LAPORAN PRAKTIKUM ANALISIS FARMASI Artikel Ilmiah Analisis Kuantitatif Vitamin C dengan Titrasi Iodimetri dan Instrumen Spektrofotometer Spektrofotometer UV-Vis
Disusun Oleh : Lani Dermawan
-
260110120147
Indah Kusumawati S.
-
260110120148
Ruth E. Sihombing
-
260110120149
Myra Vania W.
-
260110120150
Inna Muthmainnah
-
260110120151
LABORATORIUM ANALISIS FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS PADJADJARAN 2015
Analisis Kuantitatif Vitamin C dengan Titrasi Iodimetri dan Instrumen Spektrofotometer UV-Vis Lani Dermawan, Indah Kusumawati Susanti, Ruth Elisabeth Sihombing, Myra Vania Wisnuputri, Inna Muthmainnah Fakultas Farmasi Universitas Padjadjaran
[email protected] Abstrak Telah dilakukan analisis kadar vitamin c dengan dua metode. Metode pertama berupa titrasi iodimetri, yaitu suatu metode analisis yang menggunakan prinsip reaksi reduksi-oksidasi dalam penentuan kadar suatu senyawa. Asam askorbat yang terkandung dalam sampel dititrasi langsung dengan menggunakan larutan iodine. Hasil analisis mengguakan metode iodimetri menunjukan bahwa konsentrasi asam askorbat pada sampel sebesar 107,5 %. Metode lain yang dilakukan untuk analisis asam askorbat adalah dengan menggunakan spektrofotometer Visible pada panjang gelombang 296 nm. Dengan metode tersebut didapat konsentrasi asam askorbat adalah sebesar 82,88 % Kata Kunci : Asam askorbat, vitamin C, Spektroskopi UV-Vis, iodimetri
Quantitative Analysis of Vitamin C with Iodimetric Titration and Spectrofotometer UV-Vis Instrument Abstract The analysis of the levels of vitamin C by two methods had done. The first mothod was iodimetri titration method, which was an analytical method that use the principle of oxidation-reduction reactions on determination a compound. Ascorbic acid contained in the sample titrated directly using iodine solution. Iodimetri method results showed that the concentration of ascorbic acid in the sample was 107.5%. Another method which was carried out for ascorbic acid analysis was using the Visible spectrophotometer at 296 nm wavelength. With this method, the concentration of ascorbic acid in the sample was 82.88% Keywords: ascorbic acid, Vitamin C, Spectroscopy UV-Vis, iodimetric.
Pendahuluan Vitamin C merupakan senyawa yang sangat mudah larut dalam air, mempunyai sifat asam dan sifat pereduksi yang kuat. Sifat tersebut terutama disebabkan adanya struktur radial yang berkonjugasi dengan gugus karbonil dalam cincin lakton (Basset et. al., 1994).
Ada beberapa metode yang dikembangkan untuk penentuan kadar vitamin C diantaranya adalah metode spektrofotometri UV-Vis (panjang gelombang 265 nm) dan metode iodimetri. Metode Spektrofotometri dapat digunakan untuk penetapan kadar campuran dengan spektrum yang tumpang tindih tanpa pemisahan terlebih dahulu. Karena perangkat
lunaknya mudah digunakan untuk instrumentasi analisis dan mikrokomputer, spektrofotometri banyak digunakan di bidang analisis kimia sedangkan iodimetri merupakan metode yang sederhana dan mudah diterapkan dalam suatu penelitian. Iodimetri merupakan salah satu metode titrasi yang didasarkan dengan reaksi reduksioksidasi yang digunakan jika titrasi terhadap zatzat reduktor dengan titrasi langsung dan tidak langsung. Percobaan ini dilakukan untuk menentukan kadar-kadar zat oksidator secara langsung, seperti kadar yang terdapat pada serbuk vitamin C (Rivai, 1995). Sistem redoks iodin (triiodida)-iodida, I3 + 2e ↔ 