ANALISA KADAR FOSFOR DALAM MAKANAN BAYI DENGAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

`ANALISA KADAR FOSFOR DALAM MAKANAN BAYI DENGAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

ACARA
Praktikum analisa kadar fosfor dalam makanan bayi dengan spektrofotometer UV-VIS berdasarkan AOAC Official method 986.24.

PRINSIP
Pengukuran fosfor pada panjang gelombang maksimum, setelah sebelumnya ditambahkan pereaksi molibdatvanadat untuk pembentukan warna melalui reaksi kompleksometri.

TUJUAN
Mengetahui kadar fosfor dalam makanan bayi.

DASAR TEORI
Spectrofotometer
Teknik analisis spaktrofotometer berasaskan antaraksi radiasi electromagnet dengan komponen atom atau molekul yang menghasilkan fenomena bermakna sebagai parameter analisis. Pada spektrofotometer pembangkit sinyal adalah hasil ataraksi energy radiasi electromagnet dengan alektron dalam atom atao molekul analit yang menyebabkan transisi electron tertentu yang lebih tinggi atau meningkatkan eneergi vibrasi-rotasi ikatan antara atom dalam molekul.
karena pada setiap teknik spaktrofotometer antaraksi radiasi elektromagnetik dengan komponen atom atau molekul khas dan tidak semuanya sama, uraian teknik analisis didahului dengan mekanisme antaraksi tersebut, serta fenomena yang dipakai sebagai parameter analisisnya.
radiasi ultraviolet (UV) dan sinar tampak (Visible/VIS) diabsorpsi oleh molekul organic aromatic, molekul yang mengandung electron-π terkonjugasi dan atau atom yang mengandung electron-n, menyebabkan transisi electron di orbit terluarnya dari tingkat enersi electron dasar ke tingkat enersi electron tereksitasi lebih tinggi. Besarnya absorban radiasi tersebut sebanding dengan banyaknya molekul analit yang mengabsorpsi dan dapat digunakan untuk analisis kunatitatif.
frekuensi radiasi ultraviolet dan sinar tampak terletak pada 1,5 x 108 Hz sampai 4,28 x 107 Hz, dengan panjang gelombang antara 200 nm sampai 700 nm, serta enersi yang besarnya antara 9,939 10-26 sampai 2,836 x 10-26 joule, sesuai dengan energy yang diperlukan oleh molekul organic aromatic, molekul yang mengandung electron-π terkonyugasi dan atau molekul heterosiklik mengandung atom dengan electron-n, untuk meningkatkan electron dalam orbit molekul terluarnya ke tingkat tereksitasi.
Parameter yang menentukan panjang gelombang absorpsi maksimum yang tepat pada suatu transisi electron bukan hanya kromofornya saja, tetapi juga pelarut, gugus substituent pada kromofor, dan goemetri kromofor.
Senyawa yang tidak mangabsorpsi radiasi UV-VIS dapat juga ditentukan dengan spectrofometer UV-VIS, apabila ada reaksi kimia yang dapat mengubahnya menjadi kromofor atau dapat disambungkan dengan suatu pereaksi kromofor.

Fosfor
fosfor merupakan salah satu mineral terbanyak dalam tubuh yang jumlahnya hanya dilampaui oleh kalsium. Jumlah fosfor rata-rata dalam tubuh pria dewasa kurang dari 700 gram, sedangkan kalsium 1200 gram. Kira-kira 85% fosfor terdapat dalam tulang sebagai mineral tulang, kalsium fosfat [Ca3(PO4)2], dan hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2]. Sisanya terdapat di dalam sel dan cairan ekstraseluler sebagai ester asam fosfat organic, fosfoprotein, fosfolipida, dan ion fosfat anorganik, H2PO4- dan HPO42-.
walaupun peranan fosfat sangat penting sebagai unsur pokok dari asam nukleat dan membran sel, serta sebagai factor yang esensial pada seluruh reaksi pembentukan energy di dalam sel dan juga sebagai komponen berbentuk Kristal dari tulang rangka, fosfor tidak banyak mendapat perhatian sebagai komponen gizi karena banyak terdapat dalam berbagai jenis makanan yang dikonsumsi.
Semua bahan makanan yang berasal dari sel tumbuh-tumbuhan maupun hewan sangat kaya akan fosfat karena fosfat merupakan komponen yang penting bagi kehidupan. fosfat juga terdapat dalam dalam air susu hewan dan dengan demikian juga terdapat dalam bahan makanan yang berasal dari susu ataupun makanan yang mengandung padatan susu.
kebutuhan fosfat tiap hari untuk bayi-bayi yang lahir pada waktunya dapat dipenuhi oleh jumlah fosfat yang terdapat dalam ASI, yaitu 150 mg per liternya atau kira-kira 0,2 mg fosfor per kalori.

