Download - Dasar Dasar Analisis Proksimat

Transcript
Page 1: Dasar Dasar Analisis Proksimat

2011

SMK NEGERI 7 BANDUNG RAZAN N. H. & ADLY A.

DASAR DASAR ANALISIS BAHAN MAKANAN Analisis bahan makanan berdasar pada metode metode kimia analitis, diantaranya metode spektroskopi, titrimetri, dan gravimetri. Pemilihan metode bergantung pada berbagai pertimbangan dan masalah yang terkandung dalam sifat informasi yang dicari.

Page 2: Dasar Dasar Analisis Proksimat

2

PETA KONSEP: DASAR DASAR ANALISIS BAHAN MAKANAN

I. DASAR DASAR ANALISIS

Dasar Dasar Analisis Bahan Makanan

Dasar Dasar Analisis

Perspektif Analisis

Unit dan Satuan

Tujuan Analisis

Faktor Pertimbangan

Pemilihan Metode

Perancangan Prosedur

Metode Analisis

Bahan Makanan dan

Pengelompokannya

Makronutrien

Mikronutrien

Bahan Ikatan

Bahan Tambahan

Metabolit

Page 3: Dasar Dasar Analisis Proksimat

3

Dalam definisi umum, kimia analisis didefinisikan sebagai cabang ilmu kimia yang mempelajari penentuan kandungan komponen – komponen dalam cuplikan (qualitative analysis) dan jumlah dari komponen – komponen tersebut (quantitative analysis). Terdapat kesamaan dalam definisi kimia analisis dan analisis kimia, yang membuat mis-interpretasi dalam bidang kajian kimia analisis. Penggunaan definisi umum untuk kimia analisis adalah lebih merupakan bagian dari analisis kimia (qualitative & quantitative analysis). Dalam definisi yang lebih luas, analisis kimia tidak hanya mempelajari tentang penentuan komponen dan penentuan jumlahnya, tapi juga menyangkut perluasan metode – metode analisis yang telah ada, penyempurnaan metode – metode analisis yang telah ada, dan pengembangan – pengembangan metode analisis untuk analisis phenomena kimia yang baru.

Perbedaan lain dari kimia analisis dan analisis kimia adalah dalam analisis kimia, pengembangan dan perluasan metode – metode penentuan yang lama sering diperlukan. Misal dalam penentuan Zink dari suatu cuplikan, mineral – mineral pengganggu lain harus dipisahkan baik dengan cara pengendapan atau metode khusus lain. Penentuan cara pemisahan komponen pengganggu dapat dipilih berdasarkan pertimbangan – pertimbangan tertentu, seperti waktu pemisahan, kerumitan, biaya analisis, dan alat – alat yang tersedia. Seringkali dalam kasus – kasus yang bersifat penelitian, penggunaan metode – metode baru diperlukan dan seorang analis harus menrujuk pada metode – metode yang baru dalam abstrak – abstrak kimia dan literature lain.

Prosedur analisis kimia biasanya terbagi dalam dua kategori: analisis kualitatif dan analisis kuantitatif. Suatu cuplikan anu yang tidak diketahui komponen – komponennya, perlu ditentukan kandungan komponen – komponennya. Metode – metode penentuan kandungan komponen yang terdapat, tanpa mementingkan jumlah spesifik dari komponen tersebut, adalah bagian dari analisis kualitatif. Adalah bagian dari analisis kuantitatif untuk menentukan jumlah seluruh komponen yang terkandung dalam sampel, atau jumlah komponen – komponen tertentu. Persoalan mendasar ini sering diperluas menjadi berapa banyak jumlah pengotor tertentu dalam sampel anu, dan presentase pengotor dalam sampel.

I.A Perspektif Analisis

Banyak analis kimia mendefinisikan perspektif analisis sebagai pendekatan analitis untuk menyelesaikan masalah (David Harvey, 2000). Banyak definisi yang beraneka ragam dalam mendeskripsikan “apakah perspektif analisis”. Namun, terlepas dari definisi itu, sebuah masalah dapat ditangani dalam lima tahap penyelesaian:

1. Identifikasi dan definisikan masalah.

2. Rancang prosedur eksperimen.

3. Laksanakan eksperimen, kumpulkan data.

4. Analisa data – data.

5. Ajukan penyelesaian untuk masalah terkait.

Berikut adalah skema dari suatu pendekatan dalam penyelesaian masalah, dalam perspektif analisis.

Page 4: Dasar Dasar Analisis Proksimat

4

I.B Unit dan Satuan

Perhitungan dalam kimia seringkali melibatkan penggunaan unit tertentu. Semisal dalam kasus berikut: “encerkan 5 dari sampel ke dalam labu takar 100.” Prosedur tersebut tidaklah jelas dan sangat sulit diikuti, namun bila prosedur diinstruksikan sebagai berikut: “encerkan 5 mL dari sampel ke dalam labu takar 100 mL,” maka prosedur akan lebih mudah diikuti dan tidak ada ambiguitas dalam maksud instruksi.

