PENGGUNAAN PEREAKSI XYLENOL ORANGE DALAM ANALISIS MOLYBDENUM MENGGUNAKAN METODE SPEKTROPHOTOMETRI
Yusuf Nampira, Dian Anggraini
Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir – BATAN
Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang Selatan
Email: ad_90@ymail.com
(Naskah diterima tanggal: 20 April 2012, disetujui tanggal: 22 Mei 2012)

## ABSTRAK
Penggunaan  pereaksi  xylenol  orange    dalam  analisis  kandungan  molybdenum      telah  dipelajari dengan  menggunakan  metode  spektropotometri.  Tujuan  kegiatan  ini  adalah  untuk    mengetahui kemampuan  xylenol  orange    dalam  membentuk  senyawa  komplek  molybdenum-xylenol  orange sehingga  senyawa  komplek    tersebut  dapat        digunakan  untuk  menganalisis  unsur  Mo.    Pada penelitian  ini  dipelajari  beberapa  faktor  yang  mempengaruhi  pembentukan  senyawa  komplek tersebut,  antara  lain  adalah    pH,  waktu,  perbandingan  mol  xylenol  orange    serta  jumlah kandungan molybdenum. Bahan yang digunakan adalah ammonium molybdat (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O, larutan  xylenol orange dengan konsentrasi 0,5% dan larutan buffer dengan pH    (1,5).    Hasil  pengukuran  menunjukkan  bahwa  kompleks  xylenol  orange  molybdenum memberikan  puncak  spektrum  absorbansi  maksimum  pada  panjang  gelombang  563,6  nm. Absorbansi maksimun tercapai pada perbandingan mol Mo dan xylenol orange 1:2.   Konsentrasi Mo yang mengikuti hukum Lambert Beer berada dalam kisaran mulai dari 2 ppm sampai dengan 4  ppm.  Kestabilan  senyawa  komplek  molybdenum –  xylenol orange sangat  singkat  yaitu lebih kecil  dari    5  menit.  Data  pengukuran  ini  selanjutnya  dapat  digunakan  sebagai  parameter  kerja dalam penentuan unsur Mo dengan metode spectrophotometer UV-VIS.
Kata kunci: Analisis molybdenum, xylenol orange, metode spektropothometri.

## ABSTARCT
THE USE OF  XYLENOL ORANGE  (XO) REAGENT IN  MOLYBDENUM (MO) ANALYSIS. The use of  xylenol orange (XO) reagent  in the analysis of Molybdenum (Mo) by spectrophotometry have  been  studied.  The  aim  of  this  activity    is  to  study  the  ability  of  xylenol  orange  to  form  a compound of molybdenum-xylenol orange complex to be analyzed  by spectrophotometry. Some factors  influencing  the  forming  of  the  complex  compound,  for  instance  pH,  time,  comparison  of XO/MO  and  the  amount  of  Mo,  are  also  studied.  The  materials  used  in  this  research  includes ammonium  molybdat  (NH4) 6 M O7 O 24 .4H 2 O),  0,5%  xylenol  orange  and  buffer  solution  (pH  1,5). Measurement result indicates that molybdenum content can be determined by spectrophotometry method  at  a  wavelength  of  563,6  nm.  The  maximum    absorbance  reached  at  a  ratio  of Molybdenum/Xylenol  orange  1:2.  The  concentration  of  Mo  was  determined  by  using  law  of Lambbert Beer, which stayed in the range of 2 ppm to 4 ppm. The stability of complex  compound
(Yusuf Nampira, Dian Anggraini)
of  molybdenum    xylenol  orange  was  shorter  than  5  minutes.  This  measurement  result  can  be used as a parameter in the determination of Mo element with UV-VIS spectrophotometer.
Keywords: molybdenum analysis, xylenol orange, spectrophotometry.

