PEMBUATANSENSORMERKURIMENGGUNAKANBAHAN AKTIFDQDC(7,16-Di-(2-Methylquinolyl)-1,4,10,13- Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane).
PEMBUATAN SENSOR MERKURI MENGGUNAKAN BAHAN
AKTIF DQDC (7,16-Di-(2-Methylquinolyl)-1,4,10,13Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane)
Oleh:
Ira Dwi Yana
NIM 4121210006
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
i
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Binjai Provinsi Sumatera Utara, pada tanggal
14 Januari 1995. Ayah bernama Suryanto, dan Ibu bernama Siti Baroroh, dan
merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Pada tahun 2006 penulis masuk SD
Negeri 028226 Binjai Timur dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis
melanjutkan sekolah di SMP Negeri 3 Binjai dan lulus pada tahun 2009. Pada
tahun 2009 penulis melanjutkan sekolah di SMA Negeri 3 Binjai dan lulus pada
tahun 2012. Kemudian mengikuti test melalui jalur undangan dari sekolah SMA
Negeri 3 Binjai pada tahun 2012 dan dinyatakan lulus atau diterima di Program
Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Negeri Medan.
Selain mengikuti aktivitas perkuliahan di Universitas Negeri Medan,
penulis juga mengikuti organisasi kampus yaitu anggota Forsimka (Forum
Silatuhrahmi Kimia). Penulis juga pernah mengikuti kegiatan kuliah lapangan di
Laboratorium Forensik Polda Sumatera Utara pada tahun 2014, kuliah lapangan di
Pt. Nippon Indosaro Corpindo Tanjung Morawa pada tahun 2015dan mata kuliah
umum yang diberikan oleh Tambang Emas Martabe PT. Agincourt G-Resources
pada tahun 2014. Penulis menyelesaikan kegiatan Praktek Kerja Lapangan di PT
INALUM Persero di Kuala Tanjung, Medan tahun 2016. Aktif juga mengikuti
acara seminar seperti Pelatihan Penulisan Program Kreatifitas Mahasiswa (2013),
Seminar Pendidikan Nasionaltahun (2013), Seminar Nasional Kimia (2015),
Training Motivasi (2012), dan Partisipasi Workshop dan test Toefl (2015), serta
mengikuti Olimpiade OSN-PTI yang diselenggarakan oleh Pertamina. Penulis
pernah menjadi asisten laboratoriun Kimia Umum II (2014) dan asisten
laboratorium Kimia Analitik I (2015). Penulis lulus ujian meja hijau pada tanggal
2 September 2016 dengan nilai 92,18.
iii
PEMBUATANSENSORMERKURIMENGGUNAKANBAHAN
AKTIFDQDC(7,16-Di-(2-Methylquinolyl)-1,4,10,13Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane)
Ira Dwi Yana (4121210006)
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan di laboratorium instrumen Kimia analisis,
pembuatan sensor merkuri yang berlapis membran ionofor DQDC
(7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13-tetraoxa-7,16
diazacyclooctadecane) untuk menentukan ion logam merkuri. Dengan
menggunakan bahan DQDC sudah tersedia . Ionofor dibuat dalam
bentuk membran dengan cara di sputtering dengan 4 komponen
campuran antara PVC, NPOE, KtpClPB dan ionofor DQDC dengan
tiga variasi perbandingan komposisi membran. Membran di desain
menjadi ESI-Hg pada badan elektroda PVC dan dilakukan
pengujiannya. Pengukuran uji respon ISE-Hg pada alat potensiometri
terhadap kehadiran ion logam merkuri (Hg) dengan menginjeksikan
larutan standar ion merkuri dengan penambahan konsentrasi untuk
setiap kali pengukuran yang berisi HNO3 dengan pH 5 dan 6. Diperoleh
pada Membran II dengan komposisi 29 % PVC, 58 % NPOE, 10 %
KTpClPB, dan 3% DQDC yang memberikan respon. Diperoleh nilai
nernst untuk ion monovalen Hg + 46,613 mV (R 2=0,3244) dan ion
bivalen Hg2+ 26,257 mV (R2=0,9804).dengan respon linear 10 µM – 1
mM.
Kata Kunci : Ionofor, DQDC, ESI-Hg, merkuri
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT
atas segala rahmat dan karunianya yang senantiasa memberikan kesehatan,
hikmat, dan kebijaksanaan kepada penulis sehingga penelitian ini dapat
diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan. Judul yang
ditentukan dalam penelitian yang dilaksanakan Maret-Agustus 2015 ialah
“Pembuatan Sensor Merkuri Menggunakan Ionofor DQDC (7,16-Di(2Methylquinolyl) -1,4,10,13-Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane).”
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari
pengajuan proposal hingga penyusunan skripsi, antara lain Bapak Prof.Drs.
Manihar Situmorang, M.Sc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing skripsi yang
memberikan arahan, bimbingan, dan motivasi, Dosen Pembimbing Akademik
Bapak Amser Simanjuntakyang telah membimbing penulis selama perkuliahan,
serta kepada Bapak Dr. Mahmud, M.Sc, Dr. Zainuddin Muchtar, M.Si, dan Ibu
Dra. Ani Sutiani, M.Si selaku Dosen Penguji yang telah memberikan banyak
saran dan masukan positif dalam penelitian ini. Penghargaan juga penulis berikan
kepada Bapak Dr. Eidi Sihombing, M.Si selaku Dosen juga teman maupun
orangtua berbagi cerita mengenai suka duka dalam penelitian ini yang juga turut
memberikan ilmu, arahan dalam penelitian ini. Penulisjuga sampaikan terimakasih
kepada seluruh civitas akademi di UNIMED serta Staff Laboratorium Farmasi
Universitas Sumatera Utara yang membantu dalam analisis sampel.
Secara khusus penulis menyampaikan penghormatan yang setinggitingginya kepada orang tua penulis yang terkasih dan yang tersayangBapak
Suryanto dan Ibu Siti Barorohatas segala doa, bimbingan, kasih sayang dan
dukungan moril maupun material kepada penulis. Terimakasih Abangku Putra
Jaya Kesuma dan adikku Triana Rahayu Ningsih atas dukungan dan motivasinya
serta pengorbanan dan kasih sayang yang tak terhingga kepada penulis.
Terimakasih kepada Ibu Ernawati yang selalu memberikan doa, nasehat, motivasi
dan kasih sayangnya. Kepada Wismoyo Aris Gumelar terimakasih banyak yang
v
meluangkan waktunya membantu dalam penelitian serta motivasi yang selalu
diberikan kepada penulis. Terimakasih Temanku Fauzy, Primajogi, Dewi dan
Zahrina berbagi cerita keluh kesah dalam penelitian ini serta doa, masukan dan
semangat dan dukungan dari sahabat jauh Sukma dan Hany di Cilegon Jakarta.
Rekan seperjuangan penulis selama penelitian Beril, Debby, dan Kristin
terimakasih buat kerjasamanya.Terima kasih banyak buat seluruh mahasiswa/i
kelas Non Kependidikan Kimia 20012 yang tidak dapat disebutkan satu persatu
kalian telah memberi banyak arti dalam masa perkuliahan penulis.
Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam penyusunan skripsi ini
namun tak ada gading yang tak retak, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih
banyak kekurangan baik dari segi isi maupun tata bahasa. Untuk itu penulis
menerima kritik dan saran yang bersifat membangun guna penyempurnaan skripsi
ini. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan
dan teknologi serta menambah wawasan dan literatur bagi pembaca.
Medan, Agustus2016
Ira Dwi Yana
NIM. 4121210006
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
xii
Daftar Lampiran
xiii
BAB 1: PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Batasan Masalah
5
1.3. Rumusan Masalah
5
1.4. Tujuan Penelitian
6
1.5. Manfaat Penelitian
6
BAB 2: TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sejarah Perkembangan Ion Selektif Elektroda (ISE)
7
2.2. Elektroda selektif ion (ESI)
7
2.2.1. Membran Elektroda Pada ISE
9
2.3. Gugus Eter Dalam Senyawa Ionofor
11
2.4. Ionfor sebagai Komponen Membran Elektroda selektif ion (ESI)
12
2.5. Eter Mahkota (Crown Ether) sebagai Komponen Ionofor
13
2.5.1. Kegunaan Senyawa Ionofor
16
2.6. Jenis Jenis Senyawa Ionofor
17
2.7. Logam Berat Merkuri sebagai Pencemar
17
2.8. Analisis Potensiometri
19
2.9. Elektroda Pembanding (Refference electrode)
22
vii
2.10. Karakterisasi Elektroda Selektif Ion
24
2.11. Spin Coating untuk Pembuatan Membran ESI
26
2.12. ESI untuk Analisis
27
BAB 3: METODE PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
29
3.2. Alat dan Bahan
29
3.3. Prosedur Penelitian
29
3.3.1. Penyediaan Zat dan Pembuatan Larutan
30
3.3.2. Karakterisasi Senyawa Ionofor DQDC
31
3.3.3. Pembuatan Membran dan Penggunaannya dalam Membran ISE-Hg
31
3.3.4. Pembuatan Ion Selektif Elektroda (ISE)
31
3.3.5. Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Uji Potensiometri
32
3.4. Bagan Alir Penelitian
32
3.4.1. Pembuatan Larutan Standar
32
3.4.2. Diagram Alir Karakterisasi Ionofor DQDC
35
3.4.3. Diagram Alir Pembuatan Membran dan Penggunaan Ionofor
dalam Membran ISE-Hg
3.4.4. Diagram Alir Pembuatan Elektroda ISE-Hg
36
37
3.4.5. Diagram Alir Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Uji
Potensiometri
38
BAB 4: HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Krakterisasi Sintesis ionofor 7,16–Di-(2-Methylquinolyl) -1,4,10,13–Tetraoxa7,16 Diazacyclooctadecane (DQDC)
39
4.2. Pembuatan Membran Ionofor ESI-Hg
44
4.3. Desain Pembuatan Sensor Merkuri Menggunakan Bahan Aktif DQDC
46
4.4. Pengujian Ionofor Dalam ISE-Hg Pada Uji Potensiometri
48
viii
BAB 5: KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
52
5.2. Saran
53
Daftar Pustaka
54
Lampiran
57
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Bagian-Bagian dari Elektroda Selektif –Ion.
