PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK …repository.unair.ac.id/25756/1/PURBASARI, DYAH...

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URAT MELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA EMAS DENGAN

MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN

SKRIPSI

DYAH AYU PURBASARI

DEPARTEMEN KIMIAFAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGASURABAYA

2012

ADLN Perpustakaan Universitas Airlangga

Skripsi Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin,

Dyah Ayu Purbasari

ii

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK ASAM URATMELALUI MODIFIKASI ELEKTRODA EMAS DENGAN

MOLECULARLY IMPRINTED POLIANILIN

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk MemperolehGelar Sarjana Sains Bidang Kimia pada

Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Airlangga

Oleh :

DYAH AYU PURBASARINIM. 080810288

Tanggal lulus : 9 Agustus 2012

Disetujui oleh :

Pembimbing I,

Dra. Miratul Khasanah, M. Si.NIP. 19670304 199203 2 001

Pembimbing II,

Dr. Muji Harsini, M. Si.NIP. 19640502 198903 2 002



Dyah Ayu Purbasari

iii

LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

Judul : Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin

Penyusun : Dyah Ayu PurbasariNIM : 080810288Pembimbing I : Dra. Miratul Khasanah, M. Si.Pembimbing II : Dr. Muji Harsini, M.Si.Tanggal Ujian : 9 Agustus 2012

Disetujui Oleh :

Pembimbing I,

Dra. Miratul Khasanah, M. Si.NIP. 19670304 199203 2 001

Pembimbing II,

Dr. Muji Harsini, M. Si.NIP. 19640502 198903 2 002

Mengetahui :Ketua Departemen Kimia

Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Airlangga

Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA.NIP. 19671115 199102 2 001



Dyah Ayu Purbasari

iv

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalamlingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensikepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun dan harus menyebutkansumbernya sesuai kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga



Dyah Ayu Purbasari

v

KATA PENGANTAR

Segala puji kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan

hidayah-Nya serta shalawat bagi Nabi Muhammad SAW yang menunjukkan jalan

kebenaran bagi umat manusia. Dengan segala kemudahan yang diberikanNya

maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul

“Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda

Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin“ dengan baik.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada semua pihak yang memberikan bantuan dan dukungan terutama

kepada :

1. Ibu Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Ibu Dr. Muji Harsini, M.Si selaku

pembimbing yang meluangkan tenaga dan waktu untuk membimbing dan

mengarahkan dalam penyusunan skripsi ini.

2. Ibu Dr. Nanik Siti Aminah, M.Si selaku dosen wali yang senantiasa

memberikan masukan dan dukungan.

3. Ibu Dr. Alfinda Novi Kristanti, DEA. selaku Ketua Departemen yang

banyak memberikan informasi dalam penyusunan skripsi ini.

4. Ibu Siti Wafiroh, S.Si, M.Si dan Ibu Dr. Pratiwi Pujiastuti, M.Si selaku

penguji yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyusunan skripsi

ini.

5. Bapak dan Ibu dosen Departemen Kimia Universitas Airlangga yang

banyak memberikan ilmunya.

6. Orang tua (Suharmanto Tri Adi Prodjo dan Nawastuti Iswahyuningsih)

adik (Adhyaksa Herdhianto), dan keluarga yang telah memberikan

dorongan berupa materi, do’a, dan kasih sayang.

7. Teman-teman kimia 2008 terutama kelompok voltammetri (Ais, Evril,

Fida, Juli, Luki, Nikita) telah memberi semangat untuk menyusun skripsi

ini.

8. Della, Ike, Laras, Tika, dan Rey yang telah memberikan dukungan dan

semangat selama penyusunan skripsi ini,



Dyah Ayu Purbasari

vi

9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini yang

tidak dapat disebutkan satu persatu.

Demi kesempurnaan skripsi ini, kritik dan saran yang membangun dari

pembaca sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surabaya, Juli 2012

Penyusun

Dyah Ayu Purbasari



Dyah Ayu Purbasari

vii

Purbasari, Dyah Ayu, 2012, Pengembangan Sensor Voltammetrik Asam Urat melalui Modifikasi Elektroda Emas dengan Molecularly Imprinted Polianilin, Skripsi di bawah bimbingan Dra. Miratul Khasanah, M.Si dan Dr. Muji Harsini, M.Si, Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya.

ABSTRAK

Artrithis urica merupakan penyakit yang disebabkan oleh penumpukan asam urat dalam tubuh yang berasal dari sisa metabolisme zat purin. Analisis kadar asam urat dalam tubuh telah dilakukan melalui beberapa metode, yaitu spektrofotometri, high performance liquid chromatography (HPLC), dan voltammetri. Pengembangan sensor asam urat dengan cara memodifikasi elektroda emas dengan moleculary imprinted polymer (MIP) dipelajari dalam penelitian ini. Penelitian ini bertujuan mengetahui potensial dan waktu pelapisan MIP yang kemudian dilakukan uji validitas metode. MIP terbuat dari anilin sebagai monomer, ammonium perokdisulfat sebagai inisiator, dan asam urat sebagai template dengan perbandingan mol 2:1:0,1, kemudian MIP dikarakterisasi menggunakan fourier transform infra red (FTIR). Asam urat dianalisis secara voltammetri pada parameter optimum, yaitu pada potensial pelapisan MIP 0,3 V, waktu pelapisan MIP 90 detik, dan pada pH 4. Kemudian dilakukan uji kinerja elektroda dan validitas metode. Metode yang dikembangkan ini menghasilkan koefisien korelasi (r) sebesar 0,9904, sensitivitas sebesar 7,93 µA/ppb cm-2, % KV dengan 0,9683 % sampai 3,7940 % untuk konsentrasi asam urat 1 – 5 ppb, limit deteksi sebesar 5,95 x 10-9 M, dan akurasi sebesar 74,60 %, 108,35 %, 97,69 % untuk konsentrasi asam urat berturut-turut 1 ppb, 3 ppb, 5 ppb.

Kata kunci : asam urat, molecularly imprinted polymer, voltammetrik, elektroda, emas, polianilin



Dyah Ayu Purbasari

viii

Purbasari, Dyah Ayu, 2012, Development of Voltammetric Sensor of Uric Acid throughgold Electrode Coating with Molecularly Imprinted Polyaniline, This scription under consellor Dra. Miratul Khasanah, M. Si. and Dr. Muji Harsini, M. Si. Department of Chemistry, Faculty of Science and Technology, Airlangga University, Surabaya

ABSTRACT

Artrithis urica is a disease caused by a buildup of uric acid in the body that comes from purine metabolic waste substances. Analysis of uric acid levels in the body has been done through several methods, that is spectrophotometry, high performance liquid chromatography (HPLC), and voltammetri. Development of uric acid sensor by modifying the gold electrode with moleculary imprinted polymer (MIP) had been studied in this research. MIP was made of aniline as a monomer, ammonium perokdisulfat as an initiator, and uric acid as a templatewith rasio 2:1:0,1 and then characterized using fourier transform infra red (FTIR).Uric acid was analyzed by voltammetri on optimum parameters, that is potential coating 0.3 V, coating time 90 seconds, and at pH 4. This developed method produces a correlation coefficient (r) of 0.9904, a sensitivity of 7,93 μA/ppb cm-2,% KV with 0.9683% to 3.7940% for the concentration of uric acid 1-5 ppb, the detection limit of 5.95 x 10-9 M, and an accuracy of 74.60%, 108.35%, 97.69% for the concentration of uric acid in a row 1 ppb, 3 ppb, 5 ppb.

Key word : uric acid, molecularly imprinted polymer, voltammetry, electrode, gold, polyaniline



Dyah Ayu Purbasari

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ iHALAMAN PERNYATAAN .......................................................................... iiHALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iiiPEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ........................................................ ivKATA PENGANTAR ...................................................................................... vABSTRAK ........................................................................................................ viiABSTRACT ...................................................................................................... viiiDAFTAR ISI ..................................................................................................... ixDARTAR TABEL ............................................................................................ xiDAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiiDAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 11.1 Latar Belakang Permasalahan ......................................................... 11.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 51.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 51.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 62.1 Voltammetri .................................................................................... 6

2.2.1 Voltammetri lucutan ......................................................... 72.2.2 Elektroda ........................................................................... 8

2.2 Asam Urat ....................................................................................... 92.3 Polimer ............................................................................................ 12

2.3.1 Macam-macam polimer .................................................... 122.3.2 Molecularly imprinted polymer (MIP) .............................. 14

2.4 Polianilin ......................................................................................... 15

BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 183.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 183.2 Bahan Penelitian .............................................................................. 183.3 Peralatan Penelitian ......................................................................... 183.4 Skema Kerja .................................................................................... 193.5 Prosedur Penelitian .......................................................................... 20

3.5.1 Pembuatan larutan bufer ................................................... 203.5.1.1 Pembuatan larutan asam asetat 2M ....................... 203.5.1.2 Pembuatan larutan natrium asetaat 2M ................. 203.5.1.3 Pembuatan larutan bufer asetat pH 4 ..................... 20

3.5.2 Pembuatan larutan asam urat ............................................ 203.5.2.1 Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm ..... 203.5.2.2 Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm,



Dyah Ayu Purbasari

x

30 ppb, dan 1 ppb .................................................. 213.5.3 Pembuatan larutan HCl 1M ............................................... 213.5.4 Pembuatan polimer, non imprinted polymer (NIP), dan

MIP .................................................................................... 223.5.5 Pelapisan MIP pada emas ................................................. 223.5.6 Uji kinerja elektroda emas-MIP ........................................ 233.5.7 Optimasi waktu akumulasi asam urat pada elektroda

emas-MIP .......................................................................... 233.5.8 Pembuatan kurva standar asam urat .................................. 233.5.10 Uji validitas metode .......................................................... 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 284.1 Pembuatan Polimer, NIP dan MIP .................................................. 284.2 Karakterisasi Polianilin, NIP, dan MIP ........................................... 304.3 Pelapisan MIP pada Elektroda Emas secara Voltammetri Lucutan. 324.4 Optimasi Waktu Akumulasi Asam Urat pada Elektroda Emas-MIP 354.5 Uji Kinerja Elektroda Emas-MIP .................................................... 374.6 Pembuatan Kurva Standar ............................................................... 394.7 Uji Validitas Metode ....................................................................... 40

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 445.1 Kesimpulan ...................................................................................... 445.2 Saran ................................................................................................ 44

