PENGARUH H2SO4 DAN KOH PADA ANALISIS Cr (III) MENGGUNAKAN ASAM TANAT SECARA SPEKTROFOTOMETRI ULTRAUNGU – TAMPAK (Skripsi)
Oleh Mega Suci Hanifa Putri
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2016
ABSTRAK
THE EFFECT OF H2SO4 AND KOH ON THE ANALYSIS OF Cr(III) USING TANNIC ACID BY ULTRAVIOLET-VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY
By
Mega Suci Hanifa Putri
This study was carreid out to investigate the effect of H2SO4 and KOH on the analysis of Cr(III) using tannic acid by ultraviolet-visible spectrophotometry. This research also studied the effect of interfering ions, and time stability of complex compounds tannic acid, chromium metal and acid or base. The results obatained demonstrated that the optimum concentration H2SO4 is 2 mM solution and KOH is 5mM, with a time of stability after the 5th minute for H2SO4 and the 30th minute to KOH. In H2SO4, ion Ni(II) 10 ppm, Mo(II) 6 ppm and Ca(II) 10 ppm reached the highest absorbance with complex Cr(III) with tannic acid. In KOH, ion Ni(II) 2 ppm, Mo(II) 4 ppm and Ca(II) 4 ppm reached the highest absorbance with complex Cr(III) with tannic acid. .
Kata kunci : H2SO4, KOH, Cr(III), Tannic Acid, Ultraviolet Spectrophotometry
ABSTRAK
PENGARUH H2SO4 DAN KOH PADA ANALISIS Cr(III) MENGGUNAKAN ASAM TANAT SECARA SPEKTROFOTOMETRI ULTRAUNGU-TAMPAK
Oleh
Mega Suci Hanifa Putri
Telah dilakukan penelitian pengaruh H2SO4 dan KOH pada analisis Cr(III) menggunakan asam tanat secara spektrofotometri Ultraungu-Tampak. Selain itu dilakukan juga pengaruh ion pengganggu pada senyawa kompleks logam kromium dan asam tanat, serta waktu kestabilan senyawa kompleks asam tanat, logam kromium, dan asam atau basa. Pada percobaan didapatkan data pengaruh asam akan mulai terlihat pada konsentrasi larutan 2 mM sedangkan basa terlihat pada konsentrasi larutan 5mM, dengan waktu kestabilan setelah menit ke-5 untuk H2SO4 dan menit ke-30 untuk KOH. Pada H2SO4, ion Ni(II) 10 ppm, ion Mo(II) 6 ppm dan Ca(II) 10 ppm mencapai absorbansi tertinggi dengan kompleks Cr(III) dengan asam tanat. Pada KOH, ion Ni(II) 2 ppm, ion Mo(II) 4 ppm dan Ca(II) 4 ppm mencapai absorbansi tertinggi dengan kompleks Cr(III) dengan asam tanat.
Kata kunci : H2SO4, KOH, Cr(III), asam tanat, spektrofotometer ultraungutampak
PENGARUH H2SO4 DAN KOH PADA ANALISIS Cr(III) MENGGUNAKAN ASAM TANAT SECARA SPEKTROFOTOMETRI ULTRAUNGU-TAMPAK
Oleh
MEGA SUCI HANIFA PUTRI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA SAINS Pada Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
RIWAYAT HIDUP
Mega Suci Hanifa Putri dilahirkan di Jakarta pada tanggal 7 Desember 1993. Penulis merupakan putri bungsu dari tiga bersaudara, lahir dari pasangan bapak Hanipuddin dan ibu Marwila. Penulis telah menyelesaikan pendidikan mulai dari Taman Kanak-kanak di TK Al- Irsyad Al- Islamiyah pada tahun 1999, pendidikan sekolah dasar di SD Al- Irsyad Al- Islamiyah pada tahun 2005, pendidikan menengah pertama di SMP Negeri 4 Jakarta pada tahun 2008, dan pendidikan menengah atas di SMTI Lampung pada tahun 2011. Pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswi di Universitas Lampung, S1 Jurusan Kimia melalui jalur tulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN).
Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Dasar, Sains Dasar, dan Kimia Analitik, dari berbagai jurusan sejak tahun 2014 sampai 2015. Penulis juga terdaftar sebagai Kader Muda Himaki (KAMI) periode 2011-2012. Aktif sebagai anggota Biro Penerbitan. Anggota bidang Kaderisasi periode 2013-2014. Pada tahun 2014 penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) Tematik di Pulau Pasaran Bandar Lampung pada bulan Agustus sampai September 2014.
PERSEMBAHAN
Dengan penuh rasa syukur kepada Allah SWT, ku persembahkan karya ini sebagai tanda cinta, kasih sayang, hormat dan baktiku kepada:
Ayahandaku Tercinta
yang selalu percaya dengan kemampuan anak-anaknya untuk menggapai mimpi-mimpinya & Ibundaku Tercinta
atas cinta tak beralasannya yang selalu memenuhi hari-hari ini. Kakak tercinta (Richa Wilyusdinik) yang tidak lelah memberikan motivasi kepada adik-adikya; Kakak terkasih (Muhammad Ruchiyat) yang terus memenuhi hari-hari ini dengan canda tawanya
Serta Almamater tercinta.
