ANALISIS MINERAL
Tim Peng Pengaja ajarr AMKP PK SJMP-Program Diploma IPB 2011-2012
ANALISIS MINERAL
96 % BAHAN ORGANIK +AIR
MINERAL??
# Tujuan
Instruksional Khusus
Mahasiswa mampu melakukan analisis kadar mineral dengan benar # Pokok Bahasan Analisis kadar mineral # Sub Pokok Bahasan - Per Persia siapan pan samp sampel el untuk untuk ana analis lisis is miner mineral al - Analisis NaCl - An Anal alis isis is Ph Phos ospo por r - Analisis Besi - An Anal alis isis is Ka Kals lsiu ium m
JENIS MINERAL
Makro Mikro
: Na, K, Cl, Ca, Mg, P, S : Fe, I, Mn Mn, Cu, Zn, Co, F
KEBUTUHAN
Ca & P : 800 mg/hari u/ dewasa Fe : 35 ² 50 mg/bb/hari Na : max. 1 g/bb/hari
FUNGSI
Elektrolit
Pembentukan tulang dan gigi
Kofaktor enzim
Fungsi kardiovaskuler, kardiovaskuler, tekanan darah, dan kontraksi kont raksi otot jantung pH dan volume cairan tubuh Pengikatan O2 Penyusunan protein
ANAL AN ALIS ISIS IS MlN lNER ERAL AL Cara :
Ekstraksi mineral dari abu (dengan
Wet ashing (dengan ashing (dengan labu kjeldahl)
HNO3, HCl, dll)
Hasi Ha sill ek ekst stra raks ksii di diuk ukur ur de deng ngan an : Kalorimeter/Spektrofotometri ame Emision Spectroscopy (F Spectroscopy (FES) Fl ame Spectroscopy (AAS) Atomic Ab Absorption Spectroscopy (
ANALISIS MINERAL
Mineral Makro NaCl Phos Ph ospo porr (P (P)) Cals Ca lsiu ium m (C (Ca) a)
Mineral Mikro Fe
Analisis Kandungan Mineral Total Kandungan mineral bahan makanan
Destruksi bahan
Pengabuan kering (d ry ry ashing )
Pengabuan basah (wet d igestion) igestion)
Lanjutan
Pemilihan cara tergantung: Sifat zat organik dalam bahan Sifat zat anorganik dalam bahan Mineral yang akan dianalisa Sensitivitas cara yang digunakan
Pengabuan Kering
~ Dapat diterapkan pada hampir semua analisa
mineral, kecuali Hg dan Ar ~ Bisa untuk Ca, P dan Fe ~ Jika suhu : ^ Kehilangan K (tidak boleh > 480° 480°C) ^ Mineral menjadi tidak larut (timah putih) jika suhu < 450 °C tidak bisa analisa Zn
Pengabuan Basah
~ Suhu yang digunakan tidak dapat melebihi titik
didih larutan ~ Karbon lebih cepat hancur ~ Untuk analisa Ar, Cu, Zn, timah hitam dan timah putih
Persiapan Sampel untuk analisis mineral Pers Pe rsia iapa pan n La Laru ruta tan n Ab Abu u Be Bera rasa sall da dari ri Pe Peng ngab abua uan n Bas asah ah sam ampe pell da dari ri la labu bu kj kjel elda dahl hl
labu la bu ta taka kar r terra de te deng ngan an aq aqua uade des bebas ion kocok laru la ruta tann ab abuu
Berasal dari Pen Pengab gabuan uan Ker Kering ing abu 40-50 4050 ml HC HCll enc encer er masukkan ke gelas piala tuttup de tu deng ngan an ge gela las arloji panaskan 30' bilas de deng ngan an HCl en ence cer r Panaska kann la lagi gi,, 30' 30' *
