ANALISIS MINERALTim Pengajar AMKP PK SJMP-Program Diploma IPB 2011-2012

ANALISIS MINERAL

96 % BAHAN ORGANIK +AIR

MINERAL??

# Tujuan Instruksional Khusus

Mahasiswa mampu melakukan analisis kadar mineral dengan benar # Pokok Bahasan Analisis kadar mineral # Sub Pokok Bahasan - Persiapan sampel untuk analisis mineral - Analisis NaCl - Analisis Phospor - Analisis Besi - Analisis Kalsium

JENIS MINERAL Makro : Na, K, Cl, Ca, Mg, P, S Mikro : Fe, I, Mn, Cu, Zn, Co, F

KEBUTUHAN

Ca & P : 800 mg/hari u/ dewasa Fe : 35 50 mg/bb/hari Na : max. 1 g/bb/hari

FUNGSI

Elektrolit Pembentukan tulang dan gigi Kofaktor enzim Fungsi kardiovaskuler, tekanan darah, dan kontraksi otot jantung pH dan volume cairan tubuh Pengikatan O2 Penyusunan protein

ANALISIS MlNERALCara : Ekstraksi mineral dari abu (dengan HNO3, HCl, dll) Wet ashing (dengan labu kjeldahl) Hasil ekstraksi diukur dengan : Kalorimeter/Spektrofotometri Flame Emision Spectroscopy (FES) Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)

ANALISIS MINERAL

Mineral Makro NaCl Phospor (P) Calsium (Ca)

Mineral Mikro Fe

Analisis Kandungan Mineral TotalKandungan mineral bahan makanan

Destruksi bahan

Pengabuan kering (dry ashing)

Pengabuan basah (wet digestion)

Lanjutan

Pemilihan cara tergantung: Sifat zat organik dalam bahan Sifat zat anorganik dalam bahan Mineral yang akan dianalisa Sensitivitas cara yang digunakan

Pengabuan Kering

~ Dapat diterapkan pada hampir semua analisa mineral, kecuali Hg dan Ar ~ Bisa untuk Ca, P dan Fe ~ Jika suhu : ^ Kehilangan K (tidak boleh > 480C) ^ Mineral menjadi tidak larut (timah putih) jika suhu < 450 C tidak bisa analisa Zn

Pengabuan Basah

~ Suhu yang digunakan tidak dapat melebihi titik didih larutan ~ Karbon lebih cepat hancur ~ Untuk analisa Ar, Cu, Zn, timah hitam dan timah putih

Persiapan Sampel untuk analisis mineralPersiapan Larutan Abu Berasal dari Pengabuan Basah sampel dari labu kjeldahl labu takar tera dengan aquades bebas ion kocok larutan abu

Berasal dari Pengabuan Kering abu 40-50 ml HCl encer masukkan ke gelas piala tutup dengan gelas arloji panaskan 30' bilas dengan HCl encer Panaskan lagi, 30' *

Lanjutan Pengabuan Kering* + 10 ml HCl + aquades bebas ion labu takar 100 ml bilas cawan dan residu yang tertinggal di kertas saring dengan HCl encer tera, kocok larutan abu

Persiapan contoh

Tujuan : Menghilangkan interferences Meningkatkan ( ) yang diinginkan Meningkatkan limit detection Cara : Pengkelatan Ekstraksi Pelarut Pemisahan dengan resin (ion exchanger)

Pengkelatan Senyawa Pengkelat: Amonium pirolidintikarbamat (APDC) Difeniltiokarbazon (ditiozon) Dioksin dll Aktivasinya dipengaruhi oleh pH Contoh : Ditiozon : pH basa mengkelat > 20 mineral pH asam kuat : Cu, Hg & Pb (+ kelator sianat & sitrat)

Ekstraksi PelarutPelarut untuk ekstraksi: Chloroform CCl4 Benzena

Pemisahan dengan Resin Penukar Ion

Resin Penukar ion : imonodiasetat (cholex 100) sebagai solid support untuk analisis Kadmium, Cu, Mn, N, Pb, dan Zn Analisis : dengan AAS

Garam (NaCl)

Prinsip : Cl dalam bahan bereaksi dengan AgNO3 Metode Analisis Metode Mohr ......... K2CrO4 Metode Volhard (Argentometri) .........Amonimumferri sulfat Metode gravimetri

