“ANALISIS BAHAN BAKU ISONIAZID (INH) MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETRI UV DAN IR”
I. TUJUAN
Analisis kualitatif dan kuantitatif bahan baku Isoniazid (INH)
menggunakan Spektrofotometri UV dan IR.
II. PRINSIP
1. Spektrofotometri Inframerah
Radiasi inframerah (2500-50000 nm atau 4000-2000 cm-1 ) dapat
menyebabkan terjadinya vibrasi dan / rotasi suatu gugus fungsional
dalam molekul sehingga gugus fungsi yang berlainan dalam suatu
struktur kimia masing-masing akan menunjukkan spektrum serapan
inframerah yang karakteristik.
2. Spektrofotometri UV
Jika suatu molekul dikenai suatu radiasi ultraviolet pada panjang
gelombang yang sesuai, maka molekul tersebut akan mengabsorpsi
cahaya uv yang mengakibatkan transisi elektronik yaitu promosi
elektron-elektron dari orbital keadaan dasar berenergi lemahke orbital
keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Panjang gelombang saat
absorpsi yang terjadi bergantung pada kekuatan elektron yang terikat
dalam molekul
3. Hukum Lambert-Beer
Menyatakan bahwa konsentrasi suatu zat berbanding lurus dengan
jumlah cahaya yang diabsorbsi, atau berbanding terbalik dengan
logaritma cahaya yang ditransmisikan.
1
A = a . b . c = log = 2 – log %T
Dimana :
A = absorban
a = absorbtivitas
b = jalannya sinar pada larutan
c = konsentrasi larutan
%T= persen transmitan
III. TEORI DASAR
Isoniazid adalah hidrazid dari asam isokotinat yang merupakan
suatu analog sintetik piridoksin. Isoniazid adalah obat anti-tuberkulosis
yang paling paten, tetapi tidak pernah diberikan sebagai obat tunggal
dalam pengobatan tuberkulosis aktif. Isoniazid secara invitro bersifat
tuberkulostatik dan tuberkulosit dengan konsentrasi hambat minimum
(KHM) sekitar 0,025-0,05 µg/ml. Isoniazid aktif terhadap bakteri
intraselular. Isoniazid khusus untuk pengobatan Mycobacterium
tuberkulosis, walaupun Mycobacterium kansasi resisten pada kadar
obat yang lebih tinggi.
Monografi isoniazid menurut Farmakope indonesia Edisi IV tahun
1995 :
Gambar 1 . Isoniazid
2
Nama : Isoniazid / Sinonim : INH; Isonicotinic Acid
Hydrazid
Nama Lain : Isoniazidum
Rumus kimia : C6H7N3O
Berat Molekul : 137,14
Isoniazid mengandung tidak kurang dari 98,0% dan tidak lebih dari
102,0% C6H7N3O, dihitung terhadap zat yang telah dikkeringkan.
Pemerian : hablur putih atau tidak berwarna atau serbuk hablur
putih; tidak berbau, perlahan-lahan di pengaruhi oleh
udara dan cahaya.
Kelarutan : mudah larut dalam air, agak sukar larut dalam ethanol;
sukar larut dalam kloroform dan eter.
Baku pembanding : isoniazid BPFI; lakukan pengeringan pada suhu
1050C selama 4 jam sebelum digunakan.
Jarak lebur : isoniazid antara 1700 sampai 1730.
pH : isoniazid antara 6,0 dan 7,5; lakukan penetapan dengan
larutan 1 dalam 10.
Identifikasi :
a. Spektrum serapan inframerah zat yang telah dikeringkan
dan didispersikan dalam kalium bromida P menunjukkan maksimum
hanya pada panjang gelombang yang sama seperti pada isoniazid
BPFI.
b. Masukkan lebih kurang 50 mg kedalam labu ukur 500 ml,
tambahkan air sampai tanda batas. Masukkan 10 ml larutan ini ke
dalam labu ukur 100 ml, tambahkan 2 ml asam klorida 0,1 N,
encerkan dengan air sampai tanda batas; spektrum serapan ultraviolet
larutan menunjukkan maksimum dan minimum hanya pada panjang
gelombang yang sama seperti pada isoniazid BPFI.
