentuan waktu prekonsentrasi dilakukan dengan membandingkan arus
puncak voltammogram yang dihasilkan pada waktu prekonsentrasi 20, 40, 60, 80,
dan 100 detik. Penentuan potensial prekonsentrasi optimum dilakukan dengan
membandingkan arus puncak voltammogram yang dihasilkan pada potensial
prekonsentrasi -0.6, -0.7, dan -0.8 V. Respon arus diamati pada selang potensial 0.5–1.0 V dengan laju payaran 100 mV s-1.
Analisis dengan Voltammetri Lucutan Anodik
Deret konsentrasi larutan standar CuCl2 dibuat dengan konsentrasi 0.2, 0.4,
0.6, 0.8 mM dan pengujian voltammetri lucutan anodik untuk mengamati
intensitas arus puncak dilakukan menggunakan elektrode pasta karbon
termodifikasi dengan laju payar 100 mV s-1 dan selang potensial -500–1000 mV
pada waktu dan potensial prekonsentrasi optimum.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Komposisi Optimum dan Pengaruh Modifikasi Elektrode
Kuersetin (C15H10O7) merupakan molekul yang stabil dan dapat bertindak
sebagai antioksidan karena dapat menangkap radikal bebas. Kuersetin merupakan
aglikon flavonoid yang tersebar merata pada kingdom tumbuhan dan merupakan
molekul flavonoid yang paling melimpah. Struktur molekul kuersetin tidak
memiliki molekul gula spesifik pada salah satu gugus hidroksil pada cincin C
(Gambar 1). Studi Bret dan Ghica (2003) menunjukkan oksidasi kuersetin dengan
voltammetri siklik pada pH 7.7 memberikan empat puncak oksidasi kuersetin
berturut-turut pada potensial 0.15 V, 0.30 V, 0.60 V, dan 0.80 V. Puncak-puncak
oksidasi ini berhubungan dengan oksidasi dari lima gugus fungsional –OH pada
kuersetin. Puncak reduksi pada potensial 0.1 V juga teramati yang merupakan
reduksi dari produk oksidasi yang terbentuk pada puncak oksidasi pertama.
5
Gambar 1 Struktur molekul kuersetin
Penelitian ini menggunakan kuersetin sebagai pemodifikasi elektrode pasta
karbon untuk meningkatkan sensitivitas pengukuran Cu dalam larutan pada
analisis voltammetri. Larutan NaCl 0.1 M digunakan sebagai elektrolit pada
pengukuran CuCl2. Elektrolit pendukung dibutuhkan sebagai pengantar arus
listrik dalam larutan sehingga analat tidak terpengaruh oleh perbedaan perubahan
potensial yang diberikan dengan cepat, untuk meminimalisasi efek elektromigrasi,
dan untuk mempertahankan kekuatan ionik agar konstan. Larutan elektrolit yang
digunakan sebaiknya tidak menghasilkan arus latar yang dapat memengaruhi
pengukuran analat.
Variasi komposisi elektrode dibuat untuk mengetahui komposisi optimum
kuersetin yang dapat menghasilkan arus redoks yang baik. Elektrode dengan
kuersetin 5% merupakan komposisi optimum karena menghasilkan arus puncak
paling tinggi dan tidak lebar diantara komposisi yang lainnya seperti ditunjukkan
Gambar 2. Komposisi kuersetin diatas 5% menghasilkan arus puncak yang
semakin menurun dan lebar. Elektrode kuersetin 20% menghasilkan
voltammogram siklik yang tidak sempurna. Arus inisial dan arus akhir tidak sama.
Perbedaan ini dikarenakan histeresis pada elektrode. Arus puncak yang rendah
menunjukkan bahwa sensitivitas pengukuran analat yang rendah sementara
puncak yang lebar menunjukkan selektifitas yang kurang baik.
14
12
10
8
6
i ( A)
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
Keterangan:
EPK,
Q5,
Q10,
Q20
EPK (Elektrode pasta karbon); Q5 (Kuersetin 5%); Q10 (Kuersetin 10%); Q20 (Kuersetin 20%)
Gambar 2 Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
berbagai elektrode
6
Pengukuran voltammetri siklik dilakukan pada selang potensial -0.5 V
hingga 1.0 V dengan menggunakan elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode
pasta karbon termodifikasi kuersetin 5% (Q5). Berdasarkan Gambar 3 dapat
dilihat bahwa larutan elektrolit NaCl 0.1 M tidak menghasilkan arus oksidasi dan
arus reduksi saat diukur dengan elektrode pasta karbon dan elektrode pasta karbon
termodifikasi kuersetin 5%. Hal ini menunjukkan bahwa NaCl tidak mengalami
reaksi reduksi-oksidasi pada selang potensial yang diberikan karena menurut
Scholz (2010), reaksi redoks Cl- berada pada 1.36 V dan Na+ pada 2.71 V.
Elektrode yang telah dimodifikasi juga tidak menghasilkan arus puncak pada saat
pengukuran walaupun potensial redoks molekul kuersetin berada dalam selang
potensial yang digunakan. Hal ini membuktikan bahwa kuersetin pada permukaan
elektrode tidak mengalami reaksi reduksi-oksidasi sehingga tidak ada gangguan
pada arus latar elektrode modifikasi.
Elektrode Q5 memberikan arus blangko yang lebih besar daripada EPK
tanpa modifikasi. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya arus kapasitif akibat
pergerakan ion-ion negatif menuju elektrode kerja namun tidak terlibat dalam
reaksi redoks karena potensial elektrode standar untuk blangko berada di luar
selang potensial yang diberikan. Lapisan listrik ganda terbentuk pada permukaan
elektrode akibat ion-ion negatif teradsorpsi pada permukaan elektrode sehingga
meningkatkan arus kapasitif.
4
3
2
i ( A)
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
EPK,
Q5
Gambar 3 Voltammogram siklik larutan elektrolit NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon
termodifikasi kuersetin 5% (Q5)
Penambahan analat ke dalam larutan NaCl 0.1 M menghasilkan satu puncak
anodik dan satu puncak katodik pada EPK namun menghasilkan dua puncak
anodik dan dua puncak katodik pada elektrode Q5. Puncak-puncak ini
menunjukkan bahwa terjadi proses reduksi oksidasi pada permukaan elektrode
baik pada EPK maupun Q5. Pemberian potensial yang cukup negatif pada EPK,
yaitu -500 mV mengakibatkan ion Cu2+ yang berada dalam fase larutan terreduksi
menjadi ion Cu+ pada permukaan elektrode pasta karbon ditandai dengan arus
inisial yang sangat negatif. Pemayaran ke arah positif mengakibatkan spesi Cu+
7
pada permukaan elektrode pasta karbon kembali teroksidasi menjadi Cu2+
sehingga dihasilkan puncak oksidasi pada potensial 0.19 V. Pembalikan arah
payar ke arah katodik kemudian memberikan puncak reduksi pada potensial 0.02
mV yang diduga berasal dari reduksi kembali ion Cu2+ menjadi Cu+ dan atau
reduksi ion Cu+ menjadi Cu pada permukaan elektrode (Gambar 4).
Voltammogram yang dihasilkan menunjukkan 2 pasang puncak redoks pada
elektrode Q5. Puncak anodik pertama (a1) diduga berasal dari reaksi oksidasi Cu+
menjadi Cu2+ sama seperti reaksi oksidasi yang terjadi pada permukaan EPK
namun arus yang dihasilkan lebih besar. Peningkatan arus ini membuktikan
bahwa kuersetin dapat meningkatkan sensitivitas pengukuran Cu menggunakan
teknik voltammetri. Puncak anodik 2 (a2) diduga merupakan gabungan dari
oksidasi Cu menjadi Cu+ dan Cu menjadi Cu2+. Potensial reduksi standar beberapa
spesi Cu menurut Beltagi (2011) adalah sebagai berikut:
Cu2+ + e- → Cu+
E° = 0.16 V
(1)
2+
Cu + 2e → Cu
E° = 0.34 V
(2)
+
Cu + e → Cu
E° = 0.52 V
(3)
Pembalikan potensial pemayaran ke arah katodik menghasilkan dua buah puncak
katodik. Arus puncak katodik pertama (c1) berasal dari reaksi (3) dan arus puncak
kedua diduga berasal dari gabungan reaksi (1) dan (2).
a1
a2
c2
c1
EPK,
Q5
Gambar 4 Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon termodifikasi
kuersetin 5% (Q5)
Pemberian kuersetin pada elektrode pasta karbon diduga semakin meningkatkan
peluang semakin banyaknya analat yang termediasi pada permukaan elektrode
dan memberikan peluang lebih besar bagi analat untuk mengalami reaksi redoks
di permukaan elektrode sehingga menghasilkan peningkatan arus puncak redoks
yang signifikan dan sensitif untuk pengukuran Cu.
Beda potensial antar puncak oksidasi dan reduksi dianalisis untuk
mengetahui sistem respon arus pada voltammogram. Beda potensial pasangan
puncak redoks 1 pada EPK adalah sebesar 0.170 V, sedangkan pada Q5 lebih
8
besar, yaitu 0.245 V. Pasangan puncak redoks kedua pada Q5 memiliki beda yang
lebih kecil yaitu 0.145 V (Tabel 1). Berdasarkan Wang (2006), diperoleh bahwa
pasangan reaksi redoks a1 dengan c1 pada EPK dan Q5 adalah sistem
quasireversibel dan pasangan reaksi redoks a2 dengan c2 pada Q5 juga sistem
quasireversibel karena puncak yang ditunjukkan landai dan beda antara puncak
oksidasi dan reduksi lebih besar dari 0.059 V. Arus pada sistem quasireversibel
dipengaruhi oleh transfer muatan dan transpor massa.
