Preparasi Sampel Dari Berbagai Matriks

PREPARASI SAMPEL DARI PREPARASI BERBAGAI MA MAT TRIKS  — Analisis  atau disebut juga Pengujian  merupakan proses yang melibatkan penetapan dan  pengukuran suatu karakteristik bahan yang diuji serta penilaian terhadap suatu standar tertentu untuk mengevaluasi tingkat kualitas dari bahan tersebut.  — Analisis menjawab pertanyaan dua dasar dari keingintahuan manusia tentang bahan: yaitu apayang ada dalam bahan (kualitatif)  dan berapa banyak  bahan  bahan tersebut (kuantitatif ). ).  — Setelah mengetahui apa yang ada dalam bahan, analisis sering dilanjutkan  dengan berapa  banyak dalam sample yang dimaksud.  — Kuantitas bahan disebut major (bila !"), minor (#,!" $ !"), trace (%#,!") serta ultra trace(bpj atau bpm).  — &ahan dapat berwujud padat, cair ataupun gas. &ahan yang akan dianalisis disebut juga sebagaisampel uji  — &ahan berada dalam keadaan murni jika jumlahnya sekitar !##", tetapi dapat juga berada dalam keadaan campuran dengan bahan yang lainnya.  — &ahan yang sedang atau akan dianalisis disebut sebagai analit dan merupakan bagian dari sampel.  — &ahan lain yang terdapat dalam sampel yang bukan analit disebut matriks . 'ahapan dalam Analisis 1.

Penentuan Masalah Analisis

2.

Pemilihan Metode

3.

Pengamilan Sam!el

".

Pen#ia!an sam!el untu$ analisis

%.

Pe&la$uan !emisahan analisis

'.

Pengu$u&an

(.

Pe&hitungan

).

Pela!o&an

!. Penentuan Masalah Analisis

 — Tujuan analisis : kualitati atau kuantitati.  — Kegunaan dari hasil analisis yang diperoleh  — Siapa pengguna hasil analisis  — Kapan hasil analisis ini digunakan  — Seberapa jauh akurasi dan presisi hasil analisis yang diinginkan  — &erapa dana yang disiapkan  — etode apa yang harus digunakan  — Sampel yang akan dianalisis memerlukan pengambilan sendiri atau tinggal dianalisis saja. 2. Pemilihan Metode

 — *enis dan ukuran sampel  — +reparasi sampel yang diperlukan  — Kadar senyawa akti yang ditentukan  — &entuk sampel : murni atau campuran  — Akurasi dan presisi hasil analisis yang diinginkan.  — +eralataninstrumen yang tersedia  — Kepakaran yang tersedia  — -ana yang disediakan  — Keepatan analisis yang diinginkan  — Adanya metode standar atau metode dalam literatur   — &ahan pembanding yang tersedia 3. Pengambilan ampel

 — *enis dan ukuran sampel  — /omogenitas sampel  — Stabilitas sampel  — +engambilan dilakukan sendiri atau sudah tersedia

 — etode +engambilan sampel baku  — Statistika pengambilan sampel (S01)  — 'ransportasi, pengawetan dan penyimpanan sampel !. Preparasi sampel

 — *enis dan 2ujud sampel : padat, air, atau gas  — Kelarutan analit dalam berbagai pelarut  — 3olatilitas analit ( perlu pemanasan atau tidak)  — *enis dan pengaruh matriks pada metode  — Kadar analit ( perlu pemekatan atau tidak)  — +engubahan bentuk analit untuk pengukuran (derivatisasi)  — +engaturan kondisi ( p/, pereaksi atau pemanasan) ". Perlakuan Pemisahan Analisis

 — -istilasi  — +engendapan atau pengendapan berraksi  — 4kstraksi pelarut  — Solid +hase 45tration (S+4)  — +emisahan Kromatograi  — +emisahan 4lektrooresis  — +emisahan -ialisis  — &entuk +emisahan lainnya #. Pengukuran

 — Kalibrasi instrumen  — 3alidasiKualiikasi instrumen  — +enggunaan blangko dan kontrol  — +enggunaan bahan pembanding

 — 6eplikasi pengukuran  — Analis yang mumpuni  — Kebersihan dan perawatan yang baik  $. Perhitungan dan Pelaporan

 — +emindahan data yang akurat  — 6eliabilitas perhitungan ( penggunaan statistika atau komputasi)  — 'ata ara pelaporan (adanya pembatasan, akurasi, presisi, metode yang digunakan, dapat dikopi atau tidak, dll) +ustaka auan : 7hristian 8.-. Analytical Chemistry, 9th ed. *ohn 2illey  Sons, 1n. ;##< ampel