Kimiawan berupaya untuk mendapatkan kesamaan dalam penggunaan unit satuan yang digunakan untuk mendeskripsikan, katakanlah, volume suatu larutan. Karena masalah ini, maka digunakan SI unit untuk mendapatkan kesamaan dalam penggunaan unit pengukuran. Dalam hal ini, penggunaan Liter tidaklah dianjurkan untuk mendefinisikan jumlah volume, tapi dapat diterima untuk penggunaan Liter sebagai decimeter cubic (dm3).

Page 5: Dasar Dasar Analisis Proksimat

5

I.B.1 Konsentrasi

Konsentrasi adalah pengukuran jumlah solute yang tersedia dalam suatu jumlah solution. Atau dalam kata lain, jumlah zat terlarut dalam suatu larutan.

Walaupun penggunaan istilah larutan dan terlarut mengacu pada fasa cair, terkadang penggunaannya mengacu pada fasa padat dan gas.

Dalam ilmu kimia, ada beberapa satuan yang digunakan untuk konsentrasi.

Page 6: Dasar Dasar Analisis Proksimat

6

Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 L larutan. Sedangkan Formalitas adalah jumlah mol zat terlarut, tak tergantung pada bentuk kimianya, per 1 L larutan. Dalam penggunaannya besar Formalitas akan berbeda dengan besar Molaritas. Misal 5 mol asam klorida, NaCl, dilarutkan dalam 500 mL air. Natrium klorida akan terdisosiasi sempurna dalam air menjadi ion Na+ dan Cl-. Maka tidaklah tepat untuk mengatakan bahwa dalam larutan terdapat 10 M asam klorida, karena sama sekali tidak terdapat NaCl dalam larutan, namun jelas terdapat 10 M ion natrium, dan 10 M ion klorida. Penggunaan formalitas mengabaikan bentuk kimiawi dari zat yang terlarut, secara langsung menyebutkan bahwa terdapat 10 M natrium klorida dalam larutan.

Definisi ketat dari satuan molaritas ini seringkali diabaikan dalam literature dan buku teks. Maka lebih lazim digunakan molaritas untuk mendefinisikan jumlah mol zat yang terdapat dalam 1 L larutan. Walaupun penggunaan 10 M NaCl kurang tepat, namun dapat diterima dan dipahami bahwa larutan tersebut mengandung 10 M ion natrium, [Na+], dan 10 M ion klorida, [Cl-].

Normalitas didefinisikan sebagai jumlah equivalen zat terlarut dalam 1 L larutan. Satuan normalitas lebih umum digunakan dalam titrimetri, karena penggunaannya yang dengan mudah menggambarkan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi. Karena itu, berat equivalen zat bergantung pada jenis analisa titrimetri yang berlangsung.

Page 7: Dasar Dasar Analisis Proksimat

7

- Dalam tirasi asidi-alkalimetri, normalitas didefinisikan sebagai konsentrasi ion hydrogen atau hidroksida dalam larutan. Dimana satu ekuivalen adalah jumlah ion H+ atau OH- yang dibutuhkan untuk terlibat dalam reaksi. Misal dalam reaksi berikut:

H2SO4 <--> 2H+ + SO42-

Satu mol sulphuric acid akan menghasilkan 2 mol ion hydrogen, karena itu faktor ekuivalennya adalah 1/2 .

- Dalam titrasi oksidimetri, normalitas didefinisikan sebagai jumlah electron yang diberikan atau diterima oleh zat pengoksidasi atau pereduksi. Misal dalam reaksi berikut:

MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O

Satu mol permanganate membutuhkan 5 elektron untuk tereduksi menjadi ion mangan (II), sehingga faktor ekuivalennya adalah 1/5.

- Dalam pesipitrimetri atau reaksi pembentukan kompleks, ekuivalen didefinisikan sebagai massa zat yang mengandung atau bereaksi dengan 1 mol kation univalent M+, ½ mol bivalen M2+, 1/3 mol kation trivalent M3+, dan sebagainya. Sehingga ekuivalen adalah adalah mol dibagi valensinya.

Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 kilogram solvent. Persen berat adalah jumlah gram solute per 100 g larutan, definisi yang sama berlaku untuk persen volume dan persen berat/volume. Penggunaan part per million dan part per billion lazim terdapat dalam analisa yang memerlukan ketelitian tinggi. Dimana dalam part per million (ppm), 1 ppm didefinisikan sebagai microgram zat terlarut per gram larutan; untuk larutan aqueous milligram zat terlarut per liter larutan. Part per billion (ppb) adalah nanogram zat terlarut per gram larutan; untuk larutan aqueous microgram zat terlarut per liter larutan.