9
Gambar 2.2. Mekanisme Reaksi Pada Antarmuka Membran dengan
Larutan
10
Gambar 2.3. Struktur Umum gugus Eter ,yang mana ionofor terdiri
dari polimer rantai senyawa eter
11
Gambar 2.4. Mekanisme lintasan kerja ionofor dari proses pengikatan
ion, melintasi bagian dalam hidrofobik dari membran
hingga melewati serta menghindari kontak dengan
bagian dalam dalam hidrofobik membran
12
Gambar 2.5. Struktur eter mahkota yang umum secara berurutan yaitu
(1) 1-mahkota-4 ; (2) 15-mahkota-5 ; (3) 18-mahkota-6
;(4) dibenzo-18-mahkota-6 dan (5) diaza-18-mahkota-6
14
Gambar 2.6. Eter mahkota mengkhelat logam sesuai dari ukuran
lubang cincin dan ukuran kationnya
14
Gambar 2.7. Reaksi sintesis pengubahan DC menjadi DTODC
15
Gambar 2.8. Reaksi sintesis pengubahan DC menjadi DQDC
16
Gambar 2.9. Bagan pengukuran dengan potensiometer menggunakan
elektroda pembanding dan elektroda indikator dengan
larutan uji
Gambar 2.10. Mekanisme kerja spin coating
20
26
Gambar 2.11. Skema sistem potensiometri penentuan merkuri dengan
ESI-Hg yang terdiri atas sel elektrokimia (ESI-Hg vs
Ag/AgCl), voltmeter dan mikrokumputer
28
Gambar 3.1. Pembuatan Larutan Hg(NO3 )2 0,01 M
32
Gambar 3.2. Pembuatan Larutan KCl 0.01 M
33
Gambar 3.3. Pembuatan Larutan KNO3 0.01 M
33
Gambar 3.4. Pembuatan Larutan Standar Hg2+
34
Gambar 3. 5. Pembuatan Larutan Standar Hg+
34
x
Gambar 3.6.
Diagram sintesis senyawa ionofor DQDC dari senyawa
DC
35
Gambar 3.7. Diagram alir pembuatan membran dan penggunaan
Gambar 3.8.
ionofor dalam membran ISE-Hg
36
Diagram alir pembuatan elektroda ESI-Hg
37
Gambar 3.9. Diagram alir pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada uji
potensiometri
Gambar 4.1.
38
Proses pengukuran titik leleh dengan sampel ionofor
DQDC menggunakan alat melting point yaitu (a)
memasukkan pipakapiler tang telah diisi dengan krital
dan (b) Proses pemanasan pipa kapiler sehingga
diketahui titik leleh melalui termometer.
40
Gambar 4.2. Spektra FTIR senyawa DQDC hasil pendekatan serapan
crown eter dengan 2-methylquinoline yang merupakan
gugus baru yang tersubtitusi kedalamnya.
Gambar 4.3. Spektrum FTIR 1,4,10,13 –
41
Tetraoxa - 7,16 –
Diazacyclooctadecane (DC)
42
Gambar 4.4. Proses pembuatan membran ionofor DQDC dimana (a)
preparat diletakkan pada alat sputtering preparat (b)Alat
sedang
bekerja
dalam
pembuatan
membran
(c)
pengambilan preparat yang telah berlapis membran (d)
preparat berlapis membran di tissue basah dan didiamkan
24 jam dan ditutup dengan kaca arloji (e) tampak
permukaan membran DQDC yang telah jadi.
46
Gambar 4.5. Desain Elektroda Kerja ESI-Hg Membran DQDC (a)
membran DQDC (b) Tampak bentuk badan elektroda dari
bahan PVC (c) ESI-Hg berlapis membran DQDC.
Gambar 4.6.
47
Desain alat potensiometri dalam penentuan merkuri
dengan elektroda kerja ESI-Hg membran DQDC dan
elektroda refference Ag/AgCl. (Purba, dkk., 2013).
47
xi
Gambar 4.7.
Skema Desain Instrumentasi Potensiometri Penentuan
Merkuri .
Gambar 4.8.
48
Hasil Uji Sensitivitas E vs time, bentuk signal
potensiometri dengan ESI-Hg berlapis membran DQDC
dalam penentuan merkuri dengan penambahan ion
merkuri monovalen (Hg+ ) kedalam KNO3 yang berisi
HNO3 : 0,0 mM; 10 µM; 30 µM; 50µM; 70 µM; 0,1
mM; 0,3 mM; 0,5 mM; 0,7 mM; 1 Mm.
Gambar 4.9.
Kurva
kalibrasi
larutan
standar
49
merkuri
Hg+
menggunakan membran ESI berlapis membran DQDC
(kondisi perlakuan sama dengan Gambar 4.8.
49
Gambar 4.10. Hasil Uji Sensitivitas E vs time, bentuk signal
potensiometri dengan ESI-Hg berlapis membran DQDC
dalam penentuan merkuri dengan penambahan ion
merkuri monovalen (Hg2+ ) kedalam KNO3 yang berisi
HNO3 : 0,0 mM; 10 µM; 30 µM; 50µM; 70 µM; 0,1
mM; 0,3 mM; 0,5 mM; 0,7 mM; 1 Mm.
Gambar 4.11. Kurva
kalibrasi
larutan
standar
50
merkuri
2+
Hg
menggunakan membran ESI berlapis membran DQDC
(kondisi perlakuan sama dengan Gambar 4.11.)
50
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Analisis
sintesis
senyawa
ionofor
7,16-Di(2-
methylquinolyl)-1,4,10,13-tetraoxa-7,16diazacylcooctadecane (DQDC)
39
Tabel 4.2. Hasil Pendekatan Spektrum IR pada serapan khas Crown
Ether dengan 2-methylquinoline berdasarkan Hardjono
(2001) dan Joseph, dkk (1987)
42
Tabel 4.3. Komposisi campuran pembuatan membran dan Karakteristik
membran Ionofor DQDC
45
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Pengujian Elekroda Esi-Hg
57
Lampiran 2.
Dokumentasi Penelitian
62
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Merkuri merupakan logam berat dengan efek toksisitas sangat berbahaya
bagi makhluk hidup. Diantara semua
unsur
logam
berat merkuri (Hg)
menduduki urutan pertama dalam hal sifat racunnya dibandingkan dengan logam
berat lainnya kemudian diikuti oleh logam berat Cd, Ag, Ni, Pb,As, Cr, Sn,dan Zn
(Bernhoft, R.A 2012). Semua spesies merkuri beracun, dengan senyawa organik
merkuri umumnya menjadi lebih beracun dari spesies anorganik (Azimi, S, dkk.,
2013). Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, beragam
kosmetik muncul di pasaran. Namun tidak semua kosmetika itu memenuhi aturan
farmasetika yaitu aman, berkhasiat, dan berkualitas
(Wasitaatmadja, 1997 di
dalam Fithriani A, dkk., 2013 ). Merkuri pada kosmetika yang sudah umum
digunakan ialah merkuri klorida, dan merkuri amido klorida (Ralph, 1982).
Produk pemutih wajah saat ini ramai diperbincangkan, bukan hanya
produknya yang membanjiri pasaran, tetapi juga karena dampak dari pemakaian
produk tersebut. Konsumen harus berhati-hati dalam memilih kosmetik pemutih
wajah, karena tidak semua produk pemutih wajah beredar di masyarakat aman
untuk digunakan. Berdasarkan PERMENKES RI No.445/MENKES/PER/V/1998
Indonesia melarang penggunaan merkuri dalam sediaan kosmetik, namun
penggunaan krim pemutih yang mengandung merkuri ini masih terus digunakan
(Fina, 2005).
Kemudian, banyak metode analisa kimia yang telah dikembangkan dalam
penentuan logam merkuri secara kuantitatif. Beberapa metode analisis tersebut
adalah metode spektrometri UV-Vis (Gurkan dan Kir, 2014; Nashukha, dkk.,
2014), metode spektrometri serapan atom (Syafnir, dkk., 2011; Gao, dkk., 2012),
metode spektro-fluorimetri (Andac, dkk., 2007; Vasimalai, dkk., 2012) dan
berdasarkan studi literatur diketahui bahwa metode umum yang masih
mendominasi
dalam penentuan merkuri secara kuantitatif adalah metode
spektrometri serapan atom
khusus atau CV- AAS (Cold Vapor-Atomic
2
Absorption Spectrometry) (Mousavi, dkk., 2010; Ghaedi, dkk., 2011; Turker, dkk.,
2013; Claudia P.Peregrino, dkk., 2011). Namun pada penentuan merkuri di
lapangan, beberapa metode analisis di atas sulit dilakukakan karena tingginya
biaya analisis yang dibutuhkan, dan instrument yang tidak dapat dibawa kemanamana serta selalu dibutuhkan metode pendahuluan yang sesuai sebelum
pengujian. Penentuan merkuri menggunakan sperktrofotometri sinar tampak
ataupun UV-VIS
kurang selektif disebabkan oleh kehadiran senyawa yang
menggangu pengukuran optik (interferen) sehingga hasil analisis juga kurang
akurat. Disamping itu metode spektrofotometri sinar tampak membutuhkan suatu
zat kimia pengabsorbsi yang harganya mahal, dan kebanyakan senyawa kimia
pengabsorbsi ini bersifat karsinogenik juga sehingga tidak aman bagi pengguna
(tenaga analis) sedangkan
membutuhkan
keahlian
metode CV-AAS selain mahal, metode ini
khusus
dalam
hal
analisis
dan
pengoperasian
instrumentasinya. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu metode alternatif yang lebih
praktis, murah, lebih cepat dengan peralatan yang sederhana namun tetap
memiliki selektivitas analisis yang tinggi.
