Upload
aaron-jrz-ramsey
View
642
Download
108
Embed Size (px)
DESCRIPTION
jj
Citation preview
Fajariswan Nurrahman
3335141120
Teknik Kimia B
Kimia Analitik
Pengertian Kimia Analitik
Kimia Analitik adalah satu cabang Ilmu Kimia yang mempelajari tentang pemisahan dan pengukuran
unsur atau senyawa kimia. Dalam melakukan pemisahan atau pengukuran unsur atau senyawa kimia,
memerlukan atau menggunakan metode a nalisis kimia. Secara tradisional, kimia analisa dibagi
menjadi dua jenis, kualitatif dan kuantitatif.
a. Analisa Kualitatif, bertujuan untuk menemukan dan mengidentifikasi suatu zat. Jadi, analisis
kualitatif berhubungan dengan unsur ion atau senyawa apa yang terdapat dalam sampel.
b. Analisa Kuantitatif , bertujuan untuk menentukan jumlah atau banyaknya zat. Jadi, analisis
kuantitatif berhubungan dengan berapa banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel.
Kimia analisa modern dikategorisasikan melalui dua pendekatan, target dan metode. Berdasarkan
targetnya, kimia analisa dapat dibagi menjadi kimia bioanalitik, analisis material, analisis kimia,
analisis lingkungan, dan forensik. Berdasarkan metodenya, kimia analisa dapat dibagi menjadi
spektroskopi, spektrometri massa, kromatografi dan elektroforesis, kristalografi, mikroskopi, dan
elektrokimia.
Penggunaan Kimia Analitik
Kimia analitik tidak hanya digunakan di bidang kimia saja, tetapi digunakan juga secara luas di bidang
ilmu lainnya.Penggunaan kimia analitik di berbagai bidang diantaranya :
1. Pengaruh komposisi kimia terhadap sifat fisik.
Efisiensi suatu katalis, sifat mekanis dan elastisitas suatu logam, kinerja suatu bahan bakar
sangat ditentukan oleh komposisi bahan-bahan tersebut.
2. Uji kualitas (Quality Control Lab).
Analisis kimia sangat diperlukan untuk mengetahui kualitas udara di sekitar kita, air minum
yang kita gunakan, makanan yang disajikan. Dibidang industri, analisis kimia digunakan secara
rutin untuk menentukan suatu bahan baku yang akan digunakan, produk setengah jadi dan
produk jadi. Hasilnya dibandingkan dengan spesifikasi yang ditetapkan. Bidang ini disebut
pengawasan mutu atau quality controll. sehingga sering disebut juga sebagai kimia untuk QC.
3. Penentuan konsentrasi bahan/senyawa yang bermanfaat atau bernilai tinggi.
Analisis kimia digunakan pada penentuan kadar lemak dalam krim, kadar protein dalam suatu
makanan atau bahan pangan, kadar uranium dalam suatu bijih tambang. tingkat kekerasan
semen dalam industry semen.
4. Bidang kedokteran.
Untuk mendiagnosis suatu penyakit pada manusia diperlukan suatu analisis kimia, sebagai
contoh tingkat konsentrasi bilirubin dan enzim fosfatase alkali dalam darah menunjukkan
adanyagangguan fungsi liver. Tingkat konsentrasi gula dalam darah dan urin menunjukkan
penyakit gula.
5. Penelitian.
Sebagian besar penelitian menggunakan kimia analitik untuk keperluan penelitiannya. Sebagai
contoh pada penelitian korosilogam, maka ditentukan berapa konsentrasi logam yang terlarut ke
dalam lingkungan air. Di bidang pertanian, suatu lahan pertanian sebelum digunakan, maka
tingkat kesuburannya ditentukan dengan mengetahui tingkat konsentrasi unsur yang ada di
dalam tanah,misalnya konsentrasi N, P, K dalam tanah.
