BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan mengukur potensial campuran elektrolit K 3 Fe(CN) 6 dan K 4 Fe(CN) 6

Transkripsi

1 45 BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Karakterisasi Elektroda Ag/AgCl Karakterisasi elektroda Ag/AgCl dilakukan untuk mengetahui apakah elektroda yang akan digunakan layak untuk pengukuran. Pengukuran dilakukan dengan mengukur potensial campuran elektrolit K 3 Fe(CN) 6 dan K 4 Fe(CN) 6 dengan perbandingan konsentrasi yang dapat dilihat pada Tabel 4.1 halaman 37. Pengukuran potensial dilakukan dengan metode potensiometri dengan elektroda Ag/AgCl sebagai anoda, sedangkan platina sebagai katoda. Tahap selanjutnya yaitu dihitung nilai aktivitas ion (a) pada masing-,masing konsentrasi, kemudian dibuat kurva antara log aktivitas K 3 Fe(CN) 6 /K 4 Fe(CN) 6 dengan nilai potensial yang dapat dilihat pada Gambar 5.1. Data hasil pengukuran potensial pada Lampiran 2 dan perhitungan aktivitas ion dapat dilihat pada Lampiran y = 60,71X + 154,62 R = 0, Potensial (mv) lo g a K 3 Fe(C N ) 6 /K 4 F e(c N ) 6 Gambar 5.1 Kurva karakterisasi elektroda Ag/AgCl

2 46 Berdasarkan Gambar 5.1 diperoleh persamaan linear y = 60,71X + 154,62 dengan nilai r = 0,9984. Dari persamaan tersebut nilai slope adalah 60,71 yang menunjukkan nilai tersebut adalah mendekati nilai slope pada persamaan Nernst yaitu sebesar 59,16 V untuk reaksi redoks yang melibatkan satu elektron. Selain itu nilai r = 0,9984 menunjukkan linearitas yang baik yang berarti respon potensial linear terhadap kenaikan konsentrasi larutan sehingga elektroda Ag/AgCl layak untuk digunakan dalam tahap pengukuran selanjutnya. 5.2 Kinetika Transfer Ion Dopamin Dari Fasa Air Ke Fasa Nitrobenzena Kinetika transfer ion dopamin dari fasa air ke fasa nitrobenzena dilakukan dengan metode voltametri siklik dengan potensial dari 200 mv sampai 550 mv dan laju penyapuan 200, 100, 50, 20, 10, dan 5 mvs -1. Kinetika transfer ion dopamin diindikasikan oleh potensial standar transfer ion dopamin ( Φ o DA), dan energi bebas Gibbs transfer ion dopamin (, ). Energi bebas Gibbs adalah energi yang diperlukan untuk dopamin dapat ditransfer dari fasa air ke fasa nitrobenzena. Untuk menghitung potensial standar dan energi bebas Gibbs transfer ion dopamin dilakukan pengukuran dengan kondisi yang sama terhadap standar atau pembanding yaitu tetra metil amonium klorida (TMACl). Gambar 5.2 adalah voltamogram siklik dopamin dengan laju penyapuan 5 mvs -1 dan Gambar 5.3 adalah voltamogram siklik TMACl dengan laju penyapuan 5 mvs -1.

3 DA 0,1 mm DA 0,2 mm DA 0,3 mm DA 0,4 mm DA 0,5 mm 0.4 Arus ( A) Potensial (mv) Gambar 5.2 Voltamogram siklik dopamin (DA) dengan laju penyapuan 5 mvs -1 pada berbagai konsentrasi (0,1-0,5 mm) Arus ( A) TMA 0,1 mm TMA 0,2 mm TMA 0,3 mm TMA 0,4 mm TMA 0,5 mm Potensial (mv) Gambar 5.3 Voltamogram siklik TMACl dengan laju penyapuan 5 mvs -1 pada berbagai konsentrasi (0,1-0,5 mm)

