FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM...

33
FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG SEBAGAI PEMODIFIKASI ELEKTRODE PASTA KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO- FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

Transcript of FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM...

Page 1: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU

SECANG SEBAGAI PEMODIFIKASI ELEKTRODE PASTA

KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-

FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II)

ANNISA ROSALIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

Page 2: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN
Page 3: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fraksi Brazilin dari

Ekstrak Metanol Kayu Secang sebagai Pemodifikasi Elektrode Pasta Karbon

dalam Identifikasi Kalium Fero-Ferisianida dan Ion Timbel(II) adalah benar karya

saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk

apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau

dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2015

Annisa Rosalia

NIM G44134003

Page 4: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN
Page 5: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

ABSTRAK

ANNISA ROSALIA. Fraksi Brazilin dari Ekstrak Metanol Kayu Secang sebagai

Pemodifikasi Elektrode Pasta Karbon dalam Identifikasi Kalium Fero-Ferisianida

dan Ion Timbel(II). Dibimbing oleh DEDEN SAPRUDIN dan ZULHAN ARIF.

Penelitian ini menentukan kinerja elektrode pasta karbon (EPK)

termodifikasi fraksi brazilin yang diperoleh dari hasil isolasi ekstrak metanol kayu

secang. Brazilin termasuk ke dalam golongan senyawa flavonoid yang dapat

membentuk kompleks dengan ion logam. Respons elektrode termodifikasi

diamati terhadap kalium fero-ferisianida (K3[Fe(CN)6]) dan ion logam timbel(II)

dengan metode voltammetri siklik pada selang potensial -0.5 sampai 1.0 V.

Rendemen fraksi brazilin yang diperoleh sebesar 32 %(b/b). Parameter

elektrokimia yang dioptimisasi meliputi komposisi pemodifikasi, jenis elektrolit,

pH larutan, laju payar, dan linearitas. Pengukuran optimum teramati pada

komposisi EPK-fraksi brazilin 5 %(b/b), larutan elektrolit KCl 0.1 M pH 7, dan

laju payar 0.01 V/detik. Fraksi brazilin sebagai pemodifikasi EPK berhasil

meningkatkan arus dalam identifikasi K3[Fe(CN)6] dan Pb(II) dengan linearitas

yang rendah sehingga perlu optimisasi potensi lebih lanjut.

Kata kunci: fraksi brazilin, K3[Fe(CN)6], modifikasi elektrode, timbel(II).

ABSTRACT

ANNISA ROSALIA. Brazilin Fraction of Sappan Wood Methanol Extract as A

Modifier on Carbon Paste Electrode for Identification of Potassium Ferro-

Ferricyanide and Lead(II) Ion. Supervised by DEDEN SAPRUDIN and ZULHAN

ARIF.

This study determines the performance of carbon paste electrodes (CPE)

modified using brazilin fraction obtained from methanol extract of sappan wood.

Brazilin belongs to flavonoids class that can form complexes with metal ions. The

response of the modified electrode was observed in measuring potassium ferro-

ferricyanide (K3[Fe(CN)6]) and lead(II) metal ion with a cyclic voltammetry

method at potential range from 0.5 to 1.0 V. The yield of brazilin fractions were

32 %(w/w). Electrochemical parameters were optimized for the modifier

composition, type of electrolyte, pH, scan rate, and linearity. The optimum

condition was CPE-brazilin fraction 5 %(w/w), 0.1 M KCl pH 7 of electrolyte

solution, and 0.01 V/s scan rate. Brazilin fraction as modifier for CPE was able to

improve the current in identificing K3[Fe(CN)6] and Pb(II) with a low linearity,

therefore it needs further optimization.

Keywords: brazilin fraction, K3[Fe(CN)6], lead(II), modified electrode.

Page 6: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains

pada

Departemen Kimia

FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU

SECANG SEBAGAI PEMODIFIKASI ELEKTRODE PASTA

KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-

FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II)

ANNISA ROSALIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

Page 7: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN
Page 8: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu Wa ta’ala atas

segala nikmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan.

Penelitian yang dilaksanakan pada bulan Februari–Agustus 2015 ini diberi judul

Fraksi Brazilin dari Ekstrak Metanol Kayu Secang sebagai Pemodifikasi

Elektrode Pasta Karbon dalam Identifikasi Kalium Fero-Ferisianida dan Ion

Timbel(II).

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Deden Saprudin, MSi dan

Bapak Zulhan Arif, MSi selaku pembimbing atas bimbingan, saran, dan

arahannya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Selain itu, ucapan terima

kasih penulis sampaikan pula kepada staf Laboratorium Kimia Analitik (Bapak

Eman, Bapak Dede, Bapak Kosasih, dan Ibu Nunung), staf Laboratorium Bersama

(Bapak Eko dan Bapak Wawan) serta staf laboratorium lainnya dan pegawai

Departemen Kimia yang telah memberikan fasilitas dan arahan selama kegiatan

penelitian berlangsung.

Ungkapan cinta dan terima kasih juga penulis sampaikan kepada ayah, ibu,

kakak, adik tercinta, dan teman-teman kimia IPB atas segala bantuan, dukungan

dan doa yang diberikan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi penulis dan

pembaca.

Bogor, Agustus 2015

Annisa Rosalia

Page 9: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN
Page 10: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

METODE 2

Alat dan Bahan 2

Metode Percobaan 2

HASIL DAN PEMBAHASAN 4

Ekstraksi dan Kadar Air 4

Isolasi dan Karakterisasi Brazilin 5

Pengaruh Fraksi Brazilin sebagai Pemodifikasi EPK 5

Pengaruh Elektrolit 6

Pengaruh pH 7

Pengaruh Laju Payar 9

Pengaruh Konsentrasi 10

SIMPULAN DAN SARAN 12

Simpulan 12

Saran 12

DAFTAR PUSTAKA 12

LAMPIRAN 15

RIWAYAT HIDUP 20

Page 11: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

DAFTAR GAMBAR

1 Struktur molekul brazilin dan brazilein (Oliveira et al. 2002) 5

2 Voltammogram siklik larutan elektrolit KCl 0.1 M dengan elektrode

pasta karbon (EPK) dan EPK termodifikasi variasi komposisi 6 3 Voltammogram siklik EPK termodifikasifraksi brazilin 5 %(b/b) dalam

variasi larutan elektrolit 7 4 Voltammogram siklik EPK termodifikasi fraksi brazilin 5 %(b/b) dalam

larutan elektrolit KCl 0.1 M dengan variasi pH 8 5 Voltammogram siklik EPK termodifikasi fraksi brazilin 5 % dalam

larutan Pb(II) 50 ppb dengan variasi pH larutan elektrolit KCl 0.1 M 8 6 Voltammogram siklik EPK termodifikasi fraksi brazilin 5 %(b/b) dalam