I.B.2 Fungsi p

Penggambaran grafis suatu proses reaksi, misal dalam titrimetri, tidaklah nyaman bila dipresentasikan dalam bentuk konsentrasi seperti yang ditunjukkan dalam table 2.4. Terkadang, perubahan konsentrasi reaktan akan sangat sulit dipresentasikan dalam bentuk unit konsentrasi tersebut. Karena pertimbangan tersebut digunakan fungsi p dalam penggambaran laju perubahan konsentrasi.

Misal untuk konsentrasi zat X, maka fungsi p adalah fungsi dalam bentuk pX.

Kurung siku, [X], melambangkan konsentrasi zat X dalam molaritas. Penggunaan fungsi p sangat membantu dalam menggambarkan perubahan konsentrasi reaktan secara grafis dengan koordinat Cartesius. Lazimnya digunakan dalam titrimetri, sumbu x digunakan untuk menggambarkan penambahan volume dan y untuk konsentrasi dalam fungsi p. Penggambaran secara grafis berlangsungnya reaksi dalam system dan jumlah mol komponen yang terlibat didalamnya dapat digambarkan dengan memuaskan dalam bentuk fungsi p.

I.C Tujuan Analisis

Telah diuraikan pada bagian sebelumnya bahwa analisis dapat dibedakan dalam dua kategori: kuantitatif dan kualitatif. Analisis kualitatif adalah analisis yang berkaitan dengan identifikasi

Page 8: Dasar Dasar Analisis Proksimat

8

komponen – komponen yang terdapat dalam cuplikan, atau komponen yang tidak diinginkan yang terkandung dalam sampel anu. Kadang dalam kasus tertentu, informasi yang dicari adalah kehadiran zat pengganggu analisa, atau komponen runutan lainnya. Analisis kualitatif tidak menangani jumlah, namun lebih menangani keberadaan komponennya.

Penanganan jumlah suatu komponen dalam sampel berada dalam ruang lingkup analisis kuantitatif. Sifat informasi yang dicari dapat berupa jumlah komponen utama penyusun sampel; jumlah komponen – komponen runutan yang terdapat didalamnya; kuantitas zat yang tidak diinginkan yang terdapat dalam sampel. Terkadang analisa dibatasi pada pengukuran jumlah zat –zat tertentu dalam sampel sesuai parameter uji. Terlepas dari tujuan dilakukannya analisis kuantitatif, analisis kuantitatif menangani pengukuran jumlah.

Tujuan analisis sangat berkaitan dengan sifat informasi yang ingin didapat, apakah ia bertujuan untuk mengidentifikasi kandungan zat dalam sampel atau lainnya, ia selalu berada dalam wilayah analisis kuantitatif atau analisis kualitatif. Kadang tujuan analisis masuk dalam kategori keduanya, mengidentifikasi kandungan dan menentukan jumlahnya.

I.D Faktor Pertimbangan Pemilihan Metode

1) Akurasi

Akurasi adalah seberapa besar kedekatan hasil analisa dengan hasil yang diharapkan. Persentase perbedaan hasil analisa dengan hasil yang diharapkan dikalkulasikan sebagai persen error, yang diekspresikan sebagai berikut:

2) Presisi

Pengulangan analisis sampel memberikan variable hasil yang berbeda. Perbedaan variable hasil ini adalah presisi analisa. Semakin dekat perbedaan variable ini, maka semakin tinggi presisinya.

3) Sensitivitas

Sensitivitas adalah kemampuan pengukuran suatu metode untuk membedakan antara jumlah dua analit yang berbeda dari sampel yang sama.

4) Selektivitas

Selektivitas adalah kebebasan suatu metode dari efek komponen – komponen pengganggu yang didefinisikan oleh koefisien selektivitas. Koefisien selektivitas sendiri didefinisikan sebagai sensitivitas antara pengganggu dibandingkan dengan jumlah analit (KA, I).

5) Kekuatan dan Kekasaran Analisa

Sebuah metode yang kuat adalah metode yang dapat diaplikasikan kedalam berbagai macam jenis analit dengan banyak jenis pengganggu – pengganggu. Suatu metode yang kasar adalah metode yang tidak sensitive terhadap perubahan kondisi analisa seperti temperature dan kelembapan.

6) Skala Operasi

Page 9: Dasar Dasar Analisis Proksimat

9

Pembagian skala operasi dalam analisis kimia lazim dikategorikan dalam tiga bagian besar: skala makro, semi-mikro, dan mikro. Untuk skala makro penetapan kuantitas sampel 0.1 g atau lebih; skala semi-mikro menangani kuantitas 0.01 g ke 0.1 g; untuk skala mikro penanganannya kurang dari 0.01 g. Dalam bentuk yang lain, pembagian skala dipecah dalam kategori major, minor, trace dan ultra-trace; didefinisikan dalam persen massa/massa (w/w). Major scale didefinisikan sebagai penetapan kuantitas lebih dari 1% w/w; minor scale untuk kuantitas 0.01% w/w - 1% w/w; trace penanganannya 10-7% w/w - 0.01% w/w; dan ultra-trace menangani skala kurang dari 10-7% w/w.