4 48 Berdasarkan voltamogram siklik pada Gambar 5.2 dan 5.3 dapat ditentukan nilai potensial anodik (Epa) dan potensial katodik (Epc). Dari nilai Epa dan Epc ditentukan nilai perbedaan potensial ( Ep), mid point potensial (E / ). Perbedaan potensial dihitung berdasarkan selisih dari nilai Epa dengan Epc. Sedangkan E / didefinisikan dengan setengah dari jumlah Epa dengan Epc. Dari Gambar 5.2 dan 5.3 dapat diperoleh nilai Epa, Epc, Ep, dan E / pada Tabel 5.1. Tabel 5.1 Nilai potensial anodik, katodik, perbedaan potensial, dan mid point potensial dari voltamogram siklik DA dan TMA Epa Epc Ep (mv) (mv) (mv) E / (mv) DA 456,48 397,21 59,27 426,85 TMA 319,07 259,74 59,33 289,41 Irdhawati (2012) menggunakan TMACl sebagai standar dalam pengukuran transfer ion fenilpropanolamin pada antarmuka air-nitrobenzena. TMACl memiliki struktur yang simetris sehingga memberikan respon transfer ion yang baik dan nilai potensial standarnya transfer ion sudah diketahui yaitu 0,035 V. Berdasarkan Tabel 5.1 potensial standar transfer ion dopamin ( Φ o DA + ) dapat dihitung dengan rumus (Yuan 2002) : Φ o DA + = Φ o TMA + + E / DA + - E / TMA + Nilai transfer ion standar TMA + ( Φ o TMA + ) pada antarmuka air-nitrobenzena adalah 0,035 V (sakai, 2006) sehingga nilai potensial standar transfer ion dopamin adalah 0,173 V. Hal ini menunjukkan bahwa potensial transfer ion dopamin pada keadaan standar yaitu pada suhu 25 0 C dan tekanan 1 atm adalah

5 49 0,173 V. Contoh perhitungan potensial standar dopamin dapat dilihat pada Lampiran 4. Dari nilai potensial standar transfer ion dopamin yang diperoleh dapat dihitung nilai energi bebas Gibbs dengan rumus (Yuan, 2002) :, -, = z DA F Φ o DA z adalah muatan dari ion dopamin yaitu 1 dan F adalah konstanta Faraday yaitu sebesar C/mol, maka energi bebas Gibbs transfer ion dopamin adalah -16,64 kj/mol. Dari nilai energi bebas Gibbs tersebut menunjukkan bahwa reaksi melepaskan energi bebas Gibss sebesar 16,64 kj/mol untuk ion dopamin yang ditransfer dari fasa air ke fasa nitrobenzena. Dengan nilai energi bebas Gibbs bernilai negatif proses transfer ion dopamin dari fasa air ke fasa nitrobenzena berlangsung spontan. Perhitungan energi bebas Gibbs dapat dilihat pada Lampiran Penentuan ph ptimum Terhadap Transfer Ion Dopamin Dopamin dapat ditransfer dari fasa air ke fasa nitrobenzena jika terprotonasi dalam fasa air. ph larutan akan mempengaruhi protonasi dopamin sehingga dilakukan pengukuran dopamin dengan variasi ph untuk mendapatkan ph optimum. Larutan buffer yang digunakan adalah buffer Brinton Robinson. Perhitungan pembuatan larutan buffer Brinton Robinson dapat dilihat pada Lampiran 6. Pada penelitian ini larutan buffer Brinton Robinson dibuat dengan variasi ph yaitu 4,0; 4,5 ; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; dan 7,0 dengan tujuan untuk mengetahui