anju juta tann Pe Peng ngab abua uann Ke Keri ring ng Lan * + 10 ml HCl + aquades bebas ion labu la bu ta taka karr 10 1000 ml bilas cawan dan residu yang tert te rtin ingg ggal al di ke kert rtaas saring deng de ngan an HCl en ence cer r tera, kocok laru la ruta tann ab abuu
Persiapan co cont ntoh oh
Tujuan : Menghilangkan interferences Meningkatka Meningk atkan n ( ) yang yang diinginkan diinginkan Meningkatkan limit detection Cara : Pengkelatan Ekstraksi Pelarut Pemisahan dengan resin (ion exchanger )
Pengkellatan Pengke Senyawaa Pen Senyaw Pengke gkelat: lat: Amoniu Amo nium m pir piroli olidin dintik tikarb arbam amat at (AP (APDC DC)) Difeniltiok Difeni ltiokarba arbazon zon (diti (ditiozon) ozon) Diok Di oksi sin n dl dlll Aktiva Akti vasi siny nyaa di dipe peng ngar aruh uhii ol oleh eh pH Con onttoh : Ditio Di tiozo zon n : pH pH bas basaa me mengk ngkel elat at > 20 20 mine minera rall pH as asaam ku kuat at : Cu, Cu, Hg & Pb Pb (+ ke kela lato torr sia iana natt & sit sitra rat) t)
Ekstraksi Pe Pellarut Pela Pe laru rutt unt untuk uk ek ekst stra raks ksi: i: Chloroform CCl4 Benzena
Pemisahan dengan Resin Pemisah Penukar Io Ion n
Resi esin n
d Penuk P enukar ar ion : imo imonodi nodiase asetat tat (cho (cholex lex 100 100)) sebaga sebagaii sol i i d support unt support untuk uk an anal alis isis is Ka Kadm dmium ium,, Cu, Cu, Mn, N, N, Pb, dan dan Zn Anal An alis isis is : denga dengan n AA AAS S
Garam (N (NaC aCl) l)
Prinsip : Cl dalam d alam bahan bereaksi dengan AgNO3 Metode Analisis Metode Mohr ......... K2CrO4 Metode Volhard (Argentometri) (Argent ometri) .........Amonimumferri sulfat Metode gravimetri
A. Met Meto ode Moh Mohr r AgNO3 0.1 N
K2CrO4
Larutan abu
Catt:
sampel sebelum dititrasi harus netral
t.a.t. merah bata
% NaCl = ml AgNO 3 X
M AgNO3 X 5.84
g sampel Reaksi :
NaCl + AgNO3 AgCl (putih) K2CrO4 + 2AgNO3 Ag2CrO4 + 2KNO3 (merah bata)
B. Met Meto ode Volh Volhard ard
Klorida dibebaskan dari sampel dengan cara mendidihkannya bersama asam nitrat encer denga de ngan n pe penga ngabua buan n ke keri ring ng
Cl diendapkan dengan penambahan AgNO3 berlebih. Sisa AgNO3 yang tidak bereaksi dititrasi dengan amonium tiosianat (NH4CNS), dengan indikator amonium feri sulfat, titik akhir warna merah
Kadar klo lorida rida (%) = (V blanko- V sampel) x N NH4CNS x 35 35.5 x 100 mg sampel Titrasi harus dalam suasana asam kuat (pH < 3) Reaksi: Cl- + AgNO3 AgCl + NO3putih sisa AgNO3 + NH4CNS AgCNS + NH4NO3 6CNS- + Fe3+ Fe (CNS)63merah
C.
Meto Met ode Gravimetri Cl + AgN gNO O3 AgCl (putih) disaring,ditimbang, diker dik ering ingka kan n sd. bobo bobott ko kons nsta tan n hitu hi tung ng ka kand ndun unga gan n Cl berd be rdas asar arka kan n ban banya yakny knyaa end endapa apan n AgC AgCll
Pho hosp spo or (P) A.
