https://doi.org/10.56064/jps.v26i2.968 Naskah diusulkan: 5 maret 2024;  Naskah disetujui: 4 Juli 2024 p-ISSN: 1410-7058 e-ISSN: 2597-7059 © 2024 JPS MIPA UNSRI

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

## Validasi metode pengujian logam Fe dalam Air dengan teknik pre-konsentrasi menggunakan resin Dowex 50wx2-200 secara SSA-nyala

## Yuniar*, Siti Nuraini, dan Hanida Yanti
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya, Sumatera Selatan 30862, Indo- nesia.
Kata kunci: besi,
Dowex 50WX2-200 resin, SSA-Nyala ABSTRAK: Validasi  metode  pengujian  logam  Fe  dengan  teknik  ekstraksi  fase  padat dilakukan  dengan  mengabsorbsikan  logam  pada  resin  pada  volume  sampel  tertentu  di dalam kolom, Dengan mengalirkan larutan  asam nitrat pada kolom pada volume kecil, maka logam yang terserap pada resin akan ikut terbawa oleh larutan asam. Larutan ter- sebut kemudian diukur menggunakan SSA-nyala.
Penelitian  ini  menggunakan  larutan  model  Fe  sebanyak  50  mL  dengan  konsentrasi  Fe dalam larutan sebesar 0,1 mg/L. Hasil penelitian menunjukkan bahwa  kondisi optimum tercapai pada laju alir 2 mL/menit, berat resin 0,5 g dan pH larutan 2-3. Pelepasan kem- bali logam Fe dengan 10 mL HNO 3 1N. Pemekatan sampel sebanyak 5 kali lipat. Validasi metode dilakukan dengan mengukur  akurasi dan presisi metode menggunakan Certified  Reference  Material,  CRM ( PotableWatRcat.697,  ERA  a  Waters  Company) .  Di- peroleh akurasi metode dengan nilai rekoveri 83% dan presisi dengan nilai RSD 0,18%. Nilai tersebut masih memenuhi standar  keberterimaan akurasi yaitu masih dalam kisaran 70-125%.  Begitu  juga  dengan  presisi  metode  masih  memenuhi  persyaratan  presisi  CV Horwitz yaitu %RSD masih di bawah 7.4. Keywords: Iron, Dowex 50WX2-200 resin, SSA-Flame ABSTRACT: Method of Validation Determination of Fe metal with solid phase extraction techniques using DOWEX 50WX2-200 resin in columns has been carried out. The princi- ple of this technique is to absorb metal in resin in a certain sample volume, then the ab- sorbed  metal  is  released  again  using  a  nitric  acid  solution  in  a  smaller  volume  so  that there is an increase in metal concentration when measured using SSA-flame.
This study used a 50 mL Fe model solution with a Fe concentration in the solution of 0.1 mg/L. The research results showed that optimum conditions were achieved at a flow rate of  2  mL/minutes,  resin  weight  of  0.5  g  and  environmental  pH  of  2-3.  Re-release  of  Fe metal with 10 mL of 1N HNO 3 . Concentrate the sample 5 times.
Method validation was carried out by measuring the accuracy and precision of the meth- od using Certified Reference Material, CRM (PotableWatRcat.697, ERA a Waters Compa- ny). The accuracy of the method was obtained with a recovery value of 83% and preci- sion with an RSD value of 0.18%. This value still meets the accuracy acceptance stand- ards, which is still in the range of 70-125%. Likewise, the method precision still meets the CV Horwitz precision requirements, namely %RSD is still below 7.4.

## 1 PENDAHULUAN
Air tanah anaerobik mungkin mengandung besi besi dengan  konsentrasi  hingga  beberapa  mili  gram  per liter tanpa perubahan warna atau kekeruhan dalam air ketika dipompa secara langsung.dari sumur. Na- mun  jika  terkena  atmosfer,  besi  akan  teroksidasi menjadi besi besi, memberikan warna coklat keme- rahan pada air.
Zat  besi  juga  mendorong  pertumbuhan  “bakteri besi”, yang memperoleh energi darinya oksidasi besi (II) menjadi besi (III) dan dalam prosesnya mengen- dapkan  lapisan  berlendir  pada  perpipaan.  Pada  ka- dar di atas 0,3 mg/l, besi akan menodai cucian dan perlengkapan pipa.
Pada  konsentrasi  zat  besi  di  bawah  0,3  mg/l  bi- asanya  tidak  ada  rasa  yang  terasa,  tidak  terjadi kekeruhan dan tidak ada timbulnya warna.
Besi  ditemukan  cukup  berlimpah  di  kerak  bumi. Biasanya ditemukan dalam bentuk segar di perairan alami pada kisaran kadar antara 0,5 hingga 50 mg/l. Zat besi juga mungkin ada dalam air minum akibat penggunaan  koagulan  besi  atau  korosi  pada  pipa baja dan besi tuang selama distribusi air.
Zat besi merupakan elemen penting dalam nutrisi manusia, khususnya dalam keadaan oksidasi besi(II). Perkiraan  kebutuhan  minimum  harian  zat  besi  ter- gantung pada usia, jenis kelamin, status fisiologis dan bioavailabilitas zat besi dan berkisar antara 10 hing- ga 50 mg/hari.