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 45LAMPIRAN



Dyah Ayu Purbasari

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Judul Tabel Halaman

4.1 Data hasil analisis asam urat pada berbagai potensial

pelapisan MIP pada elektroda emas 33

4.2 Data hasil analisis asam urat 30 ppb pada berbagai waktu

pelapisan MIP pada elektroda emas 35

4.3 Data uji kinerja elektroda emas-MIP, emas-PANi, emas-NIP,

dan emas 37

4.4 Data hasil analisis larutan standar asam urat 39

4.5 Data % KV hasil pengukuran masing-masing konsentrasi

larutan standar asam urat 41

4.6 Data R hasil pengukuran larutan standar asam urat pada

konsentrasi 1 ppb, 3 ppb, dan 5 ppb 42



Dyah Ayu Purbasari

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Gambar Halaman

2.1 Struktur asam urat 10

2.2 Mekanisme reaksi polimerisasi adisi 12

2.3 Reaksi polimerisasi kondensasi 13

2.4 Proses pembuatan MIP 14

2.5 Struktur polianilin 15

2.6 Tahap inisiasi polimerisasi polianilin 16

2.7 Tahap propagasi polimerisasi polianilin 16

2.8 Tahap terminasi polimerisasi polianilin 17

4.1 Ikatan yang terbentuk antara polianilin dan asam urat 29

4.2 Padatan polianilin dan serbuk NIP 29

4.3 Cetakan asam urat pada MIP 30

4.4 Spektra FT-IR anilin dan polianilin (PANi) 31

4.5 Spektra FT-IR NIP dan MIP 31

4.6 Kurva hubungan arus larutan asam urat 5 ppb dengan

potensial pelapisan MIP pada elektroda emas 34

4.7 Voltammogram asam urat 30 ppb pada potensial pelapisan MIP 35

4.8 Kurva hubungan arus asam urat dengan waktu pelapisan MIP

pada elektroda emas 36

4.9 Voltammogram asam urat 30 ppb pada waktu pelapisan MIP 37

4.10 Kurva standar asam urat 39



Dyah Ayu Purbasari

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Judul Lampiran

1 Perhitungan pembuatan larutan bufer

2 Perhitungan pembuatan larutan asam urat

3 Perhitungan pembuatan PANi, NIP, dan MIP

4 Spektra FTIR asam urat, anilin, PANi, NIP, dan MIP

5 Voltammogram optimasi potensial pelapisan MIP pada

elektroda emas

6 Voltammogram optimasi waktu pelapisan MIP

7 Uji kinerja elektroda emas, emas-PANi, emas-NIP, dan emas-MIP

8 Uji validitas metode



Dyah Ayu Purbasari

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Permasalahan

Metode spektrofotometri digunakan dalam bidang kesehatan untuk analisis

kadar asam urat. Pada analisis asam urat dengan metode ini, asam urat dalam

serum direaksikan dengan asam fosfotungstat dalam suasana basa sehingga

menghasilkan larutan yang berwarna biru pada panjang gelombang 660 nm.

Analisis menggunakan metode spektrofotometri mempunyai beberapa kelemahan,

diantaranya memerlukan sampel dengan jumlah banyak, preparasi sampel rumit

dan lama, serta menghasilkan limit deteksi yang tinggi (Sewell, et al., 2002).

Artrithis urica merupakan penyakit yang disebabkan oleh penumpukan

asam urat dalam tubuh yang berasal dari sisa metabolisme zat purin dari sisa

makanan yang dikonsumsi. Purin adalah zat yang terdapat dalam setiap bahan

makanan yang berasal dari tubuh makhluk hidup. Dengan kata lain, didalam tubuh

terdapat zat purin akibat mengkonsumsi makanan yang berasal dari makhluk

hidup. Pada berbagai sayuran dan buah-buahan juga terdapat purin. Kelebihan

asam urat di dalam tubuh dapat diamati melalui beberapa penyakit seperti nyeri di

persendian, hiperurisemia, batu ginjal, bahkan penyakit kardiovaskuler (Hidayat,

2009).

Metode lain yang juga digunakan untuk analisis kadar asam urat dalam

tubuh adalah high performance liquid chromatography (HPLC). Analisis asam

urat menggunakan metode ini menghasilkan akurasi sebesar 97- 104%



Dyah Ayu Purbasari

2

(Yokoyama et al., 2000). HPLC ini mempunyai daya pisah yang tinggi sehingga

dapat memisahkan suatu campuran secara simultan. Analisis menggunakan HPLC

mempunyai beberapa kelemahan, yaitu waktu analisis yang lama, memerlukan

perlakuan yang rumit, limit deteksinya tinggi (0,11 µg/mL), dan dibutuhkan biaya

yang tinggi (George et al., 2006).

Selain metode spektrofotometri dan HPLC, metode voltammetri juga telah

banyak dikembangkan dalam bidang kesehatan. Metode ini biasa digunakan untuk

analisis senyawa-senyawa yang memiliki sisi aktif seperti asam urat, kreatin, dan

kreatinin. Metode ini banyak digunakan karena mempunyai beberapa kelebihan,

yaitu preparasi sampel yang mudah, dapat digunakan untuk menentukan empat

sampai enam unsur secara simultan, dan memiliki limit deteksi yang rendah

(hingga konsentrasi 10-10 M) (Wang, 2000). Selain itu metode voltammetri ini

adalah sederhana, cepat, sensitif, dan akurat (Zhao et al., 2006). Namun demikian,

analisis asam urat menggunakan metode voltammetri sering diganggu oleh

senyawa lain yang mempunyai potensial berdekatan dengan asam urat seperti

asam askorbat (John, 2005).

Dalam analisis secara voltammetri, elektroda merupakan salah satu

komponen yang penting. Elektroda kerja yang sering digunakan pada analisis

asam urat secara voltammetri adalah glassy carbon, merkuri, platina dan emas.

Glassy carbon adalah bentuk konduktif karbon yang dibuat dari pirolisis karbon

atau grafit. Glassy carbon ini sangat keras (seperti berlian) sehingga sangat sulit

untuk dibuat elektroda. Kekerasan ini juga menjelaskan mengapa glassy carbon

relatif mahal (Monk, 2001) dan penggunaannya terbatas. Merkuri merupakan



Dyah Ayu Purbasari

3

bahan elektroda yang banyak digunakan. Akan tetapi sifat toksik dari merkuri

menyebabkan penggunaannya menjadi terbatas. Platina adalah pilihan yang paling

populer dari elektroda inert untuk elektroanalisis. Akan tetapi penggunaan platina

sebagai elektroda tidak reproducible (Thomas, 2001). Emas adalah elektroda yang

mempunyai rentang potensial kerja yang cukup luas dan tidak bersifat toksik

selain itu ketahanan elektrodanya tinggi sehingga dapat digunakan secara

berulang-ulang. Dari uraian tersebut maka pada penelitian ini digunakan emas

sebagai elektroda pendukung yang akan dimodifikasi.

Zhao et al. (2006) mengamati perilaku asam urat dan asam askorbat secara

elektrokimia menggunakan elektroda emas termodifikasi L-cysteine (L-Cys).

Elektroda termodifikasi menunjukkan sifat elektrokatalis yang sangat baik pada

analisis asam urat secara voltammetri siklik (CV) dalam media 0,1 M bufer fosfat

(pH 7,0). Dalam pengukuran secara differential pulse voltammetric (DPV),

elektroda L-Cys/emas dapat memisahkan potensial puncak oksidasi asam urat dan

asam askorbat sebesar 236 mV. Dengan demikian dapat dilakukan analisis asam

urat dan asam askorbat secara simultan. Limit deteksi asam urat dan asam

askorbat masing-masing adalah 2,0 × 10-6 M dan 1,1 × 10-5 M. Metode ini dapat

digunakan untuk penentuan asam urat dalam matriks urin.

Penelitian lain tentang asam urat juga dilakukan Khasanah et al. (2010)

yang menggunakan monomer asam metakrilat dan asam etilen glikol dimetakrilat

(EGDMA) sebagai cross-linker. Analisis asam urat dengan metode ini

menghasilkan limit deteksi sebesar 5,94 x 10-10 M, dan sensitivitas sebesar 16,405

nA L/µg.



Dyah Ayu Purbasari

4

Arwindah (2010) telah melakukan analisis asam urat secara voltammetri

lucutan menggunakan modifikasi elektroda glassy carbon termodifikasi

molecularly imprinted polymer (GC-MIP). Pada penelitian yang menggunakan

monomer anilin tersebut menghasilkan limit deteksi sebesar 0,33 ppb (1,8 x 10-9

M), akurasi sebesar 84,75 % dan sensitivitas sebesar 0,96 µA/ppb. Analisis asam

urat dalam sampel serum dengan metode tersebut masih diganggu asam askorbat

yang ditunjukkan dengan penyimpangan arus antara 2,6 – 4,68 % pada

perbandingan mol asam urat dan asam askorbat 1:10; 1:100; dan 1:1000.

Pada penelitian ini dilakukan pengembangan sensor asam urat dengan cara

memodifikasi elektroda emas dengan moleculary imprinted polymer (MIP). MIP

terbuat dari anilin sebagai monomer, ammonium perokdisulfat sebagai inisiator,

dan asam urat sebagai template. Pada tahap pertama analit yang bertindak sebagai

template dijebakkan dalam rantai polimer. Kemudian template dihilangkan

dengan cara ekstraksi, sehingga terbentuk polimer tercetak molekul asam urat

yang dapat digunakan untuk pengenalan molekul asam urat dalam larutan uji

(Brüggemann, 2002). MIP tersebut kemudian dilapiskan pada elektroda emas

dengan variasi potensial dan waktu pelapisan. Elektroda termodifikasi yang

terbentuk diaplikasikan untuk analisis larutan standar asam urat dan dibandingkan

voltammogram dan arus yang dihasilkan dengan voltammogram dan arus yang

dihasilkan menggunakan elektroda emas, emas-non imprinted polymer (emas-

NIP) dan emas-polianilin. Selanjutnya untuk mengetahui kualitas elektroda

termodifikasi dilakukan uji validitas metode meliputi linieritas, sensitivitas,

presisi, limit deteksi, dan akurasi.



Dyah Ayu Purbasari

5

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang permasalahan, dapat dirumuskan masalah sebagai

berikut.

1. Berapa potensial pelapisan dan waktu pelapisan MIP optimum pada

elektroda emas?

2. Berapa linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi metode

analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda

modifikasi emas-MIP?

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. mengetahui potensial pelapisan dan waktu pelapisan optimum MIP pada

elektroda emas.

2. mengetahui linieritas, presisi, sensitivitas, limit deteksi, dan akurasi

metode analisis asam urat secara voltammetri lucutan menggunakan

elektroda modifikasi emas-MIP.

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat diperoleh elektroda termodifikasi

yang sensitif terhadap asam urat, yang dapat digunakan untuk analisis asam urat

dengan kadar yang sangat rendah dan hasil yang akurat.



Dyah Ayu Purbasari

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Voltammetri

Voltammetri adalah teknik elektroanalitik yang mengukur arus sebagai

fungsi potensial (Mark, 2004). Pada analisis secara voltammetri, potensial

divariasi secara sistematis sehingga analit mengalami oksidasi dan reduksi

dipermukaan elektroda. Analisis asam urat dengan metode ini berjalan pada

kondisi elektroda kerja yang terpolarisasi, dimana kecepatan oksidasi atau reduksi

analit ditentukan oleh kecepatan perpindahan massa analit ke permukaan

elektroda. Hasil pengukuran dengan voltammetri ditampilkan dalam bentuk

voltammogram berupa arus (dalam mikroamper) sebagai fungsi potensial yang

dipasang pada elektroda kerja (Mendham et al., 2000).

Teknik analisis secara voltammetri mempunyai banyak kelebihan

diantaranya mempunyai sensitivitas tinggi, limit deteksi yang rendah, waktu

analisis cepat karena sedikit membutuhkan preparasi sampel, dan dapat

menganalisis dalam jangkauan konsentrasi yang luas. Selain itu, metode ini dapat

digunakan untuk menganalisis analit yang bersifaf elektroaktif baik senyawa-

senyawa golongan anorganik maupun organik. Senyawa organik dapat dianalisis

dengan metode voltammetri berdasarkan pada kemampuan gugus fungsi

mengalami reaksi oksidasi dan reduksi pada permukaan elektroda (Wang, 2000).