ALAT DAN BAHAN
Alat
Spektrofotometer UV-VIS
Tanur
Cawan porselen
Labu ukur 1 liter, 500 mL, 100 mL dan 50 mL
Pipet volume 5, 8, 10, 15 mL
Pipet ukur 1, 10, 25 mL
Pipet tetes
Corong gelas
Batang pengaduk
Hot plate
Bunsen spirtus
Oven
Penangas air
Beaker glass
Bahan
Larutan asam klorida (HCl) 1:3
Pereaksi molibdatvanadat
Larutan standar fosfor (Po)
HNO3
Aquadest
Sampel bubur bayi rasa beras merah

PROSEDUR
Preparasi
Larutan asam klorida (1:3), melarutkan 250 mL HCl 38% ke dalam 750 mL aquadest.
Pereaksi molibdatvanadat, melarutkan 20 g ammonium malibdat ke dalam 200 mL aquadest panas kemudian dinginkan. melarutkan 1,0 g ammonium metavanadat ke dalam 125 mL aquadest panas, dan mendinginkannya kemudian menambahkan 160 mL HCl, dan memasukannya ke dalam labu ukur 1 liter. pertama memasukan larutan vanadat kemudian menambahkan larutan molibdat sambil diaduk dan terakhir menambahkan aquadest sampai tanda batas.
Larutan standar fosfor
larutan baku induk (2 mg P/mL), menimbang ± 8,7874 g KO2PO4 dan mengeringkannya selama 2 jam pada suhu 105oC kemudian memindahkannya secara kuantitatif ke dalam labu ukur 1 liter, menambahkan ± 750 mL aquadest sebagai pelarut sampai tanda batas kemudian dinginkan dalam lemari pendingin.
larutan baku kerja (0,1 mg P/mL), melarutkan 50 mL larutan baku induk dengan aquadest ke dalam labu ukur 1 liter, dinginkan dalam lemari pendingin. larutan ini dibuat segar pada waktu analisa.
Preparasi sampel
menimbang dengan seksama 10,0 g sampel (mengandung 4,0 mg P) ke dalam cawan porselen dan mengarangkannya diatas api bunsen.
memasukan sampel kedalam tanur pengabuan pada suhu maksimum 600oC sampai bebas karbon (3-4 jam) dan didinginkan.
menambahkan 40 mL HCl (1:3) dan beberapa tetes HNO3.
memanaskan dalam water bath, dan didinginkan
memindahkan secara kuantitatif ke dalam labu ukur 100 mL.
menambahkan aquadest sampai tanda batas.

Penentuan sampel
memipet larutan baku kerja masing-masing sebanyak 0,0; 5,0; 8,0; 10,0; 15,0 mL kedalam labu ukur 100 mL, larutan tersebut mengandung 0,0; 0,5; 0,8; 1,0; 1,5 mg fosfor
memipet 20,0 mL larutan sampel kedalam labu ukur 100 mL
menambahkan pereaksi molobdatvanadat kedalam semua labu ukur yang berisi larutan baku kerja dan yang berisi sampel masing-masing sebanyak 20,0 mL.
menambahkan aquadest sampai tanda batas, dikocok sampai homogeny.
membiarkan larutan selama 10 menit untuk pembentukan warna.