6 50 pengaruh ph terhadap arus puncak yang dihasilkan dan berapa ph buffer Brinton Robinson yang memberikan arus yang paling tinggi. Pengukuran arus puncak dilakukan pada larutan standar dopamin 0,5 mm. Metode yang digunakan adalah voltametri siklik dengan rentang potensial dari 200 mv sampai 550 mv dan laju penyapuan 5 mv/s. Puncak arus anodik (Ipa) yang dihasilkan diplotkan terhadap masing-masing ph. Plot antara arus puncak tehadap ph dapat dilihat pada Gambar Arus ( A) ph Gambar 5.4 Kurva arus puncak dengan ph ph optimum diperoleh dengan adanya puncak tertinggi pada kurva. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 5.4 bahwa dari ph 4,0 sampai ph 5,0 arus makin meningkat dan ph 5,0 merupakan nilai tertinggi dibandingkan dengan dengan ph yang lain. Hal ini mengindikasikan ph 5,0 merupakan ph optimum karena menghasilkan arus puncak yang paling besar. ph 5,0 merupakan ph asam dan memungkinkan menyebabkan protonasi gugus amina (-NH 2 menjadi NH + 3 ) dari

7 51 dopamin sehingga hampir semua molekul dopamin pada ph tersebut dalam keadaan ion positif. Reaksi protonasi dopamin dalam fasa air dapat dilihat pada Gambar 5.5. NH 2 NH 3 H dopamin ion dopamin Gambar 5.5 Protonasi dopamin menjadi ion dopamin Pada Gambar 5.5, ph 5,0 yang merupakan ph asam akan menggeser kesetimbangan ke kanan sehingga dopamin lebih banyak dalam bentuk ionnya dan dapat ditransfer dari fasa air ke fasa organik. Pada ph kurang dari 5,0 arus yang dihasilkan lebih rendah. Hal ini mungkin disebabkan karena ph yang lebih asam jumlah proton dalam larutan lebih banyak. Terlalu banyak adanya muatan positif dalam larutan yaitu ion dopamin dan proton belum tentu dapat menghasilkan arus yang besar, justru pergerakan transfer akan menjadi lambat sehingga tidak dapat menghantarkan arus. Pada ph 5,0 sampai ph 7,0 juga terjadi penurunan arus puncak. Dengan meningkatnya ph akan menyebabkan kesetimbangan akan bergeser ke kiri sehingga dopamin akan lebih banyak dalam bentuk molekulnya daripada ion. Jika jumlah ion dopamin yang ditransfer dari fasa air ke fasa nitrobenzena sedikit, arus yang dihasilkan menjadi lebih kecil.

8 Penentuan Validasi Metode Rentang Konsentrasi Linear Linearitas adalah kemampuan metode analisis yang memberikan respon yang secara langsung proporsional terhadap konsentrasi analit dalam sampel. Linearitas dopamin ditentukan dengan membuat deret larutan standar dopamin dengan konsentrasi 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; dan 0,7 mm dalam buffer Brintton Robinson ph 5,0. Berikut adalah gambar voltamogram hasil pengukuran rentang konsentrasi linear dengan metode voltametri pulsa differensial (DPV) DA0,1 mm DA0,2 mm DA0,3 mm DA0,5 mm DA0,7 mm 2.5 Arus ( A) Potensial (mv) Gambar 5.6 Voltamogram rentang konsentrasi linear Pada Gambar 5.6 dapat ditentukan arus puncak pengukuran pada masing-masing konsentrasi larutan. Selanjutnya dibuat kurva persamaan linear dengan memplotkan konsentrasi standar dopamin (mm) dengan arus puncak yang dihasilkan (µa). Kurva persamaan linear disajikan dalam Gambar 5.7 berikut:

9 y = 3,23X + 1,54 r = 0, A Kosentrasi (mm) Gambar 5.7 Kurva persamaan linear dopamin Pada Gambar 5.7 terlihat rentang linear dari konsentrasi 0,1 mm sampai dengan 0,7 mm memberikan intersep sebesar 1,54 dan slope sebesar 3,23 sehingga diperoleh persamaan linear y = 3,23X + 1,54 (perhitungan pada Lampiran 7). Pembuatan kurva linear ini bertujuan untuk mengetahui daerah rentang kerja yang baik dari kelinearan standar pada pengukuran dopamin. Rentang konsentrasi ini memiliki korelasi yang linear antara konsentrasi dopamin (mm) dengan arus (µa), dengan nilai r sebesar 0,9990. Hal ini didasarkan pada pendapat Colton dalam Sarwono (2006) yang menyebutkan bahwa tingkat hubungan nilai korelasi (r) dengan nilai r = 0,76-1,00 memiliki hubungan kelinearan yang sangat kuat Limit Deteksi (LoD) Limit Deteksi (LoD) adalah jumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan

10 54 blanko. Penentuan limit deteksi dilakukan dengan mengukur arus yang dihasilkan 10 larutan blanko dengan metode voltametri pulsa diferensial. Dari pengukuran arus blanko diperoleh arus rata-rata yaitu 0,16 µa dan standar deviasi SD sebesar 0,02 µa. Nilai LoD merupakan 3 kali dari SD dibagi dengan slope. Slope yang digunakan adalah slope dari kurva rentang konsentrasi linear pada Gambar 5.7 sehingga diperoleh LoD sebesar 20 µm (perhitungan pada Lampiran 9). Ini berarti bahwa dopamin pada konsentrasi tersebut masih dapat dibedakan dengan larutan blanko. Limit deteksi yang diperoleh pada metode caircair ini lebih besar dibandingkan dengan limit deteksi pada pengukuran dopamin dengan pasta karbon oleh Zhao (2001) dan Shankar (2012) yang dengan nilai limit deteksi 5,0 x 10-9 M dan 5,0 x 10-8 M. Rendahnya limit deteksi tersebut disebabkan karena adanya modifikasi pada elektroda pasta karbon yaitu modifikasi dengan asam sulfosalisilat dan isoctyl fenoksi polyethoxy etanol (TX- 100) yang dapat meningkatkan transfer elektron dan lebih selektif terhadap analit. Sedangkan pada metode yang digunakan dalam penelitian ini masih cukup sederhana tanpa adanya modifikasi. Modifikasi ini bisa dilakukan dengan penambahan transfer ion terfasilitasi misalnya dibenzo-18-crown-6 eter pada fasa organik sehingga dapat meningkatkan limit deteksi Keberulangan Keberulangan merupakan salah satu uji presisi yang menunjukkan derajat kesesuaian antara hasil uji individual, diukur melalui penyebaran hasil individual dari rata-rata jika prosedur diterapkan secara berulang. Uji keberulangan

11 55 dilakukan dengan mengukur arus standar dopamin 0,2 mm sebanyak 10 kali pengulangan. Arus diukur dalam buffer Brinton Robinson ph 5 dengan metode voltametri pulsa diferensial (DPV). Voltamogram arus puncak pengukuran keberulangan dapat dilihat pada Gambar Arus ( A) Potensial (mv) Gambar 5.8 Voltamogram arus puncak dari 10 kali pengukuran larutan standar dopamin 0,2 mm Berdasarkan voltamogram Gambar 5.8 dapat diketahui keberulangan hasil pengukuran larutan standar dengan menentukan besar standar deviasi (SD) dan standar deviasi relatif (RSD) arus puncak larutan standar dopamin. RSD merupakan hasil bagi nilai SD dengan rata-rata pengukuran larutan standar. Dari hasil perhitungan diperoleh nilai SD sebesar 0,0541 dan RSD sebesar 2,55. Dari nilai RSD yang diperoleh kemudian dihitung persentase koefisien variasi (% CV) yaitu dengan mengalikan nilai RSD dengan 100 % sehingga didapatkan nilai