larutan Pb(II) 50 ppb dengan larutan elektrolit KCl 0.1 M pH 7 dalam

variasi laju payar 9 7 Hubungan akar laju payar (v

1/2) dengan intensitas arus puncak (ip) 10

8 Hubungan konsentrasi Pb(II) dengan intensitas arus puncak (ip) 11 9 Hubungan konsentrasi K3[Fe(CN)6] dengan intensitas arus puncak (ip) 11 10 Voltammogram siklik M5 dengan larutan Pb(II) variasi konsentrasi 18 11 Voltammogram siklik M5 dengan larutan K3[Fe(CN)6] variasi

konsentrasi 19

DAFTAR LAMPIRAN

1 Diagram alir penelitian 15

2 Data kadar air secang 16 3 Data rendemen ekstrak secang 16

4 Hasil isolasi brazilin 16

5 Karakterisasi brazilin dengan metode deteksi UV 366 nm 17 6 Pengaruh komposisi fraksi brazilin 17 7 Pengaruh elektrolit 17 8 Pengaruh pH KCl 0.1 M 17 9 Pengaruh pH Pb(II) 50 ppb dalam KCl 0.1 M 18

10 Pengaruh laju payar 18 11 Pengaruh Pb(II) 18 12 Pengaruh [K3Fe(CN)6] 19

Page 12: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN
Page 13: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Brazilin merupakan komponen utama yang dapat diisolasi dari tanaman

secang. Senyawaan ini merupakan senyawa penciri yang memberikan warna

merah pada kayu secang, sehingga secang banyak dimanfaatkan sebagai pewarna

makanan dan pakaian. Pemanfaatan secang lainnya yaitu sebagai bahan campuran

jamu tradisional. Hal ini berkaitan dengan sifat brazilin sebagai zat antioksidan.

Sifat ini didasarkan pada struktur senyawa brazilin yang termasuk ke dalam

golongan flavonoid. Menurut Jun et al. (2008), senyawa flavonoid memiliki

aktivitas antioksidan yang baik dalam menangkal radikal bebas. Selain itu,

senyawa flavonid juga dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam.

Beberapa studi melaporkan adanya pembentukan kompleks flavonoid-

logam, seperti naragenin (Rout et al. 2013), kuersetin (Xia et al. 2010; Liu dan

Guo 2015), rutin (Kosanovic et al. 2011), morin (Pahnwar dan Memon 2014), dan

brazilein (Wongsooksin et al. 2008). Pembentukan senyawa kompleks ini

bertujuan untuk menganalisis suatu ion logam. Beberapa metode dapat digunakan

dalam analisis ion logam, seperti spektrofotometri serapan atom (SSA) (Maslukah

2007), kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT) (Q.Hu et al. 2004), dan

spektrofotometri UV-tampak (Wongsooksin et al. 2008). Metode lain yang dapat

digunakan untuk analisis logam berdasarkan pembentukan kompleks flavonoid

dengan ion logam yaitu voltammetri (Hastuti et al. 2012).

Voltammetri merupakan suatu metode elektrokimia yang dapat digunakan

untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif logam (Saryati dan Wardiyati 2008).

Metode ini didasarkan pada reaksi elektrolisis yaitu reaksi kimia yang terjadi

karena adanya pengaruh dari medan listrik yang diberikan seperti arus dan

potensial. Dalam teknik voltammetri, potensial yang diberikan dapat diatur sesuai

dengan keperluan yang dibutuhkan. Kelebihan teknik ini yaitu sensitivitasnya

yang tinggi, limit deteksi yang rendah, memiliki daerah linear yang lebar,

preparasi sampel yang sederhana, dan ekonomis (Mulyani et al. 2012), sehingga

sangat baik untuk digunakan dalam analisis logam.

Hasil analisis logam sangat tergantung pada kinerja elektrode kerja yang

digunakan. Elektrode kerja yang digunakan yaitu elektrode pasta karbon.

Elektrode pasta karbon (EPK) memiliki kegunaan yang cukup luas dalam

elektroanalisis karena harganya yang relatif murah, mudah diperoleh, inert,

memiliki sifat konduktivitas elektrik yang sangat baik, memiliki kisaran potensial

yang lebar, cukup stabil, dan arus latar yang rendah (Aurelia 2005). Elektrode ini

memiliki sensitivitas yang relatif rendah sehingga perlu dimodifikasi untuk

meningkatkan sensitivitas pengukurannya dalam mendeteksi kadar analit yang

sangat rendah dalam sampel. Elektrode pasta karbon dapat dimodifikasi dengan

mencampurkan pemodifikasi sebagai salah satu bahan elektrode maupun dengan

melapisi permukaan elektrode dengan film tipis dari pemodifikasi (Wang 2001).

Page 14: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

2

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan mengetahui kinerja fraksi brazilin dari ekstrak

metanol kayu secang sebagai pemodifikasi elektrode pasta karbon untuk

identifikasi ion timbel(II) dan kalium fero-ferisianida menggunakan metode

voltammetri siklik.

METODE

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan selama proses penelitian antara lain peralatan

gelas, magnetic stirrer, oven, desikator, neraca analitik, penguap putar,

kompartemen elektrode, pH meter TOA HM-20S, dan seperangkat alat

potensiostat/galvanostat eDAQ dan komputer yang telah dipasang program

pengolah data Echem v.2.1.0. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini

ialah serbuk kayu secang, metanol, n-heksana, kloroform, silika gel, grafit, parafin

cair, CH3COOH 100%, CH3COONa3H2O, KCl, KNO3, HNO3, Pb(NO)3,

K3[Fe(CN)6], dan akuades.

Metode Percobaan

Metode penelitian ini secara umum dibagi menjadi tiga tahap utama, yaitu

isolasi brazilin dari ekstrak kayu secang dengan metode maserasi dan

kromatografi kolom, preparasi elektrode kerja EPK termodifikasi brazilin, dan

identifikasi timbel(II) dan K3[Fe(CN)6] menggunakan metode voltammetri siklik.

Isolasi zat aktif dari kayu secang diawali dengan melakukan penentuan kadar air

dari sampel kayu secang dan selanjutnya pembuatan ekstrak kasar kayu secang

dengan cara maserasi dengan pelarut metanol. Brazilin dalam ekstrak kasar

diisolasi menggunakan metode kromatografi kolom kemudian diidentifikasi

menggunakan sinar UV dan digunakan sebagai bahan pemodifikasi EPK.

Elektrode yang telah siap kemudian diuji kinerjanya dalam identifikasi Pb(II) dan

K3[Fe(CN)6] yang dilakukan pada kondisi optimum pengukuran yang telah

diperoleh. Diagram alir penelitian terlampir pada Lampiran 1.

