ANALISIS Cu DENGAN METODE AAS
ANALISIS Cu DENGAN METODE AAS
Noorfikry LAa, Noviantia, Fitri Ramadhania, Shofiyyatunnisaak NAa, Muna LNa, (Cholik RSb,
Rochmah WSb)
a
b
Kelompok 2 AZG Mikro, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia
Asisten Praktikum AZG Mikro Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia.
ABSTRACT
________________________________________________________________________________
Sample preparation for mineral analysis can use by wet ashing and dry ashing. This study was conducted by
wet ashing AOAC 975.03 method and held on Thursday October 2nd and 16th 2014 at laboratory of chemist and food
analysis, Community Nutrition Department, Faculty of Human Ecology, Bogor Agricultural University. The purpose of
this study is prepare sample for mineral analysis, and analyse the minerals by AAS methode. Sample that use to
preparation is isotonic drink. The principle of this method is oxidizing organic substances by using acids or their
combinations. Acids that used are nitric acid, sulfate acid, chloric acid, and perchloric acid. Minerals are solubilized
without volatlization. Wet ashing often is preferable to dry ashing as a preparation for specific elemental analysis. After
sample preparation, the next step is analyse Cu using AAS. AAS is an analytical method based on the absorption of UV
radiation by free atom in a gaseous state.
Keyword: acids, mineral, sample preparation, wet ashing.
Preparasi sampel untuk analisis mineral dapat dilakukan dengan pengabuan basah dan pengabuan kering.
Praktikum preparasi sampel kali ini dilakukan dengan pengabuan basah metode AOAC 975.03 dan dilaksanakan pada
hari kamis tanggal 2 dan tanggal 16 Oktober 2014 di Laboratorium Kimia dan Analisis Makanan Departemen Gizi
Masyarakat Fakultas Ekologi Manusia Institut Pertanian Bogor. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempersiakan
sampel yang digunakan untuk analisis mineral, dan menganalisis mineral menggunakan metode AAS. Sampel yang
digunakan yaitu minuman isotonik. Prinsip dari metode ini adalah mengoksidasi komponen organik menggunakan asam
kuat atau kombinasi asam kuat. Jenis asam kuat yang digunakan seperti asam nitrat, asam sulfat, asam klorida, asam
perklorat. Pada pengabuan basah, mineral dilarutkan tanpa mengalami volatilisasi. Pengabuan basah lebih sering
digunakan sebagai preparasi untuk analisis mineral spesifik dibandingkan dengan pengabuan kering. Setelah dilakukan
preparasi sampel, selanjutnya adalah menganalisis Cu dengan menggunakan AAS. AAS merupakan metode analitik
yang didasarkan pada absorpsi radiasi UV oleh atom bebas dalam keadaan gas.
Kata kunci: asam kuat, mineral, pengabuan basah, preparasi sampel.
1. PENDAHULUAN
2.
3.
Mineral merupakan zat
gizi mikro yang dibutuhkan tubuh
dalam jumlah sedikit. Secara umum,
fungsi mineral adalah memelihara
keseimbangan asam basa dalam tubuh
dengan jalan pembentukkan mineral
pembentuk asam dan mineral
pembentuk basa, sebagai katalisator
reaksi yang berhubungan dengan
pemecahan karbohidrat, lemak, dan
protein, serta pembentukkan lemak
dan protein dalam tubuh. Fungsi
lainnya adalah sebagai hormon dan
enzim, membantu memelihara
keseimbangan tubuh, sebagai
neurotransmiter, sebagai bagian dari
cairan usus, dan membantu dalam
pembentukan serta pemeliharaan
tulang, gigi, dan jaringan tubuh lain.10
4.
Mineral didapat dari
bahan pangan, dan untuk mengetahui
kandungan mineral dalam bahan
pangan tersebut diperlukan sebuah
analisis. Proses analisis diawali
dengan preparasi atau persiapan
sampel. Preparasi sampel merupakan
hal paling penting dalam suatu analisis
karena membutuhkan waktu paling
lama diantara langkah yang lain dan
tidak jarang banyak kesalahan terjadi
dalam proses preparasi sampel. Setiap
langkah dalam preparasi sampel harus
benar-benar
diperhatikan
karena
preparasi sampel yang salah dapat
menyebabkan
kesalahan
dalam
interpretasi data yang diperoleh.
5.
Salah satu metode
analisis
untuk
mineral
adalah
menggunakan AAS. AAS merupakan
metode analitik berdasarkan absorpsi
radiasi UV atau visible oleh atom
bebas dalam keadaan gas, AAS
banyak digunakan untuk analisis
bahan pangan. Tujuan dari praktikum
kali ini adalah untuk mempersiapkan
sampel yang digunakan untuk analisis
mineral, dan menganalisis mineral
menggunakan metode AAS. Oleh
karena itu, sangat diperlukan sebuah
praktikum mengenai preparasi sampel
untuk analisis mineral dan selanjutnya
dilakukan
praktikum
yang
menjelaskan tatacara pelaksanaan
analisis mineral dengan menggunakan
AAS.
6.
7. METODE
8.
2.1 Waktu dan Tempat
9.
10.
Praktikum
dilaksanakan pada hari Kamis tanggal
2 dan tanggal 16 Oktober 2014 pukul
15.00-18.00 WIB di Laboratorium
Analisis Zat Gizi Mikro Lantai 2,
Departemen
Gizi
Masyarakat,
Fakultas Ekologi Manusia, Institut
Pertanian Bogor.
11.
12. 2.2 Alat dan Bahan
13.
14.
Percobaan
preparasi sampel untuk analisis
mineral yaitu neraca analitik, kaca
arloji, erlenmeyer, pipet volumetrik,
labu ukur, dan hot plate. Bahan yang
digunakan, yaitu HNO3, H2SO4 98%,
air deionisasi dan sampel (minuman
isotonik). Sedangkan alat yang
digunakan untuk analisis kadar Cu
menggunakan metode AAS yaitu labu
takar 500 ml dan 100 ml, serta pipet
mohr. Dan bahan yang digunakan
adalah stock standar Cu (1000 ppm),
HNO3 5N dan air bebas ion.