MOTTO
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (QS. 94:6)
“Bersyukurlah atas apa yang Anda miliki agar anda bahagia” (Mario Teguh)
“Let Your Faith Be Bigger Than Your Fear Not Only Today But Always” (Mega Suci Hanifa Putri)
“Ketika tidak ada lagi yang bisa kau buat, maka saatnya bersabar. Cepat atau lambat keajaiban akan tiba, tak akan yang dapat menahannya bahkan tembok paling keras pun runtuh”. (Tere Liye)
SANWACANA
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT karena telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul ”Pengaruh H2SO4 Dan KOH Pada Analisis Cr(III) Menggunakan Asam Tanat Secara Spektrofotometri Ultraungu-Tampak” sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.
Dalam proses penyusunan skripsi ini, penulis banyak memperoleh bantuan dari berbagai pihak, baik berupa bimbingan, saran, maupun dukungan moril. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. R. Supriyanto, M.Si. selaku Dosen Pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing serta memberikan motivasi kepada penulis selama menjalankan penelitian dan selama menjadi mahasiswa dari awal penelitian sampai terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Ibu Dr. Rinawati, M.Si., selaku Dosen Pembimbing II yang memberikan bimbingan, bantuan, nasihat dan saran kepada penulis. Bapak Diky Hidayat M.Sc. selaku Dosen Pembahas yang telah memberikan bimbingan, sumbangan pikiran, kritik, dan saran selama penyusunan skripsi.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa terselesaikannya penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.
Prof. Warsito, S.Si., DEA, Ph.D., selaku dekan FMIPA Universitas Lampung yang telah memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2.
Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M. T., selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung yang telah memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
3.
Drs. R. Supriyanto, M.Si selaku Pembimbing Akademik yang telah memberikan saran, bimbingan, motivasi, dan nasihat kepada penulis.
4.
Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan kepada penulis.
5.
Ayah dan Ibu, yang tiada hentinya memberikan cinta kasih, do’a, motivasi, dukungan dan nasihat serta menantikan keberhasilanku.
6.
Kakak-kakakku, Richa Wilyusdinik dan Muhammad Ruchiyat yang selalu membantu dalam aku menyelesaikan jenjeng pendidikan in dan memberikan semangat untuk menyelesaikannya.
7.
Partner in Crime yang tak bosan-bosannya menyemangatiku, memberikan saran serta membagi canda maupun haru selama 4 tahun ini yaitu Ana, April, Dewi, Rina, Yulia, dan Mardian.
8.
Analytic Genk yang berjuang dan berbagi canda tawa bersama yaitu Ayu nces, Daniar, Lewi, Mila, Fany.
9.
Teman-teman seperjuangan Cheven, terimakasih atas kebersamaannya dalam menuntut ilmu menggapai impian juga canda-tawa-bahagia yang selalu kita hadirkan, Anorteam’s: Yunia, Rio Woo, Irkham, Melly Antika, Melly Novita, Nopitasari, Tamara, Asti dan Nico. Biokimteam’s: Ajeng, Ay”, Uswah, Windi, Jeje, Aziz, dan Gani. Organikteam’s: Miftah, Wagiran, Arik, Juned, Mirfat, Ridho, Andri, Lili, Rio Feb. Fisikteam’s: Lusi, Vevi, Gegek, Yudha, Yusry, Umee, Eva, Ramos, Ivan, Tata, Fatma. Analitikteam’s: Anggino, Nira, Cimoy, Ari.
10. Laboran analitik : Mas Udin dan Mba iin yang telah membantu melancarkan penulis selama menjalani penelitian. 11. Staf Administrasi : Pak gani dan Mba nora yang membantu penulis dalam mengurus persyaratan maupun berkas selama kuliah dan penelitian. 12. Himaki FMIPA Unila yang senantiasa memberikan pengalaman kepada penulis. 13. Kakak dan adik tingkat penulis : 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2012, 2013, 2014, dan 2015. Semoga segala bentuk bantuan dan dukungan yang diberikan mendapat balasan pahala dari Allah SWT dan semoga skripsi ini bermanfaat.
Bandar Lampung, Juni 2016 Penulis,
Mega Suci Hanifa Putri
i
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR ISI...........................................................................................................i DAFTAR GAMBAR............................................................................................ iii DAFTAR TABEL ................................................................................................ iv I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ................................................................................................... 1 B. Tujuan Penelitian................................................................................................ 3 C. Manfaat Penelitian...................................................................................... .3 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Kromium Trivalen [Cr(III)] ........................................................................4 B. Gambir.........................................................................................................5 C. Asam Tanat .................................................................................................6 D. Asam Sulfat...............................................................................................10 E. Kalium Hidroksida (KOH)........................................................................12 F. Pengaruh pH..............................................................................................12 G. Sperktofotometri UV-VIS.........................................................................13 III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................... 15 B. Alat dan Bahan .......................................................................................... 15 C. Prosedur Penelitian.................................................................................... 15 1. Pembuatan Larutan................................................................................ 15 1.1 Pembuatan larutan standar asam tanat 100 mM .......................... 15 1.2 Pembuatan larutan standar Cr(III) 100 mM................................. 16 1.3 Pembuatan variasi larutan asam sulfat ......................................... 16 1.4 Pembuatan variasi larutan kalium hidroksida .............................. 16 2. Pengaruh Penambahan Asam Sulfat Dan Absorbansi Optimum Kompleks .............................................................................................. 16 3. Pengaruh Penambahan Kalium Hidroksida Dan Absorbansi Optimum Kompleks .............................................................................................. 17 4. Penentuan Waktu Kestabilan ................................................................ 17 5. Penentuan Pengaruh Ion Pengganggu................................................... 18
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN..................................................................... 19
ii
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan ................................................................................................ 29 B. Saran ........................................................................................................... 29 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.