Tabel 1 Nilai potensial dan arus puncak reduksi oksidasi pada Q5
Puncak
a1
c1
ΔE1
E (V)
EPK
Q5
0.190
0.165
0.020
0.410
0.170
0.245
ip (µA)
EPK
Q5
1.370
12.260
0.790
2.410
a2
c2
ΔE2
0.390
-
0.190
-
0.350
0.495
0.145
2.080
2.580
Keterangan: a1 (puncak anodik 1), a2 (puncak anodik 2), c1 (puncak katodik 1), c2 (puncak
katodik 2), E (Potensial), EPK (Elektrode Pasta Karbon), i p (Arus puncak), Q5 (Elektrode pasta
karbon-kuersetin 5%).
Penentuan pH Optimum
Nilai pH merupakan parameter yang penting karena berkaitan dengan
pengaruhnya terhadap kestabilan kuersetin dan respon pengukuran analat.
Optimasi penentuan pH dilakukan pada rentang pH 3 hingga pH 8 (Gambar 5).
Nilai pH optimum diperoleh pada pH larutan yang menghasilkan arus puncak
tertinggi (Lampiran 2).
14
12
ipa (µA)
10
8
6
4
2
0
3
4
5
6
7
8
pH
Gambar 5 Hubungan pH larutan CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M vs arus puncak
anodik (ipa)
Nilai pH optimum larutan untuk pengukuran pada voltammetri siklik yaitu
pada pH 6. Gambar 5 memperlihatkan pada rentang pH 3–6 terjadi kenaikan arus
9
yang signifikan dan terjadi penurunan arus pada pH 7–8. Menurut Álvarez-Diduk
(2009), penurunan puncak oksidasi pada kondisi basa berhubungan dengan
kinetika dekomposisi molekul kuersetin. Kuersetin yang merupakan anggota
flavonoid mudah terdekomposisi pada kondisi basa menjadi molekul-molekul
sederhana. Molekul kuersetin yang terdekomposisi tidak dapat meningkatkan
respon arus pada saat pengukuran karena peluang mediasi analat dan elektrode
juga menurun. Kondisi pH lebih rendah dari 6 mengakibatkan kuersetin pada
permukaan elektrode terprotonasi sehingga menyebabkan kuersetin yang terdapat
pada permukaan elektrode terlarut ke dalam larutan sehingga elektrode tidak
memberikan peningkatan intensitas arus pada saat pengukuran.
Pengaruh Laju payar
i ( A)
Pengaruh laju payar terhadap voltammogram yang dihasilkan dianalisis
untuk mengetahui proses yang terjadi pada permukaan elektrode dan juga untuk
mengetahui sensitivitas pengukuran pada berbagai variasi laju payar (Lampiran
3). Hubungan antara laju payar dan tinggi arus puncak adalah linear mengikuti
persamaan Ipc=1.1646v1/2-3.3798 dengan koefisien determinasi 0.9924 dan
Ipa=0.4921v1/2+0.9741 dengan koefisien determinasi 0.9787. Ipa (µA) adalah
intensitas arus puncak anodik atau oksidasi, Ipc (µA) adalah intensitas arus puncak
katodik atau reduksi, dan v (mV s-1)1/2 adalah laju payar. Voltammogram siklik
pada Gambar 6 menunjukkan bahwa puncak oksidasi 1 (a1) tidak tergantung pada
laju payar sementara puncak oksidasi 2 (a2) menjadi lebih teramati seiring
meningkatnya laju payar. Laju payar 10 mV s-1 hanya menghasilkan satu puncak
oksidasi sementara pada laju payar 60 mV s-1 dan selanjutnya proses transfer
muatan kedua lebih mudah teramati. Hasil dari voltammogram siklik ini
menunjukkan bahwa puncak oksidasi kedua tergantung pada skala waktu
pengukuran. Menurut Timbola (2006), profil voltammogram siklik dengan
perubahan laju payar menunjukkan terjadinya suatu reaksi kimia homogen
berdasarkan proses transfer muatan.
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
a1
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
a2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
10,
20,
40,
60,
80,
160 mV s-1
100,
120,
140,
Gambar 6 Voltammogram CuCl2 4 mM dalam NaCl 0.1 M pada berbagai laju
payar
10
14
y = 1.1646x-3.3798
R² = 0.9924
12
Ip (µA)
10
8
Oksidasi
6
Reduksi
4
y = 0.4921x + 0.9741
R² = 0.9787
2
0
3
4
6
8
9
10
11
12
13
V1/2
Gambar 7 Hubungan akar laju payar (v1/2) vs intensitas arus puncak
(ip)
Berdasarkan persamaan Randles-Ševčik, dimana intensitas arus puncak
yang dihasilkan proporsional dengan konsentrasi larutan dan meningkat seiring
kenaikan akar kuadrat dari laju payar maka proses pada elektrode melibatkan
proses difusi. Kuersetin yang dicampurkan ke dalam pasta karbon terdapat pada
permukaan elektrode dan tersebar secara merata. Cu(II) kemudian akan terdifusi
di permukaan pasta karbon dan bereaksi dengan kuersetin sehingga meningkatkan
sensitivitas pengukuran. Semakin banyak Cu(II) yang berdifusi dengan kuersetin
maka semakin tinggi intensitas arus puncak yang dihasilkan.
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Siklik
Kurva kalibrasi dibuat untuk mengetahui respon linear elektrode terhadap
pengukuran menggunakan voltammetri siklik. Konsentrasi Cu(II) berbanding
lurus dengan intensitas pasangan arus puncak reduksi oksidasi pada selang
konsentrasi 2–10 mM (Gambar 8). Hubungan linearitas antara konsentrasi CuCl2
pada selang 2–10 mM dengan intensitas arus puncak anodik (Lampiran 4)
mengikuti persamaan Ipa = 3.2229c-6.7447 dengan koefisien determinasi 0.989
dan dengan intensitas arus puncak katodik mengikuti persamaan
Ipc=0.7058c+0.5354 dengan koefisien determinasi 0.995 (Lampiran 4).
11
30
ip ( A)
20
10
0
-10
-20
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
NaCl 0.1 M, CuCl2
2 mM,
10 mM
4 mM,
6 mM,
8 mM,
Gambar 8 Voltammogram siklik CuCl2 pada konsentrasi 2 – 10 mM dalam
NaCl 0.1 M pH 6 dengan Q5
30
y = 3.2229x-6.7447
R² = 0.989
25
20
15
ip
Reduksi
10
Oksidasi
5
y = 0.7058x+0.5354
R² = 0.995
0
-5
2
4
6
8
10
[CuCl2] (mM)
Gambar 9 Hubungan konsentrasi CuCl2 dengan intensitas arus puncak (ip)
Penentuan Waktu dan Potensial Prekonsentrasi
Potensial prekonsentrasi dipilih dengan rentang yang lebih negatif dari nilai
potensial setengah puncak Cu(II). Menurut Wang (2006), potensial prekonsentrasi
yang dipilih adalah lebih negatif 0.3–0.5 V dari potensial standar ion yang paling
mudah direduksi dari larutan sampel dan diluar selang potensial payar. Larutan
CuCl2 0.05 mM dalam NaCl 0.1 M diukur dengan teknik voltammetri lucutan
anodik dengan potensial prekonsentrasi open circuit dan selang -600– -800 mV
dengan waktu prekonsentrasi 20–100 detik (Lampiran 5). Potensial prekonsentrasi
adalah potensial saat analat terakumulasi atau terdeposisi pada permukaan
12
elektrode kerja, sedangkan waktu prekonsentrasi adalah waktu yang dibutuhkan
agar analat dapat terdeposisi maksimum di permukaan elektrode kerja.
Gambar 10 memperlihatkan bahwa pada selang potensial 0 mV (open
circuit) hingga -800 mV terjadi tren peningkatan arus puncak ke arah potensial
prekonsentrasi yang lebih negatif bersamaan dengan meningkatnya waktu
prekonsentrasi hingga 80 detik. Arus puncak mengalami penurunan pada waktu
prekonsentrasi 100 detik pada semua potensial prekonsentrasi. Secara teori,
semakin lama waktu prekonsentrasi maka semakin banyak analat yang
terakumulasi pada permukaan elektrode kerja sehingga pada tahap pelucutan akan
dihasilkan arus yang besar (Lampiran 6). Penurunan intensitas arus puncak pada
waktu prekonsentrasi 100 detik dapat disebabkan karena terjadinya kejenuhan
pada permukaan elektrode sehingga pada saat pelucutan tidak semua analat
terlepas dari permukaan elektrode yang mengakibatkan arus puncak yang
dihasilkan kecil. Oleh karena itu waktu 80 detik dipilih sebagai waktu
prekonsentrasi optimum dan potensial prekonsentrasi -600 mV sebagai potensial
prekonsentrasi optimum pengukuran.
12
10
ip (µA)
8
Open Circuit
6
- 600 mV
-700 mV
4
-800 mV
2
0
20
40
60
80
100
Waktu Prekonsentrasi (detik)
Gambar 10 Kurva hubungan waktu prekonsentrasi vs arus puncak (ip)
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Lucutan
Kondisi optimum untuk pengukuran menggunakan teknik voltammetri
lucutan telah diperoleh, yaitu dengan elektrode Q5, larutan elektrolit NaCl pH6,
waktu prekonsentrasi 80 detik, dan potensial prekonsentrasi -600 mV. Kondisi ini
kemudian diaplikasikan pada larutan CuCl2 0.2 mM–1 mM dalam NaCl 0.1 M pH
6 dengan selang potensial -0.5–1.0 V dengan laju payar 100 mV s-1. Hasil
pengukuran ditunjukkan oleh Gambar 12.
