* Corresponding Author: email: nuraini.siti99@gmail.com
p-ISSN: 1410-7058 e-ISSN: 2597-7059 © 2022 JPS MIPA UNSRI

## Jurnal Penelitian Sains
Journal Home Page: http://ejurnal.mipa.unsri.ac.id/index.php/jps/index

## Penggunaan ultrasonik untuk prekonsentrasi logam Pb dengan metode SSA
Siti Nuraini 1 *, Hanida Yanti 2 , dan  Hartawan 3 1,2 Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sriwijaya. 3 Jurusan Farmasi FMIPA Universitas Sriwijaya
Kata kunci: SSA, prekonsentrasi logam
Pb, ultrasonik, resin Dowex 50WX2- 200 ABSTRAK: Prekonsentrasi logam timbal (Pb) telah dilakukan menggunakan ultrasonik dengan metode Spektofotometer Serapan Atom (SSA)-nyala. Teknik prekonsentrasi ini dilakukan den- gan dengan tujuan untuk mendeteksi logam Pb di dalam sampel air yang memiliki kadar yang sangat  rendah  ( trace  metals ).  Prosedur  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini  adalah  sampel  air ditambahkan resin Dowex 50WX2-200 kemudian dilakukan sonikasi didalam ultrasonik untuk prekonsentrasi dan ekstraksi setelah itu dilakukan proses filtrasi, resin kemudian ditambahkan eluen HNO 3 1 M untuk mengelusi logam Pb, hasil elusi kemudian di ukur dengan SSA. Kondisi optimum yang didapatkan dalam penelitian ini antara lain waktu prekonsentrasi 20 menit, vo- lume  eluen  10  ml  dan  pH  2.  Parameter  variasi  volume  sampel  didapatkan  volume  optimum pengujian ini adalah 50 ml dengan faktor pengayaan 5. Metode ini cukup handal dibuktikan dengan pengujian CRM Metal ERA-697  untuk akurasi dan  presisi dengan  hasil yaitu  92.07 % untuk akurasi dan dan RSD 3.6% (n=3) untuk presisi, nilai akurasi yang diperoleh memenuhi batas  keberterimaan  menurut  AOAC  yaitu  70%  -125%  dan  presisi  dengan  %  RSD  lebih  kecil dari CV Horwitz yaitu 14%. Teknik prekonsentrasi logam Pb menggunakan ultrasonik dengan metode SSA ini dapat dimanfaatkan dalam implementasi pengujian logam Pb dalam air den- gan teknik yang cukup mudah, cepat dan akurat. Keywords: AAS-flame , preconcentration of Pb metal, ultrasonic,
DOWEX 50WX2-200 resin ABSTRACT: Preconcentration of lead metal (Pb) has been done using ultrasonics by the me- thod of Atomic Absorption Spektofotometer (AAS)-flame. This preconcentration technique is done  with  the  aim  of  detecting  Pb  metals  in  water  samples  that  have  very  low  levels  (trace metals).The  procedure  carried  out  in  this  study  is  a  sample  of  water  added  Dowex  resin 50WX2-200  then  sonicated  in  ultrasonic  for  preconcentration  and  extraction  after  which  the filtration process is carried out, the resin is then added eluen HNO 3 1 M to stroke the metal Pb, the results of the elusi are then measured with AAS-flame. The optimum conditions obtained in this study included a preconcentration time of 20 minutes, an eluent volume of 10 ml and a pH of 2.The parameter of variation in sample volume is 50 ml with an enrichment factor of 5. This method is quite reliable evidenced by testing METAL ERA-697 CRM for accuracy with 92.07% of  recovery  and  RSD  3.6%  (n=3)  for  precision,  the  accuracy  value  obtained  the  acceptable limit according to the AOAC which is 70%-125% and the precision with a % RSD is smaller than Horwitz's CV which is 14%. The technique of preconcentration of  Pb metals using ultrasonics with SSA method can be utilized in the implementation of Pb metal testing in water with a fair- ly easy, fast and accurate technique.