Metod Me todee Ko Kolor lorim imet etri ri Mol Molibd ibdat at -V -Van anad adat at
Phospor dalam bentuk metaphospat dan pirophospat diubah menjadi ortofosfat dengan HNO3, kemudian direaksikan dengan asam molibdat dan asam vanadat sehingga membentuk kompleks asam vanadimolibdifosfat berwarna kuning orange dan diukur pada P = 400 nm Buat kurva standar dengan KH 2PO4
Cont ntoh oh bahan pangan (non abu) 5 g contoh + 20 ml HNO3 pekat didihkan 5¶ hingga jernih dinginkan +15 ml H2SO4 (p) panaskan +HNO3 setetes demi setetes sd. jernih *
Lanjutan * Panaskan sd. timbul asap putih Dinginkan + aquades 15 ml Didihkan Dinginkan & tepatkan tanda tera
Cont ntoh oh ba bahan pangan (abu)
abu hasil pengabuan kering +beberapa tetes HCl pekat * encerkan dengan aquades tera dalam labu takar 100 ml * siap dianalisa
Pemb Pe mbua uata tan n Ku Kurv rvaa St Stan anda darr Ph Phos osfo for r 1. Buat variasi konsentrasi larutan phosfor standar/ deret standar, ex: 0, 5, 10, 15, 20 ppm, dst Gunakan rumus:
V1 ppm1 = V2 ppm2
Lanjutan Pembuatan Kurva Standar
Tambahk ahkan an per pereak eaksi si Van Vanada adat-Mo t-Molib libdat dat 2. Tamb 3. Enc ncer erka kan n de deng ngan an aq aqua uade dess 4. Te Terra la labu bu ta taka kar r 5. Uk Ukur ur pa pada da 400 nm 6. Bua uatt kur urvva sta tand ndaar ant ntaara Abs bsor orba ban ns dan pp ppm m Phosfor. 7. Buat Buat pe pers rsam amaa aan n re regr gres esiny inyaa
Kurva Standar Phosfor (contoh) 0.7
y
0.6
= 0.022x + 0.025 R² = 0.984
0.5
s
n
a0.4 b r
o
s0.3 b
A
0.2
0.1
0 0
5
10
15
Konsentrasi
20
P2O5 (ppm)
25
30
Penentuan Phospor pada Sampel
1. Lakuka Lakukan n peng pengenc encera eran n sampe sampell (dar (darii larut larutan an abu) abu),, jika jika diperlukan 2. Ta Tamb mbah ahka kan n per perea eaks ksii Van Vanad adat at-M -Mol olib ibda datt 3. Encerkan dengan aquades 4. Tera labu takar 5. Ukur pada 400 nm nm 6. Plotk Plotkan an pada pada kur kurva va (mas (masukk ukkan an nila nilaii y pad padaa persam persamaan aan), ), dapatkan nilai konsentrasi P2O5 sampel 7. Per Perhit hitung ungkan kan pen pengen gencer ceran an sam sampel pel yan yang g dil dilaku akukan kan 8. Ny Nyat atak akan an ka kada darr ph phos osfo forr sa samp mpel el da dala lam m % (b/b)
Penentuan Konsentrasi Phospor Sampel 0.7
y
0.6
= 0.022x + 0.025 R² = 0.984
0.5
s
n
a0.4 b r
o
s0.3 b
A
0.2
0.1
0 0
5
10
15
Konsentrasi
20
P2O5 (ppm)
25
30
% P2O5 (b/b) =
V labu labu ta taka karr x pp ppm m (d (dar arii kurv kurvaa st stan anda dar) r) x FP (f (fak akto torr peng pengal ali) i) x 100 100 1000 1000 x mg cont contoh oh
Catt:
Volume
labu takar
Volume yang diukur Absorbansinya
B. M Met ode eto kuinol kuin olin in fo fos sfo fom mol oliibdat
Ortophospat diendapkan dengan kuinolin molibdat membentuk kuinolin fosfomolibdat, endapan tersebut ditambahkan dengan basa. Sisa basa yang tidak bereaksi dititrasi dengan asam.
