Pembuatan Kitosan CuO Sebagai Adsorben Untuk Menurunkan Kadar Logam Besi (Fe), Zink (Zn) Dan Kromium (Cr) Dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Kitosan
Kitosan adalah poli-(2-amino-2-deoksi-β-(1 4)-D-glukopiranosa) dengan rumus
molekul (C6H11NO4)n yang dapat diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan juga
dijumpai secara alamiah di beberapa organisme. Struktur polimer kitosan dapat
dilihat pada gambar (Gambar 2.1.) di bawah ini :
CH2OH
CH2OH
O
O
O
O
OH
O
OH
NH2
NH2
n
Gambar 2.1. Struktur kitosan
Proses deasetilasi kitosan dapat dilakukan dengan cara kimiawi maupun
enzimatik. Proses kimiawi menggunakan basa, misalnya NaOH, dan dapat
menghasilkan kitosan dengan derajat deasetilasi yang tinggi, yaitu mencapai 8593 % (Tsigos et al., 2000). Namun proses kimiawi menghasilkan kitosan dengan
bobot molekul yang beragam dan deasetilasinya juga sangat acak (Martinou et al.,
1995; Tsigos et al., 2000), sehingga sifat fisik dan kimia kitosan tidak seragam.
Selain itu, proses kimiawi juga dapat menimbulkan pencemaran lingkungan, sulit
dikendalikan, dan melibatkan banyak reaksi samping yang dapat menurunkan
rendemen (Chang et al., 1997; Tokuyasu et al., 1997).
Proses enzimatik dapat menutupi kekurangan proses kimiawi. Pada
dasarnya deasetilasi secara enzimatik bersifat selektif dan tidak merusak struktur
rantai kitosan, sehingga menghasilkan kitosan dengan karakteristik yang lebih
seragam agar dapat memperluas bidang aplikasinya (Tokuyasu et al., 1997
Universitas Sumatera Utara
2.1.1. Sifat –Sifat kitosan
Kitosan memiliki sifat unik yang dapat digunakan dalam berbagai cara serta
memiliki kegunaan yang beragam, antara lain sebagai perekat, aditif untuk kertas
dan tekstil, penjernih air minum, serta untuk mempercepat penyembuhan luka,
dan memperbaiki sifat pengikatan warna. Kitosan merupakan pengkelat yang kuat
untuk ion logam transisi. Kitosan mempunyai kemampuan untuk mengabsorbsi
logam dan membentuk kompleks kitosan dengan lgam (Robert. 1992)
Kitosan merupakan padatan amorf yang berwarna putih kekuningan dengan rotasi
spesifik [∝]
-3 hingga -10 ̊ (pada konsentrasi asam asetat 2%). Kitosan larut
pada kebanyakan larutan asam organik (Tabel 2.1.) pada pH sekitar 4,0, tetapi
tidak larut pada pH lebih besar dari 6,5, juga tidak larut dalam pelarut air, alkohol,
dan aseton. Dalam asam mineral pekat seperti HCl dan HNO3, kitosan larut pada
konsentrasi 0,15-1,1 %, tetapi tidak larut pada konsentrasi 10%.
Tabel 2.1. Kelarutan kitosan pada berbagai pelarut asam organik
Konsentrasi asam organik
Konsentrasi asam organik (%)
10
50
>50
Asam asetat
+
±
-
Asam adipat
-
-
-
Asam sitrat
+
-
-
Asam format
+
+
+
Asam laktat
+
-
-
Asam maleat
+
-
-
Asam malonat
+
-
-
Asam oksalat
+
-
-
(Sugita, 2009)
Keterangan : + larut; - tidak larut;
± larut sebagian
Kitosan tidak larut dalam H2SO4 pada berbagai konsentrasi, sedangkan di
dalam H3PO4 tidak larut pada konsentrasi 1% sementara pada konsentrasi 0,1%
Universitas Sumatera Utara
sedikit larut. Perlu untuk kita ketahui, bahwa kelarutan kitosan dipengaruhi oleh
bobot molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi spesifiknya yang beragam
bergantung pada sumber dan metode isolasi serta transformasinya. Sifat fisika dan
kimia kitosan di atas telah dijadikan bagian dalam penentuan spesifikasi kitosan,
seperti yang dapat dilihat pada tabel (Tabel 2.2) di bawah ini :
Tabel 2.2. Spesifikasi kitosan
Parameter
Ciri – ciri
Ukuran partikel
Serpihan sampai bubuk
Kadar air (%)
≤ 10,0
Kadar abu (%)
≤ 2,0
Warna larutan
Tidak berwarna
N-deasetilasi (%)
≥ 70,0
Kelas viskositas (cps) :
-
Rendah
< 200
-
Medium
200799
-
Tinggi pelarut organik
8002000
(Sugita, 2009)
2.1.2. Kegunaan Kitosan
Dewasa ini aplikasi kitosan sangat banyak dan meluas. Di bidang industri, kitosan
berperan antara lain sebagai koagulan polielektrolit pengolahan limbah cair,
pengikat dan penjerap ion logam, mikroorganisme, mikroalga, pewarna, residu
pestisida, lemak, tanin, PCB (poliklorinasi bifenil), mineral dan asam organik,
media kromatografi afinitas, gel dan pertukaran ion, penyalut berbagai serat alami
dan sintetik, pembentuk film dan membran mudah terurai, meningkatkan kualitas
kertas, pulp, dan produk tekstil. Sementara di bidang pertanian dan pangan,
kitosan digunakan antara lain untuk pencampur ransum pakan ternak, anti mikrob,
anti jamur, serat bahan pangan, penstabil, pembentuk gel, pembentuk tekstur,
pengental dan pengemulsi produk olahan pangan, pembawa zat aditif makanan,
flavor, zat gizi, pestisida, herbisida, virusida tanaman, dan deasidifikasi buah-
Universitas Sumatera Utara
buahan, sayuran, dan penjernih sari buah. Fungsinya sebagai antimikrob dan
antijamur juga diterapkan di bidang kedokteran.
kitosan
dapat
mencegah
pertumbuhan
Candida
albicans
dan
Staphvlacoccus aureus. Selain itu, biopolimer tersebut juga berguna sebagai
antikoagulan, antitumor, antivirus, pembuluh darah-kulit dan ginjal sintetik, bahan
pembuat lensa kontak, aditif kosmetik, membran dialisis, bahan sampo dan
kondisioner rambut, zat hemostatik, penstabil liposom, bahan ortopedik, pembalut
luka dan benang bedah yang mudah diserap, serta mempertinggi daya kekebalan,
antiinfeksi.