3Imempunyai potensial standar sebesar +0,54 V. Karena itu iodin adalah sebuah agen pengoksidasi yang jauh lebih lemah daripada kalium permanganat, senyawa serium(IV), dan kalium dikromat. Di lain pihak, ion iodida adalah agen pereduksi yang termasuk kuat, lebih kuat, sebagai contoh, daripada ion Fe(II). Dalam proses- proses analitis, iodin dipergunakan sebagai sebuah agen pengoksidasi (iodimetri) (R.A.Day, JR. & A.L. Underwood, 2002) Iodin hanya larut sedikit dalam air (0,00134 mol/liter pada 25◦C) namun larut dalam larutan – larutan yang mengandung ion iodide. Iodin membentuk kompleks triiodida dengan iodide, I2 + I → I3 Dengan konstanta kesetimbangan sekitar 710 pada 25◦C. Suatu kelebihan kalium iodide ditambahkan untuk meningkatkan kelarutan dan untuk menurunkan keatsirian iodin. Biasanya sekitar 3 sampai 4% berat KI ditambahkan kedalam larutan 0,1 N dan botol yang mengandung larutan ini disumbat dengan baik (R.A.Day, JR. & A.L. Underwood, 2002). Indikator kanji merupakan indikator yang sangat lazim digunakan, namun indikator kanji yang digunakan harus selalu dalam keadaan segar dan baru karena larutan kanji mudah
terurai oleh bakteri sehingga untuk membuat larutan indikator yang tahan lama hendaknya dilakukan sterilisasi atau penambahan suatu pengawet. Pengawet yang biasa digunakan adalah merkurium (II) iodida, asam borat atau asam formiat. Kepekatan indikator juga berkurang dengan naiknya temperatur dan oleh beberapa bahan organik seperti metil dan etil alkohol (R.A.Day, JR. & A.L. Underwood, 2002). Spektrofotometer serapan atom Spektrum elektromagnetik terdiri dari urutan gelombang dengan sifat-sifat yang berbeda. Kawasan gelombang penting di dalam penelitian biokimia adalah ultra lembayung (UV, 180-350 nm) dan tampak (VIS, 350-800 nm). Cahaya di dalam kawasan ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron valensi di dalam molekul tersebut (Keenan, 1992). Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer (Khopkar, 2007). Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca (Khopkar, 2007). Pengukuran spektrofotometri menggunakan alat spektrofotometer yang melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometer UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Spektrum UV-Vis sangat berguna
untuk pengukuran secara kuantitatif. Konsentrasi dari analit di dalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer (Rohman, 2007). Pada percobaan kali ini dilakukan penentuan kadar vitamin C dengan metode titrasi iodimetri dan penentuan kadar campuran vitamin C dengan spektrofotometri UV-Vis.
Metode Alat
Instrumen spektrofotometer UV-Vis, gelas kimia, gelas ukur, kuvet, labu ukur, pipet, pipet volum, dan timbangan analitik. Bahan
Aquadest, baku asam askorbat, indikator amilum, larutan iodium 0,1 N, larutan natrium tiosulfat 0,1 N, larutan HCl 1%, dan sampel asam askorbat. a.) Penentuan Kadar dengan Metode Titrasi Iodimetri Pembuatan Larutan Baku Natrium Tiosulffat 0,1 N Larutan baku Natrium Tiosulfat dibuat dengan melarutkan 2,6 gram Na 2S2O3 dan 20mg Na2CO3 dalam 100 mL aquades mendidih. Pembuatan Larutan Iodium 0,1 N Larutan Iodium dibuat dengan melarutkan 3506,3 mg Iodium dan 9002,7 mg Kalium Iodida pada labu ukur 250 mL dengan penambahan 1 tetes HCL 2N dan aquadest sampai tanda batas pada labu. Pembuatan Indikator Amilum Indikator dibuat dengan melarutkan 0,5 gram amilum pada 100 mL aquadest yang kemudian didihkan pada penangas.
