DETERMINASI KADAR NATRIUM DAN KALIUM PADA SAMPEL MINUMAN

ISOTONIK DENGAN MENGGUNAKAN FLAME EMISSION SPECTROSCOPY (FES)

Feby Shyntia Afiranti

Fakultas Farmasi, Universitas Padjadjaran, Jl. Raya Bandung, Sumedang Km 21 Jatinangor

45363 Telp./Fax. (022) 779 6200

febyshyntia@gmail.com

PENDAHULUAN

Minuman Isotonik adalah larutan

yang memiliki kandungan garam mineral

sama dengan sel tubuh dan darah. Dengan

demikian, larutan itu memiliki tekanan yang

sama dengan dinding pembuluh darah

(Koswara, 2009).

Minuman Isotonik mengandung

karbohidrat (monosakarida, disakarida dan

terkadang maltodekstrin) dengan konsentrasi

6-9% (b/v) dan mengandung sejumlah kecil

mineral seperti natrium, kalium, klorida, dan

fosfat (Koswara, 2009). Penentuan kadar

Natrium dan Kalium pada minuman isotonik

ini dapat dilakukan dengan menggunakan

metode Flame Emmission Spectroscopy

(FES).

Sampel akan dibakar menggunakan

flame atau api hingga menjadi gas. Panas dari

flame akan menguapkan larutan dan

memutus ikatan kimia untuk membentuk

atom yang bebas. Energi panas juga

mengeksitasi atom ke excited state yang akan

mengemisikan cahaya ketika atom-atom

tersebut kembali ke ground state. Setiap

elemen mengimisikan panjang gelombang

yang spesifik dan terdispersi melalui grating

atau prisma dan terdeteksi di spectrometer

(Gandjar, 2007)

Analit dimasukan ke dalam nyala api

menggunakan kawat berukuran kecil,

biasanya platinum. Panas dari nyala api

berasal dari pelarut dan pemecahan ikatan

kimia untuk membuat atom bebas. Energi

panas pun memindahkan atom untuk

berpindah ke tahap elektronik yang akan

memancarkan sinar saat kembali ke tahap

elektronik dasar. Masing-masing elemen

memancarkan sinar gengan gelombang yang

berbeda, dimana tersebar oleh kisi-kisi atau

prisma dan dideteksi oleh spectrometer.

(Stefnsson, 2007)

Fungsi Flame spectrometer analitik

pada umumnya adalah:

1. Transformasi larutan analit menjadi uap

yang mengandung atom bebas atau

senyawa molekular dari analit di dalam

flame.

2. Seleksi dan deteksi sinyal optic yang

membawa informasi jenis dan kadar

analit.

3. Amplifikasi dan pembacaan sinyal

elektrik

(IUPAC, 2013)

Spektrum diantara visible dan ultra-

violet secara umum berdasarkan perubahan

energy elektronik misalnya transisi dari satu

konfigurasi electron pada molekul ke

konfigurasi lain.

(Zizak. 2000)

METODE

Alat yang diguanakan adalah labu

ukur 20 ml dan 100 ml, pipet ukur, botol vial,

dan Flame Emission Spectroscopy.

Bahan yang digunakan adalah

larutan baku NaCl-KCl 100 ppm, sampel

minuman isotonik POCARI SWEAT 350

ml dengan No. Batch S1 07:53, dan aquades.

Pembuatan Kurva Kalibrasi

Kadar Natrium. Larutan baku dengan

konsentrasi 100 ppm dilarutkan dengan

aquades hingga 20 ml menjadi beberapa

konsentrasi. Konsentrasi yang digunakan

adalah 1 ppm, 2 ppm, 4 ppm, 8 ppm, 16 ppm,

dan 32 ppm. Kemudian diukur intensitas

emisi dari Na pada larutan baku tiap

konsentrasinya. Data yang di dapat dibuat

kurva.

