STUDI ANALISIS LOGAM Cd MENGGUNAKAN ASAM TANAT DARI HASIL EKSTRAK GAMBIR (Uncaria gambir) SECARA SPEKTROFOTOMETRI ULTRAUNGU-TAMPAK
ABSTRAK
STUDI ANALISIS LOGAM Cd MENGGUNAKAN ASAM
TANAT DARI HASIL EKSTRAK GAMBIR (Uncaria gambir)
SECARA SPEKTROFOTOMETRI ULTRAUNGU-TAMPAK
Oleh
Lindawati
Telah dilakukan penelitian analisis logam Cd(II) menggunakan asam tanat
hasil dari ekstrak gambir secara Spektrofotometri Ultraungu-Tampak. Pada
penelitian ini dilakukan pengamatan kondisi optimum kompleks ion logam
kadmium-asam tanat terhadap pH, panjang gelombang, perbandingan konsentrasi,
waktu kestabilan dan pengaruh ion-ion pengganggu.
Hasil penelitian diperoleh panjang gelombang optimum kompleks ion logam
Cd(II)-asam tanat adalah 545,5 nm pada pH 10, perbandingan konsentrasi terbaik
adalah Cd(II) : asam tanat (1 : 2), waktu yang diperlukan untuk mencapai
kestabilan adalah setelah menit ke 60 dengan nilai absorbansi yang stabil sebesar
0,174. Untuk ion Ag(I) dan ion Zn(II)
dalam metode analisis kompleks Cd(II)-asam tanat.
Metode analisis kompleks ini memiliki koefisien korelasi (r) sebesar 0,9998.
Dengan persamaan regresi linearnya y = a + bx = (-5,0 x 10-5) + (3,0 x 10-3)x
untuk analisis senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat dengan hasil
pengukuran kadar Cd(II) dalam sampel sebesar 5,350 ± 0,0006 ppm.
Kata kunci : analisis Cd(II), asam tanat, spektofotometri ultraungu-tampak.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka didapatkan beberapa
simpulan sebagai berikut :
1. Asam tanat murni hasil isolasi dari ekstrak gambir menggunakan pelarut
metanol diperoleh pada fraksi 4 dengan konsentrasi 192,025 mM.
2. Pembentukan senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat terbentuk pada
pH optimum 10 dan panjang gelombang optimum 545,5 nm.
3. Perbandingan konsentrasi stoikiometri terbaik untuk senyawa kompleks ion
logam Cd(II)-asam tanat adalah 1:2.
4. Reaksi pembentukkan senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat
mencapai kestabilan setelah menit ke 60 menit.
5. Terjadi interferensi (gangguan) pada analisis senyawa kompleks ion logam
Cd(II)-asam tanat dengan konsentrasi ion Ag(I) dan ion Zn(II) ≥ 0,25 ppm.
6. Metode analisis ini memiliki koefisien korelasi (r) sebesar 99,98 % dengan
persamaan regresi linearnya y = a + bx = (-5,0 x 10-5) + (3,0 x 10-3)x untuk
54
analisis senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat dengan hasil
pengukuran kadar Cd(II) dalam sampel sebesar 5,350 ± 0,0006 ppm.
B. Saran
1. Penulis menyarankan untuk melakukan studi lanjutan untuk melihat struktur
kompleks yang terbentuk antara ion logam Cd(II)-asam tanat seperti analisis
menggunakan Spektrofotometer IR. Sehingga dapat dibuktikan bahwa
kompleks ion logam kadmium dengan asam tanat telah terbentuk dengan
waktu kestabilan yang lebih lama.