## 1 PENDAHULUAN
ogam timbal (Pb) adalah salah satu logam berat yang merupakan zat pencemar yang sangat ber- bahaya baik bagi lingkungan maupun manusiakare- na  tidak  dapat  dihancurkan  ( non  degradable )  oleh organisme hidup. Logam Pb dalam keadaan normal tidak  terdapat  pada  tubuh  manusia  tetapi  dapat  te- rakumulasi di dalam tubuh (Boldyrev, 2018).
Analisis logam Pb dalam sampel air dapat dilaku- kan  dengan  metode  Spektrofotometer  Serapan Atom  (SSA)dan inductively  coupled  plasma  Optical Emission    Spectrophotometer (ICP  OES).  Analisis dengan SSA memiliki kelebihan antara lain lain alat- nya lebih sensitif, sederhana, cepat, murah dan cup- likan  yang  diperlukan  sedikit,  serta  tidak  memerlu- kan  pemisahan  pendahuluan,  tetapi  mempunyai kelemahan  antara  lain  limit  deteksi  yang  cukup  be- sar.  Sedangkan  analisis  menggunakan  ICP  OES  be- lum  banyak  digunakan  karena  biaya  yang  cukup
L
mahal tetapi memiliki kelebihan dalam menganalisis multilogam  dan  memiliki  range  linear  yang  besar serta  limit  deteksi  yang  kecil  (Naschan,  2017).  Lo- gam  Pb  yang  berada  didalam    sampel  air  memiliki kadar  yang  sangat  rendah  (trace  metals)(Yuniar  & Nuraini,  2019)  (Destiarti  &  Zaharah,  2015)  (Sari  et al.,  2017),  kadar  tersebut  lebih  rendah  dari  baku mutu  lingkungan  (Umum,  2002),  oleh  karena  itu diperlukan  suatu  pengembangan  metode  analisis logam  Pb  yang  dapat  diandalkan,  sensitif  dan  tepat untuk menentukan logam yang sangat kecil dengan akurasi yang tinggi dan biaya yang murah (Gugushe et al., 2019) (Faraji et al., 2016).
Teknik  prekonsentrasi  (pemekatan)  memberikan solusi  terhadap  keterbatasan  instrumen  dalam  pen- gukuran  logam  berat  pada  konsentrasi  yang  sangat rendah.  Tahapan  prekonsentrasi  dengan  teknik sorpsi  tidak  saja  meningkatkan  konsentrasi  analit tetapi  juga  dapat  menghilangkan  efek  matriks  yang dapat  mengganggu  proses  analisis.  Metode  prekon- sentrasi logam dengan menggunakan resin penukar kation memiliki keunggulan dibanding cara prekon- sentrasi  yang  lain,  yaitu  dapat  meminimalkan  kehi- langan  analit,  jumlah  resin  yang  digunakan  sedikit (0,1 - 0,5 g), serta dapat digunakan berulangkali un- tuk  analisis  yang  sama  (  diregenerasi  )(Panggabean et al., 2012).
Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang prekonsentrasi  logam  antara  lain  menggunakan  ko- lom menggunakan resin Dowex 50WX2-200 (Yuniar &  Yanti,  2021)  ,  vortex  (Tokay  et  al.,  2021)  dan menggunakan  ultrasonik  dengan  1-nitroso-2- naphthol  (Soylak  &  Maulana,  2021),  zeolite MWCNTFe 3 O 4 @Zeo (Tavakoli et al., 2021).
Prekonsentrasi  menggunakan  metode  dengan bantuan  gelombang  ultrasonik  dengan  frekuensi >20KHz memiliki kelebihan antara lain zat aktif yang didapat  lebih  banyak,  lebih  aman,  dan  lebih  cepat proses  ekstraksinya.  Hal  ini  dikarenakan  proses  ek- straksi dengan bantuan gelombang ultrasonik dapat meningkatkan  permeabilitas  dinding  sel  (Dewa, 2015).  Penelitian  dengan  menggunakan  ultrasonik diharapkan dapat melakukan prekonsentrasi dengan waktu lebih singkat dan hasil yang didapat lebih op- timal.