7)Keselamatan

Lebih sering diabaikan daripada diacuhkan, keselamatan haruslah menjadi prioritas utama dalam pemilihan metode. Penanganan bahan – bahan kimia dalam laboratorium memerlukan keterampilan khusus karena banyak bahan yang sangat berbahaya. Sifat zat yang digunakan untuk analisa berupa toxic, irritant, corrosive dan sebagainya perlu menjadi pertimbangan dalam pemilihan metode. Sebagai contoh: penentuan kadar besi total dengan tiosianat melibatkan oksidasi ion besi (II) menjadi besi (III). Besi (II) dioksidasi menggunakan air brom. Diketahui bahwa uap dari brom sangatlah berbahaya. Pengajuan reagensia yang lain lebih di-preferensi-kan, seperti hydrogen peroksida, untuk mengoksidasi ion besi (II) karena sifatnya yang jauh lebih tidak berbahaya.

8) Alat, Waktu, dan Biaya

Penentuan metode analisis patut mempertimbangkan alat yang tersedia, konsumsi waktu dan biaya analisa. Terkadang suatu metode yang digunakan mengkonsumsi waktu yang relative cepat namun dengan biaya yang besar. Adalah keputusan seorang analis untuk menentukan metode yang terbaik berdasarkan pertimbangan – pertimbangan tersebut.

I.E Perancangan Prosedur

Setelah mencapai kemantapan dalam pemilihan metode analisis, barulah analis dituntut untuk merancang prosedur analisa. Titik berat dalam perancangan prosedur adalah kompensasi dalam penanganan pengganggu, memilih dan kalibrasi peralatan, pengumpulan sampel yang representative, dan validasi metode.

I.E.1 Kompensasi Pengganggu

Metode – metode analisis kuantitatif sering mengadapi komponen komponen pengganggu. Bahkan untuk metode yang terbaik pun komponen pengganggu terlibat dalam pengukuran. Pengganggu dapat diakibatkan dari reagen yang digunakan atau komponen terkandung dalam sampel. Untuk meminimalisir pengaruh pengganggu tersebut, dilakukan pendekatan penyelesaian masalah ini.

Dalam suatu pengukuran yang ideal tanpa kehadiran pengganggu, total hasil pengukuran dalam analisis, Smeas, adalah jumlah hasil yang digunakan untuk analit, SA, dan jumlah hasil untuk reagen, SReag.

Dimana CA digunakan untuk konsentrasi analit.

Berdasarkan persamaan diatas, hasil konsentrasi analit tidak akan diketahui tanpa hasil yang digunakan untuk reagen. Upaya untuk meminimalisir kesalahan ini adalah dengan penggunaan metode blanko. Metode blanko adalah metode pengukuran tanpa melibatkan sampel, namun hanya melibatkan reagen yang digunakan untuk analisis. Dengan penggunaan metode blanko ini, maka kesalahan analisis dapat diminimalisir.

Page 10: Dasar Dasar Analisis Proksimat

10

Kasus kedua adalah pengganggu yang terkandung dalam sampel. Berdasarkan logika yang sama, maka kehadiran pengganggu menjadi perhitungan dalam total hasil pengukuran. Hasil yang digunakan untuk pengganggu, SI, dimasukkan ke dalam persamaaan. Maka total hasil pengukuran dalam analisis menjadi:

Jumlah SI tidak dapat ditentukan dengan pengukuran Seag saja, dan juga tak termasuk dalam SA. Karena itu perlu dilakukan metode pemisahan pengganggu sehingga SI dapat dihilangkan dari persamaan.

I.E.2 Pemilihan dan Kalibrasi Peralatan

Kalibrasi adalah serangkaian metode untuk menyesuaikan hasil yang ditunjukkan oleh suatu peralatan dengan suatu standar yang telah diketahui. Standar yang telah diketahui besarnya ini digunakan sebagai acuan kalibrasi alat. Sebagai contoh untuk kalibrasi neraca analitis, digunakan suatu standar massa berupa silinder dengan massa tertentu. Silinder ditimbang menggunakan neraca analitis yang dikalibrasi untuk mengetahui ketelitian pengukuran alat.

Alat yang telah dikalibrasi menjadi pilihan untuk analisis, agar hasil yang ditunjukkan dapat seakurat mungkin. Alat – alat yang belum terkalibrasi, sebaliknya, lebih baik dikalibrasi terlebih dahulu atau tidak digunakan karena akan memberikan hasil yang tidak menggambarkan jumlah sebenarnya secara akurat.