Struktur katekin......................................................................................... 5
2.
Struktur inti tanin ...................................................................................... 8
3.
Larutan Cr(III)-asam tanat-asam sufat...................................................... 20
4.
Spektrum variasi konsentrasi asam sulfat ................................................. 20
5.
Larutan Cr(III)-asam tanat-kalium hidroksida.......................................... 21
6.
Spektrum variasi konsentrasi kalium hidroksida ...................................... 22
7.
Spektrum variasi waktu pada penambahan asam sulfat 2 mM ................. 23
8.
Spektrum variasi waktu pada penambahan kalium hidroksida 5 mM ...... 24
9.
Hubungan ion pengganggu dengan asam sulfat....................................... 27
10. Hubungan ion pengganggu dengan kalium hidroksida............................. 28
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Sifat-sifat asam sulfat.....................................................................................11 2. Spektrum gelombang elektromagnetik ..........................................................14 3. Absorbansi kompleks dengan ion pengganggu Mo ............................................25
4. Absorbansi kompleks dengan ion pengganggu Ni.........................................26 5. Absorbansi kompleks dengan ion pengganggu Ca ........................................27
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pencemaran lingkungan yang mengandung logam berat, berasal dari berbagai aktifitas manusia seperti industri, pertambangan, metalurgi, dan lain-lain membawa banyak dampak negatif terhadap ekosistem dunia. Pencemaran limbah cair biasanya mengandung logam berat seperti kromium (Cr), kadmium (Cd), raksa (Hg) yang semula dalam konsentrasi kecil, namun selanjutnya mengalami peningkatan dan menimbulkan dampak negatif terhadap kesehatan manusia. Salah satu logam berat yang membahayakan adalah kromium (Cr). Diantara beberapa bilangan oksida dari kromium (di, tri, penta, heksa), kromium trivalen dan heksavalen keduanya terdapat di dalam lingkungan air. Limbah padat dan cair juga mengandung Cr (III) dan Cr (VI). Kromium heksavalen lebih bersifat toksik daripada kromium trivalen. Di alam bebas, logam krom dapat mengalami transformasi bila kondisi lingkungannya sesuai (Triatmojo, 2001).
Dalam penelitian ini menggunakan kromium trivalen [Cr (III)] yang lebih stabil dikombinasikan dengan asam tanat yang memiliki pasangan elektron bebas baik dalam gugus keton maupun dalam gugus hidroksil sehingga asam tanat berfungsi
2
sebagai suatu ligan. Beberapa teknik analisis telah dikembangkan untuk penetapan kadar Cr (III) dan Cr (VI). Teknik yang paling umum digunakan adalah spektrofotometer sinar tampak dan spektrofotometer serapan atom (Yalcin, 2004). Analisis kromium dengan spektrofotometer sinar tampak dapat dilakukan berdasarkan kemampuan ion kromium membentuk senyawa kompleks berwarna dengan berbagai pereaksi pembentuk warna (kromogenik) (Kumar, 2006).
Spektrofotometer ultraungu-tampak merupakan instrumen yang selektif, akurat dan cepat dibandingkan dengan metode lain dalam menganalisis kestabilan senyawa kompleks pada panjang gelombang tertentu (Rama, 1990).
Senyawa kompleks yang terbentuk antara logam dengan ligan akan memberikan warna kompleks yang berbeda ketika berikatan dengan ligan dan juga akan menghasilkan kestabilan pada panjang gelombang maksimum yang berbeda. Pembentukan kompleks logam dengan ligan dipengaruhi oleh pH, karena dengan mengatur pH, reaksi yang tidak spesifik menjadi spesifik. Fakta lain yang mempengaruhi pembentukan kompleks adalah perbandingan logam Cr(III)-asam tanat, kestabilan kompleks, dan adanya ion pengganggu (Sembiring, 2004). Berdasarkan uraian diatas, maka dalam penelitian ini yang akan dipelajari adalah pengaruh asam kuat dan basa kuat dalam pembentukan kompleks logam kromium(III)-asam tanat, dan kestabilan kompleks, Sehingga dapat dihasilkan kompleks logam-ligan yang optimum.
3
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mensintesis senyawa kompleks antara logam kromium dengan asam tanat 2. Mengetahui pengaruh penambahan asam kuat dan basa kuat terhadap analisis Cr (III) dengan asam tanat. 3. Mendapatkan waktu kestabilan kompleks antara ion logam kromium dengan asam tanat. 4. Mendapatkan kondisi reaksi pengkompleksan yang optimum
C. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah memberikan informasi dalam pemanfaatan ligan alam untuk analisis Cr (III) dan metode yang digunakan bisa menjadi metode alternatif baru dalam menganalisis ion logam kromium yang terdapat dalam lingkungan.
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Kromium Trivalen [Cr (III)]
Dalam struktur kimia, kromium dilambangkan Cr, memiliki nomor atom 24 dengan berat atom (BA) 51,996. Kromium berperan besar dalam proses metabolisme karbohidrat dalam tubuh terutama untuk proses metabolisme, selain itu kromium termasuk ke dalam golongan logam berat dengan sifat racun yang dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan juga bersifat karsinogenik (sifat dan mengendap dan merusak didalam paru-paru) terhadap manusia (Hayati, 2011).