## 2 PERALATANDAN BAHAN
Alat-alat yang digunakan adalah tabung reaksi 70 ml pyrex, labu ukur kelas A iwaki pyrex, gelas beakeri- waki pyrex, pipet tetes, pipet volumetrik kelas Aiwaki pyrex,  corong  HirschID  15  mm  W.  Handen  Wang- ger, erlenmeyer vacum 50 ml pyrex, pompa vakum rocker  410,  neraca  analitik  merk  Adam  NBL-254i,
SSA merk Shimadzu Tipe AA7000, pH meter Hanna HI  8010  dengan  elektroda  HI  1230B  dan  ultrasonik merk Wiggens model UE03SFD.
Bahan yang digunakan resin Dowex 50WX2-200, larutan standar Pb 1000 mg/L Merck, asam nitrat p.a merck, NaOH merck, Ultra pure Water, CRM metal ERA-697,    kertas  saring  whatman  dan  sampel  air keran

## 3 METODE
Prekondisi resin dilakukan dengan cara menambah- kan resin Dowex 50WX2 500 mg dalam 50 ml laru- tan blanko yang telah diatur pada pH 3 mengguna- kan larutan HNO 3 atau NaOH 0,1 mol L -1 kemudian dilakukan  sonikasi  dengan  menggunakan  ultrasonik selama  10  menit  dan  dilanjutkan  dengan  proses  fil- trasi.
Prosedur prekonsentrasi logam Pb adalah sebagai berikut : 50 ml larutan model yang berisi Pb 100  g atau CRM logam yang telah diatur pada pH 3 meng- gunakan larutan HNO 3 atau NaOH 0,1 mol L -1 dima- sukkan kedalam tabung reaksi, kemudian ditambah- kan resin Dowex 50WX2 500 mg dan dilakukan so- nikasi  dengan  menggunakan  ultrasonik  selama  20 menit  untuk  ekstraksi  dan  prekonsentrasi.  Selanjut- nya dilanjutkan dengan proses filtrasi secara vakum, resin  kemudian  dimasukkan  kembali  kedalam  ta- bung dan dilanjutkan dengan proses elusi dengan 10 ml  eluen  HNO 3 1  M  setelah  itu  dilakukan  sonikasi kembali  selama 10 menit  dan  dilanjutkan proses  fil- trasi.  Hasil  elusi  kemudian  dilakukan  pengukuran dengan  SSA.Dilakukan  pengulangan  3  kali  untuk sampel dan CRM logam.
Evaluasi  data  dilakukan  dengan  menggunakan persamaan berikut:
Kadar Pb mg L = 𝑥 × Faktor pengayaan
% 𝑅  = 𝑥 𝜇 100%
Faktor pengayaan= Volume sampel
Volume hasil elusi
t 0 = 𝑥  − 𝜇 0 𝑠 √𝑛
dengan:
x = konsentrasi rata-rata dari pengukuran
μ = konsentrasi larutan target
s = standar deviasi

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari penelitian yang telah  dilakukan  diperoleh  data pengukuran kurva kalibrasi larutan standar Pb pada tabel 1 dan gambar 1.

## Tabel 1. Data standar Pb
No  Konsentrasi (ppm)  Absorbansi 1 0.05 0.0180 2 0.1 0.0363 3 0.2 0.0729 4 0.3 0.1043 5 0.4 0.1439 6 0.5 0.1785 7 0.6 0.2136
Gambar 1. Kurva kalibrasi standar logam Pb
Pengukuran  dengan  kadar  logam  Pb    dilakukan pada  SSA  Shimadzu  AA7000  dengan λ 283.55nm, slit  0.7,  tipe  nyala  udara  –  asetilen  dan  laju  alir  gas 1.8 L/menit. Hasil pengukuran kurva kalibrasi larutan standar logam Pb didapatkan nilai R 2 sebesar 0.9996 dengan persamaan garis y = 0.3555x + 0.0005.

