Suryati, Lilik (2014) Pengembangan Metode Spektrofotometri untuk Penentuan Spesi Kromium dengan Oksidator Hipoklorit dan Peroksida Berdasarkan Pembentukan Kompleks Cr(VI)-Difenilkarbazida. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Kromium di alam umumnya berada pada dua tingkat oksidasi, yaitu Cr(III) yang diperlukan untuk kesehatan manusia dan Cr(VI) yang dikenal sebagai suatu zat yang bersifat karsinogen. Saat ini kromium masih digunakan secara luas dalam industri baja dan penyamakan kulit sehingga dengan semakin banyaknya penggunaan kromium dalam bidang industri akan meningkatkan jumlah kromium yang terbuang ke lingkungan. Oleh karena itu penentuan secara simultan Cr(III) dan Cr(VI) yang selektif dan sensitif diperlukan untuk mengetahui jumlah kromium yang terkandung dalam limbah industri tersebut. Metode standar yang digunakan untuk spesiasi kromium adalah spektrofotometri sinar tampak dengan oksidator Kalium permanganat (KMnO 4 ) dan pewarnaan menggunakan 1,5-difenilkarbazida. Mengingat KMnO 4 adalah oksidator yang berwarna maka diperlukan proses penghilangan KMnO 4 dengan menggunakan NaN 3 . Oleh karena itu, diperlukan alternatif bahan oksidator lain yang tidak berwarna untuk mengoksidasi Cr(III) menjadi Cr(VI). Pada penelitian ini digunakan bahan oksidator hipoklorit (HOCl) dan peroksida (H2O2) karena disamping tidak berwarna, berdasarkan nilai potensial reduksinya hipoklorit dan peroksida merupakan oksidator yang lebih kuat dari KMnO4. Tujuan dari Penelitian adalah memperoleh kondisi optimum dari oksidasi Cr(III) menjadi Cr(VI) dan pembentukan kompleks Cr(VI)-difenilkarbazida dengan oksidator hipoklorit dan peroksida, mengetahui selektifitas metode dengan adanya ion asing, mengetahui sensitivitas, kisaran konsentrasi, limit deteksi dan memvalidasi metode yang diajukan dibandingkan dengan metode standar. Kondisi optimum yang dipelajari adalah waktu pembentukan kompleks, konsentrasi oksidator, temperatur oksidasi, dan pH. Tahapan dari penelitian ini adalah menentukan kondisi optimum dari oksidasi Cr(III) dan Cr(VI) dan pembentukan kompleks Cr(VI)-DiPC dengan oksidator hipoklorit dan peroksida, kemudian dipilih oksidator yang lebih efektif dan efisien berdasarkan hasil pada penentuan kondisi optimum tersebut. Oksidator yang terpilih digunakan dalam penentuan pengaruh ion asing, sensitivitas, kisaran konsentrasi dan limit deteksi. Metode penentuan spesi kromium dengan oksidator terpilih divalidasi dengan menggunakan metode standar dan diaplikasikan pada sampel limbah penyamakan kulit. Hasil penelitian menunjukkan bahwa panjang gelombang maksimum kompleks Cr(VI)-difenilkarbazida adalah 542 nm dengan waktu kestabilan kompleks 16–30 menit. Berdasarkan jumlah Cr(III) yang teroksidasi menjadi Cr(VI) dan kinetika oksidasinya, oksidator yang lebih efektif dan efisien adalah hipoklorit dengan konsentrasi 10 -3 M, temperatur 60 o C, dan pH 1. Keberadaan ion asing Cl - , OH - , dan HCO 3 - berpengaruh pada reaksi oksidasi Cr(III) menjadi Cr(VI) dengan rasio ion asing terhadap Cr(III) berturut–turut adalah 1, 10, 50. Metode yang diajukan memiliki sensitivitas yang baik dengan nilai absorbtivitas molar 3,1.10 4 M -1 cm -1 , kisaran konsentrasi linier 0,1–1 ppm dan limit deteksi Cr(III) adalah 0,02 ppm. Metode yang diajukan telah divalidasi dengan cara dibandingkan dengan metode standar. Hasil validasi menunjukkan bahwa metode yang diajukan memiliki akurasi dengan % recovery di atas 90 % dan presisi dengan % KV antara 2–5 %. Berdasarkan uji t dengan selang kepercayaan 95 %, metode yang diajukan memberikan hasil yang tidak berbeda nyata dengan metode standar. Metode analisis yang diajukan mampu diaplikasikan dalam penentuan spesiasi kromium sampel nyata dan sintetis dengan akurasi dan presisi yang bisa diterima.
English Abstract
Chromium, generally exists in nature as two oxidation states, namely the oxidation of chromium(III) which is necessary for human health, and secondly chromium(VI) which is known as a carcinogenic substance. Until now chromium is still widely used in steel and leather tanning industries, which means that the more chromium used in industries the more chromium disposed to the environment. Therefore a sensitive and selective simultaneous determination of Cr(III) and Cr(VI) is needed to monitor the effluent of industries mentioned above. The standard method used for the speciation of chromium is visible spectrophotometry with potassium permanganate (KMnO 4 ) oxidizing agent and complexing agent of 1,5-diphenylcarbazide. The use of coloured oxidant of KMnO 4 require, removal decolorization process of the remaining KMnO 4 using NaN 3 . Therefore, it is required to obtain an alternative colourless agent to oxidize Cr(III) to Cr(VI). In this study, hypochlorite and peroxide oxidizing materials, are chosen because of colorless and have potential reduction values which are expected as a is more powerful oxidants than KMnO4. The purpose of this study is to obtain the optimum conditions of oxidation of Cr(III) into Cr(VI) and the formation of Cr(VI)-diphenylcarbazide complex using the hypochlorite and peroxide oxidizing agents, as well as the selectivity of the method in the presence of foreign ions, the sensitivity linear, concentration range, detection limit, and to validate the proposed method compared to the standard method. Optimization of the method involved the time required for complex formation, concentration of oxidizing agents, temperature of oxidation, and pH solution. The research is started to determine the optimum conditions of oxidation of Cr(III) to Cr(VI ) and the formation of Cr(VI)-diphenylcarbazide complex with hypochlorite and peroxide agents, followed by the select ion of oxidizing agents which is more effective and efficient. The selected oxidizing agent was then used for the determination of the influence of foreign ions, sensitivity, linear concentration range, and detection limit. The proposed method was also validated using standard methods and applied to tanning industrial wastewater samples. The results showed that the maximum wavelength of Cr(VI)- diphenylcarbazide complex is 542 nm with the time of stability of complexes of 16-30 minutes. Based on the number of Cr(III) oxidized to Cr(VI) and the rate of oxidation, hypochlorite showed the more effective and efficient oxidizing agent compared to peroxide with concentration of 10 -3 M, temperature of 60 o C and pH of 1. The presence of foreign ions of Cl - , OH - , dan HCO 3 - , effect on the oxidation of Cr(III) to Cr(VI) with the ratio of foreign ions against Cr(III) of 1, 10, 50. The proposed method has good sensitivity with molar absorptivity of 3,1x10 4 M -1 cm -1 , linear range of concentration of 0,1-1 ppm, and the detection limit of Cr(III) of 0,02. Proposed method has been validated by means of comparison with the standard method. Validation results show that the proposed method good accuracy and precision with % recovery over than 90 % and % KV between 2-5 %. Based on t-test with confidence level of 95 %, the proposed method gives results that it is not significant different from the standard method. The proposed method has been applied to on the determination of chromium speciation real and synthetic samples with acceptable accuracy and precision.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/543.55/SUR/p/041405988 |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 543 Analytical chemistry > 543.5 Optical spetroscopy (Spectrum analysis) |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Matematika, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Endro Setyobudi |
| Date Deposited: | 19 Sep 2014 10:17 |
| Last Modified: | 19 Sep 2014 10:17 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/157536 |
Actions (login required)
 |
View Item |