15.
15.3Prosedur Percobaan
16.
17.
Prosedur
percobaan
pada preparasi sampel dengan
pengabuan basah (AOAC 975.03
method) langkah pertama yang
dilakukan adalah sampel sebanyak 1
gram ditimbang kemudian dilarutkan
ke dalam 15 ml air pada Erlenmeyer
berukuran 100 ml. Selanjutnya
ditambahkan 10 ml HNO3, kemudian
ditambahkan 10 ml H2SO4 98%, dan
dihomogen. Tahap selanjutnya larutan
tersebut dipanaskan di hot plate
hingga
menjadi
warna
hitam
kemudian menjadi jernih. Setelah itu
larutan
tersebut
diangkat
dan
didinginkan, apabila larutan menjadi
warna hitam. Ditambahkan lagi HNO3
10 ml dan dipanaskan hingga jernih.
Setelah itu didinginkan, kemudian
diperiksa dengan 1-2 tetes air
deionisasi, apabila larutan berwarna
kuning dipanaskan kembali. Namun
apabila tidak, tahap terakhir yaitu
larutan dapat ditera dalam labu takar
50 ml.
18.
Selanjutnya
adalah
prosedur percobaan analisis Cu
menggunakan metode AAS. Langkah
pertama adalah disiapkan stock
standar Cu (1000 ppm) lalu
diencerkan ke labu takar 500 ml
menjadi 50 ppm. Setelah didapatkan
standar Cu dengan konsentrasi 50
ppm,
maka
standar
tersebut
diencerkan
kembali
sehingga
didapatkan Cu dengan konsentrasi 0,
0.5, 1, 2, 3, dan 4 ppm yaitu dengan
cara mempersiapkan terlebih dahulu
labu takar yang berukuran 100 ml, lalu
dihitung ml Cu 50 ppm yang harus
dipipetkan
agar
didapatkan
konsentrasi yang diinginkan dengan
rumus:
19.
ppm1 x ml 1= ppm2 x ml 2
20.
Setelah
didapatkan
jumlah yang harus dipipetkan, maka
Cu
dengan
sejumlah
tersebut
dipipetkan ke dalam labu takar 100
ml. Lalu ditambahkan dengan HNO3
5N sebanyak 2 ml dan ditera dengan
air bebas ion. Selanjutnya, diukur
menggunakan AAS dan dibuat deret
standarnya.
21.
22.
PEMBAHASAN
23.
24.
Preparasi
sampel
adalah proses penting yang harus
dilakukan untuk menyiapkan sampel
sehingga sampel tersebut siap untuk
dianalisis menggunakan instrumentasi
yang sesuai. Preparasi sampel juga
dilakukan untuk analisis mineral.
Garam mineral yang terdapat dalam
bahan pangan dapat dibedakan
menjadi dua macam, yaitu garam
organik dan anorganik. Kadar mineral
dari suatu bahan pangan dapat
ditetapkan setelah melalui tahapantahapan tertentu, salah satunya
tahapan pengabuan. Abu merupakan
zat anorganik sisa hasil pembakaran
suatu bahan organik. Pengabuan dapat
dibedakan menjadi pengabuan kering
(dry ashing) dan pengabuan basah
(wet ashing).3
25.
Pada percobaan
preparasi sampel untuk analisis
mineral kali ini hanya dilakukan
pengabuan basah. Pengabuan basah
merupakan jenis pengabuan yang
secara tidak langsung dilakukan
dengan mengoksidasi sampel dengan
oksidator kuat atau asam kuat pekat,
baik secara tunggal maupun
kombinasinya. Pada pengabuan basah,
asam kuat yang digunakan diantaranya
HNO3, H2SO4, H2O2 dan HClO4 dan
sampel yang dianalisis diantaranya Fe,
As, Cu, Pb, Sn dan Zn. Asam nitrat
dan asam sulfat sering dikombinasikan
untuk digunakan dalam pengabuan
basah, karena asam sulfat akan
memakan waktu oksidasi yang sangat
lama, sedangkan asam nitrat mampu
mengoksidasi bahan organik sampel
dengan baik, akan tetapi cepat habis
sebelum semua sampel terdekstruksi
sempurna. Oleh karena itu, kombinasi
tersebut digunakan untuk menutupi
kekurangan dari masing-masing
oksidator kimiawi.4 Prinsip pengabuan
basah yaitu penggunaan asam nitrat
(HNO3) pekat untuk mendestruksi
senyawa organik dari sampel
menggunakan suhu rendah.1
26.
Tahapan pengabuan
basah diawali dengan menimbang
sampel sebanyak satu gram dan
melarutkannya dengan menggunakan
15 ml air ke dalam erlenmeyer 100 ml.
Air yang digunakan untuk melarutkan
adalah air deionisasi untuk
mengurangi bias pada hasil analisis
mineral. Setelah itu, pada sampel
ditambahkan 10 ml HNO3 (asam
nitrat) dan 10 ml H2SO4 (asam sulfat)
98%, agar larutan dan sampel dapat
teroksidasi sempurna dan zat-zat
organik di dalamnya dapat terdestruksi
pada suhu rendah sehingga kehilangan
mineral akibat penguapan dapat
dihindari. Kedua asam tersebut juga
merupakan oksidator yang kuat
sehingga proses oksidasi dan destruksi
dapat dipercepat.12 Penambahan HNO3
dan H2SO4 98% dilakukan di ruang
asam karena kedua pereaksi tersebut
merupakan pereaksi yang cukup
berbahaya dan bersifat korosif.8
27.
Tahap selanjutnya
setelah penambahan reagen adalah
pemanasan larutan sampel
menggunakan hot plate di ruang asam.
