SINTESIS IONOFOR SEBAGAI BAHAN AKTIF ION SELEKTIF ELEKTRODA (ISE) UNTUK ANALISIS PENENTUAN LOGAM MERKURI (HG) DALAM SAMPEL KOSMETIK.
SINTESIS IONOFOR SEBAGAI BAHAN AKTIF ION SELEKTIF
ELEKTRODA (ISE) UNTUK ANALISIS PENENTUAN
LOGAM MERKURI (Hg) DALAM
SAMPEL KOSMETIK
Oleh :
Zainiati
NIM 082244710010
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
i
iii
Sintesis Ionofor Sebagai Bahan Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis
Penentuan Logam Merkuri (Hg) Dalam Sampel Kosmetik
Zainiati (NIM 082244710010)
ABSTRAK
Pengembangan metode terbaru ISE yang lebih selektif dan sensitif terhadap
ion logam berat tetapi masih diperlukan sebagai komponen membran ISE
yang membuatnya lebih selektif dan sensitif. Ionofor yang dapat dimodifikasi
dan memberikan respon terhadap ion logam adalah senyawa azokrown dan
turunannya. sintesis senyawa ionofor yang digunakan untuk komponen ISE
adalah
ionofor
7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16diazacyclooctadecane (DTODC). Analisa penentuan merkuri menggunakan
membran ISE untuk mengetahui selektif dan sensitif digunakan untuk
menentukan merkuri pada sampel kosmetik dan hasilnya dibandingkan
dengan analisa spektroskopi UV-VIS. Pada Penelitian potensiometri
elektroda pembanding Ag/AgCl dan peralatan volt meter (potensiometer),
powerlab, dan mikrokomputer. Analisa sampel kosmetik memberikan respon
potensial rendah dan jika hasil dibandingkan dengan analisa spektroskopi
UV-VIS dengan pengkompleks ditizon, panjang gelombang 510 nm dan ada
yang menunjukkan adanya merkuri pada kosmetik
iv
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
vi
ix
xi
xii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
1
4
5
5
6
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Eter
2.1.1. Struktur dan Ikatan
2.1.2. Sifat-Sifat Fisika
2.1.3. Reaksi yang Terjadi
2.1.4. Sintesis Eter
2.2. Crown Eter ( Mahkota Eter)
2.2.1. Penemuan Eter Mahkota
2.2..2. Afinitas Terhadap Kation
2.3. Ionophore
2.3.1. Mekanisme Tindakan Ionophor
2.3.2. Sintesis Ionophor
2.4. Ion Selektif Elektroda
2.4.1. Kinerja Ion Selektif Elektroda
2.4.1.1. Faktor Nersnt dan Daerah Kerja
2.4.1.2. Waktu Tanggap
2.4.1.3. Usia pemakaian
2.4.1.4. Koefisien Selektifitas
2.5. Merkuri (Hg)
2.5.1. Sumber Bahan Dan Penggunaannya
2.5.2. Sifat Fisika Kimia
2.6. Potensiometri
2.6.1. Elemen-Elemen Dalam Potensiometri
2.6.1.1. Elektroda Pembanding
2.6.1.2. Elektroda Indikator
2.6.1.2.1. Elektroda Logam
7
7
7
7
8
9
10
11
12
13
13
13
14
18
18
19
19
19
20
20
21
22
23
23
25
25
v
2.6.1.2.2. Elektroda Membran
2.7. Kosmetik
2.7.1. Pengertian Kosmetika
2.7.2. Keracunan Kosmetika
2.7.3. Manfaat Kosmetika
2.8. Spektroskopi Infra Red
2.9. Metode Spekstroskopi Serapan Ultraviolet dan Sinar Tampak
2.9.1. Spektroskopi Ultraviolet
2.9.2. Spektroskopi Sinar Tampak
2.9.3. Warna Komplementer
25
26
26
27
28
28
30
31
32
34
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan Larutan
3.3.1.1. Pembuatan Larutan Standar Hg2+ 0,1 M
3.3.1.2. Pembuatan Larutan Induk Hg2+ 100 ppm
3.3.1.3. Penyediaan Hg2+ 10 ppm
3.3.1.4. Penyediaan Larutan Standar
3.3.1.5. Penyediaan Larutan Ditizon
3.3.1.6. Penyediaan Larutan KMnO4 0.3 M
3.3.1.7. Penyediaan Larutan Buffer Posfat Karbonat
3.3.2. Sintesis Ionofor 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa7,16- diazacyclooctadecane (DTODC)
3.3.3. Pembuatan Membran ISE
3.3.4. Uji Respon ISE-Merkuri dengan cara statistik
3.3.5. Pengukuran Sampel
3.3.5.1. Pengukuran Sampel Spektrofotometri
3.3.5.1.1. Preparasi Sampel Kosmetik
3.3.5.1.2. Pengukuran Sampel Spektrofotometri
3.3.5.2. Pengukuran Sampel Potensiometri
3.4. Bagan Alir Penelitian
3.4.1. Sintesis 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa7,16 diazacyclooctadecane (DTODC)
3.4.2. Diagram Alir Pembuatan Membran ISE-Hg
3.4.3. Uji Respon ISE-Hg Secara Statistik
3.4.4. Analisa Pengukuran Sampel
3.4.5. Pengukuran Sampel Secara Spektrofotometri
3.4.5.1. Preparasi Sampel Kosmetik
3.4.5.2. Pengukuran Sampel Potensiometri
37
37
37
37
37
37
38
38
38
38
38
38
BAB IV. PEMBAHASAN
4.1. Sintesis 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,
16 diazacyclooctadecane (DTODC).
48
39
39
39
40
40
40
40
41
41
42
43
44
45
45
45
47
48
vi
4.2. Analisa Sintesis DTODC menggunakan IR
4.3. Pembuatan Elektroda ISE
4.4. Uji Respon ISE-Hg Secara Statistik
4.5. Analisa Pengukuran Sampel
4.5.1. Analisa Sampel menggunakan Spektrofotometri
4.5.1.1. Penentuan λ maksimum
4.5.1.2. Kurva Kalibrasi
4.5.1.3. Pengukuran pada Sampel
4.5.2. Pengukuran Dengan Sampel Potensiometri
50
52
54
56
56
57
54
59
53
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
66
66
66
DAFTAR PUSTAKA
67
Lampiran
71
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Perhitungan Rendemen Ionofor DTODC
71
2+
Perhitungan Konsentrasi Hg Yang Terdapat Dalam
Sampel Menggunakan Spektroskopi Uv-Vis
72
Perhitungan Konsentrasi Hg2+ Yang Terdapat Dalam
Sampel Menggunakan Potensiometri
75
2+
Lampiran 4. Perbandingan Hasil Konsentrasi Hg yang terdapat
pada sampel kosmetik dengan metode Potensiometri
dan Spektroskopi UV-VIS
78
Lampiran 5. Dokumentasi
79
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi
30
Tabel 2.2. Serapan Khas Crown Eter
30
Tabel 2.3. Daftar Panjang Gelombang Dan Warna Komplementer
35
Tabel 4.1. Hasil
sintesis
ionofor
1,4,10,13-tetraoksa-7,16
diazosiklooktadecana (DC) menjadi DTODC
50
Tabel 4.2. Hasil Pendekatan Spektrum IR
51
Tabel 4.3. Nilai uji respon ISE-Hg Terhadap Ion Logam Merkuri
(Hg2+) Secara Potensiometri
55
Tabel 4.4. Penentuan λ maksimum pada konsentrasi 2 ppm Hg
57
Tabel. 4.5. Kalibrasi Standar Hg(II)-ditizone
59
Tabel 4.6. Data Pengamatan Sampel Kosmetik
60
Tabel 4.7. Nilai Absorbansi Merkuri Dalam Sampel Kosmetik
61
Tabel 4.8. Nilai Potensial Sampel Kosmetik
63
Tabel 4.9. Hasil Perbandingan Antara Spektroskopi UV-VIS Perkin
Elmer Dengan Potensiometri
65
2+
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Struktur Umum Eter
7
Gambar 2.2. Struktur Eter Mahkota a. 1-mahkota-4, b. 15mahkota-5,
c. 18-mahkota-6,
d. dibenzo-18mahkota-6 dan e. diaza-18-mahkota-6
11
Gambar 2.3. (a) eter mahkota dibenzo -18 bebas(b) eter mahkota
dibenzo -18 yang menangkap ion K+
12
Gambar 2.4. Skema Elektroda Selektif-Ion
16
Gambar 2.5. Grafik Penentuan Faktor Nersnt dan Daerah Kerja
19
Gambar 2.6. Reaksi Pembentukan Hg
20
Gambar 2.7. Merkuri
21
Gambar 2.8. Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah
29
Gambar 2.9. Skema Spektroskopi
33
Gambar 3.1. Diagram Sintesis 7,16-dithenoyl-1,4,10,13tetraoksa-7,16 diazacyclooctadecane (DTODC)
42
Gambar 3.2. Diagram Alir Pembuatan Membran ISE-Hg dan
Elektroda ISE
43
Gambar 3.3. Diagram Alir Uji Respon Elektroda ISE-Hg Secara
Statistic Secara Potensiometri
44
Gambar 3.4. Diagram alir penentuan merkuri dalam sampel
dengan menggunakan spektrofotometri dan pH
meter dalam pengukuran suasana asam.