DATA HASIL PENGAMATAN
Jenis sampel : Bubur bayi rasa beras merah
Jenis pengujian : Fosfor
Metode : Spektrofotometer UV-VIS, AOAC Official Method 986.24
λ Pengukuran : 400 nm

Pengukuran kurva baku
Standar C (mg) A (Absorbansi)
1 0,0 -0,1050
2 0,5 0,3291
3 0,8 0,5951
4 1,0 0,7631
5 1,5 0,1900
Y = 0x2 + 0,8643x-0,1025
r = 0,9999




Penentuan sampel
No W sampel (g) A (Absorbansi) C (Konsentrasi) Fp Cakhir Densitas
1 10,0350 0,523 0,7238 50000 3714,57 1,03
2 0,523 0,7241 3714,11
3 0,522 0,7226 3708,41
4 0,526 0,7267 3729,45
5 0,523 0,7231 3710,98
6 0,523 0,7239 3715,08
SD = 7.2988092
Rata-rata = 3715.76648
CV = 0.00196428
CV Horwitz = 0.58034222
2/3 CV Horwitz = 0.38689481
Rumus :
Rata-rata = jumlah keseluruhan data : jumlah data
SD = √(Konsentrasi 1 - Rata-rata)2+(Konsentrasi n – Rata-rata)2 : (n – 1)
CV = SD : Rata-rata
CV Horwitz = 21-0,5log C
Penentuan replika standar (1,0 mg Fosfor)
Absorbansi Konsentrasi
0.761 0.9991
0.765 1.0034
0.764 1.0026
0.766 1.0045
0.764 1.0030
0.763 1.0018
Standar Deviasi (SD) 0.0018
Rata-rata 1.0024
CV 0.0018
CV HORWITZ 1.9993
2/3 CV HORWITZ 1.3329

Rata-rata = jumlah keseluruhan data : jumlah data
SD = √(Konsentrasi 1 - Rata-rata)2+(Konsentrasi n – Rata-rata)2 : (n – 1)
CV = SD : Rata-rata
CV Horwitz = 21-0,5log C

