Kimia Analisis – Materi, Pengertian, Sejarah, Metode Kualitatif dan Kuantitatif – Kimia Analisis adalah Cabang dari ilmu kimia yang mempelajari teori dan cara-cara melakukan analisis kimia terhadap suatu bahan atau zat kimia.
Metode analisis dapat dibagi menjadi klasik dan instrumental.
Metode klasik (dikenal juga sebagai metode kimia basah) menggunakan pemisahan seperti pengendapan, ekstraksi, dan distilasi serta analisis kualitatif berdasarkan warna, bau, atau titik leleh (organoleptis).
Analisis kuantitatif klasik dilakukan dengan menentukan berat atau volum. Metode instrumental menggunakan suatu peralatan untuk menentukan kuantitas fisik suatu analit seperti serapan cahaya, fluoresensi, atau konduktivitas. Pemisahan dilakukan menggunakan metode kromatografi, elektroforesis atau fraksinasi aliran medan.
Baca Juga : Ebook Kimia Analitik
Kimia analisis juga fokus pada peningkatan rancangan percobaan, kemometri, dan pembuatan alat ukur baru agar dapat menyediakan informasi kimia yang lebih baik. Kimia analisis telah diaplikasikan di bidang forensik, bioanalisis, analisis klinik, analisis lingkungan, dan analisis bahan.
Sejarah Kimia Analisis
Kimia analisis menjadi penting sejak awal adanya ilmu kimia. Bidang ini menyediakan metode-metode untuk menentukan unsur dan bahan kimia yang ada di dalam objek yang dipertanyakan.
Selama periode ini, kontribusi analisis pada ilmu kimia mencakup pengembangan analisis unsur yang sistematis oleh Justus von Liebig dan analisis organik sistematis berdasarkan reaksi spesifik gugus fungsi.
Analisis instrumental pertama adalah spektrometri emisi nyala yang dikembangkan oleh Robert Bunsen dan Gustav Kirchhoff dengan menemukan rubidium (Rb) dan caesium (Cs) pada tahun 1860.
Sebagian besar perkembangan dalam bidang kimia analitik terjadi pasca 1900. Selama periode ini, analisis instrumental menjadi semakin dominan. Khususnya, semakin banyaknya teknik-teknik dasar spektroskopi dan spektrometri yang ditemukan di awal abad 20 dan disempurnakan di akhir abad ke-20.
Ilmu pemisahan mengikuti pola perkembangan ilmu kimia analisis dan juga bertransformasi menuju peralatan berkinerja tinggi.
Pada tahun 1970-an banyak dari teknik-teknik ini mulai digunakan secara bersama-sama untuk memecahkan karakterisasi sampel secara lengkap. Sejak sekitar tahun 1970an hingga sekarang, kimia analisis semakin inklusif untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan biologi (kimia bioanalisis), di mana selama ini sangat fokus pada molekul anorganik atau organik renik.
Penggunaan laser dalam bidang kimia terus mengalami peningkatan sebagai alat bantu analisis maupun influenser untuk berbagai reaksi kimia. Pada akhir abad ke-20, terlihat pula ekspansi penerapan kimia analisis yang luar biasa, mulai dari menjawab soalan akademis hingga memecahkan masalah forensik, lingkungan, industri, medis, dan bahkan histologi.
Kimia analisis modern
didominasi oleh analisis instrumental. Banyak analis kimia fokus pada satu jenis instrumen. Akademisi cenderung juga untuk fokus pada aplikasi dan pengembangan baru atau pada metode analisis baru. Penemuan adanya bahan kimia di dalam darah yang meningkatkan risiko kanker membuka jalan bahwa analis kimia dapat terlibat di dalamnya.
Metode baru yang sedang dikembangkan adalah dengan melibatkan penggunaan laser yang dapat diatur untuk meningkatkan spesifisitas dan sensitivitas metode spektrometri. Banyak metode, salah satunya sedang dikembangkan, untuk mengarsip data sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam waktu lama.