13
20
18
16
14
i (uA)
12
10
8
6
4
2
0
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
CuCl2 0.2 mM,
0.4 mM,
0.6 mM,
0.8 mM
Gambar 11 Voltammogram pengukuran larutan CuCl2 pada berbagai konsentrasi
dalam NaCl 0.1 M dengan teknik voltammetri lucutan
Hasil pengukuran (Gambar 11) menunjukkan bahwa terjadi peningkatan
intensitas arus puncak seiring dengan meningkatnya konsentrasi larutan pada
potensial dan waktu prekonsentrasi yang diberikan. Hubungan linearitas antara
konsentrasi CuCl2 pada selang 0.2–0.8 mM dengan intensitas arus puncak
mengikuti persamaan regresi linear Ip=2.696c+1.780 dengan koefisien determinasi
0.983. Intensitas arus semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi
larutan (Lampiran 7).
14
12
ip (µA)
10
8
6
y = 2.696x + 1.78
R² = 0.983
4
2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
[CuCl2] mM
Gambar 12 Kurva hubungan konsentrasi larutan CuCl2 dengan intensitas arus
puncak (ip)
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pengukuran voltammetri siklik terhadap ion tembaga(II) optimum dalam
elektrolit NaCl 0.1 M pH 6 menggunakan elektrode termodifikasi kuersetin 5%.
Pengukuran menghasilkan 2 pasang puncak reduksi-oksidasi yang merupakan
reaksi dengan sistem quasireversibel. Peningkatan intensitas arus puncak terjadi
pada elektrode termodifikasi kuersetin sebesar 12 kali lipat dibandingkan dengan
elektrode pasta karbon. Voltammogram siklik pada selang konsentrasi CuCl2 2–10
mM menghasilkan koefisien determinasi sebesar 0.995. Voltammogram lucutan
anodik menghasilkan waktu dan potensial prekonsentrasi optimum berturut-turut
80 detik dan -600 mV dengan linearitas pengukuran pada selang konsentrasi
CuCl2 0.2–0.8 mM menghasilkan koefisien determinasi sebesar 0.989.
Saran
Larutan CuCl2 dalam elektrolit pendukung perlu dianalisis untuk
mengetahui apakah ada unsur Cu yang terendapkan selama pengukuran.
Pemilihan larutan elektrolit pendukung yang sesuai dengan analat perlu dilakukan
sebelum pengukuran dalam teknik voltammetri. Selain itu perlu dilakukan analisis
voltammetri siklik dengan pemayaran terbalik (arah katodik).
DAFTAR PUSTAKA
Alemu H, Chandravanshi BS. 1998. Differential pulse anodic stripping
voltammetric determination of copper(II) with N-phenylcinamohydroxamic
acid modified carbon paste electrodes. Anal Chim Acta 368: 165-173.
Álvarez-Diduk R et al. 2009. Electrochemical characterization of quercetin in
aqueous solution. ECS Transaction 20: 115-122.doi:10.1149/1.3268378.
Alvarez MJG, Garcia MED, Sanz-Medel A. 1989. The complexation of Cr(III)
and Cr (VI) with flavones in micellar media and its use for
spectrophotometric determination of chromium. Talanta 36: 919-923.
Beltagi AM, Ghoneim EM, Ghoneim MM. 2011. Simultaneous determination of
cadmium(II), lead(II), copper(II), and mercury(II) by square-wave anodic
stripping voltammetry at a montmorillonite-calcium modified carbon paste
electrode. Environ Anal Chem 91(1): 17-32.doi:10.1080/030673109029625
77.
Bret AMO, Ghica ME. 2003. Electrochemical oxidation of quercetin.
Electroanalysis 15(22): 1745-1750.doi:10.1002/elan.200302800.
15
Hanifah F. 2011. Nanomagnetit sebagai peningkat sensitivitas elektrode pasta
karbon dalam analisis iodide secara voltammetri siklik [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw-Hill.
Janegitz BC, Marcolino LH Jr, Campana-Filho SP, Faria RC, Fatibello-Filho O.
2009. Anodic stripping voltammetric determination of copper(II) using a
functionalized carbon nanotube paste electrode modified with crosslinked
chitosan. Sensors and Actuators 142: 260-266.doi:10.1016/j.snb.209.08.033
Miean KH, Mohamed S. 2001. Flavonoid (Myricetin, quercetin, kaempferol,
luteolin, and apigenin) content of edible tropical plant. J Agri Food Chem
49: 3106-3112.
Rouessac F, Rouessac A. 2007. Chemical Analysis Modern Instrumentation
Methods and Techniques Second Edition. Paris: Wiley.
Scholz F, editor. 2010. Electroanalytical Methods Guide to Experiments and
Applications. Ed ke-2. Heidelberg: Springer.
Sriyani. 2008. Aktivitas ekstrak kloroform daun Dewandaru (Eugenia uniflora)
sebagai agen pengkelat logam Fe dan penangkap Malonaldehida (MDA)
[skripsi]. Surakarta (ID): Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Shestivska V et al. 2011. Investigation of the antioxidant properties of
metallothionein in transgenic tobacco plants using voltammetry at a carbon
paste electrode. Int J Elechem Sci 6: 2869-2883.
Timbola AK, Souza CD, Giacomelli C, Spinelli A. 2006. Electrochemical
oxidation of quercetin in hydro-alcoholic solution. J Braz Chem Soc 17(1):
139-148.
Walcarius A, Despas J, Bessiere. 1999. Selective monitoring of Cu(II) species
using a silica modified carbon paste electrode. Anal Chim Acta 385: 79-89.
Wang J. 2006. Analytical Electrochemistry. Third Edition. New York: Willey.
Xia F, Zhang X, Zhou C, Sun D, Dong Y, Liu Z. 2010. Simultaneous
determination of copper, lead, and cadmium at hexagonal mesoporous silica
immobilized quercetin modified carbon paste electrode. J Auto Met Chem
10: 1-6.doi:10.1155/2010/824197.
Yanping C, Changzu Y, Wei Z, Oyama M, Wenhong P, Yanqiong Z, Jingdong Z.
2007. Three dimensional monolayer of 3-Mercaptopropionic Acid
assembled on gold nanoparticles for electrochemical determination of trace
Cu(II). Anal Lett 40: 2151-2160.doi:10.1080/00032710701566750.
Yüce M, Nazir H, Dönmez G. 2010. A voltammetric Rhodotorula mucilaginosa
modified biosensor for Cu(II) determination. Bioelechem 79: 66-70.
doi:10.1016/j.bioelechem.2009.11.003.
Zhihua W, Xiaole L, Jianming Y, Yaxin Q, Xiaoquan L. 2011. Copper(II)
determination by using carbon paste electrode modified with molecularly
imprinted polymer. Electrochim Acta 58: 750-756.doi:10.1016/j.electacta.
2011.10.034.
16
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Pembuatan EPK Termodifikasi
Q5
Q10
Q20
Komposisi optimum
pH
Optimum
Pengaruh
Laju Payar
Linearitas
Voltammetri
Siklik
Waktu dan
Potensial
Prekonsentrasi
Linearitas
Voltammetri
Lucutan
17
Lampiran 2 Nilai pH dan arus puncak anodik
pH
3
4
5
6
7
8
ip (µA)
7.88
10.32
11.91
12.11
11.58
7.43
Lampiran 3 Nilai laju payar (v) dan nilai intensitas arus puncak (ip)
v
(mV s-1)
10
20
40
60
80
100
120
140
160
v1/2
(mV s-1)1/2
3.1623
4.4721
6.3246
7.7460
8.9443
10.0000
10.9545
11.8322
12.6491
arus puncak (µA)
anodik
katodik
2.1830
0.9903
3.2715
1.8819
4.5402
3.6277
4.8963
5.2191
5.3940
6.6421
5.6257
7.8972
6.1969
9.1063
6.8189 10.7347
7.2803 12.0903
Lampiran 4 Data linearitas arus puncak terhadap konsentrasi CuCl2
Konsentrasi
CuCl2 (mM)
2
4
6
8
10
arus puncak (µA)
katodik
anodik
1.8405
0.8402
3.3207
5.0429
5.0011
11.5473
6.2606
19.8869
7.4288
25.6477
18
Lampiran 5 Voltamogram lucutan anodik untuk penentuan potensial dan waktu
prekonsentrasi optimum
(A)
(B)
(C)
(D)
20 detik,
40 detik,
60 detik,
80 detik,
100detik
Open circuit (A), -600 mV (B), -700 mV, dan -800 mV
19
Lampiran 6 Data arus puncak pada pengukuran voltametri lucutan
Potensial (mV)
0
-600
-700
-800
Waktu (detik)
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
ipa (µA)
2.98
3.83
6.32
6.39
3.63
4.02
4.54
8.55
9.71
6.96
6.05
6.55
9.08
6.93
5.99
5.07
5.48
9.41
9.58
4.08
Lampiran 7 Arus puncak CuCl2 pada berbagai konsentrasi pada pengukuran
voltametri lucutan
CuCl2 (mM)
0.2
0.4
0.6
0.8
ip (µA)
4.23
7.93
11.21
12.24
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bukittinggi pada tanggal 8 Oktober 1990 dari Ayah
Motri dan Ibu Netra Armaili. Penulis merupakan anak kedua dari empat
bersaudara. Penulis menyelesaikan studi di SMA 1 Barunawati pada tahun 2008.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti masa perkuliahan penulis pernah aktif dalam organisasi
Paskibraka IPB pada tahun 2008–2010 dan UKM Uni Konservasi Fauna pada
tahun 2008. Selain itu, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah
Kimia B Tingkat Persiapan Bersama (TPB) pada tahun 2009–2013, asisten
praktikum Kimia Analitik Layanan untuk Program Studi Ilmu dan Teknologi
Pangan pada tahun 2012, asisten praktikum Elektroanalitik dan Teknik Pemisahan
pada tahun 2012, asisten praktikum Kimia Dasar 1 dan Kimia Dasar 2 pada tahun
2012/2013, serta asisten responsi Statistika Untuk Kimia Analitik untuk program
keahlian D3 Analisis Kimia pada tahun 2013. Penulis juga berkesempatan
menjalani praktik lapangan di Balai Besar Industri Agro dengan judul laporan
Verifikasi Metode Pengujian Kadar Vitamin A Dalam Minyak Goreng Fortifikasi
Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi.
