Tahapan analisis

Mata kuliah farmasi Analisis

sampling

Preparasi sampel

Analisis (pengukuran)

Interprestasi hasil & pembuatan laporan

Tahapan analisis

1. sampel—  Wujud sampel:     a. Bahan baku (raw material)     b. Sedian Farmasi (dosage forms)     c. Sampel biologi (darah, urin, jaringan, dll)     d. Sampel hasil riset dan pengembangan      e. Sampel lainnya (kosmetika, makanan, lingkungan)—  Eksistensi analit dalam sampel:     a. Sebagai senyawa tunggal (aktif  maupun non aktif)     b. Sebagai multikomponen (campuran > 2 senyawa             aktif/analit)     c. Dalam sampel  biologi (sebagai senyawa utuh,          metabolit atau senyawa terikat)

Matriks (matrices):          Bagian dari sampel di luar analit yang tidak perlu

dianalisis tapi dapat mengganggu analisis terutama dalam sampel multikomponen , campuran atau sampel biologi.

—  Jenis matriks :   Bahan anorganik   Bahan organik   Cairan/jaringan biologi (darah, plasma, daging, dll)—  Sifat matriks:   Inert, tidak mengganggu analisis   Mengganggu analisis karena turut  terukur dan teranalisis   Merusak dan mengkontaminasi intrumen ukur

matriks

harus representatif, artinya dapat mewakili keseluruhan materi yang akan dianalisis.

Teknik pengambilan sampel : Random (acak) : cocok untuk sampel

yang homogen Representatif : cocok untuk sampel yang

tidak homogen

1. Sampling

Sampel Padat untuk memperoleh cuplikan yang homogen biasanya cuplikan

tersebut digerus atau digiling, kemudian diayak dengan menggunakan ayakan dengan ukuran (mesh) tertentu.

Untuk memperkecil jumlah, sejumlah cuplikan dikumpulkan menjadi bentuk kerucut, lalu diratakan dan dibagi empat bagian.

Dua bagian yang bersebrangan digunakan sebagai cuplikan.

Jika masih terlalu banyak, bagian cuplikan yang diambil dibentuk kerucut lagi dan diperlakukan sama seperti sebelumnya sehingga jumlah cuplikan memenuhi kelayakkan untuk analisis.

1.1 pengambilan sampel padat

Sampel yang terlalu besar untuk dianalisis perlu direduksi (dikurangi) sampai diperoleh sampel official untuk dianalisis.

Berat sampel >100 kg diambil 500 gram Berat sampel ± 100 kg diambil 250 gram Berat sampel < 100 kg diambil paling

banyak 125 gram

1.1 pengambilan sampel padat

Sampel Cair Analisis kandungan logam berat dalam air

sungai yang mengalir, maka perlu dilakukan pengambilan cuplikan air dari beberapa titik yang representatif pada setiap jarak 50 meter atau 100 meter.

Disamping itu yang perlu diperhatikan adalah tingkat kedalaman (sedimen, pertengahan dan permukaan air).

1.2 pengambilan sampel cair

Sampel Gas

Cuplikan gas umumnya bersifat sama, sehingga tidak menimbulkan persoalan banyak pada proses pengambilan cuplikan.

Dalam mengumpulkan suatu sampel udara untuk analisis, maka volume yang diambil, laju serta lamanya pencuplikan merupakan faktor-faktor penting.

Di tinjau dari tujuan dan lokasinya, sampling atau pengambilan contoh udara dapat dibedakan menjadi sampling ambien dan sampling emisi sumber.

1.3 pengambilan sampel gas

Sampling ambien bertujuan untuk : Memenuhi dan mematuhi baku mutu udara

ambien, Menyediakan data untuk evaluasi kualitas

udara di industri, Observasi terhadap kecendrungan adanya

pencemaran, Menentukan prosedur pencegahan dan

penanganan pencemaran, Memantau sumber pencemar spesifik dari

proses industri

1.3.1 sampling ambien

Sampling emisi sumber bertujuan untuk :

Mengetahui besaran emisi pencemar untuk dibandingkan dengan baku emisi

Mengetahui tingkat emisi dari laju produksi / operasi industri,

Melakukan pemantauan kinerja alat pencegahan pencemaran.

1.3.2 sampling emisi sumber

• Sampling kontinyu : Pengukuran secara konstan selama periode pengambilan sehingga  dapat fluktuasi data selama pengukuran,

•Sampling itermitten :Pengukuran dengan mengambil beberapa titik pengukuran dengan interval waktu pengukuran yang konstan

• Sampling sesaat (grab) : Pengukuran yang hanya dilakukan satu atau dua kali saja, tidak secara kontinyu dan periodik

Berdasarkan periode dan frekuensi sampling, sampling gas

dapat dibedakan menjadi :

Teknik sampling yang dikenal dalam aplikasi pengukuran dan analisis udara secara garis besar dapat dikategorikan menjadi dua jenis, yaitu teknik tangkapan dan teknik pemekatan

Teknik tangkapan : Teknik sampling yang ditarik kedalam kontainer khusus, contoh udara kemudian dianalisis di laboratorium dengan instrumen analisis

Teknik pemekatan : Sampling dengan memekatkan sejumlah volume contoh udara yang ditarik kedalam media tertentu (cairan, reagen kimia, filter), untuk dianalisis di laboratorium

Teknik pengambilan sampel gas

Preparasi sampel : proses yang harus dilakukan untuk

menyiapkan sampel sehingga siap untuk dianalisis menggunakan instrumentasi yang sesuai.

2. Preparasi sampel

a) Pemekatan analit b) Meningkatkan keterukuran analit melalui

perubahan bentuk, reaksi kimia , derivatisasi, agar kompatibel dengan metode analisis yang digunakan.

c) Menghilangkan komponen pengganggu analisis melalui pemisahan, clean-up, filtrasi, dll.

d) Melindungi instrumen ukur dari kerusakan dan kontaminasi.

Tujuan preparasi sampel

—  Perlakuan sangat tergantung pada:     a. Jenis sampel      b. Kadar analit

Kuantitas bahan disebut major (bila >1%),  minor (0,1% - 1%),  trace (<0,1%) serta ultra trace (bpj atau bpm).

     c. Metode analisis yang digunakan      d. Kualitas hasil analisis yang

dipersyaratkan (akurasi dan presisi)

Preparasi sampel

Teknik analisis yang memerlukan sampel   berupa larutan:

Volumetri Spektrofotometri Spektrofluorometri Spektrometri serapan atom (AAS/FES)  Emisi plasma Kromatografi (KLT, KCKT, KPI, KI, dll)  Elektrokimia (potensiometri, polarografi,

amperometri)       Elektroforesis

Klasifikasi Teknik Pengukuran berdasarkan bentuk sampel yang diukur

Teknik Analisis yang memerlukan sampel padat ataupun larutan.

•       Analisis Fluoresensi Sinar X •       Analisis Aktivasi Neutron •       Sp. IR

Teknik Analisis yang memerlukan sampel padat

     DC Arc Emission Spectroscopy        AC Arc Emission Spectroscopy        Micropobe techniques       Combustion techniques

Derivatisasi Pembentukan senyawa derivat yang dapat

terukur oleh instrument atau terdeteksi oleh detektor.

Ekstraksi      Ekstraksi atau penyarian adalah proses

pemindahan atau pengucilan suatu konstituen  dalam  suatu sample ke suatu pelarut  dengan cara mengocok  atau melarutkannya

Destruksi

Cara preparasi sampel

Meningkatkan detektabilitas/daya ukur analit

Mengubah struktur molekul atau polaritas agar dapat terukur dengan lebih baik

Mengubah sifat matriks agar diperoleh pemisahan yang lebih baik.

Meningkatkan stabilitas kepekaan analit.

Tujuan derivatisasi

   Pereaksi harus stabil Pereaksi dan hasil samping derivatisasi yang

terbentuk harus tidak terdeteksi/terukur atau dapat dipisahkan secara sempurna dari hasil reaksi dervatisasi analit

Pereaksi harus reaktif dan kalau perlu selektif terhadap analit (pada kondisi percobaan)

 Jika dimungkinkan, pereaksi harus aman dan tidak toksik

Prosedur derivatisasi harus dapat diotomatisasikan

Persyaratan pereaksi derivatisasi

Jenis reaksi derivatisasi—  Reaksi esterifikasi —  Reaksi asilasi —  Reaksi kondensasi —  Reaksi Sililasi —  Reaksi alkilasi —  Reaksi pembentukan senyawa siklik —  Reaksi penggabungan (coupling reaction)—  Reaksi pembentukan kompleks yang berwarna

atau sifat kromoforiknya meningkat.    Hasil reaksi derivatisasi tersebut pada

umumnya meningkatkan sifat kromoforik, sifat fluoroforik dan volatilitas analit.

Pada reaksi alkilasi, atom H digantikan oleh gugus alkil (CnH2n+1). Pereaksi yang digunakan adalah alkil halida dengan katalisator aluminium klorida (AlCl3).

Nama senyawa yang terbentuk bergantung pada gugus alkil yang mensubstitusi atom H. Berikut contoh penamaan alkil benzena.

Reaksi Alkilasi

Pada reaksi asilasi, atom H digantikan oleh gugus asil (CH3C=O). Pereaksi yang digunakan adalah halida asam, seperti CH3COCl (asetil klorida) dan CH3CH2C=OCl (propanoil klorida) dengan katalisator aluminium klorida (AlCl3).

Reaksi Asilasi

Nama senyawa yang terbentuk bergantung pada gugus asil yang mensubstitusi atom H Senyawa turunan benzena yang dihasilkan dari reaksi monosubstitusi dapat mengalami substitusi kedua. Berikut beberapa nama senyawa hasil reaksi Asilasi.

Reaksi esterifikasi adalah reaksi pengubahan asam karboksilat dan alkohol menjadi suatu ester, reaksi ini disebut juga reaksi esterifikasi fischer.

Reaksi esterifikasi

Kondensasi adalah suatu reaksi kimia di mana satu molekul terbentuk dan satu molekul kecil (biasanya air) hilang. Dalam reaksi kondensasi, dua molekul atau bagiannya bergabung dan melepaskan molekul kecil. Molekul kecil ini biasanya adalah air yang diketahui sebagai reaksi dehidrasi. Molekul yang hilang lainnya seperti hidrogen klorida, metanol, dan asam asetat.

Contoh : Kondensasi (dehidrasi) dari dua asam amino

untuk membentuk ikatan peptida (merah) dengan menghilangkan air (biru).

Reaksi kondensasi

Dalam reaksi penggabungan dua atau lebih zat tergabung membentuk zat lain. Rumus umum reaksi penggabungan sebagai berikut : A + B = AB

ContohReaksi antara hidrogen dengan oksigen membentuk air merupakan reaksi penggabungan.

2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)

Reaksi penggabungan

Reaksi pembentukan senyawa siklis

Reaksi sililasi

1) misalnya pengukuran secara spektrofotometri ion besi secara spektrofotometri tentu menghasilkan hasil yang lebih sensitif jika ion besi diubah menjadi ion Fe(II) dan direaksikan dengan orto fenantroline atau jika ion besi (III) direaksikan dengan ion tiosianat. Hal ini disebabkan reaksi antara ion besi dengan pengomplek tersebut akan menghasilkan senyawa komplek baru yang berwarna.

2) pembentukan senyawa yang lebih volatil misalnya asam lemak yang berantai panjang tentunya lebih sulit

dianalisis dengan kromatografi gas (GC) karena titik didihnya relatif tinggi. Untuk menurunkan titik didihnya maka asam lemak tersebut direaksikan dengan alkohol (metano atau etanol) sehingga terbentuk metil ester atau etil ester yang titik didihnya lebih rendah.

3) Pembentukkan senyawa yang lebih termo stabil misalnya analisis senyawa dengan GC memungkinkan terjadinya

degradasi senyawa oleh pemanasan di injection port. Oleh karena itu analit harus direaksikan dengan senyawa lain sehingga terbentuk senyawa baru yang termo stabil.

Contoh derivatisasi

Destruksi ada dua macam, destruksi basah dan kering

3.1 Destruksi BasahDestruksi basah adalah perombakan sampel dengan asam-asam kuat baik tunggal maupun campuran, kemudian dioksidasi dengan menggunakan zat oksidator. Pelarut -pelarut yang dapat digunakan untuk destruksi basah antara lain asam nitrat, asam sulfat, asam perklorat, dan asam klorida.Semua pelarut tersebut dapat digunakan baik tunggal maupun campuran.

3.2 destruksi

Sebanyak 1 gram sampel sayuran dimasukkan ke dalam gelas beker 100 mL

Ditambahkan larutan aqua regia atau campuran HNO3 pekat : HCl pekat (1:3) sebanyak 3 mL.

Dipanaskan di atas hotplate selama kurang lebih 30 menit sampai tidak terbentuk gas.

Setelah semua sampel terdestruksi dan terbentuk larutan kemudian disaring dan disimpan di dalam botol sampel.

Diperoleh larutan sampel hasil destruksi basah yg siap dianalisis.

Contoh cara destruksi basah

Destruksi kering merupakan perombakan organic logam di dalam sampel menjadi logam-logam anorganik dengan jalan pengabuan sampel dalam muffle furnace dan memerlukan suhu pemanasan tertentu.

