KOMPLEKS KALSIUM DISODIUM EDTA (CaNa2EDTA) SEBAGAI PENGIKAT

LOGAM TIMBAL (Pb) DALAM TUBUH MANUSIA

Ari Setiani

Program Studi Kimia

Falkultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Semarang

Abstrak

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion

logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron

bebasnya kepada ion logam pusat. Senyawa kompleks memiliki peranan penting

dalam kehidupan sehari – hari. Dalam artikel ini akan diuraikan mengenai kompleks

kalsium disoidium edta (cana2edta) sebagai pengikat logam timbal (pb) dalam tubuh

manusia. Pemberian kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) yang akan mengkhelat

timbal (Pb) dari tulang dan jaringan lunak, sehingga membentuk ion kompleks

PbNa2EDTA yang stabil dan secara cepat juga akan diekskresikan melaui

urin.  CaNa2EDTA merupakan kompleks dan Pb merupakan ion logam. Berdasarkan

deret volta sifat reduktor Pb lebih kecil dibandingkan dengan Ca. Hal ini berarti

kemampuan oksidasi Pb lebih kecil dibandingkan dengan Ca sehingga posisi Ca di

EDTA akan digantikan oleh Pb. Sehingga Pb2+ akan berikatan dengan Na2EDTA dan

terbentuk kompleks PbNa2EDTA yang stabil . Akibatnya Pb akan keluar dalam bentuk

larutan berupa air seni. Sedangkan Ca2+ akan tertinggal dalam tubuh sebagai zat gizi.

Jadi kompleks kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) dapat digunakan sebagai

pengikat logam timbal (Pb) dalam tubuh manusia sehingga timbal (Pb) yang bersifat

racun dapat keluar dari dalam tubuh manusia tersebut.

Kata kunci : CaNa2EDTA, Pb, senyawa kompleks.

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Salah satu ciri penting dari logam transisi ialah kemampuannya membentuk

kompleks atau senyawa koordinasi, dimana atom atau ion logam pusatnya mempunyai

dua atau lebih ligan terikat padanya oleh ikatan kovalen koordinat. Senyawaan

demikian mungkin berupa sebuah ion kompleks dengan ion-ion tergabung yang

bermuatan berlawanan dengannya, atau mungkin berupa sebuah kompleks yang

netral. Suatu ligan dengan lebih dari satu titik lekat kepada ion atau atom pusatnya,

disebut zat penyepit (Keenan, 1992).

Senyawa kompleks sudah sejak lama dimanfaatkan untuk berbagai

kepentingan. Beberapa penggunaan praktis senyawaan koordinasi yang paling tua,

adalah yang disebabkan oleh warnanya. Berdasarkan kesenian dan praktek yang

berasal dari zaman kuno, pada ahli kimia dan ahli kesenian dan kerajinan merumuskan

zat-zat pewarna, kaca berwarna, dan glasir untuk keramik dari zat-zat yang sekarang

diuraikan menurut kimia koordinasi logam transisi.

Jumlah dan jenis aplikasi kimia koordinasi atau senyawa kompleks sangat luas

meliputi kehidupan rumah tangga, industri sampai kesehatan. Dalam tulisan ini akan

diuraikan mengenai KOMPLEKS KALSIUM DISOIDIUM EDTA (CaNa2EDTA)

SEBAGAI PENGIKAT LOGAM TIMBAL (Pb) DALAM TUBUH MANUSIA.

Menurut Saeni (1997), Pb merupakan logam berat yang paling berbahaya kedua

setelah Hg, karena racun Hg bersifat akut, sedang Pb bersifat akumulatif, akan tetapi

limbah pembuangan Pb paling banyak jika dibandingkan Hg yang paling sedikit

diantara logam berat. Timbal dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui

pernafasan, pemaparan maupun saluran pencernaan. sedikit diantara logam berat.