Dyah Ayu Purbasari

7

2.1.1 Voltammetri lucutan

Teknik voltammetri lucutan merupakan teknik yang sensitif dan selektif

untuk mendeteksi analit dengan konsentrasi yang kecil karena metode ini

memiliki kemampuan untuk mengukur konsentrasi yang sangat rendah (low

detection limit) dan pengoperasiannya sederhana. Berdasarkan reaksi elektrokimia

yang terjadi pada elektroda, voltammetri lucutan dibedakan menjadi anodic

stripping voltammetry (ASV) dan cathodic stripping voltammetry (CSV) (Gunzler

and Williams, 2001). Analisis menggunakan voltammetri lucutan ini terdiri dari

dua tahap, yaitu deposisi (plating) dan lucutan (stripping) (Mendham et al., 2000).

Tahap deposisi merupakan pengumpulan analit secara elektrolitik di permukaan

elektroda pada potensial konstan. Sedangkan tahap lucutan adalah pelepasan

(pelucutan) analit dari elektroda ke dalam larutan.

Analisis secara voltammetri lucutan dipengaruhi oleh beberapa parameter,

seperti potensial akumulasi dan waktu akumulasi analit. Potensial akumulasi

adalah potensial yang diberikan pada elektroda kerja selama proses penempelan

atau akumulasi analit. Potensial yang diberikan akan mempengaruhi sinyal arus

voltammogram yang dihasilkan selama pengukuran. Sedangkan waktu akumulasi

adalah waktu yang diperlukan analit untuk terakumulasi pada permukaan

elektroda kerja. Semakin lama waktu akumulasi maka semakin banyak analit yang

terakumulasi pada elektroda kerja. Pada analisis kadar analit yang sangat rendah

dibutuhkan waktu akumulasi yang lebih lama.



Dyah Ayu Purbasari

8

2.1.2 Elektroda

Elektroda adalah komponen voltammetri yang berfungsi sebagai detektor

analit. Sel voltammetri terdiri dari tiga elektroda yaitu elektroda kerja (working

electrode), elektroda pembanding (reference electrode), dan elektroda pembantu

(counter electrode). Ketiga elektroda dicelupkan ke dalam larutan yang

mengandung analit dan elektrolit non reaktif yang disebut elektrolit pendukung

(Gunzler and Williams, 2001).

Elektroda kerja merupakan elektroda tempat reaksi elektrokimia

berlangsung. Elektroda kerja yang digunakan pada voltammetri memiliki

permukaan yang sangat kecil guna meningkatkan polaritas dan meminimalkan

penipisan analit akibat elektrolisis serta meminimalkan kemungkinan interferensi

oleh matriks. Elektroda kerja dapat dibuat dari berbagai macam bahan konduktif.

Bahan konduktif yang biasa digunakan sebagai elektroda dalam voltammetri

adalah grafit, merkuri, emas dan karbon (Thomas and Henze, 2001). Pada

umumnya, elektroda kerja yang digunakan merupakan elektroda mikro

(microelectrodes). Ukuran elektroda yang kecil dapat meningkatkan polarisasi

dan sensitivitas. Selain itu elektroda mikro dapat memberikan respon yang sangat

cepat untuk perubahan potensial (Gunzler and Williams, 2001).

Elektroda pembanding merupakan elektroda dengan harga potensial

setengah sel yang diketahui, konstan dan tidak terpengaruh oleh komposisi larutan

yang sedang dianalisis. Elektroda pembanding memberikan potensial yang stabil

terhadap elektroda kerja yang dibandingkan. Pada teknik voltammetri, beda

potensial diberikan antara elektroda kerja dan elektroda pembanding. Elektroda



Dyah Ayu Purbasari

9

yang sering digunakan sebagai elektroda pembanding adalah Ag/AgCl dan

elektroda kalomel jenuh (SCE). Elektroda ini kuat, mudah dibuat, dan menjaga

agar potensial tetap konstan (Gunzler and Williams, 2001).

Elektroda pembantu adalah elektroda yang berpasangan dengan elektroda

kerja namun tidak berperan dalam penentuan besarnya potensial yang diukur.

Arus yang dihasilkan pada voltammetri diukur antara elektroda kerja dan

elektroda pembantu. Bahan yang sering digunakan sebagai elektroda pembantu

adalah platina atau karbon.

Modifikasi elektroda dengan cara melapiskan senyawa teretentu di

permukaan elektroda menjadi salah satu tanda perkembangan teknologi

voltammetri (Wang, 2000). Modifikasi elektroda tersebut bertujuan untuk

meningkatkan selektivitas dan mengurangi pengaruh matriks sampel pada proses

pengukuran (Gunzler and Williams, 2001). Modifikasi elektroda secara kimia

merupakan pendekatan modern untuk sistem elektroda. Modifikasi elektroda

dapat dilakukan secara self-assembled monolayer (SAM), sol-gel encapsulation of

reactive species, electrocatalytic modified electrode, preconcentrating electrodes,

permselective coatings, dan conducting polymers (Wang, 2000).

2.2 Asam Urat

2.2.1 Gambaran umum

Asam urat mempunyai rumus molekul C5H4N4O3 dengan nama lain yaitu

2,6,8-trioksipurin dan 7,9-dihidro-1H-purin-2,6,8(3H)-trione. Senyawa asam urat

berbentuk kristal putih tidak berasa dan tidak berbau. Komposisi unsur penyusun



Dyah Ayu Purbasari

10

asam urat yaitu 35,72% C; 2,40% H; 33,33% N; dan 28,55% O. Massa molekul

relatif (Mr) senyawa ini sebesar 168,11 g/mol dan massa jenis (ρ) sebesar 1,89

g/mL. Asam urat mudah terdekomposisi oleh panas, akan tetapi asam urat

merupakan senyawa yang sukar larut dalam air (O’Neil, 2001). Struktur asam urat

ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Struktur asam urat

Asam urat merupakan hasil akhir dari metabolisme purin (bentuk turunan

nukleoprotein), yaitu salah satu komponen asam nukleat yang terdapat pada inti

sel-sel tubuh. Secara alamiah, purin terdapat dalam tubuh dan dijumpai pada

semua makanan dari sel hidup, yakni makanan dari tanaman (sayur, buah, kacang-

kacangan) atau pun dari hewan (daging, jeroan, ikan sarden).

Peningkatan kadar asam urat dapat diamati melaui gout. Penyakit ini

disebabkan oleh sintesis asam urat yang berlebihan dalam tubuh, sedangkan

ekskresinya di ginjal sedikit. Asam urat sebetulnya diperlukan tubuh untuk

membentuk inti-inti sel. Namun, yang diperlukan tubuh hanya sedikit. Kadar rata-

rata asam urat di dalam darah atau serum tergantung pada usia dan jenis kelamin.

Sebelum pubertas, kadar asam urat dalam serum laki-laki ± 3,5 mg/dL (35 ppm)

dan setelah pubertas kadarnya menjadi ± 5,2 mg/dL (52 ppm), sedangkan pada

NH

HN

O

NH

NH

O

O

1

23

4

5 67

89



Dyah Ayu Purbasari

11

perempuan kadar asam urat tetap rendah, tapi setelah menginjak pramenopouse

kadarnya meningkat menjadi 4 mg/dL (40 ppm) dan setelah menopouse kadarnya

meningkat lagi menjadi 4,7 mg/dL (47 ppm). Pada usia ini tidak boleh

mengkonsumsi makanan berkalori tinggi secara berlebih (Sci, 2007).

2.2.2 Analisis asam urat

Analisis kadar asam urat dalam bidang kesehatan selama ini dilakukan

dengan menggunakan metode spektrofotometri (Sewell et al., 2002). Untuk

pengukuran senyawa-senyawa yang kadarnya harus tetap terkontrol dalam tubuh,

metode voltammetri telah banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir.

Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan analisis asam urat (AU) dan

asam askorbat (AA) dalam urin dengan metode amperometri menggunakan teknik

flow injection analysis (FIA). Keungulan metode FIA adalah sampel dan reagen

yang digunakan sangat sedikit, waktu analisisnya cepat, dan kapasitas analisisnya

sangat besar. Dalam penelitian ini digunakan elektroda mikro emas yang

dimodifikasi dengan palladium sebagai elektroda kerja. Asam urat dan asam

askorbat masing-masing diukur secara amperometri pada 0,75 dan 0,55 V.

Perlakuan enzimatik dilakukan dengan penambahan askorbat oksidase, uricase,

dan peroksidase pada pH 7. Hasil kurva kalibrasi untuk asam askorbat dan asam

urat linier pada rentang konsentrasi 0,44-2,64 mg/L untuk asam askorbat dan

0,34-1,68 mg/L untuk asam urat dengan standar deviasi relatif (RSD) <1% (Matos

et al., 2000).



Dyah Ayu Purbasari

12

2.3 Polimer

Polimer merupakan molekul besar yang dibentuk oleh penggabungan

berulang secara kovalen senyawa kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-

kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat

polimer. Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa

molekul yang sangat besar. Istilah polimer diturunkan dari bahasa Yunani Poly,

yang berarti “banyak” dan mer, yang berarti “bagian” (Odian, 2004).

2.3.1 Macam-macam polimer

Berdasarkan reaksi polimerisasinya, polimer dibedakan menjadi dua

macam yaitu: polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Polimer adisi adalah

polimer yang terbentuk karena reaksi adisi. Reaksi adisi adalah reaksi

penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer berikatan rangkap atau

siklis dengan adanya suatu pemicu berupa radikal bebas atau ion (Odian, 2004).

Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan

rangkap dengan melakukan reaksi dengan cara membuka ikatan rangkap (reaksi

adisi) dan menghasilkan senyawa polimer dengan ikatan jenuh. Mekanisme reaksi

polimerisasi adisi ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Mekanisme reaksi polimerisasi adisi

Sedangkan polimer kondensasi adalah polimer yang terjadi karena reaksi

kondensasi (reaksi bertahap). Mekanisme reaksi polimer dapat ditunjukkan melaui

C C

R'

H

R

H

+ C C

R'

H

R

H

+ ..... C C C C

H

R'RR'R

H H H

hv



Dyah Ayu Purbasari

13

reaksi kondensasi senyawa yang memiliki bobot molekul rendah yaitu reaksi dua

gugus aktif dari 2 molekul monomer yang berbeda dengan melepaskan molekul

kecil, seperti H2O dan CH3OH (metanol). Polimerisasi ini terjadi pada monomer-

monomer yang mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Selain

menghasilkan polimer, polimerisasi kondensasi juga menghasilkan zat lain yang

struktur molekulnya sederhana (kecil). Reaksi polimerisasi kondensasi


N

H

H (CH2)6 N

H

H + H O C (CH2)4

O

C

O

O H * N

H

C *

O

+ H2O

Gambar 2.3 Reaksi polimerisasi kondensasi

Mekanisme reaksi polimerisasi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu tahap

inisiasi, tahap propagasi dan tahap terminasi. Pada tahap inisiasi dibentuk sisi

aktif yang memungkinkan terjadinya reaksi polimerisasi. Pada tahap ini dimulai

dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal

bebas yang terbentuk. Tahap propagasi ditandai dengan pemanjangan rantai atau

bertambahnya berat molekul. Dalam tahap propagasi ini terjadi kembali reaksi

adisi pada radikal bebas yang terbentuk pada tahap inisiasi. Sedangkan pada tahap

terminasi terjadi deaktifasi untuk menghasilkan produk akhir berupa polimer yang

stabil. Tahap ini terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh

dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator atau antara radikal polimer

yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk

polimer dengan berat molekul tinggi (Wallace, et.al., 2003).