2. Penulis menyarankan untuk melakukan penentuan lebih lanjut untuk melihat
pengaruh penambahan katalis dalam penentuan waktu kestabilan
pembentukkan kompleks ion logam kadmium-asam tanat, terutama untuk
pembentukkan kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat, agar waktu kestabilan
yang diperoleh tidak terlalu lama.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pembangunan pada bidang industri di Indonesia saat ini mengalami kemajuan
yang sangat pesat. Hal ini dapat menimbulkan dampak bagi manusia dan
lingkungan sekitarnya. Dampak yang ditimbulkan dapat berupa dampak positif
maupun dampak negatif. Dampak positifnya adalah dapat meningkatkan kualitas
hidup manusia, sedangkan dampak negatifnya adalah berupa limbah industri.
Akibat dari dampak negatif ini menimbulkan pencemaran lingkungan. Salah satu
pencemaran lingkungan perairan yang disebabkan oleh logam-logam berat seperti
logam kadmium yang berasal dari limbah industri sudah lama diketahui dan
limbah pertambangan. Contohnya yaitu limbah udang yang berupa kulit, kepala
dan ekor dengan mudah didapatkan mengandung senyawa kimia berupa kitin dan
kitosan.
Manusia banyak menggunakan mineral logam untuk menunjang kebutuhan hidup
yang semakin meningkat. Ion-ion logam berat bersifat toksik meskipun pada
konsentrasi yang rendah (dalam ppm) dan umumnya sebagai polutan utama bagi
lingkungan (Kotaz, 2000). Salah satu contoh logam berat adalah kadmium (Cd).
Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen
2
ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh terhadap
manusia dalam jangka waktu panjang yang terakumulasi pada tubuh khususnya
hati dan ginjal (Rivai, 1988).
Logam Cd sebenarnya merupakan logam asing yang sangat beracun bagi manusia
dan dapat diabsorpsi tubuh dalam jumlah yang tidak terbatas, karena tidak adanya
mekanisme tubuh yang dapat membatasinya. Jumlah normal kadmium di tanah
berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada
permukaan sampel tanah yang diambil di dekat pertambangan biji seng (Zn).
Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan dengan ion
logam berat lainnya seperti timbal. Logam berat ini bergabung bersama timbal
dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya
tertinggi pada kesehatan manusia. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi
per-minggu yang ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500
g per orang atau 7
g per kg berat badan (Pallar, 1994).
Untuk mengukur kadar pencemaran kadmium diperlukan metode analisis
kadmium yang akurat. Metode pengkompleksan menggunakan asam tanat
merupakan suatu metode alternatif dalam analisis ion logam yang perlu
dikembangkan. Umumnya metode yang digunakan saat ini adalah metode
analisis secara Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), namun metode analisis ini
memerlukan peralatan dan biaya yang relatif mahal. Karena instrumen ini
menggunakan lampu katoda berongga (Hallow Cathode Lamp /HCL)
(Jakubowski, 1997) yang spesifik dan hanya mampu menganalisis logam secara
total. Untuk itu perlu dikembangkan metode analisis yang relatif sederhana,
3
spesifik, ramah lingkungan, dan relatif murah. Selain itu perlu metode
spektofotometri ultraungu-tampak dengan ligan lain seperti asam tanat.
Dalam analisis kualitatif, yang menjadi tujuan ialah menentukan apa yang
terdapat dalam suatu cuplikan. Untuk ini diusahakan mencari reaksi yang
spesifik, yang dapat dipakai sebagai reaksi identifikasi. Dengan jalan mengubah
kondisi-kondisi reaksi, maka reaksi yang tadinya tidak spesifik, dapat dijadikan
spesifik. Sejumlah ion-ion logam berat seperti kadmium, kobalt, nikel, timbal dan
seng memberikan reaksi yang sensitif dengan ditizon yaitu dengan membentuk
kompleks logam ditizonat yang berwarna intensif. Pembentukan kompleks ini
sangat dipengaruhi oleh pH dan zat pengkompleks tertentu, sehingga dengan
mengatur pH larutan atau dengan penambahan zat pengkompleks sebagai
penopang, maka reaksinya yang sensitif itu dapat dijadikan spesifik.
