DETEKSI IODIDA DAN IODIN SECARA SIMULTAN MENGGUNAKAN ELEKTRODE PASTA KARBON TERMODIFIKASI NANOMAGNETIT FELLINA KUMALA

DETEKSI IODIDA DAN IODIN SECARA SIMULTAN MENGGUNAKAN ELEKTRODE PASTA KARBON TERMODIFIKASI NANOMAGNETIT

FELLINA KUMALA

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

PERNYATAAN MENGENAI SKIRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Deteksi Iodida dan Iodin secara Simultan Menggunakan Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Nanomagnetit adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2015 Fellina Kumala NIM G44110083

ABSTRAK FELLINA KUMALA. Deteksi Iodida dan Iodin secara Simultan Menggunakan Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Nanomagnetit. Dibimbing oleh DEDEN SAPRUDIN dan ZULHAN ARIF. Penelitian ini menentukan kinerja elektrode pasta karbon (EPK) termodifikasi nanomagnetit untuk mendeteksi iodida dan iodin secara simultan. Magnetit yang dihasilkan berukuran 38.9 nm. Kinerja elektrode ditentukan dengan teknik voltammetri siklik menggunakan analit KI dan I2 dalam elektrolit pendukung KCl dan KClO4 pada daerah pemayaran 0.0-1.2 V. EPK termodifikasi nanomagnetit mampu meningkatkan respons arus oksidasi iodida dan iodin berturut-turut sebesar 1.07 kali dan 3.98 kali lipat dibandingkan EPK nonmodifikasi. Voltamogram menunjukkan bahwa proses redoks yang terjadi dalam elektolit KCl berbeda dengan elektrolit KClO4. Metode ini sensitif, selektif, sederhana dan tidak dipengaruhi oleh keberadaan klorida maupun bromida. Limit deteksi iodida dan iodin berturut-turut sebesar 28 µM dan 4 µM . Respons arus oksidasi yang baik dihasilkan pada larutan pH 7. Kata kunci: elektrode, hidrotermal, iodida, iodine, nanomagnetit, voltammetri

ABSTRACT FELLINA KUMALA. Simultaneous Detection of Iodide and Iodine by Using Nanomagnetite-Modified Carbon Paste Electrode. Supervised by DEDEN SAPRUDIN and ZULHAN ARIF. This study determined the performance of a carbon paste electrode modified with nanomagnetite synthesized for simultaneous detection of iodide and iodine. Magnetite size is 38.9 nm. The electrode performance was determined by cyclic voltammetry technique by using iodide and iodine as analyte in KCl and KClO4 as supporting electrolyte at potenstial range of 0.0 to 1.2 V. Nanomagnetite can increase the oxidation peak current iodide and iodine in medium KClO4 respectively, 1.07 times and 3.98 times when compared to unmodified EPK. Voltammograms show that redox reaction occur in electrolyte KCl is differ in electrolyte KClO4. This method is sensitive, selective, simple and not interfered by chloride or bromide. A lower detection limit of about 28 µM was obtained for iodide and 4 µM for iodine in KClO4. Good oxidation current response is in pH 7 of solution. Key words: electrode, hydrothermal, iodide, iodine, nanomagnetite, voltammetry

DETEKSI IODIDA DAN IODIN SECARA SIMULTAN MENGGUNAKAN ELEKTRODE PASTA KARBON TERMODIFIKASI NANOMAGNETIT

FELLINA KUMALA

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 2015

PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2015 ini ialah sensor kimia, dengan judul Deteksi Iodida dan Iodin secara Simultan Menggunakan Elektrode Pasta Karbon Termodifikasi Nanomagnetit. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Deden Saprudin, MSi selaku dosen pembimbing I dan Bapak Zulhan Arif, SSi MSi selaku pembimbing II. Di samping itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh staf Laboratorium Kimia Analitik (Bapak Eman, Ibu Nunung, Bapak Edi dan Bapak Kosasih) yang telah banyak memberikan saran dan bantuan kepada penulis selama penelitian. Terima kasih kepada Bapak Yani (Departemen Fisika IPB) yang telah memberikan bantuan dalam menyediakan beberapa peralatan untuk penelitian. Selain itu terima kasih penulis sampaikan kepada Gustria dan Hijriana, keluarga Kimia Analitik, dan keluarga besar Kimia angkatan 48 yang telah memberikan semangat, masukan, dan dukungan kepada penulis. Ucapan terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada Ibu, Ayah, kakak, dan adikku tercinta Andry Kumala dan Jimmi Kumala Putra atas doa, dukungan dan kasih sayang yang telah diberikan. Semoga karya tulis ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2015 Fellina Kumala

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

METODE

2

Bahan dan Alat

2

Lingkup Penelitian

2

HASIL DAN PEMBAHASAN

4

Sintesis Nanomagnetit

4

Pemilihan elektrolit pendukung

6

Pengaruh Kecepatan Payar

9

Pengukuran Respons Arus Iodia, Iodin, dan Campuran Iodida dengan Iodin 10 Pengaruh Konsentrasi Iodida, Iodin, dan Campuran Iodida dengan Iodin

12

Pengaruh Ion Asing (Br-, Cl-)

14

Pengaruh pH

15

SIMPULAN DAN SARAN

16

Simpulan

16

Saran

17

DAFTAR PUSTAKA

17

RIWAYAT HIDUP

27

DAFTAR TABEL 1 Pola nilai hkl magnetit 2 3 4 5

5

Data potensial respon arus iodida, iodin dan campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KClO4 dan KCl Recovery puncak oksidasi dan puncak reduksi KI Recovery puncak oksidasi dan puncak reduksi I2 Potensial setengah puncak oksidasi I- dan I2

11 15 15 16

DAFTAR GAMBAR 1 2

Bagan alir penelitian Koloid hasil sintesis (a), produk tertarik oleh magnet (b), dan serbuk hitam hasil sintesis (c) 3 Difraktogram standar JCPDS No.19-0629 (a) dan hasil sintesis (b) 4 Voltammogram KI 1 mM (a) dan I2 1 mM (b) 5 Voltammogram siklik KClO4 0.1 M 6 Voltamogram I- 6 mM (a) I2 1 mM (b) dalam KClO4 0.1 mM pada beberapa kecepatan payar dan kurva hubungan V1/2 dengan Ipa ( ) dan Ipc ( ) I- (c) I2 (d) 7 Voltamogram respons arus iodida, iodin, dan campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KClO4 (a) dan KCl (b) 8 Kurva hubungan antara konsentrasi dengan arus puncak anodik ( ) dan katodik ( ) iodida (a) dan iodin (b) 9 Voltamogram pengaruh campuran KI dan I2 dalam pelarut KClO4 0.1 M (a) dan hubungan antara konsentrasi campuran dengan Ipa1 (b), Ipa2 (c), dan Ipc (d) 10 Voltamogram pengaruh campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KCl 0.1 M (a) dan hubungan antara konsentrasi campuran dengan Ipa1 (b), Ipa2 (c) dan Ipc (d) 11 Hubungan antara pH dengan Ipa1 I- (a), Ipa2 I- (b) dan Ipa1 I2 (c)

2 5 5 6 9

10 11 12

13

14 16

DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7

Penentuan limit deteksi dan limit kuantisasi iodida Standar magnetit JCPDS No.19-0629 Penentuan pola h2 + k2 + l2 Penentuan ukuran kristal rata-rata Voltamogram pengaruh konsentrasi iodida Voltamogram pengaruh konsentrasi iodin Voltamogram pengaruh ion Br- dan Cl- terhadap pengukuran iodida