2.1.3. Modifikasi Kitosan
Kitosan dapat dimodifikasi, kitosan sebagai adsorben dapat berada dalam berbagai
bentuk, antara lain bentuk butir, serpih, hidrogel, dan membran (film). Kitosan
sebagai adsorben sering dimanfaatkan untuk proses adsorpsi ion logam berat.
Besarnya afinitas kitosan dalam mengikat ion logam sangat bergantung pada
karakteristik makrostruktur kitosan yang dipengaruhi oleh sumber dan kondisi
pada proses isolasi.
Perbedaan bentuk kitosan akan berpengaruh pada luas permukaannya.
Semakin kecil ukuran kitosan, maka luas permukaan kitosan akan semakin besar,
dan proses adsorpsi pun dapat berlangsung lebih baik. Modifikasi kimia kitosan
menjadi gel kitosan dapat meningkatkan kapasitas jerapnya. Keunggulan ini
disebabkan oleh bentuk butiran gel mempunyai volume pori yang lebih besar
dibandingkan dengan bentuk serpihan, tetapi daya absorpsi butiran gel kitosan
dipengaruhi oleh kestabilan sifat gel yang dibentuk (Rao, 1993).
Universitas Sumatera Utara
2.2.
Adsorpsi
2.2.1. Pengertian Adsorpsi
Secara umum adsorpsi adalah suatu proses pemisahan komponen-komponen
tertentu dalam fasa cair atau gas melewati suatu permukaan padat yang disebut
adsorben, sedangkan komponen yang diserap disebut adsorbat.
Ketika permukaan padatan dipaparkan pada molekul adsorbat, adsorbat akan
membentur permukaan padatan, sehingga sebagian akan menempel dipermukaan
padatan dan terjerap, sedangkan yang lain akan terpantul kembali. Pada awalnya,
laju adsorpsi cukup besar karena seluruh permukaan masih kosong. Namun,
setelah waktu kontak semakin lama, permukaan yang terisi oleh molekul gas
semakin banyak dan luas daerah kosong menyusut, sehingga laju adsorpsinya ikut
menurun. Bersamaan dengan itu, laju desorpsi, yaitu laju pelepasan kembali
molekul adsorbat, justru meningkat hingga tercapai suatu kesetimbangan dinamis
desorpsi-desorpsi.
2.2.2. Adsorben
Adsorben (untuk adsorpsi fisik) adalah bahan padat dengan luas permukaan dalam
yang sangat besar. Permukaan yang luas ini terbentuk karena banyaknya pori yang
halus pada padatan tersebut. Biasanya luasnya berada dalam orde 200-1000 m2/g
adsorben. Diameter pori sebesar 0,0003-0,002 µm.
Sebagai adsorben, kitosan dapat digunakan secara langsung dalam bentuk
serpihan. Namun, telah banyak penelitian yang telah menggunakan kitosan salam
bentuk butiran, hidrogel, dan membrane/film. Banyak peneliti juga telah
memodifikasi struktur kitosan untuk meningkatkan kemampuan adsorpsi,
kekuatan mekanik, dan kestabilannya.
Universitas Sumatera Utara
2.3.
Aplikasi Kitosan dalam Bidang Lingkungan
Lingkungan sangat berpotensi tercemar zat organik, anorganik, maupun logam
berat. Keberadaan zat-zat pencemar tersebut akan mengganggu ekosistem yang
ada, termasuk juga manusia. Oleh sebab itu, kelestarian lingkungan dari zat
pencemar harus dijaga dan terus mendapatkan perhatian dari masyarakat sekitar,
yang merupakan elemen dari lingkungan hidup itu sendiri. Salah satu cara yang
dapat digunakan untuk mengurangi zat pencemar pada lingkungan adalah dengan
menggunakan kitosan sebagai adsorben.
Kitosan umumnya disintesis dari deasetilasi kitin yang berasal dari limbah kulit
udang atau kepiting. Oleh karena itu, penggunaan kitosan sejak awal telah
berperan dalam mengurangi pencemaran lingkungan. Manfaat kitosan dalam
bidang lingkungan adalah untuk menjerap logam berat maupun zat warna yang
banyak dihasilkan dari industri tekstil atau kertas. Logam berat merupakan limbah
yang sangat berbahaya. Hal tersebut dikarenakan logam berat dapat menimbulkan
toksisitas akut pada manusia maupun habitat yang ada di lingkungan perairan.
2.4.
Logam Berat
Logam berat adalah komponen alamiah lingkungan yang mendapatkan perhatian
berlebih akibat ditambahkan ke dalam tanah dalam jumlah yang semakin
meningkat dan bahaya yang mungkin ditimbulkan. Logam berat menunjuk pada
logam yang mempunyai berat jenis lebih tinggi dari 5 atau 6 g/mL. Namun pada
kenyataannya dalam pengertian logam berat ini, dimasukkan pula unsur-unsur
metaloid yang mempunyai sifat berbahaya seperti logam berat sehingga jumlah
seluruhnya mencapai lebih kurang 40 jenis. Beberapa logam berat yang beracun
tersebut adalah As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, dan Zn (Palar, 1994).
Kandungan logam berat di lingkungan dapat dikurangi dengan cara
menjerapnya, salah satunya dengan menggunakan kitosan.Beberapa contoh logam
berat adalah Hg,Zn,Cd,Cu,Co,Pb dan Cr.Proses penjerapan logam berat pada
kitosan dan modifikasinya berlangsung spontan (Karthikeyan et al,2004).
Universitas Sumatera Utara
2.4.1. Logam Besi
Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26. Bilangan
oksidasi besi (Fe) adalah +3 dan +2. Fe memiliki berat atom 55,845 g/mol, titik
leleh 1.5380C. Fe menempati urutan sepuluh besar sebagai unsure di bumi. Fe
menyusun 5-5,6%
dari kerak bumi dan menyusun 35% dari massa bumi. Fe
menempati berbagai lapisan bumi. Konsentrasi tertinggi terdapat pada lapisan
dalam dari inti bumi dan sejumlah kecil terdapat dilapisan terluar kerak bumi.
Beberapa tempat dibumi bias engandung Fe mencapai 70%.
Logam Fe ditemukan dalam inti bumi berupa hematit. Fe hampir tidak
dapat ditemukan sebagai unsur bebas. Fe diperoleh dalam bentuk tidak murni
sehingga harus melalui reaksi reduksi guna untuk mendapatkan Fe murni. Fe
berperan penting dalam system imunitas. Seseorang dengan kandungan Fe rendah
akan memiliki daya tahan tubuh rendah terhadap infeksi ( Widowati, 2008).
