ANALISIS KANDUNGAN Ca DAN Mg METODE EDTA COMPLEXOMETRIC TITRATION Ghaisani Lalliaa, Handayani Ranti Lisnaa, Pradani Annisaa, Putriandani Nuzula, Witarsih Retnoa Dini Kurnianingsihb, Ika Puspa Windardib, Yusuf Nurul Fajrib a
Praktikan Analisis Zat Gizi Mikro Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor, 16680 Bogor, Indonesia b Asisten praktikum Analisis Zat Gizi Mikro Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor, 16680 Bogor, Indonesia ABSTRACT Analysis of Ca content of EDTA complexometric titration method was a method of analysis of Ca in food. Complexometric titration was a titration based on the formation of complexes between cationic compounds with complex forming agent. Complex-forming substances used in these experiments was the disodium ethylenediamine tetraacetate (EDTA). EDTA can form complex compounds with mineral in samples, then ml EDTA titration and concentration will be used to calculate the Ca content in the sample. The sample used in the analysis was isotonic beverage “HC”. The experiment was conducted on Monday, October 05th 2015 at 14:00 to 17.00 pm at the Laboratory of Chemistry and Food Analysis, Department of Community Nutrition, Faculty of Human Ecology, Bogor Agricultural University. Procedures in analysis Ca content of EDTA complexometric titration method can be divided into standardization and analysis of test samples. Standardization procedures undertaken to ensure the concentration of EDTA standard. Sample test analysis procedures initiated by the addition of buffer solution pH 10 to sharpen the titration endpoint. The next test solution given indicators EBT and titrated with EDTA until the solution was blue. The result of analysis showed Ca content in the samples was 0.052 mg while the calculation results based nutrition fact Ca content was 0.24 mg. Based on the calculation of the content of Ca nutrition fact, concluded that the results of the analysis of Ca EDTA complexometric titration method was underestimate. Keywords : complexometric titration, EDTA, Ca Analysis, EBT indicator, isotonic beverage ABSTRAK Analisis kandungan Ca metode EDTA complexometric titration merupakan salah satu metode analisis Ca dalam pangan. Titrasi kompleksometri adalah titrasi berdasarkan pembentukan senyawa kompleks antara kation dengan zat pembentuk kompleks. Zat pembentuk kompleks yang digunakan dalam percobaan ini adalah garam dinatrium etilendiamina tetraasetat (EDTA). EDTA dapat membentuk senyawa kompleks dengan mineral dalam sampel, kemudian ml titrasi dan konsentrasi EDTA akan digunakan untuk menghitung kadar Ca dalam sampel. Sampel yang digunakan dalam analisis adalah minuman isotonik kemasan HC. Percobaan dilakukan pada tanggal 05 Oktober 2015, pukul 14.00 – 17.00 di Laboratorium Kimia dan Analisis Makanan Lantai 2, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor. Prosedur dalam percobaan analisis kandungan Ca metode EDTA complexometric titration dibedakan menjadi standarisasi dan analisis uji sampel. Prosedur standarisasi dilakukan untuk memastikan konsentrasi standar EDTA. Prosedur analisis uji sampel dimulai dengan penambahan larutan buffer pH 10 untuk mempertajam titik akhir titrasi. Selanjutnya larutan uji diberikan indikator EBT dan ditirasi dengan EDTA hingga berwarna biru. Hasil analisis menunjukkan kandungan Ca pada sampel adalah 0.052 mg sedangkan hasil perhitungan kandungan Ca berdasarkan nutrition fact adalah 0.24 mg. Berdasarkan perhitungan kandungan Ca nutrition fact disimpulkan bahwa hasil analisis Ca metode EDTA complexometric titration underestimate. Kata Kunci : complexometric titration, EDTA, Analisis Ca, indikator EBT, minuman isotonik
1.
