## PENGARUH PENAMBAHAN URANIUM PADA ANALISIS THORIUM SECARA SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS DENGAN PENGOMPLEKS ARSENAZO(III)
Boybul (1) dan  Yanlinastuti (1)

## 1. Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir(PTBN)-BATAN
Kawasan Puspiptek Gd 20, Serpong, 15314
Email : boybul@yahoo.com
(Makalah diterima : 24-8-2010, disetujui  : 20-9-2010)
ABSTRAK PENGARUH PENAMBAHAN URANIUM PADA ANALISIS THORIUM SECARA
SPEKTROFOTOMETRI  UV –VIS  DENGAN  PENGOMPLEKS  ARSENAZO(III). Telah  dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh uranium pada analisis thorium secara    spektrofotometri UV-Vis dengan  pengompleks  arsenazo(III).  Tujuan  dari  penelitian    ini  adalah  untuk  mengetahui      pengaruh uranium  pada    analisis  thorium  secara  spektrofotometri  UV-Vis.    Untuk  mengetahui  pengaruh penambahan uranium, ditambahkan uranium standar dengan konsentrasi bervariasi mulai dari 0 ppm; 0.05 ppm; 0.1 ppm, 0.3 ppm, 1.0 ppm, 2.0 ppm  dan 3.0 ppm kedalam larutan sampel thorium 2 ppm. Kedalam  larutan  contoh  ditambahkan  asam  oksalat  5%  dan    arsenazo(III)  0.2%  untuk  membentuk senyawa  kompleks  thorium-arsenazo(III)  yang  berwarna  biru.  Pengukuran  dilakukan  pada  panujang gelombang  665  nm..  Hasil  analisis  thorium  dalam  sampel  yang  mengandung  uranium  terdapat penyimpangan berturut-turut  2,37%; 4,55%;  5,64%; 8,24%; 19,69%; 34,85% dan 50,18%. Dari hasil pengujian  menunjukkan  bahwa  semakin  besar  konsentrasi  uranium  di  dalam  sampel  maka  akan menaikkan  serapan  dan  panjang  gelombang  kompleks  thorium-Arsenazo(III)  akan  bergeser  kearah panjang gelombang kompleks uranium arsenazo, yaitu bergeser dari 665 nm menjadi 654 nm. Dengan demikian  dapat  disimpulkan  bahwa  penambahan  uranium    mempengaruhi  analisis  thorium  pada analisis  dengan  metoda  spektrofotometri  UV-Vis  dengan  pengomplek  arsenazo(III)  apabila  dalam larutan sampel  thorium mengandung uranium.
Kata Kunci : Uranium, thorium, dan spektrofotometri  UV-Vis.

## ABSTRACT
INFLUENCE OF URANIUM ADDITION ON THE ANALYSIS OF THORIUM BY SPECTROPHOTOMETRIC METHOD . Research was conducted to determine the effect of uranium on thorium analysis by UV-Vis spectrophotometry with Arsenazo(III) complexing agent. The purpose of  this  study  was  to  determine  the  effect  of  uranium  on  thorium  analysis  of  UV-Vis spectrophotometry.  To  determine  the  effect  of  uranium,  added  to  the  standard  uranium  with concentrations  ranging  from  0  ppm;  0:05  ppm,  0.1  ppm,  0.3  ppm,  1.0  ppm,  2.0  ppm  and  3.0  ppm into  the sample thorium solution 2 ppm.  Into  a solution of oxalic acid 5%added to the sample  and Arsenazo  (III)  0.2%  to  form  complex  compounds  of  thorium-Arsenazo  (III)  is  blue.  Measurements were taken at 665 nm wavelength.  Results of analysis of thorium in samples containing uranium are deviations  respectively  2.37%,  4.55%,  5.64%,  8.24%,  19.69%,  34.85%  and  50.18%.  The  results show  that  the  greater  the  concentration  of  uranium  in  the  sample,  so  it  would  raise  complex wavelength  absorption  and  thorium-Arsenazo  (III)  will  be  shifting  toward  the  wavelength  of  the complex  Arsenazo  uranium, which  is  shifted  from  665  nm  to 654  nm. It  can  be  concluded  that  the addition  of  uranium  influence  on  the  analysis  of  thorium  analysis  by  UV-Vis  spectrophotometric method with Arsenazo pengomplek (III) if the sample solution containing uranium thorium.