Timbal dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernafasan, pemaparan maupun

saluran pencernaan. Lebih kurang 90 % partikel timbal dalam asap atau debu halus di

udara dihisap melalui saluran pernafasan. Penyerapan di usus mencapai 5 – 15 %

pada orang dewasa. Pada anak-anak lebih tinggi yaitu 40 % dan akan menjadi lebih

tinggi lagi apabila si anak kekurangan kalsium, zat besi dan zinc dalam tubuhnya.

Timbal yang masuk ke dalam tubuh manusia akan menyebabkan kerusakan pada

2

jaringan tubuh. Hal itu disebabkan karena senyawa timbal dapat memberikan efek

racun terhadap banyak fungsi organ yang terdapat dalam tubuh.

B. TUJUAN

1. Mengetahui aplikasi senyawa kompleks dalam kehidupan sehari-hari.

2. Mengetahui peranan kalsium disodium EDTA dalam mengikat logam Pb

dalam tubuh manusia.

C. MANFAAT

1. Bagi penulis :

Memberikan pembelajaran dan pengetahuan mengenai studi tentang

senyawa kompleks yang banyak diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari,

khususnya aplikasi CaNa2EDTA dalam mengikat Pb di dalam tubuh .

2. Bagi pembaca :

Menambah pengetahuan dan wawasan mengenai senyawa kompleks pada

umumnya dan aplikasi CaNa2EDTA dalam mengikat Pb di dalam tubuh.

BAB II

ISI

Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion logam

pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan elektron

bebasnya kepada ion logam pusat. Donasi pasangan elektron ligan kepada ion logam

pusat menghasilkan ikatan kovalen koordinasi sehingga senyawa kompleks juga

disebut senyawa koordinasi. Senyawa-senyawa kompleks memiliki bilangan koordinasi

dan struktur bermacam-macam. Mulai dari bilangan koordinasi dua sampai

delapan dengan struktur linear, tetrahedral, segi empat planar, trigonal bipiramidal dan

oktahedral. Namun kenyataan menunjukkan bilangan koordinasi yang banyak

dijumpai adalah enam dengan struktur pada umumnya oktahedral. (Iis Siti Jahro)

Senyawa kompleks memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari - hari.

Aplikasi senyawa ini meliputi bidang kesehatan, farmasi, industri, dan lingkungan.

Manusia setiap hari senantiasa memerlukan oksigen untuk bernapas.

Proses pengikatan oksigen oleh Fe menjadi senyawa kompleks dalam tubuh

merupakan salah satu contoh aplikasi senyawa kompleks dalam keseharian. Senyawa

3

kompleks terbentuk akibat terjadinya ikatan kovalen koordinasi antara suatu atom

atau ion logam dengan suatu ligan ( ion atau molekul netral ). Logam yang dapat

membentuk kompleks biasanya merupakan logam transisi, alkali, atau alkali tanah.

Studi pembentukan kompleks menjadi hal yang menarik untuk dipelajari karena

kompleks yang terbentuk dimungkinkan memberi banyak manfaat, misalnya untuk

ekstraksi dan penanganan keracunan logam berat.

Pencemaran logam-logam berat diawali dari proses pertambangan yang

kemudian dicairkan dan dimurnikan menjadi logam-logam murni. Pertambangan

logam dilakukan, karena pada dasarnya logam sangat diperlukan dalam proses

produksi dari suatu pabrik, baik pabrik cat, aki atau baterai, pabrik percetakan

sampai pabrik alat-alat listrik. Limbah proses produksi dari beberapa pabrik tersebut

menyebabkan pencemaran logam berat baik pencemaran di air, udara, dan tanah.

Pencemaran di air, lebih banyak berdampak pada hewan-hewan air, sedang ternak

dan manusia tercemar logam berat dari air melalui air yang diminum. Udara yang

tercemar dengan logam berat akan terakumulasi dalam tanaman baik melalui udara

maupun dari tanah yang terlarut logam berat yang kemudian terserap oleh tanaman.

