TUGAS KIMIA ANALISIS MODERN Kelompok 3 : Rika Yulianti (121810301002) Lusi Ike Nurjannah (121810301014) Ahmad Budianto (121810301063) Indah Purwanti (121810301064)

A flow injection-fluorometric method for the determination of ammonium in fresh and saline waters with a view to in situ analyses Alain Aminot, Roger Kérouel and Dominique Birot IFREMER-Brest, BP 70, 29280 Plouzané, France *: Corresponding author : Tel.: +33-298-22-43-61; fax: +33-298-22-45-48; email: aaminot@ifremer.fr

Latar Belakang Fluorometri untuk penentuan amonium di dalam air menggunakan reagen orthophtaldialdehid (OPA) sulfit, merupakan suatu cara yang dianggap efisien untuk mengukur nutrien pada sistem aquatic. Metode ini memiliki keuntungan yaitu simple, tidak menggunakan reagen yang beracun, sensitifitas tinggi. Jurnal ini adalah pembahasan dengan hasil dari penggabungan FIA dan detektor fluorometri sebagai alat yang high performance untuk menentukan amonium di dalam ekosistem air. Dimana dikhususkan pada aplikasi pengukuran secara in situ. Analisis in situ adalah dapat diartikan sebagai analisis suatu campuran kimia. Dilakukan analisis secara in situ ini disebabkan karena kemungkinan spesies yang dianalisis tersebut kurang stabil. Dalam perlakuan di pembahasan kali ini adalah dengan menambahkan amonium ke dalam sampel air murni sebagai unit yang akan dianalisis. Analisis ini yaitu analisis sampel dalam bentuk larutan

Rumusan masalah Bagaimana mekanisme penentuan amonium di dalam air murni dan air laut menggunakan flow injection analisys? Bagaimana hasil yang diperoleh dari penentuan amonium di dalam air murni dan air laut?

Tujuan Dapat menganalisis amonium dalam air murni dan air laut menggunakan alat flow injection analysis secara fluorometri.

Preparasi sampel dan reagen Air laut / air murni Preparasi sampel dan reagen Analisis menggunakan FIA-fluorometri Hasil

Metodologi percobaan

Alat gambar 1 menggambarkan set alat. Pipa dibuat dengan diameter 0,8 mm. Tabung PTFT (diatas flowcell) dihubungkan dengan roda. Roda yang dimaksud di sini adalah roda dari pompa yang digunakan. Pompa yang dipakai adalah jenis pompa paristaltik. Carrier dijaga dari tekanan atmosfir dengan menggunakan asam Variasi kecepatan volume pompa untuk reagen, carrier dan sampel berbeda. Hal ini sudah merupakan hasil dari eksperimen dalam mengkombinasikan volume reagen dan sampel juga carrier dalam penelitian penentuan amonium menggunakan reagen opa. Untuk eksperimen ini didiskribsikan yaitu, reaksi dibenamkan di dalam water bath yang sudah diatur suhunya menggunakan cryothermostant. Bebrapa detektor seperti fluorometri, spektrofluorometri itu sudah berhasil digunakan. Coil dalam pemanas sepnajang 200cm Dispersi aksial terjadi pada arah aliran dan menyebabkan pengenceran yang lebih besar dan memperluas puncak dibanding dispersi radial. Pengaruhnya dapat dramatis, dengan demikian, dalam manifold FIA khas, injeksi sampel disuntikkan sepanjang 1 cm pada zona sampel dapat ditarik ke lebih dari satu meter panjangnya oleh dispersi pada saat melewati detektor. Dispersi aksial dominan dalam tabung lurus

Bahan Bahan Reagen : - Borat (Na2B4O7. 10H2O) berjumlah 20 g/l - Larutan orthophtaldialdehid (OPA) 40 g/l - Sodium sulfite 60 g/l 2. Carrier: - Milli-Q water

Prosedur pembuatan reagen 30 ml orthophtaldialdehid (OPA) Dicampur dengan 1 L Borat 3 ml sulfit 0,2 ml 30% larutan brij Dijaga larutan dari cahaya Dibiarkan beberapa jam sebelum digunakan Hasil

Prosedur preparasi air murni Ditambahkan 0,5 % amonium Ditambahkan Nacl Ditambahkan amonium karena dikhawatirkan amonium yg terkandung dalam air murni sangat kecil shg sulit dideteksi Ditambahkan nacl yaitu untuk mengeruhkan Hasil

Preparasi sampel air laut Preprasi sampel air laut dapat langsung digunakan tanpa adanya perlakuan sebelum dilakukan analisis

Prosedur preparasi amonium standart 66,67mg/l(NH4)2SO4 Dikeringkan pada suhu 105oC selama 2 jam Disimpan dalam desikator Hasil

HASIL

3.1 optimasi alat Laju reaksi sangat tergantung pada suhu, dan percobaan (Gambar. 2a dan 2b) menunjukkan bagaimana intensitas sinyal berkaitan dengan : -waktu stop-aliran - panjang injektion loop -temperatur Hasil ini menunjukkan bahwa reaksi memiliki fase menginisialisasi sebelum mencapai Tingkat signifikan. Dalam kasus seperti itu, suhu yang terlalu rendah atau waktu reaksi yang terlalu pendek menghasilkan sinyal yang sangat kecil.

Pemanasan sedikit di atas suhu kamar penting untuk adanya regulasi yang baik, oleh karena itu, suhu ditetapkan pada 30°C. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 2b, sensitivitas reaksi terhadap suhu sekitar 20% per derajat Celcius pada 30°C, yang membutuhkan thermostatization. Suhu yang dipilih ini jauh di bawah kisaran suhu (75-95 ° C) dari metode lain yang sudah dilakukan, otomatis sensitivitas yang dihasilkan adalah optimum. Adapun aliran dihentikan selama 3 menit setelah sampel dan reagen dicampur.

Gambar 2.a a) stop-flow time and sample loop length (temperature @ 23 °C)

Gambar 2.b b) temperature of reaction (loop = 120 cm, stop-flow time = 5 min)

3.2 Optimasi konsentrasi reagen Sinyal dapat dibuat tinggi dengan meningkatkan konsentrasi reagen. Ketika Konsentrasi OPA meningkat sebesar 50 % , maka diperoleh keuntungan sebanyak 25 % pada ketinggian puncak.

Gambar 2c menunjukkan efek meningkatnya konsentrasi sulfit pada ketinggian puncak . Konsentrasi optimum yang dipilih adalah yang dekat dengan yang memberikan respon tertinggi ( 0,76 mmol l – 1). Hasil ini adalah signifikan dan berbeda dari yang ditemukan dalam versi SFA ( 0,055 mmol - l 1 ) , tetapi berbeda juga dengan percobaan yang digunakan oleh Genfa dan Dasgupta (1989 ) dalam metode FIA tawar air, mereka menemukan konsentrasi optimum sulfit adalah ( 1,1 mmol l - 1 ). Hasil ini mengkonfirmasi bahwa , untuk kinerja yang optimal , konsentrasi reagen mungkin harus disesuaikan dengan modifikasi pipanya.

Gambar 2.c sulfite concentration in the reaction medium.

3.3 Uji kinerja Dalam metode ini, penginjekan sampel yang dilakukan adalah sekitar sembilan sampel per jam. Kurva kalibrasi dibuat dari 0 sampai 50 µmol /l untuk air laut (dengan salinitas 35 pada air laut) dan 100 µmol/l dalam «air muara» (salinitas = 5).

Gambar 3 Gambar 3. Gambar diatas merupakan contoh beberapa puncak yang diperoleh dari pengukuran amonium pada air murni dan amonium standar(4 µmol/ l) dalam air laut ini. Disini kita melakukan dua pengukuran sekaligus dengan pengulangan yang kita inginkan. Sinyal yang ada pada gambar ini menunjukkan bahwa pengulangan dilakukan dua kali untuk pengukuran amonium pada air murni dan amonium standar(4 µmol/ l) dalam air laut ini

Gambar 4 Gambar 4. Kurva kalibrasi amonium

Repetability dilakukan sebanyak lima kali untuk pengukuran tiga standar: 0.5 µmol /l di salinitas 35 dan 4.0 µmol /l pada salinitias 35 dan 18. Dari serangkaian analisis duplikat dari 10 sampel alami dalam kisaran 0.3-7 µmol/ l amonium (salinitas: 23-35), standar deviasi adalah 0,03 µmol /l.

3.4 Interverensi Dalam metode ini, untuk melihat pengaruh adanya ganguan yang diberikan pada sinyal yang dihasilkan, dilakukan penambahan hidrogen karbonat, klorida, sulfat, natrium, magnesium dan calsium. Penambahan tersebut dilakukan untuk mengetahui efek pembentukan garam terhadap sinyal yang dihasilkan.

Gambar 5 Gambar 5. Efek hidrogen karbonat konsentrasi dan salinitas pada respon dari amonium dalam metode FIA-OPA. ) variasi dari puncaknya ketinggian sebagai fungsi dari konsentrasi hidrogen karbonat di air tawar. b) standar deviasi respon (4 µmol l) sebagai fungsi dari salinitas. Untuk hidrogen karbonat dalam kisaran 0-370 mg/ l (0-6 mmol /l), tidak ada efek signifikan yang nampak dalam pengukuran dengan metode ini( Fig. 5a). Kapasitas buffer dari reagen dapat membuat tinggi puncak hidrogen karbonat tidak berubah dalam pengukuran konsentrasi hidrogen karbonat dalam air murni. Efek garam pada air laut dengan salinitas 35 dapat dideteksi dari sinyal yang dihasilkan kemudian dibandingkan dengan sinyal dari larutan standarnya. Sinyal tersebut lebih rendah dari campuran air murni dan air laut dengan salinitas 35. Efek yang diukur menggunakan FIA sangat kecil (< + 2 %) pada range salinitas 10-35. perbedaan sinyal juga terjadi pada air murni yaitu sinyal nya menurun secara teratur sebesar -9% . Air laut juga dicampur dengan mata air murni dan beberapa reagen (komposisi dalam mg l -1: hidrogen karbonat 84, klorida 37, sulfat 20, natrium 33, magnesium 10, kalsium 8). Hasil dibandingkan dengan air laut yang diencerkan dengan air murni. Hasil pengukuran hidrogen karbonat menunjukkan bahwa campuran tersebut tidak memberikan efek garam

3.5 Pengaruh suhu terhadap sampel Disebabkan karena sensitivitas reaksi sangat besar terhadap perubahan suhu, maka dipandang penting untuk mengetahui efek suhu sampel dengan variasi konsentrasi. Hal ini dibuktikan dengan menggunakan standar amonium (8 µmol/l) yang didinginkan pada 6 °C dan dipanaskan sampai 33 °C. Maka diperoleh tidak terjadinya perubahan yang fatal pada puncak yang dihasilkan. Meskipun suhu aliquot yang melewati loop injeksi sampel mungkin berbeda sedikit dari suhu sampel. maka penelitian ini menunjukkan bahwa suhu sampel tidak mempengaruhi puncak yang dihasilkan

3.6 Pengaruh material kecil yang tersuspensi Untuk mengetahui pengaruh materi kecil yang tersuspensi ke dalam sampel maka dilakukan dengan : Sedimentasi Menambahkan fitoplankton ke dalam sampel.

- Metode sedimentasi Metode ini dilakukan dengan 2 cara yaitu 1 - Metode sedimentasi Metode ini dilakukan dengan 2 cara yaitu 1. Menambahkan sedimen pyrolyzed yang berasal dari muara berlumpur (partikel berbagai ukuran: 1-250 µm; median: 45 µm) ke dalam standar amonium yang disiapkan dalam air laut. sampel harus benar-benar diaduk untuk menghindari partikel yang menetap selama analisis, dan terjadi kontaminasi amonium sedikit dari air.

2. Dilakukan dengan mengambil butir halus lumpur muara (<50 mikro meter), dan dibuat hingga 600 mg/l padatan tersuspensi. Kemudian lumpur dibuat pada konsentrasi 120 g/l dalam air demineralisasi dan ditambahkan ke amonium bebas air laut. Sedimen kedua tidak memerlukan aduk, tapi merilis sejumlah kecil amonium dalam sampel uji.

Pengaruh adanya partikel tersuspensi terhadap perubahan signal yang dihasilkan Tabel tersebut merangkum hasil efek relatif kehadiran suspensi sedimen dalam sampel untuk menentukan konsentrasi amonium. Efek yang diamati dengan dua sedimen: sedikit negatif untuk sedimen pyrolysed dan sedikit positif untuk sedimen alami. Pyrolyzing mungkin sudah mengaktifkan situs adsorpsi yang kemudian dilindungi dari reaksi amonium. Namun, Hasil utamanya adalah bahwa, apa pun sedimen, tidak ada pengaruh besar dari kekeruhan yang dapat dideteksi sampai ~ 1 g/l padatan tersuspensi (- 5 sampai + 1% dari konsentrasi amonium). Gangguan potensial dari phytoplanton diuji dengan dua tipe ammonium bebas diatom cultures: Chaetoceros gracil dan Thalassosira weissflogii. Pengenceran dilakukan untuk memperoleh sekitar 5.106 dan 4.106 sel per liter, yaitu sekitar 50-60 µg/l dari klorofil a, dalam ujian sampel. Dalam amonium bebas air laut, tidak ada respon dari ganggang terdeteksi (perhatikan bahwa amonium dari media kultur tidak terdeteksi pada tingkat pengenceran yang digunakan). Pengaruh fitoplankton standar amonium, dan 0-2% rata-rata (Tabel 1), tidak signifikan karena tingkat amonium asimilasi oleh ganggang selama analisis ulangan sehingga menghasilkan nilai negatif.

