TUGAS FLOW INJECTION ANALYSIS

Mengkaji Jurnal “Completely Automated System for Determining

Halogenated Organic Compounds by Multisyringe Flow Injection Analysis”

Oleh :

Agita Raka Pratiwi (101810301013)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2013

Mengaji tentang jurnal “Completely Automated System for Determining

Halogenated Organic Compounds by Multisyringe Flow Injection Analysis”

Fernando Maya, Jose´ Manuel Estela, and Vi´ctor Cerda`

Completely Automated System for Determining Halogenated Organic

Compounds by Multisyringe Flow Injection Analysis adalah jurnal penelitian 3

ilmuwan yang berasal dari jurusan kimia Universitas Pulau Balearic, Mallorca,

Spanyol. Jurnal penelitian mereka adalah tentang penentuan senyawa organik

terhalogenasi dengan menggunakan metode analisis sistem injeksi alir multi-

syring.

Penelitian ini didasari kekhawatiran para peneliti tentang masalah

lingkungan yakni kualitas air pada pembuangan pabrik. Pabrik – pabrik yang

mensintesis produk seperti disinfektan dan pestisida akan menghasilkan senyawa

organik terhalogenasi yang larut dalam air dan akan mencemari air apabila

ditemukan dalam jumlah besar. Oleh karena itu para peneliti kadar halogen terikat

dalam senyawa organik yang terlarut dalam air yang ada didaerah industri

perawatan tanaman di Spanyol. Hal ini membuat saya tertarik pada jurnal ini

karene masalah lingkungan akhir-akhir ini menjadi topik hangat disemua

kalangan, bagaimana cara menanggulanginya, pencegahannya. Air juga menjadi

salah satu sumber daya alam sangat dibutuhkan dan yang paling banyak tercemar,

dengan mempelajari jurnal ini diharapkan dapat diketahui senyawa apa yang dapat

ditemukan dan menanggulanginya.

Umumnya untuk menentukan halogen yang terikat pada senyawa organik

dalam larutan digunakan metode adsorbsi dengan karbon aktif kemudian

dilanjutkan dengan pirolisis dan titrasi kolometri yang hasilnya dinamakan

parameter Adsorbable Organic Halogens (AOX). Menariknya ketiga ilmuwan

Spanyol tersebut menggunakan metodologi analisis yang sangat berkembang

yakni sistem injeksi alir atau lebih dikenal dengan Flow Injection Analysis (FIA).

Menurut saya teknik FIA memang cocok, dari segi efektivitas sangat bagus karena

kita hanya menginjeksikan sampel nantinya carrier akan membawa reagen

direaksikan dicoil dan nantinya dideteksi detektor sehingga tidak perlu

menggunakan metode banyak metode seperti adsorbsi karbon, pirolisis dan titrasi

kolorimetri. Teknik FIA yang digunakan pun bukan teknik FIA biasa akan tetapi

Multisyringe Flow Injection Analysis (MSFIA) atau sistem injeksi alir

menggunakan multisyring.

Multisyring? Terdengar aneh bagi saya yang pemula dalam mempelajari

sistem alir ini, akan tetapi mungkin bagi sebagian besar para peneliti kimia

khususnya yang bergerak dalam bidang analitik ini hal yang lumayan biasa. Multi

syring adalah elemen dasar dalam teknik MSFIA ini, yakni berupa buret yang

merupakan adaptasi dari pompa syring yang sama digunakan pada SIA

( Separated Injection Analysis) bertujuan untuk menggerakan 4 syring (hal ini

yang menyebabkan mengapa disebut multisyring) secara simultan yang terkoneksi

pada motor/ penggerak yang sama. Nantinya cairan akan dibawa melalui banyak

aliran oleh buret multisyring. Sebuah multisyring dengan 4 syring mampu

menghasilkan hingga 32 mode injeksi yang berbeda.

Gambar 1. Penampang dari buret multisyring ket : (1) pelat motor penggerak, (2) syring, (3) katup solenoid dan (4) konektor dan pipa

Kembali ke penelitian, sampel yang diambil adalah air sumur dan air

pembuangan dari 3 daerah yang berbeda didaerah sekitar pabrik pembuatan obat

tanaman di Mallorca, Spanyol. Secara garis besar, teknik MSFI digunakan untuk

penentuan HOC (Halogentad Organic Compound) atau senyawa organik yang

terhalogenasi sebagai kelompok parameter. pada akhirnya senyawa organik

dikonsentrasikan dahulu dan diisolasi dari matriks samplenya dengan ekstraksi

fase padat. fase solid dibilas dengan larutan nitrat bertujuan untuk melihat efek

kompetitif desorpsi melawan ion halida kemudian senyawa target dielusi dengan

pelarut organik/ campuran air. Eluat dicampur dengan oksidator kimia (ion

persulfat, S2O82-) dan disinari dengan cahaya UV. HOC teroksidasi dan melepas

CO2, yang dilepaskan oleh debubbler dan menghasilkan HX . HX yang dihasilkan

direaksikan Hg(SCN)2 untuk mendapatkan ion SCN- bebas yang nantinya secara

bersamaan direaksikan deng Fe3+ untuk mendapatkan kompleks koordinasi yang

sangat berwarna. Diukur absorbansi kompleks tersebut pada panjang gelombang

yang diijinkan yakni 480 nm untuk sinyal analitik pembebasan ion halida. Berikut

adalah instrumen dari MSFI penelitian kali ini :

Gambar 2. Gambaran skematik dari susunan MSFI yang diusulkan untuk penentuan HOC.

S1-S4 menunjukkan syring, katup solenoid (valve) V1-V4, C tandon

penyimpanan carrier, R1 (reagent) tandon larutan Hg(SCN)2, R2 (reagent) tandon

larutan Fe3+, PS tandon larutan Na2S2O8, DP larutan dikeluarkan. PK menunjukka

larutan yang diambil, HC holding coil, SV katup pilihan, S tandon larutan sampel,

RS tandon larutan pembilas, E tandon larutan eluen, W tandon pembuangan, H

aliran melewati sorbent holder, PR photoreaktor, KR reaktor yang terikat, D

debubbler, dan DS sistem deteksi. Keadaan off biasanya posisi katup solenoid

terbuka (syring terhubung dengan tandon) sedangkan keadaan on biasanya posisi

katup solenoid tertutup (syring terhubung dengan aliran).

Menurut saya, dengan adanya sistem pompa multisyring seperti diatas,

jika dibandingkan dengan teknik FIA biasa reagen diinjeksikan hanya saat pada

moment tertentu untuk dibawa keluar pada penentuan analitik oleh katup

solenoid. Pada MSFIA ketika tidak diperlukan larutan akan kembali ke tandonnya

Gambar 3. Gambaran skematik dari sistem pengiriman oleh pompa piston multisyringe

masing-masing daripada bergerak ke pembuangan seperti terjadi pada jenis FIA

biasa. Hal ini menunjukkan salah satu kefektifan yang ada pada teknik MSFIA,

mengurangi larutan yang terbuang sia-sia.

Semua alur pergerakan teknik MSFIA dikontrol dan dikomputerisasi

menggunakan sofware The AutoAnalysis 5.0.

Prosedur didasarkan pada siklus utama (loop A) yang terdiri atas tahapan

yang diperlukan untuk perlakuan awal sampel dan penentuan HOC sebagai OrgCl-

berikutnya. Loop A terdiri atas sub siklus (loop B) yang digunakan untuk

prekonsentrasi 5 mL sample yang merupakan volume maximum yang dapat

ditampung dalam HC. Loop B dapat diulang sebanyak yang diperlukan untuk

meningkatkan faktor prekonsentrasi senyawa target. Sekali siklus prekonsentrasi

selesai, prosedur berlanjut pencucian fase solid utama untuk elusi spesies target.

Akhirnya, sebuah pendekatan in-line juga digunakan mengoksidasi spesies target

dengan S2O82-/sinar UV dan dideteksi menggunakan spektrometri sebagai OrgCl-.

Melihat data diatas dapat kita lihat kecanggihan dan keotomatisan dari

sistem ini. Kita bisa mengontrol reaksi dan melihat seberapa besar volume yanng

Gambar 4. ringkasan prosedur analitik secara umum dari penentuan HOC sebagai kelompok parameter menggnakan teknik MSFI.

digunakan untuk sampel dan reagen. Hal ini membuat teknik MSFIA ini semakin

menarik untuk diipelajari.