PENDAHULUAN
Minuman dalam kemasan adalah produk komersial yang banyak diproduksi berkat kemajuan teknologi. Kandungan yang ada pada minuman kemasan yaitu energi, zat gizi makro seperti karbohidrat dan zat gizi mikro yaitu vitamin dan mineral. Minuman kemasan banyak mengandung mineral yang penting bagi tubuh. Mineral merupakan
bagian dari tubuh dan memegang peranan penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun fungsi tubuh secara keseluruhan. Beberapa mineral yang dibutuhkan tubuh adalah kalsium dan magnesium Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam tubuh, yaitu 1.5 – 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak 1 kg. Peningkatan
kebutuhan kalsium terjadi pada masa pertumbuhan, kehamilan dan menyusui. Jumlah kalsium yang dianjurkan per hari untuk bayi adalah 300-400 mg, remaja 600700 mg, dewasa 500-800 mg, serta ibu hamil dan menyusui sebesar 1200 mg[1]. Kekurangan kalsium pada masa pertumbuhan dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan seperti tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh, sedangkan pada orang dewasa, terutama sesudah usia 50 tahun akan kehilangan kalsium dari tulangnya yang disebut osteoporosis[1]. Hampir 60% magnesium dalam tubuh terdapat pada tulang, 26% dalam otot, dan sisanya ada dalam jaringan lunak serta cairan tubuh. Magnesium memegang peranan penting dalam lebih dari tiga ratus sistem enzim di dalam tubuh[1]. Magnesium dalam cairan sel ekstraseluler memegang peranan penting dalam relaksasi otot. Kadar magnesium yang normal dapat mempertahankan tonus otot polos dan berimplikasi terhadap kontrol tekanan darah[2]. Kekurangan magnesium menyebabkan kurang nafsu makan, kejang atau tetanus, gangguan sistem syaraf pusat, halusinasi, koma. Konsumsi magnesium melebihi rekomendasi dapat menyebabkan gagal ginjal. Orang dewasa membutuhkan magnesium sekitar 250-280 mg sehari[1]. Kandungan kalsium dan magnesium dalam bahan pangan dapat dilakukan dengan metode yang tepat. Salah satu metode analisis kandungan kalsium dan magnesium adalah EDTA Complexometri Titration (Metode AOAC 920.196). Complexometri Titration yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks membentuk hasil berupa kompleks[3]. EDTA (Ethylenediaminetetraacetate) mampu membentuk kompleks yang stabil pada perbandingan 1:1 dengan beberapa ion mineral termasuk kalsium dan magnesium. Calmagite dan Eriochrome Black T (EBT) adalah indikator yang sering digunakan dalam penetapan kadar kalsium dan magnesium. Indikator ini dapat berubah dari biru menjadi pink. Seperti yang telah dijelaskan di atas
kekurangan atau kelebihan kalsium dan magnesium dapat menimbulkan hal yang buruk bagi kesehatan. Oleh karena itu sebagai seorang calon ahli gizi harus mengetahui kandungan kalsium dan magnesium pada bahan pangan dengan melakukan metode yang tepat. 2. METODE a. Waktu dan Tempat Praktikum analisis kandungan Ca dan Mg Metode EDTA complexometric titration dilakukan pada tanggal 5 Oktober 2015 pada pukul 14.00-17.00 WIB. Bertempat di Laboratorium Analisis Zat Gizi Mikro, Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor. b. Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam praktikum adalah neraca analitik, kaca arloji, sudip, erlenmeyer, labu takar, corong, pipet volumetrik, pipet tetes, labu semprot, buret, penyangga buret, penangas, gelas piala, dan kertas lakmus. Bahan yang digunakan dalam praktikum adalah sampel HC, air bebas ion, buffer pH 10, indikator Erimochrome Black T (EBT) atau Calmagite, EDTA, larutan standar CaCO3, larutan HCl, larutan NH4OH dan indikator Metil Merah (MM). c. Prosedur Percobaan Prosedur percobaan analisis kandungan Ca dan Mg metode EDTA complexometric titration dilakukan dengan dua tahapan, yaitu standardisasi dan analisis. Hal pertama yang dilakukan pada standardisasi adalah CaCO3 ditimbang sebanyak 0.5 g dan dimasukkannya ke dalam Erlenmeyer. Dinding Erlenmeyer dibilas dengan air bebas ion agar tidak ada CaCO3 yang menempel dan agar larut. Selanjutnya ditambahkan HCL 1:1 hingga CaCO3 benarbenar larut. Air bebas ion sebanyak 50 mL ditambahkan lagi ke dalam erlenmeyer, lalu dipanaskan selama 15 menit dan didinginkan. Larutan yang sudah dingin ditambahkan dua
