LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FARMASI ANALISIS (FA-3211) PERCOBAAN 8 DAN 9 UJI BATAS DAN BILANGAN KIMIA
Oleh : Elya Khoirunnisa M. (10714013) Tanggal Percobaan
: 6 April 2017
Tanggal Pengumpulan : 17 April 2017 Nama Asisten
: Vani Lestari (10713083)
LABORATORIUM KIMIA ANALITIK PROGRAM STUDI SAINS DAN TEKNOLOGI FARMASI SEKOLAH FARMASI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017
PERCOBAAN VIII & IX UJI BATAS DAN BILANGAN KIMIA I.TUJUAN
1. Menentukan kemunian sampel sorbitol dengan uji batas logam berat, uji batas sulfat dan uji batas klorida. 2. Manentukan bilangan asam dari sampel minyak jagung. 3. Menentukan bilangan penyabunan dari sampel minyak jagung. II.TEORI DASAR
Uji batas merupakan pengujian secaa kuantititatif atau semikuantitatif untuk mengidentifikasi cemaran yang terdapat dalam senyawa. Uji batas dengan monografi senyawa dalam famakope dilakukan tehadap kation seperti logam berat, timbal, asen dan raksa serta terhadap anion seperti sulfat dan klorida. Uji batas logam berat menunjukkan cemaran logam dengan ion sulfide yang menghasilkan warna dengan penetapan dibandingkan dengan baku dengan syarat warna tidak melebihi batas logam pembanding. Uji batas sulfat menunjukkan kandungan sulfat dengan tidak melebihi batas yang ditentukan. Pada uji batas sulfat membandingkan kekeruhan dengan tidak lebih dari baku pembanding. Uji batas klorida merupakan uji untuk menentukan klorida dalam sampel dengan membandingkan endapan yang terbentuk. Bilangan kimia merupakan bilangan pengenal yang dapat digunakan untuk karakterisasi atau identifikasi dan pengujian permurnian. Bilangan asam merupakan ukuran keasaman minyak dan lemak dari asam lemak hasil hidrolisis. Bilangan ini menunjukkan jumlah KOH (mg) untuk menetralkan asam lemak bebas dalam 1 gram zat. Persamaan bilangan asam :
=
5,611
dengan V : volume NaOH (mL) dan W : bobot sampel (gram) Bilangan penyabunan merupakan ukuran bobot asam lemak yang teresterkan. Bilangan ini menyatakan jumlah KOH (mg) yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas dan menyabunkan ester dalam 1 gram zat. Persamaan bilangan penyabunan :
=
(1 2) 28,05
Bilangan ester merupakan selisih antara bilangan penyabunan dan bilangan asam. Bilangan ini menyatakan jumlah KOH (mg) ntuk menyabunkan ester dalam 1 gram zat yang diuji.
1
III.ALAT DAN BAHAN 1. ALAT
a. Tabung Nessler b. Buret c. Statif d. Labu Erlenmeyer e. Pipet volume f. Alat refluks g. Gelas kimia 2. BAHAN
a.Timbal
j.
Dapar asetat
b. Asam asetat
k. Tioasetamida
c. NH4OH
l.
d.Akuadest
m. AgNO3
e.Sorbitol
n. HCl
f. BaCl2
o. H2SO4
g.Fenolftalein
p. Etanol
h.NaOH
q. Eter
i. KOH
r.