Kromium (III) atau kromium trivalen hampir semua berbentuk kationik atau netral, cenderung membentuk senyawa kompleks stabil dengan spesi organik atau anorganik yang bermuatan negatif. Krom trivalen terdapat secara bebas di udara dan dapat terhirup masuk kedalam paru-paru, konsentrasi akan bertambah karena terakumulasi didalam tubuh (Yanto, 2004).
Kromium (III) dapat diperoleh dengan melarutkan kromium dalam asam seperti asam klorida atau asam sulfat, tetapi akan menjadi pasif oleh HNO3 (Anggit, 2013). Kromium trivalen/ kromium (III) mudah diendapkan atau di absorbsi oleh senyawa-senyawa organik dan anorganik pada pH netral atau alkali (Perdana, 2013).
5
B. Gambir Tanaman gambir (uncaria gambir) merupakan tanaman daerah tropis. Dalam perdagangan, gambir merupakan istilah untuk ekstrak kering daun tanaman gambir. Gambir telah lama digunakan sebagai salah satu ramuan makan sirih. Selain itu gambir digunakan sebagai astrigen, antiseptik, obat sakit perut, dan bahan pencampur kosmetika, penjernih air baku pabrik bir, dan pemberi rasa pahit pada bir.
Ekstrak gambir mengandung beberapa komponen kimia yaitu katekin 7-33%, asam kateku tannat 20-55%, pyrocatechol 20-30%, gambir flouresensi 1-3%, kateku merah 3-5%, quersetin 2-4%, fixed oil 1-2%, lilin 1-2%, dan sedikit alkaloid Catechin hidrat (berbentuk d, l, dan dl) mempunyai titik leleh 930 0C, dan bentuk anhidridanya mempunyai titik leleh lebih tinggi, yaitu 174~1750 0C. (Menristek, 2001).
Katekin termasuk dalam struktur flavanoid, tidak berwarna, dan dalam keadaan murni sedikit tidak larut dalam air dingin tetapi sangat larut dalam air panas, larut dalam alkohol dan etil asetat. Struktur dari Katekin dapat dilihat pada gambar :
Gambar 1. Struktur Katekin
6
Katekin hampir tidak larut dalam kloroform, benzene dan eter. Jika katekin diberi timah hitam asetat yang dikristalkan dari air dengan udara, maka produk yang dihasilkan akan mencair pada suhu 96°C. Jika diberi ferri klorida, katekin akan menghasilkan cairan yang berwarna hijau pekat.
Kandungan katekin pada daun gambir muda lebih tinggi dibandingkan pada daun tua. Hal ini didukung oleh penelitian Rishaferi dan Yanti (1993) yang menunjukkan bahwa daun muda menghasilkan rendemen dan katekin yang lebih tinggi dibandingkan daun tua. Disebutkan pula daun gambir yang ditunda pengolahannya selama dua hari akan menurunkan kadar katekin dan rendemennya. Katekin jika mengalami pemanasan lama atau pemasakan dengan larutan bersifat basa karena kondensasi sendiri akan berubah menjadi asam katekutannat (catechutannic acid) yang berjumlah ±24%. D-katekin merupakan komponen yang terbanyak. D-katekin murni dan bermutu farmasi, yang juga dikenal dengan nama Cyanidanol-3, merupakan bahan baku untuk pembuatan obat-obatan antihepatitis, anti-diare dan obat kumur (Febriana, 2006). Senyawa penting lainnya yang terdapat pada gambir akan dijelaskan dalam sub bab berikutnya.
C. Asam Tanat Tanin atau lebih dikenal dengan asam tanat, biasanya mengandung 10% H2O. Asam tanat tersusun 5-10 residu ester galat, sehingga galotanin sebagai salah satu turunan senyawa tanin, lebih dikenal dengan nama asam tanat (Fariati, 2006).
7
Tanin merupakan senyawa makro molekul yang dihasilkan oleh tanaman dan berperan sebagai penolak nutrisi (antinutrient) dan penghambat enzim (enzyme inhibitor) sehingga mengakibatkan rendahnya hidrolisis pati dan menurunkan reaksi terhadap gula darah pada hewan (Firdausi, 2013). Tanin, senyawa antinutrisi yang memiliki gugus fenol dan bersifat koloid. Tanin membentuk ikatan kompleks dengan protein, karbohidrat (selulosa, hemiselulosa, dan pektin), mineral, vitamin dan enzim mikroba di dalam rumen (Wahyuni, 2014).
Jenis tanaman yang mengandung tanin antara lain adalah daun sidaguri (Sida rhombifolia L.), yang diketahui mengandung tanin cukup tinggi dan telah digunakan sebagai pestisida nabati pembunuh ulat (larvasidal). Daun melinjo (Gnetum gnemon L.) juga mengandung tanin. Daun gamal (Gliricidia sepium Jacq.) dan lamtoro (Leucaena leucocephala Lamk.) mempunyai kandungan tanin 8-10%. Biji pinang (Arecacatechu L.) dan simplisia gambir (Uncaria gambir Roxb.) telah dikenal luas sebagai penghasil tanin dengan kandungan tanin masing-masing sebesar 26,6% dan 30-40% (Firdausi, 2013).