Spektrofotometri inframerah merupakan suatu metode yang
mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang
3
berada pada daerah panjang gelombang 2,5-5,0 μm atau 4000-200 cm-
1 . Satuan yang sering digunakan dalam spektrofotometri inframerah
adalah kaiser (Giwangkara, 2007)
Radiasi inframerah dapat menyebabkan terjadinya gerak rotasi, yaitu
berputar pada porosnya dan gerak vibrasi, yaitu bergetar pada
tempatnya (Giwangkara, 2007)
Ada dua jenis vibrasi yaitu stretching vibration dan bending
rotation. Vibrasi ulur adalah vibrasi yang mengakibatkan perubahan
panjang ikatan suatu ikatan. Vibrasi ulur ada 2 macam yaitu simetri
dan asimetri. Vibrasi tekuk adalah vibrasi yang mengakibatkan
perubahan sudut ikatan antara dua ikatan. Vibrasi tekuk ada 4 jenis
yaitu, vibrasi goyangan, vibrasi guntingan, vibrasi kibasan dan vibrasi
pelintiran (Sliverstein, 1991).
Instrumen atau bagian dari spektrofotometer inframerah adalah
(Conley, 1972) :
a. Sumber cahaya inframerah : merupakan batang yang dipanaskan
oleh listrik berupa Nernst glowed dan globar.
b. Monokromator : yang digunakan biasanya adalah prisma dan
grating.
c. Detektor : jika 2 kawat logam berbeda dihubungkan antara ujung
kepala dan ekor menyebabkan adanya arus yang mengalir dalam
kawat. Arus sebanding dengan intensitas radiasi thermopile.
Metode analisis menggunakan spektrofotometer disebut
spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa
yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh
suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan
menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan
detektor foto tube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam
listrik memancarkan spektrum yang lebar terdiri atas panjang
gelombang. Panjang gelombang yang dikaitkan dengan cahaya
tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi mata manusia dan
4
karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision).
Dalam analisis secara spektrofotometri terdapat tiga daerah panjang
gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200 –
380 nm), daerah visible (380 – 700 nm), daerah inframerah (700 –
3000 nm) (Khopkar,1990).
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri
dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar
dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer
adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang
diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi
secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau
diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang (Ernawaty, 2011).
Suatu grafik yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang
diserap dengan frekuensi (panjang gelombang) sinar merupakan
spektrum absorpsi. Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul
dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga
spektra absorpsinya juga berbeda. Dengan demikian, spektra dapat
digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis
kualitatif. Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada panjang gelombang
tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi,
sehingga spektra absorpsi juga dapat digunakan untuk analisis
kuantitatif (Rohman dkk, 2007).
Spektrofotometer adalah suatu instrumen untuk mengukur
transmitan / absorbans suatu sampel sebagai fungsi panjang
gelombang, pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu
panjang gelombang tunggal (Ernawaty, 2011). Komponen utama dari
spektrofotometer dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :
5
Diagram komponen utama spektrofotometer
Instrumentasi dari spektrofotometer dapat diuraikan sebagai
berikut:
1. Suatu sumber energi cahaya yang berkesinambungan yang meliputi
daerah spektrum yang mana alat tersebut dirancang untuk
beroperasi.
2. Suatu monokromator, yakni sebuah piranti untuk memencilkan pita
sempit panjang gelombang dari spektrum lebar yang dipancarkan
oleh sumber cahaya.
3. Suatu wadah untuk sampel ( dalam hal ini digunakan kuvet ).
4. Suatu detektor, yang berupa transduser yang merubah energi
cahaya menjadi suatu isyarat listrik.
5. Suatu amplifier (pengganda) dan rangkaian yang berkaitan yang
membuat isyarat listrik itu memadai untuk dibaca.
6. Suatu sistem baca dimana diperagakan besarnya isyarat listrik yang
ditangkap (Day dan Underwood, 1996).
Spektrofotometer digunakan terutama untuk analisa kuantitatif,
tetapi dapat juga untuk analisa kualitatif. Penggunaan untuk analisa
kuantitatif didasarkan pada hukum Lambert-Beers yang menyatakan
hubungan empirik antara intensitas cahaya yang ditransmisikan
dengan tebalnya larutan (Hukum Lambert / Bouguer), dan hubungan
antara intensitas tadi dengan konsentrasi zat (Hukum Beers) (Roth et
al., 1994).