Pembakuan Iodium dengan larutan baku Natrium tiosulfat Sebanyak 10 mL larutan natrium tiosulfat dimasukkan ke Erlenmeyer yang kemudian ditambahkan indikator amilum, larutan dititrasi hingga terbentuk warna biru. Titrasi dilakukan tiga kali. Penentuan Kadar Asam Askorbat Sampel Asam Askorbat 40 mg di larutkan pada 10mL air di dalam Erlenmeyer ditambahkan indikator amilum dan 1 tetes HCl 2N. Analit dititrasi hingga larutan berubah menjadi warna biru. Titrasi dilakuka tiga kali.
b.) Penentuan Kadar dengan metode Spektroskopi UV Pembuatan Larutan Baku Stok Vitamin C 100 ppm Vitamin C (Asam Askorbat) BPFI ditimbang sebanyak 10 mg dan dilarutkan pada labu ukur 100 mL dengan menambahkan aquadest sampai tanda batas pada labu. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Asam Askorbat Sampel Asam Askorbat 100 ppm diencerkan menjadi 20 ppm, yaitu dengan mengambil 4 mL larutan baku stok 100 ppm dimasukkan kelabu ukur 20 mL dan ditambahkan air hingga tanda batas pada labu. Larutan diukur serapan maksimum pada λ = 200-400 nm dengan blanko aquadest. Pembuatan Kurva Baku Larutan baku Asam Askorbat (Vit C) 100ppm diencerkan hingga didapatkan larutan asam askorbat dengan konsntrasi 20 ppm, 15 ppm dan 10 ppm. Larutan baku diukur serapannya pada λ maks yang didapatkan dari hasil penentuan gelombang maksimum pada 2.2.2. Kemudian dilakukan plotting antara konsetrasi (x) dan serapan adsorbansi (y) didapatkan persamaan .
Penetapan Kadar Sampel Sampel ditimbang 10 mg kemudian dilarutkan pada labu ukur 100mL dengan ditambahkan aquadest hingga tanda batas pada labu. Didapatkan sampel dengan kadar 100 ppm. Sampel diencerkan kembali dengan mengambil 5 mL larutan stok sampel dimasukkan kelabu ukur 25mL ditambahkan aquadest hingga tanda batas pada labu ukur. Larutan Sampel diukur serapannya pada panjang gelombang maksimum. Kadar asam askorbat pada sampel dihitung dengan mensubtitusi hasil serapan sampel pada persamaan yang didapat pada 2.2.3.
Dari Reaksi Tiosulfat dan Iodium tersebut didapatkan persamaan bahwa :
Dari persamaan tersebut didapatkan mol larutan I2 adalah 0,09 N. No
Vol I2 (mL)
1
5.3
2
5.4
3
5.6
Rata-Rata 5.43 Tabel 2. Hasil titrasi Sampel dengan I 2
Hasil Penetapan kadar asam askorbat dengan metode Titrasi Redoks
Gambar 3. Reaksi I2 dan asam Askorbat Dari Reaksi tersebut didapatkan kesetaraan : 1 mL iodium 0,1 N = 8,806 mg asam askorbat Dari Normalitas Iodium yang sudah didapat dapat dihitung 1 mL 0,2 N iodium = 8,806 mg asam askorbat 1 mL 0,09 N iodium = x Asam askorbat
Gambar 1. Hasil titrasi sampel asam askorbat
No
N Na2S2O3 (N)
Vol Na2S2O3 (mL)
Vol I2 (mL)
1
0.1
10
2.2
2
0.1
10
2.4
3
0.1
10
2.4
Rata2 0.1 10. 2.3 Tabel 1. Hasil titrasi Na Tisulfat dengan I 2
1 mL 0,09 N iodium = 7,9254 mg Asam askorbat Dengan demikian Kadar Asam Askorbat adalah : Berat asam askorbat = mL iodium x 7,9524 Berat asam askorbat = 5,43 mL x 7,9524 = 43 mg Kadar =
Kadar
Gambar 2. Reaksi tiosulfat dengan Iodium
Penetapan Kadar dengan Metode Spektroskopi UV Penentuan gelombang maksimum pada baku menunjukkan serapan masksimum asam
askorbat diukur pada panjang gelombang 296 nm.