Metode ini: Endapan kuinolin fosfomolibdat bersifat konstan Kurang larut jika pH tidak tepat
Besi (Fe 3+) A. Met Meto ode Tiosianat Prinsip : Fe2+
Fe3+
H2O2 /K2S2O8 Fe3+
P=
+ KSCN
480 nm
FeSCN
(merah)
Standa Stan darr ya yang ng di digu guna naka kan n te terb rbua uatt da dari ri la laru ruta tan n fe feri ri am amon oniu ium m sulf su lfat at (F (FeS eSO O4(NH4)2SO4.6H2O + H2SO4 + KMnO4) Semu Se muaa pe pera rala lata tan n ya yang ng di digu guna naka kan n ha haru russ be bers rsih ih Pena Pe namb mbah ahan an re reag agen en ha haru russ be beru ruru ruta tan n: Sampel/standar Aquades H2SO4 pekat K2S2O8 KSCN 3 N
Catatan : untu untukk pe pemb mbua uata tan n ku kurv rvaa st stan anda darr da dan n pe perh rhit itun unga gan n kada ka darr Fe pa pada da sa samp mpel el,, li liha hatt kem kemba bali li pe pene nent ntua uan n Phos Ph osfo forr de deng ngan an me meto tode de Van anad adat at Mo Moli libd bdat at
B. Metod Metodee Ort Ortofe ofenan nantro trolin lin
Ion feri direduksi dengan hidroksilamonium klorida atau hidroquinon membentuk ion fero Ion fero direaksikan dengan ortofenantrolin membentuk kompleks Fe-fenantrolin berwarna berwarna merah diukur pada 515 nm
Yang mengganggu penetapan:
Logam Ag, Bi, Cu, Ni dan Co Perklorat, sianida, molibdat dan tungstat
C. Metode Metode , '-dipir '-dipiridil idil
Ion feri direduksi dengan hidroksilamin membentuk ion fero Ion fero direaksikan dengan , '-dipiridi '-dipiridill membentuk kompleks Fe-,'-dipiridil Fe-,'-dipiridil yang berwarna merah diukur pada 510 nm
Kals Ka lsium ium (C (Ca) a) A. Metode Perma Permanganome nganometri tri
Kal alsi sium um di dien enda dapk pkan an de deng ngan an am amon oniu ium m ok oksa sala latt memb me mben entu tukk en enda dapa pan n ka kals lsiu ium m ok oksa sala lat. t. Endapan sellan se anju juttny nyaa di dila larrut utka kan n da dallam as asam am su sullfa fatt en ence cerr da dan n diti di titr tras asii de deng ngan an KM KMnO nO4 Indika Ind ikator tor MM, t.a t.a.t. .t. mer merah ah mud mudaa
Ca2+ + (NH4)2C2O4
2NH4+ CaC2O2
CaC2O4 + 2MnO4- + 16H+
2Mn2+ + 10 CO2 + H2O
Kadar adar Ca (%) = V KMnO4 x N KMnO4 x 20 x 100 mg sampel
B. Metode EDT DTA A
Contoh P, P, diatur diatu r pHnya hingga 12 dengan indikator murexide (amonium purpurat) kemudian dikelat dengan DTA EDTA Jika dilakukan pada pH 10 dengan indikator Eriochrome Bl ack ack T (P T (P & Mg)
LATIHAN SOAL
metod e 1. Pada penetapan NaCl suatu sampel dengan metode Mohr diperoleh data sebagai berikut : - Berat sampel = 5.2156 g - Volume AgNO3 yang digunakan untuk titrasi adalah 20.53 ml - Molaritas AgNO3 = 0.1024 M Tentukan kadar NaCl dalam satuan %
2. Pada analisis besi suatu sampel dengan metode Tiosianat, diperoleh data sebagai berikut : - Berat sampel yang digunakan untuk pengabuan peng abuan = 2.0146 g - Be Beri riku kutt ba baga gan n pe peng ngen ence cera ran n sa samp mpel elny nyaa : 2.0146 g
100 ml 5 ml
25 ml
-Be Beri riku kutt da data ta abs absor orba bans nsii sta tand ndaar da dan n sam ampe pell
Konsentrasi Fe (ppm)
Absorbans
0
0
2
0.105
4
0.224
6
0.308
8
0.451
10
0.570
Sampel
0.396
a. Bu Buat at kur kurva va sta stand ndar arny nyaa b. Tent Tentuka ukan n persa persamaa maan n regres regresii dan nilai nilai r 2 nya c. Tentuka Tentukan n konsen konsentrasi trasi Fe sampel sampel pada labu takar takar yang diukur d. Tentuka Tentukan n kadar kadar besi besi sampe sampell dalam dalam satuan satuan % (b/b) dan mg/100 g sampel
JAWABAN 1. Kadar NaCl sa sampel = = 20.53 ml x 0.1024 M x 5.84 5.2156 g = 2.35 % 2. y = a + bx y = 0 + 0.056 x , r 2 = 0.991 A = 0 + 0.056 C sampel : 0.396 = 0 + 0.056 C C = 0.396/0.056 = 7.07~7.1 ppm
JAWABAN 0.6 y
= 0.056x + 0.000 R² = 0.991
6
8
0.5 0.4 Absorbansi 0.3 0.2 0.1 0 0
2
4
konsentrasi Fe
(ppm)
10
12
% Fe (b/b) = 25 x
7.1x 20 x 100
= 0.176 % ~ 0.18 %
1000 x 2. 0146 x 1000 Fe (mg/100 g) = 25 x 7.1x 20 x 100 1000 x 2. 0146
= 177 mg/100 g