## PENDAHULUAN
Pengembangan bahan bakar reaktor riset  di  Pusat  Teknologi  Bahan  Nuklir (PTBN)  mengarah  ke  pembuatan  bahan bakar  paduan  uranium  UMo/Al  sebagai bahan  bakar  alternatif  pengganti  bahan bakar  U 3 Si 2 Al.    Dalam  rangka  menunjang kegiatan  tersebut  maka  diperlukan  suatu metode  untuk  menganalisis  unsur  logam pemadu  yaitu  molybdenum  (Mo)    guna mengetahui  komposisi  unsur  pemadu  UMo secara  tepat.  Penentuan  unsur    Mo  dengan metode spektrofotometri UV-VIS telah dilakukan oleh
beberapa
peneliti
sebelumnya [1] menggunakan pereaksi thiocyanat –  Sn  (II)  chloride  dan  dithiol sebagai  khromofor.    Penggunaan  pereaksi thiocyanat –  Sn    (II)  memerlukan  tahapan kerja  cukup  panjang  yang  meliputi  reduksi Mo(VI)  menjadi  MO  (IV)  oleh  Sn  (II), kemudian  senyawa komplek yang terbentuk di  reaksikan  dengan  3-  methylbutanol. Sedangkan  pemakaian  pereaksi  dithiol kurang sensintif dan pembentukan kestabilan  senyawa  komplek  memerlukan waktu  yang  cukup  lama  lebih  dari  2  jam. Pustaka [2] menyebutkan  bahwa    diantara ligan  organik  yang  dapat  dengan  mudah bereaksi  dengan  unsur-  unsur    logam  yaitu xylenol orange.  Hal ini  telah dibuktikan oleh peneliti  sebelumnya  bahwa  pereaksi  xylenol orange  mampu  secara  efektif  membentuk senyawa  dengan  unsur –  unsur    logam transisi  dan  lainnya  seperti  zirkonium  dan strontium dengan waktu pembentukan senyawa komplek lebih singkat [2,3] . Berdasarkan  hal  ini  maka    dimungkinkan xylenol orange  sebagai unsur logam transisi
dapat  bereaksi  dengan  Mo  membentuk senyawa  komplek warna sehingga dapat di analisis dengan metode spektrophotometri.
Xylenol orange (3’.3’’- bis([bis(carboxy-methyl) amino]methyl)- 5’,5”–dimethylphenolsulfonephthalein)
merupakan senyawa organik, yang mengandung  gugus  fungsi  amino  dan    dua fungsi  bidendate  dari    asam  karboksilat. Asam  karboksilat  (RCOOH)  dikarakterisasi oleh  gugus  karboksil,  yang  merupakan senyawa cincin stabil dengan sistim elektron phi  terdelokalisasi [4] .    Susunan  elektron  phi mampu  menyerap  sinar  elektro  magnetik pada  panjang  gelombang  besar  (200 –  700 nm) pada daerah visibel atau tampak karena memiliki    elekron  valensi  dengan  energi rendah [5] .      Data    tersebut  di  dukung  pula dari  pustaka [6] ,  yang  menyatakan  bahwa gugus fungsional karboksil merupakan gugus fungsional elektron tak jenuh sehingga  ikatan  rangkap  dalam  gugus tersebut  dapat  memberikan  orbital  phi. Peristiwa  transisi  elektron  pada  orbital  phi paling  sesuai  untuk  analisis  pada  daerah tampak  dengan  panjang  gelombang  200 – 700  sehingga  fenomena  ini  dapat    di aplikasikan  pada  spektrophotometri  uv-vis. Gugus  karboksil  ini  disebut  kromofor  yang menyebabkan  molekul  menjadi  senyawa berwarna.  Hal  ini  yang  menjadikan    xylenol orange  digunakan  dalam  analisis  kimia sebagai  salah  satu  indikator metallochrome y ang dapat mengikat ion logam dan sebagai pereaksi  pembentuk  senyawa  komplek warna  dalam  metode  spektrophotometri. Struktur  molekul  dari  xylenol  orange  dapat dilihat pada Gambar 1 [7] .
Gambar . Struktur Molekul xylenol orange.
Sehubungan  dengan  fakta-  fakta diatas  maka  pada  penelitian  ini  akan dilakukan percobaan mengenai penggunaan Mo  dengan  pereaksi  xylenol  orange  dalam membentuk
senyawa komplek molybdenum –xylenol  orange.  Tujuannya
adalah untuk mengetahui kemampuan xylenol orange  dalam membentuk senyawa komplek molybdenum –xylenol orange  yang dapat  dianalisis  dengan  spektrophotometri. Untuk  itu  akan  dilakukan  pengukuran absorbansi  Mo  pada  beberapa  parameter pengukuran  yang  merupakan  faktor – faktor yang  berpengaruh    pada  pembentukan senyawa  komplek  molybdenum  xylenol orange,  diantaranya:  derajat  keasaman (pH), waktu kestabilan kompleks, perbandingan
xylenol
orange /Mo, konsentrasi
Mo. Hasil kegiatan ini diharapkan  dapat  digunakan  sebagai  data
dukung dalam melakukan penetapan parameter  analisis  unsur  Mo  dalam  bahan bakar UMo/Al menggunakan metode spektrophotometri.