Ini diperlukan terutama untuk keperluan Quality Assurance (QA) industri, serta aplikasi forensik dan lingkungan. Peran kimia analisis semakin penting di bidang industri farmasi, selain QA, dalam hal pengembangan obat baru dan aplikasi klinisnya untuk memahami interaksi antara obat dan pasien.
Baca Juga : Ebook Kimia Dasar
Metode klasik
Meskipun kimia analisis modern didominasi oleh instrumen-instrumen canggih, namun akar dari kimia analisis dan prinsip-prinsip yang digunakan pada instrumen-instrumen tersebut berasal dari teknik tradisional yang masih banyak digunakan sampai sekarang. Teknik-teknik ini juga menjadi dasar bagi kebanyakan laboratorium pendidikan kimia analisis.
Analisis kualitatif
Analisis kualitatif menentukan ada atau tidaknya sebuah senyawa, tetapi tidak massa atau konsentrasinya. Analisis kualitatif tidak menghitung jumlah.
Analisis kualitatif bertujuan untuk menemukan dan mengidentifikasi suatu zat. Jadi analisis kualitatif berhubungan dengan unsur ion atau . senyawa apa yang terdapat dalam sampel.
Menggunakan dua macam uji :
- Reaksi kering yang digunakan untuk zat – zat padat dan dalam keadaan kering, tanpa melarutkan sampel contoh : Uji nyala, uji manik borak
- Reaksi basah yang diterapkan untuk zat-zat dalam larutan. reaksi ini sangat umum dilakukan
Analisis kuantitatif
Analisis kuantitatif bertujuan untuk menentukan jumlah atau banyaknya zat. Jadi, analisis kuantitatif berhubungan dengan berapa banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel.
Berdasarkan informasi yang diberikan :
- Analisis proksimat : penetapan banyaknya tiap unsur tanpa memperhatikan senyawa yang sebenarnya ada dalam sampel tersebut.
- Analisis parsial : penetapan konstituen – konstituen terpilih dalam sampel tersebut.
- Analisis konstituen runutan : penetapan komponen – komponen yang jumlahnya sangat kecil.
- Analisis lengkap : proporsi tiap komponen dalam sampel yang ditetapkan
Berdasarkan banyaknya sampel yang dianalisis :
- Analisis makro bila sampel yang dianalisis adalah lebih dari 0,1 gram
- Analisis semi mikro jumlah sampel antara 0,01 gram – 0,1 gram
- Analisis mikro jumlah sampel antara 1 mg – 10 mg
- Analisis ultra mikro jumlah sampel kurang dari 1 mg
Berdasarkan proporsi konstituen yang akan ditetapkan :
- Analisis konstituen utama ( major ) Kadar konstituen lebih besar dari 1 %
- Analisis konstituen kecil ( mikro ) Kadar konstituen antar 0,01 – 1 %
- Analisis konstituen runutan ( trace) Kadar konstituen kurang dari 0,01 %
Metode Analisis Kuantitatif Teknik – teknik utama :
- Penampilan kuantitatif reaksi-reaksi kimia yang cocok dan atau pengukuran banyak nya pereaksi yang diperlukan untuk menyempurnakan reaksi atau penentuan banyak hasil reaksi yang mungkin.
Gravimetri
Dalam analisis gravimetri, zat yang akan ditetapkan diubah terlebih dahulu menjadi suatu endapan yang tidak larut kemudian dikumpulkan dan ditimbang
Contoh :
Konsentrasi perak dalam sampel logam dapat ditetapkan secara gravimetri, dengan cara mula mula melarutkan sampel tersebut dalam asam nitrat kemudian ke dalam larutan tersebut ditambahkan ion klorida secara berlebihan sehingga semua ion perak yang ada dalam larutan mengendap sebagai perak klorida,
Setelah dilakukan .pencucian, endapan dikeringkan dan akhirnya ditimbang
Titrimetri (Volumetri)
Dalam analisis titrimetri/volumetri, zat yang akan ditetapkan dibiarkan bereaksi dengan suatu pereaksi yang ditambahkan sebagai larutan standar, kemudian volume larutan standar yang diperlukan agar reaksi sempurna diukur.
