< Previous128 nilai yang tepat dan dikerjakan cepat. Tingkat ketelitiannya lebih kurang 0,5 mg dan dapat ditingkatkan lagi dengan sistem elektroda yaitu dapat mencapai 0,2 mg (Sudarmadji, 1989). Selain itu metode Karl Fischer juga dapat digunakan untuk mengukur kadar air konsentrasi 1 ppm. Metode Karl Fischer menggunakan reagen Karl Fischer yang terdiri dari SO2, piridin, dan iodin. Prinsip melakukan titrasi sampel dengan larutan iodin dalam metanol dan piridin. Jika masih ada air didalam bahan maka Iodin akan bereaksi, tetapi bila air habis maka iodin akan bebas. Perhitungan : Keterangan : - W1 : berat sampel (g) - V1 : volume pereaksi karls fischer untuk titrasi sampel (ml) - V2 : volume pereaksi untuk titrasi blanko (ml) - F : faktor standarisasi pereaksi Karl Fischer menemukan bahwa reaksi ini bisa dimodifikasi untuk digunakan dalam penentuan kadar air di suatu sistem yang berisi suatu kelebihan sulfurdioksida. Ia menggunakan bahan utama alkohol (metanol) sebagai bahan pelarut, dan suatu dasar (pyridine) sebagai buffer agen. Reaksi Karl Fischer : ROH + SO2 + R’N à [R’NH]SO3R + H2O + I2 2R’N à 2[R’NH]I + [R’NH]SO4R [alcohol] [base] [alkylsulfite salt] [water] [iodine] [hydroiodic acid salt] [alkylsulfate salt] Kadar air = 0,4 F (V1-V2) / W1 129 Akohol bereaksi dengan sulfurdioksida (SO2) dan mengendap kemudian membentuk garam alkylsulfite, yang kemudian dioksidasi oleh iodium menjadi garam alkylsulfate. Reaksi Oksidasi ini membutuhkan air. Alkohol yang reaktif secara khas metanol atau 2-(2-Ethoxyethoxy)ethanol, juga dikenal sebagai diethylene glycol monoethyl eter (DEGEE), atau alkohol lain. Bahan Karl Fischer reaksi lama berisi pyridine, suatu bahan bersifat karsinogen penyebab kanker. Bahan reaksi yang paling sering digunakan sekarang ini adalah pyridine-free dan berisi imidazole atau amina utama sebagai gantinya. Cara kerjanya : Perbandingan Air dan iodium yang digunakan adalah 1:1 didalam reaksi. semua air digunakan, kelebihan iodium dideteksi dengan alat voltametrically oleh titrator elektroda indikator. Isyarat itu menandakan titik akhir titrasi. Jumlah air yang ada itu dihitung berdasarkan pada konsentrasi iodium di dalam titrasi Karl Fischer dengan jumlah pereaksi yang dipakai dalam titrasi. Reaksi Karl Fischer sensitif terhadap pH, dimana tingkat reaksi tergantung pada nilai pH bahan pelarut. pH antara 5 dan 8 titrasi berproses secara normal, ketika pH lebih rendah dari 5, maka kecepatan titrasi sangat lambat, dan jika pH lebih tinggi dari 8 maka tingkat kecepatan titrasi sangat cepat. Ada dua jenis Titrasi Karl Fischer, yaitu : 1) Titrasi Karl Fischer Volumetrik Titrasi Karl Fischer Volumetrik, ditambahkan iodium dengan mesin pada burette yang berisi sample suatu bahan pelarut selama proses titrasi. Volume air diukur berdasarkan volume 130 bahan reaksi yang digunakan pada titrasi Karl Fischer. Cara titrasi Volumetri sangat cocok digunakan untuk penentuan kadar air disekitar 100 ppm untuk 100%. Ada dua jenis bahan reaksi Titrasi Karl Fischer Volumetrik, yaitu : a. one-component volumetric KF, bahan reaksi titrasi (juga dikenal sebagai suatu Combi Titrant, atau Gabungan) berisi semua bahan-kimia yang diperlukan untuk Reaksi Karl Fischer, yakni iodium, sulfurdioksida, dan dihasilkan