## Keywords : Uranium, thorium, and UV-Vis spectrophotometry.

## PENDAHULUAN
Thorium    termasuk  dalam  unsur  aktinida dengan  nomor  atom  90  dan  nomor  masa  232 serta  merupakan  elemen  ke  dua  pada rangkaian  actinida  (5f)  dalam  tabel  sistem periodik. Dalam keadaan murni thorium adalah suatu  logam  bewarna  putih  keabu-abuan, sedangkan uranium juga termasuk dalam unsur aktinida  dengan  nomor  atom    92  dan  nomor masa 238. Dengan nomor atom yang berdekatan maka sifat kimia dari kedua unsur ini hampir  sama    yaitu  :  (1)  mudah  membentuk senyawa  komplek  ionik  atau  netral,  (2) mempunyai panjang gelombang yang berdekatan  (uranium  651.0  nm  dan  thorium 665.0),  (3) U +4 terhidrolisis pada pH rendah dan uranium  stabil  pada  bilangan  oksidasi  (VI) dengan  membentuk  UO 2 +2 sedangkan  thorium stabil  pada  bilangan  oksidasi  (IV),  dan  (4) uranium  nitrat  dan  thorium  nitrat  mempunyai kelarutan  yang  tinggi  dalam  beberapa  pelarut organik [1] . Fakta ini menimbulkan dugaan bahwa kedua  unsur  ini  akan  saling  mempengaruhi dalam  menganalisis  salah  satu  unsur  tersebut menggunakan  metoda  spektrofotometri  UV-Vis. Tujuan  dari  penelitian    ini  adalah  untuk mengetahui      pengaruh  uranium  pada    analisis thorium  secara  spektrofotometri  UV-Vis.  Untuk mengetahui  pengaruh  uranium  tersebut  ke dalam larutan sampel standar thorium ditambahkan  larutan  standar  uranium  dengan berbagai konsentasi, kemudian dilihat pengaruhnya  terhadap  panjang  gelombang kompleks thorium-arsenazo(III) maupun konsentrasi hasil analisis thorium.
Metoda  spektrofotometri  UV-Vis  adalah salah  satu  metoda  analisis  kimia  untuk menentukan  unsur  logam,  baik  secara  kualitatif maupun  secara  kuantitatif.  Analisis  secara kualitatif berdasarkan pada  panjang gelombang yang  ditunjukkan  oleh  puncak  spektrum  sinar ultra  violet  dan  sinar  tampak  (190  nm  s/d  800 nm),  sedangkan  analisis  secara  kuantitatif
berdasarkan pada penyerapan intensitas cahaya  yang  diserap  oleh  larutan  kompleks unsur    yang  dianalisis.  Intensitas  ini  sangat tergantung    pada  tebal  tipisnya  media  dan konsentrasi  unsur      yang  ada  pada  larutan kompoleks    tersebut.  Pembentukan  warna dilakukan  dengan  cara  menambahkan  bahan pengompleks yang selektif  terhadap unsur yang ditentukan [2] .  Pada  penentuan  thorium  dengan metoda  spektrofotometri  UV-Vis  digunakan penggomplek  arsenazo  (III)  0,2% [3] ,  dimana thorium dalam senyawa nitrat bereaksi dengan Arsenazo(III)  membentuk  senyawa  kompleks thorium-arsenazo yang berwarna biru kemerahan dengan panjang gelombang senyawa komplek thorium-arsenazo 665,0 nm. Pembentukan  senyawa  kompleks  terjadi  pada pH  2,0  a/d  3,0  dengan  penambahan  asam oksalat.
Pengukuran konsentrasi cuplikan didasarkan  pada  hukum Lambert-Beer ,  yang menyatakan  hubungan  antara  banyaknya sinar yang diserap sebanding dengan konsentrasi  unsur  dalam  cuplikan,  dengan rumus sebagai berikut [4] :
A = log I/Io  atau   A = a.b.c A = absorbansi
a = koefisien serapan molar
b = tebal media cuplikan yang dilewati sinar
c  =  konsentrasi  unsur  dalam  larutan cuplikan
Io = intensitas sinar mula-mula
I   = intensitas sinar yang diteruskan
Aplikasi  rumus  tersebut  dalam  pengukuran kuantitatif dilaksanakan dengan cara komparatif  menggunakan  kurva  kalibrasi  dari hubungan  konsentrasi  deret  larutan  standar dengan nilai absorbansinya. Konsentrasi cuplikan  ditentukan  dengan  substitusi  nilai absorbansi  cuplikan  ke  dalam  persamaan regresi dari kurva kalibrasi.