12 56 persentase CV sebesar 2,55 %. Nilai persentase CV kemudian dibandingkan dengan nilai persentase CV Horwitz. persentase CV Horwitz dengan rumus : CV (%) = 2 1-(0.5 log C). Dengan memasukkan nilai C adalah hasil pengukuran rata-rata arus yang dihasilkan sehingga dapat diperoleh nilai persentase CV Horwitz adalah sebesar 14,46% (perhitungan pada lampiran 7). Nilai persentase CV dari pengukuran adalah 2,55 %, sedangkan nilai persentse CV Horwitz yang terhitung adalah 14,46%. Dari hasil tersebut tampak bahwa persentase CV dari hasil pengukuran dengan metode ini lebih kecil dari persentase CV Horwitz. Menurut Workman dan Howard (2006) metode pengujian dikatakan baik jika nilai persentase CV nya lebih kecil dari nilai persentase CV Horwitz sehingga bisa dikatakan bahwa metode ini memiliki keberulangan yang baik Selektivitas Pengukuran Dopamin Dengan Adanya Asam Askorbat Dan Asam Urat Adanya asam askorbat dan asam urat dapat menganggu pengukuran dopamin. Dopamin, asam askorbat, dan asam urat dapat mengalami oksidasi pada potensial yang hampir sama sehingga menghasilkan tumpang tindih terhadap respon voltametri. Untuk itu dilakukan pengukuran dopamin, asam askorbat, dan asam urat pada antarmuka cair-cair dengan kondisi ph optimum yang telah diperoleh yaitu ph 5,0. Selektivitas dilakukan dengan mengukur arus masingmasing larutan standar dopamin 0,5 mm, asam askorbat 0,3 mm, asam urat 0,7

13 57 mm, serta campuran dari tiga larutan tersebut. Pengukuran dilakukan dengan voltametri pulsa diferensial. Hasil voltamogram dapat dilihat pada Gambar 5.9. Arus ( A) Puncak dopamin dopamin 0.5 mm asam askorbat 0.3 mm asam urat 0.7 mm campuran dopamin, askorbat, dan asam urat Puncak asam urat Puncak asam askorbat Potensial (mv) Gambar 5.9 Voltamogram DPV dopamin dengan adanya asam askorbat dan asam urat Gambar 5.9 menunjukkan bahwa adanya perbedaan potensial dari pengukuran masing-masing larutan standar dopamin dengan asam askorbat dan asam urat. Potensial untuk dopamin 0,5 mm yaitu 405,60 mv dan asam urat 0,7 mm 522,59 mv. Asam askorbat tidak menghasilkan arus puncak. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.9 arus yang dihasilkan berada dibawah nol. Setelah larutan dopamin, asam askorbat, dan asam urat dicampur dan diukur arus. Terlihat pada Gambar 5.9 campuran menghasilkan arus puncak paling tinggi dibandingkan dengan arus puncak asam urat. Hal ini dimungkinkan karena asam askorbat dan asam urat memberikan suasana asam pada larutan dopamin sehingga lebih banyak terprotonasi sehingga lebih banyak ditransfer dari fasa air ke fasa nitrobenzena.

14 58 Berbeda dengan dopamin, asam urat dapat ditransfer dari fasa air ke fasa nitrobenzena karena asam urat mengalami deprotonasi dalam air membentuk ion urat. Dengan diberikan beda potensial akan menyebabkan ion urat pada fasa air akan ditransfer ke fasa organik. Deprotonasi asam urat dapat dilihat pada Gambar H N N H H N N H -H H N N H H N N Asam urat ion urat Gambar 5.10 Deprotonasi asam urat menjadi ion urat Asam askorbat juga dapat ditransfer dari fasa air ke fasa organik karena asam askorbat mengalami deprotonasi membentuk ion askorbat. Reaksi deprotonasi dapat dilihat pada Gambar H H H H Asam askorbat ion askorbat Gambar 5.11 Deprotonasi asam askorbat menjadi ion askorbat

15 59 Arus puncak asam askorbat dan asam urat tidak terlihat pada campuran. Hal ini disebabkan karena pada ph 5,0 yang merupakan ph asam menyebabkan terjadinya pergeseran kesetimbangan ke kiri pada reaksi deprotonasi asam urat dan asam askorbat pada Gambar 5.10 dan Gambar leh karena itu, asam askorbat dan asam urat tidak dalam bentuk ionnya tetapi dalam bentuk molekulnya sehingga tidak dapat ditransfer dari fasa air dan fasa nitrobenzena. Hal ini menunjukkan bahwa pada metode pengukuran dopamin ini selektif dengan adanya asam askorbat dan asam urat. 5.5 Perolehan Kembali Dan Pengukuran Kadar Dopamin Pada bat Pasaran Perolehan kembali ditentukan dengan mengukur larutan standar dopamin 0,4 mm dengan ulangan sebanyak 3 kali. Untuk pengukuran kadar dopamin dilakukan pada sampel obat yang dijual di pasaran. Sampel obat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel dopamin injeksi. Pengukuran kadar sampel dihitung dengan membuat kurva kalibrasi yaitu plot antara arus yang dihasilkan terhadap konsentrasi larutan standar. Kurva kalibrasi larutan standar yang digunakan adalah kurva pada Gambar 5.7 dengan persamaan regresi linear yaitu y = 3,23X + 1,54 dan nilai r = 0,9990. Pada persamaan tersebut dapat dihitung kadar dopamin dari larutan standar dopamin 0,4 mm serta sampel dengan memasukkan nilai arus ke dalam persamaan regresi. Perolehan kembali juga dapat dihitung dengan membagi kadar hasil pengukuran dengan kadar standar yang sudah diketahui dikalikan 100%.

16 60 Hasil perolehan kembali dapat dilihat pada Tabel 5.2 dan kadar sampel dopamin pasaran dapat dilihat pada Tabel 5.3. Tabel 5.2 Hasil perolehan kembali pada larutan standar dopamin. Ulangan Arus (µa) Kadar Pengukuran rata-rata Recovery SD Larutan standar Dopamin 0,4 mm 1 2,79 2 2,76 3 2,87 0,396 mm 99 % 1,8 x10-6 Dari Tabel 5.2 menunjukkan perolehan kembali larutan standar dopamin dengan konsentrasi 0,4 mm adalah 99%, (perhitungan pada Lampiran 10). Menurut Eurachem (2000) menjelaskan bahwa perolehan kembali yang baik adalah pada rentang %. leh karena perolehan kembali yang baik terhadap standar dopamin 0,4 mm dilakukan pengukuran terhadap sampel obat dopamin yaitu sampel Dopac, Indoop, Dopamin Giulini, dan Proinfark, yang diukur kadarnya dengan metode voltametri pulsa diferensial (perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 10). Hasil pengukuran kadar dopamin pada sampel obat pasaran dapat dilihat pada Tabel 5.3

17 61 Tabel 5.3 Hasil pengukuran sampel dopamin pasaran Sampel Ulangan Arus (µa) Kadar Pengukuran rata-rata (mg/ml) Dopac 1 2,14 2 2,10 3 2,13 Indoop 1 2,19 2 2,17 3 2,14 Dopamin Giulini 1 1,90 2 1,88 3 1,89 Proinfark 1 1,89 2 1,86 3 1,89 Kadar pada etiket (mg/ml) SD , , , ,01 Dari Tabel 5.3 Dopac dan Indoop didapatkan hasil pengukuran kadar dopamin berturut-turut 34 mg/l dan 37 mg/l, sedangkan kadar pada etiket adalah 40 mg/l. Kadar pada sampel Dopac dan Indoop masih jauh dari kadar yang tertera pada etiket sampel. Hal tersebut bisa disebabkan karena kurang telitinya dalam melakukan pemeriksaan atau memang kadar dopamin dalam obat tidak sesuai dengan etiketnya. Pada sampel Dopamin Giulini dan Proinfark diperoleh kadar dopamin masing-masing sebesar 21 mg/l dan 20 mg/l, sedangkan kadar pada etiket adalah 20 mg/l. Dari kadar tersebut, sampel Dopamin Giulini sudah mendekati dengan kadar etiket, bahkan kadar dopamin pada sampel Proinfark sesuai dengan etiketnya.