PROGRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA PROGRAM DIPLOMA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

Laporan Praktikum Hari/Tanggal : Selasa/03 Desember 2013 Biokimia Waktu : 13.00-14.40 WIB PJP : Puspa Juliastia Puspita, S.Si, M.Sc Asisten : Lusianawati, S.Si Resti Siti Mutmainah, S.Si MINERAL Kelompok 9 Hartadi Gunawan Rizki Cahya Putra Ryadhanisa Nur Sugiri J3L112182 J3L112047 J3L112112 PROGRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA PROGRAM DIPLOMA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

Pendahuluan Mineral adalah salah satu bahan kimia yang ada dalam tubuh makhluk hidup. Mineral masuk ke dalam tubuh dan berbentuk garam lalu digunakan dalam bentuk elektrolit. Mineral memiliki beberapa sifat yang spesifik, diantaranya tidak ada perubahan komposisi kimia sejak dikonsumsi hingga dibuang oleh tubuh. Pemanasan mineral tidak akan berubah, begitu juga saat terkena udara dan asam. Mineral hanya dapat hilang dari makanan karena larut dalam air selama proses pengolahnnya. Mineral yang terdapat di dalam makanan maupun di dalam tubuh terutama berbentuk ion yang bermuatan positif dan negatif, selain itu mineral juga merupakan bagian dari senyawa anorganik yang berperan dalam metabolisme tubuh. Mineral dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan jumlah yang diperlukan oleh tubuh, yaitu kelompok makro terdiri dari unsur-unsur Ca, P, K, Na, Mg dan S. Kelompok mikro terdiri dari Fe, I, Cu, Zn, Mn, Co dan Se, dan kelompok renik terdiri dari unsur F, Mo, As, Cr, Si dan lain-lain. Beberapa unsur mineral ini ada yang termasuk golongan racun dan biasanya masih terdapat di dalam sel hayati meskipun jumlahnya sangat kecil sekali, contohnya adalah Ag, Hg dan Pb (Lehninger 1998). Mineral diperlukan dalam tubuh dalam jumlah sedikit namun manfaatnya sangat besar. Fungsi dari mineral secara umum adalah sebagai komponen penyusun tulang dan gigi seperti kalsium dan posfor, selain itu mineral juga berikatan dengan komponen protein dan mempengaruhi aktivitas protein yang diikat, mengatur tindakan otot, fungsi saraf, pembekuan darah produk susu, jus jeruk yang diperkaya kalsium, dan sayuran berdaun hijau. Beberapa mineral berfungsi sebagai kofaktor enzim dalam mengkatalisis suatu substrat jadi enzim dapat diaktifkan apabila memiliki mineral dalam jumlah yang cukup. Mineral juga memiliki fungsi lain diantaranya melindungi tubuh dari lipid peroksidase dan juga digunakan untuk mensitesis protein. Beberapa mineral lainnya seperti besi berfungsi dalam menyusun sel darah merah. Berdasarkan kegunaannya mineral dibagi menjadi dua, yaitu golongan esensial dan golongan non esensial. Mineral yang esensial adalah mineral yang sangat dibutuhkan oleh tubuh dan bila kekurangan mineral ini maka tubuh akan mengalami gangguan. Sedangkan mineral non esensial adalah mineral yang tidak begitu diperlukan oleh tubuh, jika