Ketika proses pemanasan, akan terjadi
oksidasi komponen organik dari
sampel sehingga larutan sampel akan
mengeluarkan asap dan warna larutan
berubah menjadi jernih. Apabila warna
larutan berubah menjadi hitam, yang
menandakan bahwa zat organik dari
sampel masih tersisa namun reagen
yang digunakan untuk
mengoksidasinya telah habis, maka
larutan harus ditambahkan dengan
HNO3 sebanyak 10 ml dan dipanaskan
kembali. Setelah larutan berwarna
jernih, larutan selanjutnya diangkat
dan didinginkan.
28.
Larutan yang telah
dingin ditambahkan dengan air
deionisasi sebanyak 1-2 tetes untuk
meyakinkan dan mengakuratkan
bahwa senyawa organik dari sampel
telah benar–benar teroksidasi
sempurna karena penambahan air
deionisasi tersebut dapat mengikat
senyawa–senyawa lain yang larut
dalam air.12 Warna larutan harus tetap
jernih agar tahapan selanjutnya dapat
dilaksanakan, akan tetapi apabila
larutan berubah menjadi berwarna
kuning yang berarti masih terdapat zat
organik pada sampel, maka larutan
harus dipanaskan kembali hingga
benar-benar jernih. Lalu larutan
diangkat dan didinginkan, kemudian
dimasukkan ke dalam labu takar 50 ml
dan dilakukan pengenceran dengan
penambahan air deionisasi hingga
tanda tera.
29.
Metode pengabuan
basah dapat dikatakan lebih baik
dibandingkan dengan pengabuan
kering, karena tidak banyak bahan
yang hilang dengan suhu pengabuan
yang tinggi seperti pada pengabuan
kering, waktu yang dibutuhkan dalam
pengabuan basah juga lebih singkat
dan kerusakan mineral bisa
diminimalisir.7 Selain itu, peralatan
yang digunakan pada pengabuan basah
lebih sederhana, proses oksidasi cepat,
volatilisasi mineral lebih rendah, dan
suhu yang dibutuhkan juga tidak
terlalu tinggi. Akan tetapi, teknik
pengabuan basah hanya dapat
digunakan untuk analisis sampel
dalam jumlah sedikit dan
pelaksanaannya juga harus dilakukan
dengan sangat hati-hati karena reagen
yang digunakan bersifat korosif dan
berbahaya dan perlu koreksi terhadap
reagen yang digunakan.4
30.
Setelah dilakukan
preparasi sampel menggunakan
metode pengabuan basah, selanjutnya
adalah menganalisis kadar Cu dengan
metode AAS. Spektrofotometer
Serapan Atom (AAS) merupakan
suatu alat yang digunakan pada
metode analisis untuk penentuan
unsur-unsur logam dan metaloid yang
berdasarkan pada penyerapan absorbsi
radiasi oleh atom bebas. Prinsip dasar
analisis alat ini adalah absorbsi energi
radiasi elektromagnetik oleh atom.
Serapan atom didasarkan pada atom
menyerap energi, satu kali energi
panas dari nyala api dikonversi dari
molekul menjadi atom. Dengan
menyerap energi, atom berpindah dari
keadaan dasar ke keadaan tereksitasi.
Energi yang diserap adalah yang
memiliki panjang gelombang tertentu
dari lampu katoda berongga. Satu
pengukuran penyerapan merupakan
perbedaan antara jumlah energi yang
dipancarkan lampu katoda berongga
dan mencapai pemindai. Penyerapan
berhubungan secara linear dengan
konsentrasi.9
31.
Instrumen
spektrofotometri AAS terdiri dari tiga
bagian, yaitu light source, sample cell,
dan light measurement. Light source
terdiri dari beam source dan beam
chopper. Sample cell terdiri dari flame
dan sample beam. Light measurement
terdiri dari beam recombiner,
monochromator, detector, electronics,
dan readout. Masing-masing bagian
tersebut mempunyai fungsi. Tabung
gas berfungsi sebagai sumber gas atau
pembakaran. Ductining (cerobong
asap) berfungsi untuk menghisap asap
atau sisa pembakaran. Kompresor
berfungsi untuk menyuplai kebutuhan
udara yang akan digunakan oleh AAS
pada waktu pembakaran atom.
Penampung buangan untuk
menampung sisa buangan dari hasil
operasi AAS. Komputer sebagai unit
pengendali AAS sekaligus sebagai
perekam data-data hasil analisis.
Lampu katoda sebagai sumber cahaya
pada AAS. Burner (atomizer) sebagai
tempat pencampuran gas asetilen dan
aquades agar tercampur merata.
Monokromatis untuk mengisolasi
salah satu garis resonansi atau radiasi
dari sekian banyak spectrum yang
dihasilkan dari lampu piar hollow
katode atau untuk merubah sinar
polikromatis menjadi sinar kromatis
sesuai yang dibutuhkan oleh
pengukuran. Detector untuk mengukur
intensitas radiasi yang diteruskan dan
telah diubah menjadi energi listrik
oleh fotomultiplier. Terminal
pengontrol untuk mengatur tekanan
yang masuk pada AAS sesuai
kebutuhan bila berlebih dari sumber
tekanan.
32.
Analisis mineral
dengan menggunakan metode AAS
(Atomic absorption spectroscopy)
memiliki kelebihan dan
kekurangannya dibandingkan dengan
metode-metode lainnya. Keuntungan
penggunaan metode AAS diantaranya
spesifik, kepekaan lebih tinggi, batas
(limit) deteksi rendah, dapat mengukur
beberapa unsur berlainan dari satu
larutan yang sama, pengukuran dapat
langsung dilakukan terhadap larutan
contoh karena preparasi contoh
sebelum pengukuran lebih sederhana
dan sistemnya relatif mudah, kecuali
bila ada zat pengganggu.2 Selain itu,
metode AAS juga dapat diaplikasikan
pada banyak jenis unsur dalam banyak
jenis contoh walaupun dengan kriteria
tertentu, batas kadar-kadar yang dapat
ditentukan sangat luas yaitu dari mg/L
(ppm) hingga persen, output dapat
langsung dibaca, cukup ekonomis,
dan dapat memilih temperatur yang
dikehendaki.5
33.
