BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Bahan peledak adalah material yang tidak stabil secara kimia atau energikal, atau dapat menghasilkan pengembangan mendadak dari bahan tersebut dibarengi dengan penghasilan panas dan perubahan besar pada tekanan (dan biasanya juga kilat atau suara besar) yang biasa disebut ledakan. Bahan peledak dapat dibedakan berdasarkan kecepatan rambat ledakan (velocity of detonation) dan kekuatan ledakan yaitu bahan peledak berkekuatan rendah ( low Exlosive ) dan berkekuatan tinggi ( high explosive ). Bahan peledak berkekuatan rendah ( low Explosive ) yaitu dengan ciri kecepatan daya rambat ledakan 331,7 meter /detik ( dibawah kecepatan suara ) ,proses ledakannya tidak spontan ,sifatnya terbakar ( pembakaran cepat ) , dapat meledak apa bila dalam kemasan tertutup dan dapat di picu dengan api,contoh bahan peledak berkekuatan rendah (low explosive): black powder, smokless powder, flas powder . Bahan peledak berkekuatan tinggi ( high explosive ) dengan ciri ciri yaitu kecepatan daya rambat ledakan diatas 331,7 meter/detik ( diatas kecepatan suara) ,proses ledakannya spontan ,sifatnya menghancurkan, dapat meledak tanpa cassing/wadah tertentu ,terjadinya ledakan dipicu dengan detonator. contoh: TNT, RDX,C4,PeTN Pentaeritritol tetranitrate (PETN) sangat terkenal sebagai bahan peledak. Karena PETN merupakan salah satu bahan peledak tinggi yang paling kuat dan dikenal dengan faktor efektivitas relatif dari 1,66. Senyawa ini ditemukan pada bom yang digunakan oleh 2001 Bomber Sepatu , di petak 2009 Hari bom Natal , dan di petak 2.010 pesawat kargo bom. Pada tanggal 7 September 2011, sebuah bom diduga telah menggunakan PETN meledak dekat Tinggi Pengadilan Delhi di India mengklaim 13 jiwa dan melukai lebih dari 70. Produksi PETN dimulai pada 1912, ketika itu dipatenkan oleh pemerintah Jerman. PETN digunakan oleh tentara Jerman di perang dunia. PETN praktis tidak larut dalam air (0,01 g/100 ml pada suhu 50 C), lemah larut dalam nonpolar umum pelarut seperti hidrokarbon alifatik (seperti bensin) atau tetrachloromethane , tetapi larut dalam beberapa pelarut organik lainnya, terutama dalam aseton.1

Di lingkungan, PETN mengalami biodegradasi . Beberapa bakteri denitrate PETN untuk trinitrat dan kemudian dinitrate, yang kemudian lebih lanjut terdegradasi. PETN memiliki rendah volatilitas dan kelarutan rendah dalam air, dan karena itu memiliki rendah bioavailabilitas untuk sebagian besar organisme. Its toksisitas relatif rendah, dan yang transdermal penyerapan juga tampaknya menjadi rendah. Ini merupakan ancaman bagi air organisme . Hal ini dapat terdegradasi ke pentaeritritol oleh besi logam. Senyawa ini dihasilkan oleh reaksi pentaetritiol dengan konsentrasi asam nitrat. Dalam reaksi ini, membentuk endapan. Mentah dapat direkristalisasi dari aseton untuk memberikan kristal processable.. C (CH 2 OH) 4 + 4 HNO 3 C (CH 2 ONO 2) 4 + 4 H 2 O PETN diproduksi oleh berbagai produsen sebagai bedak tentang konsistensi garam popcorn halus, atau bersama-sama dengan nitroselulosa dan plasticizer sebagai lembar plasticized tipis (misalnya primasheet 1000 atau detasheet). Residu PETN mudah terdeteksi di rambut orang menanganinya.. Retensi residu tertinggi adalah pada rambut hitam;. beberapa residu tetap ada bahkan setelah dicuci. 1.2 Tujuan Untuk mengembangkan metode ekstraksi untuk residu bahan peledak menggunakan

HPLC dengan detektor UV, yang dapat digunakan untuk usap tangan analisis dalam sampel nyata. 1.3 Rumusan Masalah Bagaimana melakukan analisis terhadap bahan peledak tetranitrate pentaerythritol

(PETN).

1.4 Manfaat Pengetahuan tentang bahan peledak berupa tetranitrate pentaerythritol (PETN).

2

Mampu menerapkan metode ekstraksi untuk residu bahan peledak menggunakan HPLC

dengan detektor UV, yang dapat digunakan untuk usap tangan analisis dalam sampel nyata.