suatu alkohol. Metanol secara khas digunakan sebagai medium dalam sel titrasi. One-component bahan reaksi volumetrik adalah lebih mudah digunakan, dan pada umumnya lebih murah dibanding two-component bahan reaksi. b. two-component volumetric KF, titrasi agen (pada umumnya dikenal sebagai titrant) berisi yang hanya iodium dan metanol. Bahan pelarut Karl Fischer lain yang berisi Komponen Reaksi digunakan sebagai medium didalam sel titrasi. Bahan reaksi Two-component mempunyai stabilitas lebih baik dan titrasi lebih cepat dibanding bahan reaksi one-component, tetapi pada umumnya lebih mahal dan dapat menurunkan kapasitas bahan pelarut. 2) Titrasi Karl Fischer Coulometric Titrasi Karl Fischer Coulometric, yaitu iodium dihasilkan secara elektrokimia selama titrasi berlangsung. Air diukur berdasarkan atas total beban perubahan fasa (Q), ketika diukur oleh ampere dan waktu (perdetik), menurut hubungan sebagai berikut: Q = 1 C (Coulomb) = 1 A x 1 s, dimana 1 mg H2O = 10.72 C 131 Coulometri sangat cocok untuk penentuan kadar air disekitar 1 ppm untuk 5%. Ada dua jenis bahan reaksi Titrasi Karl Fischer Coulometric: 1. Konvensional atau fritted-cell KF coulometric, yaitu suatu sekat rongga (frit) memisahkan kutub positip dari katode yang membentuk sel elektrolitik sebagai elektroda generator. Tujuan frit adalah untuk mencegah iodium yang dihasilkan di kutub positip kemudian kembali ke iodida di katode sebagai pereaksi dengan air. 2. Fritless-cell KF coulometric, suatu disain sel inovatif melalui suatu kombinasi faktor, tetapi tanpa suatu frit, membuatnya hampir tidak mungkin untuk iodium menjangkau katode itu dan mengurangi iodida sebagai pereaksi dengan air. b. Cara Kalsium Karbida Cara ini berdasarkan reaksi antara kalsium karbid dan air menghasilkan gas asetilen. Cara ini sangat tepat dan tidak memerlukan alat yang rumit. Jumlah asetilen yang terbentuk dapat diukur dengan berbagai cara: Menimbang campuran bahan dan karbida sebelum dan sesudah reaksi ini selesai. Kehilangan bobotnya merupakan berat asetilen. Mengumpulkan gas asetilen yang terbentuk dalam ruangan tertutup dan mengukur volumenya. Dengan volume yang diperoleh tersebut dapat diketahui banyaknya asetilen dan kemudian dapat diketahui kadar air bahan. Mengukur tekanan gas asetilen yang terbentuk, yaitu jika reaksi dikerjakan dalam ruang tertutup. Kadar air bahan dapat diketahui dengan mengetahui banyaknya tekanan dan volume asetilen, dengan menangkap gas asetilen dengan larutan tembaga 132 sehingga dihasilkan tembaga asetilen yang dapat ditentukan secara gravimetri atau volumetri atau secara kolorimetri. Reaksi yang terjadi selama pencampuran dapat dituliskan sebagai berikut: Tiap 1 grol gas asetilen berasal dari 1 grol air. Volume 1 grol gas asetilen dianggap sama dengan gas ideal yaitu 22,4 liter. Ketelitiannya tergantung pada pencampuran atau interaksi karbid dengan bahan. Cara tersebut telah berhasil untuk menentukkan kadar air dalam tepung, sabun, kulit, biji panili, mentega dan air buah. Penentuan kadar air cara ini dapat dikerjakan sangat singkat yaitu berkisar 10 menit (Sudarmadji, 1989). Metode Kalsium Karbida berdasarkan atas reaksi antara kalsium karbida dengan air menghasilkan gas asetilen. Jumlah asetilen yang terbentuk dapat