Penentuan Kadar Air (AOAC 2006)

Sebanyak 2 gram sampel serbuk kayu secang dimasukkan ke dalam cawan

porselen yang telah diketahui bobotnya (a). Sampel dipanaskan dalam oven pada

suhu 105 °C hingga bobot konstan. Cawan porselen berisi sampel didinginkan

dalam desikator dan ditimbang bobotnya (b). Penentuan kadar air dilakukan

dengan tiga kali ulangan menggunakan Persamaan 1.

( )

Page 15: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

3

Keterangan:

bobot kayu secang awal (g)

bobot kayu secang kering (g)

Ekstraksi dan Isolasi Senyawa Brazilin dalam Kayu Secang

Sebanyak 500 g simplisia kayu secang dimaserasi menggunakan pelarut

metanol sebanyak 5 L, selama 12 jam. Proses maserasi dilakukan sebanyak 2 kali

ulangan. Ekstrak yang diperoleh disaring menggunakan kertas saring Whatman

No. 2. Filtrat yang diperoleh dipekatkan menggunakan penguap putar pada suhu

30 C (Batubara et al. 2010). Ekstrak kasar yang diperoleh selanjutnya dipartisi

menggunakan n-heksana (Hangoluan 2011).

Sebanyak 2.0089 g ekstrak yang mengandung brazilin diaplikasikan dalam

kromatografi kolom silika gel dengan fase gerak kloroform:metanol (15:1–5:1

v/v) (Oliveira 2001; Wongsooksin et al. 2008; Hangoluan 2011). Fraksi awal pada

kromatografi kolom silika gel ditampung pada vial dengan volume eluat sebanyak

3 mL dalam setiap vial. Eluat diidentifikasi keberadaan brazilinnya menggunakan

KLT dengan visualisasi UV 366 nm (Herdiana 2010). Setelah dilakukan

identifikasi, eluat hasil tampungan tabung reaksi sebanyak 130 mL memiliki pola

pemisahan yang sama tersebut dipekatkan (Hangoluan 2011) dan digunakan

sebagai pemodifikasi pada elektrode pasta karbon.

Pengaruh Fraksi Brazilin sebagai Pemodifikasi EPK (Modifikasi Apriliani

2009; Taufik 2013)

Elektrode nonmodifikasi dibuat dengan komposisi grafit 0.1 gram dan

minyak parafin 35 µL. Elektrode termodifikasi dibuat dengan cara grafit dan

fraksi brazilin dengan variasi komposisi fraksi brazilin 5, 10, dan 15 %(b/b) dalam

100 mg campuran dimasukkan ke dalam mortar dan ditambahkan minyak parafin

sebanyak 35 µL. Campuran tersebut diaduk hingga homogen kemudian

dimasukkan ke dalam badan elektrode. Permukaan elektrode digosok hingga

padat, halus, dan mengkilap.

Elektrode dengan variasi komposisi yang telah dibuat secara bergantian

dimasukkan ke dalam sel voltammetri yang berisi larutan KCl 0.1 M, kemudian

dilakukan pengukuran arus pada potensial -0.5 V sampai 1.0 V dan laju payar

0.01 V/detik.

Pengaruh Elektrolit

Elektrode komposisi terbaik dimasukkan ke dalam sel voltammetri yang

berisi larutan KCl 0.1 M, KNO3 0.1 M, dapar asetat 0.1 M pH 4, dapar asetat 0.1

M pH 7. Pengukuran arus dilakukan pada potensial -0.5 V sampai 1.0 V dan laju

payar 0.01 V/detik.

Pengaruh pH (Modifikasi Taufik 2013)

Elektrode dengan komposisi terbaik dimasukkan ke dalam sel voltammetri

yang berisi larutan Pb(II) 50 ppb dengan larutan elektrolit terbaik dalam dapar

asetat dengan variasi pH 4, 5, 6, dan 7 lalu dilakukan pengukuran arus pada

potensial -0.5 sampai 1.0 V dan laju payar 0.01 V/detik.

Page 16: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

4

Pengaruh Laju Payar (Modifikasi Taufik 2013)

Elektrode dengan komposisi terbaik dimasukkan ke dalam sel voltammetri

yang berisi larutan Pb(II) 50 ppb dengan larutan elektrolit terbaik dalam dapar

asetat pH terbaik kemudian dilakukan pengukuran arus pada potensial -0.5 V

sampai 1.0 V dengan variasi laju payar yang akan dilakukan yaitu 10, 20, 40, 50,

80, 100, 125, dan 160 mV/detik.

Pengaruh Konsentrasi Analit (Modifikasi Taufik 2013; Pandurangachar et al.

2010)

Elektrode dengan komposisi terbaik dimasukkan ke dalam sel voltammetri

yang berisi larutan Pb(II) 10, 20, 30, 40, dan 50 ppb dengan larutan elektrolit KCl

0.1 M dalam dapar asetat pH terbaik kemudian dilakukan pengukuran arus pada

potensial -0.5 V sampai 1.0 V dengan laju payar 0.01 V/detik. Hal yang sama

dilakukan dengan larutan K3[Fe(CN)6] 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, dan 2.5 mM.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ekstraksi dan Kadar Air

Kayu secang yang akan digunakan ditentukan nilai kadar airnya. Hasil

pengukuran tersebut diperoleh sebesar 4.37 % (Lampiran 2). Hasil yang diperoleh

ini mendekati hasil yang diperoleh Hangoluan (2011) yaitu sebesar 4.89 %, dan

memiliki nilai <10 %. Nilai ini menunjukkan bahwa sampel memiliki jumlah air

yang cukup baik agar sampel tidak mudah rusak oleh mikroba yang dapat tumbuh

dalam lingkungan yang lembab akibat dari kadar air yang tinggi, sehingga sampel

memiliki umur simpan yang lebih lama. Pengukuran kadar air ini juga

dimaksudkan sebagai faktor koreksi dalam penentuan nilai rendemen ekstraksi

sampel.

Ekstrak kasar secang dalam fraksi metanol diperoleh sebesar 29.8601 gram

dan fraksi n-heksana diperoleh sebesar 1.3247 gram. Ekstrak kasar secang ini

memiliki nilai rendemen sebesar 5.05 %(b/b) (Lampiran 3). Ekstraksi sampel

serbuk kayu secang dilakukan menggunakan metanol sebagai pelarut dan maserasi

sebagai metode ekstraksi. Hal ini sesuai dengan Ghiffari (2013) yang menyatakan

bahwa kandungan brazilin terbanyak diperoleh dari ekstraksi menggunakan

pelarut metanol. Metode maserasi digunakan sesuai dengan Batubara et al. (2010)

yang menyatakan bahwa metode ini memberikan hasil yang baik untuk ekstraksi

senyawaan brazilin karena menggunakan suhu ruang. Hal ini berkaitan dengan

struktur brazilin yang termasuk golongan senyawaan fenolik yang dapat rusak saat

diberikan suhu yang tinggi. Hasil ekstraksi yang diperoleh dipartisi menggunakan

n-heksana. Hal ini dimaksudkan untuk memisahkan fraksi nonpolar dari brazilin

yang bersifat polar sehingga lebih memudahkan dalam proses isolasi brazilin

(Hangoluan 2011).

