Download - Fenol

LOGIKA, Vol. 9, No. 10, Maret 2003ISSN: 1410-2315

21

ANALISIS FENOL DALAM SAMPEL AIR MENGGUNAKANSPEKTROFOTOMETRI DERIVATIF

Is Fatimah5)

Abstract

Researchofphenolanalysisusingderivatifspectrophotometryhavebeeninvestigated.Researchwasdonebycomparespectraand 1st derivatifspectra ofphenol diluted in waterwith spectraof phenoldiluted indeionizedwater.Analysismethodtestedusingphenolsolutioninwaterwhichconcentrationknown.RecoverydatatestedusingANOVA2way.Resultshowthatfisrtderivatifspectrophotometryhavehigheracurationandprecissionthanregularspectrophotometry.Testofmethodusingstandardcurveandaditionstandardshowedinsignificantdifference.

Keyword: fenol,analysis,spectropotometry

PENDAHULUAN

Fenoldansenyawaturunannyaadalahsenyawayangdigunakansecara luassebagaibahanbakudalam dunia industri kimiaseperti dalamindustri farmasi,industriperminyakandanpetrokimia, industrikulitdanindustricat.Pengolahanfenoldalambeberapaindustritersebuttentunyasangatmemungkinkansisabahanfenoldalamlimbahterutamalimbahcair.Disisilain,fenoldansenyawaturunannyamerupakanzatberbahayadanberacun.Dalamkonsentrasitertentumasuknyafenoldanturunannyadapatmenyebabkanefekkarsinogenikpadabinatangdanmanusia.PadakonsentrasitertentufenoldanuapfenolyangterkondensasidapatmengganggudanmembahayakancytokhromP-450melaluikonversimenjadicytokhromP-420,sedangkan pada konsentrasi sangat rendah dapat mengganggu aktivitasmonooksigenase. Paraklorofenolmisalnya, merupakansalahsatusenyawaturunanfenolyangjugabanyakdigunakandalamduniaindustrisertasebagaibahanpestisida.Efekyangditimbulkanolehsenyawaturunanfenolinijugatakkalahberbahayanyadibandingkanfenol,apalagimelihatpenggunaannyasebagaipestisidadalamduniapertanian.

Dalampengelolaanlingkungan,berbagaiupayadilakukanuntukmengurangipencemaranfenoldansenyawaturunannyaantaralaindenganmetodeelektrolisis,

5) Is Fatimah, S.Si., M.Si. adalah Dosen Fakultas MIPAUniversitas Islam Indonesia

Is Fatimah, Analisis Fenol Dalam Sampel Air Menggunakan ...

LOGIKA, Vol. 9, No. 10, Maret 2003 ISSN: 1410-2315

22

oksidasi, ekstraksi, filtrasimelaluimembrancair danmetodeadsorpsi. Upayapengelolaanlingkungantersebuttaklepasdarimasalahdanmetodeanalisis fenolyangdapatdilakukan.Perhatianyangcukupbesardiberikanpadakajiananalisisfenoldalamsampelairmengingatambangbatassenyawafenolyangsangatkeciluntukkeperluanairbersih.Metodeyangdapatdigunakanuntukanalisis fenol inimeliputimetodepemisahan,penentuandanidentifikasi fenoldanturunanfenol,sertametodekuantitatif untukmenentukankadar fenol.Dalammetodeterakhiryang disebutkan, beberapa instrumentasi dapat digunakan seperti misalnyakroamtografi gas / GasChromatography (GC),KromatografiCairKinerjaTinggi(HighPerformanceLiquidChromatography (HPLC),danmetodeSpektrofotometri.Setiapmetodetersebutmemilikikelemahan.MetodeGCmisalnya,memerlukankonsentrasiyangcukupbesardalamanalisisfenol.Dalamanalsisair,halinikadang-kadangmemerlukanprosespendahuluanberupapenjenuhanfenoldenganadsorbentertentu(Rhee,dkk,1998).SepertihalnyadalamGC,metodeHPLCjugamemerlukanpenjenuhanfenolapabilakonsentrasianalitterlalukecil.Dibandingkanduametodetersebut,metodespektrofotometrimerupakansalahsatumetodeyangcukupsensitifuntukmendeteksianalitfenoldalamkonsentrasiyangrendah.Akantetapi,metodespektrofotometriinimemilikikelemahanpadapendeteksiananalitjikaanalitberadapadasampelairyangmengandungbanyak ionpengganggu. Interferensi iondansenyawapengganggudalamsampeldapatmenyebabkankesalahandeteksi,sehinggaserapanradiasidapatberasaldaripengganggu.Halini tentuakanmenyebabkankesalahananalisis,terutamauntukanalisiskuantitatif.Terlebihlagidalamanalisisfenol,sampelterlarutdalamakuadesbiasanyaakanmemberikanresponyangkurangbaguskarenaadanyapengaruhmatrikslarutan.