diukur dengan beberapa cara, antara lain : - Selisih bobot campuran bahan sebelum dan sesudah reaksi. - Menampung dan mengukur volume gas asetilen dalam tabung tertutup. - Mengukur tekanan gas asetilen jika reaksi dilakukan pada ruang tertutup. c. Cara Asetil Klorida Metode Asetil Klorida di gunakan untuk bahan-bahan yang berupa minyak, mentega, margarin, rempah-rempah, dan beberapa bahan berkadar air rendah. Metode ini berdasarkan atas reaksi antara asetil klorida dengan air menghasilkan asam yang akan dititrasi dengan CaC2 + H2O → CaO + C2H 2 133 basa. Asetil klorida yang digunakan dilarutkan dalam toluol dan bahan didispersikan dalam piridin (Sudarmadji, 1989). Reaksi yang terjadi dapat dituliskan berikut: 4) Metode Desikasi Kimia Dengan bantuan bahan kimia yang mempunyai kemampuan menyerap air tinggi seperti fosfor pentaoksida (P2O5), barium monoksida (BaO), magnesium perklorat (MgCl3), kalsium klorida anhidrous (CaCl2) dan asam sulfat (H2SO4) pekat. Senyawa P2O5, BaO, dan MgClO3 merupakan bahan kimia yang direkomendasi oleh AOAC (1999). Metode analisis desikasi kimia cukup sederhana. Contohnya yang akan dianalisis ditempatkan pada cawan, kemudian diletakkan dalam desikator. Proses pengeringan berlangsung pada suhu kamar sampai berat konstan/tetap. Untuk mencapai berat konstan dibutuhkan waktu lama dan keseimbangan kadar airnya tergantung pada reaktivitas kimia komponen dalam contoh tersebut terhadap air. Metode ini sangat sesuai untuk bahan yang mengandung senyawa volatil (mudah menguap) tinggi, seperti rempah-rempah. Penggunaan suhu kamar dapat mencegah hilangnya senyawa menguap selama pengeringan. 5) Metode Fisis Ada beberapa cara penentuan kadar air cara fisis antara lain: a) Berdasarkan tetapan dielektrikum. Perlu kurva standar yang menggambarkan hubungan antara kadar air dan tetapan dielektrikum dari bahan yang diteliti. H2O + CH3COCl → CH3COOH + HCl 134 b) Berdasarkan konduktivitas listrik (daya hantar listrik) atau resistansi. Suatu zat dilalui aliran listrik, jika diketahui suatu grafik yang menggambarkan hubungan antara kadar air dengan resistennya, maka kadar air bahan dapat diketahui. c) Berdasarkan pengukuran kadar air dengan instrumen Infrared Moister Meters dan Moister Meter Grain (gambar 15 dan 16). Instruments Moisture meter digunakan untuk mengukur persentase air dalam suatu zat tertentu. Informasi ini dapat digunakan untuk menentukan apakah bahan siap digunakan tiba-tiba basah atau kering, atau membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut. Biji – bijian, kayu dan produk kertas sangat sensitif terhadap kadar air. Sifat fisik sangat dipengaruhi oleh kadar air. Moisture Meter ini tidak hanya dipakai untuk mengukur kadar air kayu saja akan tetapi bisa dipakai untuk berbagai media yang mau diukur misal beras, jagung, kacang – kacangan, gabah, padi, merica, lada, cengkeh, tepung, gandum, biji -bijian ataupun yang lainnya. Gambar 19. Infrared Moisture Meters http://www.alatlabor.com/ 135 Gambar 20. Moisture Meter Grain http://ptspektrasurya.indonetwork.co.id/ d) Berdasarkan Nuklir Magnetic Resonansi (NMR)/resonansi nuklir inti, yaitu energi yang terserap oleh inti atom H dari molekul air dapat merupakan ukuran dari banyaknya air yang dikandung oleh bahan tersebut. Perlu kurva standar hubungan banyaknya energi yang diserap dengan kandungan dengan kandungan dalam bahan. (Slamet Sudarmaji, 1989: 57-70). 