Kelebihan zat besi (Fe) menyebabkan keracunan, dimana terjadi muntah,
diare dan kerusakan usus. Kelebihan zat besi juga dapat menyebabkan
hemokromatis. Hemokromatis merupakan penyakit kelebihan zat besi (Fe) yang
bias berakibat fatal tetapi mudah diobati, dimana penyakit ini banyak menyerang
lebih dari 1 juta orang di amerika serikat (Ahmad, 2004).
Mineral yang sering berada dalam air dengan jumlah besar adalah
kandungan Fe. Apabila Fe tersebut berada dalam jumlah banyak akan muncu
berbagai gangguan lingkungan. Untuk mengurangi pencemaram logam berat Fe,
bias dilakukan bioabsorpsi, yang merupak bagian dari bioremoval, yaitu sebagai
terkonsentrasi dan terakumulasinya polutan.
Untuk mengurangi pencemaran dari limbah serta meningkatkan nilai
ekonomi, limbah yang mengandung unsure Al, Fe dan Cu dapat dijadikan bahan
baku yang lebih bermanfaat seperti tawas, ferosulfat, dan logam Cu. Untuk
mengurangi
pencemaran
Fe,
dapat
digunakan
teknologi
fitoremidasi,
mikroorganisme bioremoval, menaikkan pH larutan, saringan pasir aktif dan
Advanced Oxidation Processes (AOPs), yaitu oksidasi menggunakan H2O2
sebagai oksidator (Widowati, 2008).
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Logam Zink
Zink (Zn) adalah komponen alam yang terdapat di kerak bumi. Zn
adalah logam yang memiliki karakteristik cukup reaktif, berwarna putih-kebiruan,
pudar bila terkena udara dengan api hijau terang. Zn dapat bereaksi denga
asam,
basa
dan
senyawa
nonlogam. Zink (Zn) di alam tidak berada dalam
keadaan bebas, tetapi dalam bentuk terikat dengan unsur lain berupa mineral.
Logam Zn digunakan dalam berbagai jenis industri, seperti cat, produk karet,
obat-obatan dan sebagainya (Widowati, 2008).
Zink diperlukan oleh tubuh untuk proses metabolisme teteapi dalam kadar
tinggi dapat bersifat racun. Dalam tubuh manusia terkandung 2 gram seng,
terutama terdapat pada rambut, tulang mata dan kelenjar alat kelamin pria. Seng
merupakan komponen penting dari berbagai ezim. Paling sedikit 15-20
metaloenzim yang mengandung seng telah diisolasi dan dimurnikan. Salah satu
contohnya adalah enzim karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel darah merah.
Disamping itu seng juga terdapat dalam karboksi peptidase dan dehidrogenase
dalam hati. Sebagai kofaktor, seng dapat menngkatkan keefektifan enzim.
(Winarno, 1995)
Pada manusia, Zink merupakan unsur yang terlibat dalam sejumlah besar
enzim yang mengkatalisis reaksi metabolik yang vital. Karena fasilitasnya yang
digunakan dalam sintesis DNA dan RNA dn dalam metabolisme protein, Zn
juga esensial untuk pertumbuhan anak (Darmono, 1995).
Unsur ini penting dan berguna dalam metabolisme, dengan kebutuhan
perhari 10- 15 mg. Dalam jumlah kecil merupakan unsur yang penting
untuk metabolisme, karena kekurangan Zn dapat menyebabkan hambatan
pada pertumbuhan anak. Dalam jumlah besar unsur ini dapat menimbulkan
rasa pahit dan sepat pada air minum (Sutrisno, 2004).
Universitas Sumatera Utara
Zink (Zn) bukan merupakan senyawa toksik dan merupakan unsur
essensial bagi pertumbuhan semua jenis hewan dan tumbuhan. Zn akan bersifat
toksik ketika berada dalam bentuk ionnya. Meskipun logam ini merupakan logam
yang essensial namun jika dikonsumsi dalam dosis yang tinggi akan berbahaya
dan bersifat toksik. Gejala defisiensi Zn antara lain pertumbuhan terhambat,
rambut rontok, diare, berkurangnya fungsi indera penglihatan, dan sebagainya.
(Widowati, 2008)
2.4.3. Logam Kromium
Kromim (Cr) adalah kristalin putih dan tidak dapat ditempah dengan mudah,.
Dalam tabel periodik, kromium merupakan unsur yang terletak pada golongan VI
B dan pada periode keempat dengan nomor atom 24 dan boo t atom 52. Dalam
larutan air kromium membentuk tiga jenis ion yaitu: kation-kation Kromium (II)
dan (III) dan anion kromat dan dikromat dimana keadaan oksidasi kroium Cr+6.
Ion Kromium (II) membentuk larutan berwarna biru dan agak tidak stabil, karena
merupakan zat pereduksi yang kuat. Oksigen dan atmosfer dengan mudah
mengoksidasinya menjadi ion Kromium (III) yang lebih stabil. (Vogel, 1979)
Kromium merupakan elemen yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari
dan merupakan unsur yang essensial bagi manusia dan hewan pada konsentrasi
yang rendah. Menurut rekomendasi kesehatan, kebutuhan kromium sehari-hari
adalah 50-200 µg/hari. Karsinogenitas kromium biasanya disebabkan oleh
kromium heksavalent (Cr6+) yang bersifat korosif. Telah disarankan bahwah Cr6+
yang mudah diambil oleh sel, berubah menjadi Cr3+ dalam sel. Efek kronis dari
kromium dilaporkan meliputi kulit, iritasi membran selaput lender, hati, kanker
paru-paru.
Air yang mengandung ion Krom (III) akan menimbulkan maslah karena
ion logam ini dapat berubah menjadi ion krom yang bervalensi enam (heksavalen)
yang bersifat toksik, karena jika terakumulasi dalam tubuh dapat menyebabkan
kanker dan perubahan genetic. Hal ini dapat terjadi karena krom dapat merusak
Universitas Sumatera Utara
sel-sel didalam tubuh. Senyawa krom pada sumber-sumber air alam ataupun air
limbah industri dapat berada dalam bentuk Krom (III) dan Krom (VI) yang
mempunyai sifat berbeda. Krom (III) essensial bagi mamalia untuk metabolism
gula, protein dan lemak. Senyawa lebih stabil di air serta sifat racunnya tidak
terlalu besar. Berbeda dengan krom (VI) karena bersifat sagat oksidatif. ( Raja,
2006)
2.5.
Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri Serapan Atom adalah metoda pengukuran kuantitatif suatu unsur
yang terdapat dalam suatu cuplikan berdasarkan penerapan cahaya pada panjang
gelombang tertentu oleh atom – atom bentuk gas dalam keadaan dasar . Telah
lama ahli kimia menggunakan pancaran radiasi oleh atom yang dieksitasikan
dalam suatu nyala sebagai alat analisis. Fraksi atom - atom yang tereksitasi
berubah secara eksponensial dengan temperatur. Teknik ini digunakan untuk
penetapan sejumlah unsur, kebanyakan logam dan sampel yang sangat beraneka
ragam (Walsh, 1955).
2.5.1.
Prinsip dan Teori
Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada bahwa atom – atom pada suatu
unsur dapat mengabsorpsi energi sinar pada panjang gelombang tertentu. Banyak
energi sinar yang diabsorpsi berbanding lurus dengan jumlah atom – atom unsur
yang mengabsorpsi.Atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton
bermuatan positif
dan neutron berupa pertikel
netral, dimana inti
atom
dikelilingi oleh elektron –elektron bermuatan negatif pada tingkat energi yang
berbeda – beda (Clark,1979).
Universitas Sumatera Utara
2.5.2.
Gangguan pada SSA dan cara mengatasinya
Gangguan nyata pada SSA adalah seringkali didapatkan suatu harga yang tidak
sesuai dengan konsentrasi sampel yang ditentukan. Penyebab dari gangguan ini
adalah faktor matriks sampel.
Sampel dalam bentuk molekul karena disosiasi yang tidak sempurna akan
cenderung mengabsorpsi radiasi dari sumber radiasi. Demikian juga terjadinya
ionisasi atom akan menjadi kesalahan pada spekrofotometer serapan atom oleh
karena spektrum radiasi oleh ion jauh berbeda dengan spektrum absorpsi atom
netral yang memang akan ditentukan. Ada beberapa usaha untuk mengurangi
gangguan kimia pada SSA yaitu dengan cara:
1. Menaikkan temperatur nyala agar mempermudah penguraian untuk itu
dipakai gas pembakar campuran C2H2 + N2O yang memberikan nyala
dengan temperatur yang tinggi.
2. Menambahkan elemen pengikat gugus atom penyangga, sehingga terikat
kuat akan tetapi atom yang ditentukan bebas sebagai atom netral. Misalnya
penentuan logam yang terikat sebagai garam, dengan penambahan logam
yang lainnya akan terjadi ikatan lebih kuat dengan anion pengganggu.
3. Pengeluaran unsur pengganggu dari matriks sampel dengan cara eksitasi
(Mulja, 1995).
2.5.3.
Rangkaian Spektrofotometer Serapan Atom
Komponen penting yang membentuk Spektrofotomter Serapan Atom
diperlihatkan pada gambar dibawah 2.2 ini.
A
B
C
D
E
F
Gambar 2.2. Rangkaian Ringkas Spektrofotometer Serapan Atom
Universitas Sumatera Utara
Keterangan Gambar :
A
= Lampu Katoda Berongga
B
= Nyala
C
= Monokromator
D
= Detektor
E
= Amplifier
F
= Recorder (Khopkar, 2007)
a.
Sumber sinar
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga. Lampu ini terdiri
atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda
berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam
tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia(neon atau argon)dengan
tekanan rendah. Neon biasanya lebih disukai karena memberikan intensitas
pancaran lampu yang lebih rendah. (Khopkar, 2007 dan Mulja,1995).
Tempat sampel
Dalam analisis dengan Spektofotometri Serapan Atom, sampel yang akan
dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan
asas. Ada berbagai macam yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel
menjadi uap atom-atom yaitu dengan nyala dan tanpa nyala.
b.
Nyala (Flame)
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan
menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi.
Tanpa Nyala (Flameless)
Pengatoman dapat dilakukan dalam tungku dari grafit. Sampel diletakkan dalam
tabung grafit, kemudian tabung tersebut dipanaskan dengan sistem elektris dengan
cara melewatkan arus listrik grafit. Akibat pemanasan ini,maka gas yang akan
dianalisis berubah menjadi atom-atom netral (Rohman, 2007).
Universitas Sumatera Utara
c.
Monokromator
Monokromator memisahkan,mengisolasi dan mengontrol intensitas dari radiasi
energi yang mencapai detektor. Pada hakekatnya mungkin saja dapat dianggap
sebagai suatu saringan yang dapat disesuaikan dengan suatu daerah yang spesifik,
yang mana spektrum transmisi yang tidak sesuai akan ditolak. Idealnya
monokromator harus mampu memisahkan garis resonansi. Karena ada beberapa
unsur yang mudah dan ada beberapa unsur yang sulit (Haswell, 1991).
d.
Detektor
Detektor dapat diatur sedemikian rupa pada nilai frekuensi tertentu, sehingga tidak
memberikan respon terhadap nilai emisi yang berasal dari eksitasi (Khopkar,
2007).
e.
Read Out
Merupakan suatu alat petunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem beberapa
pencatat hasil (Khopkar,2007).
2.8.
FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Pancaran infra merah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum
elektromagnetik yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang
mikro. Sebagian besar kegunaannya terbatas di daerah antara 4000 cm-1 dan 666
cm-1 (2,5-15,0 µm). Akhir-akhir ini muncul perhatian pada daerah infra merah
dekat, 14290-4000 cm-1 (0,7-2,5 µm) dan daerah infra merah jauh, 700-200 cm-1
(14,3-50 µm) (Silverstein, 1967).
Salah satu hasil kemajuan instrumentasi IR adalah pemrosesan data
seperti Fourier Transform Infra Red (FTIR). Teknik ini memberikan informasi
dalam hal kimia, seperti struktur dan konformasional pada polimer dan
polipaduan, perubahan induksi tekanan dan reaksi kimia. Dalam teknik ini
Universitas Sumatera Utara
padatan diuji dengan cara merefleksikan sinar infra merah yang melalui tempat
kristal sehingga terjadi kontak dengan permukaan cuplikan. Degradasi atau
induksi oleh oksidasi, panas, maupun cahaya, dapat diikuti dengan cepat melalui
infra merah. Sensitivitas FTIR adalah 80-200 kali lebih tinggi dari instrumentasi
dispersi standar karena resolusinya lebih tinggi (Kroschwitz, 1990).