BAB II ISI3

2.1 Analisis PETN Penelitian tentang residu bahan peledak yang sering didasarkan pada dua aspek, yang bisa berupa studi lingkungan atau investigasi forensik. Dari aspek lingkungan, telah terjadi kekhawatiran bahwa meningkatnya pelatihan militer secara rutin dan tes latihan yang melibatkan amunisi berpotensi menyebabkan penumpukan residu bahan peledak di tanah yang dapat mengakibatkan pencemaran air tanah pada dasarnya. Penelitian telah menunjukkan bahwa kemungkinan besar sumber energik ini merupakan kontaminan yang berasal dari bahan peledak yang pembungkusnya terlepas tapi belum meledak (UXO) atau hanya meledak sebagian, praktek-praktek pembuangan yang kurang pengolahan, pembakaran terbuka dan operasi ledakan terbuka, dan akumulasi residu peledakan tinggi-order di daerah dampak (sebagian besar di kamp pelatihan militer). Penelitian yang dilakukan di daerah ini dapat memperbaiki keadaan saat iniserta pengetahuan tentang sifat dan tingkat kontaminasi dan dampak residu bahan peledak ke lingkungan. Namun dari sudut pandang forensik, informasi yang diperoleh dari laboratorium forensik selama penyidikan ledakan dapat menghasilkan data berharga untuk penyelidikan ke depannya. Data dari satu peristiwa sering bisa diterapkan pada kasus-kasus lain, sehingga meningkatkan kemungkinan menemukan dan mengidentifikasi bukti penting. Dalam pemeriksaan forensik bukti fisik untuk bahan peledak organik, penyeka kapas sering digunakan untuk mengumpulkan residu dari permukaan, seperti kulit dan puing-puing pasca-ledakan. Menurut tinjauan pustaka, sebagian besar analisis bergantung pada pelarut organik untuk metode basah dan ekstrak kapas. Pelarut organik seperti aseton, etanol atau methanol tersebut digunakan karena senyawa bahan peledak mudah larut di dalamnya. Analisis Swab bahan peledak juga bisa digunakan sebagai pengujian jaminan kualitas sebagaimana dilaporkan dalam sebuah studi baru-baru ini. Laporan ini menggambarkan studi pendahuluan analisis sarung tangan untuk analisis forensik dari residu tetranitrate pentaerythritol (PETN). Struktur PETN sebagai berikut:

4

PETN merupakan komponen utama dari kabel peledakan sering digunakan penyeka tangan selama kegiatan pembongkaran dalam pengambilan sampel selama kegiatan di Asahan Camp Militer Firing Range, Malaka. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan metode ekstraksi untuk residu bahan peledak menggunakan HPLC dengan detektor UV, yang dapat digunakan untuk usap tangan analisis dalam sampel nyata. 2.2 Eksperimental Bahan Reagen Air suling double deionisasi (DDDW) digunakan selama analisis. Pelarut organik seperti aseton dan asetonitril digunakan dalam metode analitis (Merck) dan HPLC (Merck). Pelarut untuk HPLC fase gerak; DDDW dan asetonitril (MeCN) disaring melalui membran 0,45-pM-filter sebelum digunakan. larutan standar, Larutan induk A dari 1000 ppm dibuat dengan melarutkan 0,0100 g PETN dengan aseton dalam suatu tabung volumetrik 10 mL kemudian diencerkan sampai volumenya dengan MeCN. Larutan standar tersebut disimpan dalam botol 10 mL, yang ditutup dengan aluminium foil dan disimpan di kulkas. Larutan standar (2-10 ppm) dibuat dari larutan induk 1000 ppm di atas. Cotton swab untuk Sampling Sebuah paket bola kapas dimaksudkan adalah yang sering digunakan pada wajah dan dijual bebas di took-toko. Bola kapas rata-rata memiliki diameter sekitar 3-cm dan berat 500 mg. Bola kapas dibersihkan dengan merendam dalam air suling dan diikuti dengan aseton selama 30 menit. Sebagian besar pelarut diperas keluar dari kapas sebelum pengeringan bola kapas pada suhu kamar5

