LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK PENENTUAN KADAR KAFEINA (TITRASI IODOMETRI)
NAMA
: Yulistya Randi Putri
NIM
: P07134012015
KELOMPOK
: 1
KEMENTERIAN KESEHATAN RI POLITEKNIK KESEHATAN DENPASAR DIII JURUSAN ANALIS KESEHATAN 2013
PENENTUAN KADAR KAFEINA Hari/Tanggal Praktikum
: Rabu,12 Juni 2013
Tempat Praktikum
: Laboratorium Kimia Jurusan Analis Kesehatan Politeknik Kesehatan Denpasar
I.
LATAR BELAKANG Kafeina merupakan alkaloida yang diturunkan dari aspirin. Nama lain kafeina adalah 1,3,7-
trimetil xanthina, yang mempunyai rumus :
Rumus molekul kafeina adalah C8H10N4O2, dengan berat molekul 194,19 gram/mol. Kafeina berupa serbuk atau hablur berbentuk jarum mengkilat yang biasanya menggumpal, berwarna putih, tidak berbau, berasa pahit, sukar larut dalam air, etanol 95%, eter P, tetapi mudah larut dalam kloroform. Kafein mempunyai daya kerja sebagai stimulant system syaraf pusat, stimulant otot jantung, meningkatkan aliran darah melalui arteri koroner, relaksasi otot polos bronki, dan aktif sebagai diuretika, dengan tingkatan yang berbeda. Umumnya kafein digunakan sebagai stimulant sentral karena daya kerja kafein sebagai stimulant system syaraf pussat sangat menonjol. Hal inilah yang membedakan kafein dengan senyawa stimulant yang lain. Dosis maksimum kafeina adalah 500 mg dengan konsumsi maksimum 1,5 mg perhari. Kafein dijumpai secara alami pada bahan pangan seperti biji kopi dan daun teh. Pada tumbuhan, ia berperan sebagai pestisida alami yang melumpuhkan dan mematikan serangga-serangga tertentu yang memakan tanaman tersebut. Ia umumnya dikonsumsi oleh manusia dengan mengekstraksinya dari biji kopi dan daun teh. Dalam proses analtis, iod digunakan sebagai zat pengoksid (iodimetri) dan iod digunakan sebagai zat pereduksi (iodometri). Relatif beberapa zat merupakan pereaksi reduksi yang cukup kuat untuk titrasi secara langsung dengan iodium. Maka jumlah penentuan iodometrik adalah sedikit. Akan tetapi banyak pereaksi oksidasi cukup kuat untuk bereaksi sempurna dengan ion iodide, dan ada banyak penggunaan proses iodometrik. Suatu kelebihan ioniodida ditambahkan kepada pereaksi oksidasi yang ditentukan dengan larutan natrium thiosulfat. Iodometri adalah suatu proses annalitis tak langsung yang melibbatkan iod. Ion iodide berlebih ditambahkan pada suatu zat pengoksid sehingga membebaskan iod, yang kemudian dititrasi dengan natrium thiosulfat. (Underwood,1989)
Larutan standar yang digunakan dalam kebanyakan proses iodometrik adalah natrium thiosulfat. Garam ini biasanya tersedia sebagai pentahidrat Na2S2O3,5 H2O. larutan tidak boleh distandarisasi dengan penimbangan secara langsung , tetapi harus distandarisasi terhadap standar primer. Larutan natrium thiosulfat tidak stabil untuk waktu yang lama. Sejumlah zat padat digunakan sebagai standar primer untuk larutan natrium thiosulfat. Iodium murni merupakan standar yang paling nyata, tetapi jarang dipergunakan karena kesukaran dalam penanganan dan penimbangan. Lebih sering digunakan pereaksi yang kuat yang mebebaskan iodium dari iodideA, suatu proses iodometrik. (Underwood,1986) Ion iodida adalah agen pereduksi lemah dan akan mereduksi agen oksidasi yang kuat. Ini tidak dipergunakan sebagai titran terutama karena kurangnya system indicator visual yang tepat, serta