Ternak dan manusia tercemar logam berat disamping dari air yang diminum juga

dari tanaman tercemar yang dikonsumsi oleh ternak dan manusia serta dari udara

melalui pernafasannya. Dari sekian banyak logam berat, seperti yang diutarakan

oleh Saeni (1989) seperti: Fe, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Hg, Mn dan As, empat logam

berat diantaranya bersifat merugikan dan beracun baik bagi ternak maupun bagi

manusia diantaranya: As, Cd, Pb dan Hg, sehingga Pacyna (1987) dalam Darmono

(1995) meneliti kandungan keempat logam berat tersebut dalam pembuangan limbah

sehubungan dengan penggunaan energi batubara dan minyak bumi di Eropa tahun

1979 seperti tercantum dalam Tabel 1.

Menurut Saeni (1997), Pb merupakan logam berat yang paling berbahaya

kedua setelah Hg, karena racun Hg bersifat akut, sedang Pb bersifat akumulatif, akan

tetapi limbah pembuangan Pb paling banyak jika dibandingkan Hg yang paling sedikit

diantara logam berat. Hal ini terlihat dari Tabel 1. merkuri merupakan limbah

pembuangan penggunaan energi batubara dan minyak bumi yang paling rendah, yaitu

sebesar 221 ton/tahun dibandingkan dengan As = 678 ton/tahun, Cd = 256 ton/tahun

dan Pb = 2.835 ton/tahun, sehingga Hg relatif kurang menjadi pusat perhatian bagi

manusia daripada Pb, mengingat kandungan Hg dari pencemaran yang relatif rendah.

4

Dengan demikian timbal menjadi pusat perhatian manusia tidak hanya karena

bahayanya, akan tetapi juga karena pencemarannya paling tinggi (Tabel 1).

Tabel 1. Kandungan Logam dari Pembuangan Limbah dalam

Penggunaan

Energi Batu Bara dan Minyak di Eropa Tahun 1979

Sumber As Cd Pb Hg

A. Pembakaran Batu Bara (Ton/Tahun)

1. Energy Listrik 205 6 733 86

2. Pabrik 240 77 870 -

3. Rumah tangga dan

komersial

1 5 73 135

B. Pembakaran minyak

1. Industri dan rumah

tangga serta

138 73 709 SR

Jumlah 67 256 2835 221

Keterangan: SR = sangat rendah, tanda – berarti tak terdeteksi

Sumber: Pacyna (1987) dalam Darmono (1995)

Timbal (Pb) bagi Manusia

Timbal (Pb) tidak larut dalam air, akan tetapi larut dalam cairan saluran

pencernaan. Timah yang diserap dalam saluran pencernaan, terutama disimpan

dalam hati dan ginjal. Bila konsumsi Pb meningkat, maka akan terakumulasi dalam

hati, ginjal, tulang dan rambut (Dinius et al., 1973) dalam Parakkasi (1999). Pada

manusia, Pb dapat terakumulasi dalam rambut sesuai pernyataan Saeni (1997) yang

menyatakan bahwa jumlah logam dalam rambut berkorelasi dengan jumlah logam

yang diabsorpsi oleh tubuh, karena rambut banyak mengandung protein struktural

yang tersusun dari asam-asam amino sistein yang mengandung gugus sulfhidril

(-SH) dan sistein dengan ikatan disulfida (-S-S-). Gugus tersebut mampu mengikat

logam berat yang masuk kedalam tubuh dan terikat di dalam rambut. Mengingat

senyawa sulfida mudah terikat dengan logam berat, maka bila Pb masuk ke dalam

tubuh, maka akan terikat oleh senyawa sulfida dalam rambut (Huyser, 1984 dalam

Saeni, 1997). Akumulasi Pb tidak hanya di rambut akan tetapi lebih awal akan

5

terakumulasi di darah seperti hasil penelitian yang dinyatakan oleh Aminah (2006)

yang meneliti kadar Pb karyawan Balai Besar Teknik Kesehatan Lingkungan dan

Pemberantasan Penyakit Menular (BBTKL & PPM) di Surabaya. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa karyawan BBTKL & PPM yang mengambil sampling di lapangan

mempunyai kadar Pb dalam darah yang lebih tinggi daripada karyawan yang tidak

melakukan sampling di lapangan. Begitu pula Ardyanto (2005) yang mendeteksi

pencemaran Pb dalam darah masyarakat yang banyak menghirup Pb. Timbal (Pb)

pada senyawa anorganiknya dalam sistem hematopoetik menghambat reaksi

enzimatik terakhir dalam sintesis heme, sehigga terjadi anemia.