Pada umumnya dalam destruksi kering ini

dibutuhkan suhu pemanasan antara 400 -800oC, tetapi suhu ini sangat tergantung pada jenis sampel yang akan dianalisis.

Destruksi kering

Ditimbang sampel sebanyak 1 gram tempatkan pada cawan porselin.

Diuapkan dengan oven sampai temperatr 105 –110 oC selama 30menit.

Diabukan didalam tanur selama 8 jam pada suhu 450 oC sampai sampel mengering.

Sampel yang telah mejadi abu, kemudian ditambahkan HCl 10 M sebanyak 2 mL.

Kemudian dipanaskan di atas hotplate sampai abu larut.

Abu yang telah larut kemudian dipindahkan ke dalam labu takar 50 mL kemudian diencerkan dengan larutan HNO3 0,1 M sampai tanda

batas.

Larutan siap dianalisis.

Contoh destruksi kering

Dilakukan pengukuran sampel dengan metode yang sesuai.

Pengukuran dapat dilakukan dengan cara kimia, fisika atau biologi.

Teknik pengukuran yang digunakan dapat dikelompokan menjadi metode titrimetri, gravimetri, dan instrumental.

3. Tahap analisis/pengukuran

Tahap terakhir dalam suatu analisis adalah perhitungan persentase analit dalam sampel. Metode titrimetri dan gravimetri, misalnya, didasarkan pada hubungan stoikiometri sederhana dari reaksi kimia. Dalam spektrofotometri absorbansi, sifat yang diukur berbanding lurus dengan konsentrasi analit dalam larutan.

Dalam penafsiran hasil pengukuran harus dipertimbangkan adanya kesalahan atau galat.

4. PERHITUNGAN DAN PENAFSIRAN PENGUKURAN

Galat adalah perbedaan numerik antara nilai yang dihitung dengan nilai sebenarnya. Nilai sebenarnya dari suatu kuantitas adalah sesuatu yang kita tidak pernah tahu secara pasti.

Galat pasti atau galat sistematis adalah galat yang berasal dari penyebab yang pasti sepeti instrumen yang tidak dikalibrasi secara benar, pengotor dalam tabung reaksi, reaksi samping dalam titrasi, dan pemanasan sampel dalam suhu yang terlalu tinggi. Galat pasti tidak memiliki arah terhadap nilai sebenarnya dan biasanya terjadi berulang kali.

Galat pasti diklasifikasikan ke dalam galat metodik, operatif, dan instrumental. Galat metodik berhubungan dengan metode analisis yang digunakan. Galat operatif berkaitan dengan batas kemampuan manusia sebagai pelaku eksperimen, sementara galat instrumen berhubungan dengan batas kemampuan dari instrumen yang digunakan.

Pada umumnya sumber galat berasal lebih dari satu kategori, misalnya galat akan selalu terjadi pada penimbangan bahan yang higroskopik, bila pelaku penimbangan juga memiliki teknik penimbangan yang jelek maka galat akan bertambah.

41

GALAT DAN PENGOLAHAN DATA ANALITIK

Galat konstan, galat pasti dapat pula digolongkan sebagai galat konstan. Galat konstan tidak tergantung pada besarnya kuantitas yang diukur dan akan menjadi kurang signifikan apabila kuantitas bertambah. Sebagai contoh bila nilai akhir galat konstan adalah 0,10 ml pada suatu rangkaian titrasi, hal ini menunjukkan galat relatif sebesar 1% untuk contoh yang membutuhkan 10 ml titran, namun hanya 0,2% bila titran yang dibutuhkan sebesar 50 ml.

Galat proporsional, galat ini terjadi bila suatu substansi yang mengganggu ada dalam sampel. Misalnya dalam penentuan iodometrik untuk suatu oksida seperti klorat, unsur oksidasi lain seperti bromat dapat menghasilkan nilai yang lebih tinggi bila kehadiannya tidak diperhitungkan. Dengan mengambil sampel yang lebih besar, galat total akan bertambah, namun galat relatif tetap konstan apabila dihasilkan dari sampel yang homogen.

Galat tidak pasti, merupakan keterbatasan final dan tidak dapat dihindrkan jika pengukuran dilakukan oleh manusia, namun penyebab pastinya tidak dapat ditentukan. Galat ini mengarah ke hasil lebih tinggi atau lebih rendah dengan probabilitas yang sama. Galat ini bisa dikurangi dengan cara pengulangan pengukuran.

42

GALAT, CONTINUE