Mineral

Laporan Praktikum
Biokimia
Hari/ tanggal
Waktu
PJP
Asisten
: Selasa/ 3 Desember 2013
: 13.00-14.40 WIB
: Puspa Julistia Puspita, S. Si, M. Sc.
: Resti Siti Muthmainah, S. Si.
Lusianawati, S. Si.
MINERAL
Kelompok 7
Ayu Septra Wulandari
Yaya Nugraha
Diana Agustini Raharja
J3L112029
J3L112089
J3L112168
PROGRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIA
PROGAM DIPLOMA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Pendahuluan
Mineral merupakan unsur-unsur kimia yang dapat terkandung dalam
jaringan tubuh (bahan anorganik). Unsur-unsur yang bukan merupakan bahan
anorganik, yaitu karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Karbon, hidrogen,
oksigen, dan nitrogen merupakan unsur utama penyusun bahan organik (Gilvery
1996). Mineral dapat diperoleh pisang (kalium), susu (kalsium), sayuran hijau
(magnesium), dan sebagainya. Mineral juga terkandung dalam tulang makhluk
hidup. Mineral memegang peranan penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh baik
pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun fungsi tubuh secara keseluruhan.
Mineral juga berperan sebagai katalis dan kofaktor aktifitas berbagai enzim dalam
setiap tahap metabolisme (Darmono 1995).
Mineral berdasarkan kegunaannya dalam aktifitas hidup dapat dibagi
menjadi 2 golongan yaitu golongan esensial dan nonesensial (Winarno 1984).
Mineral esensial merupakan sumber mineral yang diperoleh dari luar karena tubuh
tidak mensintesis beberapa mineral yang diperlukan oleh tubuh. Apabila
kekurangan mineral esensial dapat menyebabkan kelainan proses fisiologis atau di
sebut penyakit defisiensi mineral. Mineral ini biasanya terikat dengan protein,
termasuk enzim untuk proses metabolisme tubuh, yaitu kalsium (Ca), klorida (Cl),
sulfur (S), magnesium (Mg), besi (Fe), dan lain-lain. Mineral nonesensial
merupakan sumber mineral yang diperoleh di dalam tubuh (Darmono 1995).
Mineral berdasarkan jumlahnya terbagi menjadi makromineral, mikromineral, dan
mineral renik (Suharjdo 1886). Makromineral merupakan mineral yang
dibutuhkan dalam jumlah banyak seperti kalsium, fosfor, magnesium, natrium,
kalium, klorida, dan sulfur. Mikromineral merupakan mineral yang dibutuhkan
dalam jumlah sedikit seperti zat besi, seng, tembaga, dan fluorida. Mineral renik
(trace elements) diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit seperti yodium,
selenium, mangan, kromium, molibdenin, boron, dan kobalt (Poedjiadi 1994).
Tujuan
Percobaan dilakukan untuk mengidentifikasi komposisi mineral dalam
tulang dengan uji-uji kualitatif, yaitu uji klorida, uji sulfat, uji kalsium, uji fosfat,
uji magnesium, serta uji besi.
Metode
Bahan-bahan yang digunakan, yaitu filtrat abu tulang, NH4OH pekat, HCl
10%, akuades, kristal dinatrium hidrogen fosfat, asam asetat 10%, urea 10%,
pereaksi ferosulfat khusus, kristal amonium klorida, larutan amonium tiosianat,
HNO3 10%, AgNO3 2%, BaCl2, amonium oksalat 1%, pereaksi molibdat khusus,
kristal amonium karbonat, NH4OH 10%, dan larutan kalium ferosianida. Alat-alat
yang digunakan, yaitu penangas air dan alat-alat gelas.
Filtrat abu tulang ditambahkan NH4OH pekat sampai menjadi basa. Filtrat
yang telah basa akan mengubah kertas lakmus merah menjadi biru. Filtrat dan
endapan dipisahkan dengan cara disaring, kemudian hasil filtrat digunakan untuk
uji klorida dan uji sulfat. Endapan yang diperoleh dari penyaringan ditambahkan
larutan asam asetat 10% yang digunakan untuk uji kalsium, uji fosfat, dan uji
magnesium. Sisa endapan yang tidak larut dalam asam asetat 10% digunakan
untuk uji besi.
Uji klorida. Sebanyak 1 mL filtrat diasamkan dengan larutan HNO3 10%,
kemudian ditambahkan larutan AgNO3 2%. Endapan putih yang terbentuk
menunjukkan adanya klor.