Hewan ruminansia mengabsorpsi mineral Pb dalam jumlah yang relatif

rendah dibandingkan dengan hewan nonruminansia. Absorpsi mineral melalui paru-

paru mencapai 30 – 40 % dari mineral yang dihirup (Pilliang, 2002). Mineral Pb pada

anak-anak sapi dan domba terdapat dalam jumlah relatif konstan yaitu sekitar 0,1 –

0,13 ppm. Jika kandungan Pb lebih besar dari 0,04 ppm dalam feses berarti bahwa

banyak Pb yang masuk dalam tubuh. Hampir sama dengan ternak, pada manusia

absorpsi Pb terutama melalui saluran cerna dan saluran nafas. Absorpsi melalui usus

pada orang dewasa kira- kira 10% sedangkan pada anak kira-kira 40%. Menuurut

Klaassen (1980), tidak banyak yang diketahui tentang absorpsi Pb melalui saluran

cerna. Ada dugaan bahwa Pb dan Ca berkompetisi dalam transport lewat mukosa

usus, karena ada hubungan timbal balik antara kadar Ca makanan dan absorpsi Pb.

Selain itu kekurangan Fe dilaporkan dapat meningkatkan absorpsi Pb melalui saluran

cerna.

Keracunan mineral timah hitam dapat menyebabkan perubahan susunan

syaraf pusat, gangguan saluran pencernaan dan gangguan sintesis sel-sel darah

merah. Tanda-tanda klinis utama keracunan mineral timah hitam menurut Pilliang

(2002), yaitu: terjadinya microcytic hypochromic anemia, muntah-muntah, diare,

gangguan abdomen, sekresi saliva meningkat, bobot badan menurun dan keguguran.

Baik pada manusia maupun pada ternak, Pb bersifat akumulatif dalam tubuh

dan dapat merusak seluruh sistem organ dalam tubuh. Pada anak-anak, keracunan

Pb dapat menyebabkan kemunduran mental yang bersifat permanen. Lebih lanjut

dinyatakan bahwa Pb yang terkandung dalam makanan orang dewasa rata-rata

terserap 5 – 10% oleh tubuh, sedang pada bayi dan anak-anak hingga 40% atau lebih

dan dapat ditekan dengan adanya kalsium (Ca) dan fosfor (P), sehingga konsumsi

kalsium (Ca) yang tinggi akan menekan pengambilan Pb tubuh. Badan dunia WHO

6

(1984) telah menetapkan batas maksimum serapan Pb oleh manusia dewasa sebesar

400 – 450 µg /hari.

Pengobatan utama untuk orang-orang yang memiliki kadar timbal dalam darah

cukup tinggi atau yang memiliki gejala keracunan yaitu dengan terapi khelasi.

Pengobatan kekurangan zat besi, kalsium, dan seng yang diiringi dengan

meningkatnya penyerapan timbal, adalah bagian dari pengobatan untuk keracunan

timbal. Ketika bahan makanan yang mengandung timbal masuk kedalam saluran

pencernaan (dibuktikan dengan sinar-X), seluruh proses dalam usus, cathartics,

endoscopi, atau bahkan mungkin pembedahan digunakan untuk menghilangkannya

dari usus dan pencegahan penyebaran lebih lanjut. Jika terdapat timbal dalam otak

Anticonvultans dapat diberikan untuk mengendalikan kekejangan dan pengobatan

untuk mengendalikan pembengkakan otak termasuk kortikosteroid dan manitol.

Pengobatan keracunan timbal organic meliputi proses menghilangkan timbal dari kulit,

pencegahan penyebaran lebih lanjut, mengobati kejang dan mungkin terapi khelasi

untuk orang dengan konsentrasi timbal dalam darahnya tinggi dengan kadar timbal

darah di atas 25 ug / dL (Wikipedia, 2010).

Gambar 1. Struktur CaNa2EDTA

Untuk mengeluarkan Pb dari dalam tubuh maka tingkat ekskresi harus dinaikkan. Hal

ini dapat dilakukan dengan memberikan khelat. Zat khelat yang dipakai untuk

membuang logam beracun (timbal) dari dalam tubuh harus membentuk senyawa yang

stabil dengan ion logam tersebut. Adapun khelat yang cocok untuk digunakan adalah

Kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) yang merupakan senyawa kompleks. Zat

pengkhelat ini hanya cocok untuk orang dewasa, sedangkan pada anak-anak jarang

digunakan zat ini. Di dalam tubuh, kalsium (Ca) akan digantikan oleh timbal (Pb)

7

karena bisa membentuk senyawa yang lebih stabil dengan EDTA. Dalam senyawa

kompleks ini Ca yang berperan sebagai atom pusat sedangkan Na dan EDTA adalah

ligan-ligan. Kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) ini dalam bentuk infus yang

diberikan kepada penderita keracunan timbal (Pb). Pengobatan keracunan plumbum

bertujuan mengurangi konsentrasi plumbum bebas dalam darah dan cairan tubuh yang

dilakukan dengan berbagai cara antara lain mencegah absorbs plumbum melalui usus

dan paru, memperlancar pengeluaran plumbum dalam urine dan empedu tanpa

merusak alat-alat ekskresi. Untuk mengobati keracunan plumbum akut dilakukan hal-

hal sebagai berikut:

1. Cuci lambung dengan MgSO4 1%. Pemberian 30 gr MgSO4 dianggap sebagai

tindakan pertama yang penting jika plumbum terdapat dalam usus.

2. Berikan putih telur, susu atau tannin untuk mengikat plumbum

3. Berikan atrofin atau morfin untuk menghilangkan sakit perut

4. Berikan chelating agent yang biasa dipakai yaitu CaNa2EDTA ( Sjamsudin,

1998 )

Faktor yang menentikan stabilitas kompleks adalah berdasarkan pada sifat-sifat baik

agen khelating dan logam khelat. Stabilitas konstan kompleks dapat secara kuantitatif

dinyatakan dalam nilai persamaan kesetimbangan, yang tergantung pada struktur atom

dari logam khelated. Sebagai contoh, konstanta stabilitas untuk logam berbeda dengan

EDTA berada pada skala yang ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Stabilitas logam terhadap EDTA

Metal Na Li Ba Sr Mg Ca Mn Fe Co Zn Cd Pb Ni

K

(log)

1,7 2,8 7,8 8,6 8,7 10,6 13,4 14,4 16,1 16,1 16,4 18,3 18,4

dimana logam dengan k konstan yang lebih tinggi bersaing untuk agen chelating

dengan logam nilai stabilitas lebih rendah dan akhirnya menghapus kedua

Pemberian kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) yang akan mengkhelat

timbal (Pb) dari tulang dan jaringan lunak, sehingga membentuk ion kompleks

PbNa2EDTA yang stabil dan secara cepat juga akan diekskresikan melaui

urin.  CaNa2EDTA merupakan kompleks dan Pb merupakan ion logam. Berdasarkan

deret volta sifat reduktor Pb lebih kecil dibandingkan dengan Ca. Hal ini berarti

kemampuan oksidasi Pb lebih kecil dibandingkan dengan Ca sehingga posisi Ca di

8

EDTA akan digantikan oleh Pb. Sehingga Pb2+ akan berikatan dengan Na2EDTA dan

terbentuk kompleks PbNa2EDTA yang stabil . Akibatnya Pb akan keluar dalam bentuk

larutan berupa air seni. Sedangkan Ca2+ akan tertinggal dalam tubuh sebagai zat gizi.