3.7 Background fluoresensi Pengaruh adanya senyawa organik alami pada Background fluoresensi (BF) tidak dapat diabaikan dalam beberapa perairan. Selain itu, aplikasi penentuan amonium dengan OPA sinyalnya masih kurang maksimal dimana hasil ini memang bertentangan dengan versi SFA . Oleh karena itu, harus dilakukan pemeriksaan kembali apakah koreksi BF dapat dengan signifikan untuk diterapkan, dan hal ini tergantung pada kepresisian yang diperoleh, sebagai fungsi dari tingkat keberhasilan dalam mencapai pendeteksian amonium yang diharapkan.

Spektrum sampel Fluoresensi diperoleh dengan mengganti suatu reagen menggunakan reagen OPA. Dihasilkan eksitasi panjang gelombang yang sama untuk mengukur amonium, yaitu 370 nm. Spektrum ini mengkonfirmasi bahwa BF dan fluoresensi dari amonium-OPA merupakan senyawa yang tumpang tindih, dan hal itu secara signifikan mengurangi gangguan BF yaitu dengan memilih panjang gelombang emisi tertentu. Sinyal amonium untuk Background fluoresensi ini diukur dengan detektor LDC dengan cara yang sama seperti untuk sampel.

3.8. Metode Validasi Perbandingan hasil yang diperoleh dengan metode ini dan dengan metode SFA dari Kérouel dan Aminot (1997) dibuat dengan sampel dari Teluk Seine (Perancis) yang salinitasnya adalah antara 23,1 - 34,7. Gambar 6 menunjukkan bahwa data perbandingan yang dihasilkan adalah baik (kemiringan: 1,01; intercept: 0,05 umol l -1). Interval kepercayaan (confidence level 95%) menunjukkan bahwa slope tidak berbeda secara signifikan.

Kesimpulan Jurnal ini memaparkan tentang kemampuan metode FIA-fluoresensi untuk penentuan amonium di perairan murni dan air laut. Sensitivitas fluoresensi diperoleh dengan FIA menggunakan mode stop-flow yaitu 3 atau 5 min. Dengan waktu 6 menit maka per sampel dimungkinkan untuk diukur sehingga menghasilkan baseline dan sinyal sampel. Aplikasi penentuan amonium pada jurnal ini menggunakan reagen OPA yang merupakan hasil dari penyempurnaan penelitian yang dilakukan sebelumnya yaitu penentuan amonium menggunakan membran NH3.

terimakasih

Pertanyaan Ferlia Suci (12-07 ) Apa bedanya sampel yang ada pada pump dengan yang di valve ? 2. Mindarti S (12- 15) Mengapa hanya sampai suhu 30⁰ C ? Kenapa tidak dengan suhu yang lebih tinggi ? 3. Lailatul Badriyah (12-36 ) Apakah ada mode on/off pada rangkaian tersebut ? 4. Vike P.A (12-41 ) Pump-nya sebenarnya ada satu atau tiga ?

Jawaban Sampel sebenarnya hanya ditempatkan di dalam valve, dan tidak terdapat sampel di dalam pump. Ilustrasi yang diberikan di pump tersebut merupakan tanda jalannya sampel saja, bukan penempatan sampel. Hasil optimasi ini sudah merupakan hasil optimasi dari beberapa percobaan dan merupakan bentuk penyempurnaan dari penelitian-penelitian sebelumnya. Suhu yang dipilih ini merupakan suhu yang jauh lebih rendah dari suhu 70-90oC sebelumnya yang menghasilkan sinyal yang kurang baik, sehingga dilakukan optimasi dengan suhu yang jauh lebih rendah dari suhu-suhu sebelumnya yaitu dimulai dari suhu 10, 15, 20 dan 30oC

3. Tidak terdpat metode on / off pada rangkaian ini karena sampel,reagen dan carier berjalan bersamaan (di on kan bersamaan). 4. Terdapat 3 pump yang berbeda dengan kecepatan berbeda. Sedangkan pipanya hanya 1.