Salah satu metode analisis kadmium yang dapat dilakukan adalah dengan
pembentukan kompleks kadmium dengan menggunakan ekstrak gambir. Gambir
merupakan sejenis getah yang dikeringkan yang berasal dari ekstrak remasan daun
dan ranting tumbuhan bernama sama (Uncaria gambir). India mengimpor 68%
gambir dari Indonesia, dan menggunakannya sebagai bahan campuran menyirih.
Umumnya, gambir dikenal berasal dari Sumatera Barat. Terutama dari Kabupaten
50 Kota, Pesisir selatan. Sebagai sentral penghasil gambir, kabupaten 50 Kota
merupakan lokasi yang strategis dan cocok untuk investor perkebunan
(Hagerman, Ann E., 2002).
Asam tanat adalah komponen senyawa kimia penyusun terbesar dalam gambir,
dan juga merupakan golongan tanin terhidrolisis. Kandungan asam tanat dalam
gambir sebesar ± 70% (Wicaksono, 2003), katesin, kuersetin, lemak, dan lendir
4
dengan persentase yang lebih kecil. Asam tanat bila ditinjau dari strukturnya
merupakan senyawa yang memiliki pasangan elektron bebas, baik pada gugus
keton (pada keadaan polimer) dan gugus hidroksil (ketika ditambahkan basa atau
asam pada saat pengaturan pH). Pasangan elektron bebas ini dapat didonorkan
kepada ion logam kadmium yang memiliki orbital kosong, sehingga dapat
dikatakan asam tanat merupakan suatu ligan.
Analisis kadmium yang dapat dilakukan adalah dengan pembentukan kompleks
kadmium dengan ligan secara Spektrofotometri Ultraungu-Tampak. Hal ini
dikarenakan Spektrofotometri Ultraungu-Tampak merupakan instrumen yang
mampu menganalisis kestabilan senyawa kompleks yang terbentuk pada panjang
gelombang maksimum. Metode ini juga dapat bekerja secara selektif, akurat dan
cepat bila dibandingkan dengan metode konvensional lain, seperti titrimetri atau
gravimetri (Rama, 1990).
Senyawa kompleks yang terbentuk antara ion logam Cd dengan ligan akan
memberikan warna kompleks yang berbeda ketika berikatan dengan ligan dan
juga akan menghasilkan kestabilan pada panjang gelombang maksimum yang
berbeda (Andrie and Broekaert, 1993). Pembentukan kompleks logam dengan
ligan sangat dipengaruhi oleh pH optimum, sehingga kondisi pH optimum untuk
setiap kompleks perlu ditentukan. Dengan mengatur pH optimum larutan, maka
reaksi yang awalnya tidak spesifik dapat menjadi spesifik dengan melihat warna
yang terbentuk (Sembiring, 2004). Selain kondisi pH reaksi juga dilakukan
optimasi terhadap perbandingan ion Cd dengan asam tanat, kestabilan kompleks
yang terbentuk, dan adanya ion pengganggu dalam larutan.
5
Dalam penelitian ini, masalah yang akan diteliti adalah penggunaan asam tanat
sebagai ligan dalam metode analisis logam kadmium, sehingga dapat membentuk
kompleks yang stabil pada panjang gelombang maksimum dan dapat digunakan
untuk analisis ion logam kadmium.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Mengisolasi dan mengkarakterisasi asam tanat dari ekstrak gambir.
2.
Pembentukkan senyawa kompleks antara logam kadmium dengan asam tanat.
3.
Mendapatkan kondisi reaksi pengkompleksan yang optimum.
4.
Mendapatkan karakteristik kompleks antara ion logam kadmium dengan
asam tanat.
C. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat memberikan informasi
baik kepada kalangan ilmiah maupun masyarakat tentang metode analisis logam
kadmium dengan fraksi gambir yang murah dan ramah lingkungan.