Pembuatan Kurva Kalibrasi

Kadar Kalium. Larutan baku dengan

konsentrasi 100 ppm dilarutkan dengan

aquades hingga 20 ml menjadi beberapa

konsentrasi. Konsentrasi yang digunakan

adalah 0.5 ppm, 1 ppm, 2 ppm, 4 ppm, 8 ppm,

dan 16 ppm. Kemudian diukur intensitas

emisi dari K pada larutan baku tiap

konsentrasinya. Data yang di dapat dibuat

kurva.

Penentuan Kadar Natrium dalam

Sampel. Sampel minuman isotonik diambil

sebanyak 1 ml kemudian dilarutkan dengan

aquades hingga 100 ml pada labu ukur.

Larutan tersebut dimasukkan ke dalam vial

untuk mempermudah proses injeksi larutan

sampel kedalam instrument. Kemuadian

diukur intensitas emisi dari Na pada sampel.

Pengukuran intensitas emisi dari Na pada

sampel dilakukan secara triplo.

Penentuan Kadar Kalium dalan

Sampel. Sampel minuman isotonik diambil

sebanyak 1 ml kemudian dilarutkan dengan

aquades hingga 100 ml pada labu ukur.

Larutan tersebut dimasukkan ke dalam vial

untuk mempermudah proses injeksi larutan

sampel kedalam instrument. Kemuadian

diukur intensitas emisi dari K pada sampel.

Pengukuran intensitas emisi dari K pada

sampel dilakukan secara triplo

HASIL DAN DISKUSI

Nyala dari gas menyebabkan atom

tereksitasi dari tingkat dasar ke tingkat

tereksitasi. Atom yang tereksitasi kembali ke

tingkat dasar dan mengemisikan sebagian

atau seluruh energy dalam bentuk radiasi.

Radiasi yang diemisikan diukur. Hasil

pengukuran emisi Na dari larutan baku

adalah sebagai berikut:

Hasil pengukuran ini memiliki nilai r2

sebesar 0.9934 yang mana sesuai dengan

aturan kurva baku yaitu nilai r2 harus

mendekati 1. Konsentrasi larutan baku yang

digunakan diatur sedemikian rupa supaya

emisinya dapat terdeteksi pada instrumen

(tidak melebihi batas deteksi).

Hasil pengukuran emisi K dari larutan

baku adalah sebagai berikut:

R = 0.9934

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0 10 20 30 40

Inte

nsi

ty (

%)

Na Concentration (ppm)

Hasil pengukuran ini memiliki nilai r2

sebesar 0.9513 yang mana sesuai dengan

aturan kurva baku yaitu nilai r2 harus

mendekati 1. Penyimpangan hasil emisi ini

disebabkan oleh kesalahan baca hasil dari

instrumen, karena hasil emisi ditunjukkan

oleh instrumen dengan menggunakan jarum

sehingga hasilnya kurang akurat.

Pengukuran sampel dilakukan setelah

kurva baku didapat. Sampel diencerkan

dengan aquades supaya emisinya dapat

terdeteksi oleh instrumen dan emisinya

berada pada rentang emisi larutan baku.

Pengukuran kadar Na pada sampel diukur

sebanyak 3 kali pengulangan (triplo) untuk

mendapatkan hasil yang lebih akurat. Hasil

pengukuran kadar Na pada minuman isotonik

POCARI SWEAT adalah sebagai berikut:

Emisi Log Emisi Kadar Na

Measure 1

13 0.0605 5.1

Measure 2

12 0.0555 4.7

Measure 3

11 0.0506 4.3

Dari hasil pengukuran diatas maka

dapat ditentukan kadar Na dari sampel

minuman isotonik POCARI SWEAT

dengan pengenceran hingga 100 ml adalah

4.7 ppm. Dengan demikian, kadar Na pada

sampel minuman isotonik POCARI

SWEAT adalah 470 ppm.