45
Gambar 3.5. Diagram alir penentuan merkuri dalam sampel
dengan menggunakan Spektroskopi UV-VIS Perkin
Elmer dan pH meter dalam pengukuran suasana
asam.
46
Gambar 3.6. Diagram Alir Uji Penentuan Merkuri dalam Sampel
Air dengan Elektroda ISE-Hg.
47
Gambar 4.1. Reaksi pembentukan DTODC
49
Gambar 4.2. Mekanisme Reaksi DTODC
49
Gambar 4.3. Spektrum
IR
dari
7,16-dithenoyl-1,4,10,13tetraoksa-7,16 diazacyclooctadecane (DTODC)
51
Gambar 4.4. Skema Elektroda ISE-Merkuri
52
Gambar 4.5. Skema
Disain
Instrumentasi
Penentuan Merkuri
Potensiometri
54
viii
Gambar 4.6. Grafik ISE-Hg terhadap ion logam merkuri didalam
elektrokimia, berturut-turut untuk konsentrasi 0,000;
0,001 ; 0,004 ; 0,008 ; 0,1 ; 0,4 ; 2 ; 5 dan 6 ppm
didalam buffer fosfat pH 5,0.
55
Gambar 4.7. Bentuk signal ISE-Hg terhadap ion logam merkuri
didalam
elektrokimia,
berturut-turut
untuk
konsentrasi 0,000; 0,001 ; 0,004 ; 0,008 ; 0,1 ; 0,4 ; 2
; 5 dan 6 ppm didalam buffer fosfat pH 5,0.
56
Gambar 4.8. Grafik Absorbansi dari sistem Hg(II)-ditizone pada
pengukuran λ maksimum
58
Gambar 4.9. Kurva kalibrasi standar Hg(II)-ditizone analisis
merkuri dengan persamaan y = 0.1746 x + 0.030
dengan nilai R2 = 0.9049
59
Gambar 4.10. Grafik Hubungan Antara Sampel Merkuri dalam
Kosmetik dengan Absorbansi
61
Gambar 4.11. Reaksi pembentukan kompleks Hg(II)-ditizone
62
Gambar 4.12. Grafik Hubungan Antara Sampel Merkuri dalam
Kosmetik dengan Potensial(mV)
64
Gambar 4.13. Bentuk signal pada Sampel Kosmetika
64
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kosmetik sudah dikenal sejak berabad-abad yang lalu. Pada abad ke-19,
pemakaian kosmetik mulai mendapat perhatian, yaitu selain untuk kecantikan juga
untuk kesehatan. Kosmetik yang kini beredar di pasaran adalah kosmetik yang
diproduksi secara pabrik (laboratorium), dimana telah dicampur dengan zat-zat
kimia untuk mengawetkan kosmetik tersebut agar tahan lama, sehingga tidak
cepat rusak.
Di Indonesia, wanita dengan kulit wajah yang putih bersih selalu menjadi
icon iklan produk perawatan wajah dan tubuh di media cetak dan elektronik.
Keinginan seseorang untuk bisa tampil cantik dan memiliki kulit yang putih
bersih telah membuat seseorang bersikap konsumtif dan melakukan berbagai cara,
salah satunya dengan memakai krim pemutih. Produk pemutih kulit adalah salah
satu jenis produk kosmetik yang mengandung bahan aktif yang dapat menekan
atau menghambat pembentukan melanin sehingga akan memberikan warna kulit
yang lebih putih. Beberapa bahan aktif yang banyak digunakan antara dalam
kosmetik lain hidroquinon, merkuri, dan kombinasi hidroquinon dengan asam
retinoat.
Merkuri dapat menyebabkan perubahan warna kulit yang akhirnya dapat
menyebabkan bintik-bintik hitam pada kulit, iritasi kulit, hingga alergi, serta
pemakaian dalam dosis tinggi bisa menyebabkan kerusakan otak secara permanen,
ginjal, dan gangguan perkembangan janin, bahkan pemakaian dalam jangka
pendek dalam kadar tinggi bisa menimbulkan muntah-muntah, diare, kerusakan
paru-paru. Penggunaan merkuri dalam waktu lama menimbulkan dampak
gangguan kesehatan hingga kematian pada manusia dalam jumlah yang cukup
besar (Wurdiyanto, 2007). Untuk bahan kosmetik, Badan Pengawas Obat dan
Makanan (BPOM) melarang penggunaan merkuri meskipun dengan konsentrasi
kecil.
2
Beberapa metode analisis yang telah dikembangkan untuk penentuan
merkuri secara kuantitatif adalah metode spektrometri dengan menggunakan
senyawa kompleks o-carboxy phenyl diazoamino p-azobanzene (Petty, dkk.,
2000) atau 4-(2-pyridylazo)-resornocinol (Neshkova, dkk., 2003), metode
flouresen (Sarkar, dkk., 2000; Morales, dkk., 2000), metode phosphorimetry
(Hostetler, dan Thurman, 2000) dan phosphorescence energy transfer (Dias, dkk.,
2004), metode elektroanalisa amperometri (Reddy, dkk., 2003; Li, dkk., 1999),
metode kapilari elektroforesis (Kendüzler dan Türker,
2003), metode
electrothermal atomic absorption spectromerty (E-AAS) (Shamsipur, dkk., 2000;
Oguma dan Yoshioka, 2002), metode Capilarry Elektrophoresis Inductively
Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) (Bhandari dan Amarasiriwardena,
2000) dan metode Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
(Talebi, 1998).
Dewasa ini banyak metode baru yang diperkenalkan dan dipergunakan
dalam analisa kimia. Salah satu metode analisa yang cukup luas adalah metoda
analisa dengan elektroda selektif ion (ESI). Elektroda selektif ion merupakan
bagian yang sangat penting dalam sistem sensor elektrokimia terutama dalam
analisis secara potensiometri dan voltametri (Suyanta, 2004). Keunggulan metode
ini antara lain bersifat selektif, praktis, dengan sensitivitas dan akurasi yang tinggi
(Siswanta, 1996).
Salah satu faktor yang menentukan kualitas kinerja adalah tentang
selektivitas elektroda, disamping faktor lain yaitu sensitivitas. Elektroda selektif
diharapkan hanya merespon analit yang diukur dan tidak merespon komponen/zat
lain dalam sample. Namun realitasnya keadaan ini sangat sulit kita jumpai,
dimana elektroda hanya merespon analit saja. Walaupun hanya kecil, biasanya
suatu elektroda juga merespon komponen lain dalam sampel.
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 dioprasikan dengan biaya analisa yang
3
relatif murah untuk analisa kosmetik. Salah satu ionofor yang dapat dimodifikasi
dan memberikan respon terhadap ion logam adalah senyawa azokrown dan
turunannya. Karena memiliki gugus fungsi yang dapat memberikan peluang
dalam penggerakkan electron dalam membrane elektroda (Situmorang, dkk.,
2005).
Eter mahkota dapat digunakan sebagai pereaksi pengompleks suatu
kation yang bersifat selektif. Salah satu faktor yang mempengaruhi kompleks eter
mahkota kation adalah yaitu ukuran jari ion dan jari eter mahkota sehingga
disimpulkan bahwa eter mahkota mampu menangkap ion secara selektif
(Christensen, dkk., 1974). Kemampuan eter mahkota sebagai agen pengompleks
salah satu faktor penting adalah kesesuaian ukuran antara kation dan jari-jari
kavitas (Steed dan Atwood, 2000).