Untuk meminimalkan kesalahananalisis dalam spektrofotometri, telahdilakukan beberapa pengembangan metode, antara lain dengan penggunaanspektrofotometriderivatif.Spektrofotometriderivatifdidasarkanpadapenurunanfungsispektrayangdiperolehdarisatuanalit dengantujuanmeminimalkangangguanpenyerapspektra.Derivatisasi (penurunan)spektrum inidaptdigunakanuntukmeminimalisasiefekmatrikdalamanalit.

MetodeinitelahditelitiuntukbeberapakepentingananalisissenyawadalamcampurandansampelalamsepertipadapenentuanvitaminCatauasamaskorbatdalamsampelsayuran(Aydogmus,dkk,2002)danuntukanalisiscampuranvita-min(Aberasturi,dkk,2001).Dalamanalisismenggunakanspektrofotometeriderivatifdicarikesesuaianspektrasampeldenganspektrastandardpadaspektraasli,turunanpertamaspektra(1st derivatif)danturunankeduaspektra (2nd derivatif).PenelitiantersebutmenunjukkanbahwametodederivatifmenunjukkankepekaanyanglebihtinggidariuntukanalisisvitaminCdalamsampelsayuran.Sementara Aberasturi,dkkjugamelaporkanbahwalimitdeteksidankepekaananalisiscampuranvitamindenganspektrofotometriderivatif lebihmenggunakanturunanpertamaspektra.Penelitiantersebutjugamenunjukkanbahwaspektrofotometriderivatiflebihtepatdibandingkanspektrofotometribiasa.

Karena fenol juga merupakan senyawa kromofor pada daerah UVkemungkinanbesarmetodespektrofotometriderivatifdapatmemberikanketepatandanketelitianyangbesarsepertiyangterjadipadaanalisisvitaminC.



23

LANDASAN TEORI

Spektrofotometri UV-Visibelmerupakan metodespektrofotometri yangdidasarkanpadaadanyaserapansinarpadadaerahultraviolet(UV)dansinartampak(Visibel)darisuatusenyawa.SenyawadapatdianalisisdenganmetodeinijikamemilikikemampuanmenyerappadadaerahUVataudaerahtampak.SenyawayangdapatmenyerapintensitaspadadaerahUVdisebutdengankromofor,sedangkanuntukmelakukananalisissenyawadalamdaerahsinartampak,senyawaharusmemilikiwarna.Fenolmerupakansalahsatusenyawakromoforkarenamemilikiikatanrangkapterkonjugasidalamstrukturnya.

OH

Gambar 1.Struktur fenol

Identifikasikualitatifdarisuatusenyawaserapankromoforadalahberupaspektrayangditunjukkandaripanjanggelombang()versusabsorbansi.Setiapkromoforakanmemberikansuatutitikspesifikyangdisebutdenganpanjanggelombangmaksimum(maks).Selanjutnya,untukanalisissampelmurni, identifikasipadapanjanggelombangmaksimumdapatdigunakanuntukanalisiskuantitatif,karenaabsorbansisampelakanberbandinglurusdengankonsentrasisampel,sesuaidenganhukumLambert-Beer.

A=b.c

denganAadalahabsorbansi,badalahtebalsampeldancadalahkonsentrasisampel.Secarateoritissenyawafenoltersebutakanmemberikanserapanmaksimum

padapanjanggelombang270nmdisebabkanikatanrangkapterkonjugasipadacincin benzenayang dimilikinya.Serapan tersebut terjadi olehadanya transisi

elektronikdariorbitalmolekulikatanmenujuorbitalmolekulantiikatan*.

Untukspektratunggal,derivatifpertamadarispektraadalahplotdarigradien

dAd

dariabsorpsidanmenunjukkanpanjanggelombangdanpenampilanmaksimum

danminimum.Jarakvertikaldarikeduabatasdisebutdenganamplitudo, yangnilainyaberbandinglurusdengankonsentrasianalit.Spektraderivatifdapatdiperolehdengan memproses sinyal output dari spektrofotometer atau menggunakanspektrofotometriyangmemilikidesainoptikkhusus.Deferensiasiterhadapspektraakanmembedakanserapankasardarisuatusampel,sehinggadenganspektraderivatif



24

sensitifitasakanlebihtinggi.Berdasarkanpersamaan(1),gradien spektramemilikifungsisebagaiberikut:

d Ad

dd

bcn

n

n

n

Secarateoritis,nilaidaridAd

adalahnolpadapanjanggelombangmaksimum

maks .Untuksuatucampuran(M)yangterdiridarispesiestakberinteraksi(non-

interactingspecies)mislnyaAdanB,serapanatauabsorbansidapatdinyatakansebagai:

AM=A

A+A

B

sehingga,

d Ad

dd

bcdd

bcn

Mn

nAn A

nBn B

Halinimemungkinkanuntukmengukurnilaisesungguhnyadariderivatif untukmengintrepetasisatuspesies.