## TATA KERJA
Bahan yang digunakan pada penelitian  ini  adalah  larutan  amonium molybdat 100 ppm dengan cara menimbang serbuk    ammonium  molybdat  (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 H 2 O sebanyak 0,125 g dan dilarutkan  dalam aquades  sebanyak  50  ml.    Larutan  deret
ammonium molybdat dengan variasi
konsentrasi  (1  ppm  sampai  dengan  6  ppm) dibuat  dengan  cara  mengambil  sejumlah larutan molybdat induk kemudian diencerkan menggunakan  larutan  0,1  M  H 2 SO 4 dengan jumlah  sesuai    dengan  konsentrasi  yang diinginkan.  Bahan  pereaksi  yang  digunakan adalah  bahan  xylenol  orange  dengan konsentrasi  0,5%.  Larutan  buffer  dibuat dengan  mencampur    larutan  natrium  acetat 20  ml  5M  dengan  larutan  asetat glacial sebanyak 250 ml.
Pengukuran absorban dilakukan dengan menggunakan alat spektrophotometer  UV-VIS  yang  terdapat  di laboratorium IRM-PTBN. Absorban
maksimum  ditentukan  dengan  melakukan scanning dari  salah  satu  larutan  deret molybdenum (5 ppm)  dengan memipet 250 µL larutan molybdenum 100 ppm, dimasukkan  dalam  labu  takar  5  ml. Kemudian  ditambahkan  sebanyak  75  µL larutan  xylenol  orange  (0,5%)  dan  di tepatkan sampai tanda batas dengan larutan buffer.  Kemudian  pada  panjang  gelombang dengan nilai absorbansi maksimum dilakukan  pengamatan  absorbansi  dengan parameter  waktu  dan  perbandingan  mol xylenol orange dengan Mo.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis kualitatif pada
spektrophotometer  UV-VIS    berdasarkan puncak –  puncak  yang  dihasilkan  pada spectrum suatu unsur tertentu pada panjang gelombang  tertentu.  Oleh  karena  itu,  untuk menentukan panjang gelombang maksimum senyawa  komplek  molybdenum  -  xylenol orange (Mo-XO) dilakukan scanning panjang gelombang  mulai  dari  190  nm  sampai dengan  900  nm  dari  larutan  campuran ammonum  molybdat  5  ppm  dengan  xylenol orange.  Hasil scanning tersebut  ditampilkan pada Gambar 1.
(Yusuf Nampira, Dian Anggraini)
Gambar  1 .  Spektrum  absorbansi  kompleks molybdenum – xylenol orange.
Hasil scanning menunjukkan  bahwa nilai absorbansi maksimum senyawa komplek  molybdenum –  xylenol  orange terjadi  pada  panjang  gelombang  absorbansi maksimum  563,6  nm.      Selanjutnya pengukuran  unsure  Mo  dilakukan  pada panjamg gelombang tersebut.
Reaksi pembentukan suatu senyawa komplek dipengaruhi oleh
beberapa faktor, diantaranya adalah suasana  media  (pH).  Oleh  sebab  itu,  untuk mendapatkan  pH  optimum  pembentukan senyawa komplek xylenol orange - molybdenum  dilakukan pengukuran dengan variasi pH 1,5 ; 3 dan 4. Spektrum dari hasil pengukuran  komplek  Mo –  xylenol  orange pada  berbagai  pH  dapat  dilihat  pada Gambar 2.
Gambar  2    menunjukkan  bahwa absorbansi maksimum pada panjang gelombang  563,6  nm  diperoleh    pada  pH 1.5,  sedangkan  pada  pH  3  diperoleh  nilai absorbansi  lebih  rendah  dan    pada  pH  4 absorbansi  tidak  terdeteksi.    Hal  ini disebabkan  semakin  rendah  nilai  pH  suatu media  maka  jumlah  ion    H + semakin  besar sehingga  keaktifan  gugus  xylenol  orange didalam  ligan  semakin  tinggi  dan  hal  ini menyebabkan  reaksi  berlangsung  semakin cepat.
Gambar 2. Spektrum Mo dalam senyawa komplex xylenol orange pada berbagai pH.