 — %ujud sampel: a. &ahan baku (raw material) b. Sedian =armasi (dosage orms) . Sampel biologi (darah, urin, jaringan, dll) d. Sampel hasil riset dan pengembangan e. Sampel lainnya (kosmetika, makanan, lingkungan)  — &ksistensi analit dalam sampel : a. Sebagai senyawa tunggal (akti maupun non akti) b. Sebagai multikomponen (ampuran  ; senyawa aktianalit) . -alam sampel biologi (sebagai senyawa utuh, metabolit atau senyawa terikat)  — Matriks (matrices): &agian dari sampel di luar analit yang tidak perlu dianalisis tapi dapat mengganggu analisis terutama dalam sampel multikomponen , ampuran atau sampel biologi.  — 'enis matriks :

> &ahan anorganik  > &ahan organik  > 7airanjaringan biologi (darah, plasma, daging, dll)  — ifat matriks : > 1nert, tidak mengganggu analisis > engganggu analisis karena turut terukur dan teranalisis > erusak dan mengkontaminasi intrumen ukur  Preparasi sampel

 — Tujuan: a)

+emekatan analit

 b) eningkatkan keterukuran analit melalui perubahan bentuk, reaksi kimia , derivatisasi, agar kompatibel dengan metode analisis yang digunakan. )

enghilangkan komponen pengganggu analisis melalui pemisahan, lean$up, iltrasi, dll.

d)

elindungi instrumen ukur dari kerusakan dan kontaminasi.

 — Perlakuan sangat tergantung pada : a. *enis sampel b. Kadar analit . etode analisis yang digunakan d. Kualitas hasil analisis yang dipersyaratkan (akurasi dan presisi)  — Tahap perlakuan menjadi tahapan penentu keberhasilan analisis untuk memperoleh informasi hasil yang baik (akurat dan presisi). lasifikasi Teknik Pengukuran berdasarkan bentuk sampel yang diukur Teknik analisis yang memerlukan sampel berupa larutan:

?

3olumetri

?

Spektrootometri

?

Spektroluorometri

?

Spektrometri serapan atom (AAS=4S)

?

4misi plasma

?

Kromatograi (K@', K7K', K+1, K1, dll)

?

4lektrokimia (potensiometri, polarograi, amperometri)

?

4lektrooresis

2. Teknik Analisis yang memerlukan sampel padat ataupun larutan.

?

Analisis =luoresensi Sinar 

?

Analisis Aktivasi 0eutron

?

Sp. 16 

3. Teknik Analisis yang memerlukan sampel padat 

?

-7 Ar 4mission Spetrosopy

?

A7 Ar 4mission Spetrosopy

?

iropobe tehniBues

?

7ombustion tehniBues

*entuk Preparasi A+al ampel

 —  Perlakuan awal untuk sampel cair : 4ksktraksi 7air$7air  4kstraksi =ase +adat (S+4) +emisahan dengan membran -istilasi (untuk beberapa sampel) @ioilisasi (untuk sampel biologi)  —  Perlakuan awal untuk sampel padat. +engurangan ukuran sampel +engeringan dan penetakan +elarutan dalam pelarut yang sesuai

 

4kstraksi

 —  Derivatisasi : Pembentukan senyawa derivat yang dapat terukur oleh instrtument atau terdeteksi oleh detektor. Pemisahan berdasarkan proses Teknik Pemisahan ,mum

 — 4kstraksi +elarut  — +engendapan  — 4lektrodeposisi  — +ertukaran ion  — Adsorpsi dan desorpsi  — +enguapan  — Absorpsi  — Kromatograi  — -ialisis  — 4lektrooresis  — +emisahan dengan membran  — =iltrasi  — Sentriugasi dan ultrasentriugasi  — Csmosis 'enis Pemisahan 1.

Pemisahan Preparatif.

? 'ujuan pemisahan preparati adalah memperoleh produk yang berharga  dari suatu ampuran dengan ara menghilangkan pengotor sekeil$keilnya. ?

-apat dilakukan dengan skala besar, skala keil dan skala sangat keil.

?

Dmumnya di industri dilakukan seara sinambung.

'eknik pemisahan yang paling banyak digunakan adalah ekstraksi, distilasi berraksi, kromatograi preparati, kristalisasi , dll ;. Pemisahan Analitik , 'ujuannya untuk memperoleh informasi analitik yang bermutu (akurat- presisi)  yang dihasilkan melalui suatu pengukuran dari hasil pemisahan. Skala pemisahan meliputi :makro, semi mikro , mikro, nano tergantung pada kadar analit yang diperoleh dan teknik analisis yang digunakan. -ilakukan di laboratorium Analisis.  Meliputi :

a.

Pemisahan analit da&i s!esi #ang mengganggu.

.

Peme$atan analit dalam analisis &unut

*.

Penguahan analit $edalam +ase #ang sesuai

d.

Pengu&angan dan !en#ede&hanaan mat&i$s ,*lean-u!

e.

Isolasi analit $e dalam entu$ mu&ni Pengertian &kstraksi &kstraksi  atau penyarian  adalah proses pemindahan atau penguilan suatu konstituen ? dalam suatu sample ke suatu pelarut dengan ara mengook atau melarutkannya.

? +roses ekstraksi melibatkan dua fase ( kedua ase dapat berupa airan tetapi tidak  berampur) dan dapat dilakukan dengan satu kali ekstraksi (single extraction), beberapa kali ekstraksi (multiple extraction ), dan sinambung (continues extraction). ? -ari segi teknik, ekstraksi dapat diklasiikasikan menjadi: &kstraksi air/air (ekstraksi pelarut)- &kstraksi Padat/air- dan &kstraksi uper ritik . &kstraksi Pelarut

? -alam proses ekstraksi air$air atau sering disebut juga sebagai ekstraksi pelarut, solut dipindahkan dari pelarut satu ke pelarut yang lain dan tidak berampur dengan ara pengookan yang berulang. ? -i laboratorium ekstraksi pelarut dilakukan dalam suatu orong pemisah (separation  funnel ). Prosedur umum : -alam orong pemisah, siapkan larutan solut dalam suatu pelarut. Kalau ?  perlu atur p/ larutan atau tambahkan suatu pereaksi tertentu. asukkan pelarut kedua yang tidak   berampur dengan pelarut pertama dan kook. Setelah pengookan sempurna, ampuran

dibiarkan memisah dalam dua lapisan (ase air dan ase organik). Salah satu lapisanase diambil, sedangkan lapisan kedua dibuang atau diekstraksi kembali dengan ara yang sama. a. oefisien 0istribusi

? isalkan dalam orong pemisah, suatu spesi solut terdistribusi di antara dua pelarutase yang tidak berampur. Kesetimbangan yang terjadi adalah: S&

SA

di mana S& adalah spesi solut dalam fase ba+ah, dan SA adalah spesi solut dalam fase atas. ? Seara termodinamika, pada saat kesetimbangan terapai ratio antara aktiitas kedua spesi solut dalam kedua ase selalu tetap (/ukum -istribusi 0460S'). Dntuk larutan ener, aktiitas digantikan konsentrasi E. ?

Koeisien -istribusi (K -) dapat ditulis sebagai berikut: K - F 7A  7&

di mana 7A adalah konsentrasi spesi solut pada ase atas dan 7& adalah konsentrasi dalam ase  bawah. b.'enis Pelarut

+elarut yang digunakan hendaknya tidak berampur satu sama lainnya (immiscible). Pelarut berair  (aueous) biasanya berupa:

a. air suling b. larutan dapar p/ tertentu . larutan elektrolit dalam air  d. larutan pembentuk kompleks dalam air  e. larutan asam atau basa dalam air  . kombinasi larutan$larutan tersebut di atas. ?

Pelarut organik yang tidak bercampur dengan air:

a. benGen, toluen, heksan, 5ilen b. diklormetan, kloroorm, tetraklormetan . dietil eter 

d. metil iso butil keton e. hidrokarbon aliatik  ? Pelarut organik yang bercampur dengan air : alkohol aliatik, asam karboksilat, aldehida, keton, asetonitril, dimetilsuloksida, dan dioksan, tidak sesuai digunakan sebagai ekstraktan dari larutan berair, tetapi dapat digunakan sebagai ekstraktan dari larutan organik yang tidak  berampur. c. 1atio 0istribusi (0)

?

0ilai K - selalu tetap pada suatu sistem dan suhu tertentu.

?

0ilai K - dapat berubah, jika: a. Kedua pelarut berampur seara sebagian (partial) b. Solut mengalami disosiasi atau asosiasi dalam salah

satu pelarut yang digunakan

. Solut bereaksi dengan pelarut (solvatasi) ? Sesuai kondisi perobaan, maka Koeisien distribusi dapat digantikan dengan ratio distribusi (-). d. Persen olut Terekstraksi

? Kedua persamaan ekstraksi menunjukkan bahwa eisiensi ekstraksi tidak bergantung pada konsentrasi awal dari solut, melainkan tergantung pada nilai K- atau - saja. ?

*ika p/ larutan berubah maka nilai - akan berubah pula.

? 0ilai - selalu tetap pada kondisi perobaan, tetapi raksi solut terekstraksi akan sangat tergantung pada ratio volume dari kedua pelarut. ? *ika volume pelarut organik yang digunakan besar maka raksi solut terekstraksi akan lebih  banyak dalam ase organik agar nilai - terapai pada kondisi tersebut. e. &kstraksi bertahap ( multiple extraction!

? isalkan sejumlah berat 2 solut A dilarutkan dalam air lalu diekstraksi dengan sejumlah tertentu pelarut organik: K - F HAIoHAIa F w(2 J w) w F 2.K -(!  K -) di mana w adalah berat A yang terekstraksi ke dalam ase organik. ?

=raksi solut dalam ase organik dapat dihitung sebagai

o F w2 F K -(!  K -), dan raksi dalam air a F !$ o F !(!  K -). ? &ila ekstraksi dilakukan seara bertahap n kali , maka sisa dalam air (raksi sisa solut dalam air) adalah : fa  45(46 0)7natau jika volumenya berbeda fa  8a5(8a 6  0.8o)7n

?

4isiensi ekstraksi adalah o F (! J a) dan "4 F !##.o

f. Aplikasi dalam penyiapan sampel

? 4kstraksi pelarut sering digunakan dalam penyiapan sampel untuk analisis gravimetri, volumetri, spektrootometri dan kromatograi terutama untuk senyawa organik dalam sediaan, dan dalam matriks lain seperti matriks biologi (urin dan darah). ? 8aram basa organik seperti sulat atau hidrokloridanya serta garam asam organik seperti garam 0a atau K merupakan senyawa$senyawa yang mudah larut air. Sedangkan basa organik dan asam organik melarut baik dalam pelarut organik non polar seperti kloroorm atau eter. ?

-engan demikian dapat digunakan dalam desain prosedur ekstraksi.

9aktor yang mempengaruhi ekstraksibilitas analit

 — Tiga faktor utama adalah : 1.

Kela&utan analit dalam e&agai !ela&ut atau nilai Kd dalam sistem #ang diguna$an dalam e$st&a$si.

2.

Imisiilitas , $etida$e&*am!u&an  !ela&ut #ang diguna$an ha&us o!timum.

3.

Kesetimangan $imia #ang meliat$an analit dalam !&oses e$st&a$si.

 — yarat pelarut pengekstraksi : 1.

Pela&ut henda$n#a mela&ut$an solut sangat esa& teta!i han#a tida$ atau sedi$it sa/a mela&ut$an sen#a0a lain.

2.

Pela&ut ena&-ena& tida$ e&*am!u& ,immis*ile dengan la&utan ai& atau sistem e&ai&.

3.

Pela&ut mudah mengua! dan mudah dimu&ni$an $emali.

&kstraksi inambung

 — 4kstraksi sekali dan berulangkali dilakukan biasanya dengan menggunakan orong pemisah ( separation unnel ).  — Agar ekstraksi air$air dapat berlangsung seara sinambung sehingga lebih eisien dan  praktis maka digunakan ekstraktor sinambung.  — +ada dasarnya ekstraktan (pelarut) yang digunakan dipanaskan lalu dikondensasikan seara sinambung yang akan bersentuhan dengan larutan analit dalam pelarut yang lain. 'erjadilah ekstraksi analit ke dalam ekstraktan seara sinambung. Kedua pelarut harus tidak berampur (immisible).  — -ikenal dua ekstraktor: 1.

E$st&a$to& dengan e$st&a$tan leih &ingan dianding$an &a+inat

2.

E$st&a$to& dengan e$st&a$tan leih e&at dianding$an &a+inat. &kstraksi Padat air

 — &kstraksi padat  cair merupakan tahapan penting dalam preparasi sampel maupun  penyediaan obat seperti tintura.  — Seara sederhana ekstraksi jenis ini dilakukan dengan melarutkan langsung sampel padat dalam pelarut tertentu lalu disaring. =iltratnya diuapkan hingga kering lalu jika perlu residunya dilarutkan dalam pelarut yang sesuai dan digunakan sebagai larutan uji.  — 'eknik pemisahan yang populer adalah ekstraksi menggunakan ekstraktor o;hlet  atau ekstraktor umaga+a, dimana digunakan ekstraktan yang mudah menguap pada pemanasan dan terkondensasi sehingga ekstraksi berjalan seara sinambung. +erlu diperhatikan ketahanan analit dalam suasana panas.  — Kedua ekstraktor mempunyai ara kerja yang sama. 9aktor yang harus diperhatikan

? +elarut pengekstraksi harus melarutkan bahan yang akan diekstraksi seara sempurna ( lihat kelarutannya dalam pelarut yang dimaksud). ?

Analit dalam sampel harus tahan panas yaitu tidak terurai oleh panas.

? 3olume pelarut pengekstraksi dalam A harus ukup agar tidak kering ( dapat dihitung  perkiraan volumenya seperti pada ekstraksi sinambung). ? +elarut pengekstraksi tidak atau sedikit saja melarutkan bahan lain selain analit yang dimaksud.

&kstraksi 9ase Padat (P&)

? 4kstraksi pelarut sangat berguna dalam pemisahan analitik, namun masih mempunyai  beberapa kelemahan. ? isalnya pelarut yang digunakan terbatas pada pelarut yang tidak berampur untuk sampel larut air dengan jumlah yang ukup besar. -i samping itu pada praktek sering terbentuk ampuran emulsi pada saat pengookan sehingga menyulitkan pemisahan kedua pelarut. ? &eberapa kelemahan ini dapat ditanggulangi dengan digunakannya ekstraksi ase padat ( "olid #hase $xtraction! olid Phase &;traction eunggulan P&

?

4kstraksi lebih eisien ( LL.L")

?

+elarut lebih sedikit

?

Koleksi analit lebih mudah

?

enghilangkan partikulat

?

-apat diotomatisasikan

?

-apat digunakan dalam penyimpanan sampel

elemahan P&

?

S+4 sangat beragam (sesuai pabrik, ukuran dan isinya)

?

-apat terjadi adsorpsi irreversibel pada atridge.

Tahapan pemisahan P&

?

Pengkondisian

elewatkan pelarut untuk meningkatkan daya serap sorben (hidroob) ?

Pemisahan dan 1etensi

emasukkan sampel, dimana analit akan tertahan dan beberapa komponen lain akan tertahan  juga ?

Pencucian

embilasmenghilangkan komponen lain yang tertahan katridge dengan suatu pelarut tertentu.

?

&lusi

engelusi analit dengan pelarut tertentu ?

Penampungan Analit

0eri
 — -erivatisasi merupakan proses preparasi sampel yang melibatkan reaksi kimia antara analit dengan suatu pereaksi untuk mengubah siat isika dan kimia dari analit.  — 'ujuan derivatisasi dalam analisis adalah: v eningkatkan detektabilitasdaya ukur analit v engubah struktur molekul atau polaritas agar dapat terukur dengan lebih baik  v engubah siat matriks agar diperoleh pemisahan yang lebih baik. v eningkatkan stabilitas kepekaan analit.  — Seara ideal proses derivatisasi harus epat, kuantitati mungkin, dan sedikit menghasilkan  produk samping yang mengganggu. 'entu saja kelebihan pereaksi tidak boleh mengganggu analisis. Persyaratan pereaksi deri
?

+ereaksi harus stabil

? +ereaksi dan hasil samping derivatisasi yang terbentuk harus tidak terdeteksiterukur atau dapat dipisahkan seara sempurna dari hasil reaksi dervatisasi analit ?

+ereaksi harus reakti dan kalau perlu selekti terhadap analit (pada kondisi perobaan)

?

*ika dimungkinkan, pereaksi harus aman dan tidak toksik 

?

+rosedur derivatisasi harus dapat mampu diotomatisasikan

'enis reaksi deri
 — 6eaksi esteriikasi  — 6eaksi asilasi  — 6eaksi kondensasi  — 6eaksi Sililasi  — 6eaksi alkilasi

 — 6eaksi pembentukan senyawa siklik (siklisasi)  — 6eaksi penggabungan (oupling reation)  — 6eaksi pembentukan kompleks yang berwarna atau siat kromooriknya meningkat. /asil reaksi derivatisasi tersebut pada umumnya meningkatkan sifat kromoforik- sifat fluoroforik dan
? +reparasi sampel merupakan tahapan analisis yang sangat menentukan akurasi dan presisi hasil analisis. ? +reparasi sampel mengubah sampel menjadi sesuatu bentuk yang adapti dan sesuai dengan metode pengukuran, meliputi pengubahan bentuk (derivatisasi ) yang akan meningkatkan detektabilitas pengukuran. ? +reparasi sampel juga meningkatkan akurasi dan presisi hasil melalui pemisahan analit yang bebas dari pengaruh matriks dan analit yang lain. ?

+reparasi sampel sangat tergantun