TIPE REAKSI DALAM ANALISIS VOLUMETRI
- Reaksi penetralan .
- Reaksi pembentukan kompleks
- Reaksi pengendapan
- Reaksi oksidasi reduksi
Gasometri adalah volumetri yang didasarkan pada pengukuran volume gas yang dibebaskan atau diserap dalam suatu reaksi kimia.
METODA ANALISIS ( Metode instrumental)
Memilih teknik/metoda yang akan .digunakan dalam suatu pekerjaan analisis, hendaknya memperhatikan hal hal berikut :
1. Tipe analisis yang diperlukan; menyangkut. .bentuk komponen
- yang akan dianalisis, molekular atau unsur.
- Perlu diketahui apakah untuk keperluan analisis rutin atau sewaktu waktu
2. Sifat material yang akan diselidiki, misalnya apakah termasuk zat radioaktif, korosif, dipengaruhi oleh air, dan sebagainya.
3. Kemungkinan adanya gangguan dari komponen lain yang terdapat bersama-sama dalam cuplikan.
4. Daerah konsentrasi yang diperlukan dalam penyelidikan
5. Ketepatan yang diperlukan
6. Fasilitas laboratorium
7. Waktu yang diperlukan
8. Pemilihan cara destruksi cuplikan yang tepat. Bila cuplikan tidak perlu didestruksikan, teknik apa yang akan dipilih.
Simak Juga : Soal Oksidimetri (Kimia Analisis) dan Jawaban [+Pembahasan]
Spektroskopi
Spektroskopi mengukur interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik. Spektroskopi mencakup beberapa aplikasi yang berbeda seperti spektroskopi serapan atom, spektroskopi emisi atom, spektroskopi UV & sinar tampak, spektroskopi pendar sinar-X, spektroskopi inframerah, spektroskopi Raman, interferometri polarisasi ganda, spektroskopi resonansi magnet inti, spektroskopi fotoemisi, spektroskopi Mössbauer, dan sebagainya.
Spektrometri massa
Spektrometri massa menentukan rasio massa terhadap muatan suatu molekul menggunakan medan listrik dan magnet. Terdapat beberapa metode ionisasi: electron impact, ionisasi kimia, electrospray, bombardir atom cepat, matrix assisted laser desorption, dan sebagainya. Selain itu, spektrometri massa juga dikategorikan melalui pendekatan massa yang dianalisis: sektor-magnetik, analisis massa kuadrupol, perangkap ion kuadrupole, time-of-fight, Fourier-transform ion cyclotron resonance, dan sebagainya.
Analisis elektrokimia
Metode elektroanalisis menentukan potensial (volts) dan/atau arus (amps) dalam suatu sel elektrokimia yang mengandung analit. Metode ini dapat dikategorikan menurut aspek dari sel yang dikendalikan dan ditentukan. Tiga kategori utama adalah:
- potensiometri (pengukuran perbedaan potensial elektrode),
- coulometri (penentuan arus sel selama waktu tertentu), dan
- voltametri (pengukuran arus sel selama potensial sel diubah-ubah).
Analisis termal
Analisis kalorimetri dan termogravimetri mengukur interaksi material dengan panas.
Pemisahan
Proses pemisahan digunakan untuk menurunkan tingkat kompleksitas campuran bahan. Kromatografi, elektroforesis dan fraksinasi aliran medan adalah contohnya.
Teknik tandem
Kombinasi teknik-teknik di atas menghasilkan teknik “hibrida” atau “tandem”. Beberapa contoh yang populer digunakan saat ini dan teknik-teknik hibrida baru sedang dalam pengembangan.
Contohnya:
- kromatografi gas-spektrometri massa (GC-MS),
- kromatografi gas-spektroskopi inframerah transformasi Fourier (GC-FTIR),
- kromatografi cair-spektrometri massa (LC-MS),
- kromatografi cair-spektroskopi resonansi magnet inti (LC-NMR),
- kromatografi gas-inductively coupled plasma (GC-ICP), dan sebagainya.
