SAWIT MENTAH (CPO) DENGAN BEBERAPA METODEANALISIS KIMIA SKRIPSI ILMAN PANGKAL DOLOK HARAHAP 090802011

  STUDI PENENTUAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN (MEASUREMENT UNCERTAINTY)

PADA MINYAK SAWIT MENTAH (CPO) DENGAN BEBERAPA METODEANALISIS KIMIA SKRIPSI

  STUDI PENENTUAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN (MEASUREMENT UNCERTAINTY)

   PADA MINYAK SAWIT MENTAH (CPO) DENGAN BEBERAPA METODE ANALISIS KIMIA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

ILMAN PANGKAL DOLOK HARAHAP 090802011 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  PERSETUJUAN Judul : Studi Penentuan Ketidakpastian Pengukuran

  (Measurement Uncertainty) Pada Minyak Sawit

  Mentah (CPO) Dengan Beberapa Metode Aalisis Kimia

  Kategori : Skripsi Nama : Ilman Pangkal Dolok Harahap Nomor Induk Mahasiswa : 090802011 Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Januari 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc Drs. Chairuddin, M.Sc.

  NIP. 195504051983031002 NIP. 195912311987011001 Diketahui/Disetujui oleh : Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst.,MS.

  NIP. 195408301985032001

  PERNYATAAN

  

STUDI PENENTUAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN

(MEASUREMENT UNCERTAINTY)

PADA MINYAK

  

SAWIT MENTAH (CPO) DENGAN BEBERAPA

METODE ANALISIS KIMIA

SKRIPSI

  Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Januari 2014

  ILMAN PANGKAL DOLOK HARAHAP 090802011

  PENGHARGAAN

  Bissmillahirramanirrahim, Alhamdullilah, segala puji bagi Allah SWT karena berkat rahmat, nikmat, taufik, serta hidayah-Nya semata saya dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Serta shalawat dan salam saya hadiahkan pada Rasullulah, Muhammad SAW sosok yang sangat saya idolakan semoga kelak mendapat safaat beliau, Amin.

  Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada bapak Drs Chairuddin, M.Sc dan Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, ilmu dan waktu selama penulis melakukan penelitian dan penulisan tugas akhir ini hingga selesai. Ucapan terima kasih kepada Ibu DR. Rumondang Bulan, MS dan Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia. Dra. Saur Lumban Raja, Msi selaku Dosen Wali yang telah banyak memberikan banyak masukan selama saya kuliah. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orang tua tercinta, Ayah tercinta Alm. Drs. Dahlan Harahap dan ibu tercinta Rame Hasibuan yang dengan doa dan kerja kerasnya mengorbankan banyak hal untuk membesarkan dan mendidik saya, serta ucapan terima kasih kepada keluargaku tercinta (Haris Harahap, ST, Iksan Harahap, A.md, Manna Am.Keb, Rudi dan Jamiah) yang telah banyak memberikan dukungan dalam hal moral dan materi, Bapak dan Ibu selaku staf pengajar jurusan Kimia, Dr. Darwin Yunus Nst, MS selaku Kepala Laboratorium Kimia Dasar LIDA USU yang telah banyak memberikan masukan. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan asisten Kimia Dasar LIDA USU (Irwanto, Icha, Dwi, Ayu, Rina, Indah) dan semua adek2 asisten, teman-teman seperjuangan 2009 yang telah banyak memberikan motivasi dan bantuan kepada penulis. Dan penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh teman, saudara, dan kerabat yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini, tetapi tidak bisa saya tuliskan satu per satu. Untuk itu semua, semoga Allah SWT membalasnya diakhir kelak. Amin

STUDI PENENTUAN KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN

  

(MEASUREMENT UNCERTAINTY) PADA MINYAK

SAWIT MENTAH (CPO) DENGAN BEBERAPA

METODE ANALISIS KIMIA ABSTRAK

  Telah dilakukan studi penentuan ketidakpastian pengukuran (measurement uncertainty) pada minyak sawit mentah (CPO) dilakukan dengan penentuan asam lemak bebas metode titrasi netralisasi berdasarkan AOCS Ca5a-40, dan penentuan