STUDI ANALISIS LOGAM Cd MENGGUNAKAN ASAM
TANAT DARI HASIL EKSTRAK GAMBIR (Uncaria gambir)
SECARA SPEKTROFOTOMETRI ULTRAUNGU-TAMPAK
Oleh
Lindawati
Telah dilakukan penelitian analisis logam Cd(II) menggunakan asam tanat
hasil dari ekstrak gambir secara Spektrofotometri Ultraungu-Tampak. Pada
penelitian ini dilakukan pengamatan kondisi optimum kompleks ion logam
kadmium-asam tanat terhadap pH, panjang gelombang, perbandingan konsentrasi,
waktu kestabilan dan pengaruh ion-ion pengganggu.
Hasil penelitian diperoleh panjang gelombang optimum kompleks ion logam
Cd(II)-asam tanat adalah 545,5 nm pada pH 10, perbandingan konsentrasi terbaik
adalah Cd(II) : asam tanat (1 : 2), waktu yang diperlukan untuk mencapai
kestabilan adalah setelah menit ke 60 dengan nilai absorbansi yang stabil sebesar
0,174. Untuk ion Ag(I) dan ion Zn(II)
dalam metode analisis kompleks Cd(II)-asam tanat.
Metode analisis kompleks ini memiliki koefisien korelasi (r) sebesar 0,9998.
Dengan persamaan regresi linearnya y = a + bx = (-5,0 x 10-5) + (3,0 x 10-3)x
untuk analisis senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat dengan hasil
pengukuran kadar Cd(II) dalam sampel sebesar 5,350 ± 0,0006 ppm.
Kata kunci : analisis Cd(II), asam tanat, spektofotometri ultraungu-tampak.
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka didapatkan beberapa
simpulan sebagai berikut :
1. Asam tanat murni hasil isolasi dari ekstrak gambir menggunakan pelarut
metanol diperoleh pada fraksi 4 dengan konsentrasi 192,025 mM.
2. Pembentukan senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat terbentuk pada
pH optimum 10 dan panjang gelombang optimum 545,5 nm.
3. Perbandingan konsentrasi stoikiometri terbaik untuk senyawa kompleks ion
logam Cd(II)-asam tanat adalah 1:2.
4. Reaksi pembentukkan senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat
mencapai kestabilan setelah menit ke 60 menit.
5. Terjadi interferensi (gangguan) pada analisis senyawa kompleks ion logam
Cd(II)-asam tanat dengan konsentrasi ion Ag(I) dan ion Zn(II) ≥ 0,25 ppm.
6. Metode analisis ini memiliki koefisien korelasi (r) sebesar 99,98 % dengan
persamaan regresi linearnya y = a + bx = (-5,0 x 10-5) + (3,0 x 10-3)x untuk
54
analisis senyawa kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat dengan hasil
pengukuran kadar Cd(II) dalam sampel sebesar 5,350 ± 0,0006 ppm.
B. Saran
1. Penulis menyarankan untuk melakukan studi lanjutan untuk melihat struktur
kompleks yang terbentuk antara ion logam Cd(II)-asam tanat seperti analisis
menggunakan Spektrofotometer IR. Sehingga dapat dibuktikan bahwa
kompleks ion logam kadmium dengan asam tanat telah terbentuk dengan
waktu kestabilan yang lebih lama.
2. Penulis menyarankan untuk melakukan penentuan lebih lanjut untuk melihat
pengaruh penambahan katalis dalam penentuan waktu kestabilan
pembentukkan kompleks ion logam kadmium-asam tanat, terutama untuk
pembentukkan kompleks ion logam Cd(II)-asam tanat, agar waktu kestabilan
yang diperoleh tidak terlalu lama.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pembangunan pada bidang industri di Indonesia saat ini mengalami kemajuan
yang sangat pesat. Hal ini dapat menimbulkan dampak bagi manusia dan
lingkungan sekitarnya. Dampak yang ditimbulkan dapat berupa dampak positif
maupun dampak negatif. Dampak positifnya adalah dapat meningkatkan kualitas
hidup manusia, sedangkan dampak negatifnya adalah berupa limbah industri.