I.E.3 Sampling

Proses pengambilan sampel yang baik membantu memastikan bahwa hasil analisis akurat. Sampel yang baik adalah sampel yang mewakili keseluruhan objek yang akan dianalisa atau sering disebut representative. Metode – metode yang digunakan untuk mendapatkan sampel representative bergantung pada jenis sampel, apakah cair, padat atau gas. Pengambilannya harus mempertimbangkan keacakan pemilihan titik – titik sampling, dan cara pengambilan itu sendiri.

Walaupun proses pengambilan sampel yang baik membantu akurasi analisis; ia tidak menjamin, bagaimanapun juga, hasil analisis cukup untuk penyelesaian masalah yang sedang diinvestigasi atau jawaban yang diajukan untuk penyelesaian masalah benar.

I.E.4 Validasi

Secara sederhana validasi adalah proses verifikasi bahwa prosedur yang digunakan memberikan hasil yang dapat diterima. Proses pencapaian hasil yang dapat diterima ini melibatkan akurasi dan presisi prosedur yang digunakan. Dalam prosedur yang tervalidasi, prosedur memberikan hasil yang sama dan dapat dibandingkan terlepas dimana prosedur eksperimen dilaksanakan. Sebagai contoh bila di laboratorium A menggunakan suatu prosedur untuk penentuan komponen x, maka hasil yang didapat bisa dibandingkan dengan hasil eksperimen di laboratorium B dengan prosedur sama.

I.F Metode Analisis

Teknik – teknik analisis kimia dapat dibagi berdasarkan prinsip – prinsip analisa: (1) reaksi yang berlangsung antara dua komponen untuk penentuan kualitatif, digunakan sebagai dasar analisis kualitatif klasik. Ini dapat diperluas pada jumlah kuantitatif reagensia yang diperlukan untuk menyempurnakan reaksi (mis: titrimetri, gravimetri); (2) pengukuruan listrik yang sesuai (mis: potensiometri); (3) pengukuran sifat optis tertentu (mis: spektrofotometri visible); (4) penggabungan

Page 11: Dasar Dasar Analisis Proksimat

11

antara penyempurnaan reaksi dan pengukuran listrik atau penggabungan pengukuran optis (mis: titrasi amperometri).

Analisis berdasar pada reaksi kimia yang terjadi, pembentukan senyawa – senyawa yang khas dari hasil reaksi tersebut, adalah dasar dari metode analisis kualititatif jenis klasik. Dalam pelaksanaan analisis kualitatif anorganik, kation dan anion digolongkan berdasarkan sifat kelarutan garamnya terhadap reagen – reagen tertentu.

Pelaksanaan kuantitatif reaksi kimia merupakan dasar metode tradisional atau klasik analisis kimia: gravimetri, titrimetri, dan volumetri.

Pelaksanaan analisis kuantitatif yang melibatkan instrumen terbagi dalam: spektroskopi serapan atom, spektroskopi emisi atom, spektrofotometri visible, spektrofotometri ultra-violet, spektofotometri infra-red, dsb.

I.F.1 Gravimetri

Gravimetri adalah metoda penentuan jumlah atau kadar ion/unsur/senyawa tertentu yang ada di dalam suatu sampel yang dasar penentuannya adalah massa senyawa murni yang dapat diperoleh dari sampel tersebut. Dalam arti yang lebih sederhana: segala metode pengukuran yang menggunakan acuan massa atau perubahan massa. Proses gravimetri melalui serangkaian perlakuan isolasi senyawa serta penimbangan yang didahului dengan pemanasan. Seringkali dilakukan pereaksian cuplikan untuk mendapatkan senyawa murni yang diikuti dengan pemanasan, dan lalu penimbangan dalam bentuk senyawa penimbangan. Seringkali bentuk senyawa murni tidak sama dengan bentuk senyawa yang ditimbang, seperti pada penentuan kadar Fe dengan NH4OH, menghasilkan endapan coklat Fe(OH)3, setelah dipanaskan senyawa yang ditimbang adalah Fe2O3. Senyawa murni tertentu dapat diperoleh dari sampel dengan cara:

- Pengendapan

Sejumlah sampel larutan direaksikan dengan larutan pereaksi tertentu yang akan mengendapkan ion/unsur yang akan ditentukan sebagai senyawa. Setelah endapan senyawa ini disaring dan dicuci, kemudian dimasukkan ke dalam furnace. Hasilnya ditimbang dan dihitung jumlah kadar ion/unsur yang ditentukan.

- Penguapan

Penguapan senyawa murni dari sampel dapat dilakukan dengan pemanasan atau dengan mereaksikan sampel yang sudah diketahui massanya dengan pereaksi tertentu.

- Pemanasan

Sejumlah sampel yang diketahui massanya dipanaskan pada suhu yang cukup untuk menguapkan senyawa yang akan ditentukan. Karena penguapan tersebut, massa sampel akan berkurang. Dari berkurangnya massa sampel tersebut, kemudian ditentukan jumlah atau kadar senyawa yang ditentukan.

