Siti Zubaidah. S (101810301011) Denik Dwi Jayanti (101810301043) Flow Injection Analysis for Boron Determination by Using Methyl Borate Generation and Flame Atomic Emission Spectrometry Siti Zubaidah. S (101810301011) Denik Dwi Jayanti (101810301043)

Pembentukan senyawa volatil boron Digunakan dalam berbagai aplikasi Berbahaya apabila kekurangan atau kelebihan Peneliti menganalisis dengan AES sensitivitas lemah dan banyak pengganggu Diperlukan metode yang tepat Menggunakan metode FIA Pembentukan senyawa volatil boron Metil Borat

Apparatus Reagents MILLIPORE water system (Elix-10 diikuti dengan Milli-Q 185 Plus dan 0,22 µm unit filter. Spektrometer absorpsi atom ATI-UNICAM 929 Pompa peristaltik GILSON Minipuls 3 dengan pipa Tygon Pipa PTFE dengan diameter 0,8-1 mm Separator gas-cair UNICAM VP90 Loop injeksi 250 µm Asam borat Akuades H2SO4 CH3OH Gas carrier Argon

Instrumental Parameters Pengukuran emisi dilakukan pada panjang gelombang 547,8 nm memberikan sensitivitas yang baik Kondisi tinggi pembakar 15 mm dengan kepala pembakar 5 cm Lebar spektra 1,0 nm dan aliran gas C2H2 sebesar 0.9 L/menit.

Proposed method Analisis menggunakan sampel sebanyak 0,1 mL, 3 mL metanol dan 1 mL asam sulfat ( Castello et al, 1985). Asam sulfat digunakan sebagai agen pengdehidrasi Gas Argon digunakan sebagai gas carrier pada separator cair-gas

Preparasi larutan stok Boron 2000 µg/mL Proposed method Preparasi larutan stok Boron 2000 µg/mL 5,72 gram Asam Borat Dilarutkan dengan air terdeionisasi 500 mL Disimpan dalam labu polietilen Dikeringkan dalam desikator dengan suhu 120 ˚C Hasil

Larutan stok asam borat 200µg/mL Optimasi laju gas carrier Argon dan laju pompa reaktan Larutan stok asam borat 200µg/mL Diinjekkan dalam aliran larutan H2SO4 60% (v/v) injection loop Dicampurkan lagi dengan larutan H2SO4 60% (v/v) pada katup 6-way Dicampurkan ke dalam aliran larutan Metanol Di lewatkan pada mixing coil Senyawa metil borat menuju ke GLS (gas liquid separator) Kemudian gas menuju ke detektor (FAES) Pengukuran di ulang dengan variasi laju argon, variasi laju pompa Hasil

Optimasi panjang mixing coil Larutan stok asam borat 100 mg/mL Diinjekkan dalam aliran larutan H2SO4 60% (v/v) melalui injection loop Dicampurkan lagi dengan larutan H2SO4 60% (v/v) pada katup 6-way Dicampurkan ke dalam aliran larutan Metanol Di lewatkan pada mixing coil dengan variasi panjang coil Senyawa metil borat menuju ke GLS (gas liquid separator) Kemudian gas menuju ke detektor (FAES) Hasil

Optimasi konsentrasi H2SO4 terlarut Larutan stok asam borat 20µg/mL Diinjeksi dalam aliran larutan H2so4 konsentrasi divariasikan 0% ; 20% ;40% ; 60% pada injection loop Dicampurkan lagi dengan larutan H2SO4 pada katup 6-way Dicampurkan ke dalam aliran larutan Metanol Di lewatkan pada mixing coil Senyawa metil borat menuju ke GLS (gas liquid separator) Kemudian gas menuju ke detektor (FAES) Hasil

Pembuatan kurva kalibrasi Larutan Stok borat 2000 µg /mL Diencerkan dengan variasi konsentrasi sebesar 10 µg /mL sampai 2000 µg /mL Diinjekkan dalam aliran larutan H2SO4 60% (v/v) melalui injection loop Dicampurkan lagi dengan larutan H2SO4 60% (v/v) pada katup 6-way Dicampurkan ke dalam aliran larutan Metanol Di lewatkan pada mixing coil Senyawa metil borat menuju ke GLS (gas liquid separator) Kemudian gas menuju ke detektor (FAES) Hasil

Instrumental

Hasil Metode analisis FIA didasarkan pembentukan dan penguapan dari metil borat. Metil borat yang terdeteksi merupakan senyawa yang terbentuk dari reaksi asam borat (senyawa B) dan metanol dengan asam sulfat. Senyawa ini bersifat volatil dan stabil pada keadaan uap. Persamaan reaksinya adalah : Asam sulfat bertindak sebagai agen pendehidrasi dimana akan menghasilkan panas yang diperlukan untuk penguapan.