Tanin yang terdapat pada gambir berupa asam katekutannat. Tanin pada daun gambir termasuk ke dalam tipe proantosianidin. Daun gambir mengandung katekin yang sedikit larut dalam air dingin, tetapi mudah sekali larut dalam air panas. Tanin ini memiliki khasiat sebagai algisida, juga antibakteri dan antijamur. Tingginya kadar tanin menyebabkan gambir memiliki daya astringensi, antibakteri, dan sifat-sifat farmakologis dan toksis yang lainnya. Sifat-sifat ini menyebabkan gambir banyak digunakan dalam berbagai bidang industri, seperti
8
industri obat-obatan dan farmasi, industri penyamakan kulit, dan lain-lain (Febriana, 2006). Berikut struktur inti tanin :
Gambar 2. Struktur inti tanin
Tanin merupakan zat organik yang sangat kompleks dan terdiri dari senyawa fenolik. Istilah tanin pertama sekali diaplikasikan pada tahun 1796 oleh Seguil. Tanin terdiri dari sekelompok zat–zat kompleks terdapat secara meluas dalam dunia tumbuh–tumbuhan, antara lain terdapat pada bagian kulit kayu, batang, daun dan buah–buahan. Tanin juga yang dihasilkan dari tumbuh–tumbuhan mempunyai ukuran partikel dengan range besar. Tanin ini disebut juga asam tanat, galotanin atau asam galotanat. Tanin juga dinamakan asam tanat dan asam galotanat, ada yang tidak berwarna tetapi ada juga yang berwarna kuning atau cokelat. Sifat utama tanin tumbuh-tumbuhan tergantung pada gugusan fenolik OH yang terkandung dalam tanin, dan sifat tersebut secara garis besar dapat diuraikan sebagai berikut:
Menurut Risnasari tahun 2002, sifat kimia tanin adalah sebagai berikut: 1. Memiliki rumus molekul C76H52O46 2. Memiliki berat molekul 1701,22
9
3. Tanin dapat diidentifikasi dengan kromatografi 4. Tanin memiliki sifat umum, yaitu memiliki gugus phenol dan bersifat koloid. 5. Semua jenis tanin dapat larut dalam air, metanol, etanol, aseton dan pelarut organik lainnya. Kelarutannya besar, dan akan bertambah besar apabila dilarutkan dalam air panas. 6. Dengan garam besi memberikan reaksi warna. Reaksi ini digunakan untuk menguji klasifikasi tanin, karena tanin dengan garam besi memberikan warna hijau dan biru kehitaman. 7. Tanin akan terurai menjadi pyrogallol, pyrocatechol dan phloroglucinol bila dipanaskan sampai suhu (99 -102 °C). 8. Tanin dapat dihidrolisa oleh asam, basa dan enzim. 9. Merupakan senyawa yang sukar dipisahkan 10. Kelarutan dalam etanol 0,82gr dalam 1 ml (70°C) 11. Kelarutan dalam air 0,656 gr dalam 1ml (70°C)
Secara fisik sifat tanin adalah sebagai berikut: 1. Umumnya tanin mempunyai berat molekul tinggi dan cenderung mudah dioksidasi menjadi suatu polimer, sebagian besar tanin bentuknya amorf dan tidak mempunyai titik leleh. 2. Tanin berwarna putih kekuning-kuningan sampai coklat terang, tergantung dari sumber tanin tersebut. 3. Tanin berbentuk serbuk atau berlapis-lapis seperti kulit kerang, berbau khas dan mempunyai rasa sepat (astrigent). 4. Warna tanin akan menjadi gelap apabila terkena cahaya langsung atau dibiarkan di udara terbuka. 5. Tanin mempunyai sifat atau daya bakterostatik, fungistatik dan merupakan racun. 6. Merupakan padatan berwarna kuning atau kecoklatan 7. Memiliki titik leleh 305°C 8. Memiliki titik didih 1271°C.
10
Secara struktural tanin adalah suatu senyawa fenol yang memiliki berat molekul besar yang terdiri dari gugus hidroksi dan beberapa gugus yang bersangkutan seperti karboksil untuk membentuk kompleks kuat yang efektif dengan protein dan beberapa makromolekul. Tanin ditemukan hampir di setiap bagian dari tanaman; kulit kayu, daun, buah, dan akar (Hagerman, 1998). Fenol yang ada pada tanin, dapat berguna sebagai pengkhelat logam. Mekanisme atasu proses pengkhelatan akan terjadi dengan pola substitusi dan pH senyawa fenol itu sendiri. Hal ini biasanya terjadi pada tanin terhidrolisis, sehingga memiliki kemampuan untuk menjadi pengkhelat logam. Khelat ini memiliki daya khelat yang kuat dan stabil. Dengan adanya fenol dalam tanin, tanin dapat mereduksi senyawa Fe(III) menjadi Fe(II) membentuk kompleks berwarna biruhitam (Sudjadi, 2010). Pembentukan senyawa kompleks ion logam Cr(III)-asam tanat terbentuk pada pH optimum 8, panjang gelombang optimum 580,5 nm, perbandingan konsentrasi terbaik sebesar 5:2 dengan waktu kestabilan kompleks pada menit ke-60 (Supriyanto, 2011).