- Dengan Reaksi

Sejumlah sampel yang diketahui massanya direaksikan dengan pereaksi tertentu, sehingga akan menghasilkan senyawa berwujud gas dan akan menguap. Massa uap/gas senyawa yang terbentuk dari sampel tidak ditentukan secara langsung, tetapi secara tidak langsung.

Keuntungan dari metode analisis ini adalah karena pengisolasian senyawa yang ditimbang dari cuplikan, dapat diteliti lebih jauh adanya suatu pengotor dalam senyawa murni tersebut,

Page 12: Dasar Dasar Analisis Proksimat

12

dan bila perlu dilakukan koreksi. Kelemahan utama dalam analisis ini adalah waktu yang dibutuhkan lebih lama, memakan waktu dalam proses pereaksian, pengendapan yang sering diikuti dengan digestion, penyaringan endapan, dan pemanasan.

Berikut adalah tabel daftar pilihan metode penentuan kation dan anion secara gravimetri.

Tabel Metode Gravimetric Pilihan Untuk Kation Anorganik Berdasarkan Presipitasi

Analit Presipitan Bentuk Presipitan Bentuk Ditimbang

Ba2+ (NH4)2CrO4 BaCrO4 BaCrO4

Pb2+ K2CrO4 PbCrO4 PbCrO4

Ag+ HCl AgCl AgCl

Hg2+ HCl Hg2Cl2 Hg2Cl2

Fe3+ NH3 Fe(OH)3 Fe2O3

Ca2+ (NH4)2C2O4 CaC2O4 CaCO3 atau CaO

Ba2+ H2SO4 BaSO4 BaSO4

Ni2+ DMG Ni – DMG Ni – DMG

Mg2+ (NH4)2HPO4 NH4MgPO4 Mg2P2O7

Zn2+ (NH4)2HPO4 NH4ZnPO4 Zn2P2O7

Tabel Metode Gravimetric Pilihan Untuk Anion Anorganik Berdasarkan Presipitasi

Analit Presipitan Bentuk Presipitan Bentuk Ditimbang

CN- AgNO3 AgCN AgCN

I- AgNO3 AgI AgI

Br- AgNO3 AgBr AgBr

Cl- AgNO3 AgCl AgCl

ClO3- FeSO4/AgNO3 AgCl AgCl

SCN- SO2/CuSO4 CuSCN CuSCN

SO4- BaCl2 BaSO4 BaSO4

I.F.2 Titrimetri

Page 13: Dasar Dasar Analisis Proksimat

13

Titrimetri adalah salah satu metoda penentuan jumlah atau kadar ion/unsur/senyawa yang dasar penentuannya adalah volume larutan pereaksi tertentu yang tepat dapat bereaksi dengan sejumlah volume larutan zat yang ditentukan pada suatu reaksi tertentu.

Reaksi yang terjadi dalam titimetri dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu:

1. Reaksi yang tidak melibatkan perubahan fasa teroksidasi-tereduksi; bergantung pada persenyawaan unsur - unsur yang bereaksi.

2. Reaksi pada mana terjadi perubahan bilangan oksidasi-reduksi unsur atau senyawa; perubahan fasa teroksidasi-tereduksi; reaksi yang mana terjadi transfer elektron.

Penggolongan reaksi –reaksi ini menjadi dasar dalam prinsip asidi – alkalimetri, redoksimetri, pesipitrimetri, dan titrasi pembentukan kompleks.

- Asidi-Alkalimetri

Pada asidi – alkalimetri reaksi utamanya adalah reaksi asam basa, sehingga metoda ini juga dinamakan titrasi penetralan. Seringkali dalam asidi – alkalimetri digunakan indikator halokromik untuk penentuan titik akhir titrasi. Berbagai macam indikator yang lazim digunakan dan trayek pH – nya disajikan dalam tabel berikut.

Tabel Trayek Indikator pH

Indikator pH Rendah Trayek pH pH Tinggi pKa Methyl Red Merah 4.4 – 6.2 Kuning 5.0 Methyl Orange Merah 3.1 – 4.4 Orange 3.7 Phenolphthalein Tak Berwarna 8.3 – 10.0 Fuschia 9.6 Bromtimol Blue Kuning 6.0 – 7.6 Biru 7.1 Congo Red Biru 3.0 – 5.0 Merah -

Tabel – tabel berikut menyajikan larutan baku primer untuk prosedur analisis asidi – alkalimetri.

