BAB I KOLORIMETRI 5.1. Tujuan Praktikum Pada akhir praktikum siswa diharapkan dapat nilai tuntas dengan indikasi: a. Prinsip dasar penentuan kadar dengan metode kolorimetri dapat dijelaskan dengan benar b. Kadar larutan dalam skala ppm dapat dibuat dengan benar c. Penentuan kadar sampel dengan metode kolorimetri dapat dilakukan dengan benar
5.2. Dasar Teori 5.2.1. Definisi Kolorimetri Kolorimetri adalah suatu metode analisa kimia yang berdasarkan pada perbandingan intensitas warna larutan dengan warna larutan standarnya. Metode ini merupakan bagian dari analisis fotometri. Fotometri adalah bagian dari optik yang mempelajari mengenai kuat cahaya(intensity) dan derajat penerangan(brightness). Beberapa metode penentuan kadar dengan kolorimetri di antaranya: 1. Metode deret standar (misal tabung Nessler) Tabung-tabung seragam yang tidak berwarna dengan dasar datar (disebut tabung Nessler) digunakan untuk menampung larutan berwarna dengan jumlah volume tertentu. Pada dasarnya, pengukur Nessler bekerja berdasarkan prinsip perbandingan warna 2. Metode pengenceran Larutan sampel dan larutan standar dengan konsentrasi c x dan cy ditempatkan pada tabung kaca dengan ukuran yang sama. Larutan yang lebih pekat diencerkan sampai warnanya mempunyai intensitas yang sama dengan yang lebih encer. 3. Metode kesetimbangan Metode kesetimbangan adalah metode yang paling umum digunakan pada kolorimetri visual. Metode Kolorimetri merupakan bagian dari metode spektroskopi sinar tampak yang berdasarkan pada panjang sinar tampak oleh suatu larutan berwarna, hanya senyawa yang dapat ditentukan dengan metode spektroskopi, senyawa yang tidak berwarna dapat dibuat menjadi berwarna, seperti ion Fe3+ dan SCN- menghasilkan larutan berwarna merah. Kolorimetri dilakukan dengan membandingkan larutan standar dengan aplikasi yang dibuat pada keadaan yang sama dengan menggunakan tabung Nessler atau kolorimeter Dubosque. Dengan kolorimetri elektronik, jumlah cahaya yang diserap berbanding lurus dengan
konsentrasi larutan. Metode ini sering digunakan dalam menentukan konsentrasi besi dalam air minum.
Gambar 1 A Nessler Cylinder
Gambar 2 A drawing and diagram of a Duboscq colorimeter, for visually obtaining a color match between two columns of fluid to arrive at a quantitative concentration ratio
Pada kolorimetri, suatu duplikasi warna dilakukan dengan dua larutan yang mengandung zat yang sama pada kolom dengan kemampuan areometer penampang yang sama serta tegak lurus dengan arah sinar atau alat visualisasi. Biasanya zat-zat yang dapat menimbulkan warna adalah ion-ion kompleks. Warna tersebut muncul karena adanya elektron - elektron yang tidak berpasangan. Konsentrasi berwarna dapat diperkirakan secara visual. Hal ini dapat dilakukan dengan cara membandingkan cuplikan dengan sederet larutan yang konsentrasinya sudah diketahui terlebih dahulu yaitu larutan standar.
5.2.2. Faktor yang mempengaruhi kolorimetri Pemakaian indikator tidak mempengaruhi pH kolorimetri. Hal ini disebabkan karena indikator pada umumnya adalah asam atau basa yang sangat lemah. Faktor yang mempengaruhi kolorimetri adalah pemakaian indikator yang tidak cocok dengan pH larutan. Selain itu, dengan adanya protein dan asam amino. Karena bersifat amfoter sehingga dapat bereaksi dengan asam ataupun basa.
5.2.3. Percobaan Kolorimetri Pada Asetosal Prinsip metode kolorimetri pada penetapan kadar asam asetilsalisilat adalah pembentukan kompleks antara besi nitrat dengan gugus fenolik asam salisilat pada asam asetilsalisilat menjadi kompleks besi salisilat yang berwarna ungu.