D. Asam Sulfat (H2SO4) Asam sulfat adalah salah satu bahan yang banyak digunakan dalam industry terutama industri kimia. Asam sulfat merupakan cairan yang bersifat korosif, tidak berwarna, tidak berbau, sangat reaktif, dan mampu melarutkan logam. Bahan yang mudah larut dalam air pada berbagai perbandingan dan akan terdekomposisi pada temperature 300 0C atau lebih menghasilkan sulfur trioksida (Lutfiati, 2008).
11
Berikut sifat-sifat asam sulfat (Sumber: Merck MSDS, 2011). Tabel 1. Sifat- sifat Asam Sulfat
Nama Senyawa
Asam Sulfat
Rumus Kimia
H2SO4
Wujud Senyawa (280C)
Liquid (cair)
Berat Molekul
98.08 g/mol
Warna Senyawa
Tidak Berwarna
Titik Leleh
(-35) – 10.360C
Titik Didih
270 – 3400C
Katalis H2SO4 dalam reaksi esterifikasi adalah katalisator positif karena berfungsi untuk mempercepat reaksi esterifikasi yang berjalan lambat. H2SO4 merupakan katalisator homogen yang membentuk satu fase dengan pereaksi (Juan, 2007).
Beberapa faktor yang mendukung penggunaan H2SO4 sebagai katalisator pada proses esterifikasi, diantaranya (Sukardjo, 1997) : 1. Selain bersifat asam, asam sulfat juga pengoksidasi yang kuat 2. Dapat larut dalam air dalam setiap kepekatan 3. Konsentrasi ion H+ berpengaruh pada kecepatan reaksi 4. Karena afinitasnya terhadap air, asam sulfat dapat menghilangkan bagian dari uap air dan gas yang basah, yaitu udara lembab.
12
E. Kalium Hidroksida (KOH) Kalium hidroksida merupakan penamaan dalam bahasa Indonesia untuk senyawa potassium hydroxide dan dikenal dengan nama lain seperti : caustic potash, potassia, dan potassium hydrate. Kalium hidroksida merupakan senyawa anorganik dengan rumus molekul KOH dimana unsur kalium (K+) mengikat sebuah gugus hidroksil (OH-) (Ramli, 2011).
Kalium hidroksida merupakan basa yang memiliki bahaya yang lebih kecil dibanding NaOH, dan dikenal dengan nama caustic potash. Bahan ini umumnya digunakan pada industri pupuk, fotografi, farmasi, sabun dan sebagainya. Reaksi yang terjadi umumnya seperti halnya NaOH, dan dikenal sebagai basa yang korosif. Menurut Damanhuri tahun 2008, sifat fisiknya antara lain:
gravitasi spesifik: 2,04
titik didih: 1320 oC
titik leleh: 360 oC
kelarutan dalam air: 107 gr/100 gr air.
F. Pengaruh pH
Dalam reaksi pengompleksan, pH larutan sangat berperan dalam menentukan terbentuknya senyawa kompleks. Pada tingkat keasaman tinggi ligan sangat sulit dalam deprotonasi sehingga terjadi penurunan kemampuan dalam berinteraksi dengan ion logamnya. Sedangkan pada tingkat keasaman rendah akan terdapat banyak ion hidroksil yang akan mendeprotonasi ligan sehingga dapat terbentuk kompleks (Chowdurry, dkk., 2000).
13
Kemampuan deprotonasi suatu ligan dipengaruhi oleh keasaman lingkungan (pH). Berdasarkan hal itu perbedaan kemampuan deprotonasi akan mempengaruhi kemampuan pengikatan atom pusat oleh ligan terseut (Yulianti, 2002)
G. Spektrofotometri UV-VIS Spektrofotometer
alat
yang
terdiri
dari
spektrometer
dan
fotometer.
Spektorfotometer digunakan untuk mengukur energi sebuah cahaya yang difungsikan sebagai panjang gelombang jika energi tersebut mengalami transmisi, direfleksi ataupun diemisi. Spektrofotometer yang digunakan untuk mengukur cahaya ultra violet dan di daerah sinar tampak dinamakan spektofotometri UV-Vis (Ultra Violet-Visible). Semua metode spektrofotometer berdasarkan serapan sinar oleh senyawa tertentu, sinar yang digunakan adalah sinar monokromatis. Sinar monokromatis diperoleh dengan menguraikan sinar menjadi spektrum sinar dengan berbagai panjang gelombang.(Triyati, 1985).
Radiasi ultra violet – tampak mempunyai panjang gelombang antara 200-780 nm. Serapan molekul pada daerah ini tergantung pada struktur elektronik dari molekul. Energi yang diserap bergantung atas perbedaan antara tingkat energi dasar dengan tingkat energi eksitasi, semakin kecil perbedaannya semakin besar panjang gelombang dari serapan (Fariati, 2006).
Metode spektrofotometer UV-Vis telah banyak digunakan untuk penetapan senyawa-senyawa organik yang umumnya digunakan untuk penetapan jumlah senyawa yang sangat kecil. Berikut spektrum gelombang elektromagnetik (Triyati, 1985).
14
Tabel 2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Macam sinar
Panjang gelombang
SinarX
10 - 100 pkm
Ultra-violet jauh
10 - 200 nm
Ultra-violet dekat
200-400nm
Sinar Tampak
400 - 750 nm
Infra-merah dekat
0,75-2 um
Infra-merah tengah
2,5 - 50 u m
Infra-merah jauh
50 - 1000 u m
Gelombang mikro
0,1 - 100 cm
Gelombang radio
1 - 1000 m
15
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Analitik dan Instrumentasi Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung, pada bulan Desember 2015 sampai dengan Maret 2016.