Sintesis dari “cabang” turunan diaza crown untuk aplikasi potensial
dalam menanggap kation logam berat adalah salah satu aspek yang sangat penting
dalam tugas ini. Cabang ganda pada eter diaza crown mengandung gugus pengikat
kation pada atom nitrogen yang telah digunakan akhir-akhir ini dalam reaksi fasatransfer dan membrane pemindah kation. Khususnya, ionofor yang mengandung
gugus thinyl pada nitrogen memberikan tranfortasi yang baik untuk ion logam
timbal (II) pada membran transfor kation. Kemudian, pada awalnya sintesis jenis
eter diazacrown N-tersubtitusi digunakan sebagai ionofor timbal (II) dan Merkuri
(II) untuk aplikasi membran sensor.
Usaha pencarian dan sintesis senyawa ionofor untuk penentuan logam
berat pada saat ini banyak mendapat perhatian, karena aplikasinya untuk
digunakan dalam komponen sensor dalam kimia analisis sangat luas. Beberapa
penelitian untuk pengembangan komponen ISE telah dilaporkan oleh Yang, dkk
(1997) dan Yang, dkk (1998) telah berhasil mensintesis turunan diazakrown eter
seperti 7,16-dithinil-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazasiklooktadekana (DTDC) dan
7,16-di(2-metilquinoli)-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazasiklooktadekana
(DQDC)
yang digunakan sebagai komponen ionofor dalam membran polivinilklorida dapat
4
memberikan respon yang selektif terhadap logam berat, namun bahan ini sangat
sulit untuk dicari dan harganya sangat mahal di Indonesia.
Untuk mengatasi permasalah di atas, dibutuhkan komponen ionofor
dalam dapat memberikan respon yang selektif terhadap logam berat yang bahan
ini mudah untuk dicari dan harganya relatif rendah.
Beberapa penelitian telah dilaporkan oleh (Situmorang, dkk., 2005),
dimana komponen dasar elektroda (ionofor) yang telah digunakan adalah senyawa
1,4,10-trioxa-7,13-diazacyclopentadecane 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 didalam kulkas. Oleh karena itu peneliti tertarik
untuk meneliti senyawa ionofor tersebut melalui Sintesis Ionofor Sebagai Bahan
Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisa Logam Merkuri (Hg)
Dalam Sampel Kosmetik.
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini di batasi pada:
1. Sintesis
ionofor
7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-
diazacyclooctadecane (DTODC).
2. Pembuatan membrane ISE-Merkuri.
3. Uji respon ISE-merkuri sample dalam kosmetik.
4. Perbandingan hasil uji respon ISE-merkuri dengan potensiometri dengan
uji secara spektrofotometri.
5
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka untuk memberikan arahan pada
penelitian ini maka dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana cara untuk mensintesis senyawa ionofor turunan azakrown
DTODC sebagai komponen membran ion selektif elektroda.
2. Bagaimana merancang instrumen analisis berupa Ion Selektif Elektroda
(ISE) yang memiliki daya analisis sensitif dan selektif untuk penetuan
logam berat merkuri (Hg) di dalam sampel kosmetik.
3. Bagaimana Uji respon ISE-merkuri dan penentuan logam merkuri dalam
kosmetik serta analisis secara spektrofotometri.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mensintesis senyawa ionofor turunan azakrown DTODC sebagai
membran elektroda untuk Analisis Ion Selektif Elektroda (ISE).
2. Membuat rancang bangun sensor potensiometri dengan Ion Selektif
Elektroda (ISE) yang memiliki daya analisis yang sensitif dan selektif
untuk penentuan logam merkuri (Hg) di dalam sampel kosmetik.
3. Mengetahui perbedaan Uji respon ISE-merkuri dan penentuan logam
merkuri dalam kosmetik serta analisis secara spektroskopi UV.
4. Memberikan kontribusi ilmiah berupa publikasi ilmiah penelitian di jurnal
ilmiah nasional terakreditasi tentang pengembangan sensor potensiometri
sebagai instrumen analisis kualitas kosmetik.
6
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menghasilkan senyawa ionofor turunan azakrown DTODC sebagai
membran elektroda ion selektif untuk Analisis Ion Selektif Elektroda
(ISE).
2. Mendapat instrumen analisis berupa sensor potensiometri dengan ISE
yang memiliki daya analisis yang sensitif dan selektif untuk penentuan
logam merkuri (Hg) di dalam sampel Kosmetik.
3. Mengetahui Hasil Perbedaan Uji respon ISE-merkuri dan penentuan logam
merkuri dalam lingkungan serta analisis secara spektrofotometri.
4. Menghasilkan beberapa kontribusi ilmiah berupa publikasi di Jurnal
Nasional terakreditasi tentang Sintesis Ionofor Sebagai Bahan Aktif Ion
Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis Penentuan Logam Merkuri (Hg)
Dalam Sampel Kosmetik
66
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
1.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka didapatkan kesimpulan sebagai
berikut :
1. Hasil sintesis Ionofor DTODC yang dihasilkan sebanyak melalui reaksi
Asilasi dalam keadaan asam menghasilkan Kristal berwarna kuning pucat
dengan rendemen sebesar 93.6 %.
2. Komposisi ionofor sebanyak 3% dari membrane ISE-Hg memberikan
warna Kuning Pucat pada membrane dan bersifat kenyal.
3. Elektroda ISE-Hg memberikan respon terhadap ion logam merkuri dan
mempunyai signal yang semakin meningkat pada tiap penambahan
merkuri, dan menghasilkan persamaan linear y = 0,030 x + 0,1746 : R2=
0,7680 hal ini menunjukkan bahwa terdapatnya ionofor DTODC pada
komponen elektroda.
4. Uji respon ISE-merkuri sample dalam kosmetik menghasilkan persamaan :
Y Hasil perbandingan antara potensiometri dengan spektroskopi UV-Vis
lebih selektif spektroskopi UV-Vis dengan panjang gelombang 510 nm.
1.2. Saran
Dari hasil penelitian, penelitian menyarankan:
1. Modifikasi membran dengan bahan ionofor lain untuk membrane ISEMerkuri dari bahan alam.
2. Penggunaan Kosmetik I, C, A, J, B perlu diperhatikan karena mengandung
merkuri dan sangat berbahaya bagi konsumen.
3. Pada pengukuran sampel maupun sebaiknya perlu diperhatikan pH larutan
dikarenakan kemungkinan terdapatnya sampel yang mengandung logam
Alkali.
67
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2012), Pandangan baru tentang materi http://www.chem-is-try.org
/materi _ kimia /kimia_dasar/kimia-abad-21/pandangan-baru-tentangmateri/ (Diaskes Maret 2012).
Atika,dkk., (2011), Proyek Makalah Potensiometri. http://www.scribd.com
(Diaskes 23 Februari 2012).
Buchari, (1983), "Pembuatan suatu elektroda spesifik bermembran dan penentuan
besaran fisiko-kimianya", Dirjen Dikti Dep. P&K.
C. J. Pedersen, J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 7017.
Christensen, J. J., Eatough, D. J., Izatt, R. M., (1974), The Synthesis and Ion
Binding of Synthetic Multidentate Macrocyclic Compounds, Chem. Rev.,
74, 351-384.
Daintith, J (Editor)., (1994), Kamus Lengkap Kimia. Terjemahan Suminar
Achmadi. Erlangga. Jakarta.
Day, R.A. dan A.L. Underwood. 1981. Analisa Kimia Kuantitatif. Erlangga.
Jakarta.
Dias, dkk., (2004). Preconcentration and Determination of Mercury(II) at a
chemically modified electrode containing 3-(2-thiomidazolyl)propyl silica
gel., Anal Sci. 21(11): 1359-1362.
Evan, Alum., (1987), Potentiometry and Ion Selective Electrode, London: John
Wiley and Sons.
Fessenden & Fessenden. 1986. Kimia Organik jilid 1. Ed ke-3. Pudjaatmaka
AH,penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari Organic Chemistry.
Gokel, G., (1991), Crown Ethers & Cryptands, Royal Society of Chemistry.