Gambar 3 Rumus struktur asam asetilsalisilat
Asam asetilsalisilat mempunyai nama sinonim asetosal, asam salisilat asetat dan yang paling terkenal adalah aspirin (brandname produk dari Bayer). Serbuk asam asetilsalisilat dari tidak berwarna atau kristal putih atau serbuk granul kristal yang berwarna putih. Asam asetilsalisilat stabil dalam udara kering tapi terdegradasi perlahan jika terkena uap air menjadi asam asetat dan asam salisilat. Nilai titik lebur dari asam asetilsalisilat adalah 135 0C. Asam 4 asetilsalisilat larut dalam air (1:300), etanol (1:5), kloroform (1:17) dan eter (1:10-15), larut dalam larutan asetat dan sitrat dan dengan adanya senyawa yang terdekomposisi, asam asetilsalisilat larut dalam larutan hidroksida dan karbonat
Gambar 4 Reaksi pembentukan kompleks warna besi salisilat
Asetosal merupakan ester fenolik dari asam salisilat sehingga tidak dapat bereaksi dengan Fe3+. Gugus ester tersebut harus dipecah melalui hidrolisis terlebih dahulu dengan NaOH sehingga terbentuk Na salisilat dan Na asetat. Setelah diasamkan dengan HCl, asam salisilat hasil hidrolisis asetosal dapat membentuk kompleks dengan pereaksi Fe 3+ yang berwarna ungu yang dapat diukur serapannya pada panjang gelombang sinar tampak (525 nm).
5.3. Bahan Dan Alat 5.3.1. Bahan a. Standar baku pembanding asam salisilat (BPFI) b. Sampel (berupa serbuk salisilat ditentukan oleh pengawas) c. Larutan FeCl3 1%
5.3.2. Alat a. Satu set perlengkapan pengenceran (labu takar 100 ml minimal 6 buah) b. Tabung Nessler minimal 6 buah c. Timbangan analitis
5.4. Prosedur a. Disiapkan 5 buah labu takar 100 mL. b. Dibuat larutan baku standar asam salisilat dengan cara ditimbang 2.5 mg asam salisilat baku pembanding dan dilarutkan dalam labu takar 250 ml dengan aquades untuk mendapatkan larutan stok asam salisilat 10 ppm(10 µg/ml). c. Larutan baku yang sudah dibuat dipipet dan diencerkan dengan menggunakan pipet volume dan labu takar hingga diperoleh larutan baku standar dengan kadar 1 ppm, 3 ppm, 5 ppm dan 7 ppm dan masing – masing dimasukkan 100ml dalam tabung Nessler.
d. Sampel diencerkan mirip dengan pengenceran larutan baku (sekitar 5-7 ppm) untuk kemudian dimasukkan 100ml dalam tabung Nessler e. Sampel dan larutan baku standar ditambah 1 mL larutan FeCl 3 1% dalam waktu bersamaan f. tunggu selama 5 menit. g. Warna sampel dibandingkan dengan warna baku standar untuk kemudian ditentukan perkiraan kadar sampel dari hasil perbandingan warna sampel yang mendekati warna pembanding.
5.5. Lembar Kerja Siswa Nama Siswa
: ……………………………. Pembimbing
: …………………..
NIS
: ……………………………. Paraf
: …………………..
Judul Praktikum
: Penetapan Kadar Dengan Kolorimeter
Tanggal
: ……………………………..