Teknik analisis yang sedang dan terus berkembang akhir – akhir ini adalah
teknik analisis sensor elektrokimia yang berupa ion selektif elektroda (ISE).
ISE merupakan sensor elektrokimia (elektroda) yang menggunakan membran
selektif ion sebagai elemen pengenal (sensor) yang bersifat potensiometrik. Pada
dasarnya pengukuran ESI dapat bekerja ketika timbul beda potensial yang
mendekati membran yang merupakan antarmuka dari membran dan larutan
analit yang berprinsip dari sel galvani. Potensial tersebut berupa listrik, fungsi dari
timbulnya potensial tersebut dapat memisahkan dua larutan yang bersifat
elektrolit yang terjadi pada antarmuka membran. Pada saat kontak dengan
larutan analit, bahan aktif membran akan mengalami disosiasi menjadi ion-ion
bebas pada antarmuka membran dengan larutan. Jika anion atau kation yang
berada dalam larutan dapat menembus batas antarmuka membran dengan larutan
yang tidak saling campur, maka akan terjadi reaksi pertukaran ion dengan ion
bebas pada sisi aktif membran sampai mencapai kesetimbangan elektrokimia
(Atikah, dkk., 2013). Beberapa keunggulan elektroda selektif ion (ISE) dari
3
metode analisis yang lainnya adalah sederhana dan mudah digunakan
(dioperasikan), mudah dibawa, dapat mengukur aktivitas suatu analit secara
langsung, memiliki sensitivitas di berbagai jarak konsentrasi yang lebar (skala
linieritas deteksi), selektivitas yang tinggi sehingga tidak memerlukan pemisahan,
biaya analisis yang murah, dan analisis dengan ISE dilakukan dengan cepat dan
akurat (Kim, dkk., 2007; Atikah, dkk., 2013). Atikah, dkk., (2013) menjelaskan
bahwa sifat dasar dari ion selektif elektroda meliputi faktor Nernst, rentang
konsentrasi, limit deteksi, stabilitas potensial baku kondisional (E0) terhadap
waktu, reproduksibilitas pembuatannya, waktu respon yang cepat (orde detik,
selektif terhadap ion asing serta usia pemakaian yang lama. Berdasarkan sifat
dasar ISE tersebut maka metode ISE perlu dilakukan karakterisasi meliputi faktor
nernst, kisaran konsentrasi linear, batas deteksi, waktu respon, dan usia pemakaian
untuk mengetahui tingkat kinerjanya dalam sensor kimia.
Komponen
terpenting dalam metode elektroda selektif ion ini adalah
membran ion selektif. Membran ion selektif ini dibuat dari komponen aktif yang
mampu memberikan respon selektif terhadap ion target seperti ion merkuri. Dan
hal ini yang menjadi salah satu permasalahan yang dihadapi dalam penggunaan
metode elektroda seletif ion. Pencarian senyawa aktif yang memberikan respon
sensitif dan selektif terhadap ion logam berat masih diperlukan sebagai komponen
membran ISE terutama rangka pembuatan dan pengembangan instrumen analisa
yang sensitif, selektif, cepat, akurat, sederhana, mudah dioperasikan dengan biaya
analisa yang relatif murah. Salah satu ionofor yang dapat dimodifikasi dan
memberikan respon terhadap ion logam adalah senyawa azacrown dan
turunannya. Senyawa ini memiliki gugus fungsi yang dapat memberikan peluang
dalam penggerakkan elektron dalam membran elektroda (Situmorang, 2005).
Mengingat aplikasinya sangat berpengaruh besar sebagai komponen sensor
dalam kimia analisis penentuan logam berat maka banyak penelitian telah
dilakukan untuk mencari dan mensintesis senyawa ionofor sebagai komponen
aktif ISE. Beberapa penelitian untuk pengembangan komponen ISE yang telah
dilaporkan oleh (Yang, dkk., 1998) telah berhasil mensintesis turunan diazakrown
eter 7,16-dithenyil-1,4,10,13-tetraoxa-7,16,-diazacyclooctadecane (DTDC) dan
4
senyawa 7,16–di-(2-metilquinolyl)-1,4,10,13,-tetraoxa-7,16-diazacycloctadecane
(DQDC)
yang
digunakan
sebagai
komponen
ionofor
dalam
membran
polivinilklorida (PVC) dapat memberikan respon yang selektif terhadap logam
berat, namun bahan ini sangat sulit untuk dicari dan harganya sangat mahal di
Indonesia.
Untuk itu diperlukan senyawa kimia yang tepat sebagai komponen dasar
sintesis ionofor yang akan memberikan respon yang baik terhadap ion target.
Situmorang, dkk., (2005) telah berhasil mensintesis ionofor
7,16-dithenoyl-
1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazacyclooctadecane (DTODC) dengan komponen
dasar senyawa yang digunakan adalah senyawa 1,4,10,13-tetraoxa-7,16diazacyclooctadecane (DC) dan memberikan selektivitas yang cukup baik dan
memberikan respon yang konstan selama lebih 19 hari, setelah itu mengalami
sedikit penurunan apabila elektroda ISE-Hg tidak disimpan dalam keadaan baru
dan kondisi kering di dalam kulkas. Pemilihan membran PVC ini diharapkan
memiliki ketahanan yang cukup lama untuk waktu hidup (life time)
dengan
stabilitas pengukuran yang tinggi agar dapat menjadi sensor kimia dalam
penentuan ion logam merkuri yang lebih selektif dengan akurasi yang tinggi. Oleh
karena itu diperlukan pencarian senyawa ionofor lain yang memberi respon
sensitif, linieritas yang tinggi dan memiliki respon cepat serta waktu hidup yang
lebih lama dari ionofor DTODC dalam penentuan merkuri (Hg). Penelitian
sebelumnya juga telah mensintesis ionofor 7-16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa - 7,16 - diazacyclooctadecane (DQDC) dari 1,4,10,13-tetraoxa-7,16diazacyclooctadecane (DC) yang digunakan dalam penentuan merkuri dengan
menggabungkan antara ion selektif elektroda merkuri (ISE-Hg) potensiometri
dalam sistem flow injection analysis (FIA). Ionofor DQDC tersebut memberi
respon sensitif terhadap penentuan merkuri namun kurang memberi respon
linieritas (Situmorang, dkk., 2011). Sihombing, dkk., (2015) juga telah melakukan
penelitian tentang pengembangan ion selektif elektroda merkuri (ISE-Hg) dari
ionofor 7-16 – Di - (2-methylquinolyl) - 1,4,10,13-tetraoxa - 7,16 - diazacyclooctadecane (DQDC) dan mendapatkan komposisi membran elektroda dengan
kualitas yang baik (40% PVC, 57% NPOE, 3% DQDC, 50% KTp-ClPB)
5
(Sihombing, dkk., 2015). Penelitian tersebut belum mendapatkan hasil yang
maksimal dan hanya dicobakan untuk pengujian merkuri divalen (Hg2+) sehingga
perlu melakukan penelitian lanjutan kinerja ESI-Hg dengan konsentrasi merkuri
yang lebih rendah untuk mengetahui batas deteksi minimum penentuan merkuri.
Oleh karena itu, peneliti akan melakukan penelitian lebih lanjut terkait
senyawa ionofor tersebut melalui PEMBUATAN SENSOR MERKURI
MENGGUNAKAN BAHAN AKTIF DQDC (7,16-Di-(2-Methylquinolyl-1,4,10,13Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane).
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini di batasi pada :
1. Karakterisasi ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13-tetraoxa-7,16-
diazacyclooctadecane (DQDC) pada bahan yang sudah tersedia meliputi
uji melting point dan uji FTIR.
2. Pembuatan membran Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) dengan
senyawa ionofor DQDC sebagai komponen ISE-Hg.
3. Pembuatan desain elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) yang
mengandung senyawa ionofor DQDC dalam metode potensiometri untuk
penentuan ion merkuri (Hg).
4. Pengujian respon elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg)
terhadap ion merkuri (Hg) dalam metode potensiometri.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana karakterisasi ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DQDC) pada bahan yang sudah yang
meliputi uji melting point dan uji FTIR.
2. Bagaimana cara pembuatan membran Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISEHg) dengan senyawa ionofor DQDC sebagai komponen ISE-Hg.
6
3. Bagaimana desain elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) yang
mengandung ionofor DQDC sebagai senyawa aktif dalam metode
potensiometri untuk penentuan ion merkuri (Hg).
4. Bagaimana cara uji respon elektroda ISE-Hg untuk penentuan ion merkuri
(Hg).
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui hasil uji dari ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DQDC) pada bahan yang sudah
tersedia dengan uji melting point dan uji FTIR.
2. Membuat membran ISE-Hg dengan mengaduk komponen ionofor DQDC
sebagai komponen elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg).
3. Membuat desain elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) yang
mengandung ionofor DQDC sebagai senyawa aktif dalam metode
potensiometri untuk penentuan ion merkuri (Hg).
4. Mengetahui respon dan tingkat kinerja Ion Selektif Elektroda Merkuri (Hg)
untuk penentuan ion merkuri (Hg).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adaah sebagai berikut :
1. Memperoleh hasil uji dari ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane
(DQDC)
dengan
mengetahui
kemurniannya dan gugus fungsi yang spesifik
2. Memperoleh membran ISE-Hg dengan senyawa ionofor DQDC sebagai
komponen elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg).
3. Memperoleh desain instrumen analisis berupa elektroda ISE-Hg yang
mengandung ionofor DQDC sebagai senyawa aktif dalam metode
potensiometri untuk penentuan ion merkuri (Hg).
4. Memporoleh hasil uji respon dan kinerja dari elektroda Ion Selektif
Elektroda Merkuri (ISE-Hg) terhadap ion merkuri (Hg).