Spektrofotometer FTIR digunakan untuk :
1. Mendeteksi sinyal lemah.
2. Menganalisis sampel dengan konsentrasi rendah.
3. Analisis getaran (Silverstein, 1967).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Kitosan
Kitosan adalah poli-(2-amino-2-deoksi-β-(1 4)-D-glukopiranosa) dengan rumus
molekul (C6H11NO4)n yang dapat diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan juga
dijumpai secara alamiah di beberapa organisme. Struktur polimer kitosan dapat
dilihat pada gambar (Gambar 2.1.) di bawah ini :
CH2OH
CH2OH
O
O
O
O
OH
O
OH
NH2
NH2
n
Gambar 2.1. Struktur kitosan
Proses deasetilasi kitosan dapat dilakukan dengan cara kimiawi maupun
enzimatik. Proses kimiawi menggunakan basa, misalnya NaOH, dan dapat
menghasilkan kitosan dengan derajat deasetilasi yang tinggi, yaitu mencapai 8593 % (Tsigos et al., 2000). Namun proses kimiawi menghasilkan kitosan dengan
bobot molekul yang beragam dan deasetilasinya juga sangat acak (Martinou et al.,
1995; Tsigos et al., 2000), sehingga sifat fisik dan kimia kitosan tidak seragam.
Selain itu, proses kimiawi juga dapat menimbulkan pencemaran lingkungan, sulit
dikendalikan, dan melibatkan banyak reaksi samping yang dapat menurunkan
rendemen (Chang et al., 1997; Tokuyasu et al., 1997).
Proses enzimatik dapat menutupi kekurangan proses kimiawi. Pada
dasarnya deasetilasi secara enzimatik bersifat selektif dan tidak merusak struktur
rantai kitosan, sehingga menghasilkan kitosan dengan karakteristik yang lebih
seragam agar dapat memperluas bidang aplikasinya (Tokuyasu et al., 1997
Universitas Sumatera Utara
2.1.1. Sifat –Sifat kitosan
Kitosan memiliki sifat unik yang dapat digunakan dalam berbagai cara serta
memiliki kegunaan yang beragam, antara lain sebagai perekat, aditif untuk kertas
dan tekstil, penjernih air minum, serta untuk mempercepat penyembuhan luka,
dan memperbaiki sifat pengikatan warna. Kitosan merupakan pengkelat yang kuat
untuk ion logam transisi. Kitosan mempunyai kemampuan untuk mengabsorbsi
logam dan membentuk kompleks kitosan dengan lgam (Robert. 1992)
Kitosan merupakan padatan amorf yang berwarna putih kekuningan dengan rotasi
spesifik [∝]
-3 hingga -10 ̊ (pada konsentrasi asam asetat 2%). Kitosan larut
pada kebanyakan larutan asam organik (Tabel 2.1.) pada pH sekitar 4,0, tetapi
tidak larut pada pH lebih besar dari 6,5, juga tidak larut dalam pelarut air, alkohol,
dan aseton. Dalam asam mineral pekat seperti HCl dan HNO3, kitosan larut pada
konsentrasi 0,15-1,1 %, tetapi tidak larut pada konsentrasi 10%.
Tabel 2.1. Kelarutan kitosan pada berbagai pelarut asam organik
Konsentrasi asam organik
Konsentrasi asam organik (%)
10
50
>50
Asam asetat
+
±
-
Asam adipat
-
-
-
Asam sitrat
+
-
-
Asam format
+
+
+
Asam laktat
+
-
-
Asam maleat
+
-
-
Asam malonat
+
-
-
Asam oksalat
+
-
-
(Sugita, 2009)
Keterangan : + larut; - tidak larut;
± larut sebagian
Kitosan tidak larut dalam H2SO4 pada berbagai konsentrasi, sedangkan di
dalam H3PO4 tidak larut pada konsentrasi 1% sementara pada konsentrasi 0,1%
Universitas Sumatera Utara
sedikit larut. Perlu untuk kita ketahui, bahwa kelarutan kitosan dipengaruhi oleh
bobot molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi spesifiknya yang beragam
bergantung pada sumber dan metode isolasi serta transformasinya. Sifat fisika dan
kimia kitosan di atas telah dijadikan bagian dalam penentuan spesifikasi kitosan,
seperti yang dapat dilihat pada tabel (Tabel 2.2) di bawah ini :
Tabel 2.2. Spesifikasi kitosan
Parameter
Ciri – ciri
Ukuran partikel
Serpihan sampai bubuk
Kadar air (%)
≤ 10,0
Kadar abu (%)
≤ 2,0
Warna larutan
Tidak berwarna
N-deasetilasi (%)
≥ 70,0
Kelas viskositas (cps) :
-
Rendah
< 200
-
Medium
200799
-
Tinggi pelarut organik
8002000
(Sugita, 2009)
2.1.2. Kegunaan Kitosan
Dewasa ini aplikasi kitosan sangat banyak dan meluas. Di bidang industri, kitosan
berperan antara lain sebagai koagulan polielektrolit pengolahan limbah cair,
pengikat dan penjerap ion logam, mikroorganisme, mikroalga, pewarna, residu
pestisida, lemak, tanin, PCB (poliklorinasi bifenil), mineral dan asam organik,
media kromatografi afinitas, gel dan pertukaran ion, penyalut berbagai serat alami
dan sintetik, pembentuk film dan membran mudah terurai, meningkatkan kualitas
kertas, pulp, dan produk tekstil. Sementara di bidang pertanian dan pangan,
kitosan digunakan antara lain untuk pencampur ransum pakan ternak, anti mikrob,
anti jamur, serat bahan pangan, penstabil, pembentuk gel, pembentuk tekstur,
pengental dan pengemulsi produk olahan pangan, pembawa zat aditif makanan,
flavor, zat gizi, pestisida, herbisida, virusida tanaman, dan deasidifikasi buah-
Universitas Sumatera Utara
buahan, sayuran, dan penjernih sari buah. Fungsinya sebagai antimikrob dan
antijamur juga diterapkan di bidang kedokteran.
kitosan
dapat
mencegah
pertumbuhan
Candida
albicans
dan
Staphvlacoccus aureus. Selain itu, biopolimer tersebut juga berguna sebagai
antikoagulan, antitumor, antivirus, pembuluh darah-kulit dan ginjal sintetik, bahan
pembuat lensa kontak, aditif kosmetik, membran dialisis, bahan sampo dan
kondisioner rambut, zat hemostatik, penstabil liposom, bahan ortopedik, pembalut
luka dan benang bedah yang mudah diserap, serta mempertinggi daya kekebalan,
antiinfeksi.
2.1.3. Modifikasi Kitosan
Kitosan dapat dimodifikasi, kitosan sebagai adsorben dapat berada dalam berbagai
bentuk, antara lain bentuk butir, serpih, hidrogel, dan membran (film). Kitosan
sebagai adsorben sering dimanfaatkan untuk proses adsorpsi ion logam berat.