KUERSETIN UNTUK ANALISIS ION TEMBAGA(II)
SECARA VOLTAMMETRI
MUHAMAD TAUFIK
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Elektrode Pasta
Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis Ion Tembaga(II) Secara
Voltammetri adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2013
Muhamad Taufik
NIM G44080035
ABSTRAK
MUHAMAD TAUFIK. Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk
Analisis Ion Tembaga(II) Secara Voltammetri. Dibimbing oleh DEDEN
SAPRUDIN dan ZULHAN ARIF.
Kuersetin merupakan golongan flavonoid yang dapat membentuk kompleks
stabil dengan ion logam. Penggunaannya sebagai pemodifikasi elektrode pasta
karbon diharapkan dapat meningkatkan kepekaan pengukuran secara voltammetri.
Elektrode termodifikasi kuersetin digunakan untuk analisis ion tembaga(II)
dengan mengamati pengaruh komposisi kuersetin, laju payar, pH larutan, waktu
dan potensial prekonsentrasi, serta linearitas pengukuran. Voltammogram siklik
pada selang potensial -0.5 sampai 1.0 V menghasilkan 2 pasang puncak reduksioksidasi, pH optimum 6, komposisi optimum kuersetin 5%, dan linearitas pada
selang konsentrasi CuCl2 2–10 mM menghasilkan koefisien determinasi sebesar
0.995. Voltammogram lucutan anodik menghasilkan waktu dan potensial
prekonsentrasi optimum berturut-turut 80 detik dan -600 mV dengan linearitas
pengukuran pada selang konsentrasi CuCl2 0.2–0.8 mM menghasilkan koefisien
determinasi sebesar 0.983. Elektrode termodifikasi meningkatkan intensitas arus
dan dapat dikembangkan untuk pengukuran sampel lingkungan.
Kata kunci: elektrode, kuersetin, tembaga(II), voltammetri lucutan anodik
ABSTRACT
MUHAMAD TAUFIK. Quercetin-modified Carbon Paste Electrode for
Copper(II) Ions Analysis by Voltammetry. Supervised by DEDEN SAPRUDIN
and ZULHAN ARIF.
Quercetin is a flavonoid compound that can form stable complexes with
various metal ions. Its use as a modifier for carbon paste electrode is expected to
improve sensitivity in measurement by voltammetry. Quercetin-modified carbon
paste electrode used for copper(II) ions analysis was evaluated in terms of the
effect of some parameters such as quercetin composition, scan rate, pH,
preconcentration time, preconcentration potential, and linearity of measurement.
Copper-(II) ions analysis with cyclic voltammetry at potential range of -0.5–1.0 V
resulted well-defined 2 pairs of reduction-oxidation peaks with the optimum
conditions for reliable measurement were 0.1 M NaCl pH 6, and 5% quercetin.
The cyclic voltammetry response was linear with the determination coefficient
0.995 in the concentration range of CuCl2 2.0–100 mM. Anodic stripping
voltammogram resulted the optimum preconcentration potential of -600 mV and
preconcentration time of 80 s. The anodic stripping voltammogram was linear
with the determination coefficient 0.983 in the concentration range of CuCl2 0.2–
0.8 mM. This modified electrode increases the intensity of the current and can be
developed for environmental samples measurement.
Key words: anodic stripping voltammetry, copper(II), electrode, quercetin
ELEKTRODE PASTA KARBON TERMODIFIKASI
KUERSETIN UNTUK ANALISIS ION TEMBAGA(II)
SECARA VOLTAMMETRI
MUHAMAD TAUFIK
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis
Ion Tembaga(II) secara Voltarnmetri
Nama
Muhamad Taufik
044080035
NIM
Disetujui oleh
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
12 SEP 2013
Judul Skripsi : Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis
Ion Tembaga(II) secara Voltammetri
Nama
: Muhamad Taufik
NIM
: G44080035
Disetujui oleh
Dr Deden Saprudin, MSi
Pembimbing I
Zulhan Arif, SSi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia
dan nikmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul
Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin untuk Analisis Ion Tembaga(II)
Secara Voltammetri.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Deden Saprudin, dan Bapak
Zulhan Arif MSi selaku pembimbing yang senantiasa memberikan arahan,
masukan, dan saran kepada penulis selama melaksanakan penelitian. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada Bapak Muhammad Farid MSi dan juga Bapak
Muhammad Khotib MSi selaku penguji komprehensif yang telah memberikan
masukan dan saran untuk karya tulis, Bapak Suherman, Bapak Dede, Bapak
Kosasih, Ibu Nunung, kak Budi Riza, dan Bapak Wawan yang telah memberikan
bantuan kepada penulis.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah, Ibu, serta seluruh
keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Selain itu ungkapan terimakasih
juga penulis sampaikan kepada Amin dan Nenah atas bantuan dan dorongan yang
diberikan selama penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2013
Muhamad Taufik
DAFTAR ISI
TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
Tujuan Penelitian
1
2
METODE
Alat dan Bahan
Prosedur Penelitian
2
2
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Komposisi Optimum dan Pengaruh Modifikasi Elektrode
Penentuan pH Optimum
Pengaruh Laju payar
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Siklik
Penentuan Waktu dan Potensial Prekonsentrasi
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Lucutan
4
4
8
9
10
11
12
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
14
14
14
DAFTAR PUSTAKA
14
RIWAYAT HIDUP
20
TABEL
1
Nilai potensial dan arus puncak reduksi oksidasi pada Q5
8
DAFTAR GAMBAR
1
2
Struktur molekul kuersetin
Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
berbagai elektrode
3 Voltammogram siklik larutan elektrolit NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon termodifikasi
kuersetin 5% (Q5)
4 Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon termodifikasi
kuersetin 5% (Q5)
5 Hubungan pH larutan CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M vs arus puncak
anodik (ipa)
6 Voltammogram CuCl2 4 mM dalam NaCl 0.1 M pada berbagai laju
payar
7 Hubungan akar laju payar (v1/2) vs intensitas arus puncak (ip)
8 Voltammogram siklik CuCl2 pada konsentrasi 2 – 10 mM dalam NaCl
0.1 M pH 6 dengan Q5
9 Hubungan konsentrasi CuCl2 dengan intensitas arus puncak (ip)
10 Kurva hubungan waktu prekonsentrasi vs arus puncak (ip)
11 Voltammogram pengukuran larutan CuCl2 pada berbagai konsentrasi
dalam NaCl 0.1 M dengan teknik voltammetri lucutan
12 Kurva hubungan konsentrasi larutan CuCl2 dengan intensitas arus
puncak (ip)
5
5
6
7
8
9
10
11
11
12
13
13
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Diagram alir penelitian
Nilai pH dan arus puncak anodik
Nilai laju payar (v) dan nilai intensitas arus puncak (ip)
Data linearitas arus puncak terhadap konsentrasi CuCl2
Voltamogram lucutan anodik untuk penentuan potensial dan waktu
prekonsentrasi optimum
Data arus puncak pada pengukuran voltametri lucutan
Arus puncak CuCl2 pada berbagai konsentrasi pada pengukuran
voltametri lucutan
16
17
17
17
18
19
19
PENDAHULUAN
Tembaga (Cu) merupakan salah satu unsur hara mikro yang dibutuhkan oleh
tanaman. Walaupun unsur hara mikro seperti Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl, dan Fe lebih
sedikit dibutuhkan oleh tanaman dibandingkan dengan unsur hara makro, namun
unsur hara mikro tetap diperlukan oleh tanaman. Unsur tembaga berfungsi sebagai
katalis pernapasan, penyusun enzim, pembentukan klorofil, dan metabolisme
karbohidrat. Menurut Shestivska et al. (2011), tembaga dalam bentuk oksidasinya,
Cu(I) dan Cu(II) memiliki peranan penting sebagai kofaktor pereduksi atau
pengoksidasi pada berbagai reaksi biokimia. Namun, pada sisi lain bentuk
oksidasi tembaga ini juga berpotensi racun karena ion tembaga dapat
mengkatalisis pembentukan radikal bebas yang dapat merusak protein, DNA, dan
biomolekul lainnya.
Penentuan kadar logam dapat menggunakan beberapa instrumen seperti
atomic absorption spectrophotometer (AAS) atau Inductively couple plasmaAtomic Emmision Spectrophotometer (ICP-AES). Kedua metode ini memiliki
sensitivitas pengukuran yang sangat baik untuk hampir semua logam (Harvey
2000). Namun demikian, kedua metode tersebut tidak praktis untuk digunakan di
lapangan terlebih lagi metode AAS maupun ICP-AES tidak dapat membedakan
tingkat oksidasi logam serta memerlukan tahap preparatif yang cukup rumit
(Rouessac et al. 2007). Metode lain yang sensitif, lebih praktis, dapat
membedakan tingkat oksidasi logam tanpa tahap prepatif dan membutuhkan biaya
operasional yang lebih murah ialah voltammetri (Wang 2006).