Dalam analisis spektrofotometri secaraumum,dapatdigunakanmetodeanalisiskuantitatifmenggunakankurvabakumaupunstandardadisi.Analisissampelmenggunakankurvabakudidasarkanpadakesesuaian responabsorbansiyangdihasilkanoleh larutanbaku(standard )dansampel.Sedangkandalammetodeadisi,konsentrasisampeldiperolehdariintrapolasikurva yangdiperolehmelaluiresponabsorbansidarisederetanlarutanyangmengandungsampel.Dalamanalisissampelsecarakuantitatif,pemilihanmetodeanalisistersebutperludiperhatikan.

Gambar2.MetodeKurvaBakudanMetodeStandardAdisi

MetodePenelitian



25

AlatSpektrofotometerUV-VisMerkHitachivar.U-2010SeperangkatalatgelasBahanAirbebasion(deionizedwater)AkuadesFenolGR.BuatanMerk

CARA PENELITIAN

Dibuatlarutanfenol5ppmdenganpelarutairbebasion,kemudianditentukanpanjanggelombangmaksimumnyamenggunakanspektrofotometerHitachiU2010.Spektrayangdiperolehditurunkansehinggadihasilkanturunanpertama(1st derivatif).Spektrayangdihasilkandigunakansebagaistandardfenolmurni. Selanjutnyadibuatlarutan fenoldalam pelarutakuades denganvariasikonsentrasi1,2,3, 5dan7ppm.Spektrayangdihasilkandanturunanpertamaspektradibandingkandenganspektrastandardfenolmurni.Dilakukanpengukuranabsorbansifenolpadavariasikonsentrasimenggunakanmetodespektroforometribiasa (Reg.)danamplitudomaksimumdarispektradasar turunanpertama(1st derivatif)(d1).Dataabsorbansidan ampliotudo diambil sebagai respon dependen dalam regresi linear danmerupakanfungsidarikonsentrasisampel.

Ketepatandankeakuratanmetodediujidenganpenentuanfenolyangsudahdiketahuidenganketigametodemenggunakancarakurvabakudankurvaadisi.PemilihanmetodeyangtepatdilakukandenganujiANAVA2arahmenggunakanprogram SPSS11.0forWindowsberdasar temubalikkonsentrasisampel.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Secarateoritis, fenolmemilikiserapanmaksimumpadapanjanggelombang220nmdan270nm.Keduapanjanggelombangtersebutdisebabkanolehadanyaelektronpdarisenyawaaromatik.Untukmenguji fenolstandardyangdigunakandilakukanpenentuanpanjanggelombangmaksimumlarutanfenol dalampelarutairbebas ion.Spektrayangdihasilkandianggapsebagaispektrastandardkarenainterferensidalamlarutandianggap relatifkecildibandingkaninterferensiyangdihasilkanolehpelarutakuades.Spektrayangdiperolehdisajikan dalamgambar3.

(A) (B)Gambar3 (A)Spektra fenolstandard (B)Turunanpertamaspektra (d1)



26

Spektrapadagambar3menunjukkanbahwasetiapsampelmemberikanserapanpada duapanjang maksimum,yaitu pada220nm dan 270 nm sesuaidenganpanjanggelombangmaskimum teoritis.Turunanpertamaspektra yangdiperoleh tersebut menunjukkanpanjanggelombangmasimum pada260nm.Berdasarkan data standard ini, dilakukan pengukuran terhadap larutan fenoldenganvariasikonsentrasi .Datadisajikanpadagambar4dantabel1.

Gambar4. (A)Spektra larutan fenol (Reg.)dan(B) TurunanPertamaSpektra(d!)

Tabel1 Dataspektrafenolstandard(Reg.)danturunanpertamaspektra(d1)

Konsentrasi(ppm)

Reg.maks (nm) d1

1 220,0 269,5 260,0

2 219,0 270,0 260,0

3 219,5 269,0 260,0

5 220,1 270,0 260,0

7 220,5 269,6 260,0

Secaraumumterlihatbahwasemakintinggikonsentrasisampel,semakintinggiabsorbansi padapanjanggelombangmaksimum.Namundemikianspektrayangdiperolehmenunjukkan terjadinyapergeseranpanjanggelombangmaksimumdari fenolpadaberbagaikonsentrasi.Halinidapatterjadikarenaadanyapengaruhmatrikslarutansehingaterjadipenyerapanintensitassinardatang. Apabilahal ini



27

digunakandalamanalisiskuantitatifdapatmenyebabkanturunnyalinearitasfungsidandapatmenyebabkankesalahandeteksisampel. Turunanpertamadarispektrayangdiperolehmemperlihatkanpuncakseragampadavariasikonsentrasiyaitupadapanjanggelombang260nmsesuaidenganturunanpertama(d1)spektrafenolstan-dard.Keseragamanpuncakdarisetiapkonsentrasiinisecarateoritisakanmemberikanketelitianyanglebihtinggi.