Besarnya afinitas kitosan dalam mengikat ion logam sangat bergantung pada
karakteristik makrostruktur kitosan yang dipengaruhi oleh sumber dan kondisi
pada proses isolasi.
Perbedaan bentuk kitosan akan berpengaruh pada luas permukaannya.
Semakin kecil ukuran kitosan, maka luas permukaan kitosan akan semakin besar,
dan proses adsorpsi pun dapat berlangsung lebih baik. Modifikasi kimia kitosan
menjadi gel kitosan dapat meningkatkan kapasitas jerapnya. Keunggulan ini
disebabkan oleh bentuk butiran gel mempunyai volume pori yang lebih besar
dibandingkan dengan bentuk serpihan, tetapi daya absorpsi butiran gel kitosan
dipengaruhi oleh kestabilan sifat gel yang dibentuk (Rao, 1993).
Universitas Sumatera Utara
2.2.
Adsorpsi
2.2.1. Pengertian Adsorpsi
Secara umum adsorpsi adalah suatu proses pemisahan komponen-komponen
tertentu dalam fasa cair atau gas melewati suatu permukaan padat yang disebut
adsorben, sedangkan komponen yang diserap disebut adsorbat.
Ketika permukaan padatan dipaparkan pada molekul adsorbat, adsorbat akan
membentur permukaan padatan, sehingga sebagian akan menempel dipermukaan
padatan dan terjerap, sedangkan yang lain akan terpantul kembali. Pada awalnya,
laju adsorpsi cukup besar karena seluruh permukaan masih kosong. Namun,
setelah waktu kontak semakin lama, permukaan yang terisi oleh molekul gas
semakin banyak dan luas daerah kosong menyusut, sehingga laju adsorpsinya ikut
menurun. Bersamaan dengan itu, laju desorpsi, yaitu laju pelepasan kembali
molekul adsorbat, justru meningkat hingga tercapai suatu kesetimbangan dinamis
desorpsi-desorpsi.
2.2.2. Adsorben
Adsorben (untuk adsorpsi fisik) adalah bahan padat dengan luas permukaan dalam
yang sangat besar. Permukaan yang luas ini terbentuk karena banyaknya pori yang
halus pada padatan tersebut. Biasanya luasnya berada dalam orde 200-1000 m2/g
adsorben. Diameter pori sebesar 0,0003-0,002 µm.
Sebagai adsorben, kitosan dapat digunakan secara langsung dalam bentuk
serpihan. Namun, telah banyak penelitian yang telah menggunakan kitosan salam
bentuk butiran, hidrogel, dan membrane/film. Banyak peneliti juga telah
memodifikasi struktur kitosan untuk meningkatkan kemampuan adsorpsi,
kekuatan mekanik, dan kestabilannya.
Universitas Sumatera Utara
2.3.
Aplikasi Kitosan dalam Bidang Lingkungan
Lingkungan sangat berpotensi tercemar zat organik, anorganik, maupun logam
berat. Keberadaan zat-zat pencemar tersebut akan mengganggu ekosistem yang
ada, termasuk juga manusia. Oleh sebab itu, kelestarian lingkungan dari zat
pencemar harus dijaga dan terus mendapatkan perhatian dari masyarakat sekitar,
yang merupakan elemen dari lingkungan hidup itu sendiri. Salah satu cara yang
dapat digunakan untuk mengurangi zat pencemar pada lingkungan adalah dengan
menggunakan kitosan sebagai adsorben.
Kitosan umumnya disintesis dari deasetilasi kitin yang berasal dari limbah kulit
udang atau kepiting. Oleh karena itu, penggunaan kitosan sejak awal telah
berperan dalam mengurangi pencemaran lingkungan. Manfaat kitosan dalam
bidang lingkungan adalah untuk menjerap logam berat maupun zat warna yang
banyak dihasilkan dari industri tekstil atau kertas. Logam berat merupakan limbah
yang sangat berbahaya. Hal tersebut dikarenakan logam berat dapat menimbulkan
toksisitas akut pada manusia maupun habitat yang ada di lingkungan perairan.
2.4.
Logam Berat
Logam berat adalah komponen alamiah lingkungan yang mendapatkan perhatian
berlebih akibat ditambahkan ke dalam tanah dalam jumlah yang semakin
meningkat dan bahaya yang mungkin ditimbulkan. Logam berat menunjuk pada
logam yang mempunyai berat jenis lebih tinggi dari 5 atau 6 g/mL. Namun pada
kenyataannya dalam pengertian logam berat ini, dimasukkan pula unsur-unsur
metaloid yang mempunyai sifat berbahaya seperti logam berat sehingga jumlah
seluruhnya mencapai lebih kurang 40 jenis. Beberapa logam berat yang beracun
tersebut adalah As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni, dan Zn (Palar, 1994).
Kandungan logam berat di lingkungan dapat dikurangi dengan cara
menjerapnya, salah satunya dengan menggunakan kitosan.Beberapa contoh logam
berat adalah Hg,Zn,Cd,Cu,Co,Pb dan Cr.Proses penjerapan logam berat pada
kitosan dan modifikasinya berlangsung spontan (Karthikeyan et al,2004).
Universitas Sumatera Utara
2.4.1. Logam Besi
Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26. Bilangan
oksidasi besi (Fe) adalah +3 dan +2. Fe memiliki berat atom 55,845 g/mol, titik
leleh 1.5380C. Fe menempati urutan sepuluh besar sebagai unsure di bumi. Fe
menyusun 5-5,6%
dari kerak bumi dan menyusun 35% dari massa bumi. Fe
menempati berbagai lapisan bumi. Konsentrasi tertinggi terdapat pada lapisan
dalam dari inti bumi dan sejumlah kecil terdapat dilapisan terluar kerak bumi.
Beberapa tempat dibumi bias engandung Fe mencapai 70%.
Logam Fe ditemukan dalam inti bumi berupa hematit. Fe hampir tidak
dapat ditemukan sebagai unsur bebas. Fe diperoleh dalam bentuk tidak murni
sehingga harus melalui reaksi reduksi guna untuk mendapatkan Fe murni. Fe
berperan penting dalam system imunitas. Seseorang dengan kandungan Fe rendah
akan memiliki daya tahan tubuh rendah terhadap infeksi ( Widowati, 2008).