## Pengaruh Volume Eluen
Hasil  penelitian  pengaruh    volume  eluen  terhadap recovery logam Pb ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2. Pengaruh volume eluen terhadap recovery
logam Pb No Sampel y x SD % R 1 Sampel awal 0.0019 0.1149 2 5' ml 1 0.0036 0.2297 3 5' ml 2 0.0040 0.2568 0.0376  22.94 4 5' ml 3 0.0047 0.3041 5 10' ml 1 0.0050 0.3243 6 10' ml 2 0.0057 0.3716 0.0334  60.59 7 10' ml 3 0.0038 0.2432
Pengaruh  volume  eluen  HNO 3 1  M  pada  elusi logam Pb dilakukan dengan variasi volume 5 dan 10
ml.  Elusi  analit  dilakukan  dengan  eluen  yang  tepat dan volume yang tepat sehingga analit terelusi seca- ra  kwantitatif,  pada  tabel  2  volume  eluen  10  ml memberikan  hasil  recovery  yang  paling  optimum (60.59 %), sedangkan volume eluen 5 ml belum cu- kup untuk mengelusi logam Pb sehingga hasil recov- ery yang didapatkan lebih rendah, untuk tahap yang selanjutnya dipakai eluen 10 ml HNO 3 1 M.

## Pengaruh Waktu Prekonsentrasi
Hasil penelitian pengaruh  waktu prekonsentrasi ter- hadap recovery logam Pb ditunjukkan padatabel 3.
Tabel 3. Pengaruh waktu prekonsentrasi terhadap recovery logam Pb
Variasi waktu  % R 15 68.84 20 77.31 25 58.25
Pengaruh  waktu  prekonsentrasi  dilakukan  den- gan variasi waktu  15 - 25 menit, pada tabel 3 dida- patkan waktu prekonsentrasi 20 menit dengan hasil recovery  yang  paling  optimum  (77.31  %),  Semakin lama waktu prekonsentrasi maka recovery logam Pb yang diperoleh  semakin meningkat, Peningkatan ini disebabkan kontak antara resin dan logam Pb, tetapi untuk waktu yang lebih lama  menimbulkan kejenu- han,  sehingga  hasil  recovery  nya  tetap  bahkan  me- nurun. Penurunan terjadi karena efek kavitasi ultra- sonik awalnya bekerja untuk membantu mengambil analit logam Pb dengan cara memperbesar penetrasi resin.  Semakin  lama  waktu  prekonsentrasi  dan  ek- straksi akan menyebabkan logam Pb yang telah dis- erap  oleh  resin  terpisah  kembali  sehingga  berga- bung  kembali  dengan  air(Andriani,  2019).Waktu prekonsentrasi  optimum  20  menit  ini  lebih  singkat dibandingkan  dengan  prekonsentrasi  logam  Pb menggunakan teknik kolom kromatografi (Nuraini & Yanti,  2021)  sehingga  proses  pengujian  logam  Pb menggunakan ultrasonik ini lebih efisien.

## Pengaruh pH
Hasil  penelitian  pengaruh  pH  terhadap  recovery logam Pb ditunjukkan pada tabel 4 dan gambar 2.
Tabel 4. Pengaruh pH terhadap recovery logam Pb (n=3)
Variasi pH % R SD % RSD 1 29.68  0.0391 22.35 2 83.79  0.0196 3.96 3 77.32  0.0942 20.65 4 63.20  2.2727 63.20 5 55.06  3.0123 55.06
y = 0,355x + 0,000 R² = 0,999 -4,44E-1 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0 0,2 0,4 0,6
0,8
Gambar 2. Pengaruh pH terhadap recovery logam Pb
Kelarutan dari kebanyakan ion logam sangat ter- gantung  dari  pH.  Pengaruh  pH  dimaksudkan  untuk mengetahui  pada  rentang  pH  berapa  resin  Dowex 50WX2-200  berinteraksi dengan ion logam tersebut. Pengaruh variasi pH 1 - 5 terhadap recovery logam Pb ditunjukan pada Tabel 4 dan Gambar 2. Gambar 2  menunjukkan  bahwa  nilai  penyerapan  terbaik resin  terjadi  pada  pH  2  dengan  recovery  sebesar 83.79%.