HNO3
Minyak jagung
IV.METODOLOGI
Pada uji logam berat digunakan tiga larutan yaitu larutan baku, larutan uji dan larutan pembanding. Larutan baku dibuat dengan sejumlah larutan baku Pb (timbal) yang dimasukkan ke dalam tabung nessler dan digenapkan dengan akuadest hingga 25 mL. Selanjutnya ditambahkan asam asetat CH 3COOH 1 N dan NH 4OH 6 N untuk mengatur pH pada 3-4. Larutan uji berupa sejumlah sorbitol yang dilarutkan dalam akuadest. Larutan pembanding dibuat dengan mencarmpurkan larutan Pb (timbal) dengan sorbitol. Ketiga larutan berupa larutan uji, larutan pembanding dan larutan baku kemudian ditambahkan dapar asetat pH 3.5 serta sejumlah tioasetamida. Selanjutnya ketiga larutan diencerkan dengan akuadest dan didiamkan pada waktu tertentu. Dilakukan pengamatan dengan syarat warna larutan uji tidak lebih gelap dari warna larutan baku dan larutan pembanding sama atau gelap dari warna yang terjadi pada larutan baku. 2
Pada uji batas klorida dilakukan dengan cara melarutkan zat uji berupa sorbitol ke dalam sejumlah air dalam akuadest. Selanjutnya ditambahkan lautan HNO 3 dan larutan AgNO3 dan diencerkan dengan sejumlah air hingga volume tertentu. Larutan uji didiamkan selama 5 menit dan dibandingkan kekeruhannya dengan larutan baku berupa larutan HCl 0.02 N dengan syarat larutan uji tidak lebih keruh daripada larutan baku. Uji batas sulfat dilakukan dengan melarutkan larutan uji berupa sorbitol pada sejumlah air. Kemudian pada larutan ditambahkan HCl 3 N dan BaCl 2 serta digenapkan dengan air hingga volume tertentu. Larutan uji kemudian didiamkan selama 10 menit dan diamati dengan membandingkan dengan larutan baku berupa H 2SO4 0,02 N. Syarat larutan uji yang memenuhi uji batas adalah kekeruhannya tidak melebihi kekeruhan larutan baku pembanding. Uji bilangan asam dilakukan dengan melarutkan sampel berupa minyak jagung ke dalam larutan etanol : eter (1:1). Selanjutnya larutan dinetralkan dengan titrasi menggunakan NaOH 0,1 N dan indikator fenolftalein hingga berwarna merah muda. Selanjutnya, larutan dipanaskan pada penangas dan dikocok hingga homogen. Kemudian ditambahkan indikator
fenolftalein dan dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N hingga
berwarna merah muda dan dihitung bilangan asamnya. Pada uji bilangan penyabunan dilakukan dengan sampel minyak jagung yang ditambahkan KOH dan etanol 0,5 N ke dalam labu refluks. Selanjutnya larutan direfluks selama 30 menit dan ditambahkan indikator fenlftalein. Larutan dititrasi menggunakan HCl 0,5 N hingga berubah warna dan dihitung bilangan penyabunan. Selanjutnya dihitung bilangan ester dengan cara mengurangi bilangan penyabunan dengan bilangan asam.
V.PERHITUNGAN DAN PENGOLAHAN DATA
Uji Uji Batas Logam berat
Hasil
Keterangan
Dari kiri : larutan baku, larutan pembanding, larutan uji. Larutan pembanding lebih keruh dibandingkan larutan uji. Larutan uji memenuhi
3
syarat uji logam berat. kiri : larutan pembanding
Uji Batas Klorida
kanan : larutan uji Hasil : Larutan pembanding lebih keruh dari larutan uji Larutan uji memenuhi syarat uji batas klorida. kiri : larutan pembanding
Uji Batas Sulfat
kanan : larutan uji Hasil : Larutan pembanding lebih keruh daripada larutan uji. Larutan uji memenuhi syarat uji batas sulfat.
1. Pembakuan a. Larutan NaOH 0,1 N
Dibakukan dengan 204,22 mg kalium biftalat yang dilarutkan dalam air dengan indikator fenolftalein. Volume NaOH untuk titrasi = 11,35 Volume NaOH untuk titrasi blanko = 0,05 mL Volume peniter = 11,35 0.05 = 11, 3 Mk.biftalat x V biftalat = M NaOH x V NaOH M NaOH =
, ,/
,
= 0,08849
b. Larutan HCl 0,5 N
Dibakukan dengan 530 gram Na 2CO3 yang dilarutkan dalam air. Volume HCl untuk titrasi = 19,5 Volume HCl untuk titrasi blanko = 0,1 mL Volume peniter = 19,5 0.1 = 19,4 M Na2CO3 x V Na2CO3= MHCl x VHCl MHCl =
, /
,
= 0,5155 4
2. Penentuan Bilangan Kimia a. Bilangan Asam
Sampel minyak jagung : 10 gram Volume NaOH untuk titrasi : 1,6 mL 1 mL NaOH 0.1 N = 5,611 mg KOH 1 mL NaOH 0,08849 N =
, ,
5,611 = 4,9652
1,6 mL NaOH 0.08849 N = 1,6 mL x 4,9652 = 7,944 mg KOH
=
,
= 0,794
Berdasarkan US Pharmacopeia, nilai asam lemak bebas pada 10 gram minyak jagung dapat dinetralkan dengan tidak lebih 2 mL NaOH 0,02 N. Maka,
, ,
5,611 2 = 2,2644
Berdasarkan literature dibutuhkan 2,2644 mg KOH untuk penetralan asam lemak bebas dalam 10 gram minyak jagung, sedangkan dalam percobaan membutuhkan 7,944 mg KOH. Oleh karena itu, percobaan ini melebihi batas bilangan asam yang disyaratkan. b. Bilangan Penyabunan
Sampel minyak jagung : 2 gram Volume HCl untuk titrasi blanko : 40,3 mL Volume HCl untuk titrasi sampel : 18,2 mL 1mL HCl 0.5 N = 28,05 mg KOH 1 mL NaOH 0,5155 N =
, ,
=
28,05 = 28,91955
(,−,) ,
= 319,5604
Berdasarkan US Pharmacopeia, nilai bilangan penyabunan minyak jagung sebesar 187-193. Maka, hasil percobaan bilangan penyabunan pada minyak jagung melebihi batas bilangan penyabunan yang disyaratkan. c. Bilangan Ester
Bilangan ester : Bilangan penyabunan – Bilangan asam Bilangan ester : 319,5604 0,794 = 318,766 Berdasarkan perhitungan sebelumnya, nilai bilangan asam dan bilangan penyabunan jauh berbeda dari literature sehingga dapat dipastikan pula nilai bilangan ester dari minyak jagung juga melebihi batas dari yang disyaratkan.
5
VI.PEMBAHASAN
Uji batas merupakan pengujian secaa kuantititatif atau semikuantitatif untuk mengidentifikasi cemaran yang terdapat dalam senyawa. Pada percobaan ini pengujian uji batas pada sampel bersifat semikuantitatif dengan maksud pengujian dilakukan secara kualitatif namun pada hasilnya tidak diketahui nilai presisi dai kadar sampel. Pada uji batas yang digunakan yaitu uji batas logam berat, uji batas klorida dan uji batas sulfat. Prinsip uji batas yaitu membandingkan kekeruhan atau endapan pada sampel uji dengan baku pembanding. Uji batas ini dapat digunakan untuk menentukan kemurnian sampel atau senyawa tertentu. Uji batas logam dilakukan merupakan uji untuk menunjukkan cemaran logam yang ada dalam sampel yang berikatan dengan ion sulfida. Penetapan uji batas logam berat ini dilakukan dengan membandingkan kekeruhan yang dihasilkan dari endapan logam berat dengan ion sulfida yang dibandingkan dengan baku pembanding. Uji b atas logam dilakukan karena logam yang terdapat dalam zat yang dikonsumsi manusia dalam jumlah kecil akan bersifat toksik dan dalam jumlah yang besar akan terakumulasi dalam tubuh dan tidak dapat diuraikan sehingga menyebabkan sifat yang karsinogenik pada tubuh manusia. Oleh karena itu, perlu dilakukan uji batas untuk menghindari senyawa yang terdapat cemaran logam berat. Prinsip dari uji logam berat yaitu logam berat seperti timbal (Pb), raksa (Hg), Timah (Sn), Cuprum (Cu), Kadmium (Cd), Arsen (As), Antimoni (Sb), Stronsium (Sr) dan Skandium (Sc) memiliki afinitas yang tinggi terhadap ion sulfide sehingga akan berikatan dengan ion sulfida dan menyebabkan endapan atau kekeruhan pada sampel. Kekeruhan inilah yang dibandingkan dengan larutan pembanding. Umumnya larutan pembanding berupa larutan timbal (Pb) karena memiliki Ksp yang paling besar di antara logam berat yang lain sehingga akan mengendap setelah logam berat lain telah mengendap. Pada uji logam berat digunakan tiga larutan yaitu larutan baku, larutan uji dan larutan pembanding. Larutan baku dibuat dengan sejumlah larutan baku Pb (timbal) yang dimasukkan ke dalam tabung nessler dan digenapkan dengan akuadest hingga 25 mL. Selanjutnya ditambahkan asam asetat CH3COOH 1 N dan NH 4OH 6 N untuk mengatur pH pada 3-4. Larutan uji berupa sejumlah sorbitol yang dilarutkan dalam akuadest. Larutan pembanding dibuat dengan mencarmpurkan larutan Pb (timbal) dengan sorbitol. Ketiga larutan berupa larutan uji, larutan pembanding dan larutan baku kemudian ditambahkan dapar asetat pH 3.5 serta sejumlah tioasetamida. Uji logam berat dilakukan dalam suasana asam karena apabila dilakukan dalam suasana basa maka logam berat akan larut seperti timbal menjadi Pb(OH) 2. Selanjutnya penambahan tioasetamida sebagai senyawa penyumbang sulfida sehingga 6
logam berat akan membentuk endapan berupa PbS. Selanjutnya ketiga larutan diencerkan dengan akuadest dan didiamkan pada waktu tertentu. Dilakukan pengamatan dengan syarat warna larutan uji tidak lebih gelap dari warna larutan baku dan larutan pembanding sama atau gelap dari warna yang terjadi pada larutan baku. Pada hasil pengamatan larutan uji tidak lebih keruh daripada larutan pembanding dan larutan baku sehingga sampel sorbitol memenuhi syarat uji logam berat. Uji batas klorida merupakan salah satu uji batas yang digunakan untuk menentukan kemurnian suatu sampel. Uji batas klorida dilakukan karena kadar klorida dalam suatu makanan atau obat yang dikonsumsi manusia dapat menyebabkan asidosis karena bersifat asam. Selain itu, klorida dalam sistem elektrolit dalam tubuh berperan dalam sistem peredaran darah yang dapat menyebabkan hipertensi. Oleh karena itu, pengujian batas klorida bertujuan untuk mengurangi risiko yang ditimbulkan oleh ion klorida. Prinsip uji batas yaitu penambahan senyawa AgNO3 pada suatu senyawa yang mengandung ion klorida sehingga akan membentuk endapan berupa AgCl. Endapan atau kekeruhan inilah yang digunakan sebagai pembanding dengan sampel. Pada uji batas klorida dilakukan dengan cara melarutkan zat uji berupa sorbitol ke dalam sejumlah air dalam akuadest. Selanjutnya ditambahkan lautan HNO 3 dan larutan AgNO 3 dan diencerkan dengan sejumlah air hingga volume tertentu. Penambahan larutan AgNO 3 ini agar
terbentuk
endapan AgCl. Larutan uji didiamkan selama 5 menit dengan tujuan membentuk endapan atau kekeruhan yang sempurna dan dibandingkan kekeruhannya dengan larutan baku berupa larutan HCl 0.02 N dengan syarat larutan uji tidak lebih keruh daripada larutan baku. Hasil pengamatan menunjukaan larutan uji tidak lebih keruh dengan larutan pembanding. Oleh karena itu, sampel sorbitol memenuhi syarat uji batas klorida. Uji batas sulfat dilakukan karena sulfat bersifat asam sehingga dapat menyebabkan asidosis dan dapat menyebabkan iritasi pada saluran pencernaan, sehingga dilakukan uji kemurnian untuk menghindari risiko dari sulfat yang terdapat dalam makan atau obat yang dikonsumsi manusia. Prinsip uji batas sulfat yaitu dengan penambahan BaCl 2 sehingga sulfat akan berikatan dengan barium dan membentuk endapan BaSO 4. Endapan inilah yang digunakan untuk pembanding dengan syarat larutan uji tidak lebih keruh dari larutan pembanding. Uji batas sulfat dilakukan dengan melarutkan larutan uji berupa sorbitol pada sejumlah air. Kemudian pada larutan ditambahkan HCl 3 N dan BaCl 2 serta digenapkan dengan air hingga volume tertentu. Larutan uji kemudian didiamkan selama 10 menit dan diamati dengan membandingkan dengan larutan baku berupa H 2SO4 0,02 N. Syarat larutan
7
uji yang memenuhi uji batas adalah kekeruhannya tidak melebihi kekeruhan larutan baku pembanding. Bilangan kimia merupakan bilangan pengenal yang dapat digunakan untuk karakterisasi atau identifikasi dan pengujian permurnian. Bilangan asam pada asam lemak atau minyak menunjukkan keasaman lemak dan minyak yang disebabkan oleh asam lemak bebas yang terhidrolisis. Bilangan ini menunjukkan jumlah KOH (mg) untuk menetralkan asam lemak bebas dalam 1 gram zat. Uji bilangan asam dilakukan dengan melarutkan sampel berupa minyak jagung ke dalam larutan etanol : eter (1:1). Penggunaan pelarut campuran ini karena pelarut bersifat non polar agar dapat melarutkan minyak karena minyak tidak larut dalam senyawa polar, selain itu etanol eter merupakan pelarut universal. Selanjutnya larutan dinetralkan dengan titrasi menggunakan NaOH 0,1 N dan indikator fenolftalein hingga berwarna merah muda. Tujuan penetralan ini karena etanol dan eter memiliki sifat asam sehingga akan menimbulkan positif palsu dengan asam lemak. Selanjutnya, larutan dipanaskan pada penangas dan dikocok hingga homogen. Kemudian ditambahkan indikator
fenolftalein dan dilakukan titrasi dengan NaOH 0,1 N hingga
berwarna merah muda dan dihitung bilangan asamnya. Hasil percobaan dari penentuan bilangan asam minyak jagung mendapat hasil sebesar 0,79 dengan membutuhkan 7,944 mg NaOH untuk menetalkan asam lemak bebas. Berdasarkan literatur, dibutuhkan 2,2644 mg KOH untuk penetralan asam lemak bebas dalam 10 gram minyak jagung. Oleh karena itu, pada percobaan minyak jagung memiliki nilai bilangan asam yang tidak memenuhi syarat kompendial. Perbedaan hasil ini dapat terjadi karena pada saat pemanasan minyak jagung dalam pelarut, minyak tidak larut sempurna. Selain itu, perbedaan juga dapat terjadi karena pada saat penetralan pelarut etanol eter membutuhkan volume NaOH yang terlalu tinggi sehingga pada saat penentuan bilangan asam juga membutuhkan NaOH yang besar pula sehingga jumlah KOH dalam penentralan asam lemak dalam minyak jagung hasil hidrolisis juga lebih besar. Bilangan penyabunan merupakan ukuran bobot asam lemak yang teresterkan. Bilangan ini menyatakan jumlah KOH (mg) yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas dan menyabunkan ester dalam 1 gram zat. Prinsip penetuan bilangan penyabunan adalah NaOH digunakan untuk menghidrolisis ester pada lemak sehingga menghasilkan gliserol dan asam lemak bebas. Pembentukan ester (trigliserida) yang kemudian dihidolisis menjadi asam lemak bebas dan kemudian dinetralkan dengan NaOH.
8
Gambar 6.1 Reaksi hidrolisis ester (http://www.webassign.net/sample/ncsumeorgchem2/lab_10/manual.html) Pada uji bilangan penyabunan dilakukan dengan sampel minyak jagung yang ditambahkan KOH dan etanol 0,5 N ke dalam labu refluks. Selanjutnya larutan direfluks selama 30 menit dan ditambahkan indikator fenolftalein. Tujuan dari refluks adalah mempercepat reaksi hidrolisis ester pada minyak jagung menjadi asam lemak bebas. Selanjutnya larutan dititrasi menggunakan HCl 0,5 N hingga berubah warna dan dihitung bilangan penyabunan. Titrasi ini menggunakan titrasi balik dengan kelebihan NaOH dengan HCl membentuk garam asam lemak bebas dengan reaksi : NaOH (berlebih) + HCl → NaCl + H2O Hasil percobaan penenetuan bilangan penyabunan minyak jagung sebesar 319,5604 . Berdasarkan US Pharmacopeia, nilai bilangan penyabunan minyak jagung sebesar 187193. Hal ini menunjukkan minyak jagung pada percobaan memiliki nilai bilangan penyabunan melebihi syarat pada kompendial. Bilangan ester merupakan selisih antara bilangan penyabunan dan bilangan asam. Bilangan ini menyatakan jumlah KOH (mg) ntuk menyabunkan ester dalam 1 gram zat yang diuji. Pada penentuan bilangan ester ini tidak ditentukan secara kuantitif dengan metode tertentu. Hasil percobaan menunjukkan bilangan ester pada minyak jagung 318,766. Pada bilangan asam dan bilangan peyabunan yang tidak memenuhi syarat kompendial sehingga nilai bilangan ester juga tidak memenuhi syarat kompendial. Hal ini dapat disebabkan karena pada proses penentuan bilangan penyabunan seperti terlalu banyak etanol yang digunakan sehingga lebih bersifat asam sehingga membutuhkan NaOH yang lebih banyak untuk menyabunkan ester. Oleh karena itu dapat mempengaruhi nilai bilangan penyabunan dan bilangan ester yang terlalu tinggi pula.
9
VII.KESIMPULAN
1. Sampel sorbitol yang digunakan pada percobaan memenuhi syarat uji batas logam berat, uji batas sulfat dan uji batas klorida. 2. Bilangan asam sampel minyak jagung adalah 0.794 3. Bilangan penyabunan sampel minyak jagung adalah 319.5604. 4. Bilangan ester sampel minyak jagung adalah 318,7684
VIII.DAFTAR PUSTAKA
JR. R. A. Day and A. L Underwood.2002. Analisis Kimia Kuantitatif edisi 6. Jakarta : Penerbit Erlangga. Halaman 581-582. http://www.pharmacopeia.cn/v29240/usp29nf24s0_m20100.html. Diakses pada 10 April 2017 pukul 15.05 WIB.
10