tubuh mengalami kekurangan mineral ini tidak akan mengalami gangguan yang serius (Lee 1999). Tujuan Percobaan Percobaan bertujuan mengamati peran mineral melalui keberadaannya dalam tubuh dan mengidentifikasi berbagai jenis mineral yang terkandung dalam abu tulang sapi secara kualitatif melalui pengamatan berdasarkan adanya perubahan warna dan pembentukan endapan. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan tabung reaksi, pipet tetes, pipet Mohr 5 ml, bulb, corong gelas, batang pengaduk, gelas piala, penangas air dan botol semprot. Bahan-bahan yang digunakan Bahan-bahan yang digunakan ialah filtrat abu tulang sapi, NH 4 OH (p), HNO 3 10%, AgNO 3 2%, HCl 10%, BaCl 2, asam asetat 10%, ammonium oksalat 1%, urea 1%, pereaksi Molibdat, FeSO 4, Kristal NH 4 CO 3, NH 4 Cl, Kristal dinatriumhidrogen posfat, ammonium tiosianat, dan kalium ferosianida. Prosedur Percobaan Uji filtrat. Pengujian dari abu tulang sapi yang terdiri dari uji klorida dan uji sulfat. Sebuah tabung reaksi kering dan bersih disiapkan untuk uji klorida. Sebanyak 1 ml filtrat dimasukkan ke dalam tabung dan diasamkan dengan 1 ml HNO 3 10%, kemudian ditambahkan 1 ml AgNO 3 2% ke dalam tabung. Apabila terbentuk endapan putih menunjukkan adanya klor (Cl). Uji sulfat dilakukan dengan sebuah tabung reaksi kering dan bersih disiapkan. Sebanyak 1 ml filtrat dimasukkan ke dalam tabung dan diasamkan dengan HCl 10% lalu ditambah 1 ml larutan BaCl 2. Apabila terbentuk endapan putih menunjukkan adanya Sulfat (S). Uji endapan. Uji ini terdiri dari uji kalsium, uji posfat, uji magnesium, dan uji besi. Sebanyak 15 ml asam asetat 10% dimasukkan ke dalam gelas piala berisi endapan abu tulang, kemudian larutan disaring, filtrat digunakan dalam uji kalsium, uji posfat dan uji magnesium. Sebuah tabung reaksi kering dan bersih disiapkan untuk uji kalsium. Sebanyak 2 ml filtrat dimasukkan ke dalam tabung reaksi, lalu ditambahkan 1 ml larutan ammonium oksalat 1% dan dikocok.

Apabila terdapat endapan putih, menunjukkan adanya kalsium oksalat. Sebuah tabung reaksi kering dan bersih disiapkan untuk uji posfat. Sebanyak 1 ml filtrat dimasukkan ke dalam tabung, lalu ditambahkan 1 ml larutan urea 1% dan 1 ml pereaksi Molibdat. Tabung dikocok, kemudian ditambahkan 1 ml FeSO 4. Apabila larutan berubah warna menjadi biru pekat, menunjukkan adanya posfat. Sebuah tabung reaksi kering dan bersih disiapkan untuk uji magnesium. Sebanyak 1 ml filtrat dimasukkan ke dalam tabung dan dipanaskan pada penangas air selama 5 menit, kemudian ditambahkan seujung sudip kristal NH 4 CO 3 dan NH 4 Cl, lalu larutan disaring dan filtrat dipisahkan ke dalam tabung reaksi yang lain. Seujung sudip kristal dinatriumhidrogen posfat dimasukkan ke dalam tabung yang berisi filtrat dan ditambah larutan NH 4 OH (hingga basa). Endapan putih menunjukkan adanya magnesium (Mg). Endapan hasil penyaringan pada uji magnesium digunakan untuk uji besi. Endapan pada kertas saring ditetesi dengan HCl 10%. Sebanyak 1 ml filtrat HCl dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang kering dan bersih, lalu ditambahkan 1 ml ammonium tiosianat. Terbentuknya warna merah diperhatikan. Sebanyak 1 ml kalium ferosianida, kemudian dimasukkan ke dalam tabung dan perubahan warna menjadi biru atau hijau diperhatikan. Perubahan warna merah, biru atau hijau menunjukkan adanya besi (Fe). Data dan Hasil Percobaan Tabel 1 Data hasil penentuan uji mineral Jenis uji Hasil pengamatan (+/-) Perubahan warna larutan Uji klorida - Tidak berwarna Uji sulfat + Putih keruh Uji kalsium + Endapan putih Uji fosfat + Putih keruh Uji magnesium + Hijau kebiruan Uji besi I (+amonium tiosulfat) + Merah muda Uji besi II (+amonium sulfida + Hijau Keterangan : (+) : Positif terdapat mineral (-) : Negatif terdapat mineral