B. Alat dan Bahan Alat yang digunakan merupakan alat gelas yang umum digunakan di laboratorium, spektrofotometer ultraungu-tampak. Bahan-bahan yang digunakan yaitu, larutan standar asam tanat, larutan standar CrCl3.6H2O, asam sulfat pekat, kalium hidroksida, akuades, akuabidest, larutan Mo, larutan Ni, dan larutan Ca.
C. Prosedur Penelitian 1.
Pembuatan Larutan
1.1 Pembuatan Larutan Standar Asam Tanat 100 mM Dilarutkan 17, 0122 gram asam tanat standar dalam 100 ml akuabides dalam labu takar 100 ml.
16
1.2 Pembuatan Larutan Standar Cr(III) 100 mM 2, 665 gram CrCl3. 6H2O dilarutkan dengan akuabides di dalam labu takar 100 ml
1.3 Pembuatan Variasi Larutan Asam Sulfat Konsentrasi asam sulfat yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM,, dan 5 mM. Disiapkan 5 buah labu takar 200 ml masing-masing dimasukkan asam sulfat 0,1 M berturut-turut sebanyak 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, dan 10 ml, kemudian ditambahkan akuades hingga tanda batas.
1.4 Pembuatan Variasi Larutan Kalium Hidroksida Konsentrasi kalium hidroksida yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM, dan 5 mM. Disiapkan 5 buah labu takar 200 ml masingmasing dimasukkan KOH 0,1 M berturut-turut sebanyak 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, dan 10 ml, kemudian ditambahkan akuades hingga tanda batas.
2.
Pengaruh Penambahan Asam Sulfat dan Absorbansi Optimum Kompleks
Dilakukan dengan cara disiapkan labu takar 100 ml kemudian dimasukkan larutan ion logam kromium(III) dan asam tanat dengan perbandingan 5 : 2, kemudian dimasukkan larutan asam sulfat dengan variasi 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM, dan 5 mM hingga tanda batas. Penentuan ini dilakukan menggunakan spektrofotometer ultraungu-tampak pada panjang gelombang 580,5 nm untuk
17
mencari absorbansi yang optimum dari kompleks ion logam kromium - asam tanat yang ditambahkan asam kuat..
3.
Pengaruh Penambahan Kalium Hidroksida dan Absorbansi Optimum Kompleks
Dilakukan dengan cara disiapkan labu takar 100 ml kemudian dimasukkan larutan ion logam kromium(III) dan asam tanat dengan perbandingan 5 : 2, kemudian dimasukkan larutan kalium hidroksida dengan variasi 1 mM, 2 mM, 3 mM, 4 mM, dan 5 mM hingga tanda batas. Penentuan ini dilakukan menggunakan spektrofotometer ultraungu-tampak pada panjang gelombang 580,5 nm untuk mencari absorbansi yang optimum dari kompleks ion logam kromium(III)-asam tanat yang ditambahkan asam kuat.
4.
Penentuan Waktu Kestabilan
Penentuan waktu kestabilan kompleks dilakukan dengan perbandingan konsentrasi terbaik yang diperoleh dari penambahan asam sulfat dan penambahan kalium hidroksida, diukur absorbansinya dengan menggunakan spektrofotometer ultraungu-tampak pada panjang gelombang optimum kompleks dari 0 menit sampai 25 menit dengan skala kenaikan 5 menit.
5.
Penentuan Pengaruh Ion Pengganggu
Pengaruh ion-ion pengganggu dengan membuat larutan Mo(II), Ca(II), dan Ni(II) 2-10 ppm yang masing-masing ditambahkan dengan kompleks ion logam
18
kromium(III)-asam tanat dengan konsentrasi terbaik dari penambahan asam sulfat dan pada penambahan kalium hidroksida, kemudian diukur absorbansi masingmasing larutan menggunakan spektrofotometer ultraungu-tampak pada kondisi pH optimum, panjang gelombang maksimum dan waktu kestabilan yang telah diperoleh.
19
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan
Simpulan yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Penambahan asam sulfat optimum berada pada konsentrasi 2 mM dengan absorbansi sebesar 0.098 2. Penambahan kalium hidroksida yang optimum terjadi pada konsentrasi 5 mM dengan serapan sebesar 0.110 3. Waktu optimum kompleks dengan asam sulfat terjadi setelah 5 menit, Sedangkan dengan kalium hidroksida pada menit ke-25. 4. Penambahan ion pengganggu dengan menggunakan Mo (II) dan Ni (II) mempengaruhi serapan pada kalium hidroksida dan tidak mempengaruhi serapan pada asam sulfat 5. Penambahan ion logam Ca(II) tidak berpengaruh baik pada asam sulfat ataupun kalium hidroksida ditandai dengan stabilnya serapan yang diperoleh
B.
Saran
Untuk pengembangan penelitian selanjutnya, disarankan untuk melakukan variasi terhadap asam dan basa yang digunakan, variasi konsentrasi pada asam dan basa yang digunakan, variasi ion pengganggu lain, serta penggunaan instrument yang lainnya.