Akibat dari dampak negatif ini menimbulkan pencemaran lingkungan. Salah satu
pencemaran lingkungan perairan yang disebabkan oleh logam-logam berat seperti
logam kadmium yang berasal dari limbah industri sudah lama diketahui dan
limbah pertambangan. Contohnya yaitu limbah udang yang berupa kulit, kepala
dan ekor dengan mudah didapatkan mengandung senyawa kimia berupa kitin dan
kitosan.
Manusia banyak menggunakan mineral logam untuk menunjang kebutuhan hidup
yang semakin meningkat. Ion-ion logam berat bersifat toksik meskipun pada
konsentrasi yang rendah (dalam ppm) dan umumnya sebagai polutan utama bagi
lingkungan (Kotaz, 2000). Salah satu contoh logam berat adalah kadmium (Cd).
Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen
2
ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh terhadap
manusia dalam jangka waktu panjang yang terakumulasi pada tubuh khususnya
hati dan ginjal (Rivai, 1988).
Logam Cd sebenarnya merupakan logam asing yang sangat beracun bagi manusia
dan dapat diabsorpsi tubuh dalam jumlah yang tidak terbatas, karena tidak adanya
mekanisme tubuh yang dapat membatasinya. Jumlah normal kadmium di tanah
berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi (1.700 ppm) dijumpai pada
permukaan sampel tanah yang diambil di dekat pertambangan biji seng (Zn).
Kadmium lebih mudah diakumulasi oleh tanaman dibandingkan dengan ion
logam berat lainnya seperti timbal. Logam berat ini bergabung bersama timbal
dan merkuri sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya
tertinggi pada kesehatan manusia. Menurut badan dunia FAO/WHO, konsumsi
per-minggu yang ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500
g per orang atau 7
g per kg berat badan (Pallar, 1994).
Untuk mengukur kadar pencemaran kadmium diperlukan metode analisis
kadmium yang akurat. Metode pengkompleksan menggunakan asam tanat
merupakan suatu metode alternatif dalam analisis ion logam yang perlu
dikembangkan. Umumnya metode yang digunakan saat ini adalah metode
analisis secara Spektrofotometri Serapan Atom (SSA), namun metode analisis ini
memerlukan peralatan dan biaya yang relatif mahal. Karena instrumen ini
menggunakan lampu katoda berongga (Hallow Cathode Lamp /HCL)
(Jakubowski, 1997) yang spesifik dan hanya mampu menganalisis logam secara
total. Untuk itu perlu dikembangkan metode analisis yang relatif sederhana,
3
spesifik, ramah lingkungan, dan relatif murah. Selain itu perlu metode
spektofotometri ultraungu-tampak dengan ligan lain seperti asam tanat.
Dalam analisis kualitatif, yang menjadi tujuan ialah menentukan apa yang
terdapat dalam suatu cuplikan. Untuk ini diusahakan mencari reaksi yang
spesifik, yang dapat dipakai sebagai reaksi identifikasi. Dengan jalan mengubah
kondisi-kondisi reaksi, maka reaksi yang tadinya tidak spesifik, dapat dijadikan
spesifik. Sejumlah ion-ion logam berat seperti kadmium, kobalt, nikel, timbal dan
seng memberikan reaksi yang sensitif dengan ditizon yaitu dengan membentuk
kompleks logam ditizonat yang berwarna intensif. Pembentukan kompleks ini
sangat dipengaruhi oleh pH dan zat pengkompleks tertentu, sehingga dengan
mengatur pH larutan atau dengan penambahan zat pengkompleks sebagai
penopang, maka reaksinya yang sensitif itu dapat dijadikan spesifik.