Dibandingkan dengan cabang ilmu kimia lainnya seperti kimia anorganik, organik, fisik dan biokimia,
maka kimia analitik mempunyai penerapan yang lebih luas. Kimia analitik tidak saja dipakai di cabang
ilmu kimia lainnya, tapi juga dipakai luas dalam cabang ilmu pengetahuan lain seperti ilmu lingkungan,
kedokteran, pertanian, kelautan dan sebagainya. Demikian juga di bidang industri, profesi, kesehatan
dan bidang lainnya kimia analitik memberikan peranan yang tidak sedikit. Dalam ilmu lingkungan,
pemantauan kadar pencemar memerlukan metoda analisis yang tepat, cepat dan peka untuk
menentukan berbagai konstituen yang sering berjumlah renik. Dalam bidang kedokteran diperlukan
berbagai analisis untuk
menentukan berbagai unsur atau senyawa dalam sampel seperti darah, urin, rambut, tulang dan
sebagainya. Di bidang pertanian, komposisi pupuk yang tepat sehingga tumbuhan menghasilkan panen
seperti yang diharapkan juga memerlukan metoda analisis yang tepat untuk mengetahuinya. Di bidang
industri metoda analisis diperlukan untuk memonitoring bahan baku, proses produksi, produk maupun
limbah yang dihasilkan. Contoh lain aplikasi kimia analitik antara lain :
Berikut bebrapa aplikasi dari kromatografi
a. Pada Bidang Bioteknologi.
Dalam bidang bioteknologi, kromatografi mempunyai peranan yang sangat besar. Misalnya
dalam penentuan, baik kualitatif maupun kuantitatif, senyawa dalam protein. Protein sering
dipilih karena ia sering menjadi obyek molekul yang harus di-purified (dimurnikan) terutama
untuk keperluan dalam bio-farmasi. Kromatografi juga bisa diaplikasikan dalam pemisahan
molekul-molekul penting seperti asam nukleat, karbohidrat, lemak, vitamin dan molekul
penting lainnya. Dengan data-data yang didapatkan dengan menggunakan kromatografi ini,
selanjutnya sebuah produk obat-obatan dapat ditingkatkan mutunya, dapat dipakai sebagai data
awal untuk menghasilkan jenis obat baru, atau dapat pula dipakai untuk mengontrol kondisi
obat tersebut sehingga bisa bertahan lama.
b. Pada Bidang Klinik
Dalam bidang clinical (klinik), teknik ini sangat bermanfaat terutama dalam menginvestigasi
fluida badan seperti air liur. Dari air liur seorang pasien, dokter dapat mengetahui jenis penyakit
yang sedang diderita pasien tersebut. Seorang perokok dapat diketahui apakah dia termasuk
perokok berat atau ringan hanya dengan mengetahui konsentrasi CN- (sianida) dari sampel air
liurnya. Demikian halnya air kencing, darah dan fluida badan lainnya bisa memberikan data
yang akurat dan cepat sehingga keberadaan suatu penyakit dalam tubuh manusia dapat dideteksi
secara dini dan cepat.
Sekarang ini, deteksi senyawa oksalat dalam air kencing menjadi sangat penting terutama bagi
pasien kidney stones (batu ginjal). Banyak metode analisis seperti spektrofotometri,
manganometri, atau lainnya, akan tetapi semuanya membutuhkan kerja ekstra dan waktu yang
cukup lama untuk mendapatkan hasil analisis dibandingkan dengan teknik kromatografi.
Dengan alasan-alasan inilah, kromatografi kemudian menjadi pilihan utama dalam membantu
mengatasi permasalahan dalam dunia bioteknologi, farmasi, klinik dan kehidupan manusia
secara umum.
c. Pada Bidang Forensik
Aplikasi kromatografi pada bidang forensik pun sangat membantu, terutama dilihat dari segi
keamanan. Masih lekat dalam ingatan kita, sebuah peristiwa Black September Tragedy
mengguncang Amerika pada tanggal 11 September 2001 yang ditandai dengan runtuhnya dua
gedung kesayangan pemerintah Amerika Serikat. Demikian halnya di Indonesia yang marak
dengan aksi peledakan bom yang terjadi di mana-mana. Perhatian dunia pun akhirnya mulai
beralih dengan adanya peristiwa-peristiwa pengeboman/peledakan tersebut ke bahaya explosive
(bahan peledak) dengan peningkatan yang cukup tajam. Kini kromatrografi menjadi hal yang
sangat penting dalam menganalisis berbagai bahan-bahan kimia yang terkandung dalam bahan
peledak. Hal ini didorong karena dengan semakin cepat diketahuinya bahan-bahan dasar apa
saja bahan peledak, maka akan makin mempercepat diambilnya tindakan oleh bagian keamanan
untuk mengatasi daerah-daerah yang terkena ledakan serta antisipasi meluasnya efek radiasi
yang kemungkinan akan mengena tubuh manusia di sekitar lokasi ledakan. Lebih jauh lagi, efek
negatifnya terhadap lingkungan juga bisa segera diketahui.
