ANALISIS ALTERNATIF POLIKLOROBIFENIL DALAM MINYAK TRANSFORMATOR
SYAMSIYAH HERLIANI
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
ANALISIS ALTERNATIF POLIKLOROBIFENIL DALAM MINYAK TRANSFORMATOR
SYAMSIYAH HERLIANI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
ABSTRAK SYAMSIYAH HERLIANI. Analisis Alternatif Poliklorobifenil dalam Minyak Transformator. Dibimbing oleh SUMINAR SETIATI ACHMADI dan MUHAMAD FARID. Poliklorobifenil (PCB) adalah kelompok senyawa kimia organik yang dikenal sebagai hidrokarbon terklorinasi, dihasilkan dari reaksi bifenil dengan klorin anhidrat dengan katalis besi atau besi(III) klorida. Metode yang berkembang sampai saat ini untuk menganalisis PCB adalah secara kromatografi gas (GC). Tingginya biaya menjadikan alasan dibutuhkan metode lain yang dapat digunakan untuk menganalisis PCB dalam minyak transformator. Penelitian ini membandingkan hasil analisis PCB dalam minyak transformator menggunakan metode kromatografi gas dan elektrode ion selektif. Analisis dengan elektrode ion selektif didasarkan pada gejala bahwa potensial galvanik bergantung pada aktivitas zat-zat ionik dalam larutan. Terdapat ketidaksesuaian hasil pengukuran antara metode GC dengan elektrode ion selektif, salah satunya pada contoh 5.1. Metode GC memberikan hasil 0,32% PCB dalam contoh tersebut, sementara metode elektrode ion selektif memberikan hasil sebesar 10,64%. Perbedaan hasil yang didapat menunjukkan bahwa metode analisis PCB menggunakan elektrode ion selektif hanya dapat digunakan untuk analisis semi-kuantitatif, yaitu analisis tahap awal untuk mengindikasikan kehadiran PCB dalam contoh minyak transformator.
ABSTRACT SYAMSIYAH HERLIANI. Alternative Analysis of Polychlorinated Biphenlys in Transformer Oils. Supervised by SUMINAR SETIATI ACHMADI and MUHAMAD FARID. Polychlorinated Biphenlys (PCBs) is a group of synthetic organic chemicals known as a chlorinated hydrocarbon, produced from the reaction of biphenlys with anhydrous chlorine in the presence of iron or ferric chloride as a catalyst. Gas chromatography (GC) is the most common method of PCBs analysis. The high cost of GC analysis is a reason of finding other methods which can be employed to analyze PCBs in transformer oils. This research compared the result of GC method on PCBs analysis in transformer oils with ion selective electrode (ISE) method. Ion selective electrode (ISE) method analysis is based on the indication that galvanic potential depends on ion activity in a solution. There was no correspondence of analysis results between GC and ISE methods, for example in sample 5.1. GC method gave a result of 0.32%, whereas ISE method gave a result of 10.64%. The result difference between the two methods showed that PCBs analysis with ISE method was only able to indicate the presence of PCBs in transformer oils.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .................................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. viii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................... viii PENDAHULUAN ................................................................................................... ...............................................................................................................................1 TINJAUAN PUSTAKA Poliklorobifenil (PCB) ...................................................................................1 Analisis PCB ................................................................................................. 2 Elektroda Ion Selektif .....................................................................................3 BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan ..............................................................................................3 Metode ..........................................................................................................3 HASIL DAN PEMBAHASAN Ekstraksi PCB dari Minyak Transformator.......................................................4 Destruksi Klorin Organik Menjadi Ion Klorida.................................................5 Analisis PCB Menggunakan Elektrode Ion Selektif ..........................................6 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan .......................................................................................................7 Saran.............................................................................................................8 DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................8 LAMPIRAN ...........................................................................................................10
DAFTAR TABEL Halaman 1 Hasil uji kuantitatif PCB.......................................................................................3 2 Hasil analisis PCB dalam minyak transformator dengan metode GC........................4 3 Hasil analisis PCB dalam minyak transformator dengan kromatografi gas dan elektrode ion selektif metode potensiometri langsung ................................. 6 4 Hasil analisis PCB dalam minyak transformator dengan kromatografi gas dan elektrode ion selektif metode titrasi potensiometri......................................6
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur kimia molekul PCB.................................................................................1 2 Elektrode Ion Selektif ...........................................................................................3 3 Peralatan Kuderna-Danis dan kolom Snyder ..........................................................5