Kadar Na yang tertera pada kemasan

sampel minuman isotonik POCARI

SWEAT adalah 21 mEq/L yang setara

dengan 483 ppm.

Pengukuran kadar K pada sampel

diukur sebanyak 3 kali pengulangan (triplo)

untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.

Hasil pengukuran kadar Na pada minuman

isotonik POCARI SWEAT adalah sebagai

berikut:

Emisi Log Emisi Kadar K

Measure 1

9 0.0410 1.7

Measure 2

8 0.0362 1.6

Measure 3

7 0.0315 1.4

Dari hasil pengukuran diatas maka

dapat ditentukan kadar K dari sampel

minuman isotonik POCARI SWEAT

dengan pengenceran hingga 100 ml adalah

1.6 ppm. Dengan demikian, kadar K pada

sampel minuman isotonik POCARI

SWEAT adalah 160 ppm.

Kadar K yang tertera pada kemasan

sampel minuman isotonik POCARI

SWEAT adalah 5 mEq/L yang setara

dengan 195 ppm.

Perbedaan kadar yang didapat dari

pengukuran dan kadar yang tertera pada

kemasan sampel dapat terjadi karena

beberapa kesalahan, diantaranya:

1. Ganggguan yang berasal dari matriks

sampel yang mana dapat mempengaruhi

banyaknya sampel yang mencapai nyala.

2. Gangguan kimia yang dapat

mempengaruhi jumlah/banyaknya atom

R = 0.9513

0.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0 5 10 15 20

Inte

nsi

ty (

%)

K Concentration (ppm)

yang terjadi di dalam nyala, seperti

disosiasi senyawa-senyawa yang tidak

sempurna dan ionisasi atom-atom di

dalam nyala.

3. Gangguan oleh absorbansi yang

disebabkan bukan oleh absorbansi atom

yang dianalisis; yakni absorbansi oleh

molekul-molekul yang tidak terdisosiasi

di dalam nyala.

4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik

Gangguan-gangguan diatas dapat diatasi

dengan pengguanaan nyala/suhu atomisasi

yang lebih tinggi, penambahan senyawa

penyangga, pengekstraksian unsur yang

akan dianalisis, pengekstraksian ion atau

gugus pengganggu, dan bekerja pada

panjang gelombang yang lebih besar.

KESIMPULAN

Dari percobaan didapatkan bahwa

kadar natrium dan kalium hasil instrumentasi

menggunakan Flame Emission Spectroscopy

(FES) berbeda dengan kadar natrium dan

kalium yang tertera pada informasi

konsentrasi elektrolit pada kemasan sampel.

UCAPAN TERIMAKASIH

Atas selesainya percobaan ini ucapan

terima kasih dihaturkan kepada Pak Mutakin,

Bu Iyam selaku laboran, Teh Casuarina

Rusmawati, Teh Ditta Ria Arini, Teh

Veronica Noviani selaku asisten

laboratorium, serta teman-teman yang turut

serta membantu terlaksananya percobaan ini.

DAFTAR PUSTAKA

Gandjar, I. G. 2007. Kimia Farmasi Analisis.

Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Koswara, S. 2009. Minuman Isotonik.

Available online at

http://tekpan.unimus.ac.id/wp-

content/uploads/2013/07/MINUMA

N-ISOTONIK.pdf (15 November

20014).

Stefnsson, A., Gunnarsson I., Giroud N.

2007. New Methods for the direct

determination of dissolved

inorganic, organic, and total carbon

in natural waters by Reagent-Free

Ion Chromatography and

inductively coupled plasma atomic

emission spectrometry. Arial.

Chim. Acta. 582 (1): 69-74.

IUPAC, 2013. Flame Emission

Spectrometry. Available online at

http://iupac.org/publications/analyti

cal_compendium/Cha10sec343.pdf

Zizak, G. 2000. Flame Emission

Spectroscopy: Fundamentals and

Applications. CNR-TeMPE. Italy.