Pada dasarnya setiap bahan peledak, baru akan meledak jika terjadi benturan, gesekan, getaran
atau adanya perubahan suhu yang meningkat. Dengan terjadinya hal-hal seperti ini,
memberikan peluang bahan peledak tersebut berubah manjadi zat lain yang lebih stabil yang
diikuti dengan tekanan yang tinggi, yang bisa menghasilkan ledakan dahsyat atau bahkan
munculnya percikan api. Ada banyak bahan kimia yang biasa digunakan dalam bahan peledak,
baik bahan peledak yang kerkekuatan tinggi maupun rendah, beberapa diantaranya adalah 2,4,6-
trinitrotoluene (TNT), siklonit (RDX), tetril, pentaeritritol tetranitrat (PETN) dan tetritol serta
beberapa anion lain seperti perklorat, klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate dan tiosianat.Bisa
dikatakan bahwa analisis organic ion (ion organik) dan inorganic ion (ion anorganik)
memainkan peranan yang sangat penting pada saat investigasi lokasi ledakan bom berlangsung.
Pendeteksian ion-ion anorganik misalnya, setelah pengeboman berlangsung, akan memberikan
harapan karena tidak semua material dari bahan peledak tersebut ikut meledak pada saat terjadi
ledakan.
Bahan-bahan anorganik seperti klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate, tiosianat, dan perklorat
adalah bahan-bahan kimia yang biasa digunakan sebagai oksidator untuk low explosive (bahan
peledak berkekuatan rendah).
d. Dalam bidang lingkungan
Dalam masalah lingkungan, sebagai konsekuensi majunya peradaban manusia, berarti
permasalahan pun semakin “maju”. Salah satu permasalahan serius yang dihadapi oleh negara-
negara berkembang dan utamanya negara maju adalah persoalan global warming (pemanasan
global). Menurut survei National Institute for Environmental Studies, Japan, tahun 2006 lalu,
bahwa masyarakat di Jepang memperkirakan tingkat pemanasan global merupakan masalah
lingkungan paling serius dan tingkatannya hampir 7 kali lipat dari satu dekade yang lalu saat
polling kali pertama dilakukan pada tahun 19972). Seiring dengan hal itu, permasalahan
lingkungan pun semakin meningkat. Disinilah, teknik kromatografi mengambil peran paling
penting dalam environmental analysis (analisis lingkungan) ini. Pada dasarnya permasalahan
lingkungan bisa dibagi ke dalam 3 bagian : water hygiene, soil hygiene dan air hygiene. Sebagai
contoh, kualitas air (misal : air ledeng, air sungai, air danau, air permukaan) dapat diketahui
salah satunya dengan mengetahui jenis anion dan kation yang terkandung dalam sampel air
tersebut sekaligus jumlahnya. Apakah mengandung logam-logam berbahaya atau tidak.
Demikian halnya pada daerah yang terkena acid rain (hujan asam). Antisipasi dini dapat
dilakukan dengan mengetahui secara dini kandungan sulfate ion, SO42- (ion sulfat) dan
nitrogen trioxide ion, NO3- (nitrogen trioksida) yang terdapat dalam air hujan tersebut.
Terbentuknya hujan asam disebabkan gas sulfur oxide, SOx dengan uap air dan membentuk
asam sulfat (H2SO4), demikian pula nitrogen oxide NOx dapat membentuk asam nitrat (HNO3)
di udara. Reaksi-rekasi ini mengambil waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari di udara
hingga akhirnya jatuh ke bumi dalam bentuk hujan asam. Di beberapa negara maju seperti
Jepang, Amerika, Eropa, Kanada, dan beberapa negara lainnya, monitoring udara dan air hujan
menjadi sangat penting tidak hanya untuk memperkirakan efek dari polusi itu tapi yang lebih
penting lagi adalah memonitor progress (perkembangan) control polusi dari global ecology
(ekologi global). Kontrol kondisi air hujan ini menjadi penting karena beberapa efek yang fatal
yang mungkin bisa terjadi, di antaranya jatuhnya hujan asam dapat meningkatkan keasaman
danau, sungai, bendungan yang pada akhirnya mungin dapat menyebabkan kematian pada
kehidupan air. Demikian pula keasaman pada tanah dapat meningkat dan merembes ke air
permukaan tanah yaitu sumber air minum sehari-hari.
e. Aplikasi pada bidang yang lain
Sebenarnya masih sangat banyak aplikasi kromatografi dalam bidang-bidang keilmuan lainnya.