Dyah Ayu Purbasari

14

2.3.2 Molecularly imprinted polymer

Molecularly imprinted polymer (MIP) dapat dibuat dengan mereaksikan

polimer dengan analit kemudian analit dikeluarkan dari jaringan polimer sehingga

membentuk cetakan yang spesifik. Teknik ini mempunyai banyak kelebihan yaitu

prosesnya tidak mahal, menghasilkan polimer yang selektif dan mampu bekerja

dalam berbagai media (Yan and Ramström, 2005).

Gambar 2.4 Proses pembuatan MIP (Komiyama, et al., 2003)

Pembuatan MIP terdiri dari 3 tahap yaitu tahap pertama dimulai dengan

pembentukan kompleks antara molekul target (template) dan gugus fungsi dari

monomer yang berikatan secara kovalen atau non kovalen. Selanjutnya terjadi co-

polimerisasi antara kompleks yang terbentuk dengan penghubung silang dalam

pelarut yang inert. Kemudian terjadi reaksi polimerisasi dan penghilangan

template dari polimer dengan cara ekstraksi ataupun cara lain (Komiyama et al.,

2003). Pada reaksi polimerisasi ini cross-linker digunakan untuk membuat ikatan

antara rantai polimer dengan polimer yang lain. Sedangkan inisiator digunakan

(3) Penghilangan template

Monomer fungsional

Molekul template

(1) Kompleksasi

(2) Polimerisasi

Pengenalan



Dyah Ayu Purbasari

15

untuk meningkatkan kecepatan polimerisasi. Namun tidak semua reaksi

polimerisasi memerlukan cross-linker dan inisiator.

2.3.3 Polianilin

Polianilin (PANi) merupakan salah satu bahan polimer konduktif yang

banyak dikaji pada lebih dari dua dekade terakhir karena sifat fisika dan kimianya

yang khas sehingga memiliki potensi untuk diaplikasikan pada berbagai bidang.

Bahan polimer konduktif ini sangat unik yaitu dapat mengalami perubahan sifat

listrik dan optik yang dapat balik (reversible) melalui reaksi redoks dan doping-

dedoping atau protonasi-deprotonasi sehingga sangat potensial dimanfaatkan pada

berbagai aplikasi (Maddu et al., 2008). Struktur polianilin dapat ditunjukkan pada

Gambar 2.4.

Gambar 2.5 Struktur polianilin

Beberapa faktor yang mempengaruhi proses polimerisasi anilin dengan

cara oksidasi kimia antara lain, waktu polimerisasi, konsentrasi oksidator dan

rasio mol anilin dan oksidator (Marcos et al., 2000). Faktor-faktor tersebut

menyebabkan reaksi kopling kimia yang terjadi antar kation anilium semakin

bertambah sehingga panjang rantai dan berat molekul polianilin yang terbentuk

akan semakin bertambah. Reaksi polimerisasi polianilin ditunjukkan pada Gambar

2.6 (tahap inisiasi), Gambar 2.7 (tahap propagasi), dan Gambar 2.8 (tahap

terminasi).

HN

HN

HN

n



Dyah Ayu Purbasari

16

Gambar 2.6 Tahap inisiasi polimerisasi polianilin

Gambar 2.7 Tahap propagasi polimerisasi polianilin

S

O

H4NO

OO

O

S

O

ONH4O

S

O

O

O

+ S

O O

ONH4O

S

O

O O

H4NO

+

NH2 NH2NH2 NH3

NH2

NH2

NH

+HNH2N N

HH2N

NH

NH2+NH2

NH

HN NH2

NH

NH

NH2

NH

NH

NH2



Dyah Ayu Purbasari

17

Gambar 2.8 Tahap terminasi polimerisasi polianilin

NH

NH

H2NH2N

H2N NH

NH

HN

H

H2N NH

NH

NH

N NH

NH

HN

H n



Dyah Ayu Purbasari

18

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik dan

Laboratorium Instrumentasi Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Airlangga dan Laboratorium Instrumentasi Jurusan Kimia Universitas

Negeri Surabaya mulai bulan Januari – Juni 2012.

3.2 Bahan Penelitian

Bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini adalah asam urat, anilin,

asam klorida, amonium peroksodisulfat, natrium hidroksida, dimetil sulfoksida,

asam asetat glasial, dan natrium asetat anhidrat. Semua bahan kimia berderajat

kemurnian pro analisis. Sedangkan air yang digunakan adalah akuabides.

3.3 Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah 797 Voltammetry

Computrace (MVA System-1) yang dilengkapi dengan wadah sampel, pengaduk

magnetik, processor unit, komputer pribadi (PC), elektroda kerja emas, elektroda

pembanding Ag/AgCl dan elektroda counter Pt, mikropipet, pH meter serta

peralatan pendukung lain.



Dyah Ayu Purbasari

19

3.4 Skema Kerja

Pembuatan larutan buffer dan larutan asam urat

Pembuatan polimer, NIP, dan MIP

Pelapisan MIP pada elektroda emas

Potensial (-) 600 – 600 mVWaktu deposisi : 30 - 150 dt

Optimasi parameter analisis/pengukuran

Uji kinerja elektroda

Pembuatan kurva standar

Uji validitas metode

Karakterisasi IR

emas, emas-NIP, emas-MIP dan emas-polimer

Linieritas Limit deteksi Sentivitas Presisi Akurasi

Waktu akumulasi : 30 - 150 dt

Konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb



Dyah Ayu Purbasari

20

3.5 Prosedur Penelitian

3.5.1 Pembuatan larutan bufer

3.5.1.1 Pembuatan larutan asam asetat 2M

Sebanyak 11,5 mL asam asetat glasial dimasukkan ke dalam gelas beker

yang telah berisi 50 mL air, kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100

mL dan diaduk hingga homogen.

3.5.1.2 Pembuatan larutan natrium asetat 2M

Sebanyak 16,4 gram CH3COONa dilarutkan dalam air pada gelas beker,

kemudian diencerkan dengan air sampai volume 100 mL dan diaduk hingga

homogen.

3.5.1.3 Pembuatan larutan bufer asetat pH 4

Larutan bufer asetat pH 4 dibuat dengan mencampurkan 42,6 mL

CH3COOH 2M dan 7,4 mL CH3COONa 2M kemudian diencerkan dengan air

hingga 100 mL dengan air. Selanjutnya pH larutan diukur dengan pH-meter.

Ditambahkan CH3COONa 2M apabila pH bufer terlalu asam dan ditambahkan

CH3COOH 2M apabila pH bufer terlalu basa sampai pH yang diinginkan.

3.5.2 Pembuatan larutan asam urat

3.5.2.1 Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm

Sebanyak 0,1000 gram asam urat dilarutkan dalam NaOH 50% (b/b)

hingga larut sempurna dalam gelas beker 100 mL, kemudian dipindahkan secara

kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL dan diencerkan dengan air sampai tanda

batas serta dikocok hingga homogen.



Dyah Ayu Purbasari

21

3.5.2.2 Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm, 1 ppm, 30 ppb dan 5 ppb

Sebanyak 1,0 mL larutan induk asam urat 1000 ppm dipindahkan ke dalam

labu ukur 100 mL secara kuantitatif kemudian diencerkan dengan air sampai tanda

batas dan dihomogenkan sehingga larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 10

ppm (5,95 x 10-5 M).

Sebanyak 10,0 mL larutan kerja asam urat 10 ppm dipindahkan ke dalam

labu ukur 100 mL secara kuantitatif. Diencerkan dengan air sampai tanda batas

dan dihomogenkan sehingga larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 1 ppm

(5,95 x 10-6 M). Larutan ini selalu dibuat baru.

Sebanyak 3,0 mL larutan kerja asam urat 1 ppm dipindahkan ke dalam

labu ukur 100 mL secara kuantitatif, dan diencerkan dengan air sampai tanda

batas dan dihomogenkan. Larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 30 ppb

(1,79 x 10-4 M). Larutan ini selalu dibuat baru.

Sebanyak 0,5 mL larutan kerja asam urat 1 ppm dipindahkan secara

kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL, dan diencerkan dengan air sampai tanda

batas dan dihomogenkan sehingga larutan yang diperoleh memiliki konsentrasi 5

ppb (2,98 x 10-5 M). Larutan ini selalu dibuat baru.

3.5.3 Pembuatan HCl 1M

Sebanyak 4 mL HCl 37 % dipindahkan ke dalam labu ukur 50 mL secara

kuantitatif, kemudian diencerkan dengan air sampai tanda batas dan dikocok

hingga homogen.



Dyah Ayu Purbasari

22

3.5.4 Pembuatan polimer, non imprinted polymer (NIP), dan molecularly imprinted polymer (MIP)

Non imprinted polymer (NIP) dibuat dengan cara mencampurkan anilin,

amonium peroksodisulfat, dan asam urat dengan perbandingan mol 2:1:0,1

(Sreenivasan, 2007). Sebanyak 0,0336 gram asam urat ditambah secara tetes demi

tetes dengan 0,4 mL anilin yang telah dilarutkan dalam 7,5 mL HCl, kemudian

diaduk menggunakan pengaduk magnetik selama 30 menit pada suhu 500C.

Selanjutnya ditambahkan sebanyak 0,5000 gram amonium peroksodisulfat yang

telah dilarutkan dengan 25 mL air dan disimpan pada suhu 250C sehingga

terbentuk endapan berwarna hijau pekat. Kemudian endapan yang telah terbentuk

dicuci dengan HCl 1 M. Setelah itu endapan dikeringkan sehingga terbentuk

serbuk NIP yang berwarna hijau pekat. Polimer anilin dibuat dengan cara yang

sama dengan NIP tetapi tanpa penambahan asam urat. NIP dan polimer yang telah

dibuat dikarakterisasi menggunakan FTIR.

MIP dibuat dengan mencuci 0,0731 gram NIP menggunakan 25 mL air

panas selama 20 menit pada suhu 500C kemudian disentrifuge (Arwindah, 2010),

dan dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan (Lakshmi et.al., 2006). Setelah itu

endapan dikeringkan sehingga terbentuk serbuk MIP berwarna hijau pekat. MIP

yang telah terbentuk dikarakterisasi menggunakan spektrofotometri FTIR.

3.5.5 Pelapisan MIP pada emas

Sebanyak 0,0050 gram MIP dilarutkan dalam 50 mL dimetil sulfoksida

(DMSO) kemudian larutan diambil 20 mL dan dimasukkan ke dalam wadah

sampel. Ke dalam wadah lain ditambahkan sebanyak 20 mL larutan 30 ppb dan 2



Dyah Ayu Purbasari

23

mL bufer asetat pH 4. Larutan MIP dilapiskan pada elektroda emas secara

voltammetri dengan variasi potensial deposisi dari -600 mV sampai dengan 600

mV. Elektroda yang telah dimodifikasi digunakan untuk analisis asam urat 30

ppb. Hasil yang diperoleh dari optimasi potensial deposisi MIP digunakan untuk

melakukan optimasi waktu deposisi MIP pada permukaan elektroda emas. Waktu

deposisi divariasi dari 30 - 150 detik dengan interval 30 detik.

3.5.6 Uji kinerja elektroda emas-MIP

Elektroda emas termodifikasi MIP digunakan untuk analisis larutan asam

urat 5 ppb, kemudian hasilnya dibandingkan dengan hasil analisis asam urat 5

ppb menggunakan elektroda emas, elektroda emas-NIP, dan elektroda emas-

PANi.