20 20 21 22 22 23 23

8 9 10 11 12 13 14

Voltamogram pengaruh ion Br- dan Cl- terhadap pengukuran iodin Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodida diukur menggunakan EM Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodida diukur meggunakan EPK Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodin diukur meggunakan EM Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodin diukur meggunakan EPK Hubungan antara pH dengan arus puncak oksidasi iodin diukur menggunakan EM Hubungan antara pH dengan arus puncak oksidasi iodin diukur menggunakan EPK

24 24 25 25 26 26 26

PENDAHULUAN Keberadaan anion iodida dan iodin dalam suatu limbah cair memicu dikembangkannya metode pendeteksian kedua zat tersebut secara simultan. Iodida merupakan anion yang erat hubungannya dengan perkembangan mental, pertumbuhan, dan metabolisme tubuh. Kekurangan iodida atau iodin dapat mengakibatkan berbagai gangguan seperti keguguran mendadak, meningkatkan kematian bayi, kelenjar tiroid membengkak, gondok, dan kerusakan mental (Wang et al. 2013). Pendeteksian iodida dan iodin secara simultan telah banyak dilakukan dengan beberapa metode, di antaranya kemiluminesen (Fujiwara et al. 2000), spektroskopi difusi reflektan (Arena et al. 2002), GC-MS (Shin et al. 1996), kromatografi ion (Rahn 1991), voltammetri menggunakan elektrode Boron Dopped Diamond (BDD) (Fierro et al. 2013). Namun, pengukuran menggunakan instrumen tersebut memiliki beberapa kelemahan, seperti prosedur rumit dan biaya yang relatif mahal. Teknik voltammetri memiliki beberapa keunggulan, seperti waktu analisis relatif singkat, limit deteksi rendah, dan mudah digunakan. Selain BDD elektrode kerja yang dapat digunakan dalam teknik ini salah satunya adalah elektrode pasta karbon (EPK). EPK tersusun dari grafit dan minyak mineral. EPK sering digunakan sebagai alternatif elektrode merkuri yang kurang ramah lingkungan. Kelebihan EPK, di antaranya relatif murah, lembam, ramah lingkungan, kisaran potensial yang cukup luas, gangguan arus yang kecil, dan mudah untuk dibuat atau diperbaharui (Radi 1999). Namun, EPK memiliki kelemahan, yaitu lambat dalam pengumpulan ion disekitar permukaan elektrode. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi EPK yang bertujuan meningkatkan selektivitas dan sensitivitas pengukuran (Wang 2006). Modifikasi EPK telah berkembang cukup pesat dalam bidang elektrokimia, di antaranya EPK dapat dimodifikasi oleh nanopartikel emas dan ferosena untuk mendeteksi senyawa morfin (Atta et al. 2012), dengan nanomagnetit untuk mendeteksi iodida (Sari 2013). Penggunaan nanomagnetit dalam modifikasi EPK diharapkan mampu meningkatkan kinerja EPK dalam mendeteksi iodida dan iodin secara simultan. Iodida dan iodin dalam suatu sampel diharapkan dapat dideteksi secara simultan dengan metode yang lebih sederhana, biaya yang relatif lebih murah, preparasi yang tidak rumit, waktu analisis lebih singkat, dan penggunaan bahan yang lebih ramah lingkungan bila dibandingkan dengan analisis menggunakan instrumen, seperti GC-MS, spektroskopi difusi reflektan, dan voltammetri menggunakan elektrode BDD. Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan EPK termodifikasi nanomagnetit dan kinerjanya diuji menggunakan teknik voltammetri siklik.

2

METODE Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah FeCl3∙6H2O (Nacalai Tesque), urea (Merck), natrium sitrat (Merck), KI (Merck), NaClO4, serbuk grafit, paraffin cair, akuabidestilata, elektrode pembanding Ag/AgCl, KCl, dan elektrode kawat platina. Alat-alat yang digunakan selama proses penelitian antara lain alat gelas, bejana hidrotermal, oven, pipet mikro, pH meter, seperangkat alat potensiostat/galvanostat eDAQ, dan komputer yang telah dipasang program pengolah data Echem v.2.1.0. Lingkup Penelitian Penelitian ini terdiri atas empat tahap, yaitu sintesis nanomagnetit, pencirian dengan XRD, pembuatan EPK termodifikasi nanomagnetit, dan pengujian elektrode menggunakan teknik voltammetri siklik. Pengujian EPK dilakukan menggunakan teknik voltammetri siklik dengan parameter pengaruh konsentrasi, pengaruh laju payar, pengaruh ion lain, dan pengaruh pH. Berdasarkan parameter tersebut liearitas, selektivitas, dan sensitivitas elektrode dapat diketahui (Gambar 1). Sintesis nanomagnetit

Karakterisasi nanomagnetit

Pembuatan EPK termodifikasinanomagnetit

Pengujian kinerja elektrode untuk analisis iodida dan iodin

Linearitas

Sensitivitas

Gambar 1 Bagan alir penelitian

Selektivitas

3

Sintesis Nanomagnetit (Cheng et al. 2010 dengan modifikasi) Nanomagnetit disintesis menggunakan metode hidrotermal. Sebanyak 0.5406 g FeCl3∙6H2O (2 mmol/0.05 M), 1.1764 g natrium sitrat (4 mmol/0.10 M), dan 0.3604 g urea (6 mmol/0.15 M) dilarutkan dalam 40 mL akuades, diaduk hingga larut sempurna, lalu dimasukkan ke dalam wadah teflon. Wadah tersebut dimasukkan ke dalam oven dan diatur pada suhu 200 °C selama 12 jam. Setelah itu, wadah didinginkan pada suhu ruang. Endapan hitam yang terbentuk dipisahkan, dicuci dengan air dan etanol, lalu dikeringkan pada oven suhu 40 °C. Pembuatan Elektrode Pasta Karbon (Qiong et al. 2003 dengan modifikasi) Grafit digerus dengan mortar, kemudian dicampurkan dengan minyak parafin dan nanomagnetit. Komposisi parafin, karbon, dan nanomagnetit berturutturut, yaitu 35 µL, 100 mg, dan 10 mg. Setelah terbentuk pasta yang homogen, pasta dipadatkan pada badan elektrode dan permukaannya dihaluskan dengan kertas minyak. Pemilihan Elektrolit Pendukung (Fierro et al. 2013 dengan modifikasi) Arus yang ditimbulkan oleh media elektrolit ditentukan dengan mengukur respons arus elektrolit KClO4 0.1 M dan KCl 0.1 M dengan EPK termodifikasi nanomagnetit pada selang potensial 0-1.2 V dengan kecepatan payar 100 mV/det. Pengaruh Kecepatan Payar (Fauziah 2012 dengan modifikasi) Larutan KI 1 mM dalam KClO4 0.1 M diukur dengan EPK termodifikasi nanomagnetit. Respons arus diamati pada selang potensial 0-1.2 V. Kecepatan payar yang digunakan berkisar antara 10 dan 160 mV/det. Pengukuran Respons Arus Iodida, Iodin, dan Campuran Iodida dengan Iodin (Fierro et al. 2013) Respons arus diperoleh dengan mengukur larutan KI 1 mM dalam KClO4 1 M, larutan iodin 0.5 mM dalam KClO4 0.1 M, dan campuran 0.8 mM iodida dengan 0.1 mM iodin dalam KClO4 0.1 M. Pengujian voltammetri siklik dilakukan dengan menggunakan EPK termodifikasi nanomagnetit dan respons arus diamati pada selang potensial 0-1.2 V dengan kecepatan payar 100 mV/det. Pengaruh Konsentrasi Iodida (Fierro et al. 2013) Kurva kalibrasi dibuat dengan mengalurkan konsentrasi iodida (0 mM, 0.2 mM, 0.4 mM, 0.6 mM, 0.8 mM, dan 1 mM) dengan arus puncak. Pengujian voltammetri siklik dilakukan dengan menggunakan EPK termodifikasi nanomagnetit dan respons arus diamati pada selang potensial 0-1.2 V dengan kecepatan payar 100 mV/det. Linearitas kurva ditentukan berdasarkan koefisien korelasi kurva standar. Berdasarkan kurva standar yang diperoleh, ditentukan pula sensitivitas, limit deteksi, dan limit kuantitasi elektrode. Pengaruh Konsentrasi Iodin (Fierro et al. 2013) Kurva kalibrasi dibuat dengan mengalurkan konsentrasi iodida (0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 mM, 0.4 mM, dan 0.5 mM) dengan arus puncak. Pengujian voltammetri siklik dilakukan dengan menggunakan EPK termodifikasi nanomagnetit dan respons arus diamati pada selang potensial 0-1.2 V dengan