6
A = log Io/It = e . b . c = a . b . c
dengan :
A = serapan
Io = intensitas sinar yang datang
It = intensitas sinar yang diteruskan (ditransmisikan)
e = absorbtivitas molekuler / konstanta ekstingsi (L.mol-1.cm-1
a = daya serap (L.g-1.cm-1)
b = tebal larutan / kuvet (cm)
c = konsentrasi (g.L-1 , mg.mL-1).
Panjang gelombang yang digunakan untuk melakukan analisis
kuantitatif suatu zat biasanya merupakan panjang gelombang dimana
zat yang bersangkutan memberikan serapan yang maksimum (l
maks), sebab keakuratan pengukurannya akan lebih besar (Ingle dan
Stanley, 1988). Hal tersebut dapat terjadi karena pada panjang
gelombang maksimum (l maks) bentuk serapan pada umumnya landai
sehingga perubahan yang tidak terlalu besar pada kurva serapan tidak
akan menyebabkan kesalahan pembacaan yang terlalu besar pula
(dapat diabaikan).
Serapan yang optimum untuk pengukuran dengan spektrofotometri
berkisar antara 0,2 – 0,8 (Willard et al., 1974). Namun menurut
literatur lain, serapan sebesar 2 – 3 relatif masih memberikan hasil
perhitungan yang cukup baik (untuk campuran), walaupun disarankan
agar serapan berada di bawah 2 untuk hasil yang lebih baik (Paira et
al., 1979).
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis dengan
metode spektrofotometri. Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus
diperhatikan:
a. Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis
7
b. Waktu operasional (operating time)
c. Pemilihan panjang gelombang
d. Pembuatan kurva baku
e. Pembacaan absorbansi sampel atau cuplikan (Rohman dan
Gandjar, 2007).
Gambar Spektrofotometer UV-Vis
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Alat
1. Batang pengaduk
2. Beaker glas
3. Corong
4. Gelas ukur
5. Labu ukur
6. Pipet tetes
7. Spatel
8. Spektrofotometri infra red
9. Spektrofotometer uv visible
10. Timbangan analitik
b. Bahan
1. Aquades
2. Isoniazid
3. Kalium bromida P ( KBr )
8
V. PROSEDUR
a. spektrofotometer infra merah
KBr kering ditimbang sebanyak 250 mg. Isoniazid
ditimbang sebanyak 2 mg. Keduamya digerus sampai halus
dengan menggunakan mortir agate dan homogen selama 5 menit.
Alat cetak disiapkan. Bagian lempeng besi dibersihkan dengan tisu
lensa. Satu bagian lempeng dimasukkan ke dalam cetakan
menggunakan pinset. Bagian kasar menghadap ke bawah. KBr
yang telah dihaluskan, dimasukkan ke dalam alat cetak dan
digoyangkan. Bagian lempeng lain dimasukkan ke dalam alat
pencetak, dengan bagian mengkilap menghadap ke bawah
(sampel). Dimasukkan silinder (alat tekan) ke dalam alat cetak dan
ditekan perlahan hingga mampat. Alat pencetak disimpan diatas
penekan hidrolik dan dihubungkan dengan selang pompa vakum.
Pompa vakum dinyalakan dan penekan hidrolik dipompa sampai
60 kNewton. Pertahankan penekan sampai ± 5 menit. Alat pompa
dimatikan, penekan hidrolik dikendurkan perlahan dan selang
vakum dilepas. Alat pencetak dilepas dan dibalik. Kemudain
silinder ditekan sampai cakram KBr keluar. Cakram KBr diambil
menggunakan pinset dan diletakkan ke dalam tempat sampel
didalam alat spektrofotometer. Lalu alat dinyalakan. Spektrum
yang terbentuk diamati.
b. spektrofotometer uv
Baku
5 mg INH BPFI di larutkan dalam 20 ml aquades, lalu di
lakukan pengenceran, sehingga di peroleh kensentrasi 12,5 ppm.
Di masukan kedalam alat spektrofotometer uv , Setelah itu di ukur
9
absorbansinya. Bila belum mendapatkan kurva yang linear maka
larutan di encerkan kembali. Di dapatkan absorbansi linear baku.
Sample INH
50 mg sample INH di larutka dalam 50 ml aquadest, di lakukan
pengenceran hingga di dapatkan konsentrasi sebesar 10 ppm. Di
masukan kedalam alat spektrofotometer uv, lalu di ukur
absorbansinya. Pengukuran absorbansi di llakukan triplo.