52
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dan uraian pembahasan diatas
maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut
1. Karakterisasi DQDC dari bahan yang sudah tersedia meliputi uji melting
point dengan titik leleh 1000C dan gugus yang spesifik adalah amina
tersier muncul dengan serapan rentang 1350 – 1000 cm-1 .
2.
Pembuatan membran ESI-Hg yang dilakukan menggunakan alat
sputtering
dengan 4
variasi
komposisi
membran,
berdasarkan
karakteristik fisik membran 1 memiliki kualitas membran yang kurang
bagus karena terlalu tipis, membran 2 memiliki kualitas membran yang
bagus karena bersifat elastis dan tidak mudah rusak dan membran 3 juga
memiliki kualitas membran yang elastis saat digunakan sedikit mudah
rusak . Jadi, membran yang baik digunakan yang telah memberikan respon
pada ISE-Hg adalah membran ke 2.
3. Desain ESI-Hg dibuat dengan pipa PVC yang dilapisi membran ionofor
DQDC dengan larutan internal larutan internal Hg(NO3)2 0,01 M dan
larutan elektrolit KCl 0,01 M (1:2) yang berfungsi sebagai larutan transfer
ion dan dimasukkan kawat tungsten yang akan dihubungkan dengan
potensiometer.
4. Berdasarkan pengujian dan pengukuran elektroda ISE-Hg terhadap ion
merkuri dapat dinyatakan bahwa elektroda ISE-Hg memberikan respon
terhadap ion logam merkuri yang ditunjukkan dari meningkatnya nilai
potensial yang berbanding lurus dengan penambahan volume larutan ion
merkuri (Hg2+ ), dimana terlihat kenaikan nilai potensial. Pada penelitian
ini menunjukkan kinerja dengan nilai nerst ion monovalen Hg + 46,613 mV
(R2=0,3244) dan ion bivalen Hg2+ 26,257 mV (R 2=0,9804). Berdasarkan
teori, ion bivalen (Hg2+)
monovalen (Hg+).
lebih mendekati dibandingkan dengan ion
53
4.2.
Saran
Dari hasil penelitian, peneliti menyarankan:
1. Karakterisasi pada ionofor harus ditambahkan pengujiannya dengan uji
GC-MS sehingga gugus dan struktur dari DQDC terlihat jelas.
2. Pada saat pengujian elektroda kerja saat digunakan tidak boleh goyang
karena dapat mempengaruhi kinerja elektroda yang kurang sensitif
sehingga menghasilkan akurasi yang tinggi dalam pendeteksian.
3. Harus melakukan penelitian lanjutan terhadap kinerja ESI-Hg dengan
konsentrasi merkuri untuk ion monovalen dan ion bivalen untuk
mengetahui batas deteksi dan pH optimal sesuai dengan teori faktor nerst.
54
DAFTAR PUSTAKA
Alfian, Z., (2006), Merkuri: Antara Manfaat dan Efek Penggunaannya Bagi
Kesehatan Manusia dan Lingkungan, Skripsi, USU, Medan.
Anonim (2016), Ion Selective Electrode,
https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_selective_electrode/html. (akses Januari
2016).
Anonim (2015), Spin Coating,
http://nl.wikirecent.com/topics/spincoating/html. (akses Februari 2016).
Armin, F., Zulharmita., Firda, Dinda R., Identifikasi Dan Penetapan Kadar
Merkuri (Hg) Dalam Krim Pemutih Kosmetika Herbal Menggunakan
Spektrofotometri Serapan Atom (Ssa), Jurnal Sains dan Teknologi
Farmasi, 18(1): 1410-0177
Atikah, Kusrini, E., dan Sulistyarti, H., (2013), Karakterisasi Elektroda Selektif
Ion (ESI) Kadmium Tipe Kawat Terlapis Bermembran D2EHPA, Kimia
Student Journal 2(2): 560-566.
Atikah, Maulidah, F.R., dan Faradiyah,Q., (2013), Aplikasi Elektroda Selektif Ion
Sulfat Berbasis Piropilit Untuk Penentuan Sulfat pada Minuman, Kimia
Student Journal, 1(1): 15-21.
Azimi, S., dan Moghaddam, M.S., (2013), Effect of Mercury Pollution on the
Urban Environment and Human Health, Journal of Chemical Education,
1(1): 12-20.
Bernhoft, R.A., (2012), Mercury Toxicity and Treatment: A Review of the
Literature, Article 460508.
Budimarwanti, C., (2009), Sintesis Senyawa 4-Hidroksi -5-Dimetilaminometil-3Metoksibenzil Alkohol dengan Bahan Dasar Vanilin Melalui Reaksi
Mannich, Seminar Nasional Kimia, Oktober 2009.
Christian, GD., (1986), Analytical Chemistry. Ed ke-4, John Wiley & Sons, New
York.
Day R.A. dan Underwood A.L., (1998), Analisis Kimia Kuantitatif Edisi keenam,
Erlangga, Jakarta
Evans, Z., (1987), Potentiometry and Ion Selective Electrode, John Wiley and
Sons, New York.
55
Fessenden, R.J., dan Fessenden J.S., (1997), Dasar-dasar Kimia Organik. Maun,
S., Anas, K., dan Sally, T : Penerjemah, Binarupa Aksara, Jakarta
Frant, M.S., (1994), History of The Early Commercialization of Ion Selective
Electrodes. Analyst (199): 2293-2301, dalam http://web.nsmu.edu/~kburke
/instrumentatiton/IS_Electrod.html/. (akses Februari 2016).
Harvey, D., (2000), Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill Comp., New
York.
Hardjono, S., dan Harno, D.P., (2001), Sintesis Senyawa Organik, FMIPA UGM,
Yogyakarta.
Irving, F., dan Curaham, J., (1975), Ammoniate Mercury Toxicity in Cattle. Can
Vet 16 :260-264
Lakshmarayanaiah, N., (1976), Membrane Electrode, Academic press, New York.
Morf W. E., (1981), The Principles Of Ion-Selective Electrodes And Of
Membrane Transport, Elsevier Scientific Publishing Company,
Amsterdam.
Murray, R.K., Granner, D.K., dan Rodwell, V.W., (2009), Biokimia Harper Edisi
27. EGC, Jakarta.
Palar, H., (1994), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Rineka Cipta,
Jakarta.
Purba, J., Zainiati, Samosir, E.A., dan Situmorang, M., (2013), Pembuatan Ion
Selektive Elektroda (ISE) untuk Analisis Penentuan Merkuri (ISE-Hg),
Prosiding Seminar dan Rapat Tahunan BKS PTN-B Bidang MIPA di
Bandar Lampung, 10-12 Mei 2013: 207-211.
Purba, J., Zainiati, dan Situmorang, M., (2013), Sintesis Ionofor Sebagai Bahan
Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis Penentuan Logam
Merkuri (Hg), Prosiding Seminar Hasil Penelitian Lembaga Penelitian
Unimed Tahun 2013 Bidang Sains, Teknologi, Sosial, Bahasa dan
Humaniora, 14-16 November 2013 : 28-35.
Pungor, dan Klara T, (1970), The theory of ion-selective membrane electrode, the
analist, 95 : 625-638.
Rivai, H., (1994), Asas Pemeriksaan Kimia, UI-Press, Jakarta.
Sihombing, M.B. (2016), Pembuatan dan Karakterisasi Elektroda Selektif Ion
(ESI-Hg) dalam Penentuan Ion Logam Merkuri Menggunakan Ionofor
DQDC(7,16-Di(2-Metilquinolyl-1,4,10,13-Tetraoxa-7,16Diazacyclooctadecane)., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
56
Sihombing, E, Situmorang, M., Sembiring, T., dan Nasruddin, (2015), The
Development of Mercury Ion Selective Electrode with Ionophore 7,16diazacyclooctadecane (DQDC). Modern Applied Science 9(8):81-90
Situmorang, M., (2001), Sintesis Ionofor Azacrown Untuk Membran Elektroda
Ion Selektif Penentuan Timbal, Laporan Penelitian. FMIPA UNIMED,
Medan.
Situmorang, M., (2010), Kimia Analitik Lanjut dan Instrumentasi, FMIPA
Unimed, Medan.
Situmorang, M., Purba, J., Lamria, M.L., Cintiya, H., Sinulingga, K.A.P., dan
Sihombing, E., (2014), Sintesis Ionofor DTODC sebagai Bahan Aktif
dalam Elektroda Ion Selektif Penentuan Merkuri (ISE-Hg), Jurnal
Penelitian Santika. (In Press)
Sinulingga, K.A.P., (2014), Pembuatan Ion Selektif Elektroda Merkuri (Ise-Hg)
dari Senyawa Ionofor 7,16-Dithe noyl-1,4,10,13-Tetraoxa-7,16Diazacyclooctadecane (Dtodc) Sebagai Bahan Aktif Untuk
Penentuan Ion Logam Merkuri (Hg), Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan.
Skoog, D. A., Hooler, dan Wieman, (1998), Principles of Instrumental Analysis,
Saunder College Publishing, New York, pp. 584-585: 673-674.
Svehla, G., (1985), Vogel Analisa Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro,
Kalman Media Pustaka, Jakarta.
Tarigan, M., (2013), Pembuatan Elektroda Merkuri Menggunakan Ionofor
Sebagai Bahan Aktif Untuk Penentuan Merkuri, Laporan Skripsi
UNIMED: Medan.
Yang, X. H., Hibbert, D. B., dan Alexander, P.W., (1998), Flow Injection
Potensiometry by PVC-Membrane Electrodes with Sbustituted Azacrown
Ionophore for the Determinantion of Lead (II) and Mercury (II) Ion,
Analitica Chemica Acta 372: 387-398.
