7/28/2019 169-211-1-SM.pdf

1/4

Edisi Spesial, Th. 1999 Ekstraksi Logam Berat Cd dan Cu Dalam Sedimen

12

EKSTRAKSI LOGAM BERAT Cd DAN Cu DALAM SEDIMEN LAUT DANGKAL

DENGAN BEBERAPA KOMBINASI ASAM MINERAL

Nursiah La Nafie, Abdul Wahid Wahab dan Abdul MalikJurusan Kimia, FMIPA Universitas Hasanuddin,

Jl. Perintis Kemerdekaan KM 10, Ujung Pandang 90245

ABSTRAK

Sampling preparation and appropriate choice of analytical method are two important points to consider

in obtaining reliable data on toxic metal analysis in marine environment. This work aims to know thequality of two or three acid combinations in metal extraction of Cd and Cu in marine sediment as

preliminary steps in sampling preparation. The result was tested through its effectiveness and accuracy

by looking at its quantitative aspect and relative standard deviation. Determination of Cd and Cu wascarried out by Attomic Absorption Spectroscopy and the result has shown that combination ofHCl/HNO3/HClO4 is having best effectiveness and accuracy. The amount of extract obtained are 13.16

ug/g for Cd and 74.93 for Cu. Deviation standards for Cd and Cu are 1.23% and 0.58% respectively.

Key words : extraction, marine sediment, toxic metal, effectiveness, accuracy, deviation standard

PENDAHULUAN

Langkah awal penyiapan sampel yang sering

dilakukan pada analisis kimia adalah dekomposisi

sampel ke dalam bentuk yang siap dianalisis. Untuksampel padat seperti sedimen, maka tahap pelarutan

sampel merupakan hal yang sangat mendasar sebagaiproses dekomposisi sampel. Beberapa penelitian

menunjukkan bahwa cara yang paling efisien untuk

mengekstraksi logam dalam silikat adalah dengan

menggunakan asam mineral. Penggunaan asam-asammineral untuk mendekomposisi atau mengekstraksi

logam dalam sampel memiliki keuntungan tertentu

yaitu proses pengerjaannya lebih cepat, penguapan

zat yang dianalisis sangat kecil kemungkinannya,

kelebihan asam dapat dengan mudah dihilangkan

dan kontaminasi dengan bejana relatif kecil. Logam

berat yang dianalisis pada penelitian ini adalah logam

Cd dan Cu karena logam-logam ini diperkirakan

banyak terdapat dalam sedimen laut yang merupakansubstrat dasar dari perairan yang menjadi tempat

akumalasi logam-logam.Umumnya logam-logam di perairan terdapat

dalam bentuk persenyawaan seperti senyawa

hidroksida, senyawa oksida, senyawa karbonat dan

senyawa sulfida. Senyawa-senyawa ini sangat mudah

larut dalam air. Kenaikan pH pada badan perairan

biasanya akan diikuti dengan semakin kecilnyakelarutan dari senyawa-senyawa logam tersebut.

Perubahan tingkat stabil dari kelarutan tersebut

biasanya terlihat dalam bentuk pergeseran

persenyawaan. Umumnya pada pH yang semakin

tinggi, maka kestabilan akan bergeser dari karbonat

ke hidroksida. Hidroksida-hidroksida ini mudah

sekali membentuk ikatan dengan partikel-partikel

yang terdapat pada badan perairan. Lama kelamaan

persenyawaan yang terjadi antara hidroksida dengan

partikel-partikel yang ada di badan perairan akanmengendap dan akan membentuk sedimen.

Pengendapan partikel khususnya partikelbioorganik memegang peranan penting dalam

pengikatan logam berat dan pemindahannya pada

bagian yang lebih dalam dari laut dan danau yang

mana sebagian akan termineralisasi dan mengalamiperubahan bentuk menjadi sedimen. Siklus partikel di

dalam laut dan danau akan terkendalikan oleh

produktivitas primer dari plankton. Permukaan

sedimen yang terdiri dari substansi biologi yaitu

scavenger aktif merupakan lapisan yang baik untuk

pengikatan logam berat.

Dekomposisi yang dilakukan pada materi biologi

untuk menghilangkan zat organik sehingga yang

tinggal hanya senyawa anorganiknya saja denganmenggunakan asam-asam mineral adalah metode

yang sering dilakukan. Beberapa campuran asammineral yang biasa digunakan untuk metode ini

adalah campuran HNO3-H2SO4, campuran HNO3-

HClO4 dan campuran HCl-HNO3-HClO4.

Narsito dkk (1988) telah melakukan penelitian

tentang penggunaan campuran H2SO4 dan HNO3untuk mendekomposisi pada analisis kimia batubara.Dalam laporannya dinyatakan bahwa campuran

asam-asam mineral tersebut dipilih karena mineral

batubara yang terutama tersusun dari bahan organik

sehingga untuk menghilangkan senyawa-senyawa

organik tersebut digunakan asam-asam pengoksida.

7/28/2019 169-211-1-SM.pdf

2/4

Nursiah La Nafie dkk. Mar. Chim. Acta

13

Dalam penelitian tersebut disimpulkan bahwa

menggunakan campuran HNO3 dan H2SO4 dalam

analisis unsur-unsur natrium, kalium, besi,aluminium dan magnesium memberikan hasil yang

baik.

Campuran HCl-HNO3 biasa digunakan untuk

mendekomposisi mineral-mineral yang mudah larut

dalam asam biasa, tetapi memerlukan oksidasi,

misalnya mineral-mineral sulfida. Campuran ini juga

dapat digunakan untuk melarutkan logam-logam

yang kurang aktif seperti emas, platina, perak,

tembaga, timah hitam dan lain-lain. Efektifitas

pelarutnya dapat dipertinggi dengan pelarutan dalam

tabung tertutup rapat.

Pada penelitian ini metode yang digunakan untukmendekomposisi atau mengekstraksi sampel sedimen

laut adalah dengan menggunakan asam-asam mineral

HCl, HNO3, HClO

4dan H

2SO

4yang dibuat dalam

kombinasi dua asam dan tiga asam.

Tujuan penelitian dapat dinyatakan sebagai berikut :1. Untuk mengetahui kombinasi asam yang

paling efektif digunakan untuk mengekstraksi

logam berat Cd dan Cu pada sampel sedimen

laut dengan membandingkan kadar logam

yang diperoleh untuk masing-masing

kombinasi asam mineral.

2. Untuk mengetahui kombinasi asam mineral

yang paling tinggi tingkat kecermatannya

dalam mengekstraksi logam berat Cd dan Cu

pada sampel sedimen laut denganmembandingkan standar deviasi relatif yangdiperoleh dari masing-masing kombinasi asam

mineral.

3. Untuk mengetahui kombinasi asam yang

paling tinggi tingkat kecermatannya dalam

mengekstraksi logam Cd dan Cu dalam

sampel sedimen laut.

METODOLOGI

Peralatan : Alat Van Ven Grab,

Spektrofotometer Serapan Atom

SSA) Model AA-640 Shimadzu,lampu katoda berongga Cd dan Cu,

neraca analitis, pemanas listrik serta

alat-alat gelas yang umum digunakan

dalam analisis kimia.

Bahan-bahan : Asam nitrat, asam klorida, asamsulfat, asam perklorat, CdCl2 dan

CuCl2.

Metode Kerja :

Sampel sedimen laut diambil pada suatu tempat

di perairan pantai Ujung Pandang denganmenggunakan alat van ven Grab yang diulur ke dasar

perairan dengan menggunakan tali. Sampel basahdikeringkan dalam oven pada suhu 100-1100C,

kemudian didinginkan lalu dihaluskan hingga

menjadi bubuk halus.

Ekstraksi dengan beberapa kombinasi asam mineral

Ekstraksi dilakukan sebanyak tiga kali dan

masing-masing menggunakan 500 mg sampel

sedimen laut yang dilakukan sesuai prosedur (1) dan

(2) sebagai berikut :

(1). Ekstraksi dengan kombinasi dua asam (HNO3-

HClO4)

Sampel kering yang sudah halus ditimbang teliti

sebanyak 500 mg dalam setiap gelas piala. Ke

dalam setiap gelas piala ditambahkan HNO3pekat sebanyak 3 ml diikuti penambahan HClO4pekat sebanyak 3 ml. Campuran dibiarkansemalam dan selanjutnya dipanaskan di atas

penangas pada suhu 800C selama dua jam.

Setelah dingin, ke dalam setiap gelas piala

ditambahkan aquades sebanyak 30 ml kemudian

disaring ke dalam labu ukur 50 ml lalu

ditepatkan volumenya sampai tanda batasdengan aquades.

Catatan : Untuk prosedur yang menggunakan

kombinasi dua asam mineral lainnya dikerjakan

dengan cara yang sama seperti di atas.

(2). Ekstraksi dengan kombinasi tiga asam (HCl-

HNO3-HClO4)

Sampel kering yang sudah halus ditimbang teliti

sebanyak 500 mg dalam setiap gelas piala. Ke

dalam setiap gelas piala ditambahkan HCl pekat

sebanyak 3 ml diikuti penambahan HNO3pekatdan HClO4pekat masing-masing sebanyak 3 ml.Campuran dibiarkan semalam dan selanjutnya

dipanaskan di atas penangas pada suhu 800C

selama dua jam. Setelah dingin, ke dalam setiap

gelas piala ditambahkan aquades sebanyak 30

ml kemudian disaring ke dalam labu ukur 50 ml

lalu ditepatkan volumenya sampai tanda batasdengan aquades.

Catatan : Untuk prosedur yang menggunakan

kombinasi tiga asam mineral lainnya dikerjakan

dengan cara yang sama seperti di atas.

Penentuan kadar logam dengan alat SSA :Kadar logam Cd dan Cu dalam larutan sampel

dapat diketahui dengan alat SSA dengan

menggunakan lampu katoda berongga khusus untuk

logam Cd dan Cu sebagai sumber sinar.

Pengujian kualitas metode ekstraksi :

Untuk mengetahui kombinasi asam mineral yang

memiliki kualitas terbaik maka pengujiannya

dilakukan dengan :

Uji efektifitas.Kombinasi asam mineral yang memiliki jumlah kadar

yang paling besar berarti memiliki efektifitas yangpaling tinggi.

7/28/2019 169-211-1-SM.pdf

3/4

Edisi Spesial, Th. 1999 Ekstraksi Logam Berat Cd dan Cu Dalam Sedimen

14

Uji kecermatan.

Tingkat kecermatan ditunjukkan oleh nilai

standar deviasi relatif hasil analisis kimia. Kombinasiasam mineral yang mempunyai nilai standar deviasi

relatif yang paling rendah berarti memiliki tingkat

kecermatan yang paling tinggi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan kadar logam Cd dan Cu dengan alat SSA.

Empat asam mineral dengan sepuluh kombinasi

yang berbeda digunakan sebagai zat pengekstraksi

untuk menganalisis logam-logam Cd dan Cu pada

sampel sedimen laut dangkal. Pada umumnya,

kombinasi dua asam tidak seefektif dengankombinasi tiga asam, terutama kombinasi asam yang

menggunakan H2SO4. H2SO4 merupakan asam yang

kurang efektif sebagai pengekstraksi logam Cd dan

Cu dalam sampel sedimen laut. Kombinasi tiga asam

yang menggunakan HClO4 adalah kombinasi asam

yang lebih efektif bila dibandingkan dengan

kombinasi tiga asam yang tidak menggunakan

HClO4. Hal ini dapat lebih dimengerti dengan

memperhatikan tabel (1) di bawah ini.

Tabel 1. Konsentrasi logam Cd dan Cu setelah diekstraksi dengan beberapa kombinasiasam mineral dalam sampel sedimen laut.

Kombinasi asam mineral Konsentrasi (g/g)Cd Cu

HCl - HNO3HCl - HClO4HCl - H2SO4HNO3 - HClO4HNO3 - H2SO4H2SO4 - HClO4HCl - HNO3 - H2SO4HCl - HNO3 - HClO4HCl - HClO4 - H2SO4HNO3 - HClO4 - H2SO4

05,8500

12,4433

06,5033

12,0690

04,9167

08,4000

06,5333

13,1635

11,5133

09,5800

45,4467

71,1467

42,1367

65,0500

37,2400

39,3967

45,5400

74,9300

53,0967

62,3130

Dengan memperhatikan tabel (1) di atas, terlihat

bahwa kombinasi asam HCl - HNO3 - HClO4memberikan nilai konsentrasi yang paling besar

untuk mengekstraksi logam Cd dan Cu dalam sampel

sedimen laut yaitu masing-masing 13,1635 g/g dan

74,9300 g/g, sehingga dapat dikatakan bahwakombinasi asam tersebut di atas merupakankombinasi asam yang paling efektif untuk

mengekstraksi logam Cd dan Cu dalam sampel

sedimen laut.