Umumnya teknik voltammetri yang sensitif menggunakan elektroda
merkuri. Namun, saat ini elektroda merkuri sudah mulai ditinggalkan karena
kurang ramah lingkungan. Sebagai metode alternatif yang mulai dikembangkan
saat ini ialah penggunaan elektrode pasta karbon (EPK) yang lebih ramah
lingkungan. Elektrode pasta karbon memiliki selang potensial yang cukup luas,
arus latar belakang yang rendah, biaya rendah, inert, dan cocok untuk berbagai
aplikasi deteksi dan pengukuran. Namun, pengumpulan ion logam pada
permukaan EPK kurang terkendali dan lebih lambat dibanding elektroda logam
(Xia 2010). Oleh karena itu perlu ditambahkan pemodifikasi pada elektroda pasta
karbon untuk meningkatkan kinerjanya. Saat ini telah banyak dikembangkan
metode-metode analisis yang sensitif, selektif, cepat, mudah, dan murah untuk
analisis kuantitatif suatu logam berat, khususnya Cu, dengan EPK termodifikasi
secara kimia, seperti polimer (Zhihua 2011), Magnetit (Hanifah 2011), bakteri
(Yüce 2010), kitosan berikatan silang epiklorohidrin (Janegitz 2009), nanopartikel
emas (Yanping et al. 2007), zeolit alam (Walcarius et al. 1999), maupun dengan
N-fenilsinamohidroksamat (Alemu dan Chandravanshi 1998).
Sebagai anggota dari keluarga flavonoid, kuersetin dapat membentuk
kompleks yang stabil dengan beragam kation logam karena adanya satu gugus
karbonil dan satu gugus fenolik atau dua gugus hidroksil yang berdekatan
bereaksi dengan ion logam membentuk suatu kompleks yang stabil (Sriyani
2008). Kuersetin memiliki aktivitas antioksidan yang dimungkinkan oleh
komponen fenoliknya yang sangat reaktif, sehingga dapat menstabilkan senyawasenyawa tersebut melalui reaksi hidrogenasi maupun pembentukan kompleks
(Miean dan Mohamed 2001).
Flavonoid telah secara luas dipelajari sebagai reagen dalam menentukan
kadar suatu logam menggunakan spektrofotometri, fluorometri, dan gravimetri
Flavonoid merupakan turunan dari benzo-γ-piron sehingga memiliki sistem
konjugasi dari cincin aromatiknya. Kuersetin termasuk ke dalam golongan
senyawa ini yang termasuk dalam kelas flavonol. Alvarez et al. (1989)
melaporkan bahwa Cr(VI) dapat bereaksi dengan kuersetin dan juga beberapa
senyawa flavonoid lainnya seperti fisetin, mirisetin, morin, dan 3-hidroksiflavon.
Selain itu juga dengan menggunakan sistem misel, reaksi pembentukan kompleks
Cr(VI)-kuersetin menjadi lebih peka. Berdasarkan uraian di atas maka
dikembangkan suatu metode analisis kuantitatif Cu(II) dengan teknik voltammetri
menggunakan elektroda pasta karbon termodifikasi kuersetin agar dapat
memberikan hasil analisis yang lebih sensitif, selektif, metode yang lebih cepat,
dan murah.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan metode elektrokimia yang
lebih sederhana dan sensitif untuk ion tembaga(II) memanfaatkan kuersetin
sebagai pemodifikasi elektrode pasta karbon
METODE
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah neraca analitik, oven, tanur,
pipet mikro, pengaduk magnet, pH meter (HM-20S), galvanostat-potensiostat (eDAQ), elektrode pembanding Ag/AgCl, elektrode tambahan kawat platina, dan
alat-alat gelas.
Bahan-bahan yang digunakan adalah standar Kuersetin (Sigma Aldrich),
serbuk grafit, parafin cair, akua-bidestilata, Gas N2, K3Fe(CN)6 (Wako), NaCl
(Merck), KCl (Merck), dan HCl 2M (Merck), CuCl2.2H2O (Merck).
Prosedur Penelitian
Secara umum metode penelitian ini dibagi menjadi 3 tahap utama yaitu
preparasi elektrode pasta karbon termodifikasi kuersetin, pengujian elektrode
dengan teknik voltammetri siklik, dan pengujian elektrode dengan teknik
voltammetri lucutan. Pengujian parameter yang dilakukan meliputi parameter
komposisi optimum, pH larutan elektrolit pendukung, waktu dan potensial
prekonsentrasi.
3
Pembuatan Elektrode Pasta Karbon
Tahap awal pembuatan elektrode ialah penggerusan grafit dengan mortar
agar partikelnya menjadi lebih halus, selanjutnya serbuk grafit dicampurkan
dengan minyak parafin dengan perbandingan 5:2 (b/b). Kawat tembaga sebagai
penghubung elektrode ke sumber listrik dimasukkan ke dalam tabung kaca hingga
tersisa ruang kosong sekitar 5 mm pada ujung tabung untuk pasta karbon. Pasta
dimasukkan ke ujung tabung hingga penuh dan padat. Permukaan elektrode
dihaluskan menggunakan kertas minyak hingga licin. Respon elektrode kemudian
diamati dalam larutan elektrolit NaCl 0.1 M menggunakan teknik voltammetri
siklik dengan laju payaran 100 mV s-1 pada selang potensial -0.5–1.0 V.
Pembuatan Elektrode Ag/AgCl
Elektrode Ag/AgCl terbuat dari kawat Ag yang dihubungkan dengan
tembaga. Kawat Ag terlebih dahulu dielektrolisis dengan larutan KCl 0,1 M pada
potensial 3 V hingga terlapisi dengan Cl-. Tabung gelas disiapkan dan diberi
membran pada salah satu ujungnya. Kawat Ag yang telah dielektrolisis
dimasukkan ke dalam tabung gelas berisi larutan KCl 3 M, kemudian
dikarakterisasi dengan voltammetri siklik menggunakan larutan K3Fe(CN)6 1 mM
pada selang potensial 0.0–0.8 V dengan laju payaran 100 mV s-1.
Pembuatan Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Kuersetin
Elektrode ini dibuat dengan cara standar kuersetin dengan bobot yang sesuai
dengan perbandingan dicampurkan secara merata dengan serbuk grafit. Sebanyak
45 µL parafin cair ditambahkan dan diaduk merata hingga terbentuk pasta. Kawat
tembaga sebagai penghubung elektrode ke sumber listrik dimasukkan ke dalam
tabung kaca hingga tersisa ruang kosong sekitar 5 mm pada ujung tabung untuk
pasta karbon. Pasta dimasukkan ke ujung tabung hingga penuh dan padat.
Permukaan elektrode dihaluskan menggunakan ampelas halus dan kertas minyak
hingga licin dan berkilau.
Pengaruh Komposisi Kuersetin
Pengaruh komposisi kuersetin terhadap arus yang dihasilkan diamati dengan
membandingkan arus puncak dari pengukuran dengan elektrode yang
dimodifikasi kuersetin dengan komposisi kuersetin 5% (Q5), 10% (Q10), dan
20% (Q20) dalam 100 mg campuran homogen kuersetin-pasta karbon. Respon
elektrode kemudian diamati dalam larutan elektrolit NaCl 0.1 M dan larutan
CuCl2 dalam NaCl 0.1 M menggunakan teknik voltammetri siklik dengan laju
payaran 100 mV s-1 pada selang potensial -0.5–1.0 V.
Pengaruh pH Larutan Elektrolit Pendukung
Larutan NaCl 0.1 M dibuat dengan rentang pH 3–8. Pengukuran pH
optimum dilakukan dengan pengukuran analat menggunakan elektrode pasta
karbon termodifikasi kuersetin dengan komposisi 5% (Q5). Respon arus diamati
pada selang potensial -0.5–1.0 V dengan laju payaran 100 mV s-1. pH optimum
dicapai ketika respon arus yang dihasilkan adalah yang paling besar diantara pH
lainnya.
Pengaruh Laju payar
Hubungan laju payar dengan intensitas arus puncak (Ip) diamati untuk
mengetahui jenis mekanisme reaksi pada permukaan elektrode. Respon arus
larutan CuCl2 4 mM dalam NaCl 0.1 M diamati dengan teknik voltammetri siklik
pada selang potensial -0.5–1.0 V menggunakan elektrode Q5. Kisaran laju payar
yang digunakan antara 10–160 mV s-1.
Pembuatan Kurva Kalibrasi Untuk Analisis Voltammetri Siklik
Kurva kalibrasi dibuat dengan memplotkan arus puncak (Ip) dengan deret
konsentrasi dari larutan standar. Deret larutan standar dengan konsentrasi 2, 4, 6,
8, dan 10 mM diuji dengan teknik voltammetri siklik menggunakan elektrode
pasta karbon termodifikasi kuersetin dengan laju payaran 100 mV s-1. Linearitas
kurva ditentukan sebagai parameter analisis kuantitatif
Penentuan Potensial dan Waktu Prekonsentrasi Optimum
Penentuan waktu prekonsentrasi dilakukan dengan membandingkan arus
puncak voltammogram yang dihasilkan pada waktu prekonsentrasi 20, 40, 60, 80,
dan 100 detik. Penentuan potensial prekonsentrasi optimum dilakukan dengan
membandingkan arus puncak voltammogram yang dihasilkan pada potensial
prekonsentrasi -0.6, -0.7, dan -0.8 V. Respon arus diamati pada selang potensial 0.5–1.0 V dengan laju payaran 100 mV s-1.