Konsentrasi (ppm)
Absorbansi
10
0.5658
15
0.6589
20
0.7341
Sampel
0.7492
Tabel 3. Hasil pengukuran absorbansi larutan standar asam askorbat dan sampel (pada λ = 269 nm)
Kurva Kalibrasi Baku Asam Askorbat 0,8 0,7 0,6 i s n 0,5 a b r 0,4 o s d 0,3 A
y = 0,0168x + 0,4005 R² = 0,9962
0,2 0,1 0 0
5
10
15
20
25
Konsentrasi ( ppm)
Didapatkan persamaan kurva kalibrasi dengan R 2= 0.9962 Sehingga dapat ditentukan kadar asam askorbat pada sampel adalah : 0,7491 = 0,0168 x + 0,4005 0,0168 x = 0,7491- 0,4005 x =
= 20,75 ppm (Dikalikan dengan faktor pengenceran sebesar 4) 20,75 x 4 = 83 ppm
Kadar asam askorbat
Pembahasan Pada praktikum ini bertujuan untuk menentukan kadar kadar asam askorbat dengan menggunakan metode redoks. Metode redoks yang digunakan adalah metode iodimetri. Iodimetri adalah titrasi langsung dan merupakan metode penentuan atau penetapan kuantitatif yang dasar penentuannya adalah jumlah I 2 yang bereaksi dengan sampel atau terbentuk dari hasil reaksi antara sampel dengan ion iodida. Iodimetri adalah titrasi redoks dengan I 2 sebagai pentiternya. Dalam reaksi redoks harus selalu ada oksidator dan reduktor, sebab bila suatu unsur bertambah bilangan oksidasinya (melepaskan elektron), maka harus ada suatu unsur yang bilangan oksidasinya berkurang atau turun (menangkap elektron). Sebelum sampel dititrasi, dilakukan pembakuan larutan iodium dengan larutan
natrium tiosulfat. Pembakuan dilakukan karena larutan tersebut dapat berubah kondisinya pada kondisi suatu lingkungan tertentu dan juga akibat penyimpanan dalam waktu yang lama. Konsentrasi larutan iodium yang diperoleh setelah dibakukan dengan larutan natrium tiosulfat sebesar 0,09 N.
spektrofotometer UV-Vis. Instrumen ini dapat digunakan karena asam askorbat menghasilkan serapan pada panjang gelombang 296 nm, atau pada panjang gelombang UV. Rentang hasil absorbansi yang baik untuk pengukuran adalah 0,2-0,8. Sampel asam askorbat larut dalam air sehingga menghasilkan larutan tidak berwarna.
Percobaan selanjutnya adalah penetapan kadar asam akorbat. Sampel ditimbang 40 mg dan dilarutkan dengan air bebas O 2 sebanyak 10 ml dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer. Penggunaan air bebas O 2 untuk menghindarkan tereduksinya asam askorbat oleh udara. Kemudian, ditambahkan 1 tetes HCl 2 N. Penambahan HCl dilakukan karena asam askorbat yang telah dilarutkan kadar keasamannya akan menurun, sehingga harus ditambahkan dengan larutan asam agar asam askorbat selalu berada dalam keadaan asam, sebab jika tidak maka hasil titrasi tidak akan maksimal. Kedalam Erlenmeyer ditambahkan larutan amilum sebagai indikator.
Dari hasil pengukuran larutan baku, dapat diketahui bahwa panjang gelombang maksimum larutan standar asam askorbat berada pada panjang gelombang 296 nm karena pada daerah tersebut terdapat absorbansi maksimum yang ditandai dengan puncak tertinggi. Panjang gelombang maksimum menunjukkan kepekaan tertinggi dan kesalahan terkecil sehingga pengukurannya akurat. Panjang gelombang ini digunakan sebagai patokan untuk pengukuran absorbansi sampel.