PEMBAHASAN
Sampel yang diipergunakan dalam analisa fosfor dengan menggunakan spektrofotometer adalah bubur bayi rasa beras merah merk Nestle. Pada bubur bayi diperkirakan mengandung banyak fosfor.
Sebelum dianalisa sampel terlebih dahulu diarangkan dan diabukan, hal ini dilakukan untuk membebaskan fosfor yang terkandung dalam sampel. proses pengabuan memakan waktu ± 2 hari atau sampai sampel menjadi abu berwarna putih yang menunjukan bahwa proses pengabuan sempurna.
Setelah sampel jadi abu, kemudian dipindahkan secara kuntitatif kedalam beaker glass dan ditambahkan dengan HCl (1:3) sebanyak 40 mL dan HNO3 beberapa tetes, dan panaskan selama 1 jam dalam penangas air, hal ini dilakukan bertujuan untuk proses dekstruksi sampel, semua proses preparasi sampel ini dilakukan di ruang asam.
setelah sampel selesai didekstruksi, maka selanjutnya dimasukan secara kuantitatif kedalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan dengan aquadest sampai tanda batas,
larutan baku yang dipergunakan untuk membandingkan kandungan fosfor dalam sampel adalah larutan baku kerja KH2PO4, sebelum ditimbah KH2PO4¬ dikeringkan terlebih dahulu selama 2 jam dengan suhu 105oC, ini dilakukan untuk menghilangkan kadar air (H2O) yang terkandung dalam bahan untuk menghindari terjadinya reaksi komplaksometri yang lain dari pereaksi molindatvanadat dengan air tersebut.
Konsentrasi dari larutan baku kerja yaitu 0,0 ; 0,5 ; 0,8; 1,0; 1,5 mg/mL. larutan baku kerja ini didapatkan dari mengencerkan standar baku dengan cara memipet sebanyak 0,0; 5,0; 8,0; 10,0; 15,0 mL larutan standar baku dan didapatkan larutan standar baku kerja dengan konsentrasi yang meningkat tadi.
pada saat praktikum, larutan baku kerja dan larutan sampel dimasukan ke dalam labu ukur 50 mL, sehingga setiap pereaksi yang ditambahkan dikurangi setengahnya. setelah larutan baku kerja dan sampel disiapkan, selanjutnya adalah menambahkan pereaksi molibdatvanadat sebanyak 20 mL, akan tetapi karena labu ukur yang dipergunakan adalah 50 mL, maka pereaksi molibdatvanadat yang ditambahkan adalah 10 mL. pereaksi ini didapatkan dari mencampurkan ammonium hepta molibdat (yang sudah dicampur dengan HCl (1:3)) dengan larutan monoavanadat kedalam labu ukur 1 liter.
larutan ammonium molibdat dibuat dengan cara menimbang sebanyak 20 g ammonium hepta molibdat dan dimasukan ke dalam labu 200 mL, kemudian ditera dengan aquadest yang sebelumnya dipanaskan dan dibiarkan sampai suhu ruang.
dan larutan monovanadat dibuat dengan cara menimbang dengan teliti monovanadat sebanyak 1,0 g yang dilarutkan dengan aquadest panas yang sudah didinginkan sebanyak 125 mL, setelah itu ditambahkan dengan larutan HCl (1:3) sebanyak 160 mL. larutan ini kemudian dimasukan kedalam labu 1 liter dan ditambahkan dengan larutan ammonium molibdat, dan ditera dengan menggunakan aquadest.
pada saat penambahan pereaksi molibdatvanadat ini kedalam masing-masing labu yang berisi larutan baku kerja dan larutan sampel, larutannya berubah menjadi warna kuning. hal ini dikarenakan penambahan pereaksi molibdatvanadat yang berlebihan kedalam suatu volume kecil larutan yang mengandung fosfat, maka akan menghasilkan endapan ammonium fosfomolibdat yang berwarna kuning kristalin, yang dinyatakan dengan rumus (NH4)[PMo12O40) atau (NH4)3[p(Mo3O10).
setelah masing-masing labu yang berisi larutan baku kerja dan sampel, selanjutnya ditambahkan dengan aquadest sampai tanda batas, kemudian dilakukan pengukuran dengan menggunakan spektrofotometer dengan sinar tampak (Visible) pada panjang gelombang 400 nm.
pada saat praktikum, panjang gelombang maksimum tidak diketahui, hal ini dikarenakan larutan baku kerja yang dipergunakan 0,8 mg/mL memiliki peak yang tinggi sehingga panjang gelombang maksimum tidak dapat terdeteksi.
dari hasil pengukuran standar baku kerja, maka dapat diketahui absorbansi dari standar baku kerja adalah -0,1050; 0,3291; 0,5951; 0,7631; 0,1900. saat praktikum juga dilakukan penentuan replika standar sebanyak 6 kali, standar baku kerja yang dipergunakan memiliki konsentrasi 0,1 mg/mL dan nilai rata-ratanya adalah 1,0024, dengan standar deviasi 0,0018, dan nilai CV-nya 0,0018, CV Horwitz 1,9993. dari nilai data ini dapat diketahui bahwa nilai CV lebih kecil dari CV Horwitz.
pengukuran untuk sampel juga dilakukan sebanyak 6 kali, dengan rata-rata hasil 3715,76 mg; dan SD 7,2988; CV 0,00196; dan CV Horwitz 0,5803. dari data tersebut dapat diketahui bahwa nilai CV lebih rendah dari CV Horwitz.

KESIMPULAN
Hasil pengukuran kadar fosfor dalam makanan bayi dengan menggunakan spektrofotometri dengan sinar tampak (Visible) pada panjang gelombang 400 nm menghasilkan data rata-rata kandungan fosfor adalah 3715,76 mg dan SD 7,2988; CV 0,00196; dan CV Horwitz 0,5803. dari data tersebut dapat diketahui bahwa nilai CV lebih rendah dari CV Horwitz.


DAFTAR PUSTAKA
Modul SPEKTROFOTOMETRI, 2008
Olson E Robert (et al) . 1988. PENGETAHUAN GIZI MUTAKHIR. Jakarta : Gramedia
Satiadarma, Kosasih. 2004. ASAS PENGEMBANGAN PROSEDUR ANALISIS edisi pertama. Surabaya : Airlangga University Press
Vogel (refisi) Svela, G. 1995. BUKU TEKS ANALISIS ANORGANIK KUALITATIF MAKRO DAN SEMI MIKRO edisi 5. Jakarta