Kimia analitik: mengenali & mengukur zat

Sederhana · Fase A–C · SD kelas 1–6 (IPAS)

Ahli kimia bisa menjadi detektif: mereka mencari tahu zat apa saja yang ada di dalam sesuatu, dan berapa banyak.

• Indikator alami: air rebusan kol ungu berubah merah muda bila diberi cuka dan hijau bila diberi sabun. Kita jadi tahu mana yang asam dan mana yang basa. Coba di lab pH.
• Kromatografi kertas: tinta spidol hitam diteteskan di kertas saring lalu ujung kertas dicelupkan ke air. Tinta terpisah menjadi beberapa warna karena tiap zat warna bergerak dengan kecepatan berbeda.
• Uji nyala: garam logam yang dibakar memberi warna nyala berbeda. Lihat di lab Uji nyala.

Di laboratorium, pemeriksaan seperti ini dipakai untuk memastikan air minum aman, makanan tidak mengandung bahan berbahaya, dan obat berisi zat yang benar.

Standar · Fase D · SMP kelas 7–9 (IPA)

Kimia analitik punya dua pertanyaan:

• Analisis kualitatif: zat apa yang ada? Contohnya uji nyala, uji ion dengan pereaksi yang membentuk endapan berwarna (klorida dengan perak nitrat), uji gas CO₂ dengan air kapur, dan uji amilum dengan iodin.
• Analisis kuantitatif: berapa banyak? Contohnya menimbang, mengukur volume, dan titrasi.

Kromatografi memisahkan zat dalam campuran berdasarkan perbedaan kecepatan merambat. Pada kromatografi kertas, nilai Rf = jarak tempuh zat ÷ jarak tempuh pelarut; zat yang sama memiliki Rf sama pada kondisi yang sama.

Hasil pengukuran harus dapat dipercaya. Akurasi berarti dekat dengan nilai sebenarnya; presisi berarti hasil ulangan saling berdekatan. Pengukuran yang presisi belum tentu akurat bila alatnya salah dikalibrasi.

Lanjutan · Fase E–F · SMA kelas 10–12 (Kimia)

Gravimetri: analit diendapkan sebagai zat murni berumus tertentu, disaring, dikeringkan, dan ditimbang. Contoh: sulfat diendapkan sebagai BaSO₄; massa sulfat dihitung dari perbandingan massa molar.

Volumetri (titrasi): larutan baku dengan konsentrasi diketahui ditambahkan dari buret sampai titik ekuivalen, ditandai indikator (titik akhir). Jenisnya:

• Titrasi asam–basa (lihat lab Titrasi).
• Titrasi redoks: permanganometri (KMnO₄ sebagai indikator sendiri) dan iodometri (indikator kanji).
• Titrasi kompleksometri dengan EDTA untuk kesadahan air (Ca²⁺, Mg²⁺).
• Titrasi pengendapan (argentometri) untuk klorida.

Perhitungan memakai stoikiometri: mol titran = M × V, lalu perbandingan koefisien.

Metode instrumen:

• Spektrofotometri UV-Vis dengan hukum Beer–Lambert (A = ε·b·c): konsentrasi dibaca dari kurva kalibrasi larutan standar.
• Spektrometri serapan atom (AAS) untuk logam berat dalam air dan makanan.
• Kromatografi lapis tipis (KLT), kromatografi gas (GC), dan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC).
• Spektrometri massa (MS), sering digabung dengan GC atau HPLC.

Laporan hasil memuat nilai rata-rata, simpangan baku, dan angka penting yang sesuai.

Mendalam · Perguruan tinggi · Kimia dasar dan lanjut

Kalibrasi dan validasi: kurva kalibrasi dibuat dari larutan standar dan diuji linearitasnya (koefisien korelasi, residu). Batas deteksi (LOD) dan batas kuantitasi (LOQ) umumnya diperkirakan dari 3 dan 10 kali simpangan baku blanko terhadap kemiringan. Metode adisi standar mengatasi efek matriks; standar internal mengoreksi variasi injeksi dan detektor. Validasi metode meliputi selektivitas, linearitas, akurasi (uji perolehan kembali), presisi (keterulangan dan ketertiruan, dinyatakan RSD), dan ketahanan.

Statistik: galat sistematik memengaruhi akurasi dan dikenali dengan bahan acuan bersertifikat; galat acak memengaruhi presisi. Uji t membandingkan rata-rata dengan nilai acuan atau antar-metode; uji Q atau uji Grubbs menilai data pencilan.

Teknik tergabung dan unsur: GC–MS dan LC–MS/MS memadukan pemisahan dan identifikasi (dipakai untuk residu pestisida, doping, dan forensik); ICP-OES dan ICP-MS mengukur banyak unsur sekaligus pada kadar sangat rendah.

Elektroanalisis: potensiometri (elektrode pH dan elektrode selektif ion, mengikuti persamaan Nernst), konduktometri, voltametri siklik, dan sensor amperometri seperti glukometer berbasis enzim glukosa oksidase.

Laboratorium pengujian bekerja dalam sistem mutu (misalnya ISO/IEC 17025) agar hasilnya tertelusur ke satuan SI; di Indonesia hasil seperti ini mendasari pengawasan pangan dan obat, air minum, dan lingkungan.