Gray. F. M., (1991), "Solid polymer electrolytes: fundamental and technological
applications", VCR Publisher, New York.
Harvey, David., (2000), Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw-Hill
Comp.
Hostetler, dan Thurman,. (2000). Determination of choloroacetanilide herbicide
metabolites in water using high-perfomance liquid cromatography-diode
aray detection high-perfomance liquid cromatography/mass spectromtry,
Science of the Total Enviroment 248: 147-515
68
Hostetler, K.A. dan Thurman, E.M., (2000), Determination of choloroacetanilide
herbicide metabolites in water using high-perfomance liquid
cromatography-diode
aray detection high-perfomance liquid
cromatography/mass spectromtry, Science of the Total Enviroment 248:
147-515.
Kendüzler, E., dan Türker, A.R., (2003), Atomic Absorption specrophotometric
Determination of trace copper in waters, aluminium foil and tea samples
after preconcentration with 1-nitroso-2-napthol-3,6-disulfonic acid on
Ambersorb 572, Analytica Chimica Acta 480(2):259-266.
Khopkar, S.M., (1990), Konsep Dasar Kimia Analitik, Universitas Indonesia
Press, Jakarta.
Kokasih,,et al ,(2004), Asas Pengembangan Prosedur Analisis, Edisi pertama,
Surabaya, Airlangga University Press.
Lakshmmarayanaiah. N., (1976), Membrane Electrode, Academic press, New
York.
Lamb, J. D., Izatt, R. M., Christensen, J. J., Eatough, D. J., (1979), Coordination
Chemistry of Macrocyclic Compounds, Plenum, New York.
Li, dkk., (1999), Spectrophotometric Determination of lead in biological sample
with dibromo-p-metthyl-methsulfonazo, Talanta 48: 511-516.
Morf W. E., (1991), The Principles Of Ion-Selective Electrodes And Of
Membrane Transport, Elsevier Scientific Publishing Company,
Amsterdam.
Nainggolan, B., (2009), Buku Ajar Spektroskopi .Medan : FMIPA UNIMED.
Neshkova, dkk., (2003), Validation of the membrane composition effect on the
flow-injection signal profile of chalcogenide-based ion-selective sensor a
model study using electrochemical approach: Hg (II) flow injection
detector case Analiytica Chemica Acta 476(1): 55-71.
Oguma, K., dan Yoshioka, O., (2002), Flow-Injection simultaneous determination
of iron(III) and copper(II) and of iron(III) and palladium(II) based on
photochemical reactions of thiocyanato-complexes, Talanta 58(6): 10771087.
Palar, H., (1994), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta.
Jakarta.
Petty, J.D.; Jones S.B.;Huckins, J.N; Cranor, W.L.: Parirs, J.T; Mc Tague, T.B
dan Boyle, T.P., (2000), An approach for assessment of water qaulity
69
using semipermeable membrane device (SPMDs) an bioindicator tests,
chemosphere 41: 311-321.
Pranowo, H.D., 2006, Molecular Modelling of Mn+.[DBz16C5] Complexes, M=
Li+, Na+, and Zn2+ Based on MNDO/d Semiempirical Method,
Indo.J.Chem., 6 (2), 144-149
Pungor, E., (1998), The theory of ion-selective electrode, Anal Scie, 14,249-256.
Rompas, R. M., (1992), Toksikologi Kelautan. Bahan Kursus Pemantauan
Pencemaran Laut. Karjasama. UNSRAT, P3O-LIPI dan UNESCO.
Manado.
Rouessac Francis, Annick Rouessac. 2007. Chemical Analysis: Modern
Instrumentation Methods and Techniques Second Edition. West Sussex:
John Wiley & Sons, Ltd.
Rouessac Francis, Annick Rouessac., (2007), Chemical Analysis: Modern
Instrumentation Methods and Techniques Second Edition. West Sussex:
John Wiley & Sons, Ltd.
Sarkar, dkk., (2000), Effect of an organophosphate pesticede, quinalphos, on the
hypothalamo-pituitary-gonadal axis in adult male rats, Journal of
Reproduction & Fertility 118: 28-38.
Sartono, 2002, Racun dan Keracunan, cetakan I, Widya Medika, Jakarta
Shamsipur, M.: Raoufi, F. dan Sharghi, H., (2000)., Solid phases extraction and
determination of lead in soil and water samples using octadecyly silica
membrane disks modified by bis[1-hydroxy-9,10-anthraquinone-2methyl]sulfide and flame atomic absoption spectrometry, Talanta 52: 637643.
Siswanta, D., (1996), Development of Novel Ionophore for Chemical Ion Sensor.
Dissetrtation, keio University, Yokohama.
Situmorang, M., (2001), Sintesi Ionofor Azacrown Untuk Membran Elektroda Ion
Selektif Penentuan Timbal, Laporan Penelitian, FMIPA UNIMED.
Situmorang, M.; Simarmata, R., Napitupulu, S. K.; Sitanggang, P., dan Sibarani,
O.M., (2005), Pembuatan Elektroda Ion Selektif Untuk Penentuan Merkuri
(ISE-Hg), Jurnal Sain Indonesia 29(4): 126-134.
Steed, J.W., and Atwood, J.L., (2000), Supramolecular Chemistry, John Wiley
and Sons Ltd, Chichester.
Suyanta, (2002), Potentiometri – Seri Analisis Elektrokimia, FMIPA UNY.
70
Syahputra, R., (2002), Sintesis Butan-1,4-diil[ Bis(Kloroetanoat) dan
Pemanfaatnya sebagai Ionofor pada Membran Elektroda Selektif Ion
Ammonium, Tesis, FMIPA Universitas Gajah Mada : Yogyakarta.
Talebi, S.M., (1998), Determination of lead associated with airborne particular
matter by flame atomic absorption and wavelength dipersive x-ray
fluorescnence spectromerty, Internal Journal of Analytical Chemistry 72:
1-9.
Vidya, (2011), http://vidyapustaka.wordpress.com/2011/03/21/prinsip-kerja-esi/
(Di askes Maret 2012)
Vincent J. Gatto, Steven R. Miller, and George, W. Gokel., (1988), 4,13-Diaza-18Crown-6. Org. Synth.; Coll. Vol. 8: 152.
Wang, Joseph., (2001), Analytical Electrochemistry Second Edition. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Wasitaatmadja, 1997, Penuntun Kosmetik Medik, Universitas Indonesia, Jakarta.
Wilhelm Heitmann, dkk., (2002),Günther Strehlke, Dieter Mayer "Ethers,
Aliphatic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" WileyVCH, Weinheim.
Wurdiyanto, Gatot., ( 2007), Merkuri Bahayanya dan Pengukurannya. Buletin
Alara, Volume 9, Nomor 1 dan 2. Jakarta.
Yang, X.H.: Hibbert, D.B. and Alexander, P.W., (1998), Flow Injection
Potensiomerty by PVC-Membrane Electroda with Substituted Azacrown
Ionophore for Determination of Lead (II) and mercury (II) Ion, Analitica
Chemica Acta 372: 387-398.
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Labuhan Deli pada tanggal 29 September 1990. Ayah
bernama Zakaria dan ibu bernama Kurniati dan merupakan anak kedua dari enam
bersaudara. Pada tahun 1996 penulis masuk Sekolah Dasar (SD Swasta Alwashliyah No.29 Medan). Pada tahun 2002, penulis melanjutkkan pendidikan di
SLTP Negeri 45 Medan dan lulus pada tahun 2005. Pada tahun 2005, penulis
melanjutkan sekolah di SMA Negeri 9 Medan dan lulus pada tahun 2008. Pada
tahun 2008, penulis diterima sebagai mahasiswa di Program Studi Kimia, Jurusan
Kimia, Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Medan dan
lulus pada tahun 2012.
Kegiatan intrakulikuler di UNIMED yang pernah di ikuti antara lain
kunjungan industri ke PT.INALUM, PT.INDOFOOT, BPOM, Balai Riset
Standarisasi Industri. Penulis pernah melakukan kegiatan PKL ( Praktik Kerja
Lapangan ) di PT. Industri Karet Nasional Pabrik Resiprene. Tanggal 29 Agustus
2012, penulis melaksanakan ujian sidang meja hijau dan mendapatkan nilai 94,50.
Penulis lulus program S-1 pada tahun 2012 dengan Indeks Prestasi (IPK) 3,15.