factorfaktor lain seperti kecepatan reaksi. Ketika kelebihan iodide ditambahkan ke dalam larutan agen pengoksidasi,iodium diproduksi dalam jumlah setara dengan saat ini agen pengoksidasi yang dititrasi secara langsung. Agen titrasi yang digunakan adalah natrium thiosulfat. Dalam kebanyakan titrasi langsung dengan iod (iodometri), digunakan suatu larutan iod dalam kalium iodide, dank arena itu spesi reaktifnya adalah ion tri-iodida, I 3-. Untuk tepatnya, semua persamaan yang melibatkan reaksi-reaksi iod seharusnya ditulis dengan I3- dan bukan dengan I2-, misalnya : I3- + 2S2O32- 3I- + S4O62Akan lebih akurat daripada : I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62( Basset, J.dkk.1994) Namun demi kesederhanaan, persamaan dalam buku ini biasanya lebih banyak ditulis rumusrumus iod molekuler daripada ion triiodida. Zat-zat pereduksi yang kuat (zat-zat dengan potensial yang jauh lebih rendah), seperti timah (II) klorida,asam sulfat, hydrogen sulfide,dan natrium thiosulfat bereaksi lengkap dan cepat dengan iod. Warna larutan 0,1 iodium adalah cukup kuat sehingga iodium dapat bekerja sebagai indikatornya sendiri. Iodium juga memberi warna ungu atau merah lembayung yang kuat kepada pelarut-pelarut sebagai karbon tetraklorida atau kloroform dan kadang-kadang hal ini digunakan untuk mengetahui titik akhir titrasi. Akan tetapi lebih umum digunakan suatu larutan (dispersi kloridal) kanji,karena warna biru tua dari kompleks kanji-iodium dipakai untuk suatu uji sangat peka terhadap iodium. Kepekaan lebih besar dalam larutan yang sedikit asam daripada larutan netral dan lebih besar dengan adanya ion iodide (Underwood,1986) II.
TUJUAN 1. Mahasiswa dapat membuat larutan baku Na2SO3 0,01 N yang diperlukan dalam titrasi 2. Mahasiswa dapat melakukan pembakuan Na2SO3 dengan larutan K2CrO7
3. Mahasiswa dapat melakukan perhitungan kadar kafein berdasarkan metode Iodometri III. PRINSIP Kafeina dapat bereaksi dengan iodium secara adisi, sehingga kadar kafeina dapat diukur dengan larutan iodium. Untuk mengetahui kadar atau konsentrasi kafeina,terlebih dahulu sampel diekstraksi dengan alkohol,. Kemudian larutan yang mengandung kafeina ini ditambahkan larutan iodium yang telah diketahui volume dan konsentrasinya. Kelebihan iodium stelah terjadi reaksi adisi di titrasi dengan larutan natrium thiosulfat (Na2S2O3) , sehingga iodium yang teradisi oleh kafein dapat dihitung. Reaksi Standarisasi :KIO3 + 5 KI + 3 H2SO4 → 3 I2 (warna coklat) + 3 H2O + 3 K2SO4 Reaksi standarisasi Natrium Thiosulfat dengan Kalium Iodidat : Red : I2 + 2e
2I-
Oks : 2S2O32-
S4O62- + 2e
I2 + 2S2O32-
2I- + S4O62-
Reaksi iodium dengan Na2S2O3 : I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI (tidak berwarna) + Na2S4O6 Reaksi lengkap : I2-amilum (warna biru) + 2 Na2S2O3 → 2 NaI (tidak berwarna) + Na2S4O6 + amilum IV. PROSEDUR PERCOBAAN IV.1Alat-Alat - Buret
- Statif dan klem
- Erlenmeyer
- Pipet volume
- Push ball
- Beaker glass
- Pipet tetes
- Corong
- Labu ukur
- Botol reagen
- Pipet ukur IV.2Bahan -
Indikator amylum 5%
- Aquadest
-
Larutan Na2S2O3 0,01 N
- Larutan H2SO4 4N
-
Larutan KIO3 0,01 N
- Alkohol
-
Kristal KI
- Tisue
-
Aluminium foil
- Sampel obat (paramex)