Selanjutnya kedua metode dianalisis dengan membuat kurva bakuberdasarkanpersamaanLambert-Beerdimanaabsorbansi (A)berbanding lurusdengankonsentrasi.Dataanalisisdengankeduametodedisajikandalamtabel2danhasilanalisisregresipadatabel3.

Tabel2.DataAbsorbansidiperolehpadavariasikonsentrasi

Spektra DasarKonsentrasifenol (ppm) (Reg) Turunan Pertama (d1)

1 0,3470,001 0,003650,00

2 0,4930,001 0,004370,00

3 0,5740,001 0,005540,001

5 0,8630,002 0,007460,00

7 0,9870,001 0,009210,00

Tabel3. HasilAnalisisRegresiKurvaBakuBerdasarSpektraReg.Dand1

No. Metode Kemiringan Titik potong Koef.Korelasi ( r )

Limit Deteksi(LD)

1 Reg. 0,106 0,004 0,2600,180 0,986 0,006

2 d1 9,480.10 -4

0,00 2,64600,00 0,999 0

Berdasarkan linearitasyangdiperolehditunjukkanbahwametoded1 lebihbaikdibandingkanmetodeReg.Hal inimenunjukkanbahwaresponabsorbansiyangdiberikanpadametoded1 menunjukkankesesuaianyanglebihbesardenganHukumLambert-Beer.

Untukmenentukanketepatanmetodedalamanalisis fenoldilakukan ujipenentuanfenolstandarddalamsampelairdengan konsentrasi fenoldiketahui.Analisisdataditerapkanpadatemubalik konsentrasiyangdiperolehdarikeduametode.Dalamuji inisekaligusdiamatipengaruhpenggunaanmetodestandardadisi danmetodekurvabakuterhadaptemubalik.



28

Tabel4. DataTemubalikkonsentrasi fenoldenganmetodeKurvaBakudanStandardAdisidenganSpektraDasarReg.Dand1

Temubalik (%)Pada Spektra Dasar

MetodeAnalisis

Konsentrasi Lar. Penguji

(ppm) Reg. d1

2 98.97 99.872,1 99.67 99.872,2 98.88 98.673 99.67 99.09

ST

AN

DA

RD

AD

ISI

3,1 99.87 99.872 98.99 99.87

2,1 98.78 99.872,2 99.88 99.703 98.78 98.87K

UR

VA

BAK

U

3,1 98.67 99.87

Analisis terhadapdata pada tabel 4 menggunakanstatistik ujiANAVA 2arahpadaselangkepercayaan95%dengan faktorMetodeanalisisdanspektradasar (Reg.dand1) danvariabledependennyaadalahdata temubalikdisajikandalamtabel5.

Tabel5.HasilUjiANAVA2ArahPengaruhMetodeAnalisisdanSpektraDasarTerhadapDataTemubalikKonsentrasiFenol

Faktor F Signifikansi Kesimpulan

Metode Analisis

1: Kurva Baku

2:Standard Adisi

2,407 0,140 BT

Spektra dasar

1: Reguler (Reg.)

2: Spekt.Derivatif (d1)

413833,5 0,00 BB

Ket:BB =Berbeda Bermakna BT= BerbedaTak Bermakna

SIMPULAN

Penggunaanspektrofotometriderivatifmemberikanketepatandanketelitianlebihtinggisecarabermaknadibandingkanmetodebiasadanpenggunaanmetodekurvabakudanstandardadisitidakmempengaruhiketepatandanketelitian.



29

DAFTAR PUSTAKA

Aydogmus,A,.Cetin,S.M.,Ozgur,M.U.,2002, DeterminationofAscorbicAcidinvegetablesbyDerivatifSpectrophotometry,TurkJChem,Vo.26,697-704.

Berasturi,F,Jimenes,A.I.,Arias,J.J,2001, UV-VisibleFirstDerivatifSpectropho-tometryAppliedtoAnalysisofaVitaminMixture,J.Chem.Ed.,Vol78.,793-795.

Rhee,J.S.,Jung,M.W.,danPaeng,K.J,1998,EvaluationofChitinandChitosanasaSorbent for the Preoncentrationof Phenoland Chlorophenol in Water,Anal.Sci,Vol.14,1089-1092.

Silverstein,R.M.,Bassler,G.C.,Morril,T.C.,1991, SpectrometricIdentificationofOrganicCompound,5th Edition,JohnWiley&Sons.