4

kecepatan payar 100 mV/det. Linearitas kurva ditentukan berdasarkan koefisien korelasi kurva standar. Berdasarkan kurva standar yang diperoleh, ditentukan pula sensitivitas, limit deteksi, dan limit kuantitasi elektrode. Pengaruh Konsentrasi Iodida dan Iodin dalam Campuran (Fierro et al. 2013) Kurva kalibrasi dibuat dengan mengalurkan konsentrasi campuran iodida dan iodin (0 mM, 0.2 mM iodida dan 0.4 mM iodin, 0.4 mM iodida dan 0.3 mM iodin, 0.5 mM iodida dan 0.25 mM iodin, 0.6 mM iodida dan 0.2 mM iodin, 0.8 mM iodida dan 0.1 mM iodin) dengan arus puncak. Pengujian voltammetri siklik dilakukan dengan menggunakan EPK termodifikasi nanomagnetit, elektrolit KClO4 dan KCl. Respons arus diamati pada selang potensial 0-1.2 V dengan kecepatan payar 100 mV/det. Linearitas kurva ditentukan berdasarkan koefisien korelasi kurva standar. Berdasarkan kurva standar yang diperoleh, ditentukan pula sensitivitas, limit deteksi, dan limit kuantitasi elektrode. Pengaruh Ion Asing (Br-, Cl-) (Zhu et al. 2010 dengan modifikasi) Gangguan ion lain terhadap pengukuran iodida ditentukan dengan mengukur KI 1 mM dengan penambahan KBr 2 mM, KCl 2 mM dalam KClO4 0.1 M dan I2 1 mM dengan penambahan KBr 2 mM, KCl 2 mM dalam KClO4 0.1 M. Arus puncak yang dihasilkan dibandingkan dengan arus puncak KI dan I2 1 mM tanpa penambahan KBr, KCl. Penentuan Pengaruh pH (Walcarius et al. 2000) Pengaruh pH terhadap pengukuran iodida dan iodin ditentukan dengan mengukur KI 0.1 mM pH 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, dan 12 dalam KClO4 0.1 M dan I2 1 mM pH 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, dan 12 dalam KClO4 0.1 M. Respons arus diamati pada selang potensial 0-1.2 V dengan kecepatan payar 100 mV/det.

HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis Nanomagnetit Sintesis nanomagnetit dilakukan melalui proses hidrotermal dengan pemanasan selama 12 jam pada suhu 200 °C dalam sistem tertutup. Sintesis dengan tekanan lebih dari satu atm ini menghasilkan serbuk berwarna hitam sebanyak 1.5756 g (rendemen sebesar 0.0758 %). Serbuk tersebut dapat tertarik oleh batang magnet. Menurut Fauziah (2012), salah satu keunggulan sintesis nanomagnetit secara hidrotermal ialah tidak terbentuknya kristal lain selain magnetit (Fe3O4). Selain itu Fe sebanyak 99.99% berhasil diubah menjadi produk serta memiliki kristalinitas yang tinggi. Pencirian terhadap hasil sintesis dilakukan menggunakan teknik difraksi sinar-x. Gambar 3 menunjukkan pola difraksi padatan hasil sintesis dibandingkan dengan pola standar magnetit (JCPDS No. 190629). Difraktogram menunjukkan kesesuaian posisi 2 tetha dan intensitas puncak terhadap standar magnetit (Fe3O4). Namun terdapat beberapa puncak lain yaitu pada nilai 2 tetha: 24.2072, 33.1358, dan 49.4408 yang sesuai dengan pola standar hematit (α-Fe2O3). Terbentuknya hematit diduga karena suhu pemanasan yang

5

kurang stabil dan mudah teroksidasinya Fe3O4. Secara kualitatif terbentuknya hematit juga dapat diamati dari serbuk berwarna coklat yang terbentuk (Tartaj et al. 2003).

(a)

(b)

(c)

Gambar 2 Koloid hasil sintesis (a), produk tertarik oleh magnet (b), dan serbuk hitam hasil sintesis (c)

(a)

(b) Gambar 3 Difraktogram standar JCPDS No.19-0629 (a) dan hasil sintesis (b) Tabel 1 Pola nilai hkl magnetit 2θ 18.3081 30.1788 35.5512 37.1025 43.1138 53.5343 62.6314

hkl 111 220 311 222 400 422 440

h2 + k2 + l2 3 8 11 12 16 24 32

Bentuk kristal magnetit dapat diketahui berdasarkan pola nilai h2 + k2 + l2 pada Tabel 1 yaitu berbentuk kubus berpusat muka. Selain itu, pengolahan hasil

6

XRD menggunakan persamaan Debye Scherrer dapat memberikan informasi mengenai ukuran kristal (Zakaria et al. 2009). Hasil perhitungan ditampilkan dalam Lampiran 4. Kristal hasil sintesis magnetit selama 12 jam memiliki ukuran rata-rata 38.9 nm. Dengan demikian, kristal hasil sintesis dapat dikategorikan sebagai nanokristal karena ukurannya kurang dari 100 nm (Laurent et al. 2008). Kristalinitas magnetit yang dihasilkan dipengaruhi oleh waktu sintesis. Semakin lama waktu sintesis maka kristalinitas semakin meningkat. Kristalinitas yang diperoleh yaitu sebesar 91.42%. Hubungan antara kristalinitas dengan arus puncak anodik maupun katodik yaitu berbanding lurus. Dengan demikian semakin tinggi kristalinitas akan semakin baik untuk pendeteksian analit (Saprudin et al. 2013). Derajat kristalinitas dapat diketahui dari perbandingan antara luas daerah kristalin dan luas daerah total (kristalin dan amorf) magnetit hasil sintesis. Menurut Cheng et al. (2013), padatan magnetit yang berbentuk amorf akan berubah menjadi kristal seiring dengan bertambahnya diameter. Sitrat berperan dalam pembentukan fase murni Fe3O4. Gugus hidroksil pada sitrat menyebabkan sitrat dapat digunakan sebagai agen pereduksi. Sintesis magnetit tanpa sitrat hanya akan menghasilkan α-Fe2O3. Ketika suhu meningkat sitrat akan mereduksi sebagian Fe3+ menjadi Fe2+. Pada waktu yang bersamaan, urea akan terdekomposisi menjadi NH3 dan CO2 sehingga menyebabkan suasana lingkungan menjadi basa. Suasana basa ini memicu terbentuknya Fe(OH)3 dan Fe(OH)2 yang akan terdehidrasi membentuk Fe3O4 (Cheng et al. 2013). Pemilihan elektrolit pendukung Elektrolit pendukung yang digunakan yaitu KCl dan KClO4. Pemilihan elektrolit pendukung dilakukan untuk memperoleh elektrolit yang sesuai dalam pendeteksian iodida dan iodin secara simultan. Bentuk voltamogram yang dihasilkan dari kedua elektrolit tersebut berbeda. Sehingga diduga reaksi redoks yang terjadi dalam elektrolit KCl berbeda dengan elektrolit KClO4. Pengukuran KI 1 mM dan I2 1 mM dalam larutan KCl 0.1 M menghasilkan dua pasang puncak oksidasi dan reduksi. Sedangkan pengukuran KI 1 mM dalam larutan KClO4 0.1 M menghasilkan dua puncak oksidasi namun hanya terdapat satu puncak reduksi. Pengukuran I2 1 mM dalam KClO4 0.1 M menghasilkan satu puncak oksidasi dan satu puncak reduksi. 70