Penggunaan Baku Primer Pilihan Untuk Standarisasi Larutan Baku Sekunder Titrasi Asam – Basa

Baku Primer Reaksi Standarisasi Asidimetry

Na2CO3 Na2CO3 + 2H3O+ ↔ 2Na+ + CO2 + 3H2O

TRIS (HOCH2)3CNH2 + H3O+ ↔ (HOCH2)3CNH3

+ + H2O

Na2B4O7 Na2B4O7 + 2H2O+ + 3H2O ↔ 2Na+ + 4H3BO3

Baku Primer Reaksi Standarisasi Alkalimetri

KHC8H4O4 KHC8H4O4 + OH- ↔ K+ + C8H4O42- + H2O

C6H5COOH C6H5COOH + OH- ↔ C6H5COO- + H2O

Page 14: Dasar Dasar Analisis Proksimat

14

KH(IO3)2 KH(IO3)2 + OH- ↔ K++ 2IO3- + H2O

- Redoksidimetri

Pada redoksidimetri terjadi transfer electron dalam reaksi, perubahan dari fasa tereduksi menjadi teroksidasi, dan sebaliknya. Indikator yang digunakan pada redoksimetri bergantung pada perbedaan potensi yang terdapat dalam sistem, dimana terdapat perbedaan warna dalam keadaan teroksidasi dan tereduksi. Tergantung pada metode yang digunakan, terkadang titrasi redoksimetri tidak memerlukan indikator dalam aplikasinya.

Tabel Indikator Redoksimetri Pilihan

Indikator Keadaan Teroksidasi Keadaan Tereduksi E°(V)

Indigo Tetrasulfonate

Biru Tak berwarna 0.36

Methylene Blue Biru Tak berwarna 0.53

Diphenylamine Ungu Tak berwarna 0.75

Diphenylamine sulfonic acid

Merah – Ungu Tak berwarna 0.85

Ferroin Biru pucat Merah 1.147

- Presipitimetri

Pada presipitimetri ini reaksi yang terjadi adalah reaksi penggabungan ion yang menghasilkan endapan.

- Kompleksometri

Pada kompleksometri reaksi yang terjadi adalah reaksi penggabungan ion yang menghasilkan ion kompleks. Dalam titrasi kompleksometri, digunakan indikator metalokromik yang berguna dalam penentuan kadar metal tertentu dalam situasi pH yang berbeda.

Indikator Metalokromik Pilihan

Indikator Penggunaan Pada Trayek pH Penentuan Metal

Eriochrome Black T 7.5 – 10.5 Ba, Ca, Mg, Zn

Calmagite 9 – 11 Ba, Ca, Mg, Zn

Eriochrome Blue Black R 8 – 12 Ca, Mg, Zn, Cu

Page 15: Dasar Dasar Analisis Proksimat

15

Murexide 6 – 13 Ni, Ca, Cu

PAN 2 -11 Cd, Cu, Zn

Salicylic Acid 2 -3 Fe

Penggunaan larutan pada titrasi terbagi berdasarkan larutan yang diketahui konsentrasinya dengan pasti dan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya dengan pasti dan akan ditentukan, dikenal dengan konsep larutan baku. Terdapat dua macam larutan baku yaitu larutan baku primer dan larutan baku sekunder.

Larutan baku primer di buat oleh senyawa yang dinamakan dengan senyawa baku primer. Untuk mengetahui data penimbangan senyawa tersebut dan volume larutan yang di buat dari senyawa tersebut. Syarat – syarat senyawa baku primer adalah :

- Rumus molekulnya harus diketahui dengan pasti.

- Senyawa murni stabil dan harus mudah di dapat.

- Mempunyai rumus molekul yang tinggi.

- Tidak higroskopis (menguap di udara terbuka).

Larutan baku sekunder adalah larutan baku yang digunakan sebagai titran. Larutan tersebut mempunyai sifat yang sangat berbeda dengan syarat – syarat untuk larutan baku primer. Dari kumpulan reaksi kimia yang di kenal relatif lebih sedikit yang dapat digunakan sebagai dasar titrasi, suatu reaksi harus memenuhi persyaratan tertentu sebelum digunakan. Adapun persyaratannya sebagai berikut :

- Reaksi harus berjalan sempurna, tidak boleh ada reaksi samping yang dihasilkan.

- Cepat dan reversible, tidak dirumitkan oleh adanya kesetimbangan.

- Ada petunjuk akhir titrasi berupa indikator yang sesuai dengan titik ekivalen.

I.F.3 Spektroskopi

Fokus utama dalam analisis spektroskopi adalah radiasi elektromagnetik, spektroskopi photon. Prinsip dasar dari analisis spektroskopi adalah berdasar pada sifat optis komponen, entah dalam sifatnya dalam membelokkan, menghasilkan atau menyerap radiasi elektromagnetik. Peralatan yang digunakan berprinsip pada mendispersi dan memfokuskan radiasi elektromagnetik. Karena itu metode ini sering pula dikenal dengan spektroskopi optis. Karena pemahaman dalam keterlibatan radiasi elektromagnetik sangat krusial, akan dibahas terlebih dahulu tentang radiasi elektromagnetik.