VI. DATA PENGAMATAN
a. Spektrun serapan infra red
750150022503000375045001/cm
45
60
75
90
105
%T
3303,61
3116,51
2354,62
1334,27
664,00
Gambar 1. Spektrum inframerah sampel Isoniazid
10
Gambar 2. Spektrum inframerah standar Isoniazid
Frekuensi
(sampel)
Frekuensi
(standar)
Perkiraan
gugus fungsi
1666,5 - C = O
1554,63 - Cincin aromatik
2354 - C - H
3303,61 3304,38 N-H (amin primer dan sekunder)
3116,51 3111,12N-H (amin primer dan sekunder),
= CH (aromatis)
11
b. Spektrum serapan uv – visible
Pada konsentrasi larutan 12,5 ppm menghasilkan absorbansi 0.4
pada panjang gelombang 263 nm. Pengukuran di coba pada 6, 8, 10
dan 14 ppm. Konsentrasi larutan standart yang di ambil adalah 10 ppm
Konsentrasi ( ppm ) A1 A2 A3 RATA – RATA A
6 0.195 0.1941 0.1942 0.1944
8 0.2717 0.2218 0.2717 0.2717
10 0.341 0.3411 0.3412 0.3411
12 0.4129 0.4127 0.4128 0.4128
14 0.4567 0.4564 0.4561 0.4564
y = ax + b
Y = 0.33255 x + 0.00273
R = 0.996
Konsentrasi sample INH yang di buat :
12
C sample = 50 mg50 ml
=50.000 µg50 ml
= 1000 ppm
Untuk mendapatkan konsentrasi 50 ppm, maka :
X ml x 1000 ppm
20 ml = 50 ppm
X = 1 ml
Untuk konsentrasi 10 ppm, maka dari larutan sample dengan
konsentrasi 50 ppm diambil 4 ml, untuk di larutkan dengan 20 ml
aquades
Konsentrasi ( ppm ) Absorbansi
10 0.3267
10 0.3269
10 0.3269
Rata - rata 0.3268
Y = 0.033255 x + 0.00273
0.3268 = 0.033255 x + 0.00273
X = 0.3268−0.00273
0.033255
X = 9.82 ppm
% = 9.82 ppm10 ppm
x100 % = 98,2 %
VII. PEMBAHASAN
Praktikum kali ini yaitu mengenai analisis bahan baku Isoniazid
( INH ) dengan menggunakan spektrofotometri uv dan infra red.
13
Terdapat 2 analisis yang di lakukan pada praktikum kali ini. Yaitu
analisis kualitatif dengan menggunakan spektrofotometri infra red
untuk menentukan gugus fungsi yang terdapat dalam bahan baku yang
di analisis dan analisis kuantitatif dengan menggunakan
spektrofotometri uv untuk menentukan seberapa besar kadar yang
terkandung dalam bahan baku yang di analisis.
Uji kualitatif menggunakan instrumen spektrofotometri inframerah.
Prinsip dari spektrofotometri inframerah yaitu radiasi inframerah
(2500-50000 nm atau 4000-200 cm-1) dapat menyebabkan terjadi
vibrasi dan/rotasi suatu gugus fungsional dalam molekul sehingga
gugus fungsi yang berlainan dalam suatu struktur kimia masing-
masing akan menunjukkan spektrum serapan inframerah yang
karakteristik. Spektrum inframerah sangat bermanfaat untuk
identifikasi suatu zat atau menentukan gugus fungsi yang ada dalam
suatu senyawa. Secara sederhana, identifikasi suatu zat dilakukan
dengan membandingkan spektrumnya dengan spektrum dari zat
standar. Bila zat yang diperiksa sama dengan standar, maka posisi dan
intensitas relatif dari puncak-puncak resapan harus sama. Tahapan
yang di lakukan dalam analisis kualitatif ini yang yaitu sampel INH
sebanyak 2 mg yang telah dikeringkan digerus sampai halus.