IV.3Cara Kerja a. Cara Kerja 1. Pembuatan Amilum 0,5% Dilarutkan 0,5 g amilum ke dalam labu ukur 100 ml Tepatkan dengan aquades hingga tepat tanda Dididihkan sampai larutan jernih kemudian didinginkan Disimpan dalam botol gelap 2. Pembuatan larutan Na2S2O3 0,01 N Dilarutkan 1,24105 g Na2S2O3.5H2O dalam labu ukur 500 mL Tepatkan dengan aquades hingga tepat tanda Larutan diawetkan dengan menambahkan 0,125 g NaOH Dikocok hingga homogen 3. Pembuatan larutan KIO3 0,01 N Dilarutkan 0,1784 g KIO3 dalam labu ukur 500 mL Tepatkan dengan aquades hingga tepat tanda Dikocok hingga homogen 4. Pembuatan larutan I2 0,01 N Dilarutkan 0,6345 g I2 dalam labu ukur 500 mL Tepatkan dengan aquades hingga tepat tanda Ditambahkan 1,9035 g KI lalu dihogenkan Disimpan dalam botol gelap 5. Pembuatan H2SO4 4 N Labu ukur 500 mL diisi dengan aquadest ¼ bagiannya Tambahkan 55,5 mL H2SO4 pekat (36 N) lewat dinding labu ukur
Tepatkan dengan aquades hingga tepat tanda lalu homogenkan Disimpan dalam botol gelap 6. Standarisasi Na2S2O3 Dipipet 10 mL larutan KIO3 0,01 N, dimasukkan ke Erlenmeyer 250 mL Diencerkan sampai volume 100 mL dengan aquadest Ditambahkan 5 mL H2SO4 4 N Ditambahkan 2 gram KI, dihomogenkan Erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil, larutan disimpan dalam tempat gelap selama ± 5 menit Dititrasi dengan Na2S2O3 hingga warna kuning hampir hilang Ditambahkan 1 mL indikator amilum, dihomogenkan Dilanjutkan titrasi dengan Na2S2O3 hingga larutan berubah warna dari biru menjadi bening. Dilakukan pengulangan kemudian dihitung normalitas Na2S2O3
7. Penentapan Kadar Kafein Tablet sampel ditimbang pada neraca analitik Tablet digerus sampai halus, kemudian dimasukkan ke Erlenmeyer 250 mL Stamper dibilas dengan alkohol, kemudian dituangkan ke dalam Erlenmeyer sampai volume alkohol yang dimasukkan ke dalam Erlenmeyer adalah 25 mL Erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil, homogenkan selama 5 menit Ditambahkan aquadest sampai batas 100 mL, kemudian tutup dan kocok larutan sampai homogen, lalu didiamkan selama ± 10 menit
Pada bagian jernih dipipet 10 mL larutan, dimasukkan dalam Erlenmeyer Dititrasi dengan Na2S2O3 0,01 N hingga warna cokelat hampir hilang (hingga warna hijau agak biru) Hasil titrasi ditambahkan 1 mL indikator amilum Dilanjutkan titrasi dengan Na2S2O3 0,01 N hingga warna putih keruh Dilakukan pengulangan dan hitung kadar kafein dalam tablet V.
HASIL PENGAMATAN •
Penimbangan tablet paramex -
Tablet 1 = 0,7458 g
-
Tablet 2 = 0,7345 g
a. Standarisasi Na2SO3 dengan KIO3 0,01 N Va
Vb
Vtotal
Titrasi 1
8,8 ml
1,2 ml
10 ml
Titrasi 2
8,8 ml
1,4 ml
10,2 ml
Vrata-rata
10,1 ml
Gambar Standarisasi
Warna larutan KIO3 + aquades + H2SO4 + KI adalah berwarna oranye. Larutan ini didiamkan d tempat gelap ± 5 menit.
Titrasi dengan Na2SO3 0,01 N, Warna titik akhir pertama yaitu warna kuning hampir hilang.
Setelah titrasi pertama , larutan ditambahkan dengan indikator amilum. Larutan menjadi berwarna ungu kehitaman.
Titrasi kedua menggunakan Na2SO3 0,01 N , menghasilkan warna titik akhir titrasi dari warna ungu kehitaman menjadi bening.
b. Penetapan Kadar Kafein Titrasi 1 Titrasi 2 Vrata-rata
Va 0,7 ml 0,7 ml
Vb 0,5 ml 0,5 ml
Vtotal 1,2 ml 1,2 ml 1,2 ml
Gambar Kadar Zat Organik Sampel
Larutan sampel + aquades + H2SO4 + amilum, yang telah didiamkan selama ± 10 menit, menghasilkan 2 lapisan , yaitu bagian atas bening dan bagian bawah berupa endapan.