A B C D E F G Gambar 1 Hasi uji mineral pada (A) uji sulfat (B) uji klorida (C) uji kalsium (D) magnesium (E) uji fosfat (F) uji besi I (G) uji besi II Pembahasan Gravimetri merupakan salah satu cabang utama kimia analisis. Gravimetri menjadi metode klasik yang masih sering digunakan. Prinsip gravimetri adalah penentuan jumlah zat didasarkan pada penimbangan. Penimbangan merupakan penimbangan hasil reaksi setelah zat yang dianalisis direaksikan. Hasil reaksi dapat berupa sisa bahan atau suatu gas yang terjadi atau suatu endapan yang dibentuk dari bahan yang dianalisis. Gravimetri merupakan cara analisis tertua dan paling murah, hanya saja gravimetri memerlukan waktu yang relatif lama karena harus menunggu dan hanya dapat digunakan untuk kadar komponen yang cukup besar. Kesalahan kecil secara relatif akan berakibat besar, tetapi ravimetri masih dipergunakan untuk keperluan analisis karena waktu pengerjaannya yang tidak perlu terus-menerus dilakukan analis karena setiap tahapan pengerjaan memakan waktu yang cukup lama. Sebagian analisis gravimetri menyangkut unsur yang akan ditentukan menjadi senyawa murni yang stabil dan mudah diubah ke dalam bentuk yang dapat ditimbang. Berat analat dapat dihitung dari rumus dan berat atom senyawa yang ditimbang. Pengendapan merupakan teknik yang paling luas penggunaannya. Hal terpenting dalam pengendapan suatu analit adalah kemurniannya dan kemudahan penyaringan yang pasti dilakukan dalam teknik pengendapan (Day RA dan Underwood 1998). Berdasarkan hasil percobaan dan pengamatan dapat diperoleh hasil bahwa mineral merupakan zat yang diperlukan oleh tubuh untuk membantu proses

metabolisme dalam tubuh. Kandungan mineral yang ada dalam tubuh tersebar diseluruh bagian tubuh manusia. Mineral yang terdapat dalam tubuh dan makanan terutama terdapat dalam bentuk ion-ion. Ion ion positif diantara lain Na +, K +, Ca 2+ dan terdapat sebagai ion negative yaitu Cl -, sulfat dan fosfat. Mineral juga terdapat sebagai senyawa organik, misalnya dalam fosfoprotein, fosfolipid, hemoglobin, hormon tiroksin (asam amino yang mengandung empat atom iodium) (Poedjadi 1994). Unsur mineral merupakan salah satu komponen yang sangat diperlukan oleh makhluk hidup disamping karbohidrat, lemak, protein, dan vitamin. Mineral juga dikenal sebagai zat anorganik atau kadar abu. Sebagai contoh bila bahan biolois dibakar, semua senyawa organic akan rusak dan sebagian karbon akan berubah menjadi gas karbon dioksida ( CO 2 ), hydrogen menjadi uap air, dan nitrogen menjadi uap nitrogen (N 2 ). Sebagian besar mineral akan tertinggal dalam bentuk abu, dalam bentuk senyawa anorganik sederhana, serta akan terjadi penggabungan antar individu atau dengan oksigen sehingga terbentuk garam anorganik. Pengujian dilakukan dengan menggunakan filtrat yang telah dibasakan oleh NH 4 OH dan kemudian diasamkan dengan HNO 3 10 bertujuan untuk memisahkan mineral dari filtrat sehingga mineral mudah diikat oleh senyawa reaktif lain yang dapat bereaksi dengan mineral membentuk suatu endapan putih dalam larutan, endapan putih menandakan adanya klorida pada larutan abu tulang. Senyawa AgNO 3 merupakan garam yang dapat bereaksi dengan klorida sehingga klorida membentuk endapan bersama AgNO 3 menjadi AgCl dengan reaksi sebagai berikut: AgNO 3 + HCl AgCl +HNO 3 AgNO 3 adalah garam yang dapat bereaksi dengan klorida dan ikatannnya akan membentuk warna keruh karena menjadi senyawa AgCl. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Cl - + AgNO 3 AgCl +NO 3 (Suharjdo 1886) Hasil yang diperoleh menunjukkan reaksi positif untuk uji klorida yang ditandai dengan terbentuknya endapan berwarna putih setelah filtrat ditambahkan dengan AgNO 3.