ELEKTRODA (ISE) UNTUK ANALISIS PENENTUAN
LOGAM MERKURI (Hg) DALAM
SAMPEL KOSMETIK
Oleh :
Zainiati
NIM 082244710010
Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
i
iii
Sintesis Ionofor Sebagai Bahan Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis
Penentuan Logam Merkuri (Hg) Dalam Sampel Kosmetik
Zainiati (NIM 082244710010)
ABSTRAK
Pengembangan metode terbaru ISE yang lebih selektif dan sensitif terhadap
ion logam berat tetapi masih diperlukan sebagai komponen membran ISE
yang membuatnya lebih selektif dan sensitif. Ionofor yang dapat dimodifikasi
dan memberikan respon terhadap ion logam adalah senyawa azokrown dan
turunannya. sintesis senyawa ionofor yang digunakan untuk komponen ISE
adalah
ionofor
7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16diazacyclooctadecane (DTODC). Analisa penentuan merkuri menggunakan
membran ISE untuk mengetahui selektif dan sensitif digunakan untuk
menentukan merkuri pada sampel kosmetik dan hasilnya dibandingkan
dengan analisa spektroskopi UV-VIS. Pada Penelitian potensiometri
elektroda pembanding Ag/AgCl dan peralatan volt meter (potensiometer),
powerlab, dan mikrokomputer. Analisa sampel kosmetik memberikan respon
potensial rendah dan jika hasil dibandingkan dengan analisa spektroskopi
UV-VIS dengan pengkompleks ditizon, panjang gelombang 510 nm dan ada
yang menunjukkan adanya merkuri pada kosmetik
iv
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
vi
ix
xi
xii
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
1
4
5
5
6
BAB II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Eter
2.1.1. Struktur dan Ikatan
2.1.2. Sifat-Sifat Fisika
2.1.3. Reaksi yang Terjadi
2.1.4. Sintesis Eter
2.2. Crown Eter ( Mahkota Eter)
2.2.1. Penemuan Eter Mahkota
2.2..2. Afinitas Terhadap Kation
2.3. Ionophore
2.3.1. Mekanisme Tindakan Ionophor
2.3.2. Sintesis Ionophor
2.4. Ion Selektif Elektroda
2.4.1. Kinerja Ion Selektif Elektroda
2.4.1.1. Faktor Nersnt dan Daerah Kerja
2.4.1.2. Waktu Tanggap
2.4.1.3. Usia pemakaian
2.4.1.4. Koefisien Selektifitas
2.5. Merkuri (Hg)
2.5.1. Sumber Bahan Dan Penggunaannya
2.5.2. Sifat Fisika Kimia
2.6. Potensiometri
2.6.1. Elemen-Elemen Dalam Potensiometri
2.6.1.1. Elektroda Pembanding
2.6.1.2. Elektroda Indikator
2.6.1.2.1. Elektroda Logam
7
7
7
7
8
9
10
11
12
13
13
13
14
18
18
19
19
19
20
20
21
22
23
23
25
25
v
2.6.1.2.2. Elektroda Membran
2.7. Kosmetik
2.7.1. Pengertian Kosmetika
2.7.2. Keracunan Kosmetika
2.7.3. Manfaat Kosmetika
2.8. Spektroskopi Infra Red
2.9. Metode Spekstroskopi Serapan Ultraviolet dan Sinar Tampak
2.9.1. Spektroskopi Ultraviolet
2.9.2. Spektroskopi Sinar Tampak
2.9.3. Warna Komplementer
25
26
26
27
28
28
30
31
32
34
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1. Pembuatan Larutan
3.3.1.1. Pembuatan Larutan Standar Hg2+ 0,1 M
3.3.1.2. Pembuatan Larutan Induk Hg2+ 100 ppm
3.3.1.3. Penyediaan Hg2+ 10 ppm
3.3.1.4. Penyediaan Larutan Standar
3.3.1.5. Penyediaan Larutan Ditizon
3.3.1.6. Penyediaan Larutan KMnO4 0.3 M
3.3.1.7. Penyediaan Larutan Buffer Posfat Karbonat
3.3.2. Sintesis Ionofor 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa7,16- diazacyclooctadecane (DTODC)
3.3.3. Pembuatan Membran ISE
3.3.4. Uji Respon ISE-Merkuri dengan cara statistik
3.3.5. Pengukuran Sampel
3.3.5.1. Pengukuran Sampel Spektrofotometri
3.3.5.1.1. Preparasi Sampel Kosmetik
3.3.5.1.2. Pengukuran Sampel Spektrofotometri
3.3.5.2. Pengukuran Sampel Potensiometri
3.4. Bagan Alir Penelitian
3.4.1. Sintesis 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa7,16 diazacyclooctadecane (DTODC)
3.4.2. Diagram Alir Pembuatan Membran ISE-Hg
3.4.3. Uji Respon ISE-Hg Secara Statistik
3.4.4. Analisa Pengukuran Sampel
3.4.5. Pengukuran Sampel Secara Spektrofotometri
3.4.5.1. Preparasi Sampel Kosmetik
3.4.5.2. Pengukuran Sampel Potensiometri
37
37
37
37
37
37
38
38
38
38
38
38
BAB IV. PEMBAHASAN
4.1. Sintesis 7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,
16 diazacyclooctadecane (DTODC).
48
39
39
39
40
40
40
40
41
41
42
43
44
45
45
45
47
48
vi
4.2. Analisa Sintesis DTODC menggunakan IR
4.3. Pembuatan Elektroda ISE
4.4. Uji Respon ISE-Hg Secara Statistik
4.5. Analisa Pengukuran Sampel
4.5.1. Analisa Sampel menggunakan Spektrofotometri
4.5.1.1. Penentuan λ maksimum
4.5.1.2. Kurva Kalibrasi
4.5.1.3. Pengukuran pada Sampel
4.5.2. Pengukuran Dengan Sampel Potensiometri
50
52
54
56
56
57
54
59
53
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
66
66
66
DAFTAR PUSTAKA
67
Lampiran
71
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Perhitungan Rendemen Ionofor DTODC
71
2+
Perhitungan Konsentrasi Hg Yang Terdapat Dalam
Sampel Menggunakan Spektroskopi Uv-Vis
72
Perhitungan Konsentrasi Hg2+ Yang Terdapat Dalam
Sampel Menggunakan Potensiometri
75
2+
Lampiran 4. Perbandingan Hasil Konsentrasi Hg yang terdapat
pada sampel kosmetik dengan metode Potensiometri
dan Spektroskopi UV-VIS
78
Lampiran 5. Dokumentasi
79
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi
30
Tabel 2.2. Serapan Khas Crown Eter
30
Tabel 2.3. Daftar Panjang Gelombang Dan Warna Komplementer
35
Tabel 4.1. Hasil
sintesis
ionofor
1,4,10,13-tetraoksa-7,16
diazosiklooktadecana (DC) menjadi DTODC
50
Tabel 4.2. Hasil Pendekatan Spektrum IR
51
Tabel 4.3. Nilai uji respon ISE-Hg Terhadap Ion Logam Merkuri
(Hg2+) Secara Potensiometri
55
Tabel 4.4. Penentuan λ maksimum pada konsentrasi 2 ppm Hg
57
Tabel. 4.5. Kalibrasi Standar Hg(II)-ditizone
59
Tabel 4.6. Data Pengamatan Sampel Kosmetik
60
Tabel 4.7. Nilai Absorbansi Merkuri Dalam Sampel Kosmetik
61
Tabel 4.8. Nilai Potensial Sampel Kosmetik
63
Tabel 4.9. Hasil Perbandingan Antara Spektroskopi UV-VIS Perkin
Elmer Dengan Potensiometri
65
2+
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Struktur Umum Eter
7
Gambar 2.2. Struktur Eter Mahkota a. 1-mahkota-4, b. 15mahkota-5,
c. 18-mahkota-6,
d. dibenzo-18mahkota-6 dan e. diaza-18-mahkota-6
11
Gambar 2.3. (a) eter mahkota dibenzo -18 bebas(b) eter mahkota
dibenzo -18 yang menangkap ion K+
12
Gambar 2.4. Skema Elektroda Selektif-Ion
16
Gambar 2.5. Grafik Penentuan Faktor Nersnt dan Daerah Kerja
19
Gambar 2.6. Reaksi Pembentukan Hg
20
Gambar 2.7. Merkuri
21
Gambar 2.8. Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah
29
Gambar 2.9. Skema Spektroskopi
33
Gambar 3.1. Diagram Sintesis 7,16-dithenoyl-1,4,10,13tetraoksa-7,16 diazacyclooctadecane (DTODC)
42
Gambar 3.2. Diagram Alir Pembuatan Membran ISE-Hg dan
Elektroda ISE
43
Gambar 3.3. Diagram Alir Uji Respon Elektroda ISE-Hg Secara
Statistic Secara Potensiometri
44
Gambar 3.4. Diagram alir penentuan merkuri dalam sampel
dengan menggunakan spektrofotometri dan pH
meter dalam pengukuran suasana asam.