1
DAFTAR PUSTAKA
Anggit, Aurelia WM. 2013. Analisis Krom (III) Dengan Metode Kopresipitasi Menggunakan Nikel Dibutilditiokarbamat Secara Spektrofotometri Serapan Atom . SKRIPSI : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Negeri Semarang Chowdurry,J., Mukherjee,K.M., dan Misra,T.N. 2000. A pH Dependent SurfaceEnhanced Raman Scattering Study of Hipoxantin. J Raman Spectroscopy, Anal. Chem., 31, 427-431. Damanhuri, Enri. 2008. Sifat dan Karakteristik Bahan Kimia Berbahaya. Diktat Pengelolaan B3. Bandung Fariati, Imelda. 2006. Optimasi Metode Penentuan Tanin. J. Kaunia (2): 2. Jakarta Febriana, Nurul, C. 2006. Pemanfaatan Gambir (Uncaria gambir Roxb) Sebagai Sediaan Obat Kumur. SKRIPSI : Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Firdausi, Asriyah., T. A, Siswoyo., S, Wiryadiputra. 2013. Identifikasi Tanaman Potensial Penghasil Tanin-protein Kompleks Untuk Penghambatan Aktivitas αamylase Kaitannya Sebagai Pestisida Nabati. J. Pelita Perkebunan (29) No. 1. Jember Hayati, Sri., Endang, Supraptiah. Bustan, Muhammad D. 2011. Pengujian Performance Adsorben Serat Buah Mahkota Dewa (Phaleria marcocarpa (Scheff)) dan Clay Terhadap Larutan yang Mengandung Logam Kromium. Journal of Applied and Engineering Chemistry (1) : 12-23 Hagerman, A.E., M.E. Rice and N.T. Richard. 1998. Mechanisms Of Protein Precipitation For Two Tannins, Pentagalloyl Glucose And Apicatechin16 (4-8) Catechin (Procyanidin). Journal Of Agri. Food Chem. Vol 46 Juan, J,C., Zhang, J., Yarmoa, M. A. 2007. 12-Tungstophosphoric Acid Supported on MCM-41 for Esterificationof of Fatty Acid Under Solvent-free Condition. J. Molecular Catalysis A : Chemical. (267) : 267-271 Kumar KG, Muthuselvi R. 2006. Spectrophotometric detemination of chromium(III) with 2- hydroxybenzaldiminoglycine. J Anal Chem 61:28-31.
2
Lutfiati, Anna. 2008. Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dari Sulfur dan Udara dengan Proses Kontak Kapasitas 225.000 Ton per Tahun. Skripsi. Fakultas Teknik UMS. Surakarta Menristek. 2001. Pengelolaan Gambir Secara Tradisional. J. Tentang Pengelolaan Pangan. Jakarta Perdana, Muhammad., D. S. Widodo., Prasetya, N. Basid A. 2013. Fotoelektrokatalisis Kromium (VI) Menjadi Kromium (III) dengan Menggunakan Elektroda Timbal Dioksida (PbO2). J. Chem Info (1) No 1 : 1117. Semarang Rama, D.P. 1990. Enrichment of Trace Metals in Water on Activated Caron. The Analyst. 115:1471. Ramli, Lutfi. 2011. Pabrik Kalium Hidroksida dari Kalium Klorida dengan Proses Elektrolisa Pra Rencana Pabrik. SKRIPSI : Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”. Surabaya Sembiring, T. 2004. Studi Penggunaan Ditizon Untuk Analisa Kuaitatif Logam Kadmium, Kobalt, Nikel, Timbal dan Seng Secara Ekstraksi. Tesis Institut Teknologi Bandung. Bandung. Sudjadi. 2010. Kimia Farmasi Analisis. Pustaka Pelajar. Yogyakarta Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Rineka Cipta. Jakarta Supriyanto, R. 2011. Studi Analisis Spesiasi Ion Logam Cr(III)Dan Cr(VI) Dengan Asam Tanat Dari Ekstrak Gambir Menggunakan Spektrometri UV-Vis. J. Sains MIPA, April 2011, Vol.17, Hal: 35-42. Lampung Triatmojo, S., D.T.H. Sihombing, S. Djojowidagdo, T.R. Wiradarya. 2001. Biosorpsi Reduksi Krom Limbah Penyamakan Kulit Dengan Biomassa Fusarium sp Dan Aspergillus niger. Manusia dan Lingkungan, Vol VIII(2), 7081. Pusat Studi Lingkungan Hidup. UGM. Yogyakarta Triyati, Etty. 1985. Spektrofotometer ultra violet dan sinar tampak serta aplikasinya dalam oseaonologi. J. Oseana (1) : 1 (39-47). Jakarta Wahyuni, I. M. D., A. Muktiani., M. Christianto. 2014. Penentuan Dosis Tanin dan Saponin Untuk Defaunasi dan Peningkatan Fermentabilitas Pakan. J. ITP (3) No. 3. Semarang Yalcin, S. Apak, R. 2004. Chromium(III, VI) Speciation analysis with preconcentration on a maleic acid functionalized XAD sorbent. Anal Chim Acta 505:25-35.
3
Yanto DHY. 2004. Validasi Metode Analisis Krom Heksavalen dan Krom Total Secara Spektrofotometri serta Aplikasinya pada Air Sungai Cisadane di Bogor dan Tangerang. [Skripsi]. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Yulianti, S. 2002. Skripsi: Pengaruh pH terhadap Pembentukan Senyawa Kompleks Kadmium-Xantin. Universitas Diponegoro. Semarang.