## Untuk mencegah kelebihan zat besi dalam tubuh,
The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Addi- tives  (JECFA) pada  tahun  1983,  menetapkan  kon- sumsi maksimum zat besi yang masih dapat ditoler- ansi sebesar  0,8  mg/kg  berat  badan,  yang  berlaku untuk zat besi dari semua sumber. Batas ini dikecua- likan  untuk  oksida  besi  yang  digunakan  sebagai  zat pewarna  dan  suplemen  zat  besi  yang  dikonsumsi selama  kehamilan  dan  menyusui  atau  untuk  kebu- tuhan  klinis  tertentu.  Sedangkan  untuk  air  minum konsentrasi sekitar 2 mg/L, masih tidak menimbulkan bahaya bagi kesehatan [1].
Pengembangan teknik preparasi pengujian logam dengan cara mengabsorbsikan logam terlebih dahu- lu  ke  dalam  suatu  pengabsorbsi  seperti  resin  meru- pakan teknik yang banyak diminati karena lebih se- derhana  dan  resin  bisa  digunakan  berulang-ulang. Adsorpsi  logam  ke  dalam  suatu  adsorben  biasanya dilakukan  menggunakan  kolom,  seperti  yang  telah dilakukan oleh S. Ozdemir menggunakan E. profun- dum-Amberlite XAD-4 [2], Tunceli, dkk. Mengguna- kan  resin  Amberlyst  15  [3],  Massadeh,  dkk.  meng- gunakan resin Chelex-10 [4], Dos Santos, dkk. meng- gunakan votex-multiwalled carbon nanotubes (MWCNT)  [5],  Rajabi,  dkk.  dan  A.  Islam,  dkk. menggunakan magnetic dispersiveSPE [6], [7].
Berdasarkan  uraian  di  atas  diketahui  bahwa teknik  preparasi  pengujian  logam  konsentrasi  ren- dah  dengan  cara  diadsorbsikan  ke  adsorben  mem- berikan hasil yang cukup baik.
Pada  penelitian  ini  telah  dilakukan  validasi metode pengujian logam Fe dalam air dengan SSA- nyala  dengan  teknik  preparasi  menggunakan  Resin Dowex  WX2-200  sebagai  adsorben,  setelah  itu logam Fe yang teradsorpsi pada resin dilakukan pe- larutan  dengan  mengalirkan  asam  nitrat  pada  resin tersebut.

## 2 DATA DAN METODE
Penelitian dilakukan pada bulan April - Agustus 2023 di  Laboratorium  Kimia  Analisa  dan  Instrumentasi Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam Universitas  Sriwijaya.  Alat,  bahan  dan  prosedur penelitian  yang  digunakan  mengacu  kepada penelitian  sebelumnya  [8],[9].  Data  hasil  peng- amatan  dihitung  menggunakan  persamaan  sebagai berikut:
Konsentrasi logam ( 𝑚𝑔 𝐿 ) =   𝐶 terbaca di alat ×  𝐹𝑝 (1)
Akurasi (%𝑅) = Nilai terukur Nilai target 100% (2)
Presisi (%𝑅𝑆𝐷) = 𝑠𝑑 𝑥̅ 100 (3)
Evaluasi hasil validasi dilakukan dengan menghi- tung  koefisien  korelasi  (r)  kurva  kalibrasi,  kadar  Fe dibandingkan dengan kadar Fe pada sertifikat CRM , dan nilai ( %RSD) dibandingkan dengan CV Horwitz .