Analisis dengan Voltammetri Lucutan Anodik
Deret konsentrasi larutan standar CuCl2 dibuat dengan konsentrasi 0.2, 0.4,
0.6, 0.8 mM dan pengujian voltammetri lucutan anodik untuk mengamati
intensitas arus puncak dilakukan menggunakan elektrode pasta karbon
termodifikasi dengan laju payar 100 mV s-1 dan selang potensial -500–1000 mV
pada waktu dan potensial prekonsentrasi optimum.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Komposisi Optimum dan Pengaruh Modifikasi Elektrode
Kuersetin (C15H10O7) merupakan molekul yang stabil dan dapat bertindak
sebagai antioksidan karena dapat menangkap radikal bebas. Kuersetin merupakan
aglikon flavonoid yang tersebar merata pada kingdom tumbuhan dan merupakan
molekul flavonoid yang paling melimpah. Struktur molekul kuersetin tidak
memiliki molekul gula spesifik pada salah satu gugus hidroksil pada cincin C
(Gambar 1). Studi Bret dan Ghica (2003) menunjukkan oksidasi kuersetin dengan
voltammetri siklik pada pH 7.7 memberikan empat puncak oksidasi kuersetin
berturut-turut pada potensial 0.15 V, 0.30 V, 0.60 V, dan 0.80 V. Puncak-puncak
oksidasi ini berhubungan dengan oksidasi dari lima gugus fungsional –OH pada
kuersetin. Puncak reduksi pada potensial 0.1 V juga teramati yang merupakan
reduksi dari produk oksidasi yang terbentuk pada puncak oksidasi pertama.
5
Gambar 1 Struktur molekul kuersetin
Penelitian ini menggunakan kuersetin sebagai pemodifikasi elektrode pasta
karbon untuk meningkatkan sensitivitas pengukuran Cu dalam larutan pada
analisis voltammetri. Larutan NaCl 0.1 M digunakan sebagai elektrolit pada
pengukuran CuCl2. Elektrolit pendukung dibutuhkan sebagai pengantar arus
listrik dalam larutan sehingga analat tidak terpengaruh oleh perbedaan perubahan
potensial yang diberikan dengan cepat, untuk meminimalisasi efek elektromigrasi,
dan untuk mempertahankan kekuatan ionik agar konstan. Larutan elektrolit yang
digunakan sebaiknya tidak menghasilkan arus latar yang dapat memengaruhi
pengukuran analat.
Variasi komposisi elektrode dibuat untuk mengetahui komposisi optimum
kuersetin yang dapat menghasilkan arus redoks yang baik. Elektrode dengan
kuersetin 5% merupakan komposisi optimum karena menghasilkan arus puncak
paling tinggi dan tidak lebar diantara komposisi yang lainnya seperti ditunjukkan
Gambar 2. Komposisi kuersetin diatas 5% menghasilkan arus puncak yang
semakin menurun dan lebar. Elektrode kuersetin 20% menghasilkan
voltammogram siklik yang tidak sempurna. Arus inisial dan arus akhir tidak sama.
Perbedaan ini dikarenakan histeresis pada elektrode. Arus puncak yang rendah
menunjukkan bahwa sensitivitas pengukuran analat yang rendah sementara
puncak yang lebar menunjukkan selektifitas yang kurang baik.
14
12
10
8
6
i ( A)
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
Keterangan:
EPK,
Q5,
Q10,
Q20
EPK (Elektrode pasta karbon); Q5 (Kuersetin 5%); Q10 (Kuersetin 10%); Q20 (Kuersetin 20%)
Gambar 2 Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
berbagai elektrode
6
Pengukuran voltammetri siklik dilakukan pada selang potensial -0.5 V
hingga 1.0 V dengan menggunakan elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode
pasta karbon termodifikasi kuersetin 5% (Q5). Berdasarkan Gambar 3 dapat
dilihat bahwa larutan elektrolit NaCl 0.1 M tidak menghasilkan arus oksidasi dan
arus reduksi saat diukur dengan elektrode pasta karbon dan elektrode pasta karbon
termodifikasi kuersetin 5%. Hal ini menunjukkan bahwa NaCl tidak mengalami
reaksi reduksi-oksidasi pada selang potensial yang diberikan karena menurut
Scholz (2010), reaksi redoks Cl- berada pada 1.36 V dan Na+ pada 2.71 V.
Elektrode yang telah dimodifikasi juga tidak menghasilkan arus puncak pada saat
pengukuran walaupun potensial redoks molekul kuersetin berada dalam selang
potensial yang digunakan. Hal ini membuktikan bahwa kuersetin pada permukaan
elektrode tidak mengalami reaksi reduksi-oksidasi sehingga tidak ada gangguan
pada arus latar elektrode modifikasi.
Elektrode Q5 memberikan arus blangko yang lebih besar daripada EPK
tanpa modifikasi. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya arus kapasitif akibat
pergerakan ion-ion negatif menuju elektrode kerja namun tidak terlibat dalam
reaksi redoks karena potensial elektrode standar untuk blangko berada di luar
selang potensial yang diberikan. Lapisan listrik ganda terbentuk pada permukaan
elektrode akibat ion-ion negatif teradsorpsi pada permukaan elektrode sehingga
meningkatkan arus kapasitif.
4
3
2
i ( A)
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
EPK,
Q5
Gambar 3 Voltammogram siklik larutan elektrolit NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon
termodifikasi kuersetin 5% (Q5)
Penambahan analat ke dalam larutan NaCl 0.1 M menghasilkan satu puncak
anodik dan satu puncak katodik pada EPK namun menghasilkan dua puncak
anodik dan dua puncak katodik pada elektrode Q5. Puncak-puncak ini
menunjukkan bahwa terjadi proses reduksi oksidasi pada permukaan elektrode
baik pada EPK maupun Q5. Pemberian potensial yang cukup negatif pada EPK,
yaitu -500 mV mengakibatkan ion Cu2+ yang berada dalam fase larutan terreduksi
menjadi ion Cu+ pada permukaan elektrode pasta karbon ditandai dengan arus
inisial yang sangat negatif. Pemayaran ke arah positif mengakibatkan spesi Cu+
7
pada permukaan elektrode pasta karbon kembali teroksidasi menjadi Cu2+
sehingga dihasilkan puncak oksidasi pada potensial 0.19 V. Pembalikan arah
payar ke arah katodik kemudian memberikan puncak reduksi pada potensial 0.02
mV yang diduga berasal dari reduksi kembali ion Cu2+ menjadi Cu+ dan atau
reduksi ion Cu+ menjadi Cu pada permukaan elektrode (Gambar 4).
Voltammogram yang dihasilkan menunjukkan 2 pasang puncak redoks pada
elektrode Q5. Puncak anodik pertama (a1) diduga berasal dari reaksi oksidasi Cu+
menjadi Cu2+ sama seperti reaksi oksidasi yang terjadi pada permukaan EPK
namun arus yang dihasilkan lebih besar. Peningkatan arus ini membuktikan
bahwa kuersetin dapat meningkatkan sensitivitas pengukuran Cu menggunakan
teknik voltammetri. Puncak anodik 2 (a2) diduga merupakan gabungan dari
oksidasi Cu menjadi Cu+ dan Cu menjadi Cu2+. Potensial reduksi standar beberapa
spesi Cu menurut Beltagi (2011) adalah sebagai berikut:
Cu2+ + e- → Cu+
E° = 0.16 V
(1)
2+
Cu + 2e → Cu
E° = 0.34 V
(2)
+
Cu + e → Cu
E° = 0.52 V
(3)
Pembalikan potensial pemayaran ke arah katodik menghasilkan dua buah puncak
katodik. Arus puncak katodik pertama (c1) berasal dari reaksi (3) dan arus puncak
kedua diduga berasal dari gabungan reaksi (1) dan (2).
a1
a2
c2
c1
EPK,
Q5
Gambar 4 Voltammogram siklik CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M (pH 6) dengan
elektrode pasta karbon (EPK) dan elektrode pasta karbon termodifikasi
kuersetin 5% (Q5)
Pemberian kuersetin pada elektrode pasta karbon diduga semakin meningkatkan
peluang semakin banyaknya analat yang termediasi pada permukaan elektrode
dan memberikan peluang lebih besar bagi analat untuk mengalami reaksi redoks
di permukaan elektrode sehingga menghasilkan peningkatan arus puncak redoks
yang signifikan dan sensitif untuk pengukuran Cu.
Beda potensial antar puncak oksidasi dan reduksi dianalisis untuk
mengetahui sistem respon arus pada voltammogram. Beda potensial pasangan
puncak redoks 1 pada EPK adalah sebesar 0.170 V, sedangkan pada Q5 lebih
8
besar, yaitu 0.245 V. Pasangan puncak redoks kedua pada Q5 memiliki beda yang
lebih kecil yaitu 0.145 V (Tabel 1). Berdasarkan Wang (2006), diperoleh bahwa
pasangan reaksi redoks a1 dengan c1 pada EPK dan Q5 adalah sistem
quasireversibel dan pasangan reaksi redoks a2 dengan c2 pada Q5 juga sistem
quasireversibel karena puncak yang ditunjukkan landai dan beda antara puncak
oksidasi dan reduksi lebih besar dari 0.059 V. Arus pada sistem quasireversibel
dipengaruhi oleh transfer muatan dan transpor massa.
Tabel 1 Nilai potensial dan arus puncak reduksi oksidasi pada Q5
Puncak
a1
c1
ΔE1
E (V)
EPK
Q5
0.190
0.165
0.020
0.410
0.170
0.245
ip (µA)
EPK
Q5
1.370
12.260
0.790
2.410
a2
c2
ΔE2
0.390
-
0.190
-
0.350
0.495
0.145
2.080
2.580
Keterangan: a1 (puncak anodik 1), a2 (puncak anodik 2), c1 (puncak katodik 1), c2 (puncak
katodik 2), E (Potensial), EPK (Elektrode Pasta Karbon), i p (Arus puncak), Q5 (Elektrode pasta
karbon-kuersetin 5%).
