MAKALAH KESELAMATAN LABORATORIUM “PREPARASI SAMPEL”
Disusun Oleh : Kelompok 3 : 1. Nadia Fakhrun Nisa
(24030116140086) (24030116140086)
2. Imanuel Dosirjon
(24030116140088) (24030116140088)
3. Fina Fatimatuz Zahro
(24030116130089) (24030116130089)
4. Ika Chasanatu Ni’mah Ni’mah
(24030116140090)
5. Yessica Febrilia
(24030116130091) (24030116130091)
6. Lutfi Maulana
(24030116130092) (24030116130092)
JURUSAN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA MATEMATIKA UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017
DARTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................................... 1 1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................................... 1 1.4 Manfaat Penulisan ........................................................................................................ 1
BAB II PEMBAHASAN .................................................................................................... 2 2.1 Perlakuan Umun pada Penyiapan Sampel..................................................................... 3 2.1.1. Ekstraksi ............................................................................................................... 4 2.1.2. Filtrasi ................................................................................................................. 5 2.1.3. Homogenisasi ....................................................................................................... 6 2.1.4. Sentrifugasi ......................................................................................................... 6 2.1.5. Lisis ...................................................................................................................... 7 2.1.6. Dialisis ................................................................................................................ 7 2.2. Jenis-jenis Sampel ....................................................................................................... 8 2.3 Metode Sampling .......................................................................................................... 9 2.4 Penyimpanan dan Pemeliharaan/Pengawetan Sampel .................................................. 10
BAB III PENUTUP.......................................................................................................................... 11 3.1. Kesimpulan ................................................................................................................. 11 3.2. Saran ........................................................................................................................... 11
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Preparasi merupakan teknik laboratorium yang sangat penting dikuasai oleh setiap kimiawan dimana untu mempersiapkan sampel yang diuji untuk siap diukur. Tanpa pengetahuan dan ketrampilan yang memadahi dalam teknik preparasi ini, maka akan sangat sulit untuk menjalankan eksperimen/percobaan kimia secara baik dan benar di laboratorium. Menjalankan eksperimen dengan baik dan benar juga men yangkut efisiensi dan tidak membahayakan bagi diri sendiri maupun orang lain baik yang ada disekitarnya maupun yang berada di tempat lain. Bagai mahasiswa pemula agar mereka kelak dapat melakukan eksperimen kimia secara baik dan benar maka perlu dibekali dengan pengetahuan dan ketrampilan teknik preparasi. Rumusan masalah
2.4.
1. Apakah yang dimaksud dengan preparasi bahan ? 2. Apa prinsip yang digunakan dalam preparasi bahan ? 3. Bagaimanakah proses preparasi bahan yang baik dan benar ? 1.3 Tujuan Penulisan
2.4.
Mengetahui apa itu preparasi bahan.
Mampu melakukan teknik preparasi sampel dengan baik dan benar.
Mampu menjelaskan perlakuan umum pada preparasi bahan.
Mengetahui factor factor yang perlu diperhatikan saat preparasi bahan. Manfaat Penulisan
1. Mahasiswa dapat mengetahui perlakuan umum pada preparasi bahan 2. Mahasiswa dapat mengetahui cara preparasi bahan yang baik dan benar
BAB II PEMBAHASAN
Preparasi merupakan teknik laboratorium yang sangat penting dikuasai oleh setiap kimiawan. Tanpa pengetahuan dan ketrampilan yang memadahi dalam teknik preparasi ini, maka akan sangat sulit untuk menjalankan eksperimen/percobaan kimia secara baik dan benar di laboratorium. Menjalankan eksperimen dengan baik dan benar juga menyangkut efisiensi dan tidak membahayakan bagi diri sendiri maupun orang lain baik yang ada disekitarnya maupun yang berada di tempat lain. Sampel merupakan contoh yang diambil dari suatu bahan yang jumlahnya banyak yang dinamakan populasi yang akan digunakan untuk keperluan analisis. Sampel harus representatif, artinya mencerminkan sifat-sifat bahan asalnya. Ini berarti semua bagian baik secara fisik ataupun kimiawi yang terdapat atau dimiliki oleh bahan dasar sebanyak mungkin terdapat pula dalam sampel. Hal ini hanya dapat dicapai jika bahan dasar baik secara fisik maupun kimiawi bersifat homogen. Oleh karena itu harus ada suatu metoda atau teknik pengambilan sampel sehingga sampel benar-benar mencerminkan populasi. Bahan yang semula tidak homogen harus dibuat menjadi homogen. Pengertian ini berlaku untuk semua bahan dasar yang akan dianalisis dalam segala bentuk, keadaan, dan penanganan. Meskipun demikian penyiapan sampel dapat berbeda untuk bahan yang satu dengan bahan yang lain dalam keadaan yang lain serta untuk metode yang satu dengan metode yang lain. Beberapa perlakuan umum dalam penyiapan dan preparasi sampel adalah ekstraksi, filtrasi, homogenisasi, sentrifugasi, lisis, dialisis, inaktivasi enzim, dan modifikasi kimiawi. Teknik preparasi sampel adalah bagian dari proses analisis yang sangat penting. Mengapa? Karena teknik preparasi sampel adalah proses yang harus dilakukan untuk menyiapkan sampel sehingga siap untuk dianalisis menggunakan instrumentasi yang sesuai. Secara umum proses analisis minimal mempunyai 5 langkah, yaitu sampling (pengambilan sampel), preservasi sampel (penyimpanan sampel), preparasi sampel (penyiapan sampel), analisis (pengukuran), interpretasi data (analisis data), dan pembuatan laporan analisis. Kesalahan pada salah satu tahap pada proses analisis akan menyebabkan terjadinya kesalahan hasil analisis. Akibatnya akan dihasilkan data hasil analisi s yang tidak valid. Teknik preparasi sampel dilakukan dengan tujuan khusus untuk memisahkan analit dari matriks sampel yang sangat komplek, memekatkan analit sehingga diperoleh analit dengan konsentrasi yang lebih tinggi dari semula, dan mengubah analit menjadi senyawa lain yang
dapat dianalisis dengan instrumentasi yang tersedia. Proses yang terakhir ini disebut derivatisasi. Pengubahan senyawa menjadi senyawa lain dimaksudkan untuk: 1) Meningkatkan sensitivitas pengukuran, misalnya pengukuran secara spektrofotometri ion besi secara spektrofotometri tentu menghasilkan hasil yang lebih 5ensitive jika ion besi diubah menjadi ion Fe(II) dan direaksikan dengan orto fenantroline atau jika ion besi (III) direaksikan dengan ion tiosianat. Hal ini disebabkan reaksi antara ion besi dengan pengomplek tersebut akan menghasilkan senyawa komplek baru yang berwarna. 2) Menghasilkan senyawa yang lebih 5ensitiv, misalnya asam lemak yang berantai panjang tentunya lebih sulit dianalisis dengan kromatografi gas (GC) karena titik didihnya 5ensitiv tinggi. Untuk menurunkan titik didihnya maka asam lemak tersebut direaksikan dengan 5ensiti (metano atau etanol) sehingga terbentuk 5ensi ester atau etil ester yang titik didihnya lebih rendah. 3) Menghasilkan senyawa yang lebih termo stabil, misalnya analisis senyawa dengan GC memungkinkan terjadinya degradasi senyawa oleh pemanasan di injection port. Oleh karena itu analit harus direaksikan dengan senyawa lain sehingga terbentuk senyawa baru yang termo stabil. Selain itu teknik preparasi sampel dapat dilakukan dengan melarutkan analit ke dalam pelarut yang sesuai, misalnya analit berupa senyawa organik yang terlarut dalam air dapat dipindahkan ke dalam pelarut organik dengan teknik ekstraksi. Dengan teknik ini, maka analit dapat dipisahkan dari matrik yang komplek, dapat dipekatkan dan dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. Selanjutnya teknik preparasi sampel dapat juga digunakan untuk meningkatkan selektivitas pengukuran. Misalnya analisis senyawa yang mempunyai isomer optik/ senyawa kiral. Senyawa kiral (R dan S atau D dan L) dapat dipisahkan dengan menggunakan kolom kiral yang berbasis siklodektrin atau molecular imprinting polymer (MIP).
2.1 PERLAKUAN UMUM PADA PENYIAPAN SAMPEL 2.1.1. Ekstraksi
Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan suatu subtansi atau zat dari campurannya dengan menggunakan pelarut yang sesuai. Tujuan ekstraksi untuk menarik semua komponen kimia yang terdapat dalam simplisia. Ekstraksi ini didasarkan pada perpindahan massa komponen zat padat ke dalam pelarut dimana perpindahan mulai terjadi pada lapisan antar muka, kemudian berdifusi masuk ke dalam pelarut.
JENIS-JENIS EKSTRAKSI A. Ekstraksi secara dingin 1. Metode meserasi Istilah meceration berasal dari bahasa latin macerare yang artinya “merendam”. Meserasi adalah mencari zat aktif yang dilakukan dengan cara merendam serbuk simplisia dalam cairan penyari yang sesuai selama tiga hari pada temperatur kamar terlindung dari cahaya, cairan penyari akan masuk ke dalam sel melewati dinding sel.Isi sel akan larut karena adanya perbedaan konsentrasi antara larutan di dalam sel dengan di luar sel. Larutan yang konsentrasinya tinggi akan terdesak keluar dan diganti oleh cairan penyari dengan konsentrasi rendah ( proses difusi ). Peristiwa tersebut berulang sampai terjadi keseimbangan konsentrasi antara larutan di luar sel dan di dalam sel. Selama proses maserasi dilakukan pengadukan dan penggantian cairan penyari setiap hari. Endapan yang diperoleh dipisahkan dan filtratnya dipekatkan. 2. Metode Soxhletes Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara serbuk simplisia ditempatkan dalam klonsong yang telah dilapisi kertas saring sedemikian rupa, cairan penyari dipanaskan dalam labu alas bulat sehingga menguap dan dikondensasikan oleh kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang jatuh ke dalam klonsong menyari zat aktif di dalam simplisia dan jika cairan penyari telah mencapai permukaan sifon, seluruh cairan akan turun kembali ke labu alas bulat melalui pipa kapiler hingga terjadi sirkulasi. Ekstraksi sempurna ditandai bila cairan di sifon tidak berwarna, tidak tampak noda jika di KLT, atau sirkulasi telah mencapai 20-25 kali. Ekstrak yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan. 3. Metode Perkolasi Istilah perkolasi berasal dari bahasa latin, per yang artinya “memulai” dan colare yang artinya”merembes”. Pencarian zat aktif yang dilakukan dengan cara serbuk simplisia dimaserasi selama 3 jam, kemudian simplisia dipindahkan ke dalam bejana silinder yang bagian bawahnya diberi sekat berpori, cairan penyari dialirkan dari atas ke bawah melalui simplisia tersebut, cairan penyari akan melarutkan zat aktif dalam sel-sel simplisia yang dilalui sampai keadan jenuh. Gerakan ke bawah disebabkan oleh karena gravitasi,
kohesi, dan berat cairan di atas dikurangi gaya kapiler yang menahan gerakan ke bawah. Perkolat yang diperoleh dikumpulkan, lalu dipekatkan. 2..
Ekstraksi secara panas 1. Metode refluks Penarikan komponen kimia yang dilakukan dengan cara sampel dimasukkan ke dalam labu alas bulat bersama-sama dengan cairan penyari lalu dipanaskan, uap-uap cairan penyari terkondensasi pada kondensor bola menjadi molekul-molekul cairan penyari yang akan turun kembali menuju labu alas bulat, akan menyari kembali sampel yang berada pada labu alas bulat, demikian seterusnya berlangsung secara berkesinambungan sampai penyarian sempurna, penggantian pelarut dilakukan sebanyak 3 kali setiap 3-4 jam. Filtrat yang diperoleh dikumpulkan dan dipekatkan. 2. Metode Destilasi uap Pencarian minyak menguap dengan cara simplisia dan air ditempatkan dalam labu berbeda. Air dipanaskan dan akan menguap, uap air akan masuk ke dalam labu sampel sambil mengekstraksi minyak menguap yang terdapat dalam simplisia, uap air dan minyak menguap yang telah terekstraksi menuju kondensor dan akan terkondensasi, lalu akan melewati pipa alonga, campuran air dan minyak menguap akan masuk ke dalam corong pisah, dan akan memisah antara air dan minyak atsiri. 3. Metode Rotavapor Proses pemisahan ekstrak dari cairan penyarinya dengan pemanasan yang dipercepat oleh putaran dari labu alas bulat, cairan penyari dapat menguap 5-10º C di bawah titik didih pelarutnya disebabkan oleh karena adanya penurunan tekanan. Dengan bantuan pompa vakum, uap larutan penyari akan menguap naik ke kondensor dan mengalami kondensasi menjadi molekul-molekul cairan pelarut murni yang ditampung dalam labu alas bulat penampung.
2.1.2. Filtrasi
Filtrasi
adalah
metode
pemisahan
fisik,
yang
digunakan
untuk
memisahkan antara cairan (larutan) dan padatan. Cairan yang telah melalui proses filtrasi/penyaringan disebut filtrat, sedangkan padatan yang tertumpuk di
penyaring disebut residu. Walaupun ada kalanya residu adalah produk yang diinginkan. Prinsip dasar dari filtrasi ini sangat sederhana yaitu menyaring molekulmolekul padatan yang tercampur dalam larutan, maka tingkat kemurnian filtrat yang diperoleh dari filtrasi ini bergantung pada kualitas serta ukuran pori dari filter (penyaring) yang digunakan. Untuk metode filtrasi, dimana yang diinginkan ialah residu-nya (ampas) biasanya diperlukan langkah pengeringan agar seluruh cairan yang masih tersisa dalam padatan menguap. Jenis – Jenis Filtrasi 1. Proses filtrasi sederhana (tanpa tekanan) adalah proses penyaringan dengan media filter kertas saring. Hal ini dilakukan dengan cara kertas saring dipotong melingkar, kemudian lipat dua, sebanyak tiga atau empat kali. Selanjutnya buka dan letakkan dalam corong pisah sehingga melekat pada corong pisah. Tuangkan campuran heterogen yang akan dipisahakan, sedikit demio sedikit. Hasil filtrasi adalah zat padat yang disebut residen dan zat c airnya disebut dengan 8ensitiv.
2. Proses Filtrasi dengan tekanan, umumnya dengan cara divakumkan (disedot dengan pompa vakum). Proses pemisahan dengan teknik ini sangat tepat dilakukan, jika jumlah partikel padatnya lebih besar dibandingkan dengan cairannya.
3. Proses Filtrasi dengan Membran merupakan proses saparasi dengan menggunakan 9ensitiv dengan ukuran pori £ 0,1 mikron. Prinsip teknik filtrasi 9ensitiv ini adalah dengan menyaring cairan sampel melewati saringan yang sangat tipis dan yang terbuat dari bahan sejenis se lulosa.
Penyaringan dapat berlangsung lancar jika digunakan alat penolong yang disebut dengan corong. Alat ini pada umumnya berbentuk kerucut terbalik dengan ujungnya berlubang yang disambung dengan pipa. Membran penyaring dapat diletakkan di dalamnya. Beberapa corong tidak berbentuk kerucut melainkan berupa tabung silindris tegak yang di bagian dasarnya diletakkan
membran
penyaring
dan terdapat lubang pengeluaran seperti
misalnya pada alat penyaring Buchner, penyaring
Hirch, sinterglass, atau
penyaring ultra.
Corong Penyaring Corong Buchner Sintergiass Penyaring ultra
Alat-alat penyaring tersebut mempunyai kegunaan yang berbeda. Sebagai contohnya
cairan
yang
dingin
lebih
baik
disaring
dengan
menggunakan corong Buchner, sedangkan cairan yang korosif (asam atau basa) dengan
disaring
dengan menggunakan
membran
sintergiass
atau
corong
penyaring
penyaring glasswool. Corong Hirch umumnya digunakan
untuk menyaring cairan yang jumlahnya sedikit, sementara penyaring ultra digunakan sebagai penyaring molekuler
2.1.3. Homogenisasi
Jika sampel mempunyai sifat-sifat yang terdistribusi tidak merata, maka pekerjaan ini bertujuan supaya sifat-sifat tersebut dapat terdistribusi merata sehingga homogen. Homogenisasi juga mempunyai beberapa tujuan lainnya, yaitu antara lain untuk menyesuaikan ukuran atau kondisi sampel sehingga memudahkan teijadinya proses kimiawi (misalnya reaksi, interaksi, dll.), proses fisikawi (misalnya difusi panas, dli.). Homogensisasi dapat dilakukan dengan menggunakan alat homogenizer, chopper, warring blender, menggunakan metode penggilingan (penepungan), vortexing, penggojogan, dan lain sebagainya. 2.1.4 Sentrifugasi
Tujuan utama sentrifugasi adalah memisahkan partikel-partikel padatan dari cairan yang bercampur menjadi terpisah satu dengan yang lainnya. Jadi pada hakekatnya seperti filtrasi, tetapi pemisahan dengan sentrifugasi didasarkan pada perbedaan berat jenis partikel. Dalam hal ini gaya sentrifugasi sangat berpengaruh pada hasil. Makin tinggi gaya sentrifugasi makin teijadi pemisahan dengan baik. 2.1.5 Lisis
Biasanya dikerjakan untuk merusak atau memecah dinding sel tanaman, hewan, atau mikrobia. Pekerjaan ini dapat dilakukan secara fisik misalnya dengan penggilingan, penggerusan, atau dengan sonikasi. Seringkali dinding sel terlalu keras atau lentur, terutama sel-sel mikrobia, sehingga dengan perlakuan fisik tidak dapat terjadi lisis dengan sempurna. Untuk mengatasi hal tersebut dapat dilakukan dengan cara kimiawi, misalnya dengan menggunakan asam pekat seperti asam sulfat, asam klorida, asam asetat, dan lain sebagainya. 2.1.6. Dialisis
Perlakuan ini merupakan teknik pemisahan dengan menggunakan membran semipermiabel. Dialisis dapat berfungsi sebagai penyaring molekuler oleh karena yang dapat melalui membran umumnya adalah melekul-molekul yang ukurannya relatif kecil. Dialisis bekerja atas dasar peristiwa osmosis. Partikel-partikel (molekul) yang kecil akan dapat melalui membran sampai terjadi keseimbangan. Keseimbangan tercapai jika konsentrasi partikel dalam larutan pada sisi-sisi yang bersebelahan dengan membran sudah mencapai rasio yang
seimbang dengan volume masing-masing larutan, yaitu C1:C2 = V1/(V1+V2) di mana C adalah konsentrasi dan V adalah volume larutan. 2.2 Jenis Sampel
Grab or catch sample : merupakan sampel yang diambil secara langsung dari
badan air yang sedang dipantau. Sampel ini hanya menggambarkan karakteristik air pada saat pengambilan sampel. Composite sample : merupakan sampel campuran dari beberapa waktu
pengamatan. Pengambilan sampel komposit dapat dilakukan secara manual ataupun secara otomatis dengan menggunakan peralatan yang dapat mengambil air pada waktu-waktu tertentu dan sekaligus dapat mengukur debit air. Pengambilan sampel secara otomatis hanya dilakukan jika ingin mengetahui gambaran tentang karakteristik air secara terus-menerus.
Integrated sample : merupakan sampel gabungan yang diambil secara terpisah
dari beberapa tempat, dengan volume yang sama. 2.3 Metode Sampling
Manual sampling: Pengambilan sampel secara manual tidak memerlukan
peralatan (dikarenakan harga peralatan yang terlalu mahal) dan memakan waktu lama jika digunakan untuk pengambilan sampel secara rutin dan berskala besar.
Automatic sampling: Pengambilan sampel secara otomatis dapat mengurangi
kesalahan yang diakibatkan oleh manusia yang mungkin saja terjadi saat pengambilan sampel secara manual. Selain itu, pengambilan sampel secara otomatis dapat mengurangi biaya tenaga kerja dan mencukupi sarana untuk pengambilan sampel lebih sering. 2.4 Penyimpanan dan Pemeliharaan/Pengawetan Sampel 2.4.1 Penyimpanan Sampel Sebelum Analisis
Nature of sample changes: Beberapa penetapan lebih dipengaruhi oleh penyimpanan sampel daripada yang lainnya. Beberapa senyawa 11ensiti sangat 11ensitive terhadap perubahan pH dan temperature saat penurunan konsentrasi selama penyimpanan.
Time interval between collection and analysis: Secara umum, semakin pendek waktu yang dibutuhkan selama rentan waktu pengumpulan sampel dan analisis, maka hasil analisis yang didapatkan semakin dapat diandalkan.
2.4.2 Teknik Pemeliharaan/Pengawetan Sampel
Untuk meminimalkan potensi penguapan atau biodegradasi antara sampling dan analisis, jaga sampel agar tetap sedingin mungkin tanpa proses pembekuan. Sebaiknya masukkan sampel dalam wadah balok es sebelum dilakukan pengiriman. Hindari penggunaan es kering karena dapat menyebabkan perubahan pH yang dapat mengakibatkan sampel membeku serta wadah kaca menjadi pecah. Analisis sampel secepat mungkin saat sudah sampai di laboratorium.
Jika
analisis
tidak
dapat
dilakukan
sesegera
mungkin,
penyimpanan pada suhu 4 ⁰C dianjurkan untuk kebanyakan sampel. Gunakan pengawet kimia hanya ketika mereka tidak mengganggu analisis yang dibuat. Ketika mereka hendak ditambahkan, tambahkan mereka pada botol sampel awal sehingga semua bagian sampel dapat diawetkan secepat setelah dikumpulkan. Formalin tidak dianjurkan untuk digunakan karena dapat mempengaruhi hasil analisis. Metode pengawetan relatif terbatas dan ditujukan secara umum untuk menghambat aksi biologi, menghambat hidrolisis senyawa kimia dan kompleks, dan mengurangi volatilitas konstituen.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulam 3.1.1
Preparasi merupakan teknik laboratorium yang sangat penting dikuasai oleh setiap kimiawan
3.1.2
Perlakuan
Umum
pada
penyiapan
sampel
meliputi
ekstraksi,
filtrasi,
homogenisasi, sentrifugasi, lisis, dan dialisis 3.2 Saran 3.2.1. Perlu diadakannya pelatihan atau praktek langsung tentang preparasi sampel agar para mahasiswa/mahasiswi dapat mengaplikasikan teori yang didapatkan dari berbagai sumber agar lebih memahami lebih dalam.