Wang, J., (2001), Analytical Electrochemistry Second Edition, John Wiley &
Sons, Inc, New York
Wasitaatmadja, S.M., (1997), Penuntun Ilmu Kosmetik Medik, Universitas
Indonesia, Jakarta
AKTIF DQDC (7,16-Di-(2-Methylquinolyl)-1,4,10,13Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane)
Oleh:
Ira Dwi Yana
NIM 4121210006
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2016
i
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Binjai Provinsi Sumatera Utara, pada tanggal
14 Januari 1995. Ayah bernama Suryanto, dan Ibu bernama Siti Baroroh, dan
merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Pada tahun 2006 penulis masuk SD
Negeri 028226 Binjai Timur dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis
melanjutkan sekolah di SMP Negeri 3 Binjai dan lulus pada tahun 2009. Pada
tahun 2009 penulis melanjutkan sekolah di SMA Negeri 3 Binjai dan lulus pada
tahun 2012. Kemudian mengikuti test melalui jalur undangan dari sekolah SMA
Negeri 3 Binjai pada tahun 2012 dan dinyatakan lulus atau diterima di Program
Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Negeri Medan.
Selain mengikuti aktivitas perkuliahan di Universitas Negeri Medan,
penulis juga mengikuti organisasi kampus yaitu anggota Forsimka (Forum
Silatuhrahmi Kimia). Penulis juga pernah mengikuti kegiatan kuliah lapangan di
Laboratorium Forensik Polda Sumatera Utara pada tahun 2014, kuliah lapangan di
Pt. Nippon Indosaro Corpindo Tanjung Morawa pada tahun 2015dan mata kuliah
umum yang diberikan oleh Tambang Emas Martabe PT. Agincourt G-Resources
pada tahun 2014. Penulis menyelesaikan kegiatan Praktek Kerja Lapangan di PT
INALUM Persero di Kuala Tanjung, Medan tahun 2016. Aktif juga mengikuti
acara seminar seperti Pelatihan Penulisan Program Kreatifitas Mahasiswa (2013),
Seminar Pendidikan Nasionaltahun (2013), Seminar Nasional Kimia (2015),
Training Motivasi (2012), dan Partisipasi Workshop dan test Toefl (2015), serta
mengikuti Olimpiade OSN-PTI yang diselenggarakan oleh Pertamina. Penulis
pernah menjadi asisten laboratoriun Kimia Umum II (2014) dan asisten
laboratorium Kimia Analitik I (2015). Penulis lulus ujian meja hijau pada tanggal
2 September 2016 dengan nilai 92,18.
iii
PEMBUATANSENSORMERKURIMENGGUNAKANBAHAN
AKTIFDQDC(7,16-Di-(2-Methylquinolyl)-1,4,10,13Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane)
Ira Dwi Yana (4121210006)
ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan di laboratorium instrumen Kimia analisis,
pembuatan sensor merkuri yang berlapis membran ionofor DQDC
(7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13-tetraoxa-7,16
diazacyclooctadecane) untuk menentukan ion logam merkuri. Dengan
menggunakan bahan DQDC sudah tersedia . Ionofor dibuat dalam
bentuk membran dengan cara di sputtering dengan 4 komponen
campuran antara PVC, NPOE, KtpClPB dan ionofor DQDC dengan
tiga variasi perbandingan komposisi membran. Membran di desain
menjadi ESI-Hg pada badan elektroda PVC dan dilakukan
pengujiannya. Pengukuran uji respon ISE-Hg pada alat potensiometri
terhadap kehadiran ion logam merkuri (Hg) dengan menginjeksikan
larutan standar ion merkuri dengan penambahan konsentrasi untuk
setiap kali pengukuran yang berisi HNO3 dengan pH 5 dan 6. Diperoleh
pada Membran II dengan komposisi 29 % PVC, 58 % NPOE, 10 %
KTpClPB, dan 3% DQDC yang memberikan respon. Diperoleh nilai
nernst untuk ion monovalen Hg + 46,613 mV (R 2=0,3244) dan ion
bivalen Hg2+ 26,257 mV (R2=0,9804).dengan respon linear 10 µM – 1
mM.
Kata Kunci : Ionofor, DQDC, ESI-Hg, merkuri
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT
atas segala rahmat dan karunianya yang senantiasa memberikan kesehatan,
hikmat, dan kebijaksanaan kepada penulis sehingga penelitian ini dapat
diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan. Judul yang
ditentukan dalam penelitian yang dilaksanakan Maret-Agustus 2015 ialah
“Pembuatan Sensor Merkuri Menggunakan Ionofor DQDC (7,16-Di(2Methylquinolyl) -1,4,10,13-Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane).”
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari
pengajuan proposal hingga penyusunan skripsi, antara lain Bapak Prof.Drs.
Manihar Situmorang, M.Sc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing skripsi yang
memberikan arahan, bimbingan, dan motivasi, Dosen Pembimbing Akademik
Bapak Amser Simanjuntakyang telah membimbing penulis selama perkuliahan,
serta kepada Bapak Dr. Mahmud, M.Sc, Dr. Zainuddin Muchtar, M.Si, dan Ibu
Dra. Ani Sutiani, M.Si selaku Dosen Penguji yang telah memberikan banyak
saran dan masukan positif dalam penelitian ini. Penghargaan juga penulis berikan
kepada Bapak Dr. Eidi Sihombing, M.Si selaku Dosen juga teman maupun
orangtua berbagi cerita mengenai suka duka dalam penelitian ini yang juga turut
memberikan ilmu, arahan dalam penelitian ini. Penulisjuga sampaikan terimakasih
kepada seluruh civitas akademi di UNIMED serta Staff Laboratorium Farmasi
Universitas Sumatera Utara yang membantu dalam analisis sampel.
Secara khusus penulis menyampaikan penghormatan yang setinggitingginya kepada orang tua penulis yang terkasih dan yang tersayangBapak
Suryanto dan Ibu Siti Barorohatas segala doa, bimbingan, kasih sayang dan
dukungan moril maupun material kepada penulis. Terimakasih Abangku Putra
Jaya Kesuma dan adikku Triana Rahayu Ningsih atas dukungan dan motivasinya
serta pengorbanan dan kasih sayang yang tak terhingga kepada penulis.
Terimakasih kepada Ibu Ernawati yang selalu memberikan doa, nasehat, motivasi
dan kasih sayangnya. Kepada Wismoyo Aris Gumelar terimakasih banyak yang
v
meluangkan waktunya membantu dalam penelitian serta motivasi yang selalu
diberikan kepada penulis. Terimakasih Temanku Fauzy, Primajogi, Dewi dan
Zahrina berbagi cerita keluh kesah dalam penelitian ini serta doa, masukan dan
semangat dan dukungan dari sahabat jauh Sukma dan Hany di Cilegon Jakarta.
Rekan seperjuangan penulis selama penelitian Beril, Debby, dan Kristin
terimakasih buat kerjasamanya.Terima kasih banyak buat seluruh mahasiswa/i
kelas Non Kependidikan Kimia 20012 yang tidak dapat disebutkan satu persatu
kalian telah memberi banyak arti dalam masa perkuliahan penulis.
Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam penyusunan skripsi ini
namun tak ada gading yang tak retak, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih
banyak kekurangan baik dari segi isi maupun tata bahasa. Untuk itu penulis
menerima kritik dan saran yang bersifat membangun guna penyempurnaan skripsi
ini. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan
dan teknologi serta menambah wawasan dan literatur bagi pembaca.
Medan, Agustus2016
Ira Dwi Yana
NIM. 4121210006
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
xii
Daftar Lampiran
xiii
BAB 1: PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Batasan Masalah
5
1.3. Rumusan Masalah
5
1.4. Tujuan Penelitian
6
1.5. Manfaat Penelitian
6
BAB 2: TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sejarah Perkembangan Ion Selektif Elektroda (ISE)
7
2.2. Elektroda selektif ion (ESI)
7
2.2.1. Membran Elektroda Pada ISE
9
2.3. Gugus Eter Dalam Senyawa Ionofor
11
2.4. Ionfor sebagai Komponen Membran Elektroda selektif ion (ESI)
12
2.5. Eter Mahkota (Crown Ether) sebagai Komponen Ionofor
13
2.5.1. Kegunaan Senyawa Ionofor
16
2.6. Jenis Jenis Senyawa Ionofor
17
2.7. Logam Berat Merkuri sebagai Pencemar
17
2.8. Analisis Potensiometri
19
2.9. Elektroda Pembanding (Refference electrode)
22
vii
2.10. Karakterisasi Elektroda Selektif Ion
24
2.11. Spin Coating untuk Pembuatan Membran ESI
26
2.12. ESI untuk Analisis
27
BAB 3: METODE PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
29
3.2. Alat dan Bahan
29
3.3. Prosedur Penelitian
29
3.3.1. Penyediaan Zat dan Pembuatan Larutan
30
3.3.2. Karakterisasi Senyawa Ionofor DQDC
31
3.3.3. Pembuatan Membran dan Penggunaannya dalam Membran ISE-Hg
31
3.3.4. Pembuatan Ion Selektif Elektroda (ISE)
31
3.3.5. Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Uji Potensiometri
32
3.4. Bagan Alir Penelitian
32
3.4.1. Pembuatan Larutan Standar
32
3.4.2. Diagram Alir Karakterisasi Ionofor DQDC
35
3.4.3. Diagram Alir Pembuatan Membran dan Penggunaan Ionofor
dalam Membran ISE-Hg
3.4.4. Diagram Alir Pembuatan Elektroda ISE-Hg
36
37
3.4.5. Diagram Alir Pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada Uji
Potensiometri
38
BAB 4: HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Krakterisasi Sintesis ionofor 7,16–Di-(2-Methylquinolyl) -1,4,10,13–Tetraoxa7,16 Diazacyclooctadecane (DQDC)
39
4.2. Pembuatan Membran Ionofor ESI-Hg
44
4.3. Desain Pembuatan Sensor Merkuri Menggunakan Bahan Aktif DQDC
46
4.4. Pengujian Ionofor Dalam ISE-Hg Pada Uji Potensiometri
48
viii
BAB 5: KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
52
5.2. Saran
53
Daftar Pustaka
54
Lampiran
57
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.