5.5.1. Tugas Pendahuluan a. Bacalah dengan seksama teori dasar pada bagian dari bab ini! b. Tulislah pertanyaan-pertanyaan yang tidak dimengerti dari penjelasan pada teori dasar dan dibawa sebagai persyaratan sebelum praktikum! c. Jelaskan pengertian singkat dari ppm! d. Ubah satuan berikut ke dalam ppm: 1. 1 M 2. 20 % b/v 3. 2 mol NaOH dalam 1500 ml air 4. 3,65 g HCl dalam 20000 ml air e. Bagaimana cara mengencerkan larutan berikut ini, tulis lengkap dengan prosedur beserta alat dan bahannya: 1. 4 mg NaOH dalam 100 ml menjadi 10 ppm 2. HCl 0,1 M 10 ml menjadi 8 ppm
5.5.2. Hasil Pengamatan
BAB II SPEKTROFOTOMETRI 6.1.Tujuan Praktikum Pada akhir praktikum siswa diharapkan dapat nilai tuntas dengan indikasi: a. Prinsip dasar penentuan kadar dengan metode spektrofotometri dapat dijelaskan dengan benar b. Larutan untuk pengukuran spektrofotometri dapat dibuat dengan benar c. Penentuan kadar sampel dengan metode spektrofotometri dapat dilakukan dengan benar
6.2. Dasar Teori A. Hukum Lambert-Beer Adalah hubungan jumlah zat atau warna yang diserap oleh larutan yang disebut absorbansi A dengan zat-zat c. di mana salah satu larutan telah diketahui konsentrasinya, untuk kedua larutan tersebut maka : A1 = a . b1c1 Dengan :
dan
A2 = a . b2c2
a = tetapan jenis zat b = tebal ukuran yang disinari c = konsentrasi zat
Jika kedua larutan tersebut kepekatannya sama maka : A1 = A2 ab1c1 = ab2c2 b1c1 = b2c2 B. Hukum Boogner Lambert Lambert menyelidiki hubungan antara intensitas mula-mula dan setelah melalui media. Hubungan antara tebal dari suatu media dan serapan sinar dikenal sebagai : “ Hukum Boogner Lambert” Apabila sinar monokromatis mengenai suatu media yang transparan, maka berkurangnya intensitas sebanding dengan bertambahnya tebal media yang dilewatinya. Maka semakin tebal suatu media, semakin banyak pula cahaya yang hilang (intensitasnya berkurang) karena semakin banyaknya cahaya yang diserap oleh media. Dapat kita katakan, bahwa : DI = K.I.dt Dengan :
I = intensitas sinar mula-mula
K = koefisien serapan t = tebal media yang ditembus
C. spektroskopi uv-vis Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu yang sama. Berkaitan dengan proses berenergi tinggi yakni transisi elektron dalam molekul,maka informasi yang didapat cenderung untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya dengan kata lain setiap molekul akan memiliki ciri masing-masing dari hasil interaksi dengan sinar uv/vis. Metode ini sangat cocok untuk tujuan analisis karena metode ini sangat sensitif, sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum LambertBeer. Menurut hukum Beer, absorbans larutan sampel sebanding dengan panjang lintasan cahaya d dan konsentrasi larutannya c
di mana, A= serapan Io = Intensitas sinar yang datang I = Intensitas sinar yang diteruskan ε = absorptivitas molar ι = panjang atau tebal larutan c = konsentrasi larutan
Gambar 5 Contoh instrumen spektrofotometri uv-vis
Spektrofotogram
adalah
hasil
cetak
dari
instrumen
spektrofotometri
yang
menggambarkan serapan sinar uv/vis yang terdeteksi dari suatu zat dengan panjang gelombang yang berbeda-beda sehingga diperoleh satu titik panjang gelombang saat sinar diserap paling tinggi atau disebut panjang gelombang serapan maksimum (λmax).
Gambar 6 Contoh model struktur senyawa isoprene dengan spektrogramnya
D. Profil Fisikokimia Parasetamol 1) Nama lain : Asetaminofen 2) Nama kimia : 4’-hidroksiasetanilida 3) Struktur molekul :
Gambar 7 Struktur molekul parasetamol
4) Rumus molekul : C8H9NO2 5) Berat molekul : 151,61 6) Bentuk : serbuk hablur 7) Warna : putih 8) Rasa : sedikit pahit 9) Bau : tidak berbau 10) Kelarutan : larut 1:70 dalam air dingin, 1:20 dalam air mendidih, 1:7 dalam etanol, 1:13 dalam aseton, 1:40 dalam gliserol, 1:9 dalam propilenglikol. Larut dalam metanol, dimetilformamida, etil diklorida, etil asetat, dan dalam larutan alkali hidroksida. 11) Titik leleh : 168-172oC 12) pH : 5,3-6,5 13) Stabilitas : Laju penguraian parasetamol dalam larutan bervariasi tergantung pada pH dan temperatur. Parasetamol dapat dihidrolisis oleh katalis asam maupun katalis basa, dan merupakan hal yang utama yang berkenaan dengan parasetamol, ion hidrogen dan konsentrasi ion hidroksida. Laju penguraian parasetamol secara langsung tergantung pada konsentrasi parasetamol dan tidak dipengaruhi kekuatan ion. Pada rentang pH 2 – 9 energi aktivasi penguraian parasetamol 73,22 kJ/mol dan reaksi hidrolisis minimum pada pH 5-7. Dalam bentuk larutan, parasetamol harus terlindung dari cahaya dan pada bentuk kering stabil pada suhu hingga 45 oC.
Jika produk hidrolisis parasetamol, yaitu p-aminofenol hadir sebagai kontaminan sebagai akibat penyimpanan pada lingkungan lembab, maka dapat didegradasi melalui proses oksidasi menjadi kuinonimin yang berwarna pink, coklat dan hitam. Parasetamol relatif stabil terhadap oksidasi. (FI IV : 649) 2. Fungsi Farmakologi Parasetamol Berfungsi sebagai analgesik (dengan menghambat sintesis prostaglandin pada sistem saraf pusat dan melalui aksi perifer dengan memblok impuls rasa sakit) dan antipiretik (bekerja terpusat pada pusat pengaturan suhu di hipotalamus, menyebabkan vasodilatasi perifer).
6.3. ALAT & BAHAN 6.3.1. Bahan a. NaOH 0,1 N b. Parasetamol BPFI c. Sampel serbuk parasetamol (ditentukan oleh pengawas)
6.3.2. Alat a. Spektrofotometer uv-vis + kuvet b. Labu takar 10ml, 25 ml, 50 ml dan 100 ml c. Pipet ukur,pipet volume 1ml,5ml,10ml d. Timbangan analitis
6.4. PROSEDUR PENETAPAN KADAR PARASETAMOL 1. Dibuat pelarut dasar untuk standar dan sampel berupa NaOH 0,1 N minimal 250 ml 2. Dibuat larutan standar baku pembanding stok parasetamol dengan melarutkan 25 mg parasetamol BPFI pada NaOH 0,1 N pada labu 25 ml (C=1mg/ml) 3. Dibuat seri larutan standar baku pembanding dengan mengencerkan larutan standar baku pembanding stok hingga diperoleh konsentrasi 2,6,10,12 dan 14 µg/ml (ppm). 4. Dibuat larutan sampel parasetamol dengan mirip dengan cara membuat salah satu dari seri larutan dengan perkiraan konsentrasi 6 µg/ml. 5. Diukur serapan maksimum dari tiap konsentrasi larutan standar baku pembanding untuk memperoleh kurva kalibrasi dengan spektrofotometer uv-vis pada panjang gelombang 224 nm (atau sesuai serapan maksimum hasil pengukuran dari alat spektrofotometer). Prosedur pengukuran disesuaikan alat spektrofotometer yang digunakan.
6. Diukur serapan maksimum dari sampel minimal tiga kali pengukuran untuk sumber sampel yang sama dengan waktu pengukuran tidak berjauhan antara masingmasing sampel dengan waktu pengukuran larutan standar dan dengan alat yang sama 7. Ditentukan kadar sampel dengan cara memasukkan nilai absorpsi pada persamaan linier yang diperoleh dari kurva kalibrasi
6.5. Lembar Kerja Siswa Nama Siswa
: ……………………………. Pembimbing
: …………………..
NIS
: ……………………………. Paraf
: …………………..
Judul Praktikum
: Kolorimeter
Tanggal
: ……………………………..
6.5.1. Tugas Pendahuluan a. Bacalah dengan seksama teori dasar pada bagian dari bab ini! b. Tulislah pertanyaan-pertanyaan yang tidak dimengerti dari penjelasan pada teori dasar dan dibawa sebagai persyaratan sebelum praktikum! c. Apa yang dimaksud dengan Baku Pembanding Farmakope Indonesia? d. Mengapa parasetamol dapat diuji dengan menggunakan spektrofotometri uv? Mengapa tidak bisa dengan visibel? e. Apa saja yang mempengaruhi hasil pengukuran menggunakan spektrofotometri uvvis?
6.5.2. Hasil Pengamatan
DAFTAR PUSTAKA Blaschke,Gottfried, Roth, Hermann J.1998. Analisis Farmasi edisi kedua. Yogyakarta: Gajahmada University Press. hal.367-373. Fessenden & Fessenden. 1982 . Kimia Organik edisi kedua. Jakarta: Erlangga. hal.436-437. Kosasih, Satiadarma, et al. 2004. Asas Pengembangan Prosedur Analisis edisi pertama. Jakarta: Erlangga. hal.87-97. Departemen Kesehatan Republik Indonesia. 1995. FARMAKOPE INDONESIA EDISI IV 1995. Jakarta: Kementrian Kesehatan Republik Indonesia. http://en.wikipedia.org, diakses pada tanggal 10 Maret 2010 pukul 18.15
