Trenggamayunelgi, Fahrana Salas (2019) Pengembangan Metode Flow Injection Analysis (FIA)-Spektrofotometri Tak Langsung untuk Penentuan Hidrokuinon Berbasis Pembentukan Kompleks I2-Amilum. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Hidrokuinon ditemukan dalam produk kosmetika pemutih yang dapat memutihkan kulit karena mampu mengubah warna kulit akibat hiperpigmentasi. Penggunaan hidrokuinon yang berlebihan dan tanpa pengawasan dokter dapat menyebabkan ookronosis, yaitu kulit terasa terbakar, permukaan kulit akan berbintil-bintil, kulit menjadi gatal dan berwarna kebiruan. Beberapa teknik penentuan hidrokuinon yang telah dilakukan seperti voltametri, kromatografi cair kinerja tinggi, titrimetri, fluorometri, dan kromatografi gas, namun metode tersebut kurang efisien. Pada penelitian ini, dikembangkan metode FIA-spektrofotometri yang efisien karena memiliki keunggulan yaitu konsumsi waktu analisis sedikit, waktu respon cepat dengan reproduksibilitas yang baik, konsumsi sampel serta reagen yang sedikit sehingga mampu meningkatkan presisi dan akurasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengoptimasi metode flow injection analysis (FIA)-spektrofotometri untuk penentuan hidrokuinon dalam kosmetik menggunakan pereaksi iodium dan amilum. Prinsip metode penelitian ini didasarkan pada pembentukan kompleks iodium-amilum yang berwarna biru pada suasana asam. Hidrokuinon yang dilarutkan dalam iodium akan mereduksi iodium menjadi iodida. Sisa iodium yang tidak bereaksi dengan hidrokuinon berikatan dengan amilum dalam mixing coil membentuk kompleks I2-amilum berwarna biru kemudian dideteksi oleh spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang maksimum 628 nm. Metode analisis penentuan hidrokuinon didasarkan pada perbedaan nilai absorbansi kompleks amilum-iodium yang berwarna biru dengan penambahan hidrokuinon dengan nilai absorbansi larutan kompleks amilum-iodium tanpa penambahan hidrokuinon (sebagai larutan blanko). Pada penelitian ini, manifold flow injection analysis (FIA) harus melewati tahap pencucian untuk membersihkan seluruh line dari sisa pengotor. Kemudian tahap pengisian loop sampel yang dilakukan pada posisi load dengan menyuntikkan sampel hidrokuinon dan tahap penentuan hidrokuinon dengan merubah posisi load menjadi posisi injek. Optimasi metode dengan flow injection analysis (FIA)- spektrofotometri terdiri dari parameter operasional, parameter kimia, penentuan linieritas konsentrasi hidrokuinon, uji selektivitas terhadap senyawa asing, dan validasi metode pada sampel kosmetik. Optimasi parameter operasional meliputi variasi panjang mixing coil (25, 50, 75, dan 100 cm), sample loop (50, 75, 100, dan 125 L) , dan laju alir (0,4, 0,8, 1,9, dan 2,9 mL/menit). Sedangkan, optimasi parameter kimia meliputi variasi konsentrasi amilum (0,01, 0,02, 0,05, 0,07, dan 0,1 %) dan iodium (30 mg/L hingga 100 mg/L). Pada uji selektivitas, ditambahkan senyawa pengganggu asam askorbat dan resorsinol pada variasi 0,1, 0,5, 1, dan 5 mg/L. Serta dilakukan uji validasi FIA-spektrofotometri pada sampel kosmetik. Hasil optimasi kondisi operasional metode flow injection analysis (FIA)- spektrofotometri variasi volume sampel diketahui bahwa peningkatan volume sampel dari 50 μL hingga 100 μL mampu meningkatkan nilai absorbansi karena semakin meningkat volume sampel maka semakin banyak sampel yang ditambahkan untuk mencapai kesetimbangan mol reaksi. Namun, pada volume sampel 125 μL mengalami penurunan nilai absorbansi, hal ini karena pencampuran dengan reagen tidak sempurna. Untuk variasi laju alir, dihasilkan peningkatan nilai absorbansi dari 0,4 mL/menit hingga 2,9 mL/menit dengan diperoleh laju alir yang optimum pada 2,9 mL/menit dengan waktu analisis 23 detik/sampel. Peningkatan laju alir mampu meningkatkan waktu analisis dengan sensitivitas yang baik. Untuk variasi panjang mixing coil, terjadi peningkatan absorbansi dari 25 cm hingga 50 cm. Namun, pada panjang mixing coil 75 cm hingga 100 cm menghasilkan penurunan sinyal nilai absorbansi. Penurunan nilai absorbansi disebabkan oleh mixing coil yang semakin panjang sehingga proses pengocokan antara amilum dan hidrokuinon-I2 semakin sempurna dalam mixing coil namun, peningkatan derajat dispersi semakin tinggi. Hasil optimasi kondisi kimiawi metode flow injection analysis (FIA)- spektrofotometri pada pengaruh variasi konsentrasi iodium adalah semakin tinggi konsentrasi iodium maka warna biru dari kompleks iodium-amilum yang terbentuk meningkat. Peningkatan absorbansi terjadi pada konsentrasi 30 mg/L hingga 100 mg/L. Konsentrasi optimum yang dipilih adalah 40 mg/L karena menghasilkan puncak dengan sensitivitas yang baik. Pada pengaruh variasi konsentrasi amilum, terjadi peningkatan absorbansi dari konsentrasi amilum 0,01% hingga 0,05% dan konstan hingga 0,1%. Hal ini sesuai dengan konsep kesetimbangan, dengan penambahan konsentrasi reagen (amilum), kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah produk (kompleks iodium-amilum). Sehingga 0,05% dipilih sebagai kondisi optimum. Hasil keseluruhan optimasi menunjukkan kondisi optimum penentuan hidrokuinon adalah volume sampel 100 μL, laju alir 2,9 mL/menit, panjang mixing coil 50 cm, konsentrasi optimum iodium 40 mg/L dan konsentrasi amilum 0,05%. Kisaran konsentrasi untuk analisis hidrokuinon dengan metode FIASpektrofotometri adalah dari 1 mg/L hingga 15 mg/L dengan nilai koefisien regresi ( R2 ) mencapai 0,9936 serta nilai LOD dan LOQ masing-masing adalah 0,16 mg/L dan 0,53 mg/L. Keberadaan asam askorbat dan resorsinol hingga konsentrasi 0,1 mg/L tidak mengganggu selektivitas hasil pengukuran hidrokuinon dengan nilai persen recovery masing - masing 106 % dan 109 %. Namun, pada konsentrasi ≥ 0,5 mg/L, mengganggu selektivitas hasil pengukuran. Uji validasi analisis hidrokuinon secara FIA-Spektrofotometri pada sampel kosmetik menghasilkan nilai persen recovery adalah 94,16% yang memungkinkan metode ini digunakan sebagai metode alternatif untuk penentuan hidrokuinon. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa metode FIA-Spektrofotometri tak langsung berbasis pembentukan kompleks warna biru I2-amilum dapat digunakan untuk penentuan hidrokuinon dalam kosmetik. Namun, masih perlu adanya pengembangan lebih lanjut agar metode ini memiliki selektivitas yang lebih baik dan dapat diaplikasikan untuk sampel lain, seperti sampel limbah.
English Abstract
Hydroquinone is still found in whitening cosmetic which can change the color of the skin due to hyperpigmentation. The excess uses of hydroquinone without doctor supervision can cause oocronosis, in which the skin feels burnt, and becomes pimpled, itchy, and bluish in color. Several hydroquinone determination techniques have been reported such as voltammetry, HPLC, titrimetry, fluorometry, and gas chromatography; however, these technique are not efficient. In this study, an efficient FIA-spectrophotometry method was developed which offers the advantages of efficient in time of analysis, fast response with good reproducibility, low consumption of samples and reagents, so it can increase precision and accuration. The purpose of this study was to optimize the flow injection analysis (FIA)-spectrophotometry method for determining hydroquinone in cosmetics using iodine and amylum reagents. The principle of this research method is based on the formation of blue colour iodine-amylum complex in an acidic condition. Hydroquinone which is dissolved in iodine solution, reduced iodine to iodide. The remaining of iodine which did not react with hydroquinone, was bound to starch at mixing coil to form a blue iodine-amylum complex then detected by a UV-Vis spectrophotometer at a maximum wavelength of 628 nm. The determination of hydroquinone was based on the difference of the absorbance value of the blue amylum-iodine complex with the addition of hydroquinone compared to the absorbance value of the solution of iodine-amylum complex without the addition of hydroquinone (as a blank solution). In this research, the manifold of flow injection analysis (FIA) must be washied the entire line from residual impurities. Then inject the hydroquinone sample to the sample loop on the load position until fulfilled and change from the load position to the injection position. Optimization of flow injection analysis (FIA)-spectrophotometry consists of operational parameters, chemical parameters, determination of the linearity of hydroquinone concentration, selectivity test from the interfere compounds, and applied the validation in cosmetic samples. Optimization of operational parameters includes of variations of mixing coils (25, 50, 75 and 100 cm), sample loops (50, 75, 100, and 125 μL), and flow rates (0.4, 0.8, 1.9 and 2.9 mL/minute). Meanwhile, for optimization of chemical parameters include of starch concentration variations (0.01, 0.02, 0.05, 0.07 and 0.1%) and iodine concentration (30 mg / L to 100 mg / L). In the selectivity test, ascorbic acid and resorcinol were added from variants of 0.1, 0.5, 1, and 5 mg / L. And FIA spectrophotometric validation tests were applied on cosmetic samples. The results of the operational conditions optimization of flow injection analysis (FIA)-spectrophotometry showed that an increase on sample volume from 50 μL to 100 μL increased the absorbance values because the higher of sample volume, more samples were added to reach the equilibrium of the reaction mole. However, higher sample volume of 125 μL decreased the absorbance value because higher sample volume resulting dispersion in the sample solution. For variations in the flow rate, the absorbance values increased from flow rate of 0.4 mL/minute to 2.9 mL/minute. The flow rate of 2.9 mL/minute with a 23 second analysis time/sample was selected as optimum. Increasing the flow rate increased the analysis time with good sensitivity. For variations in the mixing coil length, it was known that the absorbance increased in the mixing coil length from 25 cm to 100 cm. Decreasing the absorbance values were caused by a longer mixing coil which increases the dispersion degree. The results of the optimization of the chemical conditions of the flow injection analysis (FIA)-spectrophotometry on the effect of iodine concentration variations showed that the higher the iodine concentration, increase the blue color from the iodine-starch complex formed. There was an increase in absorbance from concentration of 30 mg/L to 100 mg/L. The optimum concentration of 40 mg/L was chosen because it produce peaks with good sensitivity. On the effect of variations in starch concentration, there was an increase in absorbance from starch concentrations at the range 0.01% to 0.05% and constant to 0.1%. This is in accordance with the concept of equilibrium, in which the addition of the concentration of reagent (amylum), the equilibrium of the reaction shift towards the product (iodine-starch complex). So that 0.05% was chosen as the optimum condition. The overall optimum conditions of FIA-spectrophotometry method for determination of hydroquinone were sample volume of 100 μL, flow rate of 2.9 mL/minute, mixing coil length of 50 cm, optimum concentration of iodine 40 mg/L, and starch concentration of 0.05%. The concentration range for hydroquinone analysis by the FIA-Spectrophotometry method was from 1 mg/L to 15 mg/L with a regression coefficient (R2) of 0.9949 and the LOD and LOQ values were 0.16 mg/L and 0.53 mg/L, respectively. The presence of ascorbic acid and resorcinol to 0.1 mg/L did not interfere the selectivity of hydroquinone measurement, with the percent recovery values of 106% and 109%, respectively. However at concentration ≥ 0.5 mg/L, the selectivity measurement results was interfere showed by decreasing of absorbance value. The validation of FIA-Spectrophotometry method was carried out using cosmetic samples with percent recovery of 94.16% which this method is feasible to be used as an alternative method for hydroquinone determination. The conclusion of this research is the FIA-Spectrophotometry indirectly based on the formation of the blue I2-amylum complex can be used for the determination of hydroquinone in cosmetics. However further development is still needed, so that this method has better selectivity and can be applied to other samples, such as waste samples.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | TES/547.633/TRE/p/2019/041904832 |
| Uncontrolled Keywords: | HYDROQUINONE, FLOW INJECTION ANALYSIS |
| Subjects: | 500 Natural sciences and mathematics > 547 Organic chemistry > 547.6 Aromatic compounds > 547.63 Oxy and hydroxy compounds > 547.633 Polyhydroxy aromatics |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Kimia, Fakultas MIPA |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 24 Jan 2020 02:14 |
| Last Modified: | 21 Oct 2021 06:00 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/178320 |
Preview |
Text
Fahrana Salas Trenggamayunelgi (2).pdf Download (2MB) | Preview |
Actions (login required)
 |
View Item |