80

60

70

50

60

40

50 40

30

30 20

10

Arus (A)

Arus (A)

20

0 -10 -20

10 0 -10 -20 -30

-30 -40 -50

dalam KClO4 0.1 M

-40

dalam KCl 0.1 M

-60

dalam KClO4 0.1 mM dalam KCl 0.1 mM

-50 -70

-60 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

(a)

1.0

1.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

(b)

Gambar 4 Voltammogram KI 1 mM (a) dan I2 1 mM (b)

1.2

7

Gambar 4(a) (voltamogram berwarna merah) menunjukkan mekanisme redoks yang terjadi dalam elektrolit KCl meliputi oksidasi I- menjadi I2 (puncak oksidasi pertama) lalu diikuti oleh oksidasi I3- (puncak oksidasi kedua). Puncak oksidasi kedua bukanlah puncak oksidasi I2. Hal ini dikarenakan keberadaan I2 dalam larutan tidak stabil sehingga I2 (hasil oksidasi pertama) akan bereaksi dengan ion I- membentuk I3- dalam elektrolit KCl. Oleh karena itu pengukuran KI dan I2 secara simultan tidak dapat dilakukan menggunakan elektrolit KCl. Sedangkan berdasarkan Gambar 4(a) (voltamogram yang berwarna hitam), diduga mekanisme redoks yang terjadi dalam elektrolit KClO4 sama seperti yang terjadi dalam elektrolit NaClO4 (Fierro et al. 2013). Mekanisme redoks tersebut meliputi oksidasi I- (puncak oksidasi pertama) lalu diikuti oleh oksidasi I2 (puncak oksidasi kedua). Dengan demikian elektrolit yang sesuai digunakan pada pengukuran parameter selanjutnya ialah KClO4. Reaksi redoks KI yang terjadi dalam elektrolit KCl sebagai berikut: K+ + I- …………………………………………………(1) Awal : KI Epa1 : 2I I2 + 2ē …………………………………………………(2) KI berlebih : I + I2 I3- ………………………………………………...(3) Epa2 : 2I3 3I2 + 2ē ………………………………………………...(4) Epc2 : 3I2 + 2ē 2I3- ……………………………………………….(5) Epc1 : I2 + 2ē 2I- ………………………………………………..(6) Keberadaan logam Fe pada magnetit meningkatkan terjadinya proses transfer elektron (elektrokatalis) sebagai berikut: Epa1 : 2I- + 2Fe3+ I2 + 2Fe2+ …………………………………..…(7) Epa2 : 2I3- + 2Fe3+ 3I2 + 2Fe2+ ………………………………...…(8) 2+ Epc2 : I2 + 2Fe 2I- + 2Fe3+ ………………………………...….(9) Epc1 : 3I2 + 2Fe2+ 2I3- + 2Fe3+ …………………………..….….(10) Reaksi redoks KI yang terjadi dalam elektrolit KClO4 diduga mengikuti reaksi yang terjadi dalam elektrolit NaClO4 (Fierro et al.2013) yaitu sebagai berikut: Awal : KI K+ + I- ……………………………………………..…(11) Epa1 : II2 + ē ...……………………..………………………..(12) Epa2

: I2 + 3H2O

IO3- + 6H+ + 5ē …………..………………….(13)

Epc1 : IO3- + 6H+ + 5ē I2 + 3H2O ……………...……………....(14) Keberadaan logam Fe pada magnetit meningkatkan terjadinya proses transfer elektron (elektrokatalis) sebagai berikut: Epa1 : I- + Fe3+ I2 + Fe2+ …………………………………...(15) Epa2 Epc1 Epa1 Epa2 Epc2 Epc1

: I2 + 3H2O + 5Fe3+

IO3- + 6H+ + 5Fe2+ ……………….....(16)

: IO3- + 6H+ + 5Fe2+ I2 + H2O + 5Fe3+ ……………………(17) Diduga reaksi redoks I2 yang terjadi dalam elektrolit KCl sebagai berikut: : I2 + 3H2O 3IO- + 6H+ + 3ē ……...…..…………..……….(18) : IO- + 2H2O IO3- + 4H+ + 4ē ……………...…………..….(19) + : IO3 + 4H + 4ē IO- + 2H2O ………………………...…...(20) : 3IO- + 6H+ + 3ē I2 + 3H2O ………………………...……(21)

8

Keberadaan logam Fe pada magnetit meningkatkan terjadinya proses transfer elektron (elektrokatalis) sebagai berikut: Epa1 : I2 + 3H2O + 3Fe3+ 3IO- + 6H+ + 3Fe2+ …..………….…..(22) Epa2 : IO- + 2H2O + 4Fe3+ IO3- + 4H+ + 4Fe2+ ……………….....(23) Epc2 : IO3- + 4H+ + 4Fe2+ IO- + 2H2O + 4Fe3+ .………………...(24) I2 + 3H2O + 3Fe3+ ….…………….….(25) Epc1 : 3IO- + 6H+ + 3Fe2+ Reaksi redoks I2 yang terjadi dalam elektrolit KClO4 diduga mengikuti reaksi yang terjadi dalam elektrolit NaClO4 (Fierro 2013) yaitu sebagai berikut: Epa : I2 + 3H2O IO3- + 6H+ + 5ē …………..………………….(26) Epc1 : IO3- + 6H+ + 5ē I2 + 3H2O ……………...……………....(27) Keberadaan logam Fe pada magnetit meningkatkan terjadinya proses transfer elektron (elektrokatalis) sebagai berikut: Epa : I2 + 3H2O + 5Fe3+ IO3- + 6H+ + 5Fe2+ ……………….....(28) Epc : IO3- + 6H+ + 5Fe2+ I2 + H2O + 5Fe3+ ……………………(29) Berdasarkan mekanisme redoks yang terjadi, terlihat bahwa magnetit berperan sebagai elektrokatalis. Magnetit mampu meningkatkan arus puncak oksidasi iodida dan iodin berturut-turut sebesar 1.07 kali dan 3.98 kali lipat dibandingkan EPK. Voltamogram siklik elektrolit KClO4 0.1 M yang diukur menggunakan elektrode termodifikasi magnetit (EM) dan EPK dapat dilihat pada Gambar 5. Pengukuran larutan KClO4 menggunakan EM maupun EPK tidak memberikan respons arus puncak pada potensial 0.0-1.2 V. Daerah potensial yang digunakan idealnya berada pada daerah potensial redoks analit, namun tidak berada pada daerah potensial elektrolit pendukung. Potensial oksidasi K+, Cl- berturut-turut sebesar 2.92 V dan -1.36 V (Scholz 2010). Dengan demikian, larutan KCl maupun KClO4 tidak akan mengalami reaksi redoks pada potensial 0.0-1.2 V. Respons arus yang dihasilkan oleh EM lebih tinggi dibandingkan dengan EPK. Peningkatan arus yang terukur oleh EM disebabkan oleh aktivitas katalitik yang dihasilkan oleh magnetit (Comba et al. 2012). Magnetit memicu terbentuknya lapisan listrik ganda pada permukaan logam sehingga terjadi peningkatan nilai arus kapasitif. Nilai arus kapasitif dipengaruhi oleh beberapa hal, meliputi struktur kristal, ukuran kristal, ukuran partikel, morfologi permukaan, konduktivitas elektron, air pada kristal, dan kristalinitas (Novianto et al. 2012). Ukuran kristal maupun ukuran partikel yang semakin kecil menunjukkan total luas permukaan yang semakin besar. Sehingga interaksi yang terjadi antara ion dengan permukaan magnetit semakin banyak (Roonasi 2007). Kristalinitas yang semakin tinggi akan memberikan nilai puncak arus yang semakin besar sehingga pendeteksian analit lebih sensitif.