Uji sulfat dilakukan untuk menunjukkan adanya sulfat yang terkandung di dalam tulang. Pengujian dilakukan dengan menggunakan filtrat yang telah dibasakan oleh NH 4 OH dan kemudian diasamkan dengan HCl 10%. Perlakuan ini bertujuan untuk memisahkan mineral dari filtrat sehingga mineral dapat diikat oleh senyawa lain. BaCl 2 adalah garam yang dapat bereaksi dengan sulfat dan ikatannya akan membentuk endapan putih keruh karena menjadi senyawa BaSO 4. Hasil percobaan menunjukkan tidak terbentuknya endapan putih keruh setelah dilakukan penambahan BaCl 2. Hal ini berbeda menurut literatur, seharusnya ketika ditambahkan larutan BaCl 2 larutan menjadi keruh atau terbentunya endapan. Terbentuknya endapan ini menunjukkan pada tulang sapi terdapat sulfat. Reaksi yang terjadi sebagai berikut : BaCl 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2HCI SO 2-4 + BaCl 2 BaSO 4 + 2Cl- (Suharjdo 1886) Penambahan pereaksi NH 4 OH berfungsi untuk memberikan suasana basa pada tulang sehingga mempermudah dalam memisahkan mineral dari filtrat. Fungsi dari HNO 3 10% adalah sebagai katalisator. AgNO 3 berfungsi sebagai pengikat mineral yang larut dalam filtrat tulang. Fungsi dari HCl 10% adalah sebagai katalisator. BaCl 2 berfungsi sebagai pengikat mineral yang larut dalam filtrat tulang, larutan ammonium oksalat 1% yang berfungsi untuk mengetahui larutan itu mengendap atau tidak, kristal ammonium karbonat, ammonium klorida, kristal dinatriumhidrogen fosfat berfungsi untuk mengendapkan larutan karena sifat dari semua larutan tersebut mudah larut dalam air. Uji kalsium pada percobaan ini menghasilkan endapan putih yang artinya uji positif. Penambahan pereaksi amonium oksalat akan bereaksi dengan kalsium yang ada difiltrat tersebut. Endapan yang dihasilkan adalah kalsium oksalat. Reaksi yang terjadi : Ca 2+ +CO3 2- CaCO 3 (endapan putih) CaCO 3 + 2H + Ca 2+ + H 2 O + CO 2 Ca 2+ + (COOH) Ca(COO) 2 (endapan putih) Ca + K 4 [Fe(CN) 6 ] Fe 4 [Fe 2 (CN) 6 ] 3 (Suharjdo 1886) Hal ini menandakan bahwa abu tulang sapi mengandung kalsium.

Uji fosfat dilakukan dengan menambahkan urea dan pereaksi molibdat khusus. Hal ini bertujuan hampir sama untuk memisahkan senyawa mineral lalu mineral dapat bereaksi dengan larutan ferosulfat khusus membentuk persenyawaan berwarna biru karena senyawa ferosulfat reaktif dengan fosfat dan membentuk senyawa berwarna. Reaksi yang terjadi : FeSO 4 + PO -3 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 + SO -2 4 (Suharjdo 1886) Warna biru yang dihasilkan semakin pekat menandakan adanya posfat pada sampel tulang sapi. Peranan fosfor dalam tubuh sama seperti kalsium, yaitu untuk pembentukan tulang dan gigi dan penyimpanan dan pengeluaran energi (perubahan antara ATP dengan ADP). Jika terjadi kekurangan unsur ini maka pembentukan ATP akan terganggu, selain itu pembentukan tulang rawan juga akan terganggu. Uji Magnesium dilakukan dengan memanaskan filtrat. Pemanasan dilakukan agar filtrat lebih rektif dan mineral dapat sedikit melonggar ikatan senyawanya dengan senyawa lain dalam filtrat. Pemisahan mineral dengan senyawa organik lain dalam filtrat dibantu oleh kristal dinatrium hidrogen fosfat dan larutan amonium hidroksida. Kristal akan bereaksi dengan magnesium dengan ditandai adanya endapan putih pada larutan. Adanya endapan putih menandakan adanya magnesium dan pada percobaan terbentuk endapan putih. Kebutuhan magnesium dalam tubuh sebesar 400-450mg/hari. Reaksi uji Mg: MgCl 2 + NH 4 OH + Na 2 HPO 4 MgNH 4 PO 4 + 2NaCl + H 2 O (endapan putih). Mg + NaHPO 4 MgHPO 4 +2Na (Suharjdo 1886) Hal ini menandakan bahwa abu tulang sapi mengandung magnesium. Uji besi dilakukan dengan menambahkan asam klorida pada endapan yang telah didapatkan saat penambahan asam asetat yang kemudian disaring dan filtratnya digunakan untuk uji besi. Uji besi yang pertama dengan amonium tiosulfat dan uji besi yang kedua dengan amonium sulfida. Besi akan membentuk senyawa berwarna dengan larutan amonium tiosulfat (membentuk warna merah) dan beraksi dengan kalium amonium sulfida (membentuk warna biru atau hijau). Adanya warna merah, biru atau hijau menandakan adanya besi dan berdasarkan percobaan terbentuk warna hijau dan merah. Perbedaan ion besi menyebabkan