Bagian-Bagian dari Elektroda Selektif –Ion.
9
Gambar 2.2. Mekanisme Reaksi Pada Antarmuka Membran dengan
Larutan
10
Gambar 2.3. Struktur Umum gugus Eter ,yang mana ionofor terdiri
dari polimer rantai senyawa eter
11
Gambar 2.4. Mekanisme lintasan kerja ionofor dari proses pengikatan
ion, melintasi bagian dalam hidrofobik dari membran
hingga melewati serta menghindari kontak dengan
bagian dalam dalam hidrofobik membran
12
Gambar 2.5. Struktur eter mahkota yang umum secara berurutan yaitu
(1) 1-mahkota-4 ; (2) 15-mahkota-5 ; (3) 18-mahkota-6
;(4) dibenzo-18-mahkota-6 dan (5) diaza-18-mahkota-6
14
Gambar 2.6. Eter mahkota mengkhelat logam sesuai dari ukuran
lubang cincin dan ukuran kationnya
14
Gambar 2.7. Reaksi sintesis pengubahan DC menjadi DTODC
15
Gambar 2.8. Reaksi sintesis pengubahan DC menjadi DQDC
16
Gambar 2.9. Bagan pengukuran dengan potensiometer menggunakan
elektroda pembanding dan elektroda indikator dengan
larutan uji
Gambar 2.10. Mekanisme kerja spin coating
20
26
Gambar 2.11. Skema sistem potensiometri penentuan merkuri dengan
ESI-Hg yang terdiri atas sel elektrokimia (ESI-Hg vs
Ag/AgCl), voltmeter dan mikrokumputer
28
Gambar 3.1. Pembuatan Larutan Hg(NO3 )2 0,01 M
32
Gambar 3.2. Pembuatan Larutan KCl 0.01 M
33
Gambar 3.3. Pembuatan Larutan KNO3 0.01 M
33
Gambar 3.4. Pembuatan Larutan Standar Hg2+
34
Gambar 3. 5. Pembuatan Larutan Standar Hg+
34
x
Gambar 3.6.
Diagram sintesis senyawa ionofor DQDC dari senyawa
DC
35
Gambar 3.7. Diagram alir pembuatan membran dan penggunaan
Gambar 3.8.
ionofor dalam membran ISE-Hg
36
Diagram alir pembuatan elektroda ESI-Hg
37
Gambar 3.9. Diagram alir pengujian Ionofor dalam ISE-Hg pada uji
potensiometri
Gambar 4.1.
38
Proses pengukuran titik leleh dengan sampel ionofor
DQDC menggunakan alat melting point yaitu (a)
memasukkan pipakapiler tang telah diisi dengan krital
dan (b) Proses pemanasan pipa kapiler sehingga
diketahui titik leleh melalui termometer.
40
Gambar 4.2. Spektra FTIR senyawa DQDC hasil pendekatan serapan
crown eter dengan 2-methylquinoline yang merupakan
gugus baru yang tersubtitusi kedalamnya.
Gambar 4.3. Spektrum FTIR 1,4,10,13 –
41
Tetraoxa - 7,16 –
Diazacyclooctadecane (DC)
42
Gambar 4.4. Proses pembuatan membran ionofor DQDC dimana (a)
preparat diletakkan pada alat sputtering preparat (b)Alat
sedang
bekerja
dalam
pembuatan
membran
(c)
pengambilan preparat yang telah berlapis membran (d)
preparat berlapis membran di tissue basah dan didiamkan
24 jam dan ditutup dengan kaca arloji (e) tampak
permukaan membran DQDC yang telah jadi.
46
Gambar 4.5. Desain Elektroda Kerja ESI-Hg Membran DQDC (a)
membran DQDC (b) Tampak bentuk badan elektroda dari
bahan PVC (c) ESI-Hg berlapis membran DQDC.
Gambar 4.6.
47
Desain alat potensiometri dalam penentuan merkuri
dengan elektroda kerja ESI-Hg membran DQDC dan
elektroda refference Ag/AgCl. (Purba, dkk., 2013).
47
xi
Gambar 4.7.
Skema Desain Instrumentasi Potensiometri Penentuan
Merkuri .
Gambar 4.8.
48
Hasil Uji Sensitivitas E vs time, bentuk signal
potensiometri dengan ESI-Hg berlapis membran DQDC
dalam penentuan merkuri dengan penambahan ion
merkuri monovalen (Hg+ ) kedalam KNO3 yang berisi
HNO3 : 0,0 mM; 10 µM; 30 µM; 50µM; 70 µM; 0,1
mM; 0,3 mM; 0,5 mM; 0,7 mM; 1 Mm.
Gambar 4.9.
Kurva
kalibrasi
larutan
standar
49
merkuri
Hg+
menggunakan membran ESI berlapis membran DQDC
(kondisi perlakuan sama dengan Gambar 4.8.
49
Gambar 4.10. Hasil Uji Sensitivitas E vs time, bentuk signal
potensiometri dengan ESI-Hg berlapis membran DQDC
dalam penentuan merkuri dengan penambahan ion
merkuri monovalen (Hg2+ ) kedalam KNO3 yang berisi
HNO3 : 0,0 mM; 10 µM; 30 µM; 50µM; 70 µM; 0,1
mM; 0,3 mM; 0,5 mM; 0,7 mM; 1 Mm.
Gambar 4.11. Kurva
kalibrasi
larutan
standar
50
merkuri
2+
Hg
menggunakan membran ESI berlapis membran DQDC
(kondisi perlakuan sama dengan Gambar 4.11.)
50
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Analisis
sintesis
senyawa
ionofor
7,16-Di(2-
methylquinolyl)-1,4,10,13-tetraoxa-7,16diazacylcooctadecane (DQDC)
39
Tabel 4.2. Hasil Pendekatan Spektrum IR pada serapan khas Crown
Ether dengan 2-methylquinoline berdasarkan Hardjono
(2001) dan Joseph, dkk (1987)
42
Tabel 4.3. Komposisi campuran pembuatan membran dan Karakteristik
membran Ionofor DQDC
45
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Pengujian Elekroda Esi-Hg
57
Lampiran 2.
Dokumentasi Penelitian
62
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Merkuri merupakan logam berat dengan efek toksisitas sangat berbahaya
bagi makhluk hidup. Diantara semua
unsur
logam
berat merkuri (Hg)
menduduki urutan pertama dalam hal sifat racunnya dibandingkan dengan logam
berat lainnya kemudian diikuti oleh logam berat Cd, Ag, Ni, Pb,As, Cr, Sn,dan Zn
(Bernhoft, R.A 2012). Semua spesies merkuri beracun, dengan senyawa organik
merkuri umumnya menjadi lebih beracun dari spesies anorganik (Azimi, S, dkk.,
2013). Seiring dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, beragam
kosmetik muncul di pasaran. Namun tidak semua kosmetika itu memenuhi aturan
farmasetika yaitu aman, berkhasiat, dan berkualitas
(Wasitaatmadja, 1997 di
dalam Fithriani A, dkk., 2013 ). Merkuri pada kosmetika yang sudah umum
digunakan ialah merkuri klorida, dan merkuri amido klorida (Ralph, 1982).
Produk pemutih wajah saat ini ramai diperbincangkan, bukan hanya
produknya yang membanjiri pasaran, tetapi juga karena dampak dari pemakaian
produk tersebut. Konsumen harus berhati-hati dalam memilih kosmetik pemutih
wajah, karena tidak semua produk pemutih wajah beredar di masyarakat aman
untuk digunakan. Berdasarkan PERMENKES RI No.445/MENKES/PER/V/1998
Indonesia melarang penggunaan merkuri dalam sediaan kosmetik, namun
penggunaan krim pemutih yang mengandung merkuri ini masih terus digunakan
(Fina, 2005).
Kemudian, banyak metode analisa kimia yang telah dikembangkan dalam
penentuan logam merkuri secara kuantitatif. Beberapa metode analisis tersebut
adalah metode spektrometri UV-Vis (Gurkan dan Kir, 2014; Nashukha, dkk.,
2014), metode spektrometri serapan atom (Syafnir, dkk., 2011; Gao, dkk., 2012),
metode spektro-fluorimetri (Andac, dkk., 2007; Vasimalai, dkk., 2012) dan
berdasarkan studi literatur diketahui bahwa metode umum yang masih
mendominasi
dalam penentuan merkuri secara kuantitatif adalah metode
spektrometri serapan atom
khusus atau CV- AAS (Cold Vapor-Atomic
2
Absorption Spectrometry) (Mousavi, dkk., 2010; Ghaedi, dkk., 2011; Turker, dkk.,
2013; Claudia P.Peregrino, dkk., 2011). Namun pada penentuan merkuri di
lapangan, beberapa metode analisis di atas sulit dilakukakan karena tingginya
biaya analisis yang dibutuhkan, dan instrument yang tidak dapat dibawa kemanamana serta selalu dibutuhkan metode pendahuluan yang sesuai sebelum
pengujian. Penentuan merkuri menggunakan sperktrofotometri sinar tampak
ataupun UV-VIS
kurang selektif disebabkan oleh kehadiran senyawa yang
menggangu pengukuran optik (interferen) sehingga hasil analisis juga kurang
akurat. Disamping itu metode spektrofotometri sinar tampak membutuhkan suatu
zat kimia pengabsorbsi yang harganya mahal, dan kebanyakan senyawa kimia
pengabsorbsi ini bersifat karsinogenik juga sehingga tidak aman bagi pengguna
(tenaga analis) sedangkan
membutuhkan
keahlian
metode CV-AAS selain mahal, metode ini
khusus
dalam
hal
analisis
dan
pengoperasian
instrumentasinya. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu metode alternatif yang lebih
praktis, murah, lebih cepat dengan peralatan yang sederhana namun tetap
memiliki selektivitas analisis yang tinggi.
Teknik analisis yang sedang dan terus berkembang akhir – akhir ini adalah
teknik analisis sensor elektrokimia yang berupa ion selektif elektroda (ISE).
ISE merupakan sensor elektrokimia (elektroda) yang menggunakan membran
selektif ion sebagai elemen pengenal (sensor) yang bersifat potensiometrik. Pada
dasarnya pengukuran ESI dapat bekerja ketika timbul beda potensial yang
mendekati membran yang merupakan antarmuka dari membran dan larutan
analit yang berprinsip dari sel galvani. Potensial tersebut berupa listrik, fungsi dari
timbulnya potensial tersebut dapat memisahkan dua larutan yang bersifat
elektrolit yang terjadi pada antarmuka membran. Pada saat kontak dengan
larutan analit, bahan aktif membran akan mengalami disosiasi menjadi ion-ion
bebas pada antarmuka membran dengan larutan. Jika anion atau kation yang
berada dalam larutan dapat menembus batas antarmuka membran dengan larutan
yang tidak saling campur, maka akan terjadi reaksi pertukaran ion dengan ion
bebas pada sisi aktif membran sampai mencapai kesetimbangan elektrokimia
(Atikah, dkk., 2013). Beberapa keunggulan elektroda selektif ion (ISE) dari
3
metode analisis yang lainnya adalah sederhana dan mudah digunakan
(dioperasikan), mudah dibawa, dapat mengukur aktivitas suatu analit secara
langsung, memiliki sensitivitas di berbagai jarak konsentrasi yang lebar (skala
linieritas deteksi), selektivitas yang tinggi sehingga tidak memerlukan pemisahan,
biaya analisis yang murah, dan analisis dengan ISE dilakukan dengan cepat dan
akurat (Kim, dkk., 2007; Atikah, dkk., 2013). Atikah, dkk., (2013) menjelaskan
bahwa sifat dasar dari ion selektif elektroda meliputi faktor Nernst, rentang
konsentrasi, limit deteksi, stabilitas potensial baku kondisional (E0) terhadap
waktu, reproduksibilitas pembuatannya, waktu respon yang cepat (orde detik,
selektif terhadap ion asing serta usia pemakaian yang lama. Berdasarkan sifat
dasar ISE tersebut maka metode ISE perlu dilakukan karakterisasi meliputi faktor
nernst, kisaran konsentrasi linear, batas deteksi, waktu respon, dan usia pemakaian
untuk mengetahui tingkat kinerjanya dalam sensor kimia.
Komponen
terpenting dalam metode elektroda selektif ion ini adalah
membran ion selektif. Membran ion selektif ini dibuat dari komponen aktif yang
mampu memberikan respon selektif terhadap ion target seperti ion merkuri. Dan
hal ini yang menjadi salah satu permasalahan yang dihadapi dalam penggunaan
metode elektroda seletif ion. Pencarian senyawa aktif yang memberikan respon
sensitif dan selektif terhadap ion logam berat masih diperlukan sebagai komponen
membran ISE terutama rangka pembuatan dan pengembangan instrumen analisa
yang sensitif, selektif, cepat, akurat, sederhana, mudah dioperasikan dengan biaya
analisa yang relatif murah. Salah satu ionofor yang dapat dimodifikasi dan
memberikan respon terhadap ion logam adalah senyawa azacrown dan
turunannya. Senyawa ini memiliki gugus fungsi yang dapat memberikan peluang
dalam penggerakkan elektron dalam membran elektroda (Situmorang, 2005).
Mengingat aplikasinya sangat berpengaruh besar sebagai komponen sensor
dalam kimia analisis penentuan logam berat maka banyak penelitian telah
dilakukan untuk mencari dan mensintesis senyawa ionofor sebagai komponen
aktif ISE. Beberapa penelitian untuk pengembangan komponen ISE yang telah
dilaporkan oleh (Yang, dkk., 1998) telah berhasil mensintesis turunan diazakrown
eter 7,16-dithenyil-1,4,10,13-tetraoxa-7,16,-diazacyclooctadecane (DTDC) dan
4
senyawa 7,16–di-(2-metilquinolyl)-1,4,10,13,-tetraoxa-7,16-diazacycloctadecane
(DQDC)
yang
digunakan
sebagai
komponen
ionofor
dalam
membran
polivinilklorida (PVC) dapat memberikan respon yang selektif terhadap logam
berat, namun bahan ini sangat sulit untuk dicari dan harganya sangat mahal di
Indonesia.
Untuk itu diperlukan senyawa kimia yang tepat sebagai komponen dasar
sintesis ionofor yang akan memberikan respon yang baik terhadap ion target.
Situmorang, dkk., (2005) telah berhasil mensintesis ionofor
7,16-dithenoyl-
1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazacyclooctadecane (DTODC) dengan komponen
dasar senyawa yang digunakan adalah senyawa 1,4,10,13-tetraoxa-7,16diazacyclooctadecane (DC) dan memberikan selektivitas yang cukup baik dan
memberikan respon yang konstan selama lebih 19 hari, setelah itu mengalami
sedikit penurunan apabila elektroda ISE-Hg tidak disimpan dalam keadaan baru
dan kondisi kering di dalam kulkas. Pemilihan membran PVC ini diharapkan
memiliki ketahanan yang cukup lama untuk waktu hidup (life time)
dengan
stabilitas pengukuran yang tinggi agar dapat menjadi sensor kimia dalam
penentuan ion logam merkuri yang lebih selektif dengan akurasi yang tinggi. Oleh
karena itu diperlukan pencarian senyawa ionofor lain yang memberi respon
sensitif, linieritas yang tinggi dan memiliki respon cepat serta waktu hidup yang
lebih lama dari ionofor DTODC dalam penentuan merkuri (Hg). Penelitian
sebelumnya juga telah mensintesis ionofor 7-16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa - 7,16 - diazacyclooctadecane (DQDC) dari 1,4,10,13-tetraoxa-7,16diazacyclooctadecane (DC) yang digunakan dalam penentuan merkuri dengan
menggabungkan antara ion selektif elektroda merkuri (ISE-Hg) potensiometri
dalam sistem flow injection analysis (FIA). Ionofor DQDC tersebut memberi
respon sensitif terhadap penentuan merkuri namun kurang memberi respon
linieritas (Situmorang, dkk., 2011). Sihombing, dkk., (2015) juga telah melakukan
penelitian tentang pengembangan ion selektif elektroda merkuri (ISE-Hg) dari
ionofor 7-16 – Di - (2-methylquinolyl) - 1,4,10,13-tetraoxa - 7,16 - diazacyclooctadecane (DQDC) dan mendapatkan komposisi membran elektroda dengan
kualitas yang baik (40% PVC, 57% NPOE, 3% DQDC, 50% KTp-ClPB)
5
(Sihombing, dkk., 2015). Penelitian tersebut belum mendapatkan hasil yang
maksimal dan hanya dicobakan untuk pengujian merkuri divalen (Hg2+) sehingga
perlu melakukan penelitian lanjutan kinerja ESI-Hg dengan konsentrasi merkuri
yang lebih rendah untuk mengetahui batas deteksi minimum penentuan merkuri.
Oleh karena itu, peneliti akan melakukan penelitian lebih lanjut terkait
senyawa ionofor tersebut melalui PEMBUATAN SENSOR MERKURI
MENGGUNAKAN BAHAN AKTIF DQDC (7,16-Di-(2-Methylquinolyl-1,4,10,13Tetraoxa-7,16-Diazacyclooctadecane).
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini di batasi pada :
1. Karakterisasi ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13-tetraoxa-7,16-
diazacyclooctadecane (DQDC) pada bahan yang sudah tersedia meliputi
uji melting point dan uji FTIR.
2. Pembuatan membran Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) dengan
senyawa ionofor DQDC sebagai komponen ISE-Hg.
3. Pembuatan desain elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) yang
mengandung senyawa ionofor DQDC dalam metode potensiometri untuk
penentuan ion merkuri (Hg).
4. Pengujian respon elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg)
terhadap ion merkuri (Hg) dalam metode potensiometri.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana karakterisasi ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DQDC) pada bahan yang sudah yang
meliputi uji melting point dan uji FTIR.
2. Bagaimana cara pembuatan membran Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISEHg) dengan senyawa ionofor DQDC sebagai komponen ISE-Hg.
6
3. Bagaimana desain elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) yang
mengandung ionofor DQDC sebagai senyawa aktif dalam metode
potensiometri untuk penentuan ion merkuri (Hg).
4. Bagaimana cara uji respon elektroda ISE-Hg untuk penentuan ion merkuri
(Hg).
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui hasil uji dari ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane (DQDC) pada bahan yang sudah
tersedia dengan uji melting point dan uji FTIR.
2. Membuat membran ISE-Hg dengan mengaduk komponen ionofor DQDC
sebagai komponen elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg).
3. Membuat desain elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg) yang
mengandung ionofor DQDC sebagai senyawa aktif dalam metode
potensiometri untuk penentuan ion merkuri (Hg).
4. Mengetahui respon dan tingkat kinerja Ion Selektif Elektroda Merkuri (Hg)
untuk penentuan ion merkuri (Hg).
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adaah sebagai berikut :
1. Memperoleh hasil uji dari ionofor 7,16-Di-(2-methylquinolyl)-1,4,10,13tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane
(DQDC)
dengan
mengetahui
kemurniannya dan gugus fungsi yang spesifik
2. Memperoleh membran ISE-Hg dengan senyawa ionofor DQDC sebagai
komponen elektroda Ion Selektif Elektroda Merkuri (ISE-Hg).
3. Memperoleh desain instrumen analisis berupa elektroda ISE-Hg yang
mengandung ionofor DQDC sebagai senyawa aktif dalam metode
potensiometri untuk penentuan ion merkuri (Hg).
4. Memporoleh hasil uji respon dan kinerja dari elektroda Ion Selektif
Elektroda Merkuri (ISE-Hg) terhadap ion merkuri (Hg).
52
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dan uraian pembahasan diatas
maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut
1. Karakterisasi DQDC dari bahan yang sudah tersedia meliputi uji melting
point dengan titik leleh 1000C dan gugus yang spesifik adalah amina
tersier muncul dengan serapan rentang 1350 – 1000 cm-1 .
2.
Pembuatan membran ESI-Hg yang dilakukan menggunakan alat
sputtering
dengan 4
variasi
komposisi
membran,
berdasarkan
karakteristik fisik membran 1 memiliki kualitas membran yang kurang
bagus karena terlalu tipis, membran 2 memiliki kualitas membran yang
bagus karena bersifat elastis dan tidak mudah rusak dan membran 3 juga
memiliki kualitas membran yang elastis saat digunakan sedikit mudah
rusak . Jadi, membran yang baik digunakan yang telah memberikan respon
pada ISE-Hg adalah membran ke 2.
3. Desain ESI-Hg dibuat dengan pipa PVC yang dilapisi membran ionofor
DQDC dengan larutan internal larutan internal Hg(NO3)2 0,01 M dan
larutan elektrolit KCl 0,01 M (1:2) yang berfungsi sebagai larutan transfer
ion dan dimasukkan kawat tungsten yang akan dihubungkan dengan
potensiometer.
4. Berdasarkan pengujian dan pengukuran elektroda ISE-Hg terhadap ion
merkuri dapat dinyatakan bahwa elektroda ISE-Hg memberikan respon
terhadap ion logam merkuri yang ditunjukkan dari meningkatnya nilai
potensial yang berbanding lurus dengan penambahan volume larutan ion
merkuri (Hg2+ ), dimana terlihat kenaikan nilai potensial. Pada penelitian
ini menunjukkan kinerja dengan nilai nerst ion monovalen Hg + 46,613 mV
(R2=0,3244) dan ion bivalen Hg2+ 26,257 mV (R 2=0,9804). Berdasarkan
teori, ion bivalen (Hg2+)
monovalen (Hg+).
lebih mendekati dibandingkan dengan ion
53
4.2.
Saran
Dari hasil penelitian, peneliti menyarankan:
1. Karakterisasi pada ionofor harus ditambahkan pengujiannya dengan uji
GC-MS sehingga gugus dan struktur dari DQDC terlihat jelas.
2. Pada saat pengujian elektroda kerja saat digunakan tidak boleh goyang
karena dapat mempengaruhi kinerja elektroda yang kurang sensitif
sehingga menghasilkan akurasi yang tinggi dalam pendeteksian.
3. Harus melakukan penelitian lanjutan terhadap kinerja ESI-Hg dengan
konsentrasi merkuri untuk ion monovalen dan ion bivalen untuk
mengetahui batas deteksi dan pH optimal sesuai dengan teori faktor nerst.
54
DAFTAR PUSTAKA
Alfian, Z., (2006), Merkuri: Antara Manfaat dan Efek Penggunaannya Bagi
Kesehatan Manusia dan Lingkungan, Skripsi, USU, Medan.
Anonim (2016), Ion Selective Electrode,
https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_selective_electrode/html. (akses Januari
2016).
Anonim (2015), Spin Coating,
http://nl.wikirecent.com/topics/spincoating/html. (akses Februari 2016).
Armin, F., Zulharmita., Firda, Dinda R., Identifikasi Dan Penetapan Kadar
Merkuri (Hg) Dalam Krim Pemutih Kosmetika Herbal Menggunakan
Spektrofotometri Serapan Atom (Ssa), Jurnal Sains dan Teknologi
Farmasi, 18(1): 1410-0177
Atikah, Kusrini, E., dan Sulistyarti, H., (2013), Karakterisasi Elektroda Selektif
Ion (ESI) Kadmium Tipe Kawat Terlapis Bermembran D2EHPA, Kimia
Student Journal 2(2): 560-566.
Atikah, Maulidah, F.R., dan Faradiyah,Q., (2013), Aplikasi Elektroda Selektif Ion
Sulfat Berbasis Piropilit Untuk Penentuan Sulfat pada Minuman, Kimia
Student Journal, 1(1): 15-21.
Azimi, S., dan Moghaddam, M.S., (2013), Effect of Mercury Pollution on the
Urban Environment and Human Health, Journal of Chemical Education,
1(1): 12-20.
Bernhoft, R.A., (2012), Mercury Toxicity and Treatment: A Review of the
Literature, Article 460508.
Budimarwanti, C., (2009), Sintesis Senyawa 4-Hidroksi -5-Dimetilaminometil-3Metoksibenzil Alkohol dengan Bahan Dasar Vanilin Melalui Reaksi
Mannich, Seminar Nasional Kimia, Oktober 2009.
Christian, GD., (1986), Analytical Chemistry. Ed ke-4, John Wiley & Sons, New
York.
Day R.A. dan Underwood A.L., (1998), Analisis Kimia Kuantitatif Edisi keenam,
Erlangga, Jakarta
Evans, Z., (1987), Potentiometry and Ion Selective Electrode, John Wiley and
Sons, New York.
55
Fessenden, R.J., dan Fessenden J.S., (1997), Dasar-dasar Kimia Organik. Maun,
S., Anas, K., dan Sally, T : Penerjemah, Binarupa Aksara, Jakarta
Frant, M.S., (1994), History of The Early Commercialization of Ion Selective
Electrodes. Analyst (199): 2293-2301, dalam http://web.nsmu.edu/~kburke
/instrumentatiton/IS_Electrod.html/. (akses Februari 2016).
Harvey, D., (2000), Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill Comp., New
York.
Hardjono, S., dan Harno, D.P., (2001), Sintesis Senyawa Organik, FMIPA UGM,
Yogyakarta.
Irving, F., dan Curaham, J., (1975), Ammoniate Mercury Toxicity in Cattle. Can
Vet 16 :260-264
Lakshmarayanaiah, N., (1976), Membrane Electrode, Academic press, New York.
Morf W. E., (1981), The Principles Of Ion-Selective Electrodes And Of
Membrane Transport, Elsevier Scientific Publishing Company,
Amsterdam.
Murray, R.K., Granner, D.K., dan Rodwell, V.W., (2009), Biokimia Harper Edisi
27. EGC, Jakarta.
Palar, H., (1994), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, Rineka Cipta,
Jakarta.
Purba, J., Zainiati, Samosir, E.A., dan Situmorang, M., (2013), Pembuatan Ion
Selektive Elektroda (ISE) untuk Analisis Penentuan Merkuri (ISE-Hg),
Prosiding Seminar dan Rapat Tahunan BKS PTN-B Bidang MIPA di
Bandar Lampung, 10-12 Mei 2013: 207-211.
Purba, J., Zainiati, dan Situmorang, M., (2013), Sintesis Ionofor Sebagai Bahan
Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis Penentuan Logam
Merkuri (Hg), Prosiding Seminar Hasil Penelitian Lembaga Penelitian
Unimed Tahun 2013 Bidang Sains, Teknologi, Sosial, Bahasa dan
Humaniora, 14-16 November 2013 : 28-35.
Pungor, dan Klara T, (1970), The theory of ion-selective membrane electrode, the
analist, 95 : 625-638.
Rivai, H., (1994), Asas Pemeriksaan Kimia, UI-Press, Jakarta.
Sihombing, M.B. (2016), Pembuatan dan Karakterisasi Elektroda Selektif Ion
(ESI-Hg) dalam Penentuan Ion Logam Merkuri Menggunakan Ionofor
DQDC(7,16-Di(2-Metilquinolyl-1,4,10,13-Tetraoxa-7,16Diazacyclooctadecane)., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
56
Sihombing, E, Situmorang, M., Sembiring, T., dan Nasruddin, (2015), The
Development of Mercury Ion Selective Electrode with Ionophore 7,16diazacyclooctadecane (DQDC). Modern Applied Science 9(8):81-90
Situmorang, M., (2001), Sintesis Ionofor Azacrown Untuk Membran Elektroda
Ion Selektif Penentuan Timbal, Laporan Penelitian. FMIPA UNIMED,
Medan.
Situmorang, M., (2010), Kimia Analitik Lanjut dan Instrumentasi, FMIPA
Unimed, Medan.
Situmorang, M., Purba, J., Lamria, M.L., Cintiya, H., Sinulingga, K.A.P., dan
Sihombing, E., (2014), Sintesis Ionofor DTODC sebagai Bahan Aktif
dalam Elektroda Ion Selektif Penentuan Merkuri (ISE-Hg), Jurnal
Penelitian Santika. (In Press)
Sinulingga, K.A.P., (2014), Pembuatan Ion Selektif Elektroda Merkuri (Ise-Hg)
dari Senyawa Ionofor 7,16-Dithe noyl-1,4,10,13-Tetraoxa-7,16Diazacyclooctadecane (Dtodc) Sebagai Bahan Aktif Untuk
Penentuan Ion Logam Merkuri (Hg), Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan.
Skoog, D. A., Hooler, dan Wieman, (1998), Principles of Instrumental Analysis,
Saunder College Publishing, New York, pp. 584-585: 673-674.
Svehla, G., (1985), Vogel Analisa Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro,
Kalman Media Pustaka, Jakarta.
Tarigan, M., (2013), Pembuatan Elektroda Merkuri Menggunakan Ionofor
Sebagai Bahan Aktif Untuk Penentuan Merkuri, Laporan Skripsi
UNIMED: Medan.
Yang, X. H., Hibbert, D. B., dan Alexander, P.W., (1998), Flow Injection
Potensiometry by PVC-Membrane Electrodes with Sbustituted Azacrown
Ionophore for the Determinantion of Lead (II) and Mercury (II) Ion,
Analitica Chemica Acta 372: 387-398.
Wang, J., (2001), Analytical Electrochemistry Second Edition, John Wiley &
Sons, Inc, New York
Wasitaatmadja, S.M., (1997), Penuntun Ilmu Kosmetik Medik, Universitas
Indonesia, Jakarta