Selain memiliki
kelebihan, terdapat pula kelemahan
dalam melakukan analisis mineral
menggunakan AAS yang dapat
disebabkan oleh beberapa sumber
kesalahan diantaranya sumber
kesalahan pengukuran yang dapat
diprediksikan akibat kurang
sempurnanya preparasi sampel, seperti
proses destruksi yang kurang
sempurna dan tingkat keasaman
sampel dan blanko yang tidak sama.5
Selain itu bisa terjadi pula kesalahan
matriks yang disebabkan adanya
perbedaan matriks sampel dan matriks
standar, aliran sampel pada burner
tidak sama kecepatannya atau ada
penyumbatan pada jalannya aliran
sampel, dan adanya pengaruh kimia
sehingga AAS tidak mampu
menguraikan zat menjadi atom
misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca,
adanya pengaruh ionisasi yaitu apabila
atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi)
sehingga menimbulkan emisi pada
panjang gelombang yang sama.
Metode AAS hanya dapat digunakan
untuk larutan dengan konsentrasi
rendah, memerlukan jumlah larutan
yang cukup relatif besar (10-15 ml),
dan efisiensi nebulizer untuk
membentuk aerosol pun rendah.11
34.
Pada prinsipnya secara
teoritis, semua unsur dapat dianalisis
dengan cara spektrofotometri serapan
atom. Hal ini bergantung pada ada
atau tidaknya lampu HCl (Hollow
Cathode Lamp) yang dapat
menghasilkan cahaya dengan
gelombang yang sesuai dengan garis
spektrum dari unsur yang dianalisis.
Selain itu, analisis juga tergantung
pada unsur yang akan dianalisis yang
terikat pada molekul, dapat atau tidak
diubah menjadi atom-atom bebas
dengan nyala (flame) yang digunakan.
35.
Metode serapan
sangatlah spesifik. Logam-logam yang
membentuk campuran kompleks dapat
dianalisis dan selain itu tidak selalu
diperlukan sumber energi yang besar.6
Sampai saat sekarang terdapat 60-70
jenis atom unsur yang dapat dianalisis
dengan konsentrasi antara 1 ppm-10
ppm. Setiap unsur logam yang
dideteksi menggunakan AAS
mempunyai kondisi optimum yang
berbeda-beda. Untuk unsur yang
mempunyai garis spectrum diluar
range 190–900 nm belum dapat
dianalisis dengan metode AAS.
Termasuk unsur-unsur gas mulia,
halogen, unsur C, H, O, N, S, serta
unsur-unsur tanah jarang (kecuali Ce
& Th). Diantara unsur-unsur ini yang
paling pendek panjang gelombangnya
adalah As yaitu 193,7 nm sedang Cs
adalah unsur yang paling tinggi
panjang gelombangnya yaitu 852,1
nm. Molekul-molekul yang sukar
diuraikan atau yang dengan cepat
berubah menjadi oksida, maka
senyawa tersebut sangant sulit
ditetapkan dengan AAS. Senyawa-
senyawa itu adalah unsur-unsur
peralihan.6
36.
37.
KESIMPULAN
38.
39.
Preparasi sampel untuk
analisis mineral dilakukan dengan
metode pegabuan basah (AOAC
975.03). Pengabuan basah dipilih
karena dirasa lebih baik dari
pengabuan kering. Pada pengabuan
basah tidak banyak terjadi volatilisasi
mineral yang dapat mengakibatkan
kadar mineral pada bahan pangan
berkurang, dan juga waktu yang
dibutuhkan lebih singkat sehingga
kerusakan mineral dapat
diminimalisir. Setelah dilakukan
preparasi sampel untuk analisis
mineral, selanjutnya adalah analisis
kadar Cu dengan menggunakan
metode AAS. Praktikan disarankan
untuk berhati-hati ketika mereaksikan
larutan dengan asam, walaupun asam
perklorat yang seharusnya digunakan
telah diganti dengan asam nitrat. Dan
diharapkan untuk praktikum
selanjutnya dapat dilakukan
pengukuran menggunakan AAS, agar
praktikan dapat mengetahui dan benarbenar mengerti prinsip kerja dari alat
tersebut.
40.
41.
DAFTAR PUSTAKA
42.
43.
44. 1Bintang M. Biokimia Teknik
Penelitian. Jakarta: Erlangga, 2010.
45. 2Day RA. Analisa Kimia Kuantitatif.
Jakarta: Erlangga 1986.
46. 3Fauzi Mukhammad. Analisa Hasil
Pangan (Teori dan Praktek). Jember:
UNEJ, 2000.
4
47.
Gunawan D, dkk. Petunjuk Operasi
AAS Analyse 100. Semarang: Lab. Kimia
Instrumen UNES, 2009.
48. 5Hendayana S, dkk. Kimia Analitik
Instrumen. Semarang: IKIP, 2004.
49. 6Khopkar. Konsep Dasar Kimia
Analitik. Jakarta: UI Press, 2008.
7
50.
Maria S. Penentuan Kadar Logam
Besi (Fe) dalam Tepung Gandung dengan
Cara Destruksi Basah dan Kering dengan
Spektrofotometri Serapan Atom sesuai
Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-37512006. [Skripsi]. Departemen Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara, Medan, 2010.
51. 8Ngili Y. Biokimia Dasar. Jakarta:
Rekayasa Sains, 2010.
52. 9Nielsen SS.Food Analysis Laboratory
Manual. West Lafayett: Spinger, 2010.
53. 10[PERSAGI]. Kamus Gizi Pelengkap
Kesehatan Keluarga. Jakarta: Penerbit
Buku Kompas, 2009.
54. 11Ristina M. Petunjuk Praktikum
Instrumen Kimia. Yogyakarta: STTN,
2006.
55. 12Setiono L, Hadyana Pudjaatmaka.
Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan
Semimikro Bagian I. Jakarta: PT. Kalman
Media Pustaka, 2009.
