BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1
Tahapan Penelitian
3.2
Alat dan Bahan
3.2.1 Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi peralatan gelas yang umum digunakan dalam analisis. Selain itu digunakan peralatan lain yang khusus digunakan antara lain : 1. Perangkat instrumen BaSi Epsilon ver 1.60.70 untuk analisis voltametri 2. Kawat tembaga sebagai subsrat pembuatan elektroda
3. Elektroda pembanding Ag/AgCl (NaCl 3 M) 4. Elektroda Platina sebagai elektroda pembantu 5. Pengaduk magnet beserta batang magnet 6. Neraca analisis Mettler 7. Seperangkat alat pH meter (Orion dan Hanna instrumen)
3.2.2 Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : •
Padatan Bi(N03)3.5H2O , (Merck 99 %)
•
Padatan Pb(N03)2, (Merck 99 %)
•
Padatan Cd(N03).4H2O (Merck 99 %)
•
Padatan ZnS04.7H20, (Merck 99 %)
•
Asam Asetat , (Merck 96 %)
•
Padatan Natrium Asetat, (Merck 99 %)
•
Asam Nitrat, (Merck 65 %)
•
Silica Gel, (Merck)
•
Aquades
3.3
Prosedur Kerja
3.3.1 Pembuatan elektroda lapis tipis bismut pada elektroda pasta karbon yang termodifikasi silika dengan berbagai komposisi Serbuk grafit, parafin padat dan silika dengan berbagai komposisi mulai dari 5 % sampai 45% (untuk silika) ditempatkan dalam kaca arloji, kemudian dipanaskan pada suhu 60oC sambil diaduk hingga homogen. Pasta yang terbentuk kemudian dipadatkan pada badan elektroda dan permukaannya dihaluskan pada kertas yang bersih. Elektroda lapis tipis bismuth diperoleh dengan dua metode elektrodeposisi yaitu secara in situ dan ex situ. Pembuatan ELTB menggunakan metode in-situ dilakukan dengan cara melakukan elektrodeposisi Bi3+ bersama-sama dengan larutan Pb2+ yang akan dianalisis. Elektrodeposisi dilakukan pada potensial -1,0 V dengan larutan elektrolit pendukung buffer asetat pH 4,5. 16
Pembuatan ELTB dengan menggunakan metoda ex-situ yaitu dengan melakukan elektrodeposisi Bi3+ tanpa menggunakan analit. Elektrodeposisi dilakukan pada larutan Bi(NO3)3.5H2O pada potensial -1,0 V selama 2 menit.
3.3.2 Pembuatan buffer asetat Sebanyak 0,8203 gram padatan natrium asetat ditimbang dan dilarutkan dengan ± 90 mL aquadest ke dalam gelas kimia 250 mL. Setelah larut sempurna, kedalamnya ditambahkan setetes demi setetes larutan asam asetat p.a 96% sambil terus diaduk hingga pH larutan mencapai 4,5 yang diamati dengan menggunakan pH meter. Larutan kemudian ditandabataskan hingga 100 mL hingga diperoleh larutan buffer asetat 0,1 M pH 4,5..
3.3.3 Pembuatan larutan induk Bi3+ 1.000mg/L Sebanyak 0,2344 gram padatan Bi(NO3)3.5H2O p.a (Merck 99%) ditimbang dan dilarutkan dengan 50 mL aquadest ke dalam gelas kimia 100 mL. Kedalamnya lalu ditambahkan 2 mL larutan HNO3 p.a (Merck 65%) untuk mencegah hidrolisis. Larutan lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL kemudian ditandabataskan. Untuk memperoleh larutan Bi3+ dengan konsentrasi yang lebih rendah, dilakukan pengenceran dengan menggunakan aquadest.
3.3.4 Pembuatan larutan standar Pb2+ 1.000 mg/L Sebanyak 0,1618 gram padatan Pb(NO3)2 (Merck 99%) ditimbang dan dilarutkan dengan 50 mLaquadest ke dalam gelas kimia 100 mL. Kedalamnya lalu ditambahkan 2 mL larutan HNO3 p.a (65%) untuk mencegah hidrolisis. Larutan kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL lalu ditandabataskan. Untuk memperoleh larutan standar dengan berbagai konsentrasi dilakukan pengenceran dengan aquadest.
3.3.5 Pembuatan larutan standar Cd2+ 1.000 mg/L Sebanyak 0,27718 gram padatan Cd(NO3)2.4H2O (Merck 99%) ditimbang dan dilarutkan dengan 50 mLaquadest ke dalam gelas kimia 100 mL. Kedalamnya lalu ditambahkan 2 mL larutan HNO3 p.a (65%) untuk mencegah hidrolisis. Larutan kemudian dimasukkan ke dalam
17
labu takar 100 mL lalu ditandabataskan. Untuk memperoleh larutan standar dengan berbagai konsentrasi dilakukan pengenceran dengan aquadest.