## Pengukuran CRM Metal ERA-697
Hasil Pengukuran CRM Metal ERA-697 pada metode prekonsentrasi  logam  Pb    menggunakan  ultrasonik dengan metode SSA ditunjukkan pada tabel 5.
Tabel 5. Hasil Pengukuran CRM Metal ERA-697
Analit Potable WatR (cat.697), ERA a Waters Company,  /L Kadar (sertifikat) Hasil pengukuran % R %RSD Pb 27.1±2.98 24.9±2.58 92.07 3.6
Pengukuran  CRM  Metal  ERA-697  membuktikan bahwa metode prekonsentrasi logam Pb mengguna- kan  ultrasonik  ini  cukup  akurat  digunakan  untuk pengujian  logam  Pb  yang  mempunyai  konsentrasi yang  sangat  kecil  hal  ini  dibuktikan  dengan  %  aku- rasi  yang  didapat  pada  pengujian  CRM  Metal  ERA- 697 sebesar 92.07% dan hasil analisis menggunakan uji t didapatkan nilai t 0 sebesar 1.30 dan t tabel sebesar 2.45,  hasil  nilai  ini  adalah  memenuhi  karena  nilai t 0 < t tabel .

## Variasi Volume Sampel
Hasil  penelitian  variasi  volume  sampel  terhadap  re- covery logam Pb ditunjukkan pada tabel 6 gambar 3.
Tabel 6. Variasi volume sampel recovery logam Pb (n=3)
Variasi Volume Sampel (ml)  % R 50 84.66 100 77.01 150 40.37 200 40.86
Gambar 3.Variasi volume sampel terhadap recovery lo- gam Pb
Pengaruh  volume  sampel  dilakukan  dengan  va- riasi  volume  sampel air keran 50  – 200 ml. Tabel 6 dan  Gambar  3  menunjukkan  bahwa  kenaikan  vo- lume sampel tidak menambah hasil recovery Logam Pb dan  volume  sampel 50  ml memberikan hasil re- covery yang paling optimum (84.66 %) sehingga di- dapatkan faktor pengayaan prekonsentrasi logam Pb menggunakan ultrasonik ini adalah sebesar 5.

## 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Metode  prekonsentrasi  ini  cukup  handal  dibuktikan dengan pengujian CRM Metal ERA-697 untuk akura- si dengan hasil yaitu 92.07% untuk akurasi  dan  dan RSD 3.6% (n=3) untuk presisi, nilai akurasi yang di- peroleh  memenuhi  batas  keberterimaan  menurut AOAC  yaitu  70%  -125%  dan  presisi  dengan  %  RSD lebih  kecil  dari  CV  Horwitz  yaitu  14%.  Hasil  peneli- tian  menunjukkan  bahwa  teknik  prekonsentrasi  lo- gam  Pb  menggunakan  ultrasonik  dengan  metode SSA  ini  dapat  dimanfaatkan  dalam  implementasi pengujian  logam  Pb  dalam  air  dengan  teknik  yang cukup mudah, cepat dan akurat.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terimakasih  kepada  Universitas  Sriwijaya atas hibah Tenaga Kependidikan 2021 dengan Kon- trak Nomor :0009/UN9/SK.LP2M.PT/2021.
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 0 2 4 6 R e co ve ry , % pH 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 50 100 150 200 R e co ver y, % volume sampel