perbedaan reaksi yang terjadi, sehingga warna yang terjadi juga berbeda. Reaksi yang terjadi pada Fe 2+ : Fe +3 + 6NH 4 SCN [Fe(SCN) 6 ] -3 + + 6NH 4 (Suharjdo 1886) Sedangkan pada Fe 3+ reaksi yang terjadi : 4Fe +3 + + 3K 4 [Fe(CN) 6 ] Fe 4 [Fe 2 (CN) 6 )] 3 + 12K + (Suharjdo 1886) Hal ini menandakan bahwa abu tulang sapi mengandung besi. Jika seseorang kekurangan unsur besi maka pembentukan hemoglobin akan terganggu, selain itu dapat menyebabkan amenia atau kekurangan darah (Suharjdo 1886). Asam yang digunakan pada setiap uji filtrat bertujuan untuk dapat mempermudah mineral bereaksi dengan senyawa indikator atau senyawa penguji sehingga mineral dapat bereaksi dengan senyawa penguji membentuk endapan berwarna atau persenyawaan berwarna. Asam akan memisahkan ikatan mineral yang terkandung dalam filtrat dengan senyawa organik dan air. Garam-garam yang dtambahkan kedalam filtrat berfungsi untuk mengikat mineral dan dapat membentuk endapan berwarna putih atau senyawa berwarna (Poedjiadi 1994). Berdasarkan kegunaannya dalam aktivitas kehidupan, mineral dibagi menjadi dua golongan, yaitu mineral logam essensial dan nonesensial. Logam esesial diperlukan dalam proses fisiologis hewan, sehingga logam golongan ini merupakan nutrisi penting jika kekurangan dapat menyebabkan kelainan proses fisiologis atau disebut penyakit defisiensi mineral. Mineral ini biasanya terikat dalam protein, termasuk enzim untuk proses metabolisme tubuh, yaitu kalsium (Ca), fosforus (P), kalium (K), natrium (Na), klorin (Cl), sulfur (S), magnesium (Mg), besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn), mangan (Mn), kobalt (Co), iodin (I), dan selenium (Se). Logam nonesenssial adalah golongan logam yang tidak berguna atau belum diketahui kegunaannya dalam tubuh hewan, sehingga hadirnya unsur tersebut lebih dari normal dapat menyebabkan keracunan. Logam tersebut bahkan sangat berbahaya bagi makhluk hidup, seperti timbal (Pb), merkuri (Hg), arsenik (As), kadnium (Cd), dan alumunium (Al). Defisiensi dan toksitas dapat terjadi jika asupan bahan makanan sumber mineral kurang akan menyebabkan gangguan penyerapan dan metabolisme dalam tubuh. Hal ini bisa diatasi dengan memperhatikan ketersediaan bahan makanan sumber atau dengan cara suplementasi. Toksitas atau keracunan mineral tertentu