Uji sulfat. Sebanyak 1 mL diasamkan dengan larutan HCl 10%, kemudian
ditambahkan larutan BaCl2. Endapan putih yang terbentuk menunjukkan adanya
sulfat.
Uji kalsium. Sebanyak 1 mL filtrat ditambahkan 1 mL amonium oksalat
1%. Endapan putih yang terbentuk menunjukkan adanya kalsium.
Uji fosfat. Sebanyak 1 mL filtrat ditambahkan1 mL larutan urea 10% dan
pereaksi molibdat khusus. Campuran dicampurkan dengan rata, kemudian
sebanyak 1 mL larutan ferosulfat khusus ditambahkan ke dalam filtrat. Warna biru
yang terbentuk pada larutan yang makin lama makin pekat menunjukkan adanya
fosfat.
Uji magnesium. Sebanyak 3 mL filtrat dipanaskan selama 3 menit dalam
penangas air yang mendidih. Amonium karbonat dan amonium klorida
ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam filtrat panas. Endapan yang terbentuk
disaring. Filtrat yang diperoleh dari hasil penyaringan ditambahkan kristal
dinatrium hidrogen fosfat dan larutan amonium hidroksida sampai basa. Endapan
putih yang terbentuk menunjukkan adanya magnesium.
Uji besi. Endapan yang tidak larut dalam asam asetat ditambahkan dengan
larutan HCl 10% sebanyak 10 mL. Filtrat asam klorida dibagi menjadi dua. Salah
satu filtrat ditambahkan dengan 1 mL amonium tiosianat. Warna merah yang
terbentuk menunjukkan adanya besi I. Sebanyak 1 mL larutan kalium ferosianida
ditambahkan ke dalam filtrat asam klorida lainnya. Warna biru atau hijau yang
terbentuk menunjukkan adanya besi II.
Hasil
Berikut ini hasil yang diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan pada
penentuan komposisi mineral dalam tulang.
Tabel 1 Data hasil penentuan uji mineral
Uji
Hasil pengamatan
Filtrat
1. Klorida
+
2. Sulfat
Endapan
1. Kalsium
+
2. Fosfat
+
3. Magnesium
+
4. Besi I
+
5. Besi II
+
Keterangan: + : mengandung
- : tidak mengadung
Perubahan warna
Putih keruh
Tetap tidak berwarna
Endapan putih
Hijau kebiruan seulas
Putih keruh
Merah muda seulas
Hijau
Gambar 1 Hasil penentuan komposisi mineral dengan uji sulfat (a), uji klorida (b),
uji kalsium (c), uji magnesium(d), uji fosfat (e), uji besi I (f), dan uji besi II (g)
Pembahasan
Pembuatan abu tulang didasarkan pada metode gravimetri. Analisis
gravimetri adalah proses isolasi dan pengukuran berat suatu unsur atau senyawa
tertentu. Pemisahan unsur-unsur atau senyawa yang dikandung suatu sampel
dalam analisis gravimetri dapat dilakukan dengan metode pengendapan, metode
penguapan, metode elektroanalisis, atau berbagai macam metode lainnya. Metode
pengendapan dan penguapan merupakan metode yang terpenting. Metode
pengendapan berdasarkan pemisahan endapan yang sukar larut dan komposisinya
diketahui, sedangkan metode penguapan berdasarkan pemisahan senyawa yang
mudah menguap (Khopkar 1990).
Percobaan yang dilakukan menggunakan metode penguapan untuk
menghasilkan abu tulang sapi. Pembakaran akan menghancurkan senyawasenyawa organik ke dalam bentuk gas yang mudah terbang. Mineral sebagai
senyawa anorganik akan tertinggal di dalam bentuk abu yang dapat digunakan
untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Tulang terdiri dari air, bahan organik, dan
bahan anorganik. Pemanasan tulang pada suhu 400°C akan menyebabkan air serta
bahan organik menguap. Abu yang dihasilkan terdiri dari bahan anorganik yang
digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif. Perendaman tulang dalam
larutan asam atau pemanasan tulang dalam air akan menyebabkan terlarutnya
bahan anorganik. Sisanya yang berbentuk matriks terdiri dari air dan bahan
organik.