Beberapa aplikasi tersebut misalnya dalam industri kertas, pertambangan, proses logam,
petrokimia, pertanian, kedokteran dan lain-lain. Namun karena keterbatasan pengetahuan,
dalam tulisan ini kami hanya menampilkan beberapa contoh peran serta kromatografi dalam
memudahkan dan mempercepat perolehan “target data” dalam beberapa bidang yang tersebut di
atas.
II.c2. Spektrofotometer
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui jumlah
cahaya yang diserap dan diteruskan oleh suatu larutan yang mengandung substrat.
Spektrofotometer memisahkan gelombang cahaya putih menjadi sejumlah warna
dengan panjang gelombang yang berbeda. Gelombang cahaya dilewatkan melalui
larutan atau sampel. Gelombang cahaya yang diteruskan akan menabrak tabung
fotolistrik. Gelombang kemudian akan diteruskan dalam bentuk gelombang listrik yang
akan diukur menggunakan alat pengukur arus. Radiasi cahaya yang diserap oleh
larutan dinamakan absorbansi, sedangkan gelombang cahaya yang dilewatkan
dinamakan dengan transmitan.
a. Pengujian kualitas minyak bumi
Salah satu pengujian kualitas minyak bumi adalah uji kualias warna warna produk yang
tidak sesuai dengan standar tidak layak untuk dipasartan dapat dilakukan dengan pengujian
warna yang efektif , yaitu dilakukan secara spektrofotometri yang menguraikan cahaya
polilkromatis menjadi monokromatis. Cahaya tersebut dilewatkan pada sampel minyak
bumi, dimana sebagian energinya diserap,kemudian diukur intensitas radiasi yang
diteruskan. Dengan demikian didapatkan transmitansi spektral, yang merupakan
perbandingan intensitas cahaya yang diteruskan dengan intensitas datang. Spektrum yang
dihasilkan di analisa pengaruh perubahan spektrum dan tingkat luminasi standar CIE
terhadap kenaikan nomor warna dari minyak bumi. Pengujian dilakukan dengan berbagai
sampel minyak yang telah diketahui nomor warnanya kemudian di analisa tiap kenaikan
warnanya. Dari persamaan generasi dapat dianalisa kualitas warna produk minyak bumi
yang diproduksi. Dari hasil yang diperoleh didapatkan besarnya nomor warna dengan
menganalisa perubanan spektrum; untuk pertasolC A : +37 wana Saybolt,p ertasol CB:
+21wamaS ayboltp, ertasoCl C : +9 wamaS ayboldt ans olar: 2.0 warna ASTM. Dengan
analisa tingkat luminasis standar CIE didapakan nomor warna; pqtasol CA: +30 wama
Sayboh pe1tasl CB : +25 warna Saybohpqta.sd CC : *16 waxnaS aybottd an solar: 2-5
warna ASTM- Dengan menggulnakan alat Saybolt coloru dan ASIM mloru didapatkan ;
pemasol CA: +30, pemasol cB : +26, Pertasol CC : +16 dan Solar : 2.0. Dua hasil analisa
setelah dibandingkan dengan alat tersebut didapatkan analisa tingkat luminasi standar CIE
lebih tepat dengan hasil penyimpangan maksimal I tingkat warna dibandingkan dengan
analisa perubahan spektrum yang menghasilkan penyimpangan maksimal 7 tingkat warna.
b. Emisi pada analisa unsur- unsur bahan panduan aluminium AlMgSi-1
Analisis unsur-unsur kelumit (Si, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr, Mg) dalam paduan aluminium
AlMgSi-1 telah dilakukan dengan metode uji ASTM menggunakan alat spektrometer emisi.
Analisis dilakukan setelah alat uji dikalibrasi dengan mengukur beberapa bahan standar
aluminium dengan berbagai konsentrasi. Hasil kalibrasi berupa kurva kalibrasi, yang
menggambarkan hubungan antara konsentrasi dan intensitas pengukuran. Dari hasil evaluasi
terhadap kurva kalibrasi dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (least square)
didapatkan daerah pengukuran linier, persamaan linier dan koefisien regresi serta limit
deteksi. Dari hasil tersebut diperoleh ketepatan cukup baik antara persamaan linier dengan
data pengukuran yang ditunjukkan dari nilai koefisien regresi pengukuran (0,997 hingga
0,999) yang berada dalam daerah yang dipersyaratkan (0,96). Ketepatan dan ketelitian
pengukuran diperoleh dari pengukuran bahan standar sebanyak 7 kali pengulangan yang
memiliki konsentrasi dalam daerah linieritas. Uji kuadrat chi (chi square) dengan tingkat
kepercayaan 95% menunjukkan bahwa presisi pengukuran masih dalam batas yang
diterima, sedangkan akurasi pengukuran dihitung dengan membandingkan nilai hasil
pengukuran dengan nilai acuan dan diperoleh berkisar antara 95% hingga 99,97%. Dengan
menggunakan alat yang telah terkalibrasi tersebut di atas maka dilakukan analisis terhadap
bahan AlMgSi-1. Secara kualitatif sebagian besar unsur yang terkandung dalam bahan
AlMgSi-1 dapat terdeteksi. Diantara unsur-unsur Si, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr dan Mg yang
ditentukan secara kuantitatif, hanya unsur Cr yang konsentrasinya diperoleh secara lebih
akurat.
c. Aplikasi Spektrometer lainnya
Spektofotometer UV
1. Memeriksa dan mengendalikankemurnian produk atau bahan baku sepertikonsentrasi
gas aseton dalam tabung gas asetilen.
2. Perlindungan terhadap polusi udara, seperti memonitor kandungan solven dari air
limbah atau SO2 di cerobong pembuangan pabrik asam sulfat.
3. Pengendalian operasi purifier (pemurnian seperti kolom destilasi.
4. Membunyikan alarm saat uap beracun atau mudah terbakar terdeteksi pada
pabrikaromatik atau keton.
5. Memonitor kebocoran pada sistim vakum dan peralatan proses.
Spektofotometer Visibel
Salah satu contohnya adalah pada analisa kadar protein terlarut (soluble protein). Protein
terlarut dalam larutan tidak memiliki warna. Oleh karena itu, larutan ini harus dibuat
berwarna agar dapat dianalisa. Reagent yang biasa digunakan adalah reagent Folin.Saat
protein terlarut direaksikan dengan Folin dalam suasana sedikit basa, ikatan peptide pada
protein akan membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru yang dapat dideteksi pada
panjang gelombang sekitar 578 nm. Semakin tinggi intensitas warna biru menandakan
banyaknya senyawa kompleks yang terbentuk yang berarti semakin besar konsentrasi
protein terlarut dalam sample.
Spektrofotometer Infra Red (IR)
1. Memonitor uap berbahaya
Misalnya untuk menganalisis uap aseton, instrumen dapat dikalibrasi terhadap batas
bawah eksplosif dapat dapat digunakan untuk membunyikan alarm.
2. Pada cerobong gas di regenarator
Pengukuran adalah pada kandungan CO. Setetes kandungan CO dapat di indikasi dalam
beberapa detik oleh analiser IR sehingga lebih sensitive penggunaannya dibanding
dengan temperatur indikator.
3. Mengukur Isobutana dalam pabrik alkilasi
Hilangnya isobutana yang berbahaya dalam fraksionator merupakan hal yang penting.
Analiser IR dapat merekam jumlah Isobutana dalam aliran hidrokarbon komplek secara
akurat. Idealnya isobutana haruslah nol ketika analiser IR mengindikasi beberapa persen
isobutana, langkah- langkah untuk daur ulang atau menyipanproduk dapat dilakukan
sampai kondisi normal tercapai kembali
4. Produksi etilena dan butadiena
Analiser digunakan untuk memonitor konsentrasi dan kemurnian rendah dan tinggi dari
etile dan butadiena
5. Sintesa amonia
Analiser IR digunakan untuk mengukur CO, CO2, dan CH4 dari aliran pembakar gas alam
untuk sintesa amonia.