56.
Noorfikry LAa, Noviantia, Fitri Ramadhania, Shofiyyatunnisaak NAa, Muna LNa, (Cholik RSb,
Rochmah WSb)
a
b
Kelompok 2 AZG Mikro, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia
Asisten Praktikum AZG Mikro Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, IPB, 16680 Bogor, Indonesia.
ABSTRACT
________________________________________________________________________________
Sample preparation for mineral analysis can use by wet ashing and dry ashing. This study was conducted by
wet ashing AOAC 975.03 method and held on Thursday October 2nd and 16th 2014 at laboratory of chemist and food
analysis, Community Nutrition Department, Faculty of Human Ecology, Bogor Agricultural University. The purpose of
this study is prepare sample for mineral analysis, and analyse the minerals by AAS methode. Sample that use to
preparation is isotonic drink. The principle of this method is oxidizing organic substances by using acids or their
combinations. Acids that used are nitric acid, sulfate acid, chloric acid, and perchloric acid. Minerals are solubilized
without volatlization. Wet ashing often is preferable to dry ashing as a preparation for specific elemental analysis. After
sample preparation, the next step is analyse Cu using AAS. AAS is an analytical method based on the absorption of UV
radiation by free atom in a gaseous state.
Keyword: acids, mineral, sample preparation, wet ashing.
Preparasi sampel untuk analisis mineral dapat dilakukan dengan pengabuan basah dan pengabuan kering.
Praktikum preparasi sampel kali ini dilakukan dengan pengabuan basah metode AOAC 975.03 dan dilaksanakan pada
hari kamis tanggal 2 dan tanggal 16 Oktober 2014 di Laboratorium Kimia dan Analisis Makanan Departemen Gizi
Masyarakat Fakultas Ekologi Manusia Institut Pertanian Bogor. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mempersiakan
sampel yang digunakan untuk analisis mineral, dan menganalisis mineral menggunakan metode AAS. Sampel yang
digunakan yaitu minuman isotonik. Prinsip dari metode ini adalah mengoksidasi komponen organik menggunakan asam
kuat atau kombinasi asam kuat. Jenis asam kuat yang digunakan seperti asam nitrat, asam sulfat, asam klorida, asam
perklorat. Pada pengabuan basah, mineral dilarutkan tanpa mengalami volatilisasi. Pengabuan basah lebih sering
digunakan sebagai preparasi untuk analisis mineral spesifik dibandingkan dengan pengabuan kering. Setelah dilakukan
preparasi sampel, selanjutnya adalah menganalisis Cu dengan menggunakan AAS. AAS merupakan metode analitik
yang didasarkan pada absorpsi radiasi UV oleh atom bebas dalam keadaan gas.
Kata kunci: asam kuat, mineral, pengabuan basah, preparasi sampel.
1. PENDAHULUAN
2.
3.
Mineral merupakan zat
gizi mikro yang dibutuhkan tubuh
dalam jumlah sedikit. Secara umum,
fungsi mineral adalah memelihara
keseimbangan asam basa dalam tubuh
dengan jalan pembentukkan mineral
pembentuk asam dan mineral
pembentuk basa, sebagai katalisator
reaksi yang berhubungan dengan
pemecahan karbohidrat, lemak, dan
protein, serta pembentukkan lemak
dan protein dalam tubuh. Fungsi
lainnya adalah sebagai hormon dan
enzim, membantu memelihara
keseimbangan tubuh, sebagai
neurotransmiter, sebagai bagian dari
cairan usus, dan membantu dalam
pembentukan serta pemeliharaan
tulang, gigi, dan jaringan tubuh lain.10
4.
Mineral didapat dari
bahan pangan, dan untuk mengetahui
kandungan mineral dalam bahan
pangan tersebut diperlukan sebuah
analisis. Proses analisis diawali
dengan preparasi atau persiapan
sampel. Preparasi sampel merupakan
hal paling penting dalam suatu analisis
karena membutuhkan waktu paling
lama diantara langkah yang lain dan
tidak jarang banyak kesalahan terjadi
dalam proses preparasi sampel. Setiap
langkah dalam preparasi sampel harus
benar-benar
diperhatikan
karena
preparasi sampel yang salah dapat
menyebabkan
kesalahan
dalam
interpretasi data yang diperoleh.
5.
Salah satu metode
analisis
untuk
mineral
adalah
menggunakan AAS. AAS merupakan
metode analitik berdasarkan absorpsi
radiasi UV atau visible oleh atom
bebas dalam keadaan gas, AAS
banyak digunakan untuk analisis
bahan pangan. Tujuan dari praktikum
kali ini adalah untuk mempersiapkan
sampel yang digunakan untuk analisis
mineral, dan menganalisis mineral
menggunakan metode AAS. Oleh
karena itu, sangat diperlukan sebuah
praktikum mengenai preparasi sampel
untuk analisis mineral dan selanjutnya
dilakukan
praktikum
yang
menjelaskan tatacara pelaksanaan
analisis mineral dengan menggunakan
AAS.
6.
7. METODE
8.
2.1 Waktu dan Tempat
9.
10.
Praktikum
dilaksanakan pada hari Kamis tanggal
2 dan tanggal 16 Oktober 2014 pukul
15.00-18.00 WIB di Laboratorium
Analisis Zat Gizi Mikro Lantai 2,
Departemen
Gizi
Masyarakat,
Fakultas Ekologi Manusia, Institut
Pertanian Bogor.
11.
12. 2.2 Alat dan Bahan
13.
14.
Percobaan
preparasi sampel untuk analisis
mineral yaitu neraca analitik, kaca
arloji, erlenmeyer, pipet volumetrik,
labu ukur, dan hot plate. Bahan yang
digunakan, yaitu HNO3, H2SO4 98%,
air deionisasi dan sampel (minuman
isotonik). Sedangkan alat yang
digunakan untuk analisis kadar Cu
menggunakan metode AAS yaitu labu
takar 500 ml dan 100 ml, serta pipet
mohr. Dan bahan yang digunakan
adalah stock standar Cu (1000 ppm),
HNO3 5N dan air bebas ion.