Logam Cd dan Cu yang terdapat dalam sampelsedimen laut diduga banyak terikat pada senyawa

anorganik. Hal ini dapat dilihat dari besarnya nikaikonsentrasi logam Cd dan Cu yang diperoleh karena

penggunaan kombinasi HCl-HNO3-HClO4. HNO3dan HClO4 selain digunakan sebagai oksidator

juga sering digunakan untuk melarutkan logam-

logam dan beberapa jenis mineral, sedangkan HCl

merupakan asam yang paling efektif digunakan untuk

melarutkan kebanyakan oksida-oksida logam dan

mineral-mineral. Dengan mengetahui kegunaan dari

jenis asam-asam mineral yang terdapat pada

kombinasi ini maka besar kemungkinan kombinasi

ini memperoleh kadar logam Cd dan Cu yang lebih

besar dibandingkan dengan kombinasi asam lainnya.

Tingkat kecermatan ditunjukkan oleh nilai

standar deviasi relatif hasil analisis ekstraksi logam

dengan beberapa kombinasi asam mineral.Kombinasi asam mineral yang memiliki nilai standar

deviasi yang rendah berarti tingkat kecermatannya

tinggi. Hasil uji kecermatan dapat dilihat pada tabel

(2) berikut ini :

7/28/2019 169-211-1-SM.pdf

4/4

Nursiah La Nafie dkk. Mar. Chim. Acta

15

Tabel 2. Nilai standar deviasi relatif dari logam Cd dan Cu

Kombinasi asam mineral

Standar deviasi relatif (%)

Cd Cu

HCl - HNO3HCl - HClO4HCl - H2SO4HNO3 - HClO4HNO3 - H2SO4H2SO4 - HClO4HCl - HNO3 - H2SO4HCl - HNO3 - HClO4HCl - HClO4 - H2SO4HNO3 - HClO4 - H2SO4

4,04

2,18

7,19

1,87

4,71

5,59

7,121,23

2,40

2,47

20,42

1,74

2,39

0,89

2,34

4,83

1,650,58

1,64

1,01

Pada tabel di atas terlihat bahwa ekstraksi logamCd dan Cu dalam sampel sedimen laut dengankombinasi dua asam dan tiga asam memberikan

tingkat kecermatan yang baik. Akan tetapi dari nilai

standar deviasi relatif logam Cd dan Cu yang

diperoleh, kombinasi HCl - HNO3 - HClO4 memiliki

nilai yang paling rendah yaitu masing-masing 1,23%

dan 0,58%, sehingga kombinasi asam ini dianggap

memiliki kecermatan yang paling tinggi. Selain

memiliki kecermatan yang paling tinggi, pada tabel

(1) menunjukkan bahwa kombinasi asam ini

memiliki nilai rata-rata kadar paling besar (paling

efektif). Dengan demikian kombinasi asam ini

diharapkan menjadi pengekstraksi yang paling baikuntuk logam Cd dan Cu dalam sampel sedimen laut.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, maka

dapat disimpulkan bahwa kombinasi asam mineral

HCl - HNO3 - HClO4 merupakan kombinasi asam

yang paling efektif dan yang paling tinggi tingkat

kecermatannya untuk mengekstraksi logam Cd dan

Cu dalam sedimen laut dangkal bila dibandingkan

dengan kombinasi asam mineral lainnya.

PUSTAKA

Agemian, H., 1975,Anal. Chim. Acta, 80, 61-62.

Albaiges, J., 1980. Analytical Techniques in Environmental Chemistry, Pergamon Press, New York, pp. 615 -

619.

Narsito., 1988. Studi tentang Penggunaan Campuran H2SO4-HNO3 untuk Dekomposisi Dalam Analisis Kimia

Batubara, FMIPA UGM, Yogyakarta.

Pragatheeswaran, V., 1994. Manual of Methods in Aquatic Environment Research-Analytical Procedures for

Heavy Metals, Pesticides and Petroleum Hydrocarbon, SNC - Lavalin International, Inc, Sydney,pp. 7-8.

Skoog, D.A., West, D.M., and Holler, F.J., 1996. Fundamentals of Analytical Chemistry, 7th

ed, SaundersCollege Publ, New York, pp. 612-615.