Kelebihan zat besi (Fe) menyebabkan keracunan, dimana terjadi muntah,
diare dan kerusakan usus. Kelebihan zat besi juga dapat menyebabkan
hemokromatis. Hemokromatis merupakan penyakit kelebihan zat besi (Fe) yang
bias berakibat fatal tetapi mudah diobati, dimana penyakit ini banyak menyerang
lebih dari 1 juta orang di amerika serikat (Ahmad, 2004).
Mineral yang sering berada dalam air dengan jumlah besar adalah
kandungan Fe. Apabila Fe tersebut berada dalam jumlah banyak akan muncu
berbagai gangguan lingkungan. Untuk mengurangi pencemaram logam berat Fe,
bias dilakukan bioabsorpsi, yang merupak bagian dari bioremoval, yaitu sebagai
terkonsentrasi dan terakumulasinya polutan.
Untuk mengurangi pencemaran dari limbah serta meningkatkan nilai
ekonomi, limbah yang mengandung unsure Al, Fe dan Cu dapat dijadikan bahan
baku yang lebih bermanfaat seperti tawas, ferosulfat, dan logam Cu. Untuk
mengurangi
pencemaran
Fe,
dapat
digunakan
teknologi
fitoremidasi,
mikroorganisme bioremoval, menaikkan pH larutan, saringan pasir aktif dan
Advanced Oxidation Processes (AOPs), yaitu oksidasi menggunakan H2O2
sebagai oksidator (Widowati, 2008).
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Logam Zink
Zink (Zn) adalah komponen alam yang terdapat di kerak bumi. Zn
adalah logam yang memiliki karakteristik cukup reaktif, berwarna putih-kebiruan,
pudar bila terkena udara dengan api hijau terang. Zn dapat bereaksi denga
asam,
basa
dan
senyawa
nonlogam. Zink (Zn) di alam tidak berada dalam
keadaan bebas, tetapi dalam bentuk terikat dengan unsur lain berupa mineral.
Logam Zn digunakan dalam berbagai jenis industri, seperti cat, produk karet,
obat-obatan dan sebagainya (Widowati, 2008).
Zink diperlukan oleh tubuh untuk proses metabolisme teteapi dalam kadar
tinggi dapat bersifat racun. Dalam tubuh manusia terkandung 2 gram seng,
terutama terdapat pada rambut, tulang mata dan kelenjar alat kelamin pria. Seng
merupakan komponen penting dari berbagai ezim. Paling sedikit 15-20
metaloenzim yang mengandung seng telah diisolasi dan dimurnikan. Salah satu
contohnya adalah enzim karbonat anhidrase yang terdapat dalam sel darah merah.
Disamping itu seng juga terdapat dalam karboksi peptidase dan dehidrogenase
dalam hati. Sebagai kofaktor, seng dapat menngkatkan keefektifan enzim.
(Winarno, 1995)
Pada manusia, Zink merupakan unsur yang terlibat dalam sejumlah besar
enzim yang mengkatalisis reaksi metabolik yang vital. Karena fasilitasnya yang
digunakan dalam sintesis DNA dan RNA dn dalam metabolisme protein, Zn
juga esensial untuk pertumbuhan anak (Darmono, 1995).
Unsur ini penting dan berguna dalam metabolisme, dengan kebutuhan
perhari 10- 15 mg. Dalam jumlah kecil merupakan unsur yang penting
untuk metabolisme, karena kekurangan Zn dapat menyebabkan hambatan
pada pertumbuhan anak. Dalam jumlah besar unsur ini dapat menimbulkan
rasa pahit dan sepat pada air minum (Sutrisno, 2004).
Universitas Sumatera Utara
Zink (Zn) bukan merupakan senyawa toksik dan merupakan unsur
essensial bagi pertumbuhan semua jenis hewan dan tumbuhan. Zn akan bersifat
toksik ketika berada dalam bentuk ionnya. Meskipun logam ini merupakan logam
yang essensial namun jika dikonsumsi dalam dosis yang tinggi akan berbahaya
dan bersifat toksik. Gejala defisiensi Zn antara lain pertumbuhan terhambat,
rambut rontok, diare, berkurangnya fungsi indera penglihatan, dan sebagainya.
(Widowati, 2008)
2.4.3. Logam Kromium
Kromim (Cr) adalah kristalin putih dan tidak dapat ditempah dengan mudah,.
Dalam tabel periodik, kromium merupakan unsur yang terletak pada golongan VI
B dan pada periode keempat dengan nomor atom 24 dan boo t atom 52. Dalam
larutan air kromium membentuk tiga jenis ion yaitu: kation-kation Kromium (II)
dan (III) dan anion kromat dan dikromat dimana keadaan oksidasi kroium Cr+6.
Ion Kromium (II) membentuk larutan berwarna biru dan agak tidak stabil, karena
merupakan zat pereduksi yang kuat. Oksigen dan atmosfer dengan mudah
mengoksidasinya menjadi ion Kromium (III) yang lebih stabil. (Vogel, 1979)
Kromium merupakan elemen yang terdapat dalam kehidupan sehari-hari
dan merupakan unsur yang essensial bagi manusia dan hewan pada konsentrasi
yang rendah. Menurut rekomendasi kesehatan, kebutuhan kromium sehari-hari
adalah 50-200 µg/hari. Karsinogenitas kromium biasanya disebabkan oleh
kromium heksavalent (Cr6+) yang bersifat korosif. Telah disarankan bahwah Cr6+
yang mudah diambil oleh sel, berubah menjadi Cr3+ dalam sel. Efek kronis dari
kromium dilaporkan meliputi kulit, iritasi membran selaput lender, hati, kanker
paru-paru.
Air yang mengandung ion Krom (III) akan menimbulkan maslah karena
ion logam ini dapat berubah menjadi ion krom yang bervalensi enam (heksavalen)
yang bersifat toksik, karena jika terakumulasi dalam tubuh dapat menyebabkan
kanker dan perubahan genetic. Hal ini dapat terjadi karena krom dapat merusak
Universitas Sumatera Utara
sel-sel didalam tubuh. Senyawa krom pada sumber-sumber air alam ataupun air
limbah industri dapat berada dalam bentuk Krom (III) dan Krom (VI) yang
mempunyai sifat berbeda. Krom (III) essensial bagi mamalia untuk metabolism
gula, protein dan lemak. Senyawa lebih stabil di air serta sifat racunnya tidak
terlalu besar. Berbeda dengan krom (VI) karena bersifat sagat oksidatif. ( Raja,
2006)
2.5.
Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri Serapan Atom adalah metoda pengukuran kuantitatif suatu unsur
yang terdapat dalam suatu cuplikan berdasarkan penerapan cahaya pada panjang
gelombang tertentu oleh atom – atom bentuk gas dalam keadaan dasar . Telah
lama ahli kimia menggunakan pancaran radiasi oleh atom yang dieksitasikan
dalam suatu nyala sebagai alat analisis. Fraksi atom - atom yang tereksitasi
berubah secara eksponensial dengan temperatur. Teknik ini digunakan untuk
penetapan sejumlah unsur, kebanyakan logam dan sampel yang sangat beraneka
ragam (Walsh, 1955).
2.5.1.
Prinsip dan Teori
Spektrofotometri serapan atom didasarkan pada bahwa atom – atom pada suatu
unsur dapat mengabsorpsi energi sinar pada panjang gelombang tertentu. Banyak
energi sinar yang diabsorpsi berbanding lurus dengan jumlah atom – atom unsur
yang mengabsorpsi.Atom terdiri atas inti atom yang mengandung proton
bermuatan positif
dan neutron berupa pertikel
netral, dimana inti
atom
dikelilingi oleh elektron –elektron bermuatan negatif pada tingkat energi yang
berbeda – beda (Clark,1979).
Universitas Sumatera Utara
2.5.2.
Gangguan pada SSA dan cara mengatasinya
Gangguan nyata pada SSA adalah seringkali didapatkan suatu harga yang tidak
sesuai dengan konsentrasi sampel yang ditentukan. Penyebab dari gangguan ini
adalah faktor matriks sampel.
Sampel dalam bentuk molekul karena disosiasi yang tidak sempurna akan
cenderung mengabsorpsi radiasi dari sumber radiasi. Demikian juga terjadinya
ionisasi atom akan menjadi kesalahan pada spekrofotometer serapan atom oleh
karena spektrum radiasi oleh ion jauh berbeda dengan spektrum absorpsi atom
netral yang memang akan ditentukan. Ada beberapa usaha untuk mengurangi
gangguan kimia pada SSA yaitu dengan cara:
1. Menaikkan temperatur nyala agar mempermudah penguraian untuk itu
dipakai gas pembakar campuran C2H2 + N2O yang memberikan nyala
dengan temperatur yang tinggi.
2. Menambahkan elemen pengikat gugus atom penyangga, sehingga terikat
kuat akan tetapi atom yang ditentukan bebas sebagai atom netral. Misalnya
penentuan logam yang terikat sebagai garam, dengan penambahan logam
yang lainnya akan terjadi ikatan lebih kuat dengan anion pengganggu.
3. Pengeluaran unsur pengganggu dari matriks sampel dengan cara eksitasi
(Mulja, 1995).
2.5.3.
Rangkaian Spektrofotometer Serapan Atom
Komponen penting yang membentuk Spektrofotomter Serapan Atom
diperlihatkan pada gambar dibawah 2.2 ini.
A
B
C
D
E
F
Gambar 2.2. Rangkaian Ringkas Spektrofotometer Serapan Atom
Universitas Sumatera Utara
Keterangan Gambar :
A
= Lampu Katoda Berongga
B
= Nyala
C
= Monokromator
D
= Detektor
E
= Amplifier
F
= Recorder (Khopkar, 2007)
a.
Sumber sinar
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga. Lampu ini terdiri
atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. Katoda
berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam
tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia(neon atau argon)dengan
tekanan rendah. Neon biasanya lebih disukai karena memberikan intensitas
pancaran lampu yang lebih rendah. (Khopkar, 2007 dan Mulja,1995).
Tempat sampel
Dalam analisis dengan Spektofotometri Serapan Atom, sampel yang akan
dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan
asas. Ada berbagai macam yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel
menjadi uap atom-atom yaitu dengan nyala dan tanpa nyala.
b.
Nyala (Flame)
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan
menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi.
Tanpa Nyala (Flameless)
Pengatoman dapat dilakukan dalam tungku dari grafit. Sampel diletakkan dalam
tabung grafit, kemudian tabung tersebut dipanaskan dengan sistem elektris dengan
cara melewatkan arus listrik grafit. Akibat pemanasan ini,maka gas yang akan
dianalisis berubah menjadi atom-atom netral (Rohman, 2007).
Universitas Sumatera Utara
c.
Monokromator
Monokromator memisahkan,mengisolasi dan mengontrol intensitas dari radiasi
energi yang mencapai detektor. Pada hakekatnya mungkin saja dapat dianggap
sebagai suatu saringan yang dapat disesuaikan dengan suatu daerah yang spesifik,
yang mana spektrum transmisi yang tidak sesuai akan ditolak. Idealnya
monokromator harus mampu memisahkan garis resonansi. Karena ada beberapa
unsur yang mudah dan ada beberapa unsur yang sulit (Haswell, 1991).
d.
Detektor
Detektor dapat diatur sedemikian rupa pada nilai frekuensi tertentu, sehingga tidak
memberikan respon terhadap nilai emisi yang berasal dari eksitasi (Khopkar,
2007).
e.
Read Out
Merupakan suatu alat petunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem beberapa
pencatat hasil (Khopkar,2007).
2.8.
FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Pancaran infra merah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum
elektromagnetik yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang
mikro. Sebagian besar kegunaannya terbatas di daerah antara 4000 cm-1 dan 666
cm-1 (2,5-15,0 µm). Akhir-akhir ini muncul perhatian pada daerah infra merah
dekat, 14290-4000 cm-1 (0,7-2,5 µm) dan daerah infra merah jauh, 700-200 cm-1
(14,3-50 µm) (Silverstein, 1967).
Salah satu hasil kemajuan instrumentasi IR adalah pemrosesan data
seperti Fourier Transform Infra Red (FTIR). Teknik ini memberikan informasi
dalam hal kimia, seperti struktur dan konformasional pada polimer dan
polipaduan, perubahan induksi tekanan dan reaksi kimia. Dalam teknik ini
Universitas Sumatera Utara
padatan diuji dengan cara merefleksikan sinar infra merah yang melalui tempat
kristal sehingga terjadi kontak dengan permukaan cuplikan. Degradasi atau
induksi oleh oksidasi, panas, maupun cahaya, dapat diikuti dengan cepat melalui
infra merah. Sensitivitas FTIR adalah 80-200 kali lebih tinggi dari instrumentasi
dispersi standar karena resolusinya lebih tinggi (Kroschwitz, 1990).
Spektrofotometer FTIR digunakan untuk :
1. Mendeteksi sinyal lemah.
2. Menganalisis sampel dengan konsentrasi rendah.
3. Analisis getaran (Silverstein, 1967).
Universitas Sumatera Utara