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Hasil analisis contoh menggunakan kromatografi gas (GC).....................................11 2 Diagram alir penelitian .........................................................................................13 3 Hasil analisis PCB menggunakan elektrode ion selektif ..........................................14 4 Komposisi campuran PCB dalam minyak transformator .........................................15
Judul : Analisis Alternatif Poliklorobifenil dalam Minyak Transformator Nama : Syamsiyah Herliani NIM : G44201064
Disetujui: Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr. Suminar S. Achmadi NIP 130516496
Drs. Muhamad Farid NIP 132002064
Diketahui: Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuann Alam Institut Pertanian Bogor
Dr.Ir. Yonny Koesmaryono, M.S. NIP 131473999
Tanggal lulus :
PRAKATA Alhamdulillahirrabbil’aalamiin, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat, kasih sayang, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan sripsi ini. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian yang dilaksanakan mulai Juni 2005 sampai Januari 2006 di Laboratorium Kimia Organik dan Laboratorium Kimia Fisik dan Lingkungan FMIPA IPB dengan judul Analisis Alternatif Poliklorobifenil dalam Minyak Transformator. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Prof. Dr. Suminar S. Achmadi dan Drs. Muhamad Farid selaku pembimbing atas segala bimbingan, dorongan semangat, dan ilmu yang diberikan kepada penulis selama penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini. Terima kasih tak terhingga kepada kedua orang tua tercinta (mama dan ayah), adik -adik tersayang (Zul dan Yuni), dan sahabat-sahabat terbaik (Salim, Woro, Maya, Graha, Sekar, dan Uki) yang selalu memberikan doa, dorongan semangat, bantuan materi, kesabaran, dan kasih sayang kepada penulis. Terima kasih juga tak lupa penulis ucapkan kepada Bapak Sabur, Ibu Yenni, Bapak Mail, Bapak Nano, Om Eman, dan Mas Heri atas segala fasilitas dan kemudahan yang telah diberikan. Penghargaan yang tak terhingga tak lupa penulis sampaikan kepada Bapak Sjahriza, Bapak Hendra, Kak Budi, Kak Mamak, Steven dan Obie atas segala bantuannya, serta kepada teman-teman Kimia 38 atas persahabatan yang terjalin selama ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2006
Syamsiyah Herliani
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 27 Maret 1984 dari ayah Syamsuddin Hasibuan dan ibu Roslina Nasution. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Pendidikan formal penulis sampai dengan tingkat SMU diselesaikan di Jakarta. Pada tahun 2001 penulis lulus dari SMUN 61 Jakarta dan pada tahun yang sama lulus dari seleksi masuk IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri (UMPTN). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam. Bidang yang diminati penulis ialah kimia organik. Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia Organik TPB, Kimia Organik II, Kimia Organik untuk Program Studi D3 Analisis Kimia. Tahun 2004 penulis melaksanakan praktik lapangan di Pusat Pengujian Obat dan Makanan Nasional (PPOMN) Jakarta.
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia merupakan salah satu dari 151 negara yang menandatangani Konvensi Stockholm pada tanggal 23 Mei 2001 tentang Pengurangan dan Penghentian Pembuangan Akibat Produksi dan Penggunaan Secara Sengaja Senyawa Pencemar Organik Persisten (persistent organic pollutants , POPs). Bahan kimia tersebut: (a) senyawaan POPs pestisida organoklorin meliputi aldrin, dieldrin, DDT, endrin, heptaklorin, klorindan, mireks, dan toksafen; (b) senyawa POPs bahan industri organoklorinin, meliputi poliklorinobifenil (PCB) dan heksaklorinobenzena (HCB); serta (c) senyawa POPs yang terbentuk secara tidak sengaja, meliputi poliklorino dibenzo–p– dioksin (PCDD) dan poliklorino dibenzo–p–furan (PCDF) (UNEP 2001) . PCB (polychlorinated biphenyl) merupakan kelompok senyawa bifenil terklorininasi dengan berbagai derajat klorininasi. Industri menggunakan PCB di dalam minyak transformator sebagai pendingin dan pelumas. Penggunaan PCB harus segera dihentikan karena PCB memiliki sifat akumulatif dan peristen di lingkungan dan dapat mengakibatkan keracunan. Sebagai negara yang terikat dengan Konvensi Stockholm, maka Indonesia berkewajiban mematuhi segala peraturan yang tertulis dalam Konvensi Stockholm tersebut, meliputi tindakan mengurangi atau menghentikan secara bertahap pelepasan bahan kimia POPs (UNEP 2001). Oleh karena itu setiap negara wajib mempunyai urutan prioritas dalam rencana pelaksanaan nasional (national implemation plan , NIP) sebagai langkah pelaksanaan Konvensi Stockholm. Salah satu NIP adalah pem antauan penggunaan PCB, penanganan limbah PCB, dan daerah yang terkontaminasi PCB. Pengurangan atau penghentian penggunaan dan kontaminasi PCB tidak lepas dari analisis senyawa tersebut dalam minyak transformator. Metode yang berkembang sampai saat ini untuk menganalisis PCB dalam minyak transformator adalah secara kromatograi gas. Biaya analisis menggunakan metode ini sangat tinggi, yaitu hampir satu juta rupiah untuk setiap sampel. Tingginya biaya tersebut menjadikan alasan dibutuhkan metode lain yang dapat digunakan untuk menganalisis PCB dalam minyak transformator dengan ketepatan dan ketelitian yang sama atau lebih baik serta lebih murah dari metode kromatografi gas. Tujuan Penelitian ini bertujuan merancang tes cepat dan murah bagi pemilik transformator dan penyedia jasa pemeliharaan transformator yang peralatannya diduga menggunakan PCB dan mengkaji prosedur uji cepat awal (screening) penentuan hadirnya PCB dalam matriks cairan pendingin transformator. Hipotesis Hipotesis dari penelitian ini adalah ditemukannya alternatif pengujian PCB dengan ketepatan yang baik dan dengan biaya yang lebih murah.
TINJAUAN PUSTAKA Poliklorinobifenil (PCB) Poliklorinobifenil (PCB) adalah kelompok senyawa bifenil tersubstitusi klorin yang memiliki struktur umum seperti pada Gambar 1. X
X
X
X
X
X
X
X
X
C12H (10-N)ClN X = H atau Cl
X