15.
15.3Prosedur Percobaan
16.
17.
Prosedur
percobaan
pada preparasi sampel dengan
pengabuan basah (AOAC 975.03
method) langkah pertama yang
dilakukan adalah sampel sebanyak 1
gram ditimbang kemudian dilarutkan
ke dalam 15 ml air pada Erlenmeyer
berukuran 100 ml. Selanjutnya
ditambahkan 10 ml HNO3, kemudian
ditambahkan 10 ml H2SO4 98%, dan
dihomogen. Tahap selanjutnya larutan
tersebut dipanaskan di hot plate
hingga
menjadi
warna
hitam
kemudian menjadi jernih. Setelah itu
larutan
tersebut
diangkat
dan
didinginkan, apabila larutan menjadi
warna hitam. Ditambahkan lagi HNO3
10 ml dan dipanaskan hingga jernih.
Setelah itu didinginkan, kemudian
diperiksa dengan 1-2 tetes air
deionisasi, apabila larutan berwarna
kuning dipanaskan kembali. Namun
apabila tidak, tahap terakhir yaitu
larutan dapat ditera dalam labu takar
50 ml.
18.
Selanjutnya
adalah
prosedur percobaan analisis Cu
menggunakan metode AAS. Langkah
pertama adalah disiapkan stock
standar Cu (1000 ppm) lalu
diencerkan ke labu takar 500 ml
menjadi 50 ppm. Setelah didapatkan
standar Cu dengan konsentrasi 50
ppm,
maka
standar
tersebut
diencerkan
kembali
sehingga
didapatkan Cu dengan konsentrasi 0,
0.5, 1, 2, 3, dan 4 ppm yaitu dengan
cara mempersiapkan terlebih dahulu
labu takar yang berukuran 100 ml, lalu
dihitung ml Cu 50 ppm yang harus
dipipetkan
agar
didapatkan
konsentrasi yang diinginkan dengan
rumus:
19.
ppm1 x ml 1= ppm2 x ml 2
20.
Setelah
didapatkan
jumlah yang harus dipipetkan, maka
Cu
dengan
sejumlah
tersebut
dipipetkan ke dalam labu takar 100
ml. Lalu ditambahkan dengan HNO3
5N sebanyak 2 ml dan ditera dengan
air bebas ion. Selanjutnya, diukur
menggunakan AAS dan dibuat deret
standarnya.
21.
22.
PEMBAHASAN
23.
24.
Preparasi
sampel
adalah proses penting yang harus
dilakukan untuk menyiapkan sampel
sehingga sampel tersebut siap untuk
dianalisis menggunakan instrumentasi
yang sesuai. Preparasi sampel juga
dilakukan untuk analisis mineral.
Garam mineral yang terdapat dalam
bahan pangan dapat dibedakan
menjadi dua macam, yaitu garam
organik dan anorganik. Kadar mineral
dari suatu bahan pangan dapat
ditetapkan setelah melalui tahapantahapan tertentu, salah satunya
tahapan pengabuan. Abu merupakan
zat anorganik sisa hasil pembakaran
suatu bahan organik. Pengabuan dapat
dibedakan menjadi pengabuan kering
(dry ashing) dan pengabuan basah
(wet ashing).3
25.
Pada percobaan
preparasi sampel untuk analisis
mineral kali ini hanya dilakukan
pengabuan basah. Pengabuan basah
merupakan jenis pengabuan yang
secara tidak langsung dilakukan
dengan mengoksidasi sampel dengan
oksidator kuat atau asam kuat pekat,
baik secara tunggal maupun
kombinasinya. Pada pengabuan basah,
asam kuat yang digunakan diantaranya
HNO3, H2SO4, H2O2 dan HClO4 dan
sampel yang dianalisis diantaranya Fe,
As, Cu, Pb, Sn dan Zn. Asam nitrat
dan asam sulfat sering dikombinasikan
untuk digunakan dalam pengabuan
basah, karena asam sulfat akan
memakan waktu oksidasi yang sangat
lama, sedangkan asam nitrat mampu
mengoksidasi bahan organik sampel
dengan baik, akan tetapi cepat habis
sebelum semua sampel terdekstruksi
sempurna. Oleh karena itu, kombinasi
tersebut digunakan untuk menutupi
kekurangan dari masing-masing
oksidator kimiawi.4 Prinsip pengabuan
basah yaitu penggunaan asam nitrat
(HNO3) pekat untuk mendestruksi
senyawa organik dari sampel
menggunakan suhu rendah.1
26.
Tahapan pengabuan
basah diawali dengan menimbang
sampel sebanyak satu gram dan
melarutkannya dengan menggunakan
15 ml air ke dalam erlenmeyer 100 ml.
Air yang digunakan untuk melarutkan
adalah air deionisasi untuk
mengurangi bias pada hasil analisis
mineral. Setelah itu, pada sampel
ditambahkan 10 ml HNO3 (asam
nitrat) dan 10 ml H2SO4 (asam sulfat)
98%, agar larutan dan sampel dapat
teroksidasi sempurna dan zat-zat
organik di dalamnya dapat terdestruksi
pada suhu rendah sehingga kehilangan
mineral akibat penguapan dapat
dihindari. Kedua asam tersebut juga
merupakan oksidator yang kuat
sehingga proses oksidasi dan destruksi
dapat dipercepat.12 Penambahan HNO3
dan H2SO4 98% dilakukan di ruang
asam karena kedua pereaksi tersebut
merupakan pereaksi yang cukup
berbahaya dan bersifat korosif.8
27.
Tahap selanjutnya
setelah penambahan reagen adalah
pemanasan larutan sampel
menggunakan hot plate di ruang asam.