45
Gambar 3.5. Diagram alir penentuan merkuri dalam sampel
dengan menggunakan Spektroskopi UV-VIS Perkin
Elmer dan pH meter dalam pengukuran suasana
asam.
46
Gambar 3.6. Diagram Alir Uji Penentuan Merkuri dalam Sampel
Air dengan Elektroda ISE-Hg.
47
Gambar 4.1. Reaksi pembentukan DTODC
49
Gambar 4.2. Mekanisme Reaksi DTODC
49
Gambar 4.3. Spektrum
IR
dari
7,16-dithenoyl-1,4,10,13tetraoksa-7,16 diazacyclooctadecane (DTODC)
51
Gambar 4.4. Skema Elektroda ISE-Merkuri
52
Gambar 4.5. Skema
Disain
Instrumentasi
Penentuan Merkuri
Potensiometri
54
viii
Gambar 4.6. Grafik ISE-Hg terhadap ion logam merkuri didalam
elektrokimia, berturut-turut untuk konsentrasi 0,000;
0,001 ; 0,004 ; 0,008 ; 0,1 ; 0,4 ; 2 ; 5 dan 6 ppm
didalam buffer fosfat pH 5,0.
55
Gambar 4.7. Bentuk signal ISE-Hg terhadap ion logam merkuri
didalam
elektrokimia,
berturut-turut
untuk
konsentrasi 0,000; 0,001 ; 0,004 ; 0,008 ; 0,1 ; 0,4 ; 2
; 5 dan 6 ppm didalam buffer fosfat pH 5,0.
56
Gambar 4.8. Grafik Absorbansi dari sistem Hg(II)-ditizone pada
pengukuran λ maksimum
58
Gambar 4.9. Kurva kalibrasi standar Hg(II)-ditizone analisis
merkuri dengan persamaan y = 0.1746 x + 0.030
dengan nilai R2 = 0.9049
59
Gambar 4.10. Grafik Hubungan Antara Sampel Merkuri dalam
Kosmetik dengan Absorbansi
61
Gambar 4.11. Reaksi pembentukan kompleks Hg(II)-ditizone
62
Gambar 4.12. Grafik Hubungan Antara Sampel Merkuri dalam
Kosmetik dengan Potensial(mV)
64
Gambar 4.13. Bentuk signal pada Sampel Kosmetika
64
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kosmetik sudah dikenal sejak berabad-abad yang lalu. Pada abad ke-19,
pemakaian kosmetik mulai mendapat perhatian, yaitu selain untuk kecantikan juga
untuk kesehatan. Kosmetik yang kini beredar di pasaran adalah kosmetik yang
diproduksi secara pabrik (laboratorium), dimana telah dicampur dengan zat-zat
kimia untuk mengawetkan kosmetik tersebut agar tahan lama, sehingga tidak
cepat rusak.
Di Indonesia, wanita dengan kulit wajah yang putih bersih selalu menjadi
icon iklan produk perawatan wajah dan tubuh di media cetak dan elektronik.
Keinginan seseorang untuk bisa tampil cantik dan memiliki kulit yang putih
bersih telah membuat seseorang bersikap konsumtif dan melakukan berbagai cara,
salah satunya dengan memakai krim pemutih. Produk pemutih kulit adalah salah
satu jenis produk kosmetik yang mengandung bahan aktif yang dapat menekan
atau menghambat pembentukan melanin sehingga akan memberikan warna kulit
yang lebih putih. Beberapa bahan aktif yang banyak digunakan antara dalam
kosmetik lain hidroquinon, merkuri, dan kombinasi hidroquinon dengan asam
retinoat.
Merkuri dapat menyebabkan perubahan warna kulit yang akhirnya dapat
menyebabkan bintik-bintik hitam pada kulit, iritasi kulit, hingga alergi, serta
pemakaian dalam dosis tinggi bisa menyebabkan kerusakan otak secara permanen,
ginjal, dan gangguan perkembangan janin, bahkan pemakaian dalam jangka
pendek dalam kadar tinggi bisa menimbulkan muntah-muntah, diare, kerusakan
paru-paru. Penggunaan merkuri dalam waktu lama menimbulkan dampak
gangguan kesehatan hingga kematian pada manusia dalam jumlah yang cukup
besar (Wurdiyanto, 2007). Untuk bahan kosmetik, Badan Pengawas Obat dan
Makanan (BPOM) melarang penggunaan merkuri meskipun dengan konsentrasi
kecil.
2
Beberapa metode analisis yang telah dikembangkan untuk penentuan
merkuri secara kuantitatif adalah metode spektrometri dengan menggunakan
senyawa kompleks o-carboxy phenyl diazoamino p-azobanzene (Petty, dkk.,
2000) atau 4-(2-pyridylazo)-resornocinol (Neshkova, dkk., 2003), metode
flouresen (Sarkar, dkk., 2000; Morales, dkk., 2000), metode phosphorimetry
(Hostetler, dan Thurman, 2000) dan phosphorescence energy transfer (Dias, dkk.,
2004), metode elektroanalisa amperometri (Reddy, dkk., 2003; Li, dkk., 1999),
metode kapilari elektroforesis (Kendüzler dan Türker,
2003), metode
electrothermal atomic absorption spectromerty (E-AAS) (Shamsipur, dkk., 2000;
Oguma dan Yoshioka, 2002), metode Capilarry Elektrophoresis Inductively
Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) (Bhandari dan Amarasiriwardena,
2000) dan metode Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
(Talebi, 1998).
Dewasa ini banyak metode baru yang diperkenalkan dan dipergunakan
dalam analisa kimia. Salah satu metode analisa yang cukup luas adalah metoda
analisa dengan elektroda selektif ion (ESI). Elektroda selektif ion merupakan
bagian yang sangat penting dalam sistem sensor elektrokimia terutama dalam
analisis secara potensiometri dan voltametri (Suyanta, 2004). Keunggulan metode
ini antara lain bersifat selektif, praktis, dengan sensitivitas dan akurasi yang tinggi
(Siswanta, 1996).
Salah satu faktor yang menentukan kualitas kinerja adalah tentang
selektivitas elektroda, disamping faktor lain yaitu sensitivitas. Elektroda selektif
diharapkan hanya merespon analit yang diukur dan tidak merespon komponen/zat
lain dalam sample. Namun realitasnya keadaan ini sangat sulit kita jumpai,
dimana elektroda hanya merespon analit saja. Walaupun hanya kecil, biasanya
suatu elektroda juga merespon komponen lain dalam sampel.
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 dioprasikan dengan biaya analisa yang
3
relatif murah untuk analisa kosmetik. Salah satu ionofor yang dapat dimodifikasi
dan memberikan respon terhadap ion logam adalah senyawa azokrown dan
turunannya. Karena memiliki gugus fungsi yang dapat memberikan peluang
dalam penggerakkan electron dalam membrane elektroda (Situmorang, dkk.,
2005).
Eter mahkota dapat digunakan sebagai pereaksi pengompleks suatu
kation yang bersifat selektif. Salah satu faktor yang mempengaruhi kompleks eter
mahkota kation adalah yaitu ukuran jari ion dan jari eter mahkota sehingga
disimpulkan bahwa eter mahkota mampu menangkap ion secara selektif
(Christensen, dkk., 1974). Kemampuan eter mahkota sebagai agen pengompleks
salah satu faktor penting adalah kesesuaian ukuran antara kation dan jari-jari
kavitas (Steed dan Atwood, 2000).