A. Metode Mohr AgNO3 0.1 N

K2CrO4

Larutan abu Catt: sampel sebelum dititrasi harus netral t.a.t. merah bata

% NaCl = ml AgNO3 X M AgNO3 X 5.84 g sampel Reaksi : NaCl + AgNO3 K2CrO4 + 2AgNO3 AgCl (putih) Ag2CrO4 + 2KNO3 (merah bata)

B. Metode Volhard Klorida dibebaskan dari sampel dengan cara mendidihkannya bersama asam nitrat encer dengan pengabuan kering Cl diendapkan dengan penambahan AgNO3 berlebih. Sisa AgNO3 yang tidak bereaksi dititrasi dengan amonium tiosianat (NH4CNS), dengan indikator amonium feri sulfat, titik akhir warna merah

Kadar klorida (%) = (V blanko- V sampel) x N NH4CNS x 35.5 x 100 mg sampel Titrasi harus dalam suasana asam kuat (pH < 3) Reaksi: Cl- + AgNO3 AgCl + NO3putih sisa AgNO3 + NH4CNS AgCNS + NH4NO3 6CNS- + Fe3+ Fe (CNS)63merah

C. Metode Gravimetri Cl + AgNO3 AgCl (putih) disaring,ditimbang, dikeringkan sd. bobot konstan hitung kandungan Cl berdasarkan banyaknya endapan AgCl

Phospor (P)A. Metode Kolorimetri Molibdat -Vanadat Phospor dalam bentuk metaphospat dan pirophospat diubah menjadi ortofosfat dengan HNO3, kemudian direaksikan dengan asam molibdat dan asam vanadat sehingga membentuk kompleks asam vanadimolibdifosfat berwarna kuning orange dan diukur pada P = 400 nm Buat kurva standar dengan KH2PO4

Contoh bahan pangan (non abu)5 g contoh + 20 ml HNO3 pekat didihkan 5 hingga jernih dinginkan +15 ml H2SO4 (p) panaskan +HNO3 setetes demi setetes sd. jernih *

Lanjutan* Panaskan sd. timbul asap putih Dinginkan + aquades 15 ml Didihkan Dinginkan & tepatkan tanda tera

Contoh bahan pangan (abu)

abu hasil pengabuan kering +beberapa tetes HCl pekat*

encerkan dengan aquades tera dalam labu takar 100 ml * siap dianalisa

Pembuatan Kurva Standar Phosfor1. Buat variasi konsentrasi larutan phosfor standar/ deret standar, ex: 0, 5, 10, 15, 20 ppm, dst Gunakan rumus:

V1 ppm1 = V2 ppm2

Lanjutan Pembuatan Kurva Standar2. Tambahkan pereaksi Vanadat-Molibdat

3. Encerkan dengan aquades 4. Tera labu takar 5. Ukur pada 400 nm 6. Buat kurva standar antara Absorbans dan ppm Phosfor. 7. Buat persamaan regresinya

Kurva Standar Phosfor (contoh)0.7

0.6

y = 0.022x + 0.025 R = 0.984

0.5

Absorbans

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0 5 10 15 20 25 30

Konsentrasi P2O5 (ppm)

Penentuan Phospor pada Sampel

1. Lakukan pengenceran sampel (dari larutan abu), jika diperlukan 2. Tambahkan pereaksi Vanadat-Molibdat 3. Encerkan dengan aquades 4. Tera labu takar 5. Ukur pada 400 nm 6. Plotkan pada kurva (masukkan nilai y pada persamaan), dapatkan nilai konsentrasi P2O5 sampel 7. Perhitungkan pengenceran sampel yang dilakukan 8. Nyatakan kadar phosfor sampel dalam % (b/b)

Penentuan Konsentrasi Phospor Sampel0.7

0.6

y = 0.022x + 0.025 R = 0.984

0.5

Absorbans

0.4

0.3

0.2

0.1

0 0 5 10 15 20 25 30

Konsentrasi P2O5 (ppm)

% P2O5 (b/b) =

V labu takar x ppm (dari kurva standar) x FP (faktor pengali) x 100 1000 x mg contoh

Catt: Volume labu takar

Volume yang diukur Absorbansinya

B. Metode kuinolin fosfomolibdat

Ortophospat diendapkan dengan kuinolin molibdat membentuk kuinolin fosfomolibdat, endapan tersebut ditambahkan dengan basa. Sisa basa yang tidak bereaksi dititrasi dengan asam.