Salah satu metode analisis kadmium yang dapat dilakukan adalah dengan
pembentukan kompleks kadmium dengan menggunakan ekstrak gambir. Gambir
merupakan sejenis getah yang dikeringkan yang berasal dari ekstrak remasan daun
dan ranting tumbuhan bernama sama (Uncaria gambir). India mengimpor 68%
gambir dari Indonesia, dan menggunakannya sebagai bahan campuran menyirih.
Umumnya, gambir dikenal berasal dari Sumatera Barat. Terutama dari Kabupaten
50 Kota, Pesisir selatan. Sebagai sentral penghasil gambir, kabupaten 50 Kota
merupakan lokasi yang strategis dan cocok untuk investor perkebunan
(Hagerman, Ann E., 2002).
Asam tanat adalah komponen senyawa kimia penyusun terbesar dalam gambir,
dan juga merupakan golongan tanin terhidrolisis. Kandungan asam tanat dalam
gambir sebesar ± 70% (Wicaksono, 2003), katesin, kuersetin, lemak, dan lendir
4
dengan persentase yang lebih kecil. Asam tanat bila ditinjau dari strukturnya
merupakan senyawa yang memiliki pasangan elektron bebas, baik pada gugus
keton (pada keadaan polimer) dan gugus hidroksil (ketika ditambahkan basa atau
asam pada saat pengaturan pH). Pasangan elektron bebas ini dapat didonorkan
kepada ion logam kadmium yang memiliki orbital kosong, sehingga dapat
dikatakan asam tanat merupakan suatu ligan.
Analisis kadmium yang dapat dilakukan adalah dengan pembentukan kompleks
kadmium dengan ligan secara Spektrofotometri Ultraungu-Tampak. Hal ini
dikarenakan Spektrofotometri Ultraungu-Tampak merupakan instrumen yang
mampu menganalisis kestabilan senyawa kompleks yang terbentuk pada panjang
gelombang maksimum. Metode ini juga dapat bekerja secara selektif, akurat dan
cepat bila dibandingkan dengan metode konvensional lain, seperti titrimetri atau
gravimetri (Rama, 1990).
Senyawa kompleks yang terbentuk antara ion logam Cd dengan ligan akan
memberikan warna kompleks yang berbeda ketika berikatan dengan ligan dan
juga akan menghasilkan kestabilan pada panjang gelombang maksimum yang
berbeda (Andrie and Broekaert, 1993). Pembentukan kompleks logam dengan
ligan sangat dipengaruhi oleh pH optimum, sehingga kondisi pH optimum untuk
setiap kompleks perlu ditentukan. Dengan mengatur pH optimum larutan, maka
reaksi yang awalnya tidak spesifik dapat menjadi spesifik dengan melihat warna
yang terbentuk (Sembiring, 2004). Selain kondisi pH reaksi juga dilakukan
optimasi terhadap perbandingan ion Cd dengan asam tanat, kestabilan kompleks
yang terbentuk, dan adanya ion pengganggu dalam larutan.
5
Dalam penelitian ini, masalah yang akan diteliti adalah penggunaan asam tanat
sebagai ligan dalam metode analisis logam kadmium, sehingga dapat membentuk
kompleks yang stabil pada panjang gelombang maksimum dan dapat digunakan
untuk analisis ion logam kadmium.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Mengisolasi dan mengkarakterisasi asam tanat dari ekstrak gambir.
2.
Pembentukkan senyawa kompleks antara logam kadmium dengan asam tanat.
3.
Mendapatkan kondisi reaksi pengkompleksan yang optimum.
4.
Mendapatkan karakteristik kompleks antara ion logam kadmium dengan
asam tanat.
C. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat memberikan informasi
baik kepada kalangan ilmiah maupun masyarakat tentang metode analisis logam
kadmium dengan fraksi gambir yang murah dan ramah lingkungan.