Sintesis dari “cabang” turunan diaza crown untuk aplikasi potensial
dalam menanggap kation logam berat adalah salah satu aspek yang sangat penting
dalam tugas ini. Cabang ganda pada eter diaza crown mengandung gugus pengikat
kation pada atom nitrogen yang telah digunakan akhir-akhir ini dalam reaksi fasatransfer dan membrane pemindah kation. Khususnya, ionofor yang mengandung
gugus thinyl pada nitrogen memberikan tranfortasi yang baik untuk ion logam
timbal (II) pada membran transfor kation. Kemudian, pada awalnya sintesis jenis
eter diazacrown N-tersubtitusi digunakan sebagai ionofor timbal (II) dan Merkuri
(II) untuk aplikasi membran sensor.
Usaha pencarian dan sintesis senyawa ionofor untuk penentuan logam
berat pada saat ini banyak mendapat perhatian, karena aplikasinya untuk
digunakan dalam komponen sensor dalam kimia analisis sangat luas. Beberapa
penelitian untuk pengembangan komponen ISE telah dilaporkan oleh Yang, dkk
(1997) dan Yang, dkk (1998) telah berhasil mensintesis turunan diazakrown eter
seperti 7,16-dithinil-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazasiklooktadekana (DTDC) dan
7,16-di(2-metilquinoli)-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-diazasiklooktadekana
(DQDC)
yang digunakan sebagai komponen ionofor dalam membran polivinilklorida dapat
4
memberikan respon yang selektif terhadap logam berat, namun bahan ini sangat
sulit untuk dicari dan harganya sangat mahal di Indonesia.
Untuk mengatasi permasalah di atas, dibutuhkan komponen ionofor
dalam dapat memberikan respon yang selektif terhadap logam berat yang bahan
ini mudah untuk dicari dan harganya relatif rendah.
Beberapa penelitian telah dilaporkan oleh (Situmorang, dkk., 2005),
dimana komponen dasar elektroda (ionofor) yang telah digunakan adalah senyawa
1,4,10-trioxa-7,13-diazacyclopentadecane 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 didalam kulkas. Oleh karena itu peneliti tertarik
untuk meneliti senyawa ionofor tersebut melalui Sintesis Ionofor Sebagai Bahan
Aktif Ion Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisa Logam Merkuri (Hg)
Dalam Sampel Kosmetik.
1.2. Batasan Masalah
Penelitian ini di batasi pada:
1. Sintesis
ionofor
7,16-dithenoyl-1,4,10,13-tetraoksa-7,16-
diazacyclooctadecane (DTODC).
2. Pembuatan membrane ISE-Merkuri.
3. Uji respon ISE-merkuri sample dalam kosmetik.
4. Perbandingan hasil uji respon ISE-merkuri dengan potensiometri dengan
uji secara spektrofotometri.
5
1.3. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka untuk memberikan arahan pada
penelitian ini maka dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Bagaimana cara untuk mensintesis senyawa ionofor turunan azakrown
DTODC sebagai komponen membran ion selektif elektroda.
2. Bagaimana merancang instrumen analisis berupa Ion Selektif Elektroda
(ISE) yang memiliki daya analisis sensitif dan selektif untuk penetuan
logam berat merkuri (Hg) di dalam sampel kosmetik.
3. Bagaimana Uji respon ISE-merkuri dan penentuan logam merkuri dalam
kosmetik serta analisis secara spektrofotometri.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mensintesis senyawa ionofor turunan azakrown DTODC sebagai
membran elektroda untuk Analisis Ion Selektif Elektroda (ISE).
2. Membuat rancang bangun sensor potensiometri dengan Ion Selektif
Elektroda (ISE) yang memiliki daya analisis yang sensitif dan selektif
untuk penentuan logam merkuri (Hg) di dalam sampel kosmetik.
3. Mengetahui perbedaan Uji respon ISE-merkuri dan penentuan logam
merkuri dalam kosmetik serta analisis secara spektroskopi UV.
4. Memberikan kontribusi ilmiah berupa publikasi ilmiah penelitian di jurnal
ilmiah nasional terakreditasi tentang pengembangan sensor potensiometri
sebagai instrumen analisis kualitas kosmetik.
6
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menghasilkan senyawa ionofor turunan azakrown DTODC sebagai
membran elektroda ion selektif untuk Analisis Ion Selektif Elektroda
(ISE).
2. Mendapat instrumen analisis berupa sensor potensiometri dengan ISE
yang memiliki daya analisis yang sensitif dan selektif untuk penentuan
logam merkuri (Hg) di dalam sampel Kosmetik.
3. Mengetahui Hasil Perbedaan Uji respon ISE-merkuri dan penentuan logam
merkuri dalam lingkungan serta analisis secara spektrofotometri.
4. Menghasilkan beberapa kontribusi ilmiah berupa publikasi di Jurnal
Nasional terakreditasi tentang Sintesis Ionofor Sebagai Bahan Aktif Ion
Selektif Elektroda (ISE) Untuk Analisis Penentuan Logam Merkuri (Hg)
Dalam Sampel Kosmetik
66
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
1.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka didapatkan kesimpulan sebagai
berikut :
1. Hasil sintesis Ionofor DTODC yang dihasilkan sebanyak melalui reaksi
Asilasi dalam keadaan asam menghasilkan Kristal berwarna kuning pucat
dengan rendemen sebesar 93.6 %.
2. Komposisi ionofor sebanyak 3% dari membrane ISE-Hg memberikan
warna Kuning Pucat pada membrane dan bersifat kenyal.
3. Elektroda ISE-Hg memberikan respon terhadap ion logam merkuri dan
mempunyai signal yang semakin meningkat pada tiap penambahan
merkuri, dan menghasilkan persamaan linear y = 0,030 x + 0,1746 : R2=
0,7680 hal ini menunjukkan bahwa terdapatnya ionofor DTODC pada
komponen elektroda.
4. Uji respon ISE-merkuri sample dalam kosmetik menghasilkan persamaan :
Y Hasil perbandingan antara potensiometri dengan spektroskopi UV-Vis
lebih selektif spektroskopi UV-Vis dengan panjang gelombang 510 nm.
1.2. Saran
Dari hasil penelitian, penelitian menyarankan:
1. Modifikasi membran dengan bahan ionofor lain untuk membrane ISEMerkuri dari bahan alam.
2. Penggunaan Kosmetik I, C, A, J, B perlu diperhatikan karena mengandung
merkuri dan sangat berbahaya bagi konsumen.
3. Pada pengukuran sampel maupun sebaiknya perlu diperhatikan pH larutan
dikarenakan kemungkinan terdapatnya sampel yang mengandung logam
Alkali.
67
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2012), Pandangan baru tentang materi http://www.chem-is-try.org
/materi _ kimia /kimia_dasar/kimia-abad-21/pandangan-baru-tentangmateri/ (Diaskes Maret 2012).
Atika,dkk., (2011), Proyek Makalah Potensiometri. http://www.scribd.com
(Diaskes 23 Februari 2012).
Buchari, (1983), "Pembuatan suatu elektroda spesifik bermembran dan penentuan
besaran fisiko-kimianya", Dirjen Dikti Dep. P&K.
C. J. Pedersen, J. Am. Chem. Soc., 1967, 89, 7017.
Christensen, J. J., Eatough, D. J., Izatt, R. M., (1974), The Synthesis and Ion
Binding of Synthetic Multidentate Macrocyclic Compounds, Chem. Rev.,
74, 351-384.
Daintith, J (Editor)., (1994), Kamus Lengkap Kimia. Terjemahan Suminar
Achmadi. Erlangga. Jakarta.
Day, R.A. dan A.L. Underwood. 1981. Analisa Kimia Kuantitatif. Erlangga.
Jakarta.
Dias, dkk., (2004). Preconcentration and Determination of Mercury(II) at a
chemically modified electrode containing 3-(2-thiomidazolyl)propyl silica
gel., Anal Sci. 21(11): 1359-1362.
Evan, Alum., (1987), Potentiometry and Ion Selective Electrode, London: John
Wiley and Sons.
Fessenden & Fessenden. 1986. Kimia Organik jilid 1. Ed ke-3. Pudjaatmaka
AH,penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari Organic Chemistry.
Gokel, G., (1991), Crown Ethers & Cryptands, Royal Society of Chemistry.
Gray. F. M., (1991), "Solid polymer electrolytes: fundamental and technological
applications", VCR Publisher, New York.