selama 12 jam. Para penyeka dibersihkan dan dikeringkan kemudian disimpan dalam kantong wadah plastik tertutup pada suhu kamar. Sampel sidik jari Sampel sidik jari yang asli diperoleh dari tiga personil militer yang berbentuk PETN selama praktek pembuangan mesiu di Asahan Camp Militer Firing Range, Malaka. Di lokasi pengambilan sampel, bola dibasahi dengan sekitar 1 mL aseton sebelum digunakan. Bola kapas basah ditangani dengan tangan bersarung, diseka terhadap permukaan tangan relawan untuk mengumpulkan residu, dan kemudian disimpan dalam kantong berlabel zip lock. Kantong zip lock itu disegel dengan baik untuk melindungi spons dari kontaminasi. Usapan tangan dari semua tiga personil tentara ditempatkan dalam lemari es dingin sebelum diangkut kembali ke laboratorium dan disimpan dingin dalam lemari es sebelum analisis. Penambahan Standar untuk Studi Pemulihan Penambahan sampel dibuat di laboratorium untuk studi pemulihan analit. Sebuah bola kapas teredam dengan aseton ditempatkan dalam sebuah botol 10 mL. Sampel dibubuhi dengan 500 uL larutan induk dari PETN (1000 ppm). Gandakan sampel standar yang telah disiapkan. Penyeka kapas disiapkan untuk blanko dan diperlakukan dengan cara yang sama kecuali bahwa sampel kosong tidak dibubuhi dengan analit target. 2.3 Instrumentasi Peralatan Peralatan gelas, spatula, tang dan botol sampel yang digunakan untuk analisis yang sebelumnya direndam dalam asam nitrat 10% semalam dan dibilas dengan hati-hati setidaknya tiga kali dengan air deionisasi dan benar-benar kering sebelum digunakan. Instrumen HPLC Solusi standar dan ekstrak sampel dianalisis dengan menggunakan HPLC (Agilent series 1100). Instrumen yang telah dilengkapi dengan pompa kuartener, degasser, panjang gelombang detektor variabel (VWD) dan akuisisi data dan instrumen sistem kontrol (HPLC Chemstation Perangkat Lunak G2170AA). Manual injector digunakan untuk menyuntikkan sampel ke kolom. Kolom KCKT yang digunakan adalah Agilent Zorbax Eclipse XDB-C18 (4,6 x 150 mm, 5 pM).

6

2.4 Prosedur Ekstraksi PETN dari Kapas Penyeka Untuk mengekstrak residu bahan peledak yang diambil dari sampel, aseton ditambahkan ke dalam botol hingga mencapai 5-10 mL untuk menutupi bola kapas dengan pelarut. Botol diisi dan ditempatkan dalam sebuah bak sonic selama kurang lebih 10 menit. Suhu Bath dipertahankan kurang dari 10 C dengan pendingin air. Ekstrak aseton telah dikeluarkan dari botol dan ekstrak disaring melalui kertas penyaring gravitasi (Whatman, 90 mm). kapas itu menempel erat pada bagian bawah botol menggunakan tang untuk menghapus beberapa tetes terakhir dan supernatan itu dikumpulkan dalam sebuah botol. Larutan sampel diuapkan sampai kering dengan aliran gas nitrogen, dan asetonitril ditambahkan untuk membuat volume sampai 10 ml. Sampel berasap atau menunjukkan sejumlah besar partikel dibuat sampai dengan faktor pengenceran. Standar sampel dan sampel kosong diperlakukan dengan cara yang sama. 2.5 Analisis HPLC Analisis KCKT dilakukan menggunakan MeCN-Air campuran (55:45, v / v) dalam mode isokratik. Tahap mobile memompa pada laju alir 1,0 mL / menit dan analit telah terdeteksi menggunakan variabel panjang gelombang detektor UV-Vis ditetapkan pada 230 nm. Sebuah alikuot (20 uL) larutan sampel diperkenalkan ke dalam sistem melalui sebuah katup injeksi enam pelabuhan Rheodyne dilengkapi dengan 20 uL loop sampel. Grafik Kalibrasi Serangkaian larutan standar mulai dari 20 ppm sampai 100 ppm digunakan untuk mendapatkan grafik kalibrasi untuk penentuan PETN. Konsentrasi analit dalam sampel diperoleh dengan interpolasi dari daerah puncak analit dari grafik kalibrasi. Batas Deteksi Suatu larutan standar PETN dengan konsentrasi yang lebih rendah disiapkan oleh melalui pengenceran larutan stok 100 ppm. Batas deteksi dinilai untuk daerah puncak konsentrasi terendah PETN yang dihasilkan sinyal ke rasio suara 2:1.

7

2.6 Hasil dan Pembahasan Analisis Kualitatif Analisis PETN dipengaruhi oleh penggunaan HPLC dalam modus isokratik dengan menggunakan campuran MeCN-air sebagai fasa gerak dengan deteksi analit pada 230 nm (Gambar 1). Puncak PETN ditemukan mengelusi dekat dengan puncak (aseton) pelarut. Puncak karena pengencer (MeCN) tidak jelas karena sifat MeCN, yang transparan di daerah UV pada panjang gelombang di atas 200 nm.