Penentuan pH Optimum
Nilai pH merupakan parameter yang penting karena berkaitan dengan
pengaruhnya terhadap kestabilan kuersetin dan respon pengukuran analat.
Optimasi penentuan pH dilakukan pada rentang pH 3 hingga pH 8 (Gambar 5).
Nilai pH optimum diperoleh pada pH larutan yang menghasilkan arus puncak
tertinggi (Lampiran 2).
14
12
ipa (µA)
10
8
6
4
2
0
3
4
5
6
7
8
pH
Gambar 5 Hubungan pH larutan CuCl2 6 mM dalam NaCl 0.1 M vs arus puncak
anodik (ipa)
Nilai pH optimum larutan untuk pengukuran pada voltammetri siklik yaitu
pada pH 6. Gambar 5 memperlihatkan pada rentang pH 3–6 terjadi kenaikan arus
9
yang signifikan dan terjadi penurunan arus pada pH 7–8. Menurut Álvarez-Diduk
(2009), penurunan puncak oksidasi pada kondisi basa berhubungan dengan
kinetika dekomposisi molekul kuersetin. Kuersetin yang merupakan anggota
flavonoid mudah terdekomposisi pada kondisi basa menjadi molekul-molekul
sederhana. Molekul kuersetin yang terdekomposisi tidak dapat meningkatkan
respon arus pada saat pengukuran karena peluang mediasi analat dan elektrode
juga menurun. Kondisi pH lebih rendah dari 6 mengakibatkan kuersetin pada
permukaan elektrode terprotonasi sehingga menyebabkan kuersetin yang terdapat
pada permukaan elektrode terlarut ke dalam larutan sehingga elektrode tidak
memberikan peningkatan intensitas arus pada saat pengukuran.
Pengaruh Laju payar
i ( A)
Pengaruh laju payar terhadap voltammogram yang dihasilkan dianalisis
untuk mengetahui proses yang terjadi pada permukaan elektrode dan juga untuk
mengetahui sensitivitas pengukuran pada berbagai variasi laju payar (Lampiran
3). Hubungan antara laju payar dan tinggi arus puncak adalah linear mengikuti
persamaan Ipc=1.1646v1/2-3.3798 dengan koefisien determinasi 0.9924 dan
Ipa=0.4921v1/2+0.9741 dengan koefisien determinasi 0.9787. Ipa (µA) adalah
intensitas arus puncak anodik atau oksidasi, Ipc (µA) adalah intensitas arus puncak
katodik atau reduksi, dan v (mV s-1)1/2 adalah laju payar. Voltammogram siklik
pada Gambar 6 menunjukkan bahwa puncak oksidasi 1 (a1) tidak tergantung pada
laju payar sementara puncak oksidasi 2 (a2) menjadi lebih teramati seiring
meningkatnya laju payar. Laju payar 10 mV s-1 hanya menghasilkan satu puncak
oksidasi sementara pada laju payar 60 mV s-1 dan selanjutnya proses transfer
muatan kedua lebih mudah teramati. Hasil dari voltammogram siklik ini
menunjukkan bahwa puncak oksidasi kedua tergantung pada skala waktu
pengukuran. Menurut Timbola (2006), profil voltammogram siklik dengan
perubahan laju payar menunjukkan terjadinya suatu reaksi kimia homogen
berdasarkan proses transfer muatan.
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
a1
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
a2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
10,
20,
40,
60,
80,
160 mV s-1
100,
120,
140,
Gambar 6 Voltammogram CuCl2 4 mM dalam NaCl 0.1 M pada berbagai laju
payar
10
14
y = 1.1646x-3.3798
R² = 0.9924
12
Ip (µA)
10
8
Oksidasi
6
Reduksi
4
y = 0.4921x + 0.9741
R² = 0.9787
2
0
3
4
6
8
9
10
11
12
13
V1/2
Gambar 7 Hubungan akar laju payar (v1/2) vs intensitas arus puncak
(ip)
Berdasarkan persamaan Randles-Ševčik, dimana intensitas arus puncak
yang dihasilkan proporsional dengan konsentrasi larutan dan meningkat seiring
kenaikan akar kuadrat dari laju payar maka proses pada elektrode melibatkan
proses difusi. Kuersetin yang dicampurkan ke dalam pasta karbon terdapat pada
permukaan elektrode dan tersebar secara merata. Cu(II) kemudian akan terdifusi
di permukaan pasta karbon dan bereaksi dengan kuersetin sehingga meningkatkan
sensitivitas pengukuran. Semakin banyak Cu(II) yang berdifusi dengan kuersetin
maka semakin tinggi intensitas arus puncak yang dihasilkan.
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Siklik
Kurva kalibrasi dibuat untuk mengetahui respon linear elektrode terhadap
pengukuran menggunakan voltammetri siklik. Konsentrasi Cu(II) berbanding
lurus dengan intensitas pasangan arus puncak reduksi oksidasi pada selang
konsentrasi 2–10 mM (Gambar 8). Hubungan linearitas antara konsentrasi CuCl2
pada selang 2–10 mM dengan intensitas arus puncak anodik (Lampiran 4)
mengikuti persamaan Ipa = 3.2229c-6.7447 dengan koefisien determinasi 0.989
dan dengan intensitas arus puncak katodik mengikuti persamaan
Ipc=0.7058c+0.5354 dengan koefisien determinasi 0.995 (Lampiran 4).
11
30
ip ( A)
20
10
0
-10
-20
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
NaCl 0.1 M, CuCl2
2 mM,
10 mM
4 mM,
6 mM,
8 mM,
Gambar 8 Voltammogram siklik CuCl2 pada konsentrasi 2 – 10 mM dalam
NaCl 0.1 M pH 6 dengan Q5
30
y = 3.2229x-6.7447
R² = 0.989
25
20
15
ip
Reduksi
10
Oksidasi
5
y = 0.7058x+0.5354
R² = 0.995
0
-5
2
4
6
8
10
[CuCl2] (mM)
Gambar 9 Hubungan konsentrasi CuCl2 dengan intensitas arus puncak (ip)
Penentuan Waktu dan Potensial Prekonsentrasi
Potensial prekonsentrasi dipilih dengan rentang yang lebih negatif dari nilai
potensial setengah puncak Cu(II). Menurut Wang (2006), potensial prekonsentrasi
yang dipilih adalah lebih negatif 0.3–0.5 V dari potensial standar ion yang paling
mudah direduksi dari larutan sampel dan diluar selang potensial payar. Larutan
CuCl2 0.05 mM dalam NaCl 0.1 M diukur dengan teknik voltammetri lucutan
anodik dengan potensial prekonsentrasi open circuit dan selang -600– -800 mV
dengan waktu prekonsentrasi 20–100 detik (Lampiran 5). Potensial prekonsentrasi
adalah potensial saat analat terakumulasi atau terdeposisi pada permukaan
12
elektrode kerja, sedangkan waktu prekonsentrasi adalah waktu yang dibutuhkan
agar analat dapat terdeposisi maksimum di permukaan elektrode kerja.
Gambar 10 memperlihatkan bahwa pada selang potensial 0 mV (open
circuit) hingga -800 mV terjadi tren peningkatan arus puncak ke arah potensial
prekonsentrasi yang lebih negatif bersamaan dengan meningkatnya waktu
prekonsentrasi hingga 80 detik. Arus puncak mengalami penurunan pada waktu
prekonsentrasi 100 detik pada semua potensial prekonsentrasi. Secara teori,
semakin lama waktu prekonsentrasi maka semakin banyak analat yang
terakumulasi pada permukaan elektrode kerja sehingga pada tahap pelucutan akan
dihasilkan arus yang besar (Lampiran 6). Penurunan intensitas arus puncak pada
waktu prekonsentrasi 100 detik dapat disebabkan karena terjadinya kejenuhan
pada permukaan elektrode sehingga pada saat pelucutan tidak semua analat
terlepas dari permukaan elektrode yang mengakibatkan arus puncak yang
dihasilkan kecil. Oleh karena itu waktu 80 detik dipilih sebagai waktu
prekonsentrasi optimum dan potensial prekonsentrasi -600 mV sebagai potensial
prekonsentrasi optimum pengukuran.
12
10
ip (µA)
8
Open Circuit
6
- 600 mV
-700 mV
4
-800 mV
2
0
20
40
60
80
100
Waktu Prekonsentrasi (detik)
Gambar 10 Kurva hubungan waktu prekonsentrasi vs arus puncak (ip)
Linearitas Pengukuran dengan Voltammetri Lucutan
Kondisi optimum untuk pengukuran menggunakan teknik voltammetri
lucutan telah diperoleh, yaitu dengan elektrode Q5, larutan elektrolit NaCl pH6,
waktu prekonsentrasi 80 detik, dan potensial prekonsentrasi -600 mV. Kondisi ini
kemudian diaplikasikan pada larutan CuCl2 0.2 mM–1 mM dalam NaCl 0.1 M pH
6 dengan selang potensial -0.5–1.0 V dengan laju payar 100 mV s-1. Hasil
pengukuran ditunjukkan oleh Gambar 12.
13
20
18
16
14
i (uA)
12
10
8
6
4
2
0
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
E (V)
CuCl2 0.2 mM,
0.4 mM,
0.6 mM,
0.8 mM
Gambar 11 Voltammogram pengukuran larutan CuCl2 pada berbagai konsentrasi
dalam NaCl 0.1 M dengan teknik voltammetri lucutan
Hasil pengukuran (Gambar 11) menunjukkan bahwa terjadi peningkatan
intensitas arus puncak seiring dengan meningkatnya konsentrasi larutan pada
potensial dan waktu prekonsentrasi yang diberikan. Hubungan linearitas antara
konsentrasi CuCl2 pada selang 0.2–0.8 mM dengan intensitas arus puncak
mengikuti persamaan regresi linear Ip=2.696c+1.780 dengan koefisien determinasi
0.983. Intensitas arus semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi
larutan (Lampiran 7).