9

30

KClO4 0.1 M (EM) KClO4 0.1 M (EPK)

20

Arus (

10

0

-10

-20

-30 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

Gambar 5 Voltammogram siklik KClO4 0.1 M Pengaruh Kecepatan Payar Kecepatan payar dapat mempengaruhi tinggi puncak arus oksidasi maupun reduksi. Hubungan antara akar kuadrat kecepatan payar dan tinggi arus puncak untuk I- dan I2 dalam KClO4 berturut-turut linear mengkuti persamaan: Ipa (KI) = 1.7252 v1/2 + 3.8684 (R² = 0.9453) 1/2 Ipc (KI) = 0.4246 v + 10.268 (R² = 0.7666) Ipa (I2) = 2.8767 v1/2 - 0.052 (R² = 0.9343) (R² = 0.9150) Ipc (I2) = 1.9202 v1/2 + 10.218 dengan Ipa (µA) adalah arus puncak anodik atau oksidasi, Ipc (µA) adalah arus puncak katodik atau reduksi dan v1/2 (mV/s)1/2 adalah akar kuadrat kecepatan payar. Nilai R2 puncak arus oksidasi lebih besar dibandingkan puncak arus reduksi. Dengan demikian pengukuran secara kuantitatif hanya dilihat dari nilai arus puncak oksidasi. Parameter pengaruh kecepatan payar dilakukan untuk mengetahui proses redoks yang terjadi berada dibawah pengaruh difusi atau adsorpsi. Berdasarkan persamaan Randles-Sevcik, apabila hubungan antara arus puncak (Ip) dengan akar kuadrat kecepatan payar V1/2 berbanding lurus maka proses elektrokatalisis yang terjadi pada elektrode berada dibawah pengaruh difusi. Sedangkan apabila hubungan antara arus puncak (Ip) dengan kecepatan payar V berbanding lurus maka proses elektrokatalisis yang terjadi pada elektrode berada dibawah pengaruh adsorpsi. Arus puncak yang dihasilkan oleh I- maupun I2 berbanding lurus dengan akar kuadrat dari kecepatan payar yang diberikan. Hal ini mengindikasikan bahwa transfer muatan berada dibawah pengaruh difusi (Scholz 2010). Difusi terjadi dari larutan ruah ke permukaan elektrode akibat adanya gradien konsentrasi dan fluks yang meningkat pada elektrode seiring meningkatnya kecepatan payar (Wang 2006).

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80

10 mV/s 20 mV/s 40 mV/s 50 mV/s 80 mV/s 100 mV/s 125 mV/s 160 mV/s

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

1.0

1.2

Arus (A)

Arus (

10

I2 1 mM 10 mV/s I2 1 mM 20 mV/s I2 1 mM 40 mV/s I2 1 mM 50 mV/s I2 1 mM 80 mV/s I2 1 mM 100 mV/s I2 1 mM 125 mV/s I2 1 mM 160 mV/s

55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 0.0

0.2

0.4

0.6

(a)

(c)

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

(b)

(d)

Gambar 6 Voltamogram I- 6 mM (a) I2 1 mM (b) dalam KClO4 0.1 mM pada beberapa kecepatan payar dan kurva hubungan V1/2 dengan Ipa ( ) dan Ipc ( ) I- (c) I2 (d) Pengukuran Respons Arus Iodia, Iodin, dan Campuran Iodida dengan Iodin Pemayaran dari potensial rendah ke potensial tinggi akan menghasilkan arus puncak oksidasi dan sebaliknya. Potensial puncak oksidasi dan puncak reduksi iodida dari larutan iodida maupun campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KClO4 maupun KCl berada pada daerah potensial yang sama serta memiliki bentuk voltamogram yang mirip. Sama halnya dengan puncak oksidasi dan puncak reduksi iodin dari larutan iodin maupun campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KClO4 berada pada daerah potensial yang sama. Data potensial puncak dapat dilihat pada Tabel 2.

11

Tabel 2 Data potensial respons arus iodida, iodin dan campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KClO4 dan KCl Elektrolit

Analit KI 1 mM I2 0.4 Mm Campuran KI 0.2 mM + I2 0.4 mM KI 1 mM I2 0.4 Mm Campuran KI 0.2 mM + I2 0.4 mM

KClO4

KCl

Epa1 0.658 0.848

Epa2 0.836 -

Epc1 0.674 0.676

Epc2 -

ΔE1 (V) 0.162 0.172

0.698

0.874

0.676

-

0.198

0.428 0.744

0.838 -

0.306 0.606

0.486 -

0.122 0.138

0.44

0.858

0.306

0.516

0.134

40 30 20

Arus (A)

10 0 -10 -20 -30

KI 1 mM I2 1 mM

-40

KI 0.2 mM + I2 0.4 mM 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

(a) 60

40

Arus (A)

20

0

-20

-40

KI 1 mM I2 1 mM

-60

KI 0.8 mM + I2 0.1 mM 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

(b) Gambar 7 Voltamogram respons arus iodida, iodin, dan campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KClO4 (a) dan KCl (b)

12

Selisih antara nilai potensial reduksi dengan potensial oksidasi analit menunjukkan reversibilitas reaksi redoks yang terjadi. Berdasarkan persamaan energi bebas Gibbs, jika beda potensial antara puncak anodik dan katodik ( lebih kecil atau sama dengan 59 mV, maka reaksi redoks tersebut reversibel. Reaksi redoks bersifat takreversibel jika lebih besar dari 200 mV dan kuasireversibel jika berada dikisaran potensial 59-200 mV (Scholz 2010). Dengan demikian, pasangan redoks pertama (iodida) dan pasangan redoks iodin bersifat kuasireversibel, baik dalam elektrolit KCl maupun KClO4. Dengan demikian, peristiwa oksidasi maupun reduksi baik iodida maupun iodin dapat diamati secara bersamaan. Penggunaan EM ini, lebih efisien dari segi biaya dibandingkan dengan BDD. Namun penggunaan EM lebih sensitif untuk pengukuran iodin dibandingkan iodida. Pengaruh Konsentrasi Iodida, Iodin, dan Campuran Iodida dengan Iodin Berdasarkan hubungan antara konsentrasi analit dengan arus puncak, maka linearitas pengukuran dapat diketahui. Linearitas arus puncak oksidasi yang diperoleh lebih baik dari arus puncak reduksi. Dengan demikian arus puncak oksidasi dipilih untuk pengukuran kuantitatif. Linearitas respons elektrode terhadap konsentrasi iodida dan iodin dalam KClO4 mengikuti persamaan berikut: Ipa1 (KI) = 1.5129x + 0.2219 (R² = 0.9337) (R² = 0.9959) Ipa2 (KI) = 46.791x - 1.6524 Ipc2 (KI) = 34.597x - 3.9219 (R² = 0.9549) Ipa (I2) = 32.946x - 0.4214 (R² = 0.9743) Ipc (I2) = 43.517x - 2.1476 (R² = 0.9119)