Jadi kompleks kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) dapat digunakan sebagai

pengikat logam timbal (Pb) dalam tubuh manusia sehingga timbal (Pb) yang bersifat

racun dapat keluar dari dalam tubuh manusia tersebut.  Pertukaran tersebut terjadi

sebab [Pb Na2(EDTA)] (Kf = 1 x 1018) lebih mantap dibanding [Ca Na2(EDTA)]2- (Kf = 4

x 1010).

Pb2+  +  [CaNa2(EDTA)]  → [PbNa2(EDTA)]  +  Ca2+ 

Derajat kemantapan yang tinggi dari kompleks EDTA dan beberapa lainnya dapat

dijelaskan dengan adanya cincin kelat beranggotakan lima dalam kompleks tersebut

(Flora, 2010).

BAB III

9

PENUTUP

A. KESIMPULAN

1. Senyawa kompleks merupakan senyawa yang tersusun dari suatu ion

logam pusat dengan satu atau lebih ligan yang menyumbangkan pasangan

elektron bebasnya kepada ion logam pusat. Senyawa kompleks memiliki

peranan penting dalam kehidupan sehari – hari.

2. Pb bersifat akumulatif dalam tubuh dan dapat merusak seluruh sistem

organ dalam tubuh.

3. Kompleks kalsium disodium EDTA (CaNa2EDTA) dapat digunakan sebagai

pengikat logam timbal (Pb) dalam tubuh manusia sehingga timbal (Pb) yang

bersifat racun dapat keluar dari dalam tubuh manusia tersebut.

B. SARAN

1. Perlunya pengetahuan yang lebih mengenai bahaya Pb agar lebih

waspada.

2. Mencari pengetahuan lebih mengenai manfaat senyawa kompleks dalam

megkhelat logam-logam berat.

3. Membagikan informasi yang diberikan untuk masyarakat luas mengenai

dampak logam Pb pada tubuh manusia.

DAFTAR PUSTAKA

10

Aminah, N. 2006. Perbandingan Kadar Pb, Hb, Fungsi Hati, Fungsi Ginjal Pada

Karyawan BBTKL dan PPM Surabaya Bagian Sampling dan Non Sampling.

Jurnal Kesehatan Lingkungan, Vol.2, No 2 (111-120)

Ardyanto D. 2005. Deteksi pencemaran timah hitam ( Pb ) dalam darah masyarakat

yang terpajan timbal (plumbum). J Kesehatan Lingkungan 2:67-76.

Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta : UI Press.

Flora, J.s. and Pachauri, V., 2010. Chelation in Metal Intoxication. International Journal

of Enviromental Research and Public Health 7 : 2745-2788, 2010.

Iis Siti Jahro, Djulia Onggo, Ismunandar dan Susanto Imam Rahayu. Kajian

Mekanisme Reaksi Kompleks Multi Inti FeII-MnII-CrIII Dengan Ligan Ion

Oksalat Dan 2,(2’-pyridyl)quinoline Dalam Pelarut Metanol dan Air. Departemen

Kimia, FMIPA Institut Teknologi Bandung Jln. Ganesha No. 10 Bandung,

40132e-mail : jahrostiis@yahoo.com

Keenan, dkk., 1992. Ilmu Kimia untuk Universitas. Erlangga : Jakarta.

Parakkasi, A. 1999. Ilmu Makanan Ternak Ruminansia. Cetakan Pertama. Jakarta : UI

Press.

Piliang, W.G. 2002. Nutrisi Vitamin Volume 1 Edisi ke-5. Bogor : IPB Press.

Saeni, M.S. 1997. Penentuan Tingkat Pencemaran Logam Berat dengan Analisis

Rambut. Orasi Ilmiah, Guru Besar Tetap Ilmu Kimia Lingkungan, Fakultas

Matematika dan IPA IPB. Bogor

Sjamsudin U., Suyatna F.D. 1998. Keracunan Pb. Bagian Farmakologi FK UI.

Jakarta : Cermin Dunia Kedokteran.

Wikipedia, 2010. Lead Poisoning.

http://en.wikipedia.org/wiki/Lead_poisoning#Treatment (diakses tanggal 23

September 2010)

11