## TATA KERJA

## Bahan dan pereaksi
Bahan  dan  pereaksi  yang  digunakan adalah  :  air  bebas  mineral,  larutan  standar uranium  25  ppm,  larutan  stándar    thorium  25 ppm,  larutan  arsenazo(III),  [0-(8-dihydroxy-3,6- disulfonaphthylene-2,7-bisazo)-bisbenzene- arsonic  acid,  disodium  salt],  2  g/L:  dilarutkan 0,2  g  arsenazo(III)  dalam  air  bebas  mineral tambah 1 mL larutan sodium karbonat (Na 2 CO 3 , 5 g/L),   dalam labu takar 100 mL serta larutan larutan  asam  oksalat  (50  g/L)  yang  dilarutkan dengan  5  g  asam  oksalat  (H 2 C 2 O 4 )  dalam volumen labu takar 100 mL.

## Peralatan
Peralatan  yang  digunakan  adalah    : spektrofotometer  UV-Vis  lamda  15,    alat-alat gelas  kimia,  pipet  eppendorf,  dan  timbangan analitik.

## Cara kerja
1.  Pembuatan  larutan  kurva  kalibrasi thorium
Larutan  standar  thorium  25  dipipet masing-masing  ke  dalam  labu  ukur  25  mL ppm  sebanyak  :  0  mL,  0,5  mL,  1  mL,  2  mL, 2,5  mL,  3  mL,  4  mL,  5  mL,  dan  6  mL kemudian  ditambahkan  1  mL  larutan  asam oksalat  dan    2  ml  larutan  arsenazo  (III)  0.2% ke  dalam  masing-masing  labu  ukur  dan tepatkan  sampai  batas,  larutan    dikocok    dan didiamkan selama 15 menit sehingga
pembentukan  senyawa  kompleks  sempurna.
Kemuadian larutan dianalisis dengan
spektrofotometer UV-Vis
pada panjang gelombang 665,0 nm [1,4] .
2.  Pembuatan larutan sampel thorium
Larutan  standar  thorium  25  ppm sebanyak    2  mL  dipipet  masukkan  kedalam labu  ukur  25  mL  sebanyak  7  buah, tambahkan  larutan  standar  uranium  25  ppm masing-masing  0  mL,  0,05  mL,  0,1  mL,  0,3 mL, 1 mL, 2 mL, dan 3 mL, lalu  ditambahkan 1  mL  larutan  asam  oksalat  dan    2  ml  larutan
arsenazo  (III)  0.2%  ke  dalam  masing-masing labu  ukur.  Ditepatkan      dengan  air  bebas mineral,    larutan  didiamkan  selama  15  menit sehingga  pembentukan  senyawa  kompleks sempurna.      Larutan      siap  diukur  dengan spektrofotometer
UV-Vis pada panjang gelombang 665,0 nm [1,3] .
3. Penentuan panjang gelombang optimum.
Alat  diseting  pada  posisi  nol  dengan  cara larutan  blanko  dimasukkan  ke  dalam  dua  buah cuvet  lalu  ditekan    tombol back  corect dan tombol run, setelah  alat  pada  kondisi  nol  salah satu  blanko  tersebut      di  keluarkan,    kemudian masukkan
larutan standar thorium-
