SKRIPSI. Muhammad Lutfi NIM

Transkripsi

1 Modifikasi Permukaan Elektroda Pasta Karbon Silika Menggunakan Lapis Tipis Raksa untuk Analisis Pb 2+ dengan Teknik Voltametri Lucutan Pulsa Diferensial SKRIPSI Muhammad Lutfi NIM PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

2 Modifikasi Permukaan Elektroda Pasta Karbon Silika Menggunakan Lapis Tipis Raksa untuk Analisis Pb 2+ dengan Teknik Voltametri Lucutan Pulsa Diferensial (Modification of Silica Carbon Paste Electrode Surface Using Mercury Thin Film for Pb 2+ Analysis With Differential Pulse Stripping Voltammetry Technique) SKRIPSI Muhammad Lutfi NIM PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007

3 DAFTAR ISI Program Studi Kimia Halaman Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ABSTRACT ii Institut Teknologi Bandung ABSTRAK... iii UCAPAN TERIMAKASIH iv DAFTAR ISI vi DAFTAR GAMBAR Menerangkan... bahwa Skripsi yang disusun oleh:... vii DAFTAR TABEL Nama... : Muhammad Lutfi... viii DAFTAR LAMPIRAN NIM : ix DAFTAR SINGKATAN... x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Ruang Lingkup Kajian... 2 telah disetujui sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar BAB II TINJAUAN PUSTAKA Sarjana Kimia 2.1 Teknik Voltametri Voltametri pulsa normal Voltametri pulsa diferensial Voltametri gelombang persegi Voltametri Lucutan Anodik Elektroda Kerja Pada tanggal Oktober Elektroda raksa Sistem elektrtoda amalgam Elektrolit Pendukung Pengaruh Oksigen Indra Noviandri, Ph.D BAB III METODOLOGI PENELITIAN NIP: Tahapan Penelitian Alat dan Bahan Alat... 17

4 ABSTRACT Carbon paste electrode has been commonly used in voltammetric measurement. This electrode can be chemically modified to improve its performance. In this research, silica based carbon paste electrode has been plated with a thin mercury layer for the measurement of Pb 2+ solution in two type of electrolyte, namely HNO 3 and KNO 3, using differential pulse anodic stripping voltammetry technique. Results of measurement in HNO 3 solution are much better than those in KNO 3 solution. Repeated measurements in HNO 3 give standar deviation of 2,46%. Calibration curve is linear in the range of ppb with dtection limit of 0,56 ppb. Accuracy of the measurement is quite good with percent recovery between 97,64% - 104,28%. ii

5 ABSTRAK Elektroda pasta karbon telah banyak digunakan dalam pengukuran kadar suatu sampel dalam larutan dengan menggunakan metode voltametri. Elektroda ini pada dasarnya dapat dimodifikasi secara kimia untuk meningkatkan kinerjanya dalam mendeteksi sampel dalam kadar yang sangat kecil. Pada penelitian ini telah dibuat elektroda pasta karbon-silika yang dimodifikasi dengan lapis tipis raksa. Untuk pengukuran larutan standar Pb 2+ menggunakan teknik voltametri lucutan pulsa diferensial, digunakan dua jenis larutan elektrolit pendukung, yakni HNO 3 dan KNO 3. Hasil pengukuran yang dilakukan dalam larutan HNO 3 dengan elektroda pasta karbon-silika lapis tipis raksa memberikan hasil yang jauh lebih baik dibandingkan dengan menggunakan larutan KNO 3. Pengukuran berulang dalam larutan HNO 3 memberikan nilai standar deviasi sebesar 2,46% dan kurva kalibrasi linear pada rentang konsentrasi ppb dengan limit deteksi 0,56 ppb. Persen perolehan kembali dari elektroda pasta karbon-silika lapis tipis raksa berkisar antara 97,64% - 104,28%. iii