## 3 HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengaruh Laju Alir
Pengamatan dilakukan dengan empat variasi laju alir yaitu  1,  2,  3,  dan  4  ml    per  menit  dengan  3  kali ulangan.  Persen  rekoveri  yang  diperoleh  dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini.
Gambar 1  Pengaruh laju alir terhadap ekstraksi logam- Fe(III)
Laju  alir  optimum  diperoleh  pada  kecepatan  alir  2 mL per menit. Untuk  kecepatan alir di atas 2 mL per menit  adsorbsi  tidak  berlangsung  secara  optimal. Ketika interaksi antara ion-ion Fe berlangsung cepat dengan  resin  menyebabkan  resin  belum  bisa mengikat  ion  Fe  secara  kuat.  Sedangkan  pada  ke- cepatan alir kurang dari 2 mL per menit ikatan anta- ra resin dengan ion Fe digantikan oleh ion H + yang ada di dalam larutan.
40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 5 % rekov er i laju alir (mL/menit)

## Pengaruh Berat Resin
Pada  pengamatan  pengaruh  berat  resin  diperoleh adsorbsi  logam  paling  tinggi  pada  berat  resin  0,5  g (Gambar 2). Adsorbsi tidak bisa optimal pada berat kurang dari 0,5 g karena resin yang belum padat di dalam  kolom  sehingga  jarak  antar  partikel  cukup jauh atau adanya rongga yang bisa dilewati oleh ion- ion logam Fe.
Gambar 2. Pengaruh berat resin terhadap ekstraksi logam Fe(III)
Pada berat resin di atas 0,5 g, resin sudah cukup padat  di  dalam  kolom  sehingga  terjadi  gumpalan menyebabkan  diameter  resin  menjadi  lebih  besar dan  luas  permukaan  resin  menjadi  kecil  sehingga adsorpsi tidak optimal.

## Pengaruh pH
Pengkondisian  pH  larutan  agar  terjadi  adsorpsi logam Fe secara optimum berada pada pH 2-3. Pa- da kondisi pH yang lebih tinggi. Akan terbentuk ion OH - yang  akan  mengikat  ion-ion  Fe  sehingga  me- ngurangi interaksi ion Fe dengan resin, Gambar 3.
Gambar 3 Pengaruh pH terhadap ekstraksi logam Fe(III)

## Pengaruh pre-konsentrasi terhadap Absorb- ansi
Untuk  melihat  keberhasilan  proses  pre-konsentrasi logam  Fe  dilakukan    pengukuran  nilai  absorbansi larutan  Fe  sebelum  dan  sesudah  pre-konsentrasi (Gambar 4 ).
Gambar 4 Absorbansi logam sebelum dan sesudah pre- konsentrasi
Berdasarkan  hasil  pengukuran  pada  gambar  4, diketahui teknik pre-konsentrasi logam Fe menggunakan  resin  Dowex  50WX2-200  mem- berikan  hasil  yang  cukup  signifikan,  sehingga  bisa menjadi usulan metode baru untuk pengujian logam Fe dalam konsentrasi sangat kecil.

## Validasi Metode
Untuk melihat validitas metode dilakukan uji akurasi dan presisi menggunakan larutan Certified  Reference Material  PotableWatR  (cat.697),  ERA  a  Waters dengan  konsentrasi  Fe  dalam  larutan  0,964  mg/L . Hasil disajikan pada Tabel 1 dan 2.
Tabel 1. Data CRM tanpa pre-konsentrasi No Kadar Fe (mg/L) %R Pembacaan Perhitungan 1 0.964 0.5304 55 2 0.964 0.3786 39 3 0.964 0.6313 65 Rata-rata (x) 0.51343 53 sd 0.12723 Tabel 2. Data CRM dengan pre-konsentrasi No Kadar Fe (mg/L) %R Pembacaan Perhitungan 1 0.964 0.8051 84 2 0.964 0.8022 83 3 0.964 0.8036 83 Rata-rata (x) 0.80362 83 sd 0.0014
Jika dilihat dari tabel 1 dan 2, pengukuran CRM secara langsung tanpa pre-konsentrasi terlebih dahu- lu memberikan hasil yang tidak memenuhi persyara-
72 76 80 84 88 0 0,5 1 1,5 % r ekover i Berat Resin (g)) 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 5 % r e ko ve ri pH
53 83 0 20 40 60 80 100 Fe % REKO V ER I LARUTAN FE 0,1 MG/L sebelum sesudah
tan akurasi yaitu %R. Pesyaratan akurasi (%R) harus berada pada kisaran 70%-125% [10], sedangkan hasil pengukuran  dengan  perlakuan CRM dengan  pre- konsentrasi  diperoleh  hasil  yang  masuk  ke  dalam batar keberterimaan akurasi (%R0 yaitu 83%.