tetes metil merah sebagai indikator dan dinetralkan menggunakan HCl atau NH4OH hingga berwarna pink yang sangat muda dan jika diteteskan kepada kertas lakmus merah tidak akan berubah warna. Larutan diencerkan dalam labu takar sampai 100 mL. Larutan dipipet 10 mL dan ditempatkan pada erlenmeyer, ditambahkan 2 mL buffer pH 10 dan EBT sedikit saja. Langkah selanjutnya yaitu larutan dititrasi dengan EDTA sampai warna larutan menjadi biru. Banyaknya EDTA yang digunakan dicatatan untuk melakukan perhitungan. Kedua adalah prosedur analisis Ca. Sampel disiapkan sebanyak 25 mL dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Larutan sampel dibilas dengan air bebas ion. Larutan kemudian ditambahkan 2 mL buffer pH 10 dan EBT sedikit saja. Langkah selanjutnya yaitu larutan dititrasi dengan EDTA sampai warna larutan menjadi biru. Banyaknya EDTA yang digunakan dicatat untuk melakukan perhitungan. 3. HASIL Sampel yang digunakan dalam analisis kandungan Ca metode EDTA complexometric titration adalah minuman isotonik kemasan HC. Sampel diuji dengan metode EDTA complexometric titration untuk mengetahui kandungan Ca dalam sampel HC serta membandingkannya dengan kadar Ca yang tertera pada nutrition fact kemasan sampel HC. Tabel 1 Kandungan Ca pada sampel berdasarkan NF dan hasil percobaan No mg Ca mg Ca nutrition percobaan fact 1 0.052 0.24 Hasil analisis kandungan Ca dengan metode EDTA complexometric titration menunjukkan perbedaan dengan kandungan Ca berdasarkan nutrition fact. Kandungan Ca yang tertera pada nutrition fact adalah 3% dari kebutuhan kalsium berdasarkan ALG. Berdasarkan perhitungan, 3% Ca dalam satu kemasan sampel setara dengan 0.24 mg. Kandungan Ca hasil analisis dapat dikatakan
underestimate jika dibandindingkan dengan mg Ca nutrition fact. 3. PEMBAHASAN Titrasi kompleksometri adalah titrasi berdasarkan pembentukan senyawa kompleks antara kation dengan zat pembentuk kompleks. Salah satu zat pembentuk kompleks yang banyak digunakan dalam titrasi kompleksometri adalah garam EDTA (Ethylenediaminetetraacetate). Senyawa ini dengan banyak kation membentuk kompleks dengan perbandingan 1:1. Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam dalam larutan, maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut. Penentuan ion logam Ca dan Mg dapat dilakukan dengan titrasi EDTA[4] . Association of Official Analytical Chemists (AOAC) menetapkan metode analisis kadar Ca pada abu buah dan sayur dengan AOAC method 968.31[5]. Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator tersebut adalah indikator metalokromat, contohnya adalah Eriochrome black T (EBT), pyrocatechol violet, xylenol orange, Calmagite, 1-2-piridil-azonaftol, PAN, zincon, asam salisilat, metafalein dan calcein blue[6]. Eriochrome Black T (EBT) atau Calmagite dapat digunakan sebagai indikator dalam analisis kadar Ca dengan metode ini dan memberikan pengaruh warna yang sama. Penambahan EBT atau Calmagite ke larutan yang mengandung Ca pada pH 10.0 ± 0.1, larutan tersebut akan menjadi berwarna pink. Jika EDTA ditambahkan sebagai satu titran, maka kalsium akan menjadi suatu kompleks, setelah semua kalsium telah manjadi kompleks, larutan akan berubah dari warna pink menjadi biru. Hal ini menandakan titik akhir dari titrasi[7]. Volume dan konsentrasi EDTA yang digunakan dalam titrasi tersebut digunakan untuk menentukan konsentrasi Ca dalam sampel yang dinyatakan sebagai mg CaCO3/L[8].
Indikator yang lebih disarankan adalah menggunakan Calmagite dibandingkan EBT. Kelemahan EBT adalah larutannya tidak stabil, apabila disimpan akan terjadi penguraian secara lambat, sehingga setelah jangka waktu tertentu indikator tidak berfungsi lagi, sedangkan Calmagite lebih stabil disimpan dan dapat mempertajam titik akhir titrasi[9]. Penambahan buffer pH 10 bertujuan untuk mempertajam titik akhir titrasi. Jika pH<10, EDTA akan cenderung mengikat ion H+, setelah H+ habis terikat, EDTA akan mengikat Ca2+ sehingga volume EDTA yang digunakan semakin banyak dan menghasilkan hasil yang overestimate. Sementara jika pH>10, maka EDTA akan cenderung mengikat OH- menjadi Ca(OH)2 yang membentuk endapan sehingga hasilnya akan underestimate. Standardisasi EDTA memerlukan penambahan indikator metil merah lalu dinetralkan dengan NH4OH 4N atau HCl 1:1 sampai berwarna jingga. Keunggulan EDTA adalah mudah larut dalam air dan dapat diperoleh dalam keadaan murni, sehingga EDTA banyak dipakai dalam melakukan percobaan kompleksometri. Sebaiknya EDTA distandardisasikan terlebih dahulu, misalnya dengan menggunakan larutan kadmium karena proses penyimpanan dapat menurunkan kualitas EDTA. Hasil perhitungan percobaan analisis kandungan Ca dalam minuman isotonik kemasan HC yang telah dilakukan adalah sebesar 0.052 mg, sedangkan berdasarkan nutrition fact produk tersebut kandungan Ca pada produk adalah sebesar 0.24 mg. Berdasarkan hasil tersebut, hasil percobaan jauh lebih rendah (underestimate) dari nilai yang tertera pada nutrition fact produk. Hal ini diduga disebabkan oleh pH pada saat percobaan bisa saja terlalu tinggi karena pengujian pH hanya menggunakan kertas lakmus, atau dapat juga disebabkan oleh titrasi yang tidak segera dilakukan membuat hasil percobaan menjadi underestimate. Badan Standardisasi Nasional Indonesia belum menentukan SNI untuk produk isotoik berupa air kelapa dalam kemasan. Menurut penelitian tugas akhir[10], kandungan zat gizi kalsium pada air kelapa
tua (belum diolah) adalah sebesar 15 mg. Berdasarkan hal tersebut, kandungan Ca dalam produk lebih kecil dibandingkan kandungan Ca dalam air kelapa. Hal ini diduga disebabkan oleh air kelapa yang dijadikan produk adalah air kelapa muda seperti yang tertera pada label. Selain itu, proses dalam pembuatan produk dapat mempengaruhi jumlah kandungan kalsium dalam air kelapa tersebut. 4. SIMPULAN DAN SARAN Analisis kandungan Ca dan Mg pada minuman dapat dilakukan dengan metode EDTA Complexometric Titration yang akan menghasilkan titik akhir titrasi yang berwarna biru. Hasil percobaan menunjukkan bahwa kandungan Ca dalam minuman isotonik sebesar 0.052 mg nilai ini underestimate dibandingkan dengan kandungan Ca pada nutrition fact yaitu sebesar 0.24. Saran yang diberikan pada percobaan ini adalah sebaiknya digunakan pereaksi yang dalam keadaan baik sehingga percobaan dapat dilakukan dengan baik dan tidak mengulangi prosedur. 5. DAFTAR PUSTAKA 1
Almatsier S. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta (ID): PT Gramedia Pustaka Utama; 2004. 2 Barasi M. At a Glance: Ilmu Gizi. Hermin, penerjemah. Jakarta (ID): Penerbit Erlangga. Terjemahan dari: Nutrition at a Glance; 2007. 3 Ayunigtyas F. Penetapan kadar kalsium karbonat pada tablet magard fa dengan titrasi kompleksometri [skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara; 2014. 4 Ward RE and Carpenter CE. Traditional methods for mineral analysis. In: Nielsen SS. 2010. Food analysis. 4th Ed. Springer Science + Business Media, LLC: New York, Dordrecht, Heidelberg, London; 2010. 5 [AOAC] Association of Official Analytical Chemists. International. Di unduh pada 2015 Oktober 09. Tersedia pada http://www.aoac.org/; 2015. 6 Khopkar SM. Konsep Dasar Kimia Analitik. Saptorahardjo A, penerjemah. Jakarta (ID): UI Press; 2008.
7
Nielsen SS. Food analysis 4th Ed. Springer Science + Business Media, LLC: New York, Dordrecht, Heidelberg, London; 2010. 8 Giwangkara. Penentuan Kadar Kalsium dan Magnesium. http//:chem_is_try.org. [diakses 09 Oktober 2015]; 2012.
9
Harjadi W. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta (ID): Gramedia; 1993. 10 Kusumawardani W. Tugas akhir proses produksi pemanfaatan air kelapa sebagai produk olahan kecap dengan penambahan bubuk kedelai dan bubuk tempe. [Skripsi]. Surakarta (ID): Universitas Sebelas Maret; 2011.
LAMPIRAN Tabel 2 Hasil standaridisasi EDTA Ulangan g CaCO3 1 2 Rata-rata
V EDTA (L) 0.501 0.5
M EDTA 0.0064 0.0063
0.078 0.079 0.0785
Contoh perhitungan: Standarisasi: M EDTA =
= = 0.078 M Tabel 3 Hasil uji analisis sampel HC Ulangan V sampel (L) V EDTA (L) g Ca/L mg CaCO3/L 1 0.025 0.0016 0.2014 502.6348 2 0.025 0.0017 0.2139 534.2804 Rata-rata 0.2077 518.4576 Contoh perhitungan: M Ca sampel = = 5.338 x 10-3 M
= g Ca/L
= M Ca Sampel x Ar Ca = (5.338 x 10-3) x 40.085 = 0.2139 g
Mg CaCO3
= g Ca/L x = 0.2139 x = 534.2804 mg
Mg Ca pada kemasan
= = = 0.24 mg
Mg Ca percobaan
= g Ca x = 0.2077 x = 0.052 mg
PEMBAGIAN TUGAS
Nama Annisa Pradani Ranti Lisna Handayani Nuzul Putriandani Retno Witarsih Laillia Ghaisani
NIM I14130005 I14130013 I14130065 I14130078 I14130109
Tugas Hasil, abstrak Editor, simpulan saran, lampiran Pembahasan Pembahasan Pendahuluan, metode
TTD