  2+

  kadar ion besi Fe dengan menggunakan metode spektrofotometri. Proses penentuan ketidakpastian pengukuran berdasarkan spesifikasi measurand, identifikasi sumber-sumber ketidakpastian, perhitungan ketidakpastian dengan menggunakan perhitungan ketidakpastian tipe A(menggunakan analisis statistik sederetan pengamatan) dan tipe B(menggunakan cara-cara lain selain analisis statistik sederetan pengamatan) kemudian mengubahnya menjadi deviasi standar, dan tahap terakhir yaitu perhitungan ketidakpastian standar gabungan dan ketidakpastian terekspansi. Ketidakpastian standar gabungan dihitung dengan menggunakan program komputer MS Exel 2007 berdasarkan pada metode perhitungan ketidakpastian Kragten spreadsheet. Dengan mengalikan ketidakpastian standar gabungan dengan faktor coverage 2, ketidakpastian terekspansi untuk penentuan asam lemak bebas metode titrasi netralisasi berdasarkan AOCS Ca5a-40 yang konsentrasinya 0,1612 mol/L dalam larutan sampel adalah ±0,0002 mol/L, sedangkan ketidakpastian terekspansi untuk

  2+

  penentuan kadar ion besi Fe dengan menggunakan metode spektrofotometri uv- vis yang konsentrasinya 0,131 mg/L dalam larutan sampel adalah ±0,083 mg/L yang dihitung dengan menggunakan faktor coverage 2,14.

  

STUDY OF THE USE MEASUREMENT UNCERTAINTY

ON CRUDE PALM OIL (CPO) WITH SOME

CHEMICAL ANALYSIS METHOD ABSTRACT

  The use of quantifying measurement uncertainty on crude palm oil (CPO) done with the determination of free fatty acid using neutralization titrasion method base

  2+

  AOCS Ca5a – 40, and the determining of the irons Fe using spectrophotometric method. The process of uncertainty estimation specifying measurand, idenfying uncertainty sources, quantifying uncertainty using type A (by the statistical analysis of series of observations) and type B (by means other than the statistical analysis of series observations) evalution of uncertainty, then converting them to standard deviations, and the last step was calculating combined standard uncertainty and expanded uncertainty. Spreadsheet software MS Exel 2007 based on kragten spreadsheet uncertainty calculation method was used to simplify the calculation of the combined standard uncertainty. Multiplying the combined standard uncertainty with a coverage factor of 2, the expanded uncertainty for analysis determination of free fatty acid using neutralization titration method based on AOCS Ca5a – 40 with a concentration of 0,01612 mol/L, in the sample solution was ±0,0002 mol/L, whereas the expanded uncertainty for the

  2+

  determination of irons Fe using spectrophotometric method with a concentration of 0,131 mg/L in the sample solution was ±0,083 mg/L and was calculated using a coverage factor of 2,14.

DAFTAR ISI

  2.3.2.6 Efek Sampel

  2.3.2.9 Efek Dari Operator

  8

  2.3.2.8 Pengujian Larutan Blanko

  7

  2.3.2.7 Efek Komputasi

  7

  7

  2.3.2.10 Efek Acak

  2.3.2.5 Kondisi Pengukuran

  7

  2.3.2.4 Kemurnian Reagen

  6

  2.3.2.3 Instrumentasi

  6

  8

  8

  6

  11

  13

  2.6 Metode Analisis Kimia

  12

  2.5 Metode Perhitungan Ketidakpastian Kragten Spreadsheet

  12

  2.4 Penulisan Ketidakpastian Pengukuran

  2.3.4.3 Ketidakpastian Terekspansi

  2.3.3 Perhitungan Komponen-Komponen Ketidakpastian

  9

  2.3.4.2 Ketidakpastian Standar Gabungan

  9

  2.3.4.1 Ketidakpastian Standar

  9

  2.3.4 Perhitungan Ketidakpastian Standar Gabungan

  8

  2.3.2.2 Penyimpanan dan Penanganan Sampel

  Halaman Persetujuan ii

  Pernyataan iii

  BAB 1 Pendahuluan

  1.3 Pembatasan Masalah

  2

  1.2 Permasalahan

  1

  1.1 Latar Belakang

  1

  Daftar Lampiran xii

  1.4 Tujuan Penelitian

  Daftar Gambar xi

  Daftar Tabel x

  Daftar Isi vii

  Abstrack vi

  Abstrak v

  Penghargaan iv

  2

  3

  6

  2.2 Metode Validasi

  2.3.2 Identifikasi Sumber-Sumber Ketidakpastian

  5

  2.3.1 Spesifikasi Measurand

  5

  2.3 Penentuan Ketidakpastian

  5

  4

  1.5 Manfaat Penelitian

  2.1 Pengertian Ketidakpastian

  4

  3 BAB 2 Tinjauan Pustaka

  1.7 Lokasi Penelitian

  3

  1.6 Metodologi Penelitian

  3

  2.3.2.1 Sampling

  2.6.1 Spektroskopi Ultraviolet dan Tampak (Visible)

  13

  2.6.2 Titrasi Asidi-alkali

  15 BAB 3 Metode Penelitian

  17

  3.1 Alat dan Bahan

  17

  3.1.1 Alat-alat

  17

  3.1.2 Bahan-bahan

  18

  3.2 Prosedur Penelitian

  19

  3.2.1 Penyediaan Reagen

  19

  3.2.1.1 Pembuatan Larutan Hidroksilamin 10 %

  19

  3.2.1.2 Pembuatan Larutan Buffer Amonium Asetat

  19

  3.2.1.3 Pembuatan Larutan 1,10-Fenantrolin

  19

  3.2.1.4 Pembuatan Larutan NaOH 0,1 N

  19

  2+

  3.2.1.5 Pembuatan Larutan Induk Fe 1000 mg/L

  20

  2+

  3.2.1.6 Pembuatan Larutan Standar Fe 100 mg/L

  20

  2+

  3.2.1.7 Pembuatan Larutan Standar Fe 10 mg/L

  20

  2+

  3.2.1.8 Pembuatan Larutan Seri Standar Fe 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1,0 mg/L

  20

  2+

  3.2.2 Prosedur Penentuan Fe Dengan Metode Spektrofotometri 21

  2+

  3.2.2.1 Penentuan Konsentrasi Fe Pada Larutan Standar 21

  2+

  3.2.2.2 Penentuan Konsentrasi Fe Pada Sampel

  21

  3.2.3 Prosedur Penentuan Asam Lemak Bebas Dengan Metode Titrasi Netralisasi

  22

  3.3 Prosedur Penentuan Ketidakpastian

  22

  3.3.1 Spesifikasi Measurand

  22

  3.3.2 Identifikasi Sumber-sumber Ketidakpastian

  23

  3.3.3 Perhitungan Ketidakpastian

  23

  3.3.4 Perhitungan Ketidakpastian Gabungan

  23

  3.3.4.1 Ketidakpastian Standar

  23

  3.3.4.2 Ketidakpastian Standar Gabungan

  24

  3.3.4.3 Ketidakpastian Terekpansi

  25

  3.4 Bagan Penelitian

  26

  2+

  3.4.1 Analisa Fe Dengan Metode Spektroskopi UV-Vis

  26

  3.4.1.1 Pembuatan Kurva Kalibrasi

  26

  2+

  3.4.1.2 Penentuan Fe Pada Minyak Sawit Mentah(CPO) 27

  3.4.2 Penentuan Asam Lemak Bebas

  27 BAB 4 Hasil dan Pembahasan

  28

  4.1 Hasil Penelitian

  28

  2+

  4.1.1 Perhitungan Ketidakpastian Untuk Analisis Fe Dengan Metode Spektrofotometri

  28

  4.1.1.1 Perhitungan Komponen-komponen Ketidakpastian Standar

  28

  4.1.1.1.1 Perhitungan Ketidakpastian Tipe A

  28

  4.1.1.1.2 Perhitungan Ketidakpastian Tipe B

  32

  4.1.1.1.3 Perhitungan Ketidakpastian Standar Gabungan 36

  4.1.1.1.4 Perhitungan Ketidakpastian Terekspansi 36

  4.1.2 Perhitungan Ketidakpastian Untuk Analisis Penentuan Asam Lemak Bebas Dengan Metode Titrasi Netralisasi

  37

  4.1.2.1 Perhitungan Komponen-komponen Ketidakpastian Standar

  37

  4.1.2.1.1 Perhitungan Ketidakpastian Tipe A

  37

  4.1.2.1.2 Perhitungan Ketidakpastian Tipe B

  38

  4.1.2.1.3 Perhitungan Ketidakpastian Standar Gabungan 39

  4.1.2.1.4 Perhitungan Ketidakpastian Terekspansi 40

  4.2 Pembahasan

  40

  4.2.1 Perhitungan Ketidakpastian Untuk Analisis Penentuan Asam Lemak Bebas Dengan Metode Titrasi Netralisasi

  40

  4.2.1.1 Sumber-sumber Ketidakpastian

  40

  4.2.1.2 Perhitungan Ketidakpastian Standar

  41

  4.2.1.2.1 Perhitungan Ketidakpastian Tipe A

  41

  4.2.1.2.2 Perhitungan Ketidakpastiann Tipe B

  43

  4.2.1.2.3 Perhitungan Dari Kombinasi Standar Ketidakpastian 46

  2+

  4.2.2 Perhitungan Ketidakpastian Untuk Analisis Fe Dengan Metode Spektrofotometri

  49

  4.2.2.1 Sumber-sumber Ketidakpastian

  49

  4.2.2.2 Perhitungan Ketidakpastian Standar

  52

  4.2.2.2.1 Perhitungan Ketidakpastian Tipe A

  52

  4.2.2.2.2 Perhitungan Ketidakpastian Tipe B

  52

  4.2.2.2.3 Perhitungan Ketidakpastian Standar Gabungan 57

  BAB 5 Kesimpulan dan Saran

  61

  5.1 Kesimpulan

  61

  5.2 Saran

  61 Daftar Pustaka

  62 Lampiran 64

  DAFTAR TABEL

  Halaman

  2+

Tabel 4.1 Data absorbansi larutan standar Fe

  28 Tabel 4.2 Data perhitungan persamaan garis regresi

  29 Tabel 4.3 ANAVA untuk uji linearitas

  33 Tabel 4.4 Data ketidakpastian untuk elemen-elemen unsur KHP(C

  8 H

  5 O

  4 K) 44

Tabel 4.5 Data ketidakpastian untuk KHP(C

  8 H

  5 O

  4 K) 45

  DAFTAR GAMBAR

  2+

  2+

Gambar 4.10 Histogram hubungan ketidakpastian standar gabungan dengan kontribusi masing-masing komponen pada analisis larutan Fe

  dengan metode spektrofotometri 59

  2+

Gambar 4.9 Metode perhitungan ketidakpastian Krgaten Spreadsheet untuk analisis larutan Fe

  dengan metode spektrofotometri 51

  2+

Gambar 4.8 Diagram ishikawa untuk analisis larutan Fe

  dengan metode spektrofotometri 50

Gambar 4.7 Detail diagram ishikawa untuk analisis larutan Fe

  Halaman

  bebas dengan metode titrasi netralisasi 48

Gambar 4.6 Histogram hu bungan ketidakpastian standar gabungan dengan kontribusi masing-masing komponen pada penentuan asam lemakGambar 4.5 Metode perhitungan ketidakpastian Kragten Spreadsheet untuk penentuan asam lemak bebas dengan metode titrasi netralisasi 48Gambar 4.4 Diagram Ishikawa untuk penentuan asam lemak bebas 42Gambar 4.3 Detail diagram Ishikawa untuk penentuan asam lemak bebas 42Gambar 4.2 Diagram Ishikawa sederhana untuk penentuan asam lemak bebas 42

  dengan metode spektrofotometri 30

  2+

Gambar 4.1 Grafik least square linear untuk analisis FeGambar 2.1 Bagan alat spektrofotometri UV-VIS 14

  dengan metode spektrofotometri 51