6 Wxw vtàxw àé Åç uxäéäxw `ÉÅ tçw Wtw v

7 Ucapan Terima Kasih Alhamdulillaahirobbil aalamiin atas segala rahmat, karunia, dan ridho Allah swt jualah penulis akhirnya dapat menyelesaikan penelitian tugas akhir ini. Dalam penyelesaian tugas akhir ini, baik dalam proses penelitian maupun penulisan laporan, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak baik secara moril maupun materi. Untuk itu penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tulus, semoga Allah membalas segala kebaikan mereka. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada kedua Orang tua tercinta yang selalu setia memberikan dorongan dan doa demi keberhasilan penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Penulis juga tak lupa menghaturkan terima kasih yang mendalam kepada Bapak Indra Noviandri, Ph.D selaku dosen pembimbing atas segala kesabaran, perhatian, bantuan, ilmu yang bermanfaat, dan bimbingannya selama penulis melakukan penelitian ini. Rasa terima kasih juga penulis sampaikan kepada semua staf dosen yang telah memberikan ilmunya selama penulis menuntut ilmu di Program Studi Kimia ITB. Semoga ilmu yang telah bapak dan ibu berikan dapat berguna bagi penulis. Seluruh teman-teman Kimia dan AMISCA Terima kasih buat semua semangat yang telah kalian berikan, kerja keras selama kita kuliah dan praktikum, dan perjuangan kita selama menempuh pendidikan di Program Studi Kimia ITB. Khususnya kepada Angki, Ahyat, Arsandi, Netty, Saras, Dwi, Novi, dan temanteman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih buat semua pertemanan kita. Kepada para Innovers, Dhanie, Rini Marini, Maya Siska Girsang, Yoga Lesmana, Tomi Rustamiadji, Arman Sastraatmadja, Arfansyah, Risang Mahendra, Geta Nurdiana, dan Rohmaturrohmat, careful with the tools and instrument! thanks a lot guys and keep your spirit on!!! vi

8 Teman-teman S1, S2, dan S3 di Laboratorium Kimia Analitik, Pak Nikmans Hattu, Pak Ibnu Khaldun, Bu Irdha, Agus PS Kaban, Nyeu-Nyeu, Minda, dan lain-lain yang tidak memungkinkan untuk disebutkan satu per satu, terima kasih atas semua kerja sama dan bantuannya selama penulis mengerjakan penelitian. Kepada Pak Dede, Pak Lanang, Pak Sukawi, terima kasih atas bantuan dalam peminjaman alat dan penggunaan alat selama penelitian. Dan kepada semua sahabat, teman, saudara, dan pihak-pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas segala bantuannya. Penulis sadar bahwa tulisan ini jauh dari sempurna. Untuk itu penulis selalu terbuka atas segala kritikan dan saran demi kepentingan bersama. Penulis hanya berharap semoga skripsi ini dapat berguna bagi para pembaca. Bandung, September 2007 Penulis vii

9 Surat Pernyataan Pelimpahan Hak Cipta dan Keaslian Hasil Karya Tulis Skripsi Yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Muhammad Lutfi NIM : Menyatakan bahwa penulis skripsi dengan Judul: Modifikasi Permukaan Elektroda Pasta Karbon Silika Menggunakan Lapis Tipis Raksa untuk Analisis Pb 2+ dengan Teknik Voltametri Lucutan Pulsa Diferensial dibawah bimbingan : Indra Noviandri, PhD. Adalah benar-benar skripsi tersebut hasil karya tulis berdasarkan data hasil eksperimen/perhitungan/pemodelan penulis selama melakukan Tugas Akhir Sarjana di Program Studi Kimia FMIPA-ITB. Dengan ini penulis menyerahkan/melimpahkan Hak Cipta dari karya tulis Skripsi tersebut kepada Program Studi Kimia FMIPA-ITB Bandung, 1 Oktober 2007 (Muhammad Lutfi)

10 DAFTAR ISI Halaman ABSTRACT... ii ABSTRAK... iii UCAPAN TERIMAKASIH... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii DAFTAR SINGKATAN... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Ruang Lingkup Kajian... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Teknik Voltametri Voltametri pulsa normal Voltametri pulsa diferensial Voltametri gelombang persegi Voltametri Lucutan Anodik Elektroda Kerja Elektroda pasta karbon Elektroda yang termodifikasi secara kimia Elektroda film raksa Silika Elektrolit pendukung Pengaruh oksigen BAB III METODOLOGI PENELITIAN Tahapan Penelitian viii