Bagian sampel yang bening yang akan diguanakan untuk dititrasi dalam penentuan kadar kafein. .
Dititrasi
menggunakan
Na2SO3
sampai warna coklat hampir hilang (sedikit biru).
Larutan yang telah dititrasi pertama, ditambahkan indikator amilum menjadi berwarna ungu kehitaman.
Dititrasi lagi menggunakan Na2SO3 hingga terjadi perubahan warna dari ungu kehitaman menjadi putih keruh.
VI.
PERHITUNGAN a. Standarisasi Na2SO3dengan KIO3 0,01 N Diketahui
: Volume Titrasi I
: 8,8 + 1,2 = 10,0 ml
Volume Titrasi II
: 8,8 + 1,4 = 10,2 ml
Volume rata-rata
: 10,1 ml
Kadar Na2SO3 :
V1 x N1
=
V2 x N2
10 x 0,01
=
Vrata-rata x N2
0,1
=
10,1 x N2
N2
=
0,0099 N
b. Massa Kafein Diketahui
: Volume Titrasi I
: 0,7 + 0,5 = 1,2 ml
Volume Titrasi II
: 0,7 + 0,5 = 1,2 ml
Volume rata-rata
: 1,2 ml
MrKafein
: 194,19
RUMUS : 1. FaktorPengenceran :
2. Massa Kafein :
Massa Kafein : c. Persen (%) Kadar kafein Diketahui
: Massa tablet I Massa tablet II
: 0,7345 gram = 734,5 mg
Massa rata-rata
: 0,7402 gram = 740,2 mg
Massa kafein Ditanya
: 0,7458 gram = 745,8 mg
: % Kadar kafein= ?
: 85,560 mg
Jawab
: % Kadar
=
= % Kadar
= 11,56%
d. Persen (%) perolehanKembali Diketahui
: Massa kafein Massa tablet (kemasan)
Ditanya
: %Perolehan Kembali= ?
Jawab
: %Perolehan Kembali
= 85,560 mg = 50 mg
=
= %Perolehan Kembali
= 171,12 %
VII. PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini kita melakukan penentuan kadar kafein dalam tablet paramex menggunakan metode Iodometri. Sebelum melakukan percobaan , semua alat gelas yang akan digunakan dalam percobaan harus dalam keadaan bersih dan kering agar kuantitatif , bebas dari zat-zat pengotor yang dapat mengganggu percobaan sehingga hasilnya tidak akurat. Pada percobaan ini akan menentukan konsentrasi natrium thiosulfat menggunakan indicator amilum yang tentunya menggunakan metode titrasi iodometri. Dalam prosedurnya akan melakukan dua titrasi yaitu standarisasi larutan natrium thiosulfat oleh larutan kalium iodat dan penentuan kadar kafein oleh natrium thiosulfat. Titrasi pertama yaitu standarisasi disini menggunakan larutan kalium iodat sebagai larutan standar atau larutan baku primer karena sudah diketahui konsentrasinya dan sifat – sifatnya sesuai dengan syarat larutan baku primer yaitu tidak higroskopis.dan kemuarniannya yang baik. Larutan KIO3 memiliki dua kegunaan penting , pertama adalah sebagai sumber dari sejumlah iod yang diketahui dalam titrasi,harus ditambahkan larutan yang mengandung asam kuat, KIO 3 tidak dapat digunakan dalam medium yang netral atau memiliki keasaman rendah. Kedua, dalam penetapan kandungan asam dari larutan secara iodometri , atau dalam standarisasi larutan asam keras. Larutan baku KIO3 0,01 N dibuat dengan melarutkan beberapa gram massa Kristal KIO 3 yang berwarna putih dengan menggunakan aquadest dan mengencerkannya. Larutan kalium iodat dipipet 10 ml dan diencerkan dengan aquadest sampai volume 100 ml dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer,setelah itu ditambahkan dengan H2SO4 penambahan asam sulfat