Page 17: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

5

Isolasi dan Karakterisasi Brazilin

Hasil percobaan menunjukkan adanya fraksi dengan pola pemisahan yang

sama pada nilai Rf 0.89 dengan volume eluat 130 mL. Eluat dipekatkan dan

diperoleh fraksi brazilin pekat dengan nilai rendemen sebesar 32.30 %(b/b)

(Lampiran 4). Hasil yang diperoleh ini memiliki nilai rendemen yang baik karena

lebih besar daripada hasil yang diperoleh oleh percobaan sebelumnya pada

Wongsooksin et al. (2008) sebesar 20 %(b/b) dan Hangoluan (2011) sebesar

28.85 %(b/b) karena telah menggunakan metode isolasi dalam kondisi optimum.

Brazilin dalam ekstrak kasar diisolasi menggunakan metode kromatografi

kolom. Fase diam yang digunakan yaitu silika gel F254, karena brazilin memiliki

pemisahan yang baik pada penggunakaan fase diam ini (Hangoluan 2011). Fraksi

brazilin diidentifikasi menggunakan kromatografi lapis tipis dengan fase gerak

dietil eter:diklorometana (5.9:4.1 v/v) yang ditunjukkan dengan warna spot

berpendar biru paling terang pada deteksi UV 366 nm (Lampiran 5).

Brazilin merupakan suatu senyawa yang dapat teroksidasi membentuk

brazilein (Gambar 1).

Gambar 1 Struktur molekul brazilin dan brazilein (Oliveira et al. 2002)

Hasil dari reaksi oksidasi ini membentuk keto-enol. Gugus fungsi diol dalam

brazilin dan keto-enol dalam brazilein ini memiliki pasangan elektron bebas yang

dapat membentuk kompleks dengan ion logam (Wongsooksin et al. 2008). Ikatan

dengan ion logam ini terjadi antara gugus 5-hidroksi-4-keto, seperti yang telah

dilaporkan pada morin-Cr(III) (Panhwar dan Memon 2014), kuersetin-Cr(III) (Sun

et al. 2008), dan rutin-Co(II) (Kosanovic et al. 2011). Maka, reaksi pembentukan

kompleks yang terjadi pada brazilin dengan ion logam diduga terjadi pada gugus

tersebut.

Pengaruh Fraksi Brazilin sebagai Pemodifikasi EPK

Fraksi brazilin digunakan sebagai pemodifikasi EPK untuk mendeteksi

keberadaan Pb(II) dan K3[Fe(CN)6] dalam larutan elektrolit KCl sebagai media

memperkuat arus. Kinerja dari elektrode dapat diketahui dari pengukuran arus

yang dihasilkan dalam larutan KCl sebagai larutan blanko. Gambar 2

menunjukkan adanya peningkatan arus oksidasi dan reduksi yang dihasilkan pada

elektrode yang dimodifikasi fraksi brazilin. Puncak-puncak ini dihasilkan dari

reaksi oksidasi dan reduksi gugus-gugus fenolik yang terdapat dalam senyawaan

brazilin. Berdasarkan hal tersebut, dapat diketahui bahwa fraksi brazilin memiliki

puncak oksidasi pada potensial 0.2 V dan puncak reduksi pada potensial 0.02 V.

Oksidasi

Page 18: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

6

Komposisi terbaik yaitu pada modifikasi 5 %(b/b) karena elektrode ini

memberikan respons arus oksidasi yang maksimum yaitu sebesar 41.79 µA

(Lampiran 6).

Gambar 2 Voltammogram siklik larutan elektrolit KCl 0.1 M dengan elektrode

pasta karbon (EPK) dan EPK termodifikasi variasi komposisi

Penambahan jumlah fraksi brazilin mengakibatkan terjadinya penurunan

intensitas arus oksidasi-reduksi. Hal ini berkaitan dengan semakin berkurang

jumlah karbon yang terdapat dalam campuran pasta yang berperan sebagai

penghantar arus. Karbon yang memiliki nilai konduktivitas listrik tidak dapat

menghantarkan arus maksimal sehingga intensitas arus yang dihasilkan tidak

optimal. Penambahan parafin sebagai media pelarut grafit-fraksi brazilin menjadi

berlebih karena jumlah grafit yang semakin menurun. Minyak mineral seperti

parafin dapat menurunkan laju transfer elektron yang terjadi pada permukaan

elektrode (Zoski 2007). Hal tersebut menyebabkan terjadinya penurunan intensitas

arus pada komposisi pemodifikasi yang semakin besar.

Pengaruh Elektrolit

Larutan elektrolit KCl merupakan larutan elektrolit yang umum dan banyak

digunakan dalam analisis elektrokimia khususnya voltammetri. Hal ini berkaitan

dengan potensial oksidasi dan reduksi dari K+ dan Cl

- yang masing-masing

sebesar -2.925 V dan 1.720 V (Zoski 2007). Nilai tersebut berada diluar kisaran

nilai potensial percobaan yang digunakan dalam percobaan yaitu pada -0.5 V–1.0

V. Larutan elektrolit KNO3 juga merupakan larutan yang banyak digunakan,

seperti pada studi K3[Fe(CN)6] yang dilakukan Mundinamani dan Raminal (2014).

Hal ini karena larutan KNO3 tidak mengganggu arus pada daerah deteksi. Larutan

penyangga (dapar) merupakan larutan elektrolit lemah yang dapat dikondisikan

dalam berbagai pH. Hal tersebut menjadi alasan larutan ini banyak digunakan

sebagai larutan elektrolit dalam metode pengukuran voltammetri (Gambar 3).

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

i (

A)

E(V) vs Ag/AgCl

NM

M5

M10

M15

Keterangan: NM(non modifikasi); M5(Modifikasi fraksi brazilin 5 %); M10 (Modifikasi fraksi

brazilin 10 %); M15 (Modifikasi fraksi brazilin 15 %)

Page 19: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

7

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

i (

A)

E (V) vs Ag/AgCl

KCl 0.1 M (pH 6.20)

KNO3 0.1 M (pH 6.60)

Dapar Asetat pH 4.00

Dapar Asetat pH 7.00

Gambar 3 Voltammogram siklik EPK termodifikasifraksi brazilin 5 %(b/b) dalam

variasi larutan elektrolit

Larutan elektrolit yang dipilih yaitu larutan yang menghasilkan arus paling

tinggi. Hal ini sesuai dengan fungsi dari larutan elektrolit sebagai pengantar arus

listrik dalam larutan sehingga analit tidak terpengaruh oleh perbedaan perubahan

potensial yang diberikan dengan cepat. Selain itu, larutan ini berfungsi pula untuk

meminimalisasi efek elektromigrasi dan untuk mempertahankan kekuatan ionik

agar konstan (Taufik 2013). Respons elektrode terbaik ditunjukkan pada larutan

elektrolit KCl 0.1 M. Intensitas arus anodik (Ipa) yang dihasilkan sebesar 41.79 µA

dengan nilai puncak katodik (Ipc) sebesar 56.31 µA (Lampiran 7).

Reaksi oksidasi dan reduksi yang maksimum dihasilkan dari banyaknya

interaksi antarmuka fraksi brazilin yang terdapat di permukaan elektrode dengan

KCl. Kekuatan ionik dari larutan elektrolit memengaruhi daya hantarnya dalam

memperkuat arus yang dibutuhkan untuk terjadinya reaksi oksidasi dan reduksi

dari gugus-gugus fenolik yang terdapat pada brazilin. Penggunaan fraksi brazilin

sebagai pemodifikasi elektrode pasta karbon dengan intensitas arus anodik dan

katodik yang tinggi ini diharapkan akan meningkatkan respons brazilin dalam

membentuk kompleks dengan logam.

Pengaruh pH

Kinerja brazilin dalam pasta karbon dipengaruhi oleh kondisi pH

pengukuran. Larutan elektrolit yang dilarutkan dalam dapar asetat ini memberikan

perubahan pada potensial maupun intensitas arus yang dihasilkan (Gambar 4).

Peningkatan pH larutan menyebabkan adanya penurunan intensitas arus dan

potensial oksidasi. Nilai arus maksimum pada puncak anodik ditunjukkan pada

kondisi pH 4 pada larutan KCl 0.1 M. Nilai Ipa diperoleh sebesar 49.02 µA dan Ipc

sebesar 51.32 µA (Lampiran 8). Hal ini menunjukkan bahwa gugus-gugus fenolik

yang terdapat pada brazilin teroksidasi dan tereduksi dengan maksimum pada

suasana asam. Menurut Taufik (2013), penurunan puncak oksidasi pada kondisi

basa berhubungan dengan dekomposisi molekul flavonoid. Flavonoid mudah

Page 20: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

8

terdekomposisi pada kondisi basa menjadi molekul-molekul sederhana. Molekul

ini tidak dapat meningkatkan respon arus pada saat pengukuran karena peluang

mediasi analit dan elektrode juga menurun.

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-60

-40

-20

0

20

40

60

i (

A)

E (V) vs Ag/AgCl

non dapar (pH 6.40)

dapar pH 4

dapar pH 5

dapar pH 6

dapar pH 7

Gambar 4 Voltammogram siklik EPK termodifikasi fraksi brazilin 5 %(b/b) dalam

larutan elektrolit KCl 0.1 M dengan variasi pH

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-60

-40

-20

0

20

40

60

i (

A)

E (V) vs Ag/AgCl

NM pH 7

M5 pH 4

M5 pH 5

M5 pH 6

M5 pH 7

Gambar 5 Voltammogram siklik EPK termodifikasi fraksi brazilin 5 % dalam

larutan Pb(II) 50 ppb dengan variasi pH larutan elektrolit KCl 0.1 M

Hal berbeda ditunjukkan respons arus pada penambahan analit Pb(II) dalam

larutan (Gambar 5). Peningkatan pH menyebabkan adanya peningkatan intensitas

arus oksidasi maupun reduksi kompleks brazilin-timbal(II). Nilai arus maksimum

larutan Pb(II) untuk pengukuran pada voltammetri siklik yaitu pada pH 7

(Lampiran 9). Hal ini dapat terjadi diduga karena adanya efek sinergis antara

brazilin yang terdapat pada permukaan elektrode dengan Pb(II) dalam larutan.

Senyawa kompleks yang terbentuk ini memberikan respons tertinggi pada kondisi

tidak terlalu asam. Menurut Taufik (2013), kondisi pH yang terlalu asam akan

Page 21: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

9

mengakibatkan flavonoid pada permukaan elektrode terprotonasi. Hal ini

menyebabkan flavonoid yang terdapat pada permukaan elektrode terlarut ke

dalam larutan sehingga elektrode tidak memberikan peningkatan intensitas arus

pada saat pengukuran.

Tabel potensial puncak redoks

E(V) EPK EPKM5

Epa 0.4780 0.5380

Epc 0.1900 0.0160

E 0.2880 0.5220

Reversibilitas reaksi redoks yang terjadi pada analit diketahui dari selisih

antara potensial puncak redoks (Tabel). Berdasarkan persamaan energi bebas

gibbs, jika beda potensial antara puncak anodik dan katodik lebih kecil atau sama

dengan 59 mV, maka reaksi redoks tersebut reversibel (Scholz 2010). Dengan

demikian, pasangan redoks yang ditunjukkan oleh EPK maupun EPK

termodifikasi brazilin 5 % termasuk ke dalam jenis reaksi kuasireversibel karena

memiliki nilai beda potensial yang lebih besar dari 0.059 V.

Pengaruh Laju Payar

Pengaruh laju payar terhadap intensitas arus dianalisis untuk mengetahui

proses yang terjadi pada permukaan elektrode dan juga untuk mengetahui

sensitivitas pengukuran pada berbagai variasi laju payar (Gambar 6).

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

i (

A)

E (V) vs Ag/AgCl

10 mV/detik

20 mV/detik

40 mV/detik

50 mV/detik

80 mV/detik

100 mV/detik

125 mV/detik

160 mV/detik

Gambar 6 Voltammogram siklik EPK termodifikasi fraksi brazilin 5 %(b/b) dalam

larutan Pb(II) 50 ppb dengan larutan elektrolit KCl 0.1 M pH 7 dalam

variasi laju payar

Hubungan antara laju payar dan tinggi arus puncak adalah linear mengikuti

persamaan Ipc=5.9706v1/2

-4.9725 dengan koefisien determinasi 0.9671 dan

Ipa=5.5864v1/2

-8.8469 dengan koefisien determinasi 0.9470. Ipa (µA) adalah

intensitas arus puncak anodik atau oksidasi, Ipc (µA) adalah intensitas arus puncak

katodik atau reduksi, dan v (mV s-1

)1/2

adalah laju payar.

Page 22: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

10

Gambar 7 Hubungan akar laju payar (v1/2

) dengan intensitas arus puncak (ip)

Laju payar 10 mV s-1

menghasilkan satu puncak oksidasi dan reduksi

dengan intensitas arus yang sangat rendah, sementara pada laju payar selanjutnya

proses transfer muatan kedua lebih mudah teramati karena adanya peningkatan

intensitas arus oksidasi maupun reduksi (Lampiran 10). Menurut Timbola (2006),

profil voltammogram siklik dengan perubahan laju payar menunjukkan terjadinya

suatu reaksi kimia homogen berdasarkan proses transfer muatan. Proses ini dapat

diamati dari plot antara akar laju payar terhadap arus puncak anodik dan katodik

sehingga diperoleh persamaan dan koefisien regresi (Gambar 7).