Kestabilan  suatu  senyawa  komplek sangat tergantung dari waktu. Reaksi antara Mo dan  xylenol orange terjadi sangat cepat. Fenomena  ini  ditunjukkan  dari  terbentuknya warna oranye kemerah-merahan pada larutan  saat  pencampuran  kedua  reaktan, tetapi    dalam  waktu  yang  singkat  warna larutan  tersebut  cepat  berubah  menjadi oranye.  Fakta    ini  menunjukkan  bahwa
kestabilan  senyawa  komplek  molybdenum dan  xylenol  orange    berlangsung  dalam waktu  pendek  dalam  kisaran  perbedaan waktu  5  menit  terjadi  penurunan  absorban sebesar 66%.   Hal ini ditunjukkan oleh data hasil  pengukuran  absorban  molybdenum terhadap  waktu,  seperti  yang  dapat  dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Hubungan antara nilai absorbansi molybdenum-xilenol orange terhadap tenggang waktu antara pereaksian dan pengukuran .
Selain waktu, parameter pengukuran  yang  berpegaruh  terhadap kestabilan senyawa kompleks xylenol
orange
dan molybdenum
adalah
perbandingan  mol  xylenol  orange  dan molybdenum.  Pada  percobaan    ini  telah dilakukan
pengamatan absorbansi
molybdenum  dengan  memvariasi  jumlah xylenol  orange  dalam  larutan  ammonium molybdat  dengan  perbandingan  mol  XO/Mo dari  0,05  sampai  dengan  2,5.    Hasil pengukuran dari pengamatan ini ditampilkan dalam  bentuk  grafik  seperti  terlihat  pada Gambar 4.
Gambar 4. Hubungan perbandingan mol XO/Mo dengan absorbansi.
Gambar 4. menunjukkan bahwa nilai absorbansi  Mo  semakin  tinggi  dengan bertambahnya  larutan  pengomplek  xylenol orange  dan  secara  visual  warna  larutan terlihat  cenderung  berwarna  oranye    dan semakin tajam dengan bertambahnya
larutan xylenol orange. Kenaikkan absorbansi dengan bertambahnya perbandingan  mol    XO/Mo  tampak  jelas terlihat  mulai  dari  perbandingan  mol  sekitar 0,8 sampai 2  cukup tajam sedangkan pada penambahan selanjutnya terlihat agak mendatar.  Pada  kondisi  ini  perbandingan mol xylenol orange dan molybdenum adalah 2:1.  Hal  ini  disebabkan  reaksi  pembentukan senyawa  komplex  pada  pH  1,5  mencapai
kondisi stochiometri
mole dan
perbandingan    mol  xylenol  orange  dan molybdenum  2:1.  Adanya  kelebihan  jumlah xylenol  orange  yang  lebih  besar  tidak  lagi mempengaruhi reaksi kesetimbangan pembentukan  senyawa  komplek  tersebut, sehingga  kelebihan    jumlah    xylenol  orange tidak  berpengaruh  pada  besaran  serapan pada panjang gelombang 563,6 nm.
Penentuan  suatu  unsur  dengan metode  spektropotometri  secara  kuantitatif mengikuti  hukum Lambert  Beer ,  yang
menyatakan adanya hubungan liniear antara konsentrasi dan absorbansi sebagai berikut;
A= ε .b.c                                    (1)
Dengan A= absorbansi, ε=  koefisien absorbtivitas  molar,  molar -1 ,  L -1 ,  b=  tebal media yang dilewati sinar, cm, c= konsentrasi larutan sampel,ppm.
Hasil  pengukuran  dari  larutan  Mo variasi konsentrasi mulai dari 1 ppm sampai dengan  6  ppm  memberikan  nilai  absorbansi seperti yang terlihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Hubungan konsentrasi Mo dengan nilai absorbansi pada panjang gelombang 563,6 nm.