3.5.7 Optimasi waktu akumulasi asam urat pada elektroda emas-MIP

Larutan asam urat 5 ppb sebanyak 20 mL dimasukkan ke dalam wadah

sampel dan ditambahkan bufer asetat pH 4 sebanyak 2 mL, kemudian dianalisis

secara voltammetri lucutan menggunakan elektroda emas-MIP. Waktu akumulasi

divariasi mulai 30 - 150 detik dengan interval 30 detik. Replikasi dilakukan

sebanyak tiga kali untuk masing-masing waktu akumulasi.

3.5.8 Pembuatan kurva standar asam urat

Dibuat larutan standar asam urat konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb dengan

memindahkan secara kuantitatif 50; 100; 150; 200; dan 250 µL larutan kerja

asam urat 1 ppm ke dalam labu ukur 50 mL kemudian ditambahkan 2 mL larutan

bufer asetat pH 4 diencerkan dengan air sampai tanda batas. Masing-masing



Dyah Ayu Purbasari

24

larutan diambil sebanyak 20 mL kemudian dipindahkan ke wadah sampel dan

dianalisis dengan elektroda emas-MIP. Masing-masing pengukuran dilakukan 2

kali pengulangan (duplo). Selanjutnya dibuat kurva standar antara konsentrasi

larutan standar asam urat dan arus, kemudian dibuat regresi liniernya.

y = a + bx ........................ (3.1)

dengan ketentuan y = arus, a = intersep, b = slope, x = konsentrasi larutan standar

asam urat.

3.5.9 Uji validitas metode

Validasi metode adalah suatu penilaian terhadap parameter tertentu

berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa parameter

tersebut memenuhi persyaratan untuk penggunaannya. Validasi metode ini

dilakukan untuk mengetahui kelayakan metode yang digunakan. Parameter yang

digunakan untuk menyatakan validitas metode antara lain linieritas, presisi,

sensitivitas, limit deteksi dan akurasi.

3.5.9.1 Linieritas

Pada penelitian ini linieritas dinyatakan dengan harga koefisien korelasi (r)

persamaan regresi kurva standar. Linieritas antara konsentrasi dengan respon arus

dikatakan baik apabila harga koefisien korelasi (r) regresi linier mendekati 1

(Miller and Miller, 1988). Adanya korelasi linier antara respon arus dan

konsentrasi analit ditunjukkan dengan uji t, kemudian dibandingkan antara harga

thitung dan ttabel.

..................................... (3.2)21

)2(

r

nrthitung



Dyah Ayu Purbasari

25

Dengan ketentuan thitung adalah besarnya nilai t yang diperoleh dari perhitungan

menggunakan persamaan 3.2, r adalah harga koefisien korelasi dan n adalah

jumlah larutan standar yang diukur. Koefisien korelasi diterima jika thitung > t tabel. t

tabel adalah nilai t yang diperoleh dari tabel dengan tingkat kepercayaan 95% (p =

0,05%). Koefisien korelasi diterima jika thitung > ttabel.

3.5.9.2 Presisi (ketelitian)

Pada penelitian ini ketelitian ditentukan dengan menghitung simpangan

baku (standar deviasi/SD) dan koefisien variasi (KV) arus masing–masing

konsentrasi larutan standar.

SD =

1

2

n

xxi ......................................... (3.3)

KV = x

SDx 100% ....................................... (3.4)

Dengan ketentuan SD adalah standar deviasi, KV adalah koefisien variasi, xi

adalah arus pada masing–masing pengukuran, x adalah arus rata-rata, dan n adalah

jumlah replikasi (Miller and Miller, 1988).

3.5.9.3 Sensitivitas

Sensitivitas pada penelitian ini ditentukan dari nilai slope kurva standar.

Semakin besar nilai slope menyatakan bahwa perubahan konsentrasi analit sedikit

saja menyebabkan perubahan arus yang besar, sehingga sensitivitas metode

dikatakan baik jika harga slope kurva standar tinggi (Miller and Miller, 1988),

namun tetap harus mempertimbangkan sinyal noise.



Dyah Ayu Purbasari

26

3.5.9.4Limit deteksi

Limit deteksi ditentukan dengan menggunakan data kurva standar yang

dihitung dengan persamaan 3.5 dan 3.6.

YLOD = Ybl + 3Sbl……………………………………. (3.5)

YLOD = a + 3Sx/y…………………………………….. (3.6)

Dengan ketentuan Y LOD adalah sinyal terkecil yang masih terdeteksi, Sbl adalah

Sx/y (standar deviasi sinyal blanko) =

2

ˆ 2

n

yyi , Ybl adalah a adalah sinyal

blanko (intersep dari persamaan kurva standar), n adalah jumlah larutan standar

yang diukur dan yi adalah rata – rata arus masing – masing pengukuran.

Sedangkan y adalah sinyal (arus) yang diperoleh dari mensubtitusi masing-

masing konsentrasi larutan standar sebagai nilai x ke persamaan regresi kurva

standar. YLOD yang diperoleh kemudian disubstitusikan ke persamaan regresi

kurva standar sehingga diperoleh nilai limit deteksi (x) (Miller and Miller, 1988).

3.5.9.5 Akurasi

Akurasi adalah seberapa dekat konsentrasi hasil pengukuran asam urat

dengan konsentrasi asam urat yang sebenarnya. Pada penelitian ini dilakukan

analisis larutan asam urat 1 – 5 ppb kemudian nilai arus hasil analisis

disubtitusikan ke dalam persamaan regresi kurva standar. Akurasi ditentukan

menggunakan persamaan 3.7

R = Csp

Ks× 100 % .................................................... (3.7)



Dyah Ayu Purbasari

27

Dengan ketentuan R adalah persen akurasi, Csp adalah konsentrasi larutan standar

yang diperoleh dengan mensubstitusi arus asam urat yang terukur ke dalam

persamaan regresi kurva standar, dan Ks adalah konsentrasi standar asam urat.



Dyah Ayu Purbasari

28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembuatan Polimer, NIP, dan MIP

Non Imprinted Polymer (NIP) dibuat dengan cara mereaksikan monomer

anilin, inisiator amonium peroksodisulfat, dan template asam urat dengan

perbandingan mol 2:1:0,1 (Sreenivasan, 2007). Pada pembuatan polimer ini

digunakan monomer anilin karena struktur anilin yang mempunyai sisi aktif yang

dapat berinteraksi secara elektrokimia dengan gugus karbonil dari asam urat pada

saat pelapisan MIP. Polianilin merupakan polimer terkonjugasi yang memiliki

kestabilan yang tinggi dan bersifat reversible dalam proses doping-dedoping. Pada

penelitian ini digunakan inisiator amonium peroksodisulfat yang merupakan

senyawa tidak stabil dan mudah membentuk radikal dengan cara mengoksidasi

anilin.

Oksidasi anilin oleh inisiator amonium peroksodisulfat lebih efektif karena

adanya HCl yang dapat menambah kelarutan anilin dengan membentuk kation

anilinium (Wallace, et.al., 2003). Polimerisasi dilakukan pada suhu 50oC dan

diaduk menggunakan pengaduk magnetik selama 30 menit. Kemudian dibiarkan

selama 12 jam pada suhu 25oC agar proses polimerisasi terjadi dengan sempurna.

Polianilin dan NIP yang terbentuk berupa endapan berwana hijau pekat. NIP yang

terbentuk dicuci menggunakan HCl untuk menghilangkan sisa-sisa residu anilin

dan (NH4)2S2O8 yang tidak bereaksi (Maddu et al., 2008). Setelah itu endapan

dikeringkan sehingga diperoleh serbuk NIP.



Dyah Ayu Purbasari

29

Pada pembuatan NIP diduga terjadi ikatan hidrogen antara gugus karbonil

(C=O) dari asam urat dan amina sekunder (N-H) dari polianilin. Prakiraan ikatan

antara polianilin dan asam urat dapat dilihat pada Gambar 4.1. Foto padatan

polianilin dan serbuk NIP yang terbentuk ditampilkan pada Gambar 4.2.

Gambar 4.1 Ikatan yang terbentuk antara polianilin dan asam urat

(a) (b)

Gambar 4.2 (a) Padatan polianilin dan (b) serbuk non imprinted polymer (NIP)

NH

HN

O

NH

NH

O

O

NH

NH

n

HN

HN

n



Dyah Ayu Purbasari

30

Molecularly imprinted polymer (MIP) dibuat dengan cara mengekstrasi

asam urat dari NIP. NIP dalam tabung sentrifuge ditambah 25 mL air panas

kemudian disentrifuge untuk memisahkan padatan dan filtrat. Ekstraksi dilakukan

sebanyak 3 kali, dengan masing-masing selama 20 menit, pada suhu 50oC. Pada

akhir ekstraksi diperoleh endapan berwarna hijau pekat yang kemudian

dikeringkan sehingga terbentuk serbuk MIP. Cetakan asam urat pada MIP


Gambar 4.3 Cetakan asam urat pada MIP

4.2 Karakterisasi Polianilin, NIP, dan MIP

Polianilin, NIP, dan MIP yang telah disintesis kemudian dianalisis

menggunakan FTIR. Spektra anilin dan polianilin dapat dilihat pada Gambar 4.4.

NH

HN

O

NH

NH

O

O

NH

NH

n

HN

HN

n

Cetakan MIP



Dyah Ayu Purbasari

Gambar 4.4

Pada Gambar 4.3 terlihat bahwa terdapat dua puncak pada bilangan

gelombang 3371 cm

sekunder (N-H). Sedangkan pada spektrum polianilin sudah tidak terlihat dua

puncak pada bilangan gelo

terdapat pita pada bilangan gelombang 1149 cm

ikatan C=N terprotonasi.

gelombang 1242 cm

terpolimerisasi menjadi polianilin

% T

˗˗˗

3433

˗˗

˗33

71

Gambar 4.4 Spektra FTIR anilin dan polianilin (PANi)


gelombang 3371 cm-1 dan 3433 cm-1 yang merupakan pita dari gugus amina

H). Sedangkan pada spektrum polianilin sudah tidak terlihat dua

puncak pada bilangan gelombang sekitar 3300 – 3400 cm-1. Selain itu

terdapat pita pada bilangan gelombang 1149 cm-1 yang merupakan serapan dari

ikatan C=N terprotonasi. Sedangkan vibrasi stretching C-N terlihat pada bilangan

gelombang 1242 cm-1. Sehingga dapat disimpulkan bahwa anilin sudah

terpolimerisasi menjadi polianilin.

Gambar 4.5 Spektra FTIR NIP dan MIP

˗˗˗

1620

˗˗˗

1149

˗˗˗

1273

˗˗˗1

620

˗˗˗1

303

˗˗˗1

249

31

(PANi)


dari gugus amina

H). Sedangkan pada spektrum polianilin sudah tidak terlihat dua

. Selain itu juga

yang merupakan serapan dari

N terlihat pada bilangan

bahwa anilin sudah

NIP

MIP

Anilin

PANi



Dyah Ayu Purbasari

32

Pada Gambar 4.5 menunjukkan perbedaan spektra NIP dan MIP. Hal

tersebut terlihat pada bilangan gelombang sekitar 1620 cm-1 yang merupakan

serapan dari gugus C=C. Sedangkan pita serapan pada daerah sekitar 1303 cm-1

dan 1249 cm-1 masing-masing merupakan serapan dari gugus C-N dan C=N.