Kemudian KBr sebanyak 250 mg yang telah dikeringkan dalam oven
150o C digerus bersama sampel hingga halus dan homogen di tempat
yang kelembabannya rendah. Karena diharapkan tidak ada molekul air
yang masuk ke dalam sampel maupun KBr yang akan mempengaruhi
identifikasi gugus fungsi dalam sampel tersebut. KBr digunakan
karena tidak ada pita serapannya pada daerah 4000-400 cm-1 hanya
terkadang terlihat ada serapan pada 3448cm-1 dan 1639 cm-1 oleh
karena pengaruh air oleh KBr, karena itu sebelum digunakan KBr
dikeringkan terlebih dahulu. Keuntungan lainnya lempeng ini dapat
digunakan dalam jangka lama, artinya pembacaan yang sama mampu
diberikan walaupun sudah dibentuk sejak lama (selama ditempatkan
14
pada kondisi yang sesuai). Kemudian pencetak disiapkan dan serbuk
sampel dimasukkan ke dalam alat pencetak. Lalu pencetak tersebut
divakum dan ditekan dengan penekan hidraulik. Selanjutnya cakram
KBr dikeluarkan dari pencetak dan diletakkan pada spektrofotometer.
Selanjutnya spektrum yang di dapatkan dari sample di analisis gugus
fungsinya lalu di bandingkan dengan gugus gungsi yang terdapat
pada spektrum sample standar. Dari hasil yang diperoleh,
Frekuensi
(sampel)
Frekuensi
(standar)
Perkiraan
gugus fungsi
1666,5 - C = O
1554,63 Cincin aromatik
2354 - C - H
3303,61 3304,38 N-H (amin primer dan sekunder)
3116,51 3111,12N-H (amin primer dan sekunder),
= CH (aromatis)
dapat dipastikan bahwa zat yang diuji merupakan isoniazid, karena
memiliki serapan inframerah yang mirip walaupun tidak identik. Hal
ini dapat disebabkan perubahan kimia dan fisika yang terjadi pada saat
penyiapan sampel.
Untuk uji kuantitatif analisis yang di lakukan dengan menggunakan
spektrofotometri uv vis. Apabila dalam alur spektrofotometer terdapat
senyawa yang mengabsorpsi radiasi, akan terjadi pengurangan
kekuatan radiasi yang mencapai detektor. Parameter kekuatan energi
radiasi yang diabsorpsi oleh molekul adalah absorban (A) yang dalam
batas konsentrasi tertentu nilainya sebanding dengan banyaknya
molekul yang mengabsorpsi radiasi. Senyawa yang tidak
mengabsorpsi radiasi ultraviolet-sinar tampak dapat juga ditentukan
15
dengan spektrofotometri ultraviolet-sinar tampak, apabila ada reaksi
kimia yang dapat mengubahnya menjadi kromofor atau dapat
disambungkan dengan suatu pereaksi kromofor.
Analisis kuantitatif yang digunakan menggunakan metode regresi
yaitu dengan menggunakan persamaan regresi yang didasarkan pada
harga serapan dan konsentrasi standar yang dibuat dalam beberapa
konsentrasi, paling sedikit menggunakan 5 rentang konsentrasi yang
meningkat yang dapat memberikan serapan yang linier, kemudian
diplot menghasilkan suatu kurva yang disebut dengan kurva kalibrasi.
Konsentrasi suatu sampel dapat dihitung berdasarkan kurva tersebut.
Prosedurnya yaitu sebanyak 50 mg sampel kemudian ditambahkan
aquades sebanyak 50 ml. Selanjutnya laturan yang telah di dapatkan di
lakukan pengenceran hingga mencapai konsentrasi 10 ppm. lalu di
ukur absorbansi dari larutan yang telah di encerkan sebanyak 3 kali.
Selanjutnya absorbandi yang di dapatkan di hitung dengan
menggunakan rumus, Kadar yang di dapatkan sebesar 98,2 %, Kadar
termasuk kedalam kadar Isoniazid yang seharusnya yaitu dalam
rentang 98,0 % - 102,0 %.
VIII. KESIMPULAN
Dari Analisis kualitatif dengan menggunakan spektrofotometri
Infra red di dapatkan gugus fungsi C = O, C – H , dan N- H ( amin
primer dan sekunder) dapat dipastikan bahwa zat yang diuji
merupakan isoniazid, karena memiliki serapan inframerah yang mirip
walaupun tidak identik. sementara untuk analisis kuantitatif dengan
menggunakan spektrofotometer uv di dapatkan kadar sebesar 98,2 %,
Kadar termasuk kedalam kadar Isoniazid yang seharusnya yaitu dalam
rentang 98,0 % - 102,0 %.
16
Top Related