Gambar 1. kromatogram HPLC dari PETN larutan standar (1000 ppm). Kondisi HPLC; fase gerak: 55% ACN: 45% Air, laju alir: 1,00 mL / menit, panjang gelombang deteksi: 230 nm. Grafik Kalibrasi dan Batas deteksi Berbagai konsentrasi PETN disuntikkan untuk memperoleh kromatogram, yang digunakan untuk plot grafik kalibrasi PETN. Konsentrasi standar PETN dipilih untuk analisis ini adalah di kisaran 20 sampai 100 ppm (Gambar 2).

8

Gambar 2. Kromatogram HPLC cairan serial standar PETN dengan konsentrasi (a) 20, (b) 40, (c) 60, (d) 80, (e) 100 ppm. KCKT kondisi seperti dalam Gambar 1. Grafik kalibrasi memberikan garis regresi y = 52.122x + 88,209 dimana y dan x masingmasing adalah daerah puncak (MAU) dan konsentrasi PETN (ppm) (Gambar 3). Hubungan baik dengan koefisien telah diperoleh, dengan R2 = 0,9995. Puncak daerah linier dengan jumlah PETN yang disuntikkan selama rentang sampai 100 ppm (2 g). Batas deteksi (LOD) dari suatu analit dapat digambarkan sebagai konsentrasi minimum yang memberikan sinyal instrumen yang berbeda secara signifikan dari sinyal kosong dan terus ke belakang. Dalam studi ini, batas deteksi dinilai menjadi 2 ng.

Gambar 3. Kalibrasi grafik PETN9

Studi Perbaikan Dalam rangka untuk mengevaluasi efisiensi ekstraksi menggunakan teknik bak ultrasonication yang baik, perbaikan dari analit ditentukan dari penambahan sampel. Daerah Puncak dari kedua sampel kosong dan berduri diukur dan digunakan untuk menghitung pemulihan persen. Gambar 4 menunjukkan kromatogram sampel berduri sampai 500 g analit, yang digunakan dalam studi perbaikan. Kromatogram kosong pada 230 nm hampir rata dengan pengecualian pada puncak pelarut. Pemulihan persen dari metode ekstraksi yang digunakan adalah ditemukan menjadi 89,5 %, menunjukkan bahwa sebagian besar bahan peledak diekstraksi dari bola kapas, dan hanya sejumlah kecil residu bahan peledak bisa saja tetap berada dalam kapas . Perbaikan PETN adalah sebanding dengan yang dilaporkan oleh Thomson et al yang melaporkan perbaikannya lebih dari 80% untuk analisis campuran bahan peledak

Gambar 4. Kromatogram HPLC (a) kapas Spiked (500 uL 1000 ppm PETN) dan (b) Blank swab kapas. KCKT kondisi seperti dalam Gambar 1. Real Sampel Analisis Dari hasil analisis tersebut, ditemukan bahwa semua sampel ketiga sidik jari yang diambil selama sampling berisi PETN. Karena konsentrasi PETN yang tinggi, sampel sidik jari diencerkan 10 hingga 100 kali untuk menghasilkan respon sinyal dengan daerah puncak pada kisaran grafik kalibrasi. Ekstrak dari (tangan telanjang) sampel HS1 diencerkan 10 kali (Gambar 5) sedangkan10

ekstrak sampel HS2 dan (bersarung tangan) HS3 yang diencerkan 100 kali. Tabel 1 menunjukkan rincian analisis penyeka tangan sampel yang asli.

Gambar 5: kromatogram HPLC sampel swab tangan asli. Sampel ekstrak HS1 dengan 10 kali pengenceran. KCKT kondisi seperti dalam Gambar 1.

11

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Ekstraksi penyeka tangan menggunakan metode bak sonikasi yang dikembangkan dalam studi ini menunjukkan pemulihan yang relatif tinggi (88,2%) dan sensitivitas cukup baik dengan batas deteksi sebesar 2 ng. Metode ini mudah dilakukan dan dapat digunakan untuk analisis sampel sidik jari asli menggunakan HPLC-UV pada 230 nm. Jumlah signifikan PETN (4,7-130 mg) yang diambil dari analisis sampel asli. 3.2 Saran 3.3 Ucapan Terima Kasih Terima kasih kepada Departemen Kimia, Fakultas Ilmu Pasti, UTM untuk fasilitas penelitian. Bantuan dari personil dari Angkatan Bersenjata Malaysia (Markas 40 Kejuruteraan Peluru) dan petugas forensik dari Kepolisian Kerajaan Malaysia (PDRM Laboratorium Forensik, Cheras) selama kegiatan sampling dari penyeka tangan di Asahan Camp sangat dihargai.

12