karena titrasi Iodometri dilakukan pada suasana asam.,kemudian ditambahkan padatan kalium iodida. Padatan kalium iodide ini bersifat higroskopis oleh karena itu setelah penimbangan harus ditutup aluminium foil agar iodium tidak berkurang karena penguapan dan oksidasi udara dapat menyebabkan banyak kesalahan untuk analisis selanjutnya. Fungsi penambahan kalium iodide ini untuk memperbesar kelarutan iodium yang sukar larut dalam air dan kalium iodide ini untuk mereduksi analit sehingga bisa dijadikan standarisasi. Natrium thiosulfat dititrasi langsung dengan analit karena analit yang bersifat sebagai oksidator dapat mengoksidasi senyawa yang bilangan oksidasinya lebih tinggi dari tetrationat dan umumnya reaksi ini tidak stoikiometri. Dititrasi natrium thiosulfat dengan kalium iodide sampai terjadi perubahan warna kuning hamper hilang dan kemudian ditambahkan 1 ml indicator amilum,kemudian natrium thiosulfat kembali dititrasi sampai terjadi perubahan warna dari biru menjadi hilang.Penambahan amilum yang dilakukan saat mendekati titik akhir titrasi dimaksudkan agar amilum tidak membungkus iod karena akan menyebabkan amilum sukar dititrasi untuk kembali lke senyawa semula. Pada titik akhir titrasi iod yang terikat juga hilang bereaksi dengan titran sehingga warna biru mendadak hilang dan perubahannya sangat jelas. Penggunaan indicator ini untuk memperjelas perubahan warna larutan yang terjadi pada saat titik akhir titrasi. Sensitivitas warnanya tergantung pada pelarut yang digunakan. Amilum dan iodium dapat membentuk kompelks biru , hal ini disebabkan karena dalam larutan pati, terdapat unit-unit glukosa membentuk rantai heliks karena adanya ikatan dengan konfigurasi pada tiap unit glukosanya. Bentuk ini menyebabkan pati dapat membentuk kompleks dengan molekul iodium yang dapat masuk kedalam bentuk spiralnya,sehingga menyebabkan warna biru tua pada kompleks tersebut. Kompleks iodium-iodium amilum memiliki kelarutan yang kecil dalam air,sehingga umumya ditambahkan pada titik akhir titrasi. Jika larutan iodium dalam KI pada suasana netral dititrasi dengan natrium thiosulfat : I3- + 2S2O32- 3I + S4O62S2O32- + I3- S2O3I- + 2I2S2O3I + I- S4O62- + I3S2O3- + S2O32- S4O62- + IDari hasil praktikum dilakukan 2 kali standarisasi dan didapatkan volume rata-rata dari titrasi tersebut yaitu sebesar 10,1 ml. Kemudian di lakukan standarisasi untuk penentuan kadar kafein dalam tablet sampel (paramex). Didapatkan massa tablet I 0,7458 g dan massa tablet II 0,7345 g. selanjutnya dilakukan titrasi menggunakan larutan Na2S2O3 yang telah distandarisasi. Titrasi dilakukan sebanyak duplo. Penetapan kadar kafein adalah dengan menggerus dan melarutkan tablet menggunakan alkohol karena kepolaran alkohol yang sama dengan tablet sehingga tablet mudah larut, dan yang akan digunakan untuk titrasi adalah bagian larutan yang telah ditambahkan H2SO4 4N dan iodium lalu disimpan selama 10 menit,warns larutan yang
didapatkan yaitu merah kecokelatan dan tidak jernih . Hal yang mungkin dapat menyebabkan larutan tidak jernih adalah karena kotoran pada mortar dan stempler, alkohol yang digunakan mengandung banyak pengotor, atau karena tablet mengandung banyak pengotor yang berikatan dengan I3-.
Hal yang harus diperhatikan adalah penyimpanan iodium harus baik,iodium
disimpan dalam botol kaca berwarna gelap dan hanya dibuka saat akan digunakan. Hal ini dikarenakan iodium akan teroksidasi jika dibiarkan pada ruang terbuka dan terkena cahaya Hasil rata-rata yang didapat dari dua kali titrasi penetapan kadar kafein adalah 1,2 mL. Pada praktikum kali ini, dilakukan pula perhitungan faktor pengenceran dan didapat angka 10, perhitungan massa kafein yaitu 85,560 mg, dan perhitungan kadar kafein yang didapat adalah 11, 56%, dan perolehan kembali yang didapat sebesar 171,12%. Dari hasil yang sudah diperoleh Massa kafein yang didapatkan adalah 88,5 mg dimana angka ini melebihi kadar kafein yang tercantum pada kemasan yaitu 50 mg. Kelebihan hasil ini dapat terjadi karena adanya profifenazon yang mempengaruhi titrasi sehingga hasil menjadi lebih tinggi. Massa kafein yang tinggi ini juga mempengaruhi % perolehan kembali menjadi tinggi yaitu 171,12%, dimana perolehan kembali ini tidak sesuai karena perolehan kembali yang diterima adalah 90%-110%. Adapun Hal-hal yang perlu diperhatikan: 1. Penambahan amilum sebaiknya dilakukan saat menjelang akhir titrasi. Dimana hal ini ditandai dengan warna larutan menjadi kuning muda (dari oranye sampai coklat akibat terdapatnya I2 dalam jumlah banyak), alasannya kompleks amilum I2 terdisosiasi sangat lambat akibatnya maka banyak I2 yang akan terabsorbsi oleh amilum jika amilum ditambahkan pada awal titrasi, alasan kedua adalah biasanya iodometri dilakukan pada media asam kuat sehingga akan menghindari terjadinya hidrolisis amilum. 2. Titrasi harus dilakukan dengan cepat untuk meminimalisasi terjadinya oksidasi iodide oleh udara bebas. Pengocokan pada saat melakukan titrasi iodometri sangat diwajibkan untuk menghindari penumpukan tiosulfat pada area tertentu, penumpukan konsentrasi tiosulfat dapat menyebabkan terjadinya dekomposisi tiosulfat untuk menghasilkan belerang. Terbentuknya reaksi ini dapat diamati dengan adanya belerang dan larutan menjadi bersifat koloid (tampak keruh oleh kehadiran S). 3. Pastikan jumlah iod yang ditambahkan adalah berlebih sehingga semua analit tereduksi dengan demikian titrasi akan menjadi akurat. Kelebihan iodide tidak akan mengganggu jalannya titrasi redoks akan tetapi jika titrasi tidak dilakukan dengan segera maka I- dapat teroksidasi oleh udara menjadi I2. VIII.
KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang didapatn, dapat disimpulkan : 1. Kafeina berupa serbuk atau hablur berbentuk jarum mengkilat yang biasanya menggumpal, berwarna putih, tidak berbau, berasa pahit, sukar larut dalam air, etanol 95%, eter P, tetapi mudah larut dalam kloroform. 2. Didapatkan Normalitas Na2S2O3 yang diperoleh adalah 0,0099 N, volume rata-rata penetapan kadar kafein sebesar 1,2 ml dan factor pengenceran 10 3. Massa kafein yang diperoleh adalah 85,560 mg dan angka ini melewati massa kafein yang tercantum dalam kemasan yaitu 50 mg kemungkinan karena ada pengotor yang mempengaruhi titrasi. 4. Kadar kafein yang diperoleh adalah 11,56% dan % Perolehan kembali yang diperoleh adalah 171,12 %, angka ini berlebih karena massa kafein yang didapatkan jauh melampaui angka standar yaitu 90-110 %
IX. DAFTAR PUSTAKA •
Khopkar, S.M., (2003), Konsep Dasar Kimia Analitik, Terjemahan A.Saptorahardjo, Edisi pertama, UI Press, Jakarta.
X.
•
Marwati, Ni Made, dkk, Pedoman Praktikum Kimia Analitik Semester II, 2013
•
Day, R.A. & Underwood, A.L. (1986), Quantitative Analysis,5th edition, Prentice Hall
•
Day, Jr, R. A., Underwood, A. L. 1989. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga. LEMBAR PENGESAHAN Mengetahui, PEMBIMBING
( A.A.Ngr.Putra Riana Prasetya,S.Farm.Apt )
Denpasar, 22 Juni 2013 PRAKTIKAN
( Yulistya Randi Putri )