Melalui proses MSFIA didapatkan data sebagai berikut :

Dapat kita lihat pada gambar 3c, data terbaik dihasilkan Hg(SCN)2/ L dan

Fe3+/L berturut-turut adalah 2 x 10-3 mol dan 0,3 mol, dimana didapatkan dari

contoh eksperimen. setelah mengalirkan segmen yang terdiri dari spesien target

yang dicampur dengan larutan Hg(SCN)2 dan Fe3+ dalam reaktor yang terpasang,

hasil reaksi kemudian diinjeksikan ke dalam FC. Efek laju kecepatan injeksi yang

telah dipelajari adalah dengan range 2-5 mL/min dan dapat kita lihat pada gambar

3a hasil paling bagus ditunjukkan pada 3 mL/min. Gambar 3b efisiensi dari tahap

fotooksidasi ditentukan dengan menguji pengaruh waktu penyinaran pada

absorbansi yang diperoleh dari menganalisis larutan yang terdiri dari 1,5 mg/L 4-

klorofenol. didapatkan waktu penyinaran 120 s sejauh uji coba. Waktu ini juga

Gambar 5. Pengaruh Absorbansi terhadap (a) prekonsentrasi, elusi dan kecepatan injeksi alir ;(b) waktu penyinaran ;(c) konsentrasi Hg(SCN)2 dan Fe3+;(d) konsentrasi OrgCl- dalam 3 range linier dinamik yang berbeda.

sama yang didapatkan oleh peneliti lain dengan metode EPA. Hal ini

menunjukkan dengan metode yang sederhana seperti MSFIA hasilnya tidak jauh

beda dengan metode lainnya yang tahapannya rumit. Gambar 3d mengilustrasikan

respon sistem yang digunakan terhadap variabel volume sampel. Berdasarkan

data tersebut dapat diperoleh tingkat reproduktivitas dihitung dari RSD atau

standar deviasi relatif dari kemiringan kurva regresi 8 hari dan ditemukan 1,7

yang kasarannya 5 kali lebih baik dari penganalisis komersial AOX dan EOX

dengan metode yang berbeda. Bertambah lagi kelebihan dari teknik MSFIA ini

dari segi reproduktivitas.

Peneliti juga membandingkan beberapa metode yang dipakai oleh peneliti

lainya dengan tujuan yang sama. Tidak ada metodologi yang berdasarkan sistem

alir yang dilaporkan sebelumnya, hanya metode manual atau batch otomatis untuk

menentukan HOC yang ada. Pilihan yang mirip dengan penelitian ini adalah

analisis komersial pirolitik-kolometri AOX berdasarkan penyerapan HOC oleh

karbon aktif diikuti dengan pirolisi dan detektsi kolorimetri.

Melalui pendekatan tersebut didapatkan bahwa karakter intrinsik dari

metode analisis komersial tersebut memberikan prosedur mineralisasi yang lebih

kuat dan lebih baik sensitivitasnya daripada metode MSFIA. Tetapi dilain hal,

sistem yang digunakan prosedur injeksi alir alternatif dan menyajikan standar

deviasi yang lebih baik dan sebagai tambahan yang lebih mencolok naiknya

keotomatisan, ketahanan, kefektifan biaya dan kesederhanaan.

Intinya menurut saya, metode MSFI adalah metode analitik alternatif yang

yang sangat efisien, mutakhir dan sangat cocok dengan penelitian ini. Sistem

MSFI menyajikan alat yang simpel, biaya murah dan smart. Masih banyak

kemungkinan variasi instrumen dapat digunakan pada MSFIA yang nantinya

ditemukan susunan yang paling efisien untuk penentuan suatu senyawa khususnya

senyawa organik terhalogenasi (HOC) sehingga membuat metode ini menarik

untuk dipelajari. Selain itu, metode MSFIA dengan cepat menentukan HOC tanpa

perlu untuk memperkirakan setiap senyawa dimana yang diperlukan lebih

kompleks, mahal dan memakan waktu seperti kromatografi gas dan spektrokopi

massa.