arsenazo(III)  2  ppm  pada  posisi  metoda scan maka display akan  menampilkan  spektrum panjang  gelombang  optimum  untuk  uranium dengan  pengomplek   arsenaz (III).
4. Pengukuran standard dan sampel.
Analisis  larutan  standar  dengan  variasi konsentrasi  diukur  untuk  membuat  kurva kalibrasi  yaitu  hubungan  antara  konsentrasi dengan  absorbansi,  dan  analisis  kandungan sampel  ditentukan  dari  nilai  absorbansi  yang diukur  dan  disubtitusikan  ke  dalam  persamaan regresi yang dihasilkan dari kurva kalibrasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1.  Penentuan panjang gelombang optimum.
Analisis penentuan panjang gelombang menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis.   Hasil analisis dapat dilihat  pada  Gambar  1dan  Tabel  1.  Hasil scanning larutan kompleks thorium- arsenazo(III) pada konsentrasi thorium  1 ppm, 2  ppm,  3  ppm  dan  4  ppm  didapatkan  bahwa panjang  gelombang  larutan  tersebut  ada perbedaan sedikit untuk masing-masing konsentrasi.  Namun  perbedaan  tersebut  tidak terlalu  jauh,  sehingga  apabila  diambil  nilai rata-ratanya  maka  didapatkan      panjang gelombang 664,9 nm, nilai panjamg
gelombang  ini  hampir  sama  dengan  yang direkomendasikan  untuk  larutan  komplek thorium-arsenazo(III)  yaitu  sebesar  665  nm (1) .
Panjang  gelombang  tersebut  dipakai  untuk pengukuran konsentrasi thorium dalam larutan standar dan sampel.
Gambar 1. Gambar hasil scanning panjang gelombang optimum larutan kompleks thorium-arzenazo(III) pada berbagai konsentrasi
Tabel 1. Hasil scanning panjang gelombang optimum Konsentrasi Th Scanning λ  (nm) Absorbansi 1 ppm 664.5 0.178 2 ppm 664.9 0.355 3 ppm 665.2 0.534 4 ppm 665.2 0.715 Rata-rata 664.9

## 2. Kurva kalibrasi thorium
Pada Tabel  1 di Lampiran  1 dan Gambar 2  tercantum  data  dari  masing-masing  larutan standar, nilai standar deviasi, presisi pengukuran  cukup  baik  yang  diperoleh  dari nilai RSD secara keseluruhan berada dibawah 5%.  Kurva  kalibrasi  dibuat  dari  hubungan antara  konsentrasi  masing-masing  larutan deret  standar  dengan  nilai  absorbansinya  dan
diperoleh  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar  2.  Persamaan  dan  koefisien  regresi kurva kalibrasi ditentukan menggunakan metoda  ” Least  quare ”    dan  didapatkan  y  = 0,1652  x  +  0,0118    R 2 =  0,9939.  Dengan menggunakan  persamaan  tersebut  maka konsentrasi  thorium  dalam  larutan  sampel yang mengandung uranium dapat dihitung.