## REFERENSI ______________________________
[1] Andriani, M. (2019). PENGARUH SUHU DAN WAKTU EKSTRAKSI DAUN BELIMBING WULUH (Averrhoa bilimbi L.) TERHADAP AKTIVITAS ANTIOKSIDAN DENGAN METODE ULTRASONIC ASSISTED EX- TRACTION (UAE). 8(3), 11.
[2] Boldyrev, M. (2018). Lead: Properties, history, and applications. WikiJournal of Science, 1(2), 7. https://doi.org/10.15347/wjs/2018.007
[3] Destiarti, L., & Zaharah, T. A. (2015). PREKONSEN- TRASI TIMBAL (II) PADA AIR SUNGAI KAPUAS MENGGUNAKAN KITOSAN TERIMOBILISASI DITI- ZON. 4, 6.
[4] Dewa, R. P. (2015). Analisa Kandungan Timbal (Pb) dan Kadmium (Cd) Pada Air Minum Dalam Kemasan Di Kota Ambon.11(2), 7.
[5] Faraji, M., Shariati, S., Yamini, Y., & Adeli, M. (2016). Preconcentration of trace amounts of lead in water samples with cetyltrimethylammonium bromide coated magnetite nanoparticles and its determination by flame atomic absorption spectrometry. Arabian Journal of Chemistry, 9, S1540–S1546. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2012.04.005
[6] Gugushe, A. S., Mpupa, A., & Nomngongo, P. N. (2019).Ultrasound-assisted magnetic solid phase ex- traction of lead and thallium in complex environmental samples using magnetic multi-walled carbon nano- tubes/zeolite nanocomposite.Microchemical Journal, 149, 103960.
https://doi.org/10.1016/j.microc.2019.05.060
[7] Naschan, M. (2017).UJI VALIDITAS ANALISIS Fe DALAM SEDIMEN SUNGAI KALIGARANG DENGAN FAAS DAN ICP-OES. 8.
[8] Nuraini, S., & Yanti, H. (2021). Pengaruh berat resin dan konsentrasi eluen terhadap prekonsentrasi logam Pb menggunakan resin DOWEX 50WX2-200 dengan metode SSA di Laboratorium Pengujian Terpadu Fmi- pa Universitas Sriwijaya. 6.
[9] Panggabean, A. S., Pasaribu, S. P., & Sari, I. Y. L.
(2012). PRAKONSENTRASI ION Cu(II) MENGGUNA- KAN RESIN BERBASIS MIKROKAPSUL Ca-ALGINAT SECARA OFF-LINE DENGAN METODE KOLOM. . . November, 5, 7.
[10] Sari, S. H. J., Kirana, J. F. A., & Guntur, G.
(2017).Analisis Kandungan Logam Berat Hg dan Cu Terlarut di Perairan Pesisir Wonorejo, Pantai Timur Su- rabaya. Jurnal Pendidikan Geografi, 22(1), 1–9. https://doi.org/10.17977/um017v22i12017p001
[11] Soylak, M., & Maulana, R. (2021). Ultrasound assisted magnetic solid phase extraction of copper(II) and lead(II) in environmental samples on Magnetic Acti- vated Carbon Cloth. International Journal of Environ- mental Analytical Chemistry, 1–13. https://doi.org/10.1080/03067319.2021.1895136
[12] Tavakoli, M., Jamali, M. R., & Nezhadali, A. (2021). Ultrasound-Assisted Dispersive Liquid–Liquid Microex- traction (DLLME) Based on Solidification of Floating Organic Drop Using a Deep Eutectic Solvent for Simul- taneous Preconcentration and Determination of Nickel and Cobalt in Food and Water Samples. Analytical Letters, 54(18), 2863–2873.
https://doi.org/10.1080/00032719.2021.1897990
[13] Tokay, F., Günaydin, R., & Bağdat, S. (2021). A novel vortex assisted dispersive solid phase extraction of some trace elements in essential oils and fish oil. Talan- ta, 230, 122312. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2021.122312
[14] Umum, K. (2002). Peraturan Pemerintah Republik In- donesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.
[15] Yuniar, Y., & Nuraini, S. (2019). Penentuan Limit De- teksi Metode Pengujian Logam Cd Dan Pb Dalam Air Secara SSA-NYALA. Jurnal Temapela, 2(2), 102–105.
[16] Yuniar, Y., & Yanti, H. (2021). Peningkatan limit detek- si metode pengujian logam Cd secara kolom ekstraksi fase padat menggunakan resin DOWEX 50WX2: Pen- garuh pH, laju alir dan volume eluen. Jurnal Penelitian Sains, 23(1), 46–51.  ______________________________