dapat terjadi baik karena konsumsi makanan berlebih, komposisi air dan tanah yang tinggi, atau karena sumplementasi dan untuk menjaga hal yang tak diinginkan dari komsumsi mineral, maka terdapat kadar minimal dan maksimal konsumsi setiap jenis mineral (Sediaoetama 2000). Daya serap ada perlakuan tubuh terhadap mineral berbeda-beda, sebagai contoh kalium dapat dengan mudah diserap oleh usus dan beredar dalam darah tanpa harus ada protein pengikat serta mudah dikeluarkan melalui ginjal. Tetapi, mineral lain seperti kalsium diserap dan didistribusikan kedarah harus disertai protein pengikat dan menimbulkan gangguan bila dikonsumsi melebihi kebutuhan. Interaksi antara mineral satu dengan yang lain juga mempengaruhi daya serap dan perjalanan mineral. Interaksi tersebut dapat saling meningkatkan maupun menghambat. Asupan kalsium berlebih akan menurunkan penyerapan zat besi, demikian juga asupan zat besi berlebih akan menurunkan penyerapan mineral seng. Mineral diperlukan dalam tubuh dengan jumlah sedikit tapi manfaatnya sangat besar diantaranya beberapa mineral berfungsi sebagai kofaktor enzim dalam mengkatalis suatu substrat jadi enzim dapat diaktifkan apabila memiliki mineral dalam jumlah yang cukup. Mineral juga memiliki fungsi lain diantaranya melindungi tubuh dari lipid peroksidase dan juga digunakan untuk mensintesis protein, beberapa lain seperti besi berfungsi dalam menyusun sel darah merah (Darmono 1995). Terdapat beberapa sifat spesifik mineral, diantaranya tidak ada perubahan komposisi kimia sejak dikonsumsi sampai dibuang dari tubuh, tidak ada satu mineral pun dapat berubah karena karena pengaruh pemanasan, udara, dan asam, misalnya makanan yang dibakar habis, dan mineral hanya dapat hilang dari makanan karena larut dalam air selama proses pengolahan. Mineral terdapat dalam makanan maupun dalam tubuh terutama dalam bentuk ion yang dapat bermuatan positif maupun negatif. Selain itu, juga terdapat bagian dari senyawa organik yang berperan dalam metabolisme tubuh (Almatsier 2001). Komposisi mineral pada tulang umumnya terdiri dari kalsium, fosfor, besi, kobalt dan bebrapa mineral lain, namun mineral-mineral ini yang paling banyak ditemukan sebagai penyusun tulang. Abu tulang sapi adalah trikalsium fosfat yang berasal dari Hidroksiapatit Ca 5 (OH)(PO 4 ) 3. Abu tulang sapi sebagian besar

didominasi oleh senyawa fosfat dengan komponen mineral utama hidroksil apatit, umumnya pada tulang sapi yang masih basa, berdasarkan bobotnya terdapat 20% air, 45% abu, dan 35% bahan organik. Abunya mengandung 37% kalsium dan 18.5% posfor (Suharjdo 1886). Simpulan Berdasarkan percobaan semua uji yang dilakukan menunjukkan hasil yang positif, kecuali pada uji sulfat menunjukkan hasil negatif, sehingga dapat disimpulkan bahwa pada sampel tulang sapi mengandung berbagai mineral yaitu klor, magnesium, kalsium, fosfat dan besi. Daftar Pustaka Almatsier S. 2001. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta: PT Gramedia Utama. Pustaka Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI-Press. Day RA, Underwood AL. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif. Sopyan I, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari : Quantitative Analysis. Lee J. 1999. Current issues in trace element nutrition of grazing livestock in Australia and New Zealand. New York : John Willey and Sons. Lehninger AL. 1998. Dasar-Dasar Biokimia 1. Thenawijaya M, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari : Principles of Biochemistry. Poedjiadi A. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI Press. Sediaoetama. 2000. Ilmu Gizi Untuk Mahasiswa dan Profesi. Jakarta: Dian Rakyat. Suharjdo. 1886. Pangan, Gizi dan Pertanian. Jakarta : Universitas Indonesia. Winarno FG. 2002. Kimia pangan dan Gizi. Jakarta : PT. Gramedia Media Pustaka.