## 4 KESIMPULAN
Pengujian  logam  Fe  dalam  konsentrasi  sangat  kecil dapat  dikembangkan  dengan  menambahkan  teknik preparasi  dengan  pre-konsentrasi  terlebih  dahulu menggunakan  resin  Dowex  50WX2-200  agar  di- peroleh  peningkatan  nilai  absorbansi.  Peningkatan absorbansi logam Fe ini akan meningkatkan akurasi dan presisi metode pengujian. Pengkondisian proses pre-konsentrasi secara kolom yang optimal pada laju alir 2 mL per menit, berat resin 0,5 g, pH 3, konsen- trasi eluen asam nitrat 1 mol/L sebanyak 10 mL dan volume  sampel  50  mL.  Faktor  pengayaan  5  kali. Penelitian  lebih  lanjut  terhadap  parameter  yang mempengaruhi akurasi dan presisi metode ini perlu dilakukan  agar  metode  ini  bisa  menjadi  calon metode  baru  untuk  pengujian  logam  Fe  pada  kon- sentrasi yang sangat kecil.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapkan  terimakasih  peneliti  sampaikan  kepada LPPM  Universitas  Sriwijaya  yang  telah  mendanai penelitian  ini  yang  berasal  dari  Anggaran  DIPA  Ba- dan  Layanan  Umum  Universitas  Sriwijaya  Tahun Anggaran 2023. Nomor SP DIPA No.: 0095.02/UN9/ SB3.LP2M.PT/2023,  Tanggal  8  mei  2023,  Sesuai dengan  SK  Rektor  Nomor:  0190/UN9.3.1/SK/2023 Tanggal 18 April 2023.

## REFERENSI ______________________________
[1] WHO, Guidelines for drinking-water quality , 4th ed. World Health Organization, 2017. doi: 10.5005/jp/books/11431_8.
[2] S. Ozdemir, E. Kılınç, Ö. Acer, and M. Soylak, “Simultaneous preconcentrations of Cu(II), Ni(II), and
Pb(II) by SPE using E. profundum loaded onto Amberlite XAD- 4,” Microchem. J. , vol. 171, no. August, 2021, doi: 10.1016/j.microc.2021.106758.
[3] A. Tunçeli, A. Ulaş, O. Acar, and A. R. Türker, “Solid Phase Extraction of Cadmium and Lead from Water by Amberlyst 15 and Determination by Flame Atomic Absorption Spectrometry,” Bull. Environ. Contam. Toxicol. , vol. 102, no. 2, pp. 297 – 302, Feb. 2019, doi:
10.1007/s00128-018-2498-y.
[4] A. M. Massadeh, A. W. O. El-Rjoob, and S. A. Gharaibeh, “Analysis of Selected Heavy Metals in Tap Water by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry After Pre-Concentration Using Chelex- 100 Ion Exchange Resin,” Water. Air. Soil Pollut. , vol. 231, no. 5, 2020, doi: 10.1007/s11270-020-04555-5.
[5] P. dos Santos Morales, P. Mantovani dos Santos, A. Evaristo de Carvalho, and M. Zanetti Corazza, “Vortex - assisted magnetic solid-phase extraction of cadmium in food, medicinal herb, and water samples using silica- coated thiol-functionalized magnetic multiwalled carbon nanotubes as adsorbent,” Food Chem. , vol. 368, no. August 2021, p. 130823, 2022, doi: 10.1016/j.foodchem.2021.130823.
[6] A. Islam, N. Zaidi, H. Ahmad, and S. Kumar, “Functionalized carbon nanotubes for dispersive solid - phase extraction and atomic absorption spectroscopic determination of toxic metals ions,” Int. J. Environ. Sci. Technol. , vol. 16, no. 2, pp. 707 – 718, Feb. 2019, doi:
10.1007/s13762-018-1700-4.
[7] M. Rajabi, M. Abolhosseini, A. Hosseini-Bandegharaei, M. Hemmati, and N. Ghassab, “Magnetic dispersive micro-solid phase extraction merged with micro- sampling flame atomic absorption spectrometry using (Zn-Al LDH)-(PTh/DBSNa)-Fe3O4 nanosorbent for effective trace determination of nickel(II) and cadmium(II) in food samples,” Microchem. J. , vol. 159, no. August, p. 105450, 2020, doi: 10.1016/j.microc.2020.105450.
[8] Y. Yuniar, L. Suwartini, and H. Yanti, “Ekstraksi Logam Cd, Pb dan Fe Dalam Air Menggunakan Resin Dowex 50wx2-200 secara bersamaan Untuk Meningkatkan Nilai Absorbansi Pada Pengujian Secara SSA-Nyala: Pengaruh pH, Laju Alir dan Berat Resin,” J. Penelit.
Sains , vol. 25, no. 1, p. 61, 2023, doi: 10.56064/jps.v25i1.724.
[9] Shimadzu Corporation, Flame Type Atomic Absorption SPECTROPHOTOMETERS , no. L. Japan, 2014.
[10] S. V. Work, “AOAC Guidelines for Single Laboratory Validation of Chemical Methods for Dietary
Supplements and Botanicals,” pp. 1– 38, 2002. _______