Interaksi antara brazilin dengan analit dapat diketahui melalui proses yang

terjadi pada permukaan elektrode. Proses ini dapat diketahui dari persamaan

Randles-Ševč k l m persamaan 2 (Zosky 2007).

p n

v

Berdasarkan persamaan Randles-Ševč k, y tu ntens t s us punc k y ng

dihasilkan proporsional dengan konsentrasi larutan dan meningkat seiring

kenaikan akar kuadrat dari laju payar maka proses pada elektrode melibatkan

proses difusi (Prasek et al. 2012). Brazilin yang dicampurkan ke dalam pasta

karbon terdapat pada permukaan elektrode dan tersebar secara merata. Pb(II)

terdifusi di permukaan pasta karbon dan bereaksi dengan brazilin sehingga

meningkatkan sensitivitas pengukuran. Semakin banyak Pb(II) yang berdifusi

dengan fraksi brazilin, maka semakin tinggi intensitas arus puncak yang

dihasilkan.

Pengaruh Konsentrasi

Kurva kalibrasi dibuat untuk mengetahui respons linear elektrode terhadap

pengukuran menggunakan voltammetri siklik. Konsentrasi Pb(II) berbanding

lurus dengan intensitas pasangan arus puncak reduksi-oksidasi pada selang

konsentrasi 0.5–2.5 ppb (Gambar 8). Hubungan linearitas antara konsentrasi

Pb(II) pada selang konsentrasi tersebut dengan intensitas arus puncak anodik

mengikuti persamaan Ipa = 0.0942c + 36.132 dengan koefisien determinasi 0.8775

y = 5.5864x - 8.8469 R² = 0.947

y = 5.9706x - 4.9725 R² = 0.9671

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15

ip (

µA

)

v1/2

Oksidasi

Reduksi

Page 23: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

11

dan dengan intensitas arus puncak katodik mengikuti persamaan Ipc=0.0391c +

50.029 dengan koefisien determinasi sebesar 0.8717 (Lampiran 11).

Gambar 8 Hubungan konsentrasi Pb(II) dengan intensitas arus puncak (ip)

Saat kontak dengan elektrode, Pb(II) dalam larutan berdifusi ke dalam pasta

karbon dan membentuk kompleks dengan brazilin. Semakin banyak Pb(II) yang

berdifusi, semakin tinggi arus puncak yang dihasilkan. Linearitas respons

elektrode terhadap konsentrasi analit sangat menentukan keakuratan analisis (Sari

2013). Linearitas dapat diketahui dari koefisien determinasi dan kemiringan. Nilai

koefisien determinasi pengukuran Pb(II) memberikan hasil yang baik karena

mendekati nilai 1. Namun, respons yang diberikan kurang sensitif karena

memberikan nilai kemiringan kurva yang sangat rendah. Hasil pengukuran

dikatakan linear saat kemiringan kurva regresi mendekati 0, artinya perubahan

arus linear terhadap perubahan konsentrasi (Harmita 2004).

Gambar 9 Hubungan konsentrasi K3[Fe(CN)6] dengan intensitas arus puncak (ip)

Sementara itu, analisis respons linear elektrode modifikasi diamati pula

terhadap larutan analit K3[Fe(CN)6] sebagai analisis terhadap anion (Gambar 9).

Hal yang serupa ditunjukkan dari hasil pengukuran, konsentrasi analit berkorelasi

positif terhadap respons arus puncak anodik dengan mengikuti persamaan

Ipa=3.824c+46.028 dengan koefisien determinasi 0.9598 dan respons arus puncak

katodik mengikuti persamaan Ipc=1.274c+38.197 dengan koefisien determinasi

sebesar 0.928. Hasil uji elektrode termodifikasi fraksi brazilin terhadap kedua

larutan analit menunjukkan adanya respons yang lebih baik daripada terhadap

y = 0.0942x + 36.132 R² = 0.8775

y = 0.0391x + 50.029 R² = 0.8717

35

40

45

50

55

0 10 20 30 40 50 60

Ip (

µA

)

[Pb(II)] ppb

Oksidasi

Reduksi

y = 1.274x + 38.197 R² = 0.928

y = 3.824x + 46.028 R² = 0.9598

35

40

45

50

55

60

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

Ip (

µA

)

[K3Fe(CN)6] mM

Oksidasi

Reduksi

Page 24: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

12

Pb(II). Nilai koefisien determinasi yang diperoleh mendekati nilai 1, namun nilai

kemiringan kurva yang dihasilkan rendah. Hal ini menunjukkan bahwa arus

puncak anodik maupun katodik yang dihasilkan tidak linear terhadap peningkatan

konsentrasi analit sehingga memenuhi kriteria untuk dilakukan analisis secara

kuantitatif.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Fraksi brazilin sebagai pemodifikasi elektrode pasta karbon memiliki

potensial oksidasi pada 0.20 V dan potensial reduksi pada 0.02 V. Komposisi

fraksi brazilin terbaik yaitu pada modifikasi 5 %(b/b) dengan larutan elektrolit

KCl pH 7 dan laju payar 0.01 V/detik. Pengujian terhadap larutan Pb(II) dan

K3[Fe(CN)6] menunjukkan bahwa elektrode termodifikasi berhasil meningkatkan

respons arus, namun hasil pengukuran arus Pb(II) dan K3[Fe(CN)6] menghasilkan

linearitas yang rendah.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut menggunakan brazilin murni.

Penelitian mengenai kondisi optimum pengukuran perlu dilakukan untuk

meningkatkan linearitas pengukuran.

DAFTAR PUSTAKA

[AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2006. Official Methods of

AOAC International. Edisi ke-14. Arlington (US): Association of Official

Analytical Chemist.

Apriliani R. 2009. Studi penggunaan kurkumin sebagai modifier elektroda pasta

karbon untuk analisis timbal (II) secara stripping voltammetry [skripsi].

Surakarta (ID): Universitas Sebelas Maret.

Aurelia I. 2005. Studi modifikasi glassy carbon dengan teknik elektrodeposisi

iridium oksida untuk aplikasi sebagai elektroda sensor arsen (III). Karya

utama Departemen Kimia. Jakarta (ID): Universitas Indonesia.

Batubara I, Mitsunaga T, Ohashi H. 2010. Brazilin from Caesalpinia sappan

wood as an antiacne agent. J Wood Sci 56:77-81.

Ghiffari MAT. 2013. Metode cepat penentuan brazilin dalam produk jamu dan

kayu secang menggunakan spektrofotometri derivatif ultraviolet [skripsi].

Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Hangoluan BYM. 2011. Pengembangan metode isolasi brazilin dari kayu secang

(Caesalpinia sappan L.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Harmita. 2004. Petunjuk pelaksanaan validasi metode dan cara perhitungannya.

Maj Ilmu Kefarm 1(3): 117-135. ISSN: 1693-9883.

Page 25: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

13

Hastuti S, Masykur A, Apriliani R. 2012 Penggunaan Elektroda Pasta Karbon

Termodifikasi Kurkumin untuk Analisis Timbal(II) secara Stripping

Voltammetry. J EKOSAINS 4(1): 19-25

Herdiana M. 2010. Analisis sidik jari kayu secang (Caesalpinia sappan L.)

dengan kromatografi lapis tipis. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Jun H, Xiaoling Y, Wei W, Hao W, Lei H, Lijun D. 2008. Antioxidant activity in

vitro of the three constituents from Caesalpinia sappan L. Tsinghua Sci and

Tech 13(4): 474-479. ISSN 1007-0214.

os nov ć MM, S m ž ć M, M l test N, S k-Bosnar M. 2011.

Electroanalytical characterization of a copper(II)-rutin complex. Int J

Electrochem Sci 6: 1075-1084.

Liu Y, Guo M. 2015. Studies on Transition Metal-Quercetin Complexes Using

Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry. Molecules 20: 8583-

8594. doi:10.3390/molecules20058583.

Maslukah L. 2007. Konsentrasi logam berat (Pb, Cd, Cu, Zn) terlarut,dalam

seston, dan dalam sedimen di estuari banjir kanal barat, Semarang. Akuatik.

J Sumberdaya Perairan 1(2). ISSN 1978-1652.

Mulyani R, Buchari, Noviandri I, Ciptati. 2012. Studi voltametri siklik sodium

dedocyl benzen sulfonat dalam berbagai elektroda dan elektrolit pendukung.

J Tek Pengelolaan Limbah. 15(1): 51-56.

Oliveira LFC, Howell GME, Eudes SV, M Nesbitt. 2002. Vibrational

spectroscopic study of brazilin and brazilein, the main constituents of

brazilwood from Brazil. Vibr Spec 28:243-249.

Pahnwar QK, Memon S. 2014. Synthesis of Cr(III)-morin complex:

characterization and antioxidant study. Sci World J 1-8. doi:

10.1155/2014/845208.

Pandurangachar M, Swamy K, Chandrashekar BN, Gilbert O, Reddy S, Sherigara

S. 2010. Electrochemical investigation of potassium ferricyanide and

dopamine by 1-butyl-4-methylpyridinium tetrafluoro borate modified

carbon paste electrode: a cyclic voltammetric study. Int J Electrochem Sci 5:

1187-1202.

Prasek J, Trnkova L, Gablech I, Businova P, Drbohlavova J, Chomoucka J, Adam

V, Kizek R, Hubalek J. 2012. Optimization of planar three-electrode system

for redox system detection. Int J Electrochem Sci 7: 1785-1801.

Q Hu, G Yang, H Li, X Tai J Yin. 2004. Study on determination of seven

transition metal ions in water and food by microcolumn high-performance

liquid chromatography. J Bull Korean Chem Soc. 25 (5): 694-698.

Rout SS, Sahoo RN, Pattnaik S, Pal A, So SC, Mohanty P. 2013. Anti-nociceptive

activities of complexes of naringin with Co(II) metal ions. Int J Pharm

Pharm Sci 5(3): 972-975.

Sari EO. 2013. Kinerja elektrode pasta karbon termodifikasi nanomagnetit pada

teknik voltammetri siklik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Saryati, Wardiyati S. 2008. Aplikasi voltametri untuk penentuan logam berat

dalam bahan lingkungan. J Sains Materi Ind. ISSN 1411-1098: 265-270.

Scholz F, editor. 2010. Electroanalytical Methods Guide to Experiments and

Applications. Ed ke-2. Heidelberg (DE): Springer.

Page 26: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

14

Sun S, Chen W, Cao W, Zhang F, Song J, Tian C. 2008. Research on the

chelation between quersetin and Cr(III) ion by density functional theory

(DFT) method. J Molec Struct 860(1): 40-44.

Taufik M. 2013. Elektrode pasta karbon termodifikasi kuersetin untuk analisis ion

tembaga(II) secara voltammetri [skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian

Bogor.

Timbola AK, Souza CD, Giacomelli C, Spinelli A. 2006. Electrochemical

oxidation of quercetin in hydro-alcoholic solution. J Braz Chem Soc 17(1):

139-148.

Wang J. 2001. Analytical Electrochemistry Second Edition. New York (US):

Willey.

Wongsooksin K, Saowanee R, Malee T, Vichitr R, John BB. 2008. Study of an

Al(III) complex with the plant dye brazilein from Caesalpinia sappan Linn.

J Sci Technol 15(2):159-165.

Xia F, Zhang X, Zhou C, Sun D, Dong Y, Liu Z. 2010. Simultaneous

determination of copper, lead, and cadmium at hexagonal mesoporous silica

immobilized quersetin modified carbon paste electrode. JAMMC 2010: 1-6.

doi: 10.1155/2010/824197.

Zoski CG. 2007. Handbook of Electrochemistry. Las Cruces (US): Elsevier.

Page 27: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

15

LAMPIRAN

Fraksi Brazilin

Serbuk secang

Parafin Grafit Fraksi

Brazilin

Ekstrak kasar

EPK termodifikasi

fraksi brazilin

Isolasi menggunakan

kloroform:metanol (15:1-5:1)(v/v)

Kadar air

Maserasi dengan

metanol 2x12 jam

Oven

105C

Identifikasi KLT deteksi UV 366 nm

Konsentrasi

Pb(II) Laju payar pH Elektrolit

Optimasi

Penentuan komposisi

elektrode terbaik

Uji kinerja

Konsentrasi

K3[Fe(CN)6]

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Page 28: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

16

Lampiran 2 Data kadar air secang

Ulangan Bobot cawan

kosong (g)

Bobot

secang (g)

Bobot cawan +

secang kering (g)

Bobot secang

kering (g)

Kadar air

(%)

1 1.9573 2.0020 3.8718 1.9145 4.37

2 1.9982 2.0012 3.9120 1.9138 4.37

3 2.0383 2.0020 3.9530 1.9147 4.36

Contoh perhitungan:

Bobot secang kering = (bobot cawan + secang kering) – bobot cawan kosong

= 3.8718 – 1.9573 g

= 1.9145 g

o ot sec ng o ot sec ng ke ng g

o ot sec ng g

g

g

( )

e t k

(b/b)

Lampiran 3 Data rendemen ekstrak secang

Ulangan Bobot sampel

awal (g)

Kadar air

(%)