Metode ini: Endapan kuinolin fosfomolibdat bersifat konstan Kurang larut jika pH tidak tepat

Besi (Fe 3+) A. Metode TiosianatPrinsip : Fe2+ Fe3+ H2O2/K2S2O8 Fe3+ + KSCN P = 480 nm FeSCN (merah)

Standar yang digunakan terbuat dari larutan feri amonium sulfat (FeSO4(NH4)2SO4.6H2O + H2SO4 + KMnO4) Semua peralatan yang digunakan harus bersih Penambahan reagen harus berurutan : Sampel/standar Aquades H SO pekat 2 4 K S O 2 2 8 KSCN 3 N

Catatan : untuk pembuatan kurva standar dan perhitungan kadar Fe pada sampel, lihat kembali penentuan Phosfor dengan metode Vanadat Molibdat

B. Metode Ortofenantrolin

Ion feri direduksi dengan hidroksilamonium klorida atau hidroquinon membentuk ion fero Ion fero direaksikan dengan ortofenantrolin membentuk kompleks Fe-fenantrolin berwarna merah diukur pada 515 nm Yang mengganggu penetapan: Logam Ag, Bi, Cu, Ni dan Co Perklorat, sianida, molibdat dan tungstat

C. Metode , '-dipiridil

Ion feri direduksi dengan hidroksilamin membentuk ion fero Ion fero direaksikan dengan , '-dipiridil membentuk kompleks Fe- , '-dipiridil yang berwarna merah diukur pada 510 nm

Kalsium (Ca) A. Metode PermanganometriKalsium diendapkan dengan amonium oksalat membentuk endapan kalsium oksalat. Endapan selanjutnya dilarutkan dalam asam sulfat encer dan dititrasi dengan KMnO4 Indikator MM, t.a.t. merah muda

Ca2+ + (NH4)2C2O4 2NH4+ CaC2O2 CaC2O4 + 2MnO4- + 16H+ 2Mn2+ + 10 CO2 + H2O

Kadar Ca (%) = V KMnO4 x N KMnO4 x 20 x 100 mg sampel

B. Metode EDTAContoh P, diatur pHnya hingga 12 dengan indikator murexide (amonium purpurat) kemudian dikelat dengan EDTA Jika dilakukan pada pH 10 dengan indikator Eriochrome Black T (P & Mg)

LATIHAN SOAL

1. Pada penetapan NaCl suatu sampel dengan metode Mohr diperoleh data sebagai berikut : - Berat sampel = 5.2156 g - Volume AgNO3 yang digunakan untuk titrasi adalah 20.53 ml - Molaritas AgNO3 = 0.1024 M Tentukan kadar NaCl dalam satuan %

2. Pada analisis besi suatu sampel dengan metode Tiosianat, diperoleh data sebagai berikut : - Berat sampel yang digunakan untuk pengabuan = 2.0146 g - Berikut bagan pengenceran sampelnya : 2.0146 g 100 ml 5 ml 25 ml -Berikut data absorbansi standar dan sampel

Konsentrasi Fe (ppm) 0 2 4 6 8 10 Sampel a. b. c. d.

Absorbans 0 0.105 0.224 0.308 0.451 0.570 0.396

Buat kurva standarnya Tentukan persamaan regresi dan nilai r2 nya Tentukan konsentrasi Fe sampel pada labu takar yang diukur Tentukan kadar besi sampel dalam satuan % (b/b) dan mg/100 g sampel

JAWABAN1. Kadar NaCl sampel = = 20.53 ml x 0.1024 M x 5.84 5.2156 g = 2.35 % 2. y = a + bx y = 0 + 0.056 x , r2 = 0.991 A = 0 + 0.056 C sampel : 0.396 = 0 + 0.056 C C = 0.396/0.056 = 7.07~7.1 ppm

JAWABAN0.6y = 0.056x + 0.000 R = 0.991

0.5 0.4 Absorbansi 0.3 0.2 0.1 0 0 2 4 6 8 10 12 konsentrasi Fe (ppm)

% Fe (b/b) = 25 x 7.1x 20 x 100 = 0.176 % ~ 0.18 % 1000 x 2. 0146 x 1000 Fe (mg/100 g) = 25 x 7.1x 20 x 100 1000 x 2. 0146 = 177 mg/100 g