Ketika proses pemanasan, akan terjadi
oksidasi komponen organik dari
sampel sehingga larutan sampel akan
mengeluarkan asap dan warna larutan
berubah menjadi jernih. Apabila warna
larutan berubah menjadi hitam, yang
menandakan bahwa zat organik dari
sampel masih tersisa namun reagen
yang digunakan untuk
mengoksidasinya telah habis, maka
larutan harus ditambahkan dengan
HNO3 sebanyak 10 ml dan dipanaskan
kembali. Setelah larutan berwarna
jernih, larutan selanjutnya diangkat
dan didinginkan.
28.
Larutan yang telah
dingin ditambahkan dengan air
deionisasi sebanyak 1-2 tetes untuk
meyakinkan dan mengakuratkan
bahwa senyawa organik dari sampel
telah benar–benar teroksidasi
sempurna karena penambahan air
deionisasi tersebut dapat mengikat
senyawa–senyawa lain yang larut
dalam air.12 Warna larutan harus tetap
jernih agar tahapan selanjutnya dapat
dilaksanakan, akan tetapi apabila
larutan berubah menjadi berwarna
kuning yang berarti masih terdapat zat
organik pada sampel, maka larutan
harus dipanaskan kembali hingga
benar-benar jernih. Lalu larutan
diangkat dan didinginkan, kemudian
dimasukkan ke dalam labu takar 50 ml
dan dilakukan pengenceran dengan
penambahan air deionisasi hingga
tanda tera.
29.
Metode pengabuan
basah dapat dikatakan lebih baik
dibandingkan dengan pengabuan
kering, karena tidak banyak bahan
yang hilang dengan suhu pengabuan
yang tinggi seperti pada pengabuan
kering, waktu yang dibutuhkan dalam
pengabuan basah juga lebih singkat
dan kerusakan mineral bisa
diminimalisir.7 Selain itu, peralatan
yang digunakan pada pengabuan basah
lebih sederhana, proses oksidasi cepat,
volatilisasi mineral lebih rendah, dan
suhu yang dibutuhkan juga tidak
terlalu tinggi. Akan tetapi, teknik
pengabuan basah hanya dapat
digunakan untuk analisis sampel
dalam jumlah sedikit dan
pelaksanaannya juga harus dilakukan
dengan sangat hati-hati karena reagen
yang digunakan bersifat korosif dan
berbahaya dan perlu koreksi terhadap
reagen yang digunakan.4
30.
Setelah dilakukan
preparasi sampel menggunakan
metode pengabuan basah, selanjutnya
adalah menganalisis kadar Cu dengan
metode AAS. Spektrofotometer
Serapan Atom (AAS) merupakan
suatu alat yang digunakan pada
metode analisis untuk penentuan
unsur-unsur logam dan metaloid yang
berdasarkan pada penyerapan absorbsi
radiasi oleh atom bebas. Prinsip dasar
analisis alat ini adalah absorbsi energi
radiasi elektromagnetik oleh atom.
Serapan atom didasarkan pada atom
menyerap energi, satu kali energi
panas dari nyala api dikonversi dari
molekul menjadi atom. Dengan
menyerap energi, atom berpindah dari
keadaan dasar ke keadaan tereksitasi.
Energi yang diserap adalah yang
memiliki panjang gelombang tertentu
dari lampu katoda berongga. Satu
pengukuran penyerapan merupakan
perbedaan antara jumlah energi yang
dipancarkan lampu katoda berongga
dan mencapai pemindai. Penyerapan
berhubungan secara linear dengan
konsentrasi.9
31.
Instrumen
spektrofotometri AAS terdiri dari tiga
bagian, yaitu light source, sample cell,
dan light measurement. Light source
terdiri dari beam source dan beam
chopper. Sample cell terdiri dari flame
dan sample beam. Light measurement
terdiri dari beam recombiner,
monochromator, detector, electronics,
dan readout. Masing-masing bagian
tersebut mempunyai fungsi. Tabung
gas berfungsi sebagai sumber gas atau
pembakaran. Ductining (cerobong
asap) berfungsi untuk menghisap asap
atau sisa pembakaran. Kompresor
berfungsi untuk menyuplai kebutuhan
udara yang akan digunakan oleh AAS
pada waktu pembakaran atom.
Penampung buangan untuk
menampung sisa buangan dari hasil
operasi AAS. Komputer sebagai unit
pengendali AAS sekaligus sebagai
perekam data-data hasil analisis.
Lampu katoda sebagai sumber cahaya
pada AAS. Burner (atomizer) sebagai
tempat pencampuran gas asetilen dan
aquades agar tercampur merata.
Monokromatis untuk mengisolasi
salah satu garis resonansi atau radiasi
dari sekian banyak spectrum yang
dihasilkan dari lampu piar hollow
katode atau untuk merubah sinar
polikromatis menjadi sinar kromatis
sesuai yang dibutuhkan oleh
pengukuran. Detector untuk mengukur
intensitas radiasi yang diteruskan dan
telah diubah menjadi energi listrik
oleh fotomultiplier. Terminal
pengontrol untuk mengatur tekanan
yang masuk pada AAS sesuai
kebutuhan bila berlebih dari sumber
tekanan.
32.
Analisis mineral
dengan menggunakan metode AAS
(Atomic absorption spectroscopy)
memiliki kelebihan dan
kekurangannya dibandingkan dengan
metode-metode lainnya. Keuntungan
penggunaan metode AAS diantaranya
spesifik, kepekaan lebih tinggi, batas
(limit) deteksi rendah, dapat mengukur
beberapa unsur berlainan dari satu
larutan yang sama, pengukuran dapat
langsung dilakukan terhadap larutan
contoh karena preparasi contoh
sebelum pengukuran lebih sederhana
dan sistemnya relatif mudah, kecuali
bila ada zat pengganggu.2 Selain itu,
metode AAS juga dapat diaplikasikan
pada banyak jenis unsur dalam banyak
jenis contoh walaupun dengan kriteria
tertentu, batas kadar-kadar yang dapat
ditentukan sangat luas yaitu dari mg/L
(ppm) hingga persen, output dapat
langsung dibaca, cukup ekonomis,
dan dapat memilih temperatur yang
dikehendaki.5
33.