Setelah itu, sampel dititrasi dengan larutan Iodium 0,1 N. Larutan iodium akan memperlihatkan jumlah asam askorbat yang terdapat dalam sampel menjadi senyawa dihidroaskorbat sehingga akan berubah warna karena pereaksi yang berlebih. Proses titrasi dilakukan sampai larutan dalam erlenmeyer berubah warna dari larutan bening menjadi biru violet. Warna biru violet yang dihasilkan merupakan reaksi antara iod dengan amilum menjadi iod-amilum yang menandakan bahwa proses titrasi telah mencapai titik akhir. Larutan amilum tidak boleh ditambahkan tepat sebelum titik akhir dicapai. Jika larutan amilum ditambahkan ketika konsentrasi iod tinggi, sedikit iod akan tetap teradsorpsi bahan pada titik akhir titrasi. Titrasi dilakukan secara triplo. Metode kedua yang dapat digunakan untuk menentukan kadar asam askorbat di dalam sampel adalah dengan instrumen
Kurva kalibrasi merupakan suatu garis yang diperoleh dari titik-titik yang menyatakan suatu konsentrasi terhadap absorbansi yang diserap setelah dilakukan analisa regresi linier. Konsentrasi asam askorbat secara spektrofotometri UV-Vis ditentukan berdasarkan kurva kalibrasi yang dibuat dengan mengukur absorbansi larutan standar asam askorbat dengan variasi konsentrasi 10-20 ppm. Absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi artinya semakin besar nilai konsentrasi larutan, artinya semakin besar nilai konsentrasi larutan, maka intensitas cahaya yang diserap oleh larutan akan semakin besar sehingga absorbansinya pun semakin besar. Pernyataan ini sesuai dengan hukum Lambert beer dimana A = ɛ b c. Pada penelitian ini didapatkan persamaan regresi sederhana y = 0,0168x + 0,4005 dan nilai koefisien regresi (R 2) sebesar 0,9962. Dari nilai koefisien korelasi sebesar 0,9962 menyatakan bahwa terdapat korelasi yang erat dan linearitas yang baik antara konsentrasi larutan baku standar asam askorbat
dengan absorbansinya. Hal ini dikarenakan nilai kisaran R 2 berada pada rentang 0,9 < R 2 < 1. Salah satu syarat sampel yang dapat diukur oleh spektrofotometer UV-Vis adalah berbentuk liquid (cair), dan tidak keruh sehingga dapat ditembus oleh cahaya. Larutan sampel asam askorbat kemudian diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Absorbansi yang didapat yakni 0,7494, 0,7491, dan 0,7491 sehingga didapat rata-rata absorbansi larutan sampel sebesar 0,7492. Kemudian dimasukkan ke dalam persamaan y = 0,0168x + 0,4005 , dengan perhitungan sebagai berikut: Dari hasil perhitungan diketahui kadar asam askorbat di dalam sampel sebesar 83%. Jika dibandingkan dengan hasil analisis menggunakan titrasi manual, maka hasil dengan instrumen lebih baik karena tidak melebihi ketentuan yang ada di farmakope. Selain itu juga karena sampel asam askorbat yang digunakan untuk dianalisis instrumen sudah dicampur dengan eksipien, sehingga tidak murni asam askorbat, dan kadar nya dibawah 100%. Analisis kuantitatif menggunakan titrasi manual memiliki tingkat risiko kesalahan yang lebih besar dibandingkan dengan instrumen, karena hasil titik akhir titrasi yang sering melewati dari yang seharusnya. Dan dibutuhkan keterampilan laboratorium yang lebih untuk melakukan titrasi. Selain itu instrumen sudah melewati proses kalibrasi dan uji validasi alat sebelum digunakan untuk pengukuran sampel.
Namun kedua metode ini dapat digunakan untuk analisis kuantitatif sampel asam askorbat.
Simpulan Sampel asam askorbat dapat ditentukan kadarnya baik dengan menggunakan titrasi iodimetri atau menggunakan instrumen spektrofotometer UV-Vis. Dengan menggunakan titrasi iodimetri diketahui kadar asam askorbat sebesar 107,5%, sedangkan menggunakan instrumen spektrofotometer UVVis kadar asam askorbat di dalam sampel diketahui sebesar 83%. Analisis kuantitatif dengan titrasi iodimetri memiliki tingkat risiko terjadi kesalahan yang lebih besar dibandingkan dengan analisis menggunakan instrumen.
Daftar Pustaka Bassett, J., R.C. Denney, G.H. Jeffery, and J. Mendham. 1994. Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik . Jakarta: EGC. Keenan, R. 1992. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga. Khopkar, S. 2007. Konsep Dasar kimia Analitik . Jakarta : UI Press. R.A.Day, JR., and A.L. Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif , edisi Kelima. Jakarta: Erlangga. Rivai, H. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta: Universitas Indonesia Press. Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