3.3.6 Karakterisasi elektroda dan penentuan kondisi optimum pengukuran Karakterisasi elektroda lapis tipis bismut dilakukan dengan melakukan analisa secara kualitatif terhadap perubahan konsentrasi larutan standar untuk menentukan daerah puncak dari analit menggunakan teknik voltammetri lucutan anodik gelombang persegi. Karakterisasi elektroda yang lain meliputi pengaruh waktu deposisi, dan kebolehulangan pengukuran. Parameter pengukuran yang digunakan untuk percobaan karakterisasi elektroda dan penentuan kondisi optimum pengukuran tercantum pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Parameter pengukuran untuk karakterisasi elektroda dan penentuan kondisi optimum pengukuran
Parameter Pengukuran
Pb2+
Potensial awal-Akhir
-1000 hingga +500 mV (in-situ) -1000 hingga -400 mV (ex-situ)
Frekuensi
25 Hz
Potensial deposisi
-1000 mV
Waktu deposisi
30-150 detik
Waktu istirahat
5 detik
Potensial pembersihan
-450 mV (ex situ) +500 mV (in situ)
Waktu pembersihan
30 detik
Amplitudo
50 mV
Skala
100 µA
3.3.7. Penentuan kebolehulangan pengukuran Elektroda lapis tipis bismut yang dibuat digunakan untuk menganalisis larutan standar Pb2+ pada konsentrasi tertentu secara berulang untuk mengetahui kinerja elektroda tersebut. Kebolehulangan pengukuran dilakukan sebanyak lima belas kali berturut-turut. Kinerja elektroda dilihat dari nilai standar deviasi yang dihasilkan dari pengukuran berulang. Dari data yang diperoleh dapat dihitung nilai deviasi standar relatif pengukuran, melalui persamaan berikut : 18
Standar deviasi Relatif =
deviasi standar x 100% arus puncak rata - rata
(4)
3.3.8. Penentuan konsentrasi Bi3+optimum Dibuat serangkaian larutan Bi3+ dengan berbagai konsentrasi mulai dari 100 ppb hingga 2 ppm di dalam larutan Pb2+ 100 ppb. Penentuan konsentrasi Bi optimum dilakukan dengan melakukan pengukuran dengan menggunakan ELTB-silika secara in-situ. Konsentrasi optimum dicapai pada saat arus puncak analit adalah yang tertinggi dari semua variasi konsentrasi Bi3+.
3.3.9. Penentuan pH optimum buffer asetat Dibuat serangkaian larutan buffer asetat dengan berbagai pH mulai dari pH 3 hingga pH 6. Penentuan pH optimum dilakukan dengan melakukan pengukuran menggunakan ELTBsilika. pH optimum dicapai ketika arus yang dihasilkan analit adalah yang paling tinggi diantara pH lainnya.
3.3.10. Penentuan kelinearan daerah pengukuran Penentuan kelinearan dilakukan dengan dilakukan pengukuran dengan menggunakan ELTBsilika dengan berbagai konsentrasi. Arus yang dihasilkan dialurkan terhadap konsentrasi sehingga diperoleh suatu hubungan kelinearan arus terhadap perubahan konsentrasi yang akan ditunjukkan dengan nilai koefisien korelasi (r2) mendekati satu. Adapun variasi konsentrasi yang dilakukan adalah 10-100 ppb dan 100 ppb-1 ppm. Pembagian daerah konsentrasi ini dilakukan karena perbedaan waktu deposisi untuk tiap daerah konsentrasi, sehingga tidak bisa dilakukan penggabungan daerah konsentrasi
3.3.11. Penentuan persen perolehan kembali Persen perolehan kembali ditentukan melalui pengukuran sampel yang konsentrasinya diketahui dan berada pada daerah kurva kalibrasi standar. Konsentrasi sampel yang diperoleh dari hasil pengukuran dibandingkan dengan konsentrasi sampel sebenarnya sehingga persen perolehan kembali dapat ditentukan.
19
Persen perolehan kembali =
konsentrasi sampel hasil pengukuran x 100% konsentrasi sampel sebenarnya
(5)
3.3.12. Penentuan limit deteksi pengukuran Pengukuran larutan ion logam pada rentang konsentrasi terkecil dilakukan secara voltametri lucutan anodik gelombang persegi. Arus puncak yang dihasilkan dialurkan terhadap konsentrasi dan diregresikan sehingga menghasilkan kurva kalibrasi. Persamaan garis yang diperoleh adalah sebagai berikut : Y = (b±δb)X + (a±δa)
(6)
Limit deteksi pengukuran adalah konsentrasi terkecil yang masih memberikan sinyal analit yang dapat terukur oleh instrumen yang didefinisikan dengan LD = (3δa)/b
(7)
20