Gambar  5    di  atas  menunjukkan bahwa  absorbansi  hasil serapan sinar oleh larutan komplek dengan konsentrasi Mo dari 1,5 ppm sampai dengan 6 ppm tidak masuk dalam  hubungan  linier  antara  serapan  dan konsentrasi  Mo.  Berdasarkan  pustaka [8] dijelaskan  bahwa  ada  beberapa  faktor  yang menyebabkan  deviasi  terhadap  hukum Lambert  Beer, antara  lain  terjadinya interaksi  dengan  molekul –  molekul  dalam sampel  berpengaruh  pada  nilai  karakteristik absorbansi    molekul  tersebut.  Selain  itu dimungkinkan adanya pengaruh stray radiation ,  yaitu  radiasi  yang  mencapai detektor  tidak  semua  melalui  sampel. Berdasarkan  hubungan  absorbansi  dengan
intensitas cahaya sbb;
A = log (P o + P s / P + P o )       (2)
Dengan  A=  absorbansi,  Po=  intensitas cahaya  sebelum  melalui  sampel,  Ps= intensitas cahaya  yang terserap  sampel, P= intensitas cahaya keluar sampel, maka pada konsentrasi  Mo  rendah,  intensitas  cahaya sumber banyak tidak terserap oleh kompeks Mo-xylenol  orange.    Hal  ini  menyebabkan nilai absorbansi kompleks Mo-xylenol orange lebih kecil dari serapan oleh komplek Mo-xylenol  orange  dalam  daerah  linier. Adapun  pada  peristiwa  serapan  pada konsentrasi  Mo  tinggi    intensitas  cahaya
yang  keluar  sampel  semakin  (P)  kecil sedangkan  intensitas  diserap  (nilai  Ps) semakin  besar  maka  absorbansi  akan dipengaruhi  hanya  oleh  nilai Ps  dan  ini  akan menyebabkan  hubungan  konsentrasi  dan
absorbansi  menjadi  tidak  linier.  Fenomena diatas menyebabkan adanya perbedaan nilai absorbtivitas  molar,    (ml/l),  seperti  yang terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Hubungan absortifitas molar Mo-xylenol orange dengan konsentrasi Mo.
Bila  data  pada  konsentrasi  1,5  ppm  dan 6 ppm  dihilangkan  dari  grafik tersebut  maka
akan  diperoleh    hubungan  linier  seperti yang terlihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Hubungan linier konsentrasi Mo dengan absorbansi.
Berdasarkan  data  di  atas  maka batasan  konsentrasi  Mo  yang  mengikuti hukum Lambert  Beer terjadi  pada  daerah pengukuran  mulai  dari  konsentrasi  2  ppm dengan  4  ppm.  Sehingga  dapat  ditetapkan bahwa  daerah  konsentrasi  ini  merupakan daerah  kerja  pengukuran  untuk  penentuan unsur Mo selanjutnya.

## SIMPULAN
Unsur  Mo  dapat  dianalisis  dengan metode spektrophotometri
melalui
pengukuran  senyawa  komplek    xylenol
orange –  molybdenum  pada  panjang gelombang
absorbansi
maksimum
563,6 nm. Kondisi pengukuran  yang optimal diperoleh  pada  perbandingan  mol  xylenol orange  dan  molybdenum    2:1  dalam  media asam  dengan  larutan  buffer  pada  pH  1,5. Waktu stabil senyawa komplek molybdenum xylenol  orange  sangat  singkat  dibawah  5 menit  dan  kisaran  konsentrasi  molybdenum yang  mengikuti  hukum Lambert  Beer pada daerah  2  ppm  sampai  dengan  4  ppm    dan selanjutnya  data  ini  digunakan  sebagai daerah  kerja  pengukuran  unsur  Mo  dengan metode spektrophotometer UV-VIS.
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0 1 2 3 4 5 6 konsentrasi Mo (ppm) A bs obt if it as m ol ar (/ ppm .c m )

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Abdul Majeed, (1991), Spectrophometric Determination  of  Molybdenum  with Xylenol Orange, Juornal Chem Soc Pak, Vol 13, No.3.
[2].  Abdul  Majeed,  (1997),  Spectrophometre of Micro Concentartion of Strontium with Xylenol Orange, Juornal Chem Soc Pak, Vol 19, No.3.
[3].  Abdul Majeed, (1996), Spectrophometric Determination  of  Iron  with  Xylenol Orange, Juornal Chem Soc Pak, Vol 18, No.3.
[4].  Javad
Zolgharnein, (2009),
Spectrophotometric  Determination  of Trace  Amount  of  Fluoride  Using  an  Al-
XO  Complex  as a  Colored  agent”,
Analytical Sciences, Oktocber, Vol 25.
[5].  Olga  Solovey-  Vandersheen,  (2003), UV-Visible and IR spectroscopyc Studies  of  Ruhtenium  (III)  xylenol Orange  Complex,  Acta  Chem  Slov, 2014,  51,  95-105,  Received  15  October 2003.
[6].  Anonim,  (n.d),  http://  gugus  fungsional/ electron valensi energy rendah.
[7].  Struicture arsenazo III.
[8].  Hobart.H.Willard,  (1988),  Instrumental Methods of Analysis, Publishinh Company, Hobart H.Willard, Wadsworth, 7 Th Edition .