Namun tidak ada terdapat puncak pada daerah sekitar 1715 cm-1 yang merupakan

serapan dari gugus C=O asam urat yang menandakan asam urat belum terikat

pada polimer. Hal tersebut mungkin disebabkan karena perbandingan mol anilin,

amonium peroksodisulfat, dan asam urat yang kurang tepat. Sehingga diduga

tidak terjadi ikatan hidrogen antara asam urat dan PANi. Selain itu analisis FTIR

yang tidak kuantitatif menyebabkan pengurangan atau penambahan gugus fungsi

tidak dapat menggunakan intentitas spektra. Terbentuknya NIP dan MIP dapat

dijelaskan dengan uji kinerja elektroda pada Sub bab 4.5.

4.3 Pelapisan MIP pada Elektroda Emas secara Voltammetri Lucutan

Prinsip analisis asam urat menggunakan voltammetri lucutan ini adalah

reaksi redoks. Dari reaksi redoks tersebut akan menghasilkan arus yang besarnya

tergantung pada konsentrasi analit dalam larutan sampel. Arus tersebut dihasilkan

dari aliran elektron pada antarmuka larutan elektrolit dan elektroda kerja (Gunzler

and Williams, 2001).

Pada penelitian ini dilakukan analisis asam urat secara voltammetri lucutan

menggunakan elektroda emas yang dilapisi dengan MIP. Pada tahap pertama

dilakukan optimasi potensial pelapisan MIP yaitu pada rentang -0,60 – 0,60 Volt.

Potensial pelapisan adalah potensial yang dipasang pada elektroda kerja emas saat



Dyah Ayu Purbasari

33

MIP dilapiskan pada elektroda emas tersebut. Pada optimasi ini digunakan larutan

uji asam urat 30 ppb. Puncak asam urat terdeteksi pada potensial 0,196 V dengan

potensial pelapisan 0,3 V dan waktu pelapisan 15 detik. Data arus dari masing-

masing potensial ditunjukkan pada Tabel 4.1. Sedangkan kurva hubungan arus

larutan asam urat 5 ppb dengan potensial pelapisan MIP pada elektroda emas

ditampilkan pada Gambar 4.6.

Tabel 4.1 Data hasil analisis asam urat pada berbagai potensial pelapisan MIP pada elektroda emas

No.Potensial

akumulasi MIP (V)

Arus asam urat

(nA)

Lebar dasar puncak (cm)

Kemiringan dasar puncak (°)

1. -0,6 295,5 8,6 92. -0,5 358,3 8,6 83. -0,4 445,1 8,5 94. -0,3 537,5 8,8 95. -0,2 600,3 9,0 116. -0,1 685,4 9,2 107. 0 1339 9,1 58. 0,1 1587 9,2 49. 0,2 1786 9,3 310. 0,3 1892 9,0 311. 0,4 1929 9,0 412. 0,5 1861 7,9 513. 0,6 1596 9,2 5



Dyah Ayu Purbasari

34

Gambar 4.6 Kurva hubungan arus larutan asam urat 5 ppb dengan potensial pelapisan MIP pada elektroda emas

Dari data pada Tabel 4.1 diperoleh rentang potensial kerja yang dijadikan

pertimbangan sebagai potensial yang akan digunakan untuk proses analisis

selanjutnya yaitu 0,20 – 0,50 V. Hal tersebut dikarenakan pada rentang potensial

0,20 – 0,50 V menghasilkan arus yang besar dengan perbedaan arus yang tidak

terlalu jauh. Pertimbangan tersebut berdasarkan empat faktor, yaitu besar sinyal

arus, bentuk puncak, lebar dasar puncak (base line) dan kemiringan dasar puncak

terhadap sumbu x. Karena memiliki bentuk puncak yang bagus, arus yang besar,

base line yang sempit, dan kemiringan yang kecil, maka pada proses analisis

selanjutnya digunakan potensial 0,3 Volt. Voltammogram asam urat 30 ppb pada

potensial pelapisan MIP 0,3 V dapat dilihat pada Gambar 4.7.

0

500

1000

1500

2000

2500

-0,7 -0,5 -0,3 -0,1 0,1 0,3 0,5 0,7

Aru

s (n

A)

Potensial pelapisan (V)



Dyah Ayu Purbasari

35

Gambar 4.7 Voltammogram asam urat 30 ppb pada potensial pelapisan MIP

4.4 Optimasi Waktu Akumulasi Asam Urat pada Elektroda Emas-MIP

Optimasi waktu pelapisan dilakukan pada potensial akumulasi 0,3 V dan

waktu akumulasi 30 – 150 detik dengan interval 30 detik. Data optimasi waktu

pelapisan dapat dilihat pada Tabel 4.3. Sedangkan kurva hubungan arus asam urat

dengan waktu akumulasi disajikan pada Gambar 4.8.

Tabel 4.2 Data arus dan potensial puncak hasil analisis asam urat 30 ppb pada berbagai waktu pelapisan MIP

No.Waktu pelapisan

MIP (detik)Potensial

puncak (V)Arus (nA)

1. 30 0,232 289,52. 60 0,226 300,43. 90 0,238 366,94. 120 0,208 473,15. 150 0,202 501,4

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

500n

1.00u

1.50u

2.00u

2.50u

I (A)

Asam Urat



Dyah Ayu Purbasari

36

Gambar 4.8 Kurva hubungan arus asam urat dengan waktu pelapisan MIP pada elektroda emas

Dari data pada Tabel 4.3 dipilih waktu akumulasi 90 detik karena memiliki

bemtuk voltammogram bagus, arus besar, lebar dasar puncak kecil, dan

kemiringan dasar puncak yang kecil. Waktu akumulasi 150 detik memberikan

arus yang paling besar, tetapi tidak dipilih sebagai waktu optimum karena

pertimbangan efesiensi waktu. Voltammogram asam urat 30 ppb pada waktu

pelapisan MIP 90 detik ditunjukkan oleh Gambar 4.9.

0

100

200

300

400

500

600

0 30 60 90 120 150 180

Arus

(nA)

Waktu pelapisan (detik)



Dyah Ayu Purbasari

37

Gambar 4.9 Voltammogram asam urat 30 ppb pada waktu pelapisan MIP 90

4.5 Uji Kinerja Elektroda Emas-MIP

Uji kinerja elektroda dilakukan dengan menggunakan elektroda emas-MIP

untuk menganalisis larutan asam urat 5 ppb pada kondisi potensial dan waktu

pelapisan optimum. Selanjutnya hasil analisis asam urat menggunakan elektrode

emas-MIP dibandingkan dengan hasil analisis menggunakan elektroda emas,

elektroda emas-NIP, dan elektroda emas-PANi. Hasil uji kinerja elektroda

ditampilkan pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Data arus asam urat 5 ppb hasil analisis dengan elektroda emas-MIP, emas-PANi, emas-NIP, dan emas

No. Jenis ElektrodaPotensial Puncak

(V)Arus (µA)

1. Emas-PANi 0,220 40,6052. Emas-NIP 0,226 39,8703. Emas-MIP 0,120 38,7904. Emas 0,214 49,610

0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

100n

200n

300n

400n

500

I (A)

Asam Urat



Dyah Ayu Purbasari

38

Dari data pada Tabel 4.3 terlihat bahwa analisis asam urat menggunakan

elektroda emas menghasilkan arus paling besar daripada elektroda yang lain. Hal

tersebut dikarenakan luas permukaan elektroda emas yang dapat digunakan untuk

kontak dengan analit lebih besar dibanding elektroda yang dilapisi polimer.

Dengan demikian jumlah analit yang terakumulasi pada elektroda emas juga

banyak, sehingga arus yang dihasilkan dari analisis menggunakan elektroda emas

juga besar.

Elektroda emas-PANi menghasilkan arus yang lebih besar daripada

elektroda emas-MIP dan emas-NIP. Hal tersebut disebabkan karena PANi

memiliki pori-pori yang banyak dan lebar sehingga memungkinkan untuk

dimasuki oleh analit, sehingga menghasilkan arus yang besar.

Analisis asam urat menggunakan elektroda emas-NIP seharusnya

menghasilkan arus yang lebih kecil, karena sisa asam urat yang belum terekstraksi

menyebabkan pori-pori elektroda tertutup oleh asam urat dan menghalangi asam

urat dari larutan menuju elektroda emas. Sehingga kontak analit dengan emas

menjadi berkurang. Namun, pada penelitian ini analisis asam urat menggunakan

elektroda emas-NIP menghasilkan arus yang lebih besar dari elektroda emas-MIP.

Hal ini disebabkan oleh asam urat yang belum diekstraksi lepas dari NIP selama

proses analisis dan bercampur dengan analit sehingga arus yang terukur semakin

bertambah besar.



Dyah Ayu Purbasari

39

4.6 Pembuatan Kurva Standar

Kurva standar pada penelitian ini dibuat dari data hasil analisis larutan

standar asam urat konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppb. Analisis dilakukan

menggunakan elektroda emas-MIP pada potensial optimum dan waktu akumulasi

optimum. Data hasil analisis pengukuran larutan standar asam urat disajikan pada

Tabel 4.4. Sedangkan kurva standar asam urat dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Tabel 4.4 Data hasil analisis larutan standar asam urat

No.Konsentrasi Asam

Urat (ppb)Arus (µA) Arus rata-rata

(µA)I II1. 1 14,12 14,40 14,2602. 2 14,69 15,50 15,0953. 3 15,55 15,79 15,6704. 4 16,18 15,96 16,0705. 5 17,02 16,16 16,590

Gambar 4.10 Kurva standar asam urat

Pada penelitian ini diperoleh persamaan kurva standar asam urat y =

0,563x + 13,84 dengan koefisien korelasi (r) = 0,9904. Persamaan kurva standar

yang diperoleh selanjutnya digunakan untuk uji validitas metode.

y = 0,563x + 13,84R² = 0,981

14

14,5

15

15,5

16

16,5

17

0 1 2 3 4 5 6

Aru

s (µ

A)

Konsentrasi (ppb)



Dyah Ayu Purbasari

40

4.7 Uji Validitas Metode

4.7.1 Linieritas

Linieritas menyatakan hubungan antara konsentrasi asam urat yang

dianalisis dengan sinyal arus yang ditimbulkan. Linieritas antara konsentrasi

dengan respon arus dinyatakan baik apabila harga koefisien korelasi (r) persamaan

regresi linier mendekati 1. Adanya hubungan linier antara respon arus dan

konsentrasi analit ditunjukkan dengan uji t. Koefisien korelasi diterima jika thitung

> t tabel. Dari hasil penelitian (Lampiran 7) maka diperoleh thitung = 12,4485,

sedangkan nilai ttabel = t(3;0;05) = 2,353.

Karena thitung = 12,4485 > ttabel = 2,353 maka disimpulkan bahwa terdapat

hubungan linieritas antara konsentrasi dan arus larutan asam urat. Arus larutan

semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi larutan yang dianalisis.

4.7.2 Presisi (ketelitian)

Pada penelitian ini presisi (ketelitian) ditentukan dari harga koefisien

variasi (%KV) dan standar deviasi dari hasil pengukuran masing-masing

konsentrasi larutan standar asam urat. Harga %KV yang diperoleh pada

konsentrasi asam urat 1 – 5 ppb mempunyai rentang 0,9683 % sampai 3,7940 %.

Data % KV pada masing-masing konsentrasi larutan standar asam urat dapat

dilihat pada Tabel 4.5.



Dyah Ayu Purbasari

41

Tabel 4.5 Data % KV hasil pengukuran masing-masing konsentrasi larutan standar asam urat

No.Konsentrasi Asam

Urat (ppb)Arus (µA)

% KVI II

1. 1 14,12 14,40 1,38842. 2 14,69 15,50 3,79403. 3 15,55 15,79 1,08304. 4 16,18 15,96 0,96835. 5 17,02 16,16 3,6655

Harga % KV yang diperoleh tersebut berbeda dari % KV yang diperoleh

pada penelitian Tambunan (2010). Dengan metode yang sama, pada penelitian

tersebut menghasilkan % KV dengan rentang 7,75 % sampai 12,8 %. Sehingga

dapat disimpulkan bahwa penelitian ini mempunyai presisi yang lebih baik karena

menghasilkan % KV dengan rentang yang lebih kecil.

4.7.3 Sensitivitas

Pada penelitian ini, sensitivitas ditentukan dari nilai kemiringan (slope)

kurva standar. Persamaan kurva standar yang diperoleh adalah y = 0,563x +

13,84. Sehingga dapat disimpulkan bahwa sensitivitas dari metode analisis asam

urat secara voltammetri menggunakan elektroda emas-MIP sebesar 7,93 µA/ppb

cm-2. Hal ini menunjukkan akan terjadi perubahan arus sebesar 7,93 µA setiap

kenaikan konsentrasi asam urat 1 ppb dan luas area 1 cm-2. Hasil tersebut berbeda

dengan sensitivitas pada penelitian Tambunan (2010) yaitu sebesar 0,227 μA/ppb.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa penelitian ini lebih sensitif dibandingkan

dengan penelitian Tambunan (2010).



Dyah Ayu Purbasari

42

4.7.4 Limit deteksi

Pada penelitian ini limit deteksi adalah konsentrasi asam urat terkecil yang

masih dapat dideteksi dengan baik oleh elektroda emas termodifikasi MIP. Limit

deteksi ditentukan dari persamaan kurva standar asam urat yang dihitung dengan

persamaan 3.5 dan 3.6.

Limit deteksi yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 0,7625 ppb yang

berarti kadar analit terkecil yang bisa diukur oleh elektroda emas-MIP adalah

0,7625 ppb. Limit deteksi ini lebih kecil daripada limit deteksi yang dihasilkan

pada penelitian Zhao et. al (2010) yaitu sebesar 0,336 ppm (2,0 × 10-6 M). Hal

tersebut berarti elektroda termodifikasi MIP tidak dapat mengukur konsentrasi

asam urat lebih kecil daripada elektroda glassy carbon termodifikasi MIP.

4.7.5 Akurasi

Akurasi menyatakan seberapa dekat konsentrasi asam urat hasil analisis

dengan konsentrasi standar yang digunakan. Akurasi semakin baik apabila

mendekati 100 %. Pada penelitian ini diperoleh akurasi sebesar 74,60 %, 108,35

%, dan 97,69 % untuk konsentasi asam urat berturut-turut1 ppb, 3 pp, dan 5 ppb.

Hasil pengukuran akurasi dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Data akurasi hasil pengukuran larutan standar asam urat

No.Konsentrasi

asam urat (Ks)Arus rata-rata

(µA)Csp

Akurasi(%)

1. 1 14,260 0,7460 74,602. 3 15,670 3,2504 108,353. 5 16,590 4,8846 97,69

Dari data pada Tabel 4.6 dapat dilihat bahwa penelitian ini mempunyai

akurasi dengan rentang 74,60 % sampai 108,35 %. Akurasi dikatakan baik apabila



Dyah Ayu Purbasari

43

mendekati 100 %. Hasil tersebut berbeda dengan penelitian Tambunan (2010)

yang mempunyai akurasi sebesar 99,62 % sehingga penelitian ini mempunyai

akurasi yang kurang bagus untuk konsentrasi 1 ppb..



Dyah Ayu Purbasari

44

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai

berikut.

1. Potensial pelapisan optimum MIP pada elektroda emas adalah 0,3 V.

Sedangkan waktu pelapisan optimumnya adalah 90 detik.

2. Metode penelitian ini menghasilkan linieritas dengan koefisien korelasi (r)

sebesar 0,9904, sensitivitas sebesar 0,563 µA/ppb, % KV dengan 0,9683

% sampai 3,7940 % untuk konsentrasi asam urat 1 – 5 ppb, limit deteksi

sebesar 0,7625 ppb, dan akurasi sebesar 74,60 %, 108,35 %, 97,69 %

untuk konsentrasi asam urat berturut-turut 1 ppb, 3 ppb, 5 ppb.

5.2 Saran

1. Diperlukan optimasi perbandingan mol anilin, amonium peroksodisulfat,

dan asam urat dalam pembuatan PANi, NIP dan MIP.

2. Diperlukan uji pengaruh asam askorbat untuk mengetahui selektivitas

elektroda emas termodifikasi MIP dalam analisis asam urat.

3. Diperlukan aplikasi elektroda emas termodifikasi MIP pada sampel serum.

4. Diperlukan pengembangan elektroda yang lebih sensitiv untuk analisis

asam urat.



Dyah Ayu Purbasari

45

DAFTAR PUSTAKA

Alexander, C., Andersson, H.S., Andersson, L.I., Ansell, R.J., Kirsch, N., Nicholls, I.A., O’Mahony, J., Whitcombe, M.J., 2006. J. Mol. Recognit. 19, 106–180.

Arwindah, P.R., 2010, Pengembangan Sensor Asam Urat Melalui Modifikasi Elektroda Glassy Carbon Dengan Molecularly Imprinted Polymer Menggunakan Monomer Anilin Secara Voltammetri Lucutan, Skripsi, Universitas Airlangga

Bruggemann, O., 2002, Molecularly imprinted materials–receptors more durable than nature can provide, Advanced in Biochemical Engineering/Biotechnology, Springer Verlag, Germany

George, S.K., Dipu, M.T., Mehra, U.R., Singh, P., Verma, A.K., and Ramgaokar, J.S., 2006, Improved HPLC Method for the Simultaneous Determination of Allantoin, Uric Acid, and Creatinin in Cattle Urine, Journal of Chromatography B, 832:134

Gunzler H. and Williams A., 2001, Handbook of Analytical Technique, WILEY-VCH Verlag GmbH, D-69469 Weinheim (Federal Republic of Germany)

John, S.A., 2005, Simultaneous Determination of Uric Acid and Ascorbic AcidUsing Glassy Carbon Electrodes in Acetate Buffer Solution, Journal of Electroanalytical Chemistry, 579:249-256

Hidayat, R., 2009, Gout dan Hiperurisemia, Divisi Reumatologi Departemen Ilmu Penyakit Dalam Fakultas kedokteran Universitas Indonesia RSUPNCM, Jakarta

Khasanah, M., Mudasir, Kuncaka A., Sugiharto E., Supriyanto, G., and Wafiroh, S., 2010, Enhancement of the Sensitivity and Selectivity of the Voltammetric Sensor for Uric Acid Using Molecularly Imprinted Polymer, Indo. J. Chem., 295-300

Komiyama, M., Takeuchi, T., Mukawa, T., and Asanuma, H., 2003, Molecular Imprinting From Fundamentals to Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA (Federal RePublic of Germany)

Lakshmi, D., Prasad, B.B., and Sharma, P.S., 2006, Creatinine Sensor Based on a Molecularly Imprinted Polymer Modified Hanging Mercury Drop Electrode, Talanta, 70:272-280

Maddu, A., Wahyudi, S.T., dan Kurniati, M., 2008, Sintesis dan Karakterisasi Nanoserat Polianilin, Nanosains dan Nanoteknologi, 22:74-78



Dyah Ayu Purbasari

46

Marcos, S., Assensio, C., Urunuela, I., Gallarta, F., Galban, J. dan Castillo J.R., 2000, New Approach to Polyaniline Optical Sensors pH, Acetic Acid and Ammonia Determination, Quimica Analitica, 19:99-104

Mark P. O and William R. L, 2004, Analytical Instrumentation Handbook, Second Edition. Departement of Chemistry and Biochemistr, University of Maryland, Baltimore Country, Baltimore, MD, USA

Matos, R. C., Augelli, M. A., Lago, C. L., and Agnes, L, 2000, Flow Injection Analysis-Amperometric Determination Of Ascorbic And Uric Acids In Urine Using Arrays of Gold Microelectrodes Modified By Electrodeposition of Palladium, Anal. Chim. Acta, 404, 151-157

Mendham, J. and Jeney, R.C., 2000, Texbook of Quantitive Chemical Analysis Chemistry, 6th editon, Singapore Addison Wesley, Longman Singapore

Miller, J.C., and Miller, J.N., 1988, Statistic for Analytical Chemistry, 3th edition, Ellis Horward Limited, New York

Monk, P. M. S., 2001, Fundamental of Electroanalytical Chemistry, Manchester Metropolitan University, Manchester, UK

Odian, G., 2004, Principles of Polymerization, Fourth Edition, John Wiley & Sons, Inc., New Jersey.

O’Neil and Maryadete, J. (editor), 2001, The Merck Index, 13th edition, Published by Merck Research Laboratories

Sci, Pak J Med., 2007, Serum Uric Acid Concentration in Patients With Type 2 Diabetes Melitus During Diet or Glibenclamide Therapy, Original Article, 23:361-365

Sewell, A.C., Murphy, H.C., and Iies, R.A., 2002, Use of Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy in Detection and Study of Organic Acidurias, Clin. Chem., 48, 357-359

Sreenivasan, K., 2007, Synthesis and Evaluation of Molecularly Imprinted Polymers for Nucleic Aic Bases Using Aniline as a Monomer, Reactiveand Functional Polymers, 67:859-864

Tambunan, F. N., 2010, Aplikasi Elektroda Glassy Carbon Termodifikasi Molecularly Imprinted Polymer Menggunakan Monomer Asam Metakrilat untuk Analisis Asam Urat secara Voltammetri, Skripsi, Universitas Airlangga.

Thomas, F. G. And G. Henze, 2001, Introduction to Voltammetric Analysis, Theory and Practice, CSIRO Publishing, Australia.



Dyah Ayu Purbasari

47

Wang, J., 2000, Analytical Electrochemistry, Wiley-VHC, Canada

Wallace, G. Gordon, Spinks, G. M., Maguire, L. A. P. Kane, and Teasdale P. R., 2003, Conducctive Electroactive Polymer Second Edition, CRC Press, Washington, D.C.

Yan, M. and Ramström, O., 2005, Molecularly Imprinted Material, Science and Technology, Cimarron Road, Monticello, New York 12701, U.S.A.

Yokoyama, Y., Horikoshi, S, Tukahashi, T., and Sato, H., 2000, Low capacity cation exchange Chromatography of ultraviolet-absorbing urinary basic metabolites using a reversed phase column coated with hexadecylsulfonate, Journal of Chromatography. A, 886, 297-302

Zhao, Y., Bai J., Wang1 L., XuHong E., Huang P., Wang H., Zhang L., 2006, Simultaneous Electrochemical Determination of Uric Acid and Ascorbic Acid Using L-Cysteine Self-Assembled Gold Electrode, Int. J. Electrochem. Sci., 363-371



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 1

Perhitungan pembuatan larutan bufer

A. Pembuatan larutan asam asetat 2 M

M = V

=m

Mr ×VV =

m

ρ

m = M × Mr × V = 12

1,049

= 2 × 60 × 100 = 11,5 mL volume asam asetat glasial

= 12000 mg

= 12 gram

Perhitungan pembuatan larutan natrium asetat 2 M dilakukan dengan cara yang

sama.