14
12
ip (µA)
10
8
6
y = 2.696x + 1.78
R² = 0.983
4
2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
[CuCl2] mM
Gambar 12 Kurva hubungan konsentrasi larutan CuCl2 dengan intensitas arus
puncak (ip)
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pengukuran voltammetri siklik terhadap ion tembaga(II) optimum dalam
elektrolit NaCl 0.1 M pH 6 menggunakan elektrode termodifikasi kuersetin 5%.
Pengukuran menghasilkan 2 pasang puncak reduksi-oksidasi yang merupakan
reaksi dengan sistem quasireversibel. Peningkatan intensitas arus puncak terjadi
pada elektrode termodifikasi kuersetin sebesar 12 kali lipat dibandingkan dengan
elektrode pasta karbon. Voltammogram siklik pada selang konsentrasi CuCl2 2–10
mM menghasilkan koefisien determinasi sebesar 0.995. Voltammogram lucutan
anodik menghasilkan waktu dan potensial prekonsentrasi optimum berturut-turut
80 detik dan -600 mV dengan linearitas pengukuran pada selang konsentrasi
CuCl2 0.2–0.8 mM menghasilkan koefisien determinasi sebesar 0.989.
Saran
Larutan CuCl2 dalam elektrolit pendukung perlu dianalisis untuk
mengetahui apakah ada unsur Cu yang terendapkan selama pengukuran.
Pemilihan larutan elektrolit pendukung yang sesuai dengan analat perlu dilakukan
sebelum pengukuran dalam teknik voltammetri. Selain itu perlu dilakukan analisis
voltammetri siklik dengan pemayaran terbalik (arah katodik).
DAFTAR PUSTAKA
Alemu H, Chandravanshi BS. 1998. Differential pulse anodic stripping
voltammetric determination of copper(II) with N-phenylcinamohydroxamic
acid modified carbon paste electrodes. Anal Chim Acta 368: 165-173.
Álvarez-Diduk R et al. 2009. Electrochemical characterization of quercetin in
aqueous solution. ECS Transaction 20: 115-122.doi:10.1149/1.3268378.
Alvarez MJG, Garcia MED, Sanz-Medel A. 1989. The complexation of Cr(III)
and Cr (VI) with flavones in micellar media and its use for
spectrophotometric determination of chromium. Talanta 36: 919-923.
Beltagi AM, Ghoneim EM, Ghoneim MM. 2011. Simultaneous determination of
cadmium(II), lead(II), copper(II), and mercury(II) by square-wave anodic
stripping voltammetry at a montmorillonite-calcium modified carbon paste
electrode. Environ Anal Chem 91(1): 17-32.doi:10.1080/030673109029625
77.
Bret AMO, Ghica ME. 2003. Electrochemical oxidation of quercetin.
Electroanalysis 15(22): 1745-1750.doi:10.1002/elan.200302800.
15
Hanifah F. 2011. Nanomagnetit sebagai peningkat sensitivitas elektrode pasta
karbon dalam analisis iodide secara voltammetri siklik [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw-Hill.
Janegitz BC, Marcolino LH Jr, Campana-Filho SP, Faria RC, Fatibello-Filho O.
2009. Anodic stripping voltammetric determination of copper(II) using a
functionalized carbon nanotube paste electrode modified with crosslinked
chitosan. Sensors and Actuators 142: 260-266.doi:10.1016/j.snb.209.08.033
Miean KH, Mohamed S. 2001. Flavonoid (Myricetin, quercetin, kaempferol,
luteolin, and apigenin) content of edible tropical plant. J Agri Food Chem
49: 3106-3112.
Rouessac F, Rouessac A. 2007. Chemical Analysis Modern Instrumentation
Methods and Techniques Second Edition. Paris: Wiley.
Scholz F, editor. 2010. Electroanalytical Methods Guide to Experiments and
Applications. Ed ke-2. Heidelberg: Springer.
Sriyani. 2008. Aktivitas ekstrak kloroform daun Dewandaru (Eugenia uniflora)
sebagai agen pengkelat logam Fe dan penangkap Malonaldehida (MDA)
[skripsi]. Surakarta (ID): Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Shestivska V et al. 2011. Investigation of the antioxidant properties of
metallothionein in transgenic tobacco plants using voltammetry at a carbon
paste electrode. Int J Elechem Sci 6: 2869-2883.
Timbola AK, Souza CD, Giacomelli C, Spinelli A. 2006. Electrochemical
oxidation of quercetin in hydro-alcoholic solution. J Braz Chem Soc 17(1):
139-148.
Walcarius A, Despas J, Bessiere. 1999. Selective monitoring of Cu(II) species
using a silica modified carbon paste electrode. Anal Chim Acta 385: 79-89.
Wang J. 2006. Analytical Electrochemistry. Third Edition. New York: Willey.
Xia F, Zhang X, Zhou C, Sun D, Dong Y, Liu Z. 2010. Simultaneous
determination of copper, lead, and cadmium at hexagonal mesoporous silica
immobilized quercetin modified carbon paste electrode. J Auto Met Chem
10: 1-6.doi:10.1155/2010/824197.
Yanping C, Changzu Y, Wei Z, Oyama M, Wenhong P, Yanqiong Z, Jingdong Z.
2007. Three dimensional monolayer of 3-Mercaptopropionic Acid
assembled on gold nanoparticles for electrochemical determination of trace
Cu(II). Anal Lett 40: 2151-2160.doi:10.1080/00032710701566750.
Yüce M, Nazir H, Dönmez G. 2010. A voltammetric Rhodotorula mucilaginosa
modified biosensor for Cu(II) determination. Bioelechem 79: 66-70.
doi:10.1016/j.bioelechem.2009.11.003.
Zhihua W, Xiaole L, Jianming Y, Yaxin Q, Xiaoquan L. 2011. Copper(II)
determination by using carbon paste electrode modified with molecularly
imprinted polymer. Electrochim Acta 58: 750-756.doi:10.1016/j.electacta.
2011.10.034.
16
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Pembuatan EPK Termodifikasi
Q5
Q10
Q20
Komposisi optimum
pH
Optimum
Pengaruh
Laju Payar
Linearitas
Voltammetri
Siklik
Waktu dan
Potensial
Prekonsentrasi
Linearitas
Voltammetri
Lucutan
17
Lampiran 2 Nilai pH dan arus puncak anodik
pH
3
4
5
6
7
8
ip (µA)
7.88
10.32
11.91
12.11
11.58
7.43
Lampiran 3 Nilai laju payar (v) dan nilai intensitas arus puncak (ip)
v
(mV s-1)
10
20
40
60
80
100
120
140
160
v1/2
(mV s-1)1/2
3.1623
4.4721
6.3246
7.7460
8.9443
10.0000
10.9545
11.8322
12.6491
arus puncak (µA)
anodik
katodik
2.1830
0.9903
3.2715
1.8819
4.5402
3.6277
4.8963
5.2191
5.3940
6.6421
5.6257
7.8972
6.1969
9.1063
6.8189 10.7347
7.2803 12.0903
Lampiran 4 Data linearitas arus puncak terhadap konsentrasi CuCl2
Konsentrasi
CuCl2 (mM)
2
4
6
8
10
arus puncak (µA)
katodik
anodik
1.8405
0.8402
3.3207
5.0429
5.0011
11.5473
6.2606
19.8869
7.4288
25.6477
18
Lampiran 5 Voltamogram lucutan anodik untuk penentuan potensial dan waktu
prekonsentrasi optimum
(A)
(B)
(C)
(D)
20 detik,
40 detik,
60 detik,
80 detik,
100detik
Open circuit (A), -600 mV (B), -700 mV, dan -800 mV
19
Lampiran 6 Data arus puncak pada pengukuran voltametri lucutan
Potensial (mV)
0
-600
-700
-800
Waktu (detik)
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100
ipa (µA)
2.98
3.83
6.32
6.39
3.63
4.02
4.54
8.55
9.71
6.96
6.05
6.55
9.08
6.93
5.99
5.07
5.48
9.41
9.58
4.08
Lampiran 7 Arus puncak CuCl2 pada berbagai konsentrasi pada pengukuran
voltametri lucutan
CuCl2 (mM)
0.2
0.4
0.6
0.8
ip (µA)
4.23
7.93
11.21
12.24
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bukittinggi pada tanggal 8 Oktober 1990 dari Ayah
Motri dan Ibu Netra Armaili. Penulis merupakan anak kedua dari empat
bersaudara. Penulis menyelesaikan studi di SMA 1 Barunawati pada tahun 2008.
Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui
jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti masa perkuliahan penulis pernah aktif dalam organisasi
Paskibraka IPB pada tahun 2008–2010 dan UKM Uni Konservasi Fauna pada
tahun 2008. Selain itu, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah
Kimia B Tingkat Persiapan Bersama (TPB) pada tahun 2009–2013, asisten
praktikum Kimia Analitik Layanan untuk Program Studi Ilmu dan Teknologi
Pangan pada tahun 2012, asisten praktikum Elektroanalitik dan Teknik Pemisahan
pada tahun 2012, asisten praktikum Kimia Dasar 1 dan Kimia Dasar 2 pada tahun
2012/2013, serta asisten responsi Statistika Untuk Kimia Analitik untuk program
keahlian D3 Analisis Kimia pada tahun 2013. Penulis juga berkesempatan
menjalani praktik lapangan di Balai Besar Industri Agro dengan judul laporan
Verifikasi Metode Pengujian Kadar Vitamin A Dalam Minyak Goreng Fortifikasi
Menggunakan Kromatografi Cair Kinerja Tinggi.