(a) (b) Gambar 8 Kurva hubungan antara konsentrasi dengan arus puncak anodik ( dan katodik ( ) iodida (a) dan iodin (b) Linearitas respons elektrode terhadap konsentrasi dalam KClO4 mengikuti persamaan berikut: Ipa1 = 5.6644c + 0.1771 ± 0.0478 Ipa2 = 33.583c + 5.2193 ± 0.0516 Ipc = 34.0997c + 3.9118 ± 0.1207

)

campuran iodida dengan iodin (R2 = 0.9627) (R2 = 0.8601) (R2 = 0.8959)

13

KClO4 0.1 M 40

KI 0.2 mM + I2 0.4 mM

35

KI 0.4 mM + I2 0.3 mM

30

KI 0.5 mM + I2 0.25 mM

Arus (A)

25 20

KI 0.6 mM + I2 0.2 mM

15

KI 0.8 mM + I2 0.1 mM

10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 9 Voltamogram pengaruh campuran KI dan I2 dalam pelarut KClO4 0.1 M (a) dan hubungan antara konsentrasi campuran dengan Ipa1 (b), Ipa2 (c), dan Ipc (d) Linearitas respons elektrode terhadap konsentrasi campuran I- dan I2 dalam KCl mengikuti persamaan berikut: Ipa1 = 30.6997c + 2.4273 ± 0.3230 (R2 = 0.9360) Ipc1 = 32.638c + 9.863 ± 0.2346 (R2 = 0.6325) Ipc2 = 17.3173c + 3.5462 ± 0.1212 (R2 = 0.6133)

60

40

Arus (A)

20

KCl 0.1 M KI 0.2 M + I2 0.4 M

0

KI 0.4 M + I2 0.3 M

-20

KI 0.5 M + I2 0.25 M KI 0.6 M + I2 0.2 M

-40

KI 0.8 M + I2 0.1 M

-60 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (mV)

(a)

(b)

14

(c)

(d)

Gambar 10 Voltamogram pengaruh campuran iodida dengan iodin dalam pelarut KCl 0.1 M (a) dan hubungan antara konsentrasi campuran dengan Ipa1 (b), Ipa2 (c) dan Ipc (d) Nilai limit deteksi (LOD) iodida dan iodin yang diukur menggunakan EM dibandingkan dengan BDD. Limit deteksi dan limit kuantitasi iodida yang diukur menggunakan EM berturut-turut sebesar 28 µM dan 77 µM. Sedangkan limit deteksi dan limit kuantitasi iodin yang diukur menggunakan EM berturut-turut sebesar 4 µM dan 15 µM. Dengan demikian, limit deteksi iodida yang diperoleh dari pengukuran menggunakan EM 1.4 kali lebih besar dibandingkan elektrode BDD. Sedangkan limit deteksi iodin yang diperoleh dari pengukuran menggunakan EM 0.4 kali lebih kecil dibandingkan BDD (Fierro et al. 2013). Semakin kecil nilai limit deteksi yang diperoleh akan semakin meningkatkan keakuratan pengukuran. Nilai LOD iodida maupun iodin yang diperoleh menggunakan EM maupun BDD tidak berbeda jauh. Dengan demikian penggunaan EM dapat menggantikan BDD. Pengaruh Ion Asing (Br-, Cl-) Selektivitas merupakan kemampuan suatu alat atau metode untuk membedakan sinyal analit dengan sinyal yang berasal dari ion asing (Harvey 2000). Selektivitas diamati dari pengaruh ion halogen lain yang memiliki sifat fisik maupun kimiawi yang mirip dengan iodida. Ion pengganggu yang digunankan dalam studi ini ialah bromida dan klorida. Persen recovery puncak arus oksidasi yang diperoleh mendekati 100% menandakan bahwa ion Br- maupun Cl- tidak mengganggu pengukuran iodida dan iodin. Hal ini disebabkan oleh potensial reduksi bromium 1.09 V dan klor 1.36 V. Sementara itu potensial reduksi iodida dan iodin dalam KClO4 berturut-turut sebesar 0.698 dan 0.874 V. Recovery pengukuran dapat dilihat pada Tabel 3 dan Tabel 4. Recovery puncak oksidasi yang diperoleh lebih baik dibandingkan puncak reduksi.

15

Tabel 3 Recovery puncak oksidasi dan puncak reduksi iodida Analit

Ipa1

Ipa2

Ipc1

KI 1 Mm KI 1 mM + KBr 2 mM KI 1 mM + KCl 2 mM

4.17 4.31 4.41

31.27 29.43 25.67

27.31 18.56 20.67

Recovery (%) Ipa2 94.12 82.09

Ipa1 103.36 105.76

Ipc1 67.96 111.37

Tabel 4 Recovery puncak oksidasi dan puncak reduksi iodin Analit

Ipa

Ipc Ipa

I2 1 Mm I2 1 mM + KBr 2 mM I2 1 mM + KCl 2 mM

25.6 23.6 28.8

14.6 28.7 31.7

Recovery (%) Ipc

92.1 113

197 218

Pengaruh pH Permukaan oksida logam akan mengalami perubahan muatan ketika berada di dalam kondisi medium yang berbeda. Permukaan Fe-OH ketika bereaksi dengan ion H+ (suasana asam) akan menghasilkan (Fe-OH2+) yang bermuatan positif. Sedangkan (Fe-O-) yang bermuatan negatif akan terbentuk ketika Fe-OH direaksikan dengan OH- (Illés dan Tombácz 2004). Secara teori ion iodida yang bermuatan negatif akan semakin mudah tertarik oleh permukaan elektrode yang dipenuhi oleh (FeOH2+) (bermuatan positif). Interaksi tarik menarik antara ion yang berlawanan muatan ini akan berbanding lurus dengan tinggi puncak arus redoks yang dihasilkan. Namun Gambar 11(a) menunjukkan bahwa hasil yang diperoleh bertentangan dengan teori tersebut. Puncak arus oksidasi ion iodida tertinggi tidak diperoleh pada pH larutan asam melainkan basa. Potensial puncak oksidasi I- dan I2 dapat dilihat pada Tabel 5. Pada pH 7-10 potensial oksidasi I- konstan. Sedangkan intensitas arus oksidasi I- meningkat seiring meningkatnya pH larutan (7-10) dan I- tidak terdeteksi pada pH larutan asam (2-5). Hal ini diduga karena terjadi pelarutan oksida besi yang menyebabkan aktivitas katalitik elektrode menurun dalam suasana asam (Dantas et al. 2006). Selain itu keberadaan I- dan oksigen bebas dalam suasana asam menyebabkan terbentuknya I2 (Svehla 1979). Sehingga pengukuran I- dalam pH asam harus dihindari. Potensial oksidasi I2 konstan pada kisaran pH larutan 2-7. Namun pada pH larutan 8-10 terdapat puncak oksidasi lain pada potensial 0.658 dan 0.678 V yang diduga sebagai I- (Lampiran 13). Pada pH larutan 8-10 diduga I2 akan mengalami reaksi hidrolisis membentuk I- dan IO- (Rahn 1991). Pada pH larutan 12, tidak terdapat puncak oksidasi maupun reduksi I- dan I2, baik yang diukur menggunakan EM maupun EPK. Dengan demikian kondisi optimum untuk pengukuran campuran I- dan I2 dalam KClO4 0.1 M dilakukan pada pH 7.