## Gambar 2. Kurva kalibrasi thorium

## 3.  Pengaruh uranium terhadap   pengukuran thorium
Pengaruh    uranium  terhadap      pengu- kuran thorium dengan metode  spektrofotometri UV-Vis  ditunjukkan  pada  Tabel  2  di  Lampiran. Pada  Tabe2  di  Lampiran    terlihat  bahwa  hasil pengukuran  thorium  dalam  sampel  tanpa keberadaan unsur uranium menghasilkan akurasi  yang  baik  yaitu  97.633%  atau  dengan penyimpangan  2,367%.  Bila    dalam  sampel yang ditambahkan
uranium dengan
konsentrasi  sebesar  0,05  ppm  maka  didapat penyimpangan hasil pengukuran  thorium dalam sampel  sebesar  4,545  %,  sedangkan  apabila ditambahkan  uranium  dengan  konsentrasi  0.1 ppm dalam larutan sampel ternyata memberikan pengaruh  yang  cukup  signifikan  terhadap penyimpangan  hasil  pengukuran.  Hal  ini disebabkan  bahwa  semakin  besar  kandungan uranium  yang  ditambahkan  ke  dalam  larutan sampel  maka  penyimpangan  hasil  pengukuran semakin besar.
Gambar 3. Pengaruh uranium pada analisis thorium
Pada  Gambar  3  terlihat  pengaruh  berbagai variasi  konsentrasi  uranium  dalam  sampel thorium  terhadap  persentase    penyimpangan hasil  pengukuran,  semakin  tinggi  konsentrasi uranium  di  dalam  sampel  akan  menaikan konsentrasi  hasil  analisis  thorium  sehingga mengakibatkan  penyimpangan  hasil  analisis thorium  semakin  besar.  Penyimpangan  hasil analisis yang semakain besar tersebut
dikarenakan  panjang  gelombang  yang  dipakai untuk analisis adalah panjang larutan kompleks uranium-arsenazo(III)  tanpa  melihat  pengaruh uranium dalam larutan kompleks tersebut. Pada kenyataannya  adanya  uranium  dalam  larutan sampel akan mempengaruhi panjang gelombang  analisis  dan  juga  akan  menaikkan absorbansi hasil pengukuran.
Gambar 4. Hasil scanning panjang gelombang terhadap larutan 2 ppm Th dengan penambahan berbagai variasi  uranium
Pada Gambar 4 terlihat puncak thorium 2  ppm  dengan  penambahan  berbagai  variasi konsentrasi  uranium  akan  menaikan  tinggi puncak  thorium  atau  menaikkan  absorbansi larutan kompleks uranium-rasenazo(III), dimana semakin  tinggi  konsentrasi  uranium  di  dalam sampel  thorium  semakin  tinggi  pula  puncak yang  didapatkan  atau  absorbansi  semakin tinggi. Selain  menaikkan  absorbansi  adanya uranium  dalam  larutan  sampel  thorium  juga akan  mempengaruhi  panjang  gelombang kompleks thorium arsenazo(III).
Pada  Tabel  3  di  Lampiran  tercantum data  hasil scanning panjang  gelombang  dan absorbansi dari masing-masing sampel campuran larutan kompleks thorium- arsenazo(III) yang  mengandung uranium dengan berbagai konsentrasi. Adanya uranium didalam sampel mempengaruhi panjang gelombang thorium, dimana semakin banyaknya  keberadaan uranium didalam sampel,  panjang  gelombang  thorium  akan bergeser ke arah panjang gelombang uranium. Hal  ini  disebabkan  karena  sifat  kimia  uranium dan  thorium  hampir  sama  dan  termasuk  dalam unsur aktinida

## SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  analisis  mengenai pengaruh  uranium  terhadap  analisis    thorium
menggunakan  metoda  spektrofotometri  uv-vis dengan  pengomplek  arsenazo(III),  terbukti bahwa  uranium  berpengaruh  terhadap  analisis thorium,  dimana  semakin  tinggi  konsentrasi uranium  didalam  sampel    akan  menaikkan absorbansi sehingga konsentrasi    thorium seolah-olah  akan  semakin  tinggi  dan    panjang gelombang dari thorium akan bergeser mendekati panjang gelombang uranium.
Persen kesalahan dari masing-masing campuran  dengan  konsentrasi    uranium  0,05 ppm; 0,1 ppm; 0,3 ppm 1,0 ppm; 2,0 ppm; dan 3  ppm  yang  terdapat  dalam  larutan  sampel adalah    sebesar  4,545  %,  5,636  %,  8,242  %, 19,697  %,  34,848  %  dan  50,182  %.  Panjang gelombang  untuk  thorium  arsenazo  adalah 664,9  nm,  dengan  adanya  penambahan variasi uranium didalam sampel maka panjang gelombang akan bergeser ke panjang gelombang  uranium  (651.0  nm),    yaitu 664,5nm;  664,4  nm;  659,3nm;  655,9nm,  dan 654,4nm.  Berdasarkan  hal  tersebut  maka untuk  melakukan  analisis  thorium  dalam sampel  yang  mengandung  uranium  dengan konsentrasi  lebih  besar  dari  0,05  ppm menggunakan metoda spektrofotometri UV-Vis dengan pengomplek arsenazo(III), perlu terlebih  dahulu  dilakukan  proses  pemisahan thorium dan uranium.

## DAFTAR PUSTAKA

## 1.  ANONIM,  ANNUAL  BOOKS  OF  ASTM
STANDARDS,  (1992)  .  Standard  Method
for Chemical, Mass Spectrometric, Spectrochemical,  Nuclear,  and  Radio- chemical Analysis of Nuclear-Grade Uranyl Nitrate Solutions. Volume 12.01, Designation:  C  799,  YUSUF  NAMPIRA (2009).    Diktat  coaching  spektrofotometer UV-Vis. Maret  Tahun 2009 2.  ANONIM,  PERKIN  ELMER  &  Co  Gmbh, (1992). Manual Operation UV-Vis Spentrometer”, Lamda 15, April 1992.
3.  A.I.  VOGEL  AND  G.H.  JEFFRY.  (1989). Vogel’s  Textbook  of  Quantitative  Chemical Analysis, First Edition, , page 469, 645.
(Boybul  dan  Yanlinastuti)

## LAMPIRAN
Tabel  1. Hasil pengukuran absorbansi standar thorium ( λ 664.9 nm)
Konsen trasi (ppm) Absorbansi Rerata SD RSD% 1 2 3 4 5 0,0 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0 0,2 0.041 0.041 0.041 0.041 0.041 0.041 0,000 0 0,5 0,091 0090 0090 0090 0090 0.0902 0,00045 0.496 1,0 0,171 0,172 0,171 0,171 0,171 0,1712 0,00045 0.261 1,5 0,262 0,261 0,261 0,261 0,261 0,2612 0,00045 0.171 2.0 0.351 0.351 0.351 0.351 0.351 0.351 0.000 0 3,0 0,530 0,530 0,530 0,530 0,530 0,530 0.000 0 4.0 0.709 0.709 0.709 0.709 0.709 0.709 0.000 0 5,0 0,793 0,792 0,793 0,793 0,793 0.7928 0.00045 0.056 6,0 0,558 0,557 0,556 0,556 0,556 0,557 0,00135 0.081
Tabel  2. Pengaruh uranium  pada analisis thorium 2 ppm
Konsentrasi U, ppm Absorbansi Rata-rata Konsentrasi Thorium ppm Penyimpa ngan % Akurasi Uranium 2 ppm (%) 0,0 0,349 2,048 2.367 97,633 0,05 0,356 2,091 4,545 95,455 0.1 0,359 2,113 5,636 94,364 0,3 0,368 2,165 8.242 91,758 1,0 0,406 2,394 19.697 80,303 2.0 0.456 2.697 34.848 65,153 3.0 0.507 2.004 50.182 49,818
Tabel  3. Pengaruh uranium terhadap panjang gelombang thorium 2 ppm
Konsentrasi uranium (ppm) Panjang gelombang uranium (nm) Absorbansi maksimum thorium 0,0 664.9 0.349 0,05 664.5 0.353 0.1 664.4 0.358 0.3 659,3 0.416 1.0 655.9 0.492 2.0 654.6 0.573 3.0 654.4 0.574