APLIKASI VOLTAMETRI UNTUK PENENTUAN LOGAM BERAT DALAM BAHAN LINGKUNGAN

PENDAHULUAN

Voltametri adalah metode elektrokimia yang mengamati kelakuan kurva arus-potensial. Potensial divariasi secara sistematis dari spesi kimia yang mengalami oksidasi-reduksi di permukaan elektroda. Arus yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi spesi kimia di dalam larutan. Semua unsur yang dapat mengalami oksidasi reduksi di permukaan elektroda dapat dianalisis secara voltametri. Voltametri stripping adalah metode voltametri dengan dua step. Step pertama adalah pengumpulan spesi kimia secara elektrolitik di permukaan elektroda pada potensial konstan sehingga terbentuk amalgama atau film tidak larut, yang biasa disebut step deposisi. Step ke dua adalah penyapuan potensial elcktroda sehingga terjadi pelamtan elektrolitik atau stripping spesi kimia dari amalgama atau film tidak larut di permukaan elektroda kembali ke dalam larutan

265

Jurnal Sains Materi Indonesia Indonesian Journal of Materials Science

pada potensial yang karakteristik. Dengan demikian stripping merupakan teknik analisis kelumit yang cukup sensitif.

Analisis unsur kelumit yang dapat membentuk amalgama denganmerkuri seperti Cu,Cd,Pb dan Zn dapat dilakukan dengan anodic stripping voltammetry, dengan potensial deposisi lebih negatif dart potensial setengah gelombang unsur yang diamati. Untuk unsur­unsur yang tidak dapat membentuk amalgama dengan merkuri tapi dapat membentuk garam tidak larut dengan ion merkuro seperti Se dan ion-ion halida dapat dianalisis dengan catodic stripping voltammetry dengan potensial deposisi lebih positif dart potensial oksidasi elektroda merkuri. Sedangkan untuk unsur kelumit yang tidak dapat dideposisikan secara elektrolitik seperti Fe, Al, Ni dan Co dapat dianalisis dengan adsorbstion stripping voltammetry dengan deposisi didasarkan pada adsorbsi senyawa komplek dart unsur tersebut [1-3].

Dampak negatif dart pertumbuhan industri serta pemukiman yang cukup pesat adalah bertambahnya jumlah logamberat dan beracun di lingkungan. Beberapa unsur yang termasuk dalam kategori logamberat seperti As, Cr, Cd, Cu, Co, Cs, Hg, Se, Sb, Mn dan Ni berasal dart limbah industri dan basil aktivitas penduduk, khususnya dikota besar. Adanya logam-logam berat dalam lingkungan termasuk bahan makanan sangat bermakna, karena mempunyai tingkat toksisitas yang tinggi dan apabila masuk ke dalam tubuh manusia mempunyai kecenderungan terkumpul dalam organ tubuh, tidak bisa keluar lagi melalui proses pencernaan. Air, tanah dan udara adalah media yang dapat digunakan untukpenyebaran logamberat ke lingkungan. Tanaman yang berdaun lebar di samping menyerap logamberat dart tanah juga dapat menyerap logam berat dart udara.

Seining dengan bertambahnya kesadaran akan kualitas, baik kualitas kehidupan maupun kualitas lingkungan, maka kebutuhan akan metode uji kualitas bahan juga meningkat. Uji kualitas bahan biasanya dilakukan dengan analisis kandungan logam berat dalam bahan dengan metode tertentu.

Analisis unsur dalam bahan lingkungan, baik tanah, batuan maupun bahan biologi mempunyai kesulitan yang cukup tinggi, karena di samping konsentrasi unsur pencemar umumnya dalam jumlah yang sangat rendah, dalam orde ng/kg sampai dengan mg/kg, juga dalam keadaan terikat dalam matriks yang kompleks. Ada beberapa metode analisis yang telah mapan untuk keperluan ini, diantaranya metode Flame Atomic Absorption Spectrometri (FAAS) dengan batas deteksi 1 p.g/L, Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS) dan Inductively Coupled Plasma Spectrometry with Mass Spectrometry (ICP-MS) dengan batas deteksi 0,01 ug/L, Optical Emission Inductively Coupled Plasma Spectrometry (ICP-OES) denganbatas deteksi 0,5 tg/L dan beberapa metode voltametri dengan batas deteksi yang bervariasi, Differential Pulse

Edisi Khusus Desember 2008, hal : 265 – 270

ISSN: 1411-1098

Polarography (DPP) dengan batas deteksi 100 tig/L, Differential Pulse Voltammetry (DPV) dan Square Wave Voltammetry (SWV) dengan batas deteksi 10 tig/L, Stripping Voltammetry (SV) serta Adsorptive Voltammetry (AdV) denganbatas deteksi 0,1 u.g/L [1-4]. Dalam memilih metode yang akan digunakan dalam analisis ion tertentu dengan matriks tertentu pula, perlu dipertimbangkan beberapa faktor, diantaranya ketersediaan peralatan, batas deteksi, waktu yang diperlukan, selektifitas dan penyediaan cuplikan yang diperlukan. Metode voltametri mempunyai keunggulan dart beberapa metode yang lain, diantaranya penyediaan cuplikan yang sederhana dan waktu analisis yang cepat. Penyedian cuplikan yang diperlukan biasanya hanya pelarutan tanpa pemekatan dan pemisahan unsur-unsur mayornya, sehingga meng-urangi sumber kesalahan, dengan batas deteksi sampai 0,1 tig/L dengan peralatan yang tidak begitu mahal. Di samping itu , dengan metode voltametri ini dimungldnkan mempelajari spesilcimia dart logam berat yang tidak bisa dilakukan dengan metode lain. Seperti sudah diketahui bahwa toksisitas logam berat juga ditentukan oleh spesi kimianya [2-4].

Telah dilaporkan aplikasi voltametri untuk analisis As, Se,Cr(Ill), Cu, Cd, Pb, Zn, Ni dan Co dalam sampel lingkungan (tanah, air alam dan air laut ) dan bahan makanan [5 -19]. Aplikasi voltametri untuk studi spesiasi logam [19,20] dan validasi metode voltametri untuk analisis unsur kelutnit dalam material biologi telah pula dilaporkan [21].

Sejak tahun 1992, di Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN)-BATAN Serpong telah terpasang seperangkat peralatan voltameri dart EG&G PAR . Dalam makalah ini dilaporkan aplikasi voltametri yang ada di BATAN untuk analisis logam berat dalam cuplikan lingkungan, yang meliputi air, tanah, tumbuh-tumbuhan dan hewan.

METODE PERCOBAAN Peralatan

Perangkat peralatan voltametri yang terdiri dart Polarografi analizer M384-B EG&G PAR yang digabung dengan SMDE M303-A EG&G PAR dan dilengkapi dengan plotter serta pengaduk magnit. Digunakan elektroda kerja tetes merkuri gantung (HMDE), elektroda pembanding Ag/AgCl/KC1 dan elektroda pembantu kawat platina.