Hasil variasi laju pompa dengan laju Argon Iki bingung!! Dari tabel diatas di dapatkan signal terbaik pada variasi laju pompa 30-rpm dan laju argon 400 mL / min

Hasil variasi panjang mixing coil Berdasarkan data tersebut, didapatkan bahwa panjang koil tidak mempengaruhi secara signifikan terhadap sinyal emisi. Hasil optimasi didapatkan panjang coil 10 cm memberikan sinyal tertinggi.

Hasil variasi konsentrasi asam sulfat Berdasarkan hasil variasi konsentrasi asam sulfat didapatkan bahwa asam sulfat 60% (v/v) menghasilkan sinyal emisi tertinggi Optimasi dilakukan karena senyawa metil borat harus dibawa dalam medium yang tidak lembab moisture-free

Grafik hasil pembuatan kurva kalibrasi Menunjukkan bahwa linier antara konsenrasi 10 µg/mL hingga 2000 µg/mL Limit deteksi adalah konsentrasi terendah dari analit dalam contoh yang dapat terdeteksi, tetapi tidak perlu terkuantitasi, dibawah kondisi pengujian yang disepakati. Limit deteksi 2,96 µg/mL atau 0,74 µg/mL

Karena sensitivitas yang sangat lemah, sulit untuk menentukan Boron menggunakan menggunakan AES dan adanya “metode standar” sangat diperlukan. Untuk meningkatkan sensitivitas dan performa kontrol Boron pada matriks yang berbeda tanpa melalui proses pra-konsentrasi atau metode ekstraksi metode ini telah diusulkan. Didapatkan bahwa point penting dari metode ini adalah pembentukan senyawa metil borat dan sempurnanya transfer gas menuju nebulizer AES Sensitivitas dari metode ini dapat dibandingkan dengan metode batch lainya dan oleh karena itu direkomendasikan untuk rutinitas laboratorium

Kesimpulan Optimasi yang diperoleh adalah sebagai berikut : laju gas carrier argon : 400 mL/menit dan laju pompa sebesar 30 rpm panjang mixing coil adalah 10 cm Konsentrasi H2SO4 yang diberikan adalah 60 % (v/v) pembuatan kurva kalibrasi didapatkan persamaan linier y = 0,0115x – 1,496 dengan limit deteksi 2,96 µg/ mL atau 0,74 µg/mL Penentuan boron dapat dilakukan dengan metode FIA yang dikombinasi dengan Flame atomic emision spectrometry (FAES) dengan prinsip pembentukan dan penguapan senyawa metil borat.

Diskusi Bagaimana mengetahui metil borat berubah menjadi fase gas dan dideteksi oleh detektor? Resti R. (11-1016) Bagaimana mekanisme kerja metode FIA dengan FAES ? Ahmad Isrizal (12-1030)

Jawab Metil borat berwujud cair, akan tetapi bersifat mudah menguap. Ketika direaksikan dengan asam sulfat (agen pendehidrasi dimana akan menghasilkan panas yang diperlukan untuk penguapan) maka dengan bantuan carier Ar yang berfungsi untuk menentukan laju pompa reaktan untuk sinyal emisi metil borat yang berwujud cair akan menguap kemudian menuju ke GLS(memisahkan gas yang terbentuk dari metil borat dalam larutan). Metil borat dalam bentuk gas kemudian dideteksi oleh detektor

2. Asam borat 0.1 mL diinjekkan dalam aliran larutan 1 mL H2SO4 60% (v/v) melalui injection loop. Dicampurkan lagi dengan larutan 1 mL H2SO4 60% (v/v) pada katup 6-way . Dicampurkan ke dalam aliran larutan metanol 3 mL. Di lewatkan pada mixing coil dengan variasi panjang coil. Senyawa metil borat menuju ke GLS (gas liquid separator). Kemudian gas menuju ke detektor (FAES)