Radiasi elektromagnetik, atau dikenal dengan cahaya, adalah bentuk radiasi yang dapat merambat dalam vacuum. Sifatnya menunjukkan dualisme antara gelombang dan partikel. Sifat dari partikel yang semisal mempunyai masa, dan sifat gelombang yang dapat dibelokkan, dimiliki keduanya oleh cahaya. Interaksi pada cahaya seperti difraksi, lebih mudah diterangkan dengan menganggap cahaya sebaga gelombang. Sedangkan interaksi lain pada cahaya seperti absorpsi dan emisi cahaya, lebih memuaskan untuk diterangkan dengan menganggap cahaya sebagai partikel. Dualisme partikel –

Page 16: Dasar Dasar Analisis Proksimat

16

gelombang ini menjadi dasar perkembangan teori mekanika kuantum di akhir abad 20. Peninjauan radiasi elektromagnetik sebagai partikel dan gelombang dapat digunakan untuk menjelaskan masalah – masalah yang dihadapi oleh kimiawan.

Properti Gelombang Radiasi Elektromagnetik

Suatu radiasi elektromagnetik membentuk gelombang sinusoidal elektrik dan magnetik yang terdiri dari puncak maksimum dan minimum secara bergantian. Radiasi ini merambat secara linear dalam vacuum dengan kecepatan, c, sebesar 2.99792 x 108 m/s. Namun dalam medium kecepatan rambat berkurang, tapi tidaklah terlalu signifikan.

Frekuensi gelombang, , adalah jumlah gelombang radiasi elektromagnetik per detik. Panjang gelombang, λ, adalah panjang antar dua puncak maximum atau dua puncak minimum. Tidak seperti frekuensi, panjang gelombang bergantung pada kecepatan rambat gelombang.

Page 17: Dasar Dasar Analisis Proksimat

17

Dari persamaan didapatkan bahwa dalam vacuum, panjang gelombang akan lebih besar dibanding bila merambat dalam suatu media.

Properti Partikel Radiasi Elektromagnetik

Fenomena yang terjadi pada cahaya, seperti absorpsi dan emisi cahaya, lebih mudah dijelaskan dengan anggapan cahaya adalah gelombang. Radiasi elektromagnetik mengandung partikel – partikel energy yang terkuantisasi. Paket – paket energy ini memiliki besaran tertentu, atau suatu kuanta tertentu. Kuanta – kuanta energy yang terdapat dalam cahaya adalah photon. Dengan kata lain, photon adalah paket – paket energy dalam cahaya, suatu partikel yang energetic. Ketika photon diabsorpsi oleh suatu sampel, ia “terhancurkan”, dan energy yang dikeluarkan diserap oleh sampel. Energi sebuah photon (Joule) bergantung pada frekuensinya, dan panjang gelombangnya.

Dimana h adalah konstanta Planck = 6.626 x 10-34 J.s

Besar energy suatu photon memberikan karakteristik tambahan bagi suatu radiasi elektromagnetik. Spektrum elektromagnetik adalah pembagian radiasi elektromagnetik berdasar pada panjang dan frekuensi radiasi. Warna yang terlihat oleh mata manusia berada pada daerah spectral visible, 380 nm – 780 nm.

Dalam spektroskopi, hasil pengukuran konsentrasi komponen berdasar pada besar photon. Secara gamblang photon digunakan sebagai sinyal pengukur. Prinsip dari spektroskopi dapat dibagi berdasar dua bagian.

Page 18: Dasar Dasar Analisis Proksimat

18

1) Pada mana terjadi transfer energy ketika sampel kontak dengan photon, adalah dasar dari spektroskopi serapan atom dan spektroskopi emisi atom.

2) Pada mana tidak terjadi transfer energy, namun terjadi penyerapan gelombang ketika radiasi elektromagnetik dipancarkan, karena itu intensitas photon yang dipancarkan berkurang. Yang terakhir ini adalah dasar dari spektroskopi UV-Vis.

Untuk yang pertama adalah bagian yang melibatkan transfer energy. Pada spekroskopi serapan atom, AAS, suatu sumber radiasi dipancarkan dan photon yang dipancarkan dibiarkan “terhancurkan” dan energy yang terlepas akan terserap oleh electron sampel. Energi ini akan menyebabkan electron yang berada pada tingkat energy dasar tereksitasi ke tingkat energy yang lebih tinggi. Besarnya penyerapan photon sebanding dengan jumlah unsur anu yang diperiksa.

Spektroskopi emisi atom secara prinsip adalah kebalikan dari AAS. Elektron dalam keadaan tereksitasi dipaksa untuk berada pada tingkat energy lebih rendah. Pemaksaan ini dicapai dengan memberikan energy panas pada sampel, memaksa terjadi radiasi termal. Karena itu spektroskopi emisi atom sering disebut flame spectroscopy.

Tabel berikut mengklasifikasikan jenis – jenis spektroskopi berdasarkan prinsipnya.

Page 19: Dasar Dasar Analisis Proksimat

19

1.F.4 Kromatografi

(Cat: lihat prinsip dasar dari presentasi kromatografi)

(Bahan makanan tinggal salin dari buku proksimat)