16

Tabel 5 Potensial setengah puncak oksidasi iodida dan iodin pH

Iodida Epa1 Epa2 0.828 0.858 0.858 0.874 0.698 0.858 0.698 0.864 0.698 0.904 -

2 3 4 5 7 8 10 12

Iodin Epa1 0.678 0.658 -

Epa2 0.808 0.838 0.828 0.818 0.838 0.854 0.898 -

(b)

(a)

(c) Gambar 11 Hubungan antara pH dengan Ipa1 I- (a), Ipa2 I- (b) dan Ipa1 I2 (c)

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan EPK termodifikasi nanomagnetit dapat menggantikan BDD untuk pengukuran iodida dan iodin secara simultan. Elektrode termodifikasi nanomagnetit mampu meningkatkan arus oksidasi iodida dan iodin dalam KClO4 berturut-turut sebesar 1.07 dan 3.98 kali lipat dibandingkan EPK. Pasangan redoks pertama iodida dan iodin merupakan reaksi kuasireversibel. Sensitivitas pengukuran iodin 5.98 kali lebih besar dibandingkan iodida.

17

Saran Kestabilan suhu perlu dijaga agar tidak terbentuknya hematit. Selain itu, untuk meningkatkan sensitivitas elektrode terhadap iodida maka perlu dilakukan variasi penambahan nanomagnetit.

DAFTAR PUSTAKA Arena MP, Porter MD, Fritz JS. 2002. Rapid specific determination of iodine and iodide by combined solid-phase extraction/diffuse reflectance spectroscopy. Anal. Chem. 74(1):185-190. doi:10.1021/ac0109366. Atta NF, Galal A, A Anwar, Wassel, Ibrahim AH. 2012. Sensitive electrochemical determination of morphine using gold nanoparticles– ferrocene modified carbon paste electrode. Int J Electrochemical Sci. 7:10501-10518. Cheng W, Gellings T, Tang K, Qi Y, Sheng J, Liu Z. 2010. One –step sunthesis of superparamagnetic monodisperse porous Fe3O4 hollow and core-shell spheres. J Mater Chem. 20(1):1799-1805. doi:10.1039/b919164j. Comba FN, Guiterrez F, Herrasti P, Rubianes MD, Rivas GA. 2012. Effect of the incorporation of proteins on the performance of carbon paste electrodes modified with electrogenerated magnetite nanoparticles towards the reduction of hydrogen peroxide. Electroanalysis. 24:1-6. doi:10.1002/elan.201200176. Dantas TLP, Mendoca VP, José HJ, Rodrigues AE, Moreira RFPM. 2006. Treatment of textile wastewater by heterogeneous Fenton process using a new composite Fe2O3/carbon. J Chem Eng. 118: 77-82. doi:10.1016/j.cej.2006.01.016. Fauziah H. 2012. Nanomagnetit sebagai peningkat sensitivitas elektrode pasta karbon untuk analisis iodida secara voltammetri siklik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Fierro S, Comninellis C, Einaga Y. 2013. Simultaneous detection of iodine and iodide on boron doped diamond electrodes. 2013. Talanta. 103:33-37. doi:10.1016/j.talanta.2012.10.002. Fujiwara T, Mohammadzai IU, Inoue H, Kumamaru T. 2000. Chemiluminescence determination of iodide and/or iodine using a luminolhexadecyltrimethylammonium chloride reversed micellesystem following on-line oxidation and extraction. Analyst. 125:759-763. Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York (US): Mc Graw Hill. Illés E, Tombácz E. 2004. The role of variable surface charge and surface complexation in the adsorption on humic acid on magnetite. Colloids and Surface A: Physicochem Eng Aspects. 230:99-109. doi:10.1016/j.colsurfa.2003.09.017. Ismawati I. 2013. Ekstrak air buah belimbing wuluh (Averrhoa bilimbi) sebagai reduktor dalam pembuatan nanomagnetit [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

18

Laurent S, Forge D, Port M, Roch A, Robic C, Elst LV, Muller RN. 2008. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis, stabilization, vectorization, physicochemical characterizations, and biological applications. Chem Rev 108 (16): 2069-2070. doi:10.1021/cr068445e. Novianto D, Susanti D, Purwaningsih H. 2012. Aplikasi tungsten trioksida nanopartikel dengan metode sol gel dan proses kalsinasi sebagai kapasitor elektrokimia. Jurnal Teknik Material dan Metalurgi Institut Sepuluh Nopember Surabaya [internet]. [diunduh 2013 Mei 30]. Tersedia pada: http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-20403-Paper-2166626.pdf. Qiong H, Junjie F, Sengshui H. 2003. Voltammetric method based on an ionpairing reaction for the determination of trace amount of iodide at carbon paste electrode. Anal Sci. 19:681-686. Tersedia pada: https://www.jstage.jst.go.jp/article/analsci/19/5/19_5_681/_pdf. Radi A. 1999. Preconcentration and voltammetric study of nicergoline at a carbon paste electrode. Microchim Acta. 132:49-53. Rahn RO. 1991. Determination of iodide formed from inorganic iodine in aqueous solution. Anal Chim Acta. 248(2):595-602. Roonasi P. 2007. Adsorption and surface reaction properties of synthesized magnetite nanoparticles [tesis]. Luleå (SE): Luleå University of Technology. Saprudin D, Noviandri I, Buchari, Abdullah M. 2013. Nanomagnetik sebagai pemodifikasi elektrode pasta karbon untuk analisis iodida. Didalam: Musryahrim, Alimuddin, Panggabean S, Erwin, Gunawan R, Kartika R, Pasaribu S, editor. Inovasi Pendidikan dan Penelitian Kimia Dalam Menyongsong Era Industrialisasi di Kalimantan Timur [Internet]. [Ballroom Hotel Radja]. Samarinda (ID): ISBN. Hlm 36-46; [diunduh 2015 Mar 11]. Tersedia pada: http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/66220 Sari EO. 2013. Kinerja elektrode pasta karbon termodifikasi nanomagnetit pada teknik voltammetri siklik [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Scholz F, editor. 2010. Electroanalytical Methods Guide to Experiments and Applications. Ed ke-2. Heidelberg (DE): Springer. doi:10.1016/00219673(95)01281-8. Shin HS, Oh-Shin YS, Kim JH, Ryu JK. 1996. Trace level determination of iodide, iodine and iodate by gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr A. 732(2):327-333. doi:10.1016./0021-9673(95)01281-8. Svehla G. 1979. Vogel’s Textbook Of Macro And Semimicro Qualitative Inorganic Analysis. Ed-ke-5. London (GB): Longman Scientific and Technical. Tartaj P, Morales MdP, Verdaguer SV, Carreno TG, Serna CJ. 2003. The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomemdicine. J. Phys. D: Applied Physics. 36:R182-R197. doi:10.1088/00223727/36/13/202. Walcarius A, Lefevre G, Rapin J, Renaudin G, Francois M. 2001. Voltammetric detection of iodide after accumulation by Friedel’s Salt. Electroanalysis. 13(4): 313-320. doi:10.1002/1521-4109(200103)13:4<313::AIDELAN313>3.0.CO;2-Q. Wang GL, Zhu XY, Dong YM, Jiao HJ, Wu XM, Li ZJ. 2013. The pH-dependent interaction of silver nanoparticles and hydrogen peroxide: a new platform

19

for visual detection of iodide with ultra-sensitivity. Talanta. 107:146-153. doi:10.1016/j.talanta.2012.12.029. Wang J. 2006. Analytical Electrochemistry. Ed ke-3. New York (US): Willey. Zakaria FZ, Wajir J, Aziz FA. 2009. Crystallite sizes of porites species. J Nuclear and Technol. 6(1): 11-18. Zhu Y, Cao L, Hao L, Qu Q, Xin S, Zhang H. 2010. Electrochemical liquid-phase microextraction and determination of iodide in kelp based on a carbon paste electrode by cyclic voltammetry. Microchim. Acta. 170:121-126. doi:10.1007/s00604-010-0397-y.