Teknik tandem saat ini sudah sangat berkembang, sehingga dapat menggabungkan hingga tiga teknik analisis. Contoh paling populer adalah capillary zone electrophoresis-inductively coupled plasma-spektrometri massa (dikenal dengan CZE-ICP-MS).
Teknik tandem merujuk pada kombinasi dua (atau lebih) teknik untuk mendeteksi dan memisahkan bahan kimia dari larutannya. Teknik yang paling banyak digunakan adalah dari kromatografi. Teknik tandem banyak digunakan dalam kimia dan biokimia. Penulisan teknik tandem kadang menggunakan garis miring (“/”), terutama jika nama dari salah satu metodenya mengandung tanda minus (“-“).
Mikroskopi
Visualisasi molekul tunggal, sel tunggal, jaringan biologi dan bahan nano merupakan pendekatan penting dan menarik dalam ilmu analisis. Selain itu, hibridisasi dengan peralatan analisis tradisional lainnya juga merevolusi ilmu analisis. Mikroskopi dapat dikelompokkan dalam tiga bidang yang berbeda:
mikroskopi optik, mikroskopi elektron, dan scanning probe microscopy. Akhir-akhir ini, bidang ini mengalami kemajuan yang luar biasa karena kemajuan pesat industri komputer dan kamera.
Lab-on-a-chip
Instrumen yang mengintegrasikan beberapa fungsi laboratorium dalam chip tunggal yang berukuran hanya beberapa milimeter hingga sentimeter persegi, tetapi mampu menangani aliran fluida yang sangat kecil hingga tingkat picoliter.
APLIKASI KIMIA ANALITIK
Selain dalam bidang ilmu kimia, kimia analitik juga berperan dalam bidang – bidang Ilmu pengetahuan alam lain, seperti :
- Kedokteran
- Farmasi
- Biologi
- Pertanian
- Geologi
- Mineralogi
- Perindustrian
- Kesehatan masyarakat
- Pencemaran lingkungan dan lain – lain
Kimia analisis telah memainkan peran penting dalam pemahaman ilmu dasar pada berbagai aplikasi praktis, seperti aplikasi biomedis, pengendalian lingkungan, pengendalian mutu industri, ilmu forensik, dan sebagainya.
Pengembangan terkini otomasi komputer dan teknologi informasi telah memperluas kimia analisis hingga merambah ke sejumlah bidang biologi baru. Sebagai contoh, mesin pensekuen DNA otomatis yang menjadi dasar dalam penuntasan human genome project sehingga melahirkan genomika. Identifikasi protein dan sekuensing peptida menggunakan spektrometri massa melahirkan bidang baru proteomika.
Kimia analisis telah menjadi ilmu yang tak terpisahkan dari pengembangan teknologi nano. Instrumen karakterisasi permukaan, mikroskop elektron dan scanning probe microscope memungkinkan ilmuwan untuk memvisualisasikan struktur atom dengan karakterisasi kimia.
Rangkuman
Kimia Analisis adalah Cabang dari ilmu kimia yang mempelajari teori dan cara-cara melakukan analisis kimia terhadap suatu bahan atau zat kimia.
- Analisis kualitatif bertujuan untuk menemukan dan mengidentifikasi suatu zat. Jadi analisis kualitatif berhubungan dengan unsur ion atau . senyawa apa yang terdapat dalam sampel.
- Analisis kuantitatif bertujuan untuk menentukan jumlah atau banyaknya zat. Jadi, analisis kuantitatif berhubungan dengan berapa banyak suatu zat tertentu yang ada dalam sampel
- Zat yang ditetapkan disebut analit (konstituen yang diinginkan).
- Jumlah banyaknya suatu zat tertentu dalam sampel, disebut . kadar/konsentrasi, misal, molar. Persen berat, gram per liter, ppm