B. Pembuatan bufer asetat pH 4

MCH3COOH = MCH3COONa = 2 M

VCH3COOH = VCH3COONa = 100 mL

pKa = 4,76

pH = log [G][A] + pKa Vg = Va dan Mg = Ma

4 = log Vg

Va+ 4,76 misal Vg = x dan Va = 50 - x

4 = log x

50 - x+ 4,76

-0,76 = log x

50 - x

x

50 - x= 0,1738

x = 7,4 mL Volume CH3COONa

Va = (50 – 7,4) mL

= 42,6 mL Volume CH3COOH



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 2

Perhitungan pembuatan larutan asam urat

A. Pembuatan larutan induk asam urat 1000 ppm

1000 ppm = 1000 mg

L

= 1 gram

L

= 0,1 gram100 mL

0,1 gram asam urat dilarutkan dalam 100 mL air

B. Pembuatan larutan kerja asam urat 10 ppm

V1 × N1 = V2 × N2

100 × 10 = V2 × 1000

V2 = 1,0 ml Volume larutan induk asam urat 1000 ppm

Pembuatan larutan kerja asam urat 1 ppm, 30 ppb, dan 5 ppb dilakukan dengan cara yang sama.



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 3

Perhitungan pembuatan PANi, NIP, dan MIP

A. Anilin

Perbandingan mol anilin : amonium peroksodisulfat : asam urat = 2 : 1 : 0,1

Massa = V × ρ Mol = massa

Mr

= 0,4 × 1,02 = 0,408

93

= 0,408 gram = 4,39 × 10-3 mol

B. Amonium peroksodisulfat

Mol = 1

2× mol anilin Massa = mol × Mr

= 1

2× mol anilin = 2,195 × 10-3 mol

= 2,195 × 10-3 mol = 0,500 gram

C. Asam Urat

Mol = 0,1 × mol ammonium peroksodisulfat

= 0,1 × 2,195 × 10-3 mol

= 2 × 10-4 mol

Massa = mol × Mr

= 2 × 10-4 × 168,11

= 0,0336 gram



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 4

Spektra FTIR Asam Urat, Anilin, PANi, NIP, dan MIP

A. Spektra FTIR asam urat

No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 308,61 8,66 15. 1404,18 10,452. 339,47 15,29 16. 1489,05 11,353. 470,63 11.21 17. 1589,34 2,584. 516,92 14,52 18. 1674,21 0,025. 570,93 14,41 19. 2021,40 29,276. 617,22 13,63 20. 2337,72 21,287. 702,09 10,09 21. 2368,59 19,088. 786,96 5,13 22. 2607,76 11,609. 879,54 18,41 23. 2692.63 7,9110. 987,55 11,17 24. 2823,79 2,9211. 1118,71 10,05 25. 3016,67 1,2212. 1226,73 22,50 26. 3410,15 13,3413. 1303,88 8,64 27. 3749,62 16,8714. 1350,17 9,48



Dyah Ayu Purbasari

B. Spektra FTIR anilin

No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 370,33 21,8 13. 1928,82 52,52. 501,49 31,0 14. 2083,12 54,83. 686,66 31,0 15. 2167,99 54,84. 756,10 29,8 16. 2337,72 50,95. 879,54 44,1 17. 2430,31 54,66. 1118,71 50,6 18. 2638,62 51,77. 1172,72 44,2 19. 2769,78 51,48. 1273,02 37,0 20. 2931,80 47,89. 1496,76 31,6 21. 3032,10 33,010. 1620,21 26,2 22. 3232,70 24,911. 1782,23 55,6 23. 3371,57 15,112. 1843,95 54,8 24. 3433,29 14,4



Dyah Ayu Purbasari

C. Spektra FTIR polianilin

No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 308,61 25,35 14. 1658,78 12,362. 339,47 7,73 15. 2337,72 5,813. 408,91 23,45 16. 2368,59 5,294. 470,63 21,79 17. 2592,33 4,775. 601,79 18,96 18. 2939,52 3,386. 686,66 19,35 19. 3147,83 2,867. 817,82 16,78 20. 3209,55 2,758. 1149,57 6,68 21. 3487,30 2,169. 1242,16 11,19 22. 3749,62 2,2110. 1303,88 8,79 23. 3749,62 2,4211. 1404,18 10,82 24. 3819,06 2,4212. 1489,05 8,04 25. 3903,92 2,3313. 1566,20 8,69



Dyah Ayu Purbasari

D. Spektra FTIR non imprinted polymer (NIP)

No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 3965,32 16,98 11. 1570,07 10,192. 3852,06 16,78 12. 1478,96 9,773. 3777,78 16,31 13. 1406,29 10,394. 3405,36 11,44 14. 1303,3 9,715. 3128,61 10,79 15. 1244,63 10,886. 2927,17 9,73 16. 1133,72 8,337. 2857,92 10,44 17. 881,16 13,878. 2374,8 11,07 18. 809,96 12,879. 2272,6 11,39 19. 616,91 14,8310. 1707,17 11,67 20. 611,34 15,2



Dyah Ayu Purbasari

E. Spektra FTIR molecularly imprinted polymer (MIP)

No. Peak Intensitas No. Peak Intensitas1. 3964,32 15,4 10. 1674,14 12,812. 3852,8 15,34 11. 1568,88 11,053. 3778,55 15,02 12. 1484,45 10,674. 3692,17 14,92 13. 1299,88 10,775. 3424,93 12,13 14. 1121,13 9,776. 3225,37 12,18 15. 801,88 12,737. 2928,08 11,9 16. 616,64 13,918. 2375,49 12,23 17. 608,2 14,099. 2299,62 12,66



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 5

Voltammogram optimasi potensial pelapisan MIP pada elektroda emas

VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.208 1.786 1.786 --- 0.000


Optimasi potensial pelpisan MIPUA 30ppb Ed 0.3 30s

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

500n

1.00u

1.50u

2.00u

2.50u

I (A)

Asam Urat

Optimasi potensial pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.2_30s

0.0 0.2 0.40 0.6 0.8 1.0U (V)

500n

1.00

1.50

2.00

I (A)

Asam Urat



Dyah Ayu Purbasari



Optimasi potensial pelapisan MIP)UA 30ppb_Ed 0.5_30s

0.0 0.2 0.40 0.6 0.80 1.0U (V)

500n

1.00

1.50

2.00

2.50

I (A)

Asam Urat

Optimasi potensial pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.4_30s

0.0 0.2 0.40 0.6 0.80 1.0U (V)

500n

1.00

1.50

2.00

2.50

I (A)

Asam Urat



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 6

Voltammogram optimasi waktu pelapisan MIP

VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 -1 0.232 289.5 289.5 --- 0.0

VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 1 0.226 300.4 300.4 --- 0.0

Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.3_60s

0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

100n

200n

300n

400n

I (A)

Asam Urat

UA 30ppb Ed 0.3 30s

0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

100n

I (A)

Asam Urat

Optimasi waktu pelapisan MIP

400n

300n

200n



Dyah Ayu Purbasari

VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 -1 0.238 366.9 366.9 --- 0.0

VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.208 473.1 473.1 --- 0.0

Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_0.3_Ed 120s

0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

100n

200n

300n

400n

500n

600n

I (A)

Asam Urat

Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_Ed 0.3_90s

0 0.2 0.4 0.6 0.80 1.0U (V)

100

200

300

400

500

I (A)

Asam Urat



Dyah Ayu Purbasari

VR V nA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 - 1 0.202 501.4 501.4 --- 0.0

Optimasi waktu pelapisan MIPUA 30ppb_0.3_150s

0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00U (V)

200n

300n

400n

500n

600n

700n

I (A)

Asam Urat



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 7

Voltammogram uji kinerja elektroda emas, emas-PANi, emas-NIP, dan emas-MIP

VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1 -1 0.220 40.06 40.06 --- 0.00

VR V uA I.mean Std.Dev. I.delta Comments----- ------ ------ ------ -------- -------- ----------------------1-1 0.226 39.47 39.47 --- 0.00

0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)

30.0u

40.0u

50.0u

60.0u

70.0u

80.0u

I (A)

Asam Urat

Uji kinerja elektroda emas-NIP

0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)

30.0u

40.0u

50.0u

60.0u

70.0u

80.0u

I (A)

Asam Urat

Uji kinerja elektroda emas-PANI



Dyah Ayu Purbasari



Uji Kinerja elektroda emas

0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)

30.0u

40.0u

50.0u

60.0u

70.0u

80.0u

90.0u

I (A)

Asam Urat

-0.10 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50U (V)

30.0u

40.0u

50.0u

60.0u

70.0u

80.0u

I (A)

Asam Urat

Uji kinerja elektroda emas-MIP



Dyah Ayu Purbasari

Lampiran 8

Uji validitas metode

A. Linieritas

Nilai t hitung = |r| (n-2)

1 r2

= |0,9904| (5 - 2)

1- 0,981

= 0,9904 ×1,732

0,1378

= 1,7154

0,1378

= 12,4485

B. Perhitungan presisi (ketelitian) larutan baku asam urat

Asam urat 1 ppb

Replikasi (n) x (µA) (x - ) (x - )2

1 14,12 -0,140 0,01962 14,40 0,140 0,0196

= 14,260 Σ (x - )2 = 0,0392

SD = ∑( )

% KV = SD

x× 100 %

= 0,0392

2 - 1 = 0,1980

14,26× 100 %

= 0,0392 = 1,3884 %

= 0,1980



Dyah Ayu Purbasari

Perhitungan presisi (ketelitian) larutan baku asam urat 2 ppb, 3 ppb, 4 ppb, dan 5

ppb dilakukan dengan cara yang sama.

C. Perhitungan limit deteksi

ŷ = 0,563x + 13,84

Asam urat 1 ppb

ŷ = 0,563 . 1 + 13,84

= 0,563 + 13,84

= 14,403

Perhitungan ŷ larutan asam urat 2 ppb, 3 ppb, 4 ppb, dan 5 ppb dilakukan dengan

cara yang sama.

No.Konsentrasi Asam

Urat (ppb)Arus rata-rata

pengukuran (yi)Arus

perhitungan (ŷ)(yi – ŷ)2

1. 1 14,260 14,403 0,02042. 2 15,095 14,966 0,01643. 3 15,670 15,529 0,01994. 4 16,070 16,092 0,00055. 5 16,590 16,655 0,0042

Σ(yi – ŷ)2 0,0614

SD =

2

ˆ 2

n

yyi

= 25

0614,0

= 3

0164,0

= 0,1431

YLOD = 3SD + a

= 3 . 0,1431 + 13.84

= 0,4293 + 13.84



Dyah Ayu Purbasari

= 14,2693

YLOD = 0,563x + 13,84

14,2693 = 0,563x + 13,84

0,563x = 14,2693 – 13,84

0,563x = 0,4293

x = 0,7625

LOD = 0,7625 ppb

C. Perhitungan Akurasi

R = CspKs × 100 %

Asam urat 1 ppb

Arus rata – rata = 14,260

y = 0,563x + 13,84

14,260 = 0,563x + 13,84

0,563 x = 14,260 – 13,84

x = 0,7460

R = CspKs × 100 %

= 0,7460

1× 100 %

= 74,60 %

Perhitungan akurasi larutan asam urat 3 ppb dan 5 ppb dilakukan dengan cara

yang sama.



Dyah Ayu Purbasari

PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK …repository.unair.ac.id/25756/1/PURBASARI, DYAH...

Documents

Transcript of PENGEMBANGAN SENSOR VOLTAMMETRIK …repository.unair.ac.id/25756/1/PURBASARI, DYAH...