Selain memiliki
kelebihan, terdapat pula kelemahan
dalam melakukan analisis mineral
menggunakan AAS yang dapat
disebabkan oleh beberapa sumber
kesalahan diantaranya sumber
kesalahan pengukuran yang dapat
diprediksikan akibat kurang
sempurnanya preparasi sampel, seperti
proses destruksi yang kurang
sempurna dan tingkat keasaman
sampel dan blanko yang tidak sama.5
Selain itu bisa terjadi pula kesalahan
matriks yang disebabkan adanya
perbedaan matriks sampel dan matriks
standar, aliran sampel pada burner
tidak sama kecepatannya atau ada
penyumbatan pada jalannya aliran
sampel, dan adanya pengaruh kimia
sehingga AAS tidak mampu
menguraikan zat menjadi atom
misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca,
adanya pengaruh ionisasi yaitu apabila
atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi)
sehingga menimbulkan emisi pada
panjang gelombang yang sama.
Metode AAS hanya dapat digunakan
untuk larutan dengan konsentrasi
rendah, memerlukan jumlah larutan
yang cukup relatif besar (10-15 ml),
dan efisiensi nebulizer untuk
membentuk aerosol pun rendah.11
34.
Pada prinsipnya secara
teoritis, semua unsur dapat dianalisis
dengan cara spektrofotometri serapan
atom. Hal ini bergantung pada ada
atau tidaknya lampu HCl (Hollow
Cathode Lamp) yang dapat
menghasilkan cahaya dengan
gelombang yang sesuai dengan garis
spektrum dari unsur yang dianalisis.
Selain itu, analisis juga tergantung
pada unsur yang akan dianalisis yang
terikat pada molekul, dapat atau tidak
diubah menjadi atom-atom bebas
dengan nyala (flame) yang digunakan.
35.
Metode serapan
sangatlah spesifik. Logam-logam yang
membentuk campuran kompleks dapat
dianalisis dan selain itu tidak selalu
diperlukan sumber energi yang besar.6
Sampai saat sekarang terdapat 60-70
jenis atom unsur yang dapat dianalisis
dengan konsentrasi antara 1 ppm-10
ppm. Setiap unsur logam yang
dideteksi menggunakan AAS
mempunyai kondisi optimum yang
berbeda-beda. Untuk unsur yang
mempunyai garis spectrum diluar
range 190–900 nm belum dapat
dianalisis dengan metode AAS.
Termasuk unsur-unsur gas mulia,
halogen, unsur C, H, O, N, S, serta
unsur-unsur tanah jarang (kecuali Ce
& Th). Diantara unsur-unsur ini yang
paling pendek panjang gelombangnya
adalah As yaitu 193,7 nm sedang Cs
adalah unsur yang paling tinggi
panjang gelombangnya yaitu 852,1
nm. Molekul-molekul yang sukar
diuraikan atau yang dengan cepat
berubah menjadi oksida, maka
senyawa tersebut sangant sulit
ditetapkan dengan AAS. Senyawa-
senyawa itu adalah unsur-unsur
peralihan.6
36.
37.
KESIMPULAN
38.
39.
Preparasi sampel untuk
analisis mineral dilakukan dengan
metode pegabuan basah (AOAC
975.03). Pengabuan basah dipilih
karena dirasa lebih baik dari
pengabuan kering. Pada pengabuan
basah tidak banyak terjadi volatilisasi
mineral yang dapat mengakibatkan
kadar mineral pada bahan pangan
berkurang, dan juga waktu yang
dibutuhkan lebih singkat sehingga
kerusakan mineral dapat
diminimalisir. Setelah dilakukan
preparasi sampel untuk analisis
mineral, selanjutnya adalah analisis
kadar Cu dengan menggunakan
metode AAS. Praktikan disarankan
untuk berhati-hati ketika mereaksikan
larutan dengan asam, walaupun asam
perklorat yang seharusnya digunakan
telah diganti dengan asam nitrat. Dan
diharapkan untuk praktikum
selanjutnya dapat dilakukan
pengukuran menggunakan AAS, agar
praktikan dapat mengetahui dan benarbenar mengerti prinsip kerja dari alat
tersebut.
40.
41.
DAFTAR PUSTAKA
42.
43.
44. 1Bintang M. Biokimia Teknik
Penelitian. Jakarta: Erlangga, 2010.
45. 2Day RA. Analisa Kimia Kuantitatif.
Jakarta: Erlangga 1986.
46. 3Fauzi Mukhammad. Analisa Hasil
Pangan (Teori dan Praktek). Jember:
UNEJ, 2000.
4
47.
Gunawan D, dkk. Petunjuk Operasi
AAS Analyse 100. Semarang: Lab. Kimia
Instrumen UNES, 2009.
48. 5Hendayana S, dkk. Kimia Analitik
Instrumen. Semarang: IKIP, 2004.
49. 6Khopkar. Konsep Dasar Kimia
Analitik. Jakarta: UI Press, 2008.
7
50.
Maria S. Penentuan Kadar Logam
Besi (Fe) dalam Tepung Gandung dengan
Cara Destruksi Basah dan Kering dengan
Spektrofotometri Serapan Atom sesuai
Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-37512006. [Skripsi]. Departemen Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara, Medan, 2010.
51. 8Ngili Y. Biokimia Dasar. Jakarta:
Rekayasa Sains, 2010.
52. 9Nielsen SS.Food Analysis Laboratory
Manual. West Lafayett: Spinger, 2010.
53. 10[PERSAGI]. Kamus Gizi Pelengkap
Kesehatan Keluarga. Jakarta: Penerbit
Buku Kompas, 2009.
54. 11Ristina M. Petunjuk Praktikum
Instrumen Kimia. Yogyakarta: STTN,
2006.
55. 12Setiono L, Hadyana Pudjaatmaka.
Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan
Semimikro Bagian I. Jakarta: PT. Kalman
Media Pustaka, 2009.
56.