Bobot

ekstrak (g)

Rendemen

(%b/b)

1 5.0002 4.37 0.2476 5.18

2 5.0031 4.37 0.2359 4.93

3 5.0002 4.37 0.2400 5.04

Contoh perhitungan:

en emen o ot ekst k g

o ot s mpel g – k

en emen g

g

( )

e t en emen

(b/b)

Lampiran 4 Hasil isolasi brazilin

Partisi fraksi non-polar:

Fraksi heksana: 75.2886 – 73.9639 = 1.3247 gram

Fraksi metanol: 29.8601

Bobot ekstrak : 2.0089 gram

Pelarut : Kloroform:metanol 15:1, 13:1, 11:1, 9:1, 7:1, 5:1 (v/v)

Uji KLT : Dietil eter: diklorometana 5.9:4.1 (v/v)

Page 29: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

17

Lanjutan Lampiran 4 Hasil isolasi brazilin

Fraksi Nomor Vial Bobot wadah

kosong (g)

Bobot

wadah+fraksi (g)

Bobot fraksi

(g)

1 3-45 37.6249 38.2737 0.6488

2 46-60 37.7760 37.1213 0.6547

3 61-86 37.5073 37.2831 0.2242

Fraksi mengandung brazilin: Fraksi 1

en emen o ot ks

o ot ekst k

en emen g m

g m

en emen (b/b)

Lampiran 5 Karakterisasi fraksi brazilin dengan metode deteksi UV 366 nm

Lampiran 6 Pengaruh komposisi fraksi brazilin

Komposisi (b/b) Potensial (V) Ipa (µA)

0% - -

5% 0.2780 41.79

10% 0.2980 25.87

15% 0.3380 24.61

Lampiran 7 Pengaruh elektrolit

Larutan Potensial (V) I (µA)

Anodik Katodik Anodik Katodik

KCl 0.1 M 0.2780 0.0200 41.79 56.31

KNO3 0.1 M 0.2780 0.0660 16.66 30.41

Dapar Asetat pH 4 0.2780 0.1060 2.29 4.67

Dapar Asetat pH 7 0.2780 0.0780 27.07 38.34

Lampiran 8 Pengaruh pH KCl 0.1 M

pH Potensial (V) I (µA)

Anodik Katodik Anodik Katodik

4 0.6580 0.2100 49.02 51.32

5 0.6180 0.2160 27.22 28.53

6 0.3480 0.1460 36.18 50.63

7 0.2860 0.1060 28.54 44.90

Page 30: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

18

Lampiran 9 Pengaruh pH Pb(II) 50 ppb dalam KCl 0.1 M

pH Potensial (V) I (µA)

Anodik Katodik Anodik Katodik

4 0.5680 0.0580 36.59 42.25

5 0.5380 0.0280 39.97 46.90

6 0.5380 0.0080 41.79 49.25

7 0.5380 0.0160 44.37 52.35

Lampiran 10 Pengaruh laju payar

Lajupayar

(mV/s)

Potensial (V) I (µA)

Anodik Katodik Anodik Katodik

10 0.2580 0.1360 9.84 14.40

20 0.3480 0.1360 17.29 22.25

40 0.3780 0.1060 27.11 34.26

50 0.4080 0.0980 31.13 38.40

80 0.4180 0.0860 37.10 44.93

100 0.4280 0.0760 46.85 55.06

125 0.4280 0.0560 46.54 55.96

160 0.4680 0.0480 69.80 76.67

Lampiran 11 Pengaruh Pb(II)

[Pb(II)] (ppb) Potensial (V) I (µA)

Anodik Katodik Anodik Katodik

0 0.2780 0.0060 37.39 51.84

10 0.2880 0.0160 37.02 50.50

20 0.3080 0.0300 38.43 50.98

30 0.3380 0.0560 38.87 49.81

40 0.3780 0.0560 39.05 50.55

50 0.4080 0.0560 41.42 52.17

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

i (

A

E (V) vs Ag/AgCl

Pb(II) 0 ppb

Pb(II) 10 ppb

Pb(II) 20 ppb

Pb(II) 30 ppb

Pb(II) 40 ppb

Pb(II) 50 ppb

Gambar 10 Voltammogram siklik M5 dengan larutan Pb(II) variasi konsentrasi

Page 31: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

19

Lampiran 12 Pengaruh [K3Fe(CN)6]

[K3Fe(CN)6]

(mM)

Potensial (V) I (µA)

Anodik Katodik Anodik Katodik

0 0.2580 0.0560 25.03 39.98

0.5 0.3280 0.0680 38.57 47.87

1.0 0.3280 0.0780 39.53 50.18

1.5 0.3280 0.0980 40.52 51.92

2.0 0.3280 0.0780 40.80 52.66

2.5 0.3280 0.0680 41.12 56.19

-0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

-60

-40

-20

0

20

40

60

i (

A)

E (V) vs Ag/AgCl

K3Fe(CN)

6 0 mM

K3Fe(CN)

6 0.5 mM

K3Fe(CN)

6 1.0 mM

K3Fe(CN)

6 1.5 mM

K3Fe(CN)

6 2.0 mM

K3Fe(CN)

6 2.5 mM

Gambar 11 Voltammogram siklik M5 dengan larutan K3[Fe(CN)6] variasi

konsentrasi

Page 32: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN

20

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 17 Agustus 1992 dari Ayah Drs.

Sutarlan dan Ibu Ida Dalia. Penulis adalah anak pertama dari dua bersaudara. Pada

tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cimalaka, dan pada tahun yang sama

penulis diterima di Program Keahlian Analisis Kimia D3 Institut Pertanian Bogor

melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis berkesempatan

melaksanakan praktik kerja lapangan di PT. Novell Pharmaceutical Laboratories,

Gunung Putri, Bogor, dan lulus sebagai ahli madya pada tahun 2013 dengan judul

tugas akhir Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Tampak dan

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dalam Penetapan Kadar Risperidon. Pada tahun

yang sama, penulis diterima di Program Alih Jenis Departemen Kimia, Institut

Pertanian Bogor.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi staf pengajar di

lembaga bimbingan belajar Katalis (2013), asisten praktikum Kewirausahaan dan

asisten praktikum Statistik Untuk Kimia Analitik (SUKA) pada Program Keahlian

D3 Analisis Kimia Institut Pertanian Bogor tahun ajaran 2014/2015, serta asisten

praktikum Teknik Pemisahan Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor pada tahun ajaran 2014/2015. Penulis

juga berperan aktif dalam kepanitiaan Chemistry Challenge pada Pesta Sains

Nasional 2014.

Page 33: FRAKSI BRAZILIN DARI EKSTRAK METANOL KAYU SECANG … · KARBON DALAM IDENTIFIKASI KALIUM FERO-FERISIANIDA DAN ION TIMBEL(II) ANNISA ROSALIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN