BAB I

PENDAHULUAN

Sampai pertengahan abad ke-20, kriteria kemurnian senyawa organik didasarkan atas beberapa percobaan: analisis unsur dan pengukuran sifat fisik seperti titik leleh dan titik didih. Hasil analisis unsur harus sama dengan nilai hasil perhitungan berdasarkan rumus molekul, dan konstanta fisik harus juaga sama dengan nilai yang dilaporkan di literatur (kriteria ini hanya dapat digunakan untuk senyawa yang telah diketahui).

Analisis unsur senyawa organik dilakukan dengan cara sebagai berikut. Sejumlah massa tertentu sampel dibakar dan karbon dioksida dan air yang dihasilkan dijebak dengan absorben yang tepat, dan peningkatan massa absorben kemudian ditentukan. Peningkatan massa absorben diakibatkan oleh karbon dioksida dan air yang diserap. Dari nilai ini jumlah karbon dan hidrogen dalam sampel dapat ditentukan. Metoda pembakaran telah dikenal sejak dulu. Metoda ini telah digunakan oleh Lavoisieur dan secara signifikan disempurnakan oleh Liebig. Metoda modern untuk menentukan jumlah karbon dioksida dan air adalah dengan kromatografi gas bukan dengan metoda penimbangan. Namun, prinsipnya tidak berubah sama sekali.

Harus dinyatakan bahwa kemungkinan percobaan mempengaruhi hasil tidak terhindarkan. Pekerjaan menimbang tidak dapat bebas kesalahan (termasuk ketidakakuratan neracanya).

Selingan- Air murni sempurna

Buku teks kimia menyatakan bahwa hasil kali ion air murni adalah 10^-14 (mol dm^-3))² pada 25 ^oC. Bila Anda mencoba menentukan hasil kali ion air murni yang diperoleh dari distilasi biasa dengan mengukur hantarannya, Anda akan mendapatkan nilai yang lebih besar dari nilai teroritis ini.

Fisikawan Jerman Friedlich Wilhelm Georg Kohlrausch (1840- 1910) membanting tulang untuk mendapatkan data fisik yang akurat. Ia menyadari bahwa ia harus sangat hati-hati dalam menentukan hantaran listrik untuk mendapatkan data yang sangat akurat.

Ia membuat alat dari kuarsa (bukan gelas) untuk mencegah kontaminasi dari alat gelas. Dengan mengalirkan nitrogen yang dimurnikan, ia berulang-ulang mendestilasi air. Hantaran air yang didapatkan sangat kecil, dari 1/100 sampai 1/1000 hantran air terdestilasi biasa. Dari nilai hantaran yang ia dapatkan, ia menghitung nilai hasil kali ion air yang nilainya sama dengan nilai hasil teori.

Menjebak karbon dioksida dan air juga merupakan prosedur yang sukar. Kontaminasi oleh karbon dioksida dan air dari udara merupakan sumber kesalahan juga. Mempertimbangkan semua hal ini, biasanya bila perbedaan antara hasil percobaan dan teori kurang dari 0,3%, maka perbedaan itu dapat diterima. Ini merupakan contoh yang baik untuk definisi praktis kemurnian.

Kriteria kemurnian empiris yang lain adalah uji titik-leleh-campuran. Metoda ini didasarkan atas fakta berikut. Bila titik leleh campuran dua padatan dengan titik leleh yang sama ditentukan, titik lelehnya akan menurun bila dua senyawa itu tidak identik. Uji ini dulunya merupan fondasi logis kimia organik dalam perkembangan bidang ini terutama saat menambahkan anggota baru dalam keluarga senyawa. Bila satu dari dua senyawa itu tidak murni, akan diamati penurunan titik leleh.

Masalahnya waktu itu adalah bagaimana kimiawan dapat memperoleh sampel yang dapat dianalisis dengan benar dan tidak menunjukkan penurunan titik leleh.

BAB II

PEMBAHASAN

I. Awal mula penentuan struktur

Adolf Windaus, Penemu Struktur Stereol

Adolf Windaus dilahirkan di Berlin, Jerman, pada tanggal 25 Desember 1876. Ketika dia mengikuti "Französisches Gymnasium" (French Grammar School) yang terkenal di Berlin, dia menunjukkan ketertarikannya pada bidang sastra. Pada tahun 1895, dia mempelajari ilmu kedokteran di Freiburg i.Br., dan di Berlin dia lulus ujian pendahuluan ilmu kedokterannya (“Physikum”) pada tahun 1897. Sebagai hasil ketertarikannnya pada ceramah-ceramah yang diberikan oleh Emil Fischer ketika masih tinggal di Berlin, dia mulai mempelajari kimia di Freiburg i.Br., dibawah Kiliani, selain mempelajari kimia dia tetap melanjutkan studi ilmu kedokterannya.

Sintesis dan pemurnian bahan bukan tujuan final bagi kimiawan. Yang harus didefinisikan adalah struktur bahan yang telah disintesis dan dimurnikan. Tahap ini kadang merupaka tahap yang palin sukar.NMR (Nuclear magnetic resonance) khususnya adalah metoda yang sangat unggul dibanding metoda-metoda yang lain. Untuk padatan kristalin, analisis kristalografi sinar-X terbukti sangat bermanfaat.Sebelum dikenalkan teknik spektroskopi, yakni sampai paruh pertama abad 20, penentuan struktur senyawa organik didasarkan atas perbandingan dengan senyawa yang strukturnya telah diketahui.Bila sifat fisik dan kimia senyawa yang diselidiki tidak tepat dengan senyawa apapun yang sudah dikenal di literatur, besar kemungkinan senyawa ini adalah senyawa baru, belum pernah disintesis atau belum pernah dilaporkan. Dalam kasus semacam ini, masalah baru mungkin muncul.Kini penentuan struktur terutama dilakukan dengan metoda spektroskopik dan difraksi. Di bab ini, pertama akan dibahas metoda penentuan struktur yang tersedia sebelum zaman modern, baru setelah itu teknik modern didiskusikan. Harus ditambahkan kini tersedia banyak metoda untuk menentukan struktur. Misalnya, perhitungan kimia kuantum mungkin juga merupakan sumber informasi yang bermanfaat.

a. Uji titik leleh campuran

Sebelum pertengahan ada 20, prosedur utama dalam penentuan struktur senyawa organik adalah untuk membuktikan bahwa senyawanya identik dengan senyawa yang telah diketahui. Bukti ini terutama dicapai dengan uji titik leleh campuran (uji campuran). Metoda ini didasarkan prinsip bahwa titik leleh padatan paling tinggi ketika padatan itu murni.

Dalam praktek, terdapat beberapa kerumitan. Titik leleh tidak selalu tajam, dan bahkan cenderung meleleh dalam rentang suhu tertentu. Jadi, tidak mudah untuk menyatakan apakah dua titik leleh sama atau tidak.

b. Penggunaan turunan padatan

Bila sampelnya berwujud cairan atau gas, metoda titik leleh campuran tidak dapat digunakan. Bila sampel gas atau cairan memiliki gugus fungsi yang reaktif, sampel ini dapat diubah menjadi padatan yang mungkin menghasilkan kristal yang indah.

Misalnya hidroksilamin NH₂OH ??hidrazin NH₂NH₂ dan fenilhidrazin C₆H₅NHNH₂??Sfenilhidrazin terkenal karena kimiawan Jerman Emil Fischer (1852-1919) menggunakannya dengan sukses dalam risetnya pada topik gula. Beberapa reaksi untuk mendapatkan kristal turunannya diberikan di bawah ini.

CH₃CHO	+	NH₂OH		CH₃CH=NOH	+	₂O
Asetaldehida		hidroksilamin		Asetaldoksim

(CH₃)₂C=O	+	C₆H₅NHNH₂		(CH₃)₂C=NNH C₆H₅	+	₂O
aseton		fenilhydrazin		asetonfenilhidrazon

Senyawa turunan yang kristalin dapat digunakan untuk penentuan struktur senyawa yang tidak diketahui. Prosedurnya sama dengan yang dibahas di atas.

c. Perbandingan sifat fisik

Sifat fisik lain seperti titik didih, indeks bias, momen dipol, dan rotasi spesifik untuk senyawa yang optik aktif dapat memberikan onformasi yang bermanfaat. Data semacam ini dapat memberikan informasi pda sifat keseluruhan molekul. Kadang, sifat molekul keseluruhan dapat merupakan jumlah dari berbagai kontribusi bagian-bagian senyawa. Dalam kasus sperti ini, informasi pada bagian tertentu senyawa dapat diperoleh.

Momen dipol dua isomer khloronitrobenzen adalah 2,50 D dan 3,40 D. Karena momen ikatan telah diidentifikasi sebagai isomer para dan meta sebagaimana diperlihatkan pada dibawah ini :

Gambar 1. Momen dipol turunan benzen tersubstitusi. Perbandingan antara nilai yang diamati dan yang dihitung jelas menunjukkan orientasi relatif substituennya.

d. Reaksi kualitatif

Penentuan struktur senyawa organik biasanya meliputi dua pendekatan. Sebaliknya, informasi struktur secara kasar didapat dengan penentuan massa molekul, analisis unsur, dsb. Demikian juga informasi jenis dan jumlah gugus fungsi juga harus didapatkan. Jadi, informasi tentang molekul secara keseluruhan dan substituennya didapatkan secara seiring.

Kini metoda seperti ini tidak pernah digunakan untuk mendeteksi aldehida di laboratorium riset manapun. Namun, reaksi semacam ini masih sangat penting tujuan pendidikan. Lebih lanjut, beberapa reaksi warna klasik masih digunakan. Contoh yang baik adalah reaksi ninhidrin, yang bahkan sekarang pun masih sangat bermanfaat untuk analisis asam amino.

II. Tahapan Dalam Analisis Kimia

Dalam melakukan analisis kimia, perlu dilakukan tahapan analisis untuk memperoleh hasil analisis kimia yang tepat dan teliti.

1. Perencanaan analisis.

Sebelum melakukan analisis kuantitatif, maka perlu memperhati-kan dua hal berikut ini ;

- Informasi analisis apa yang diperlukan :

Dalam hal ini perlu diperhatikan tingkat ketepatan dan ketelitian hasil analisis yang diperlukan dan tipe sampel yang akan dianalisis.

- Metode analisis yang harus digunakan :

Untuk mendapatkan hasil analisis dengan tingkat ketepatan dan ketelitian tertentu memerlukan metode analisis tertentu. Selain itu untuk memilih metode analisis, diperlukan bahan kimia dan peralatan tertentu.

2. Pengambilan sampel (sampling).

Masalah utama dalam sampling adalah pengambilan sampel secara representatif. Hal ini sering tidak tercapai karena keadaan sampel secara keseluruhan tidak homogen.

3. Persiapan sampel untuk analisis.

Tahap ini meliputi pengeringan sampel, pengukuran sampel dan pelarutan sampel.

Pengeringan sampel.

Tahap ini dilakukan untuk sampel dalam wujud padat.Pengeringan sampel dilakukan untuk menghilangkan kadar air yang ada dalam sampel. Pengeringan sampel dilakukan menggunakan oven dengan suhu 100 – 110^oC sampai mencapai berat konstan.

Penimbangan atau pengukuran volume sampel.

Dalam analisis kuantitatif, sampel yang dianalisis harus diketahui secara kuntitatif berat atau volume sampel.

Pelarutan sampel.

Dalam pelarutan sampel harus dipilih pelarut yang dapatmelarutkan sampel secara sempurna. Pelarut yang biasa digunakan dikelompokkan menjadi ; air, pelarut organik, pelarut asam (asamencer, asam kuat, asam campuran) serta peleburan.

4. Pemisahan senyawa pengganggu.

Kebanyakan metode analisis kimia bersifat selektif hanya untuk unsur atau senyawa yang dianalisis. Ada beberapa metode analisis yang tidak selektif, karena adanya unsur atau senyawa pengganggu. Untuk itu unsur atau senyawa pengganggu harus dipisahkan dari sampel yang akan dianalisis. Metode yang paling mudah untuk pemisahan unsur/senyawa pengganggu adalah pengendapan. Metode yang lain adalah ekstraksi pelarut dan kromatografi.

5. Pengukuran (analisis) unsur/senyawa yang akan diketahui.
Metode analisis kuantitatif digunakan untuk menentukan kadar unsur/senyawa

6. Perhitungan, pelaporan dan evaluasi hasil analisis.

Setelah melakukan analisis secara kuantitatif, maka perlu dilakukan perhitungan untuk mendapatkan jumlah analit dalam sampel. Termasuk memperhitungkan berapa berat sampel (untuk sampel padat) atau volume sampel (untuk sampel cair) dan juga faktor pengenceran. Evaluasi terhadap hasil analisis dilakukan terhadap tingkat ketepatan dan ketelitiannya.