11 3. 2 Alat dan Bahan Alat Bahan Prosedur Kerja Pembuatan elektroda kerja Pembuatan larutan Hg(NO 3 ) 2 0,1 M Pembuatan larutan KNO 3 0,1 M Pembuatan larutan HNO 3 0,1 M Pembuatan larutan standar Pb Karakterisasi elektroda dan penentuan kondisi optimum pengukuran Penentuan kebolehulangan pengukuran Pembuatan kurva kalibrasi dan penentuan daerah linear pengukuran Penentuan persen perolehan kembali BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi elektroda di larutan elektrolit pendukung Kebolehulangan Pengukuran Kurva Kalibrasi Penentuan Persen Perolehan Kembali BAB V KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Diagram sel voltametri, W : elektroda kerja; R : elektroda pembanding; A : elektroda pembantu... 3 Gambar 2.2 Lapis rangkap listrik... 4 Gambar 2.3 Cara pemberian pulsa pada teknik VPN... 6 Gambar 2.4 Cara pemberian pulsa pada teknik VPD... 7 Gambar 2.5 Cara pemberian pulsa pada teknik VGP... 8 Gambar 2.6 Voltamogram teknik VGP; kurva A : arus untuk proses ke arah hasil reaksi, kurva B : arus untuk proses ke arah pereaksi, dan kurva C : arus bersih... 9 Gambar 2.7 Tahap-tahap dalam teknik VLA Gambar 2.8 (a) Kurva potensial terhadap waktu dan (b) voltamogram yang diperoleh untuk teknik VLA Gambar 4.1 Voltamogram pada penentuan kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb 2+ 1 ppm dalam larutan HNO 3 0,1 M Gambar 4.2 Voltamogram pada penentuan kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb 2+ 1 ppm dalam larutan KNO 3 0,1 M Gambar 4.3 Grafik kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb 2+ 1 ppm dalam larutan KNO 3 0,1 M Gambar 4.4 Grafik kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb 2+ 1 ppm dalam larutan HNO 3 0,1 M Gambar 4.5 Kurva kalibrasi ion Pb 2+ dalam larutan KNO 3 pada daerah konsentrasi ppb dengan waktu deposisi 150 detik Gambar 4.6 Kurva kalibrasi ion Pb 2+ dalam larutan KNO 3 pada daerah konsentrasi ppb dengan waktu deposisi 300 detik Gambar 4.7 Kurva kalibrasi ion Pb 2+ dalam larutan KNO 3 pada daerah konsentrasi 1-10 ppb dengan waktu deposisi 450 detik x

13 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10 Kurva kalibrasi ion Pb 2+ dalam larutan HNO 3 pada daerah konsentrasi ppb dengan waktu deposisi 120 detik Kurva kalibrasi ion Pb 2+ dalam larutan HNO 3 pada daerah konsentrasi ppb dengan waktu deposisi 180 detik Kurva kalibrasi ion Pb 2+ dalam larutan HNO 3 pada daerah konsentrasi 1-10 ppb dengan waktu deposisi 300 detik xi

14 30 DAFTAR PUSTAKA 1. diakses tanggal akses 10 September diakses tanggal akses 10 September id1=&kat_id2=, diakses tanggal akses 10 September diakses tanggal akses 10 September Bott, A.W., Practical Problems in Voltammetry 3: Reference Electrodes for Voltammetry, diakses tanggal 8 Oktober Mikkelsen, Ø., Schrøder, K.H., Sensitivity Enhancements in Stripping Voltammetry from Exposure to Low Frequency Sound., Electroanalysis, 1999, Wang, J., Analytical Electrochemistry, 2 nd edition, John Wiley and Sons, Inc., New York, Lingane, James.J., Electroanalytical Chemistry, 2nd edition, Intescience Publishers,Inc., New York, 1958, Liman, Fransesca. N., (2004), Modifikasi Elektroda Pasta Karbon Dengan Silika Gel Yang Telah Mengadsorbsi Xilenol Orange Untuk Penentuan Ion Logam Menggunakan Teknik Voltametri Lucutan Anodik Gelombang Persegi, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A Kebolehulangan Pengukuran Lampiran B Pembuatan Kurva Kalibrasi Pb Lampiran C Penentuan Limit Deteksi xiii

16 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Parameter pengukuran unutk karakterisasi elektroda dan penentuan kondisi optimum pengukuran Tabel 4.1 Kebolehulangan pengukuran untuk larutan Pb 2+ 1 ppm yang dilakukan dalam larutan HNO 3 0,1 M Tabel 4.2 Daerah linear dan limit deteksi Pb Tabel 4.3 Persen perolehan kembali untuk Pb xii