6) Metode Listrik-elektronika (Konduktivitas DC-AC dan konstanta Dielektrik) Metode ini didasarkan pada pengukuran tahanan yang ditimbulkan dari bahan yang mengandung air. Analisis dilakukan dengan cara menempatkan sejumlah sampel di dalam wadah kecil diantara dua 136 elektroda, selanjutnya arus listrik yang melewati contoh diukur berdasarkan tahanan listriknya. a. Penyerapan gelombang mikro Hal ini didasarkan pada pengukuran penyerapan energi gelombang mikro oleh molekul air dalam bahan. Molekul air yang mempunyai dua kutub akan menyerap beberapa ribu kali lebih banyak energi gelombang mikro dibandigkan bahan kering dalamvolume yang sama. Gelombang mikro dengan frekwensi 9-10 GHz dapat digunakan untuk memantau kadar air bahan berkadar air rendah, padatan atau cairan. Peralatan utamanya adalah dua buah antena yang berfungsi sebagai pemancar dan penerima gelombang. Pengukuran dilakukan dengan cara bahan ditempatkan diantara ke dua antena tanpa menyentuh antena. b. Penyerapan Sonik dan Ultrasonik Hal ini dilakukan berdasarkan kemampuan molekul air dalam menyerap energi sonik dan ultrasonik. Derajat penyerapannya tergantung pada jumlah air yang terdapat dalam bahan. Pengukuran dilakukan dengan cara bahan ditempatkan diantara generator energi sebagai (sebagai pensuplai energi sonik dan ultrasonik) dan mikrofon sebagai penerima. Energi yang diterima selanjutnya diperkuat sehingga terbaca pada voltmeter dan selanjutnya data diubah menjadi data kadar air. 7) Metode Spektroskopi (Inframerah dan NMR) Metode spektroskopi inframerah didasarkan pada pembentukkan spektrum penyerapan inframerah yang sangat spesifik oleh molekul air yang terdapat pada bahan (padat atau cair). Pita-pita penyerapan inframerah oleh molekul air terjadi pada panjang gelombang 0,76; 0,97; 1,16; 1,45; dan 1,94 µm. Intensitas penyerapan sinar inframerah berbanding lurus dengan kadar air. 137 Penentuan kadar air dilakukan dengan membandingkan penyerapan energi pada panjang gelombang tersebut dengan kadar air standar yang sebelumnya sudah ditentukan dengan metoda langsung. Metode spektroskopi inframerah sangat sensitif untuk bahan yang mengandung air sangat rendah sampai sekitar 0,05%. Metode spektroskopi inframerah banyak digunakan untuk mengukur kadar air biji-bijian dan produk tepung dan metode ini relatif mahal. Sedangkan metode spektroskopi NMR didasarkan pada sifat-sifat nuklir dari atom-atom hidrogen dalam kolekul air. Perputaran atom hidrogen dalam molekul air yang berbeda dengan perputaran atom hidrogen dalam molekul lain dapat diidentifikasi yang selanjutnya dapat dijadikan sebagai parameter pengukuraan kadar air. Metode spektroskopi NMR dapat mengukur kadar air bahan kisaran 5-100%. Analisis berlangsung cepat, tidak menggunakan suhu tinggi, tidak destruktif, dapat mengukur air terikat dan pengerjaannya mahal, cukup rumit, tidak cocok untuk analisis bahan yang mengandung lemak/minyak tinggi. Refleksi 3. PETUNJUK : 1.Tuliskan nama dan KD yang telah anda selesaikan pada lembar tersendiri 2.Tuliskan jawaban pada pertanyaan pada lembar refleksi! 3.Kumpulkan hasil refleksi pada guru anda Next >