III. Metode Dalam Analisis Kimia

Beberapa metode analisis kimia yang biasa digunakan, baik yang konvensional maupun yang menggunakan instrumen adalah sebagai berikut ;

· Gravimetri.

· Titrasi (volumetri) : meliputi titrasiAsam basa, Pengendapan, Pembentukan komplek, Oksidasi reduksi.

· Ekstraksi

· Kromatogarfi

· Elektro analisiskimia : meliputi Polarografi, Potensiometri, Konduktometri.

· Spektrofotometri : meliputi spektrofotometri sinar tampak (visibel), sinar UV, sinar Infra merah (IR), serapan atom.

IV. Analisis Kimia

SPEKTROMETER ED-XRF (ENERGY Dispersive - X-Ray Fluorescence)

EDAX DX-95

Analisis makro unsur-unsur dalam padatan dan larutan, secara kualitatis dan kuantitatif
Limit detaksi sampai % (padatan) dan ppm (larutan)

Aplikasi :
Untuk analisis unsur dalam partikel udara, sedimen- mineral, limbah cair, flying ash dan lainnya

Carbon Analyzer

LECO IR-212

Analisis kadar karbon (C) dalam logam, keramik dan polimer

Limit deteksi :
Minimum : ppm
Maksimum : 99,9%
Akurasi : 0,001%

Nitrogen Analyzer

LECO TN-114

Analisis kadar nitrogen (N) dalam logam dan keramik

Limit deteksi : 0,00001 - 0,1%
(Akurasi : 0,0001%)
Limit deteksi : 0,001-0,5%
(Akurasi : 0,0002%)

Hydrogen Analyzer

LECO RH-2

Analisis kadar hidrogen (H) dalam logam dan keramik

Limit deteksi: 0,001-1000 ppm
Akurasi: 0,001 ppm

Carbon, Nitrogen dan Hidrogen Analyzer digunakan untuk analisis kadar C, N dan H di Industri logam dan kimia

Titroprocessor

METROHM

672 Titroprocessor
655 Multi Dosimat
649 Magnetic Stirrer

Analisis unsur/ion dalam larutan secara potensiometri

Limit deteksi sampai ppm

ICP-AES (Inductively Coupled Plasma – Atomic Emission Spectroscopy)

PERKIN ELMER PLASMA 40

Analisis mikro unsur (kation) dalam larutan/padatan yang dapat larut, secara kualitatif dan kuantitatif ( ±80 unsur)

Limit deteksi sampai 0,1 ppm

Aplikasi :
Untuk analisis mineral/bijih, polimer, bahan makanan, kosmetika, limbah, air, tanah, kuantitas udara, dan lainnya

Aplikasi :
Untuk analisi kadar Fe dalam pasir besi/batuan, U dalam batuan, F & Cl dalam logam dan air dan lainnya

V-VIS Spectrometer

LAMDA 15

Analisis mikro struktur dalam larutan secara kualitatif dan kuantitatif

Dapat digunakan untuk menentukan tingkat oksidasi unsur

Limit deteksi sampai ppm

Spektrometer Emisi

PHILLIPS PV8030

Analisis mikro unsur dalam logam dan paduan berbentuk padat masif, secara kualitatif dan kuantitatif

Dapat menganalisis 24 unsur secara simultan

Limit deteksi :
Major : > 5%
Minor : 0,01 - 5%
Kelumit : < 0,01%

RSD : 0,5 - 1%

Spektrometer Luminescensi
`

PERKIN ELMER LS-5B

Analisis unsur dalam senyawa organik/anorganik secara kualitatif dan kuantitatif

Limit deteksi sampai ppb

Alpha-Gamma Spectrometer

EG&G ORTETC
Detektor Si Barrier (gamma)
Detektor HPGe (alpha)

Analisis radionuklida pemancar a dan g pada sampel padat dan larutan

Resolusi : < 2

DAFTAR PUSTAKA

http:// analisis unsur/index.php.htm

http:// analisi unsur/awal-mula-penentuan-struktur-adolf.html

http:// analisi unsur/Analisis unsur _ Chem-Is-Try.Org _ Situs Kimia Indonesia _.htm

Chemistry community

Jumat, 15 Juni 2012

Analisis unsur dalam senyawa organik