20

Lampiran 1 Penentuan limit deteksi dan limit kuantisasi iodida Ulangan

Persamaan linear puncak oksidasi Iodida

Iodin

1

y = 5.0739x + 0.1276

y = 32.765x + 5.188

2

y = 6.6127x + 0.2231

y = 33.938x + 5.191

3

y = 5.3065x + 0.1806

y = 34.047x + 5.2788

Rerata

y = 5.6644x + 0.1771

y = 33.583x + 5.219

SD intersep

0.0478

0.0516

LOD

0.0278

0.0046

LOQ

0.0768

0.0152

Lampiran 2 Standar magnetit JCPDS No.19-0629

21

Lampiran 3 Penentuan pola h2 + k2 + l2 s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

√s 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45 2.65 2.83 3.00 3.16 3.32 3.46 3.61 3.74 3.87 4.00 4.12 4.24 4.36 4.47 4.58 4.69 4.80 4.90 5.00 5.10 5.20 5.29 5.39 5.48 5.57 5.66

d1 4.84 6.83 8.38 9.68 10.85 11.86 12.83 13.70 14.53 15.30 16.07 16.75 17.48 18.11 18.74 19.37 19.95 20.53 21.11 21.64 22.17 22.71 23.2 23.72 24.21 24.69 25.18 25.61 26.10 26.53 26.97 27.40

d2 2.96 4.17 5.12 5.92 6.63 7.25 7.84 8.38 8.88 9.35 9.83 10.24 10.68 11.07 11.45 11.84 12.19 12.55 12.90 13.23 13.55 13.88 14.20 14.50 14.80 15.09 15.39 15.65 15.95 16.22 16.48 16.75

d = (nλ) / (2 sinθ) = ( 1 x 1.5406) / (2 x 0.1591) = 4.8416 s = h2 + k2 + l2 Keterangan: d = parameter kisi n = indeks bias λ = panjang gelombang (Å) θ = sudut payaran, misalnya 9.15405°

d3 2.52 3.56 4.37 5.05 5.65 6.18 6.69 7.14 7.57 7.97 8.38 8.73 9.11 9.44 9.76 10.09 10.40 10.70 11.00 11.28 11.56 11.83 12.11 12.36 12.62 12.87 13.12 13.35 13.60 13.83 14.05 14.28

d4 2.42 3.41 4.19 4.84 5.42 5.93 6.42 6.85 7.26 7.65 8.04 8.38 8.74 9.05 9.37 9.68 9.97 10.26 10.55 10.82 11.09 11.35 11.62 11.86 12.10 12.35 12.59 12.81 13.05 13.27 13.48 13.70

d5 2.10 2.96 3.63 4.19 4.70 5.14 5.56 5.93 6.29 6.63 6.96 7.25 7.57 7.84 8.11 8.39 8.64 8.89 9.14 9.37 9.60 9.83 10.06 10.27 10.48 10.69 10.90 11.09 11.30 11.49 11.68 11.87

d6 1.71 2.41 2.96 3.42 3.83 4.19 4.53 4.84 5.13 5.40 5.68 5.92 6.17 6.40 6.62 6.84 7.05 7.25 7.46 7.65 7.83 8.02 8.21 8.38 8.55 8.72 8.89 9.05 9.22 9.37 9.53 9.68

d7 1.48 2.09 2.56 2.96 3.32 3.63 3.93 4.19 4.45 4.68 4.92 5.13 5.35 5.54 5.74 5.93 6.11 6.28 6.46 6.62 6.79 6.95 7.11 7.26 7.41 7.56 7.71 7.84 7.99 8.12 8.25 8.38

22

Lampiran 4 Penentuan ukuran kristal rata-rata 2θ (deg)a 18.3081 30.1788 35.5512 37.1025 43.1138 53.5343 62.6314

θ (deg) 9.15405 15.0894 17.7756 18.55125 21.5569 26.76715 31.3157

cos θ 0.98726 0.96552 0.95226 0.94804 0.93005 0.89284 0.85432

FWHM(deg)a 0.06000 0.36000 0.39500 0.30000 0.31000 0.34000 0.50000

(rad) 0.0011 0.0063 0.0069 0.0052 0.0054 0.0059 0.0087 Rerata

ukuran (nm) 127.68 22.79 21.10 28.13 27.61 26.32 18.66 38.90

Contoh perhitungan Ukuran kristal pada ulangan 1 berdasarkan persamaan Scherrer (λ=0.15406 nm) Ukuran kristal = = = 127.68 nm Lampiran 5 Voltamogram pengaruh konsentrasi iodida KI 0.8 mM(EPK) KCLO4 0.1 M (EM) KI 0.2 mM (EM) KI 0.4 mM (EM) KI 0.6 mM (EM) KI 0.8 mM (EM) KI 1 mM (EM)

100 80 60

Arus (

40 20 0 -20 -40 -60 -80 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

1.0

1.2

23

Lampiran 6 Voltamogram pengaruh konsentrasi iodin 20 15 10

Arus (A)

5

I2 0.5 mM (EPK)

0

I2 0.1 mM (EM)

-5

I2 0.2 mM (EM) I2 0.3 mM (EM)

-10

I2 0.4 mM (EM)

-15

I2 0.5 mM (EM)

-20 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

Lampiran 7 Voltamogram pengaruh ion Br- dan Cl- terhadap pengukuran iodida 40

30

20

Arus (A)

10

0

-10

KI 1 mM dalam KClO4 KI 1mM + KBr 2 mM dalam KClO4

-20

KI 1mM + KCl 2 mM dalam KClO4 -30 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

1.0

1.2

24

Lampiran 8 Voltamogram pengaruh ion Br- dan Cl- terhadap pengukuran iodin 40 30 20

Arus (A)

10 0

I2 1 mM

-10

I2 1 mM + KBr 1 mM

-20

I2 1 mM + KCl 1 mM

-30 -40 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

Lampiran 9 Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodida diukur menggunakan EM 80

pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 7 pH 8 pH 10 pH 12

70 60 50

Arus (A)

40 30 20 10 0 -10 -20 -30 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

1.0

1.2

25

Lampiran 10 Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodida diukur meggunakan EPK 55

pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 7 pH 8 pH 10 pH 12

50 45 40 35

Arus (A)

30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

Lampiran 11 Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodin diukur meggunakan EM 100

pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 7 pH 8 pH 10 pH 12

90 80 70 60

Arus (A)

50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

1.0

1.2

26

Lampiran 12 Voltamogram pengaruh pH terhadap pengukuran iodin diukur meggunakan EPK 20 18

pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 7 pH 8 pH 10 pH 12

16 14

Arus (A)

12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Potensial Vs Ag/AgCl (V)

Lampiran 13 Hubungan antara pH dengan arus puncak oksidasi iodin diukur menggunakan EM

Lampiran 14 Hubungan antara pH dengan arus puncak oksidasi iodin diukur menggunakan EPK

27

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta, 11 Juni 1992. Penulis merupakan putri ke-2 dari 3 bersaudara dari ayah Agusri, SE dan ibu Nelmawati. Tahun 2011 penulis lulus dari SMK Analis Kimia ‘SMAKBO’ Bogor. Pada tahun tersebut pula, penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur UTM. Selama perkuliahan, mahasiswa aktif sebagai asisten praktikum mata kuliah Kimia Dasar I (semester ganjil, tahun ajaran 2012), Kimia B (semester genap, tahun ajaran 2013), Kimia Analitik Layanan ITP pada tahun 2014, Analisis Instrumental (semester genap, tahun ajaran 2014). Penulis juga pernah mengikuti kegiatan praktik lapang di PT Taisho Pharmaceutical Tbk. Penulis juga tergabung sebagai pengajar dalam bimbingan belajar “Katalis” tahun 2013-2014. Penulis juga aktif dalam organisasi dan berbagai kepanitian. Tahun 2012/2013 penulis menjadi anggota Ikatan Mahasiswa Kimia (IMASIKA).