Harvey, David., (2000), Modern Analytical Chemistry. New York: McGraw-Hill
Comp.
Hostetler, dan Thurman,. (2000). Determination of choloroacetanilide herbicide
metabolites in water using high-perfomance liquid cromatography-diode
aray detection high-perfomance liquid cromatography/mass spectromtry,
Science of the Total Enviroment 248: 147-515
68
Hostetler, K.A. dan Thurman, E.M., (2000), Determination of choloroacetanilide
herbicide metabolites in water using high-perfomance liquid
cromatography-diode
aray detection high-perfomance liquid
cromatography/mass spectromtry, Science of the Total Enviroment 248:
147-515.
Kendüzler, E., dan Türker, A.R., (2003), Atomic Absorption specrophotometric
Determination of trace copper in waters, aluminium foil and tea samples
after preconcentration with 1-nitroso-2-napthol-3,6-disulfonic acid on
Ambersorb 572, Analytica Chimica Acta 480(2):259-266.
Khopkar, S.M., (1990), Konsep Dasar Kimia Analitik, Universitas Indonesia
Press, Jakarta.
Kokasih,,et al ,(2004), Asas Pengembangan Prosedur Analisis, Edisi pertama,
Surabaya, Airlangga University Press.
Lakshmmarayanaiah. N., (1976), Membrane Electrode, Academic press, New
York.
Lamb, J. D., Izatt, R. M., Christensen, J. J., Eatough, D. J., (1979), Coordination
Chemistry of Macrocyclic Compounds, Plenum, New York.
Li, dkk., (1999), Spectrophotometric Determination of lead in biological sample
with dibromo-p-metthyl-methsulfonazo, Talanta 48: 511-516.
Morf W. E., (1991), The Principles Of Ion-Selective Electrodes And Of
Membrane Transport, Elsevier Scientific Publishing Company,
Amsterdam.
Nainggolan, B., (2009), Buku Ajar Spektroskopi .Medan : FMIPA UNIMED.
Neshkova, dkk., (2003), Validation of the membrane composition effect on the
flow-injection signal profile of chalcogenide-based ion-selective sensor a
model study using electrochemical approach: Hg (II) flow injection
detector case Analiytica Chemica Acta 476(1): 55-71.
Oguma, K., dan Yoshioka, O., (2002), Flow-Injection simultaneous determination
of iron(III) and copper(II) and of iron(III) and palladium(II) based on
photochemical reactions of thiocyanato-complexes, Talanta 58(6): 10771087.
Palar, H., (1994), Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rineka Cipta.
Jakarta.
Petty, J.D.; Jones S.B.;Huckins, J.N; Cranor, W.L.: Parirs, J.T; Mc Tague, T.B
dan Boyle, T.P., (2000), An approach for assessment of water qaulity
69
using semipermeable membrane device (SPMDs) an bioindicator tests,
chemosphere 41: 311-321.
Pranowo, H.D., 2006, Molecular Modelling of Mn+.[DBz16C5] Complexes, M=
Li+, Na+, and Zn2+ Based on MNDO/d Semiempirical Method,
Indo.J.Chem., 6 (2), 144-149
Pungor, E., (1998), The theory of ion-selective electrode, Anal Scie, 14,249-256.
Rompas, R. M., (1992), Toksikologi Kelautan. Bahan Kursus Pemantauan
Pencemaran Laut. Karjasama. UNSRAT, P3O-LIPI dan UNESCO.
Manado.
Rouessac Francis, Annick Rouessac. 2007. Chemical Analysis: Modern
Instrumentation Methods and Techniques Second Edition. West Sussex:
John Wiley & Sons, Ltd.
Rouessac Francis, Annick Rouessac., (2007), Chemical Analysis: Modern
Instrumentation Methods and Techniques Second Edition. West Sussex:
John Wiley & Sons, Ltd.
Sarkar, dkk., (2000), Effect of an organophosphate pesticede, quinalphos, on the
hypothalamo-pituitary-gonadal axis in adult male rats, Journal of
Reproduction & Fertility 118: 28-38.
Sartono, 2002, Racun dan Keracunan, cetakan I, Widya Medika, Jakarta
Shamsipur, M.: Raoufi, F. dan Sharghi, H., (2000)., Solid phases extraction and
determination of lead in soil and water samples using octadecyly silica
membrane disks modified by bis[1-hydroxy-9,10-anthraquinone-2methyl]sulfide and flame atomic absoption spectrometry, Talanta 52: 637643.
Siswanta, D., (1996), Development of Novel Ionophore for Chemical Ion Sensor.
Dissetrtation, keio University, Yokohama.
Situmorang, M., (2001), Sintesi Ionofor Azacrown Untuk Membran Elektroda Ion
Selektif Penentuan Timbal, Laporan Penelitian, FMIPA UNIMED.
Situmorang, M.; Simarmata, R., Napitupulu, S. K.; Sitanggang, P., dan Sibarani,
O.M., (2005), Pembuatan Elektroda Ion Selektif Untuk Penentuan Merkuri
(ISE-Hg), Jurnal Sain Indonesia 29(4): 126-134.
Steed, J.W., and Atwood, J.L., (2000), Supramolecular Chemistry, John Wiley
and Sons Ltd, Chichester.
Suyanta, (2002), Potentiometri – Seri Analisis Elektrokimia, FMIPA UNY.
70
Syahputra, R., (2002), Sintesis Butan-1,4-diil[ Bis(Kloroetanoat) dan
Pemanfaatnya sebagai Ionofor pada Membran Elektroda Selektif Ion
Ammonium, Tesis, FMIPA Universitas Gajah Mada : Yogyakarta.
Talebi, S.M., (1998), Determination of lead associated with airborne particular
matter by flame atomic absorption and wavelength dipersive x-ray
fluorescnence spectromerty, Internal Journal of Analytical Chemistry 72:
1-9.
Vidya, (2011), http://vidyapustaka.wordpress.com/2011/03/21/prinsip-kerja-esi/
(Di askes Maret 2012)
Vincent J. Gatto, Steven R. Miller, and George, W. Gokel., (1988), 4,13-Diaza-18Crown-6. Org. Synth.; Coll. Vol. 8: 152.
Wang, Joseph., (2001), Analytical Electrochemistry Second Edition. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Wasitaatmadja, 1997, Penuntun Kosmetik Medik, Universitas Indonesia, Jakarta.
Wilhelm Heitmann, dkk., (2002),Günther Strehlke, Dieter Mayer "Ethers,
Aliphatic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" WileyVCH, Weinheim.
Wurdiyanto, Gatot., ( 2007), Merkuri Bahayanya dan Pengukurannya. Buletin
Alara, Volume 9, Nomor 1 dan 2. Jakarta.
Yang, X.H.: Hibbert, D.B. and Alexander, P.W., (1998), Flow Injection
Potensiomerty by PVC-Membrane Electroda with Substituted Azacrown
Ionophore for Determination of Lead (II) and mercury (II) Ion, Analitica
Chemica Acta 372: 387-398.
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Labuhan Deli pada tanggal 29 September 1990. Ayah
bernama Zakaria dan ibu bernama Kurniati dan merupakan anak kedua dari enam
bersaudara. Pada tahun 1996 penulis masuk Sekolah Dasar (SD Swasta Alwashliyah No.29 Medan). Pada tahun 2002, penulis melanjutkkan pendidikan di
SLTP Negeri 45 Medan dan lulus pada tahun 2005. Pada tahun 2005, penulis
melanjutkan sekolah di SMA Negeri 9 Medan dan lulus pada tahun 2008. Pada
tahun 2008, penulis diterima sebagai mahasiswa di Program Studi Kimia, Jurusan
Kimia, Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Medan dan
lulus pada tahun 2012.
Kegiatan intrakulikuler di UNIMED yang pernah di ikuti antara lain
kunjungan industri ke PT.INALUM, PT.INDOFOOT, BPOM, Balai Riset
Standarisasi Industri. Penulis pernah melakukan kegiatan PKL ( Praktik Kerja
Lapangan ) di PT. Industri Karet Nasional Pabrik Resiprene. Tanggal 29 Agustus
2012, penulis melaksanakan ujian sidang meja hijau dan mendapatkan nilai 94,50.
Penulis lulus program S-1 pada tahun 2012 dengan Indeks Prestasi (IPK) 3,15.