Tulang yang digunakan pada percobaan ialah tulang sapi. Komposisi utama
jaringan tulang jumlahnya bergantung pada spesies, umur, jenis kelamin, jenis
tulang dan posisi dalam tulang. Komposisi tulang secara umum terdiri dari 55%
material anorganik (mineral tulang), 30% organik dan 15% air. Tepung tulang
mengandung klorida, kalsium, fosfat, magnesium, dan besi, sedangkan sulfat
ditemukan dalam jumlah sangat kecil (Siswono 2001). Abu tulang dapat di sebut
juga dengan garam anorganik ataupun mineral, karena abu tulang terdiri dari
bahan anorganik yang berbentuk garam-garamnya.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan filtrat yang ibasakan oleh
NH4OH sehingga terbentuk endapan dan juga filtrat. Perlakuan ini bertujuan
memisahkan beberapa mineral dari filtrat membentuk endapan, sehingga mineral
dapat diikat oleh senyawa lain. Filtrat yang dihasilkan diuji dengan uji klorida dan
uji sulfat. Penambahan HNO3 pada uji klorida agar suasana larutan menjadi asam.
Tujuannya untuk memisahkan mineral dari filtrat sehingga mineral mudah diikat
oleh senyawa reaktif lain yang dapat bereaksi dengan mineral membentuk suatu
endapan putih dalam larutan. Senyawa yang ditambahkan pada uji klorida ialah
larutan AgNO3. Senyawa AgNO3 merupakan garam yang dapat bereaksi dengan
sulfat, sehingga dapat membentuk endapan AgCl. Reaksi pembentukan endapan
putih AgCl dapat dilihat pada gambar 2.
Cl- + AgNO3 → AgCl (endapan putih) + NO3Gambar 2 Reaksi yang terjadi pada uji klorida (Svehla 1985)
Hasil percobaan menunjukkan bahwa abu tulang sapi mengandung klorida sesuai
dengan pernyataan Siswono (2001) bahwa tulang sapi mengandung klorida.
Filtrat juga diuji dengan uji sulfat. Prinsip pengasaman sama dengan uji
klorida. Pengasaman dilakukan dengan penambahan HCl dan ditambahkan BaCl 2,
sehingga terbentuk endapan putih BaSO4 jika positif mengandung sulfat, dengan
reaksi dapat dilihat pada gambar 3.
SO42- + BaCl2 → BaSO4 (endapan putih) + 2ClGambar 3 Reaksi yang terjadi pada uji sulfat (Svehla 1985)
Hasil percobaan menunjukkan bahwa tulang sapi tidak mengandung sulfat. Hal ini
tidak sesuai dengan pernyataan Siswono (2001) bahwa tulang sapi mengandung
sulfat. Hasil yang negatif dapat disebabkan oleh sifat sulfat sebagai unsur makro
sehingga tidak dapat dengan mudah diendapkan dan sulfat ditemukan dalam jumlah
sangat kecil sehingga sulit diamati keberadaan sulfat dalam sampel.
Endapan yang dihasilkan dari uji sebelumnya diuji dengan uji kalsium,
fosfat, magnesium, dan besi. Endapan yang diuji ditambahkan dengan asam asetat
untuk melarutkan kalsium, magnesium, dan fosfat, sedangkan endapan yang
terbentuk dari sisa penambahan asam akan diuji dengan uji besi untuk mengetahui
keberadaan unsur besi dalam tulang sapi. Uji kalsium dilakukan denan
menambahkan amonium oksalat sehingga dapat membentuk endapan putih
kalsium oksalat dengan reaksi dapat dilihat pada gambar 4.
Ca2+ + (NH4)2C2O4 → CaC2O4 (endapan putih) + 2 NH4+
Gambar 4 Reaksi yang terjadi pada uji kalsium (Svehla 1985)
Hasil percobaan menunjukkan bahwa abu tulang sapi mengandung kalsium sesuai
dengan pernyataan Siswono (2001).
Fosfat diuji dengan menambahkan urea sehingga dihasilkan urea yang
terikan pada fosfat dengan cara memutus ikatan rangkap dengan atom O,
kemudian mineral ini dapat bereaksi dengan larutan ferosulfat khusus membentuk
persenyawaan berwarna biru atau hijau kebiruan karena senyawa ferosulfat reaktif
dengan fosfat dan membentuk senyawa kompleks berwarna. Reaksi yang terjadi
pada uji fosfat dapat dilihat pada gambar 5.
PO43- + FeSO4 → Fe3(PO4)2 (biru) + SO42Gambar 5 Reaksi yang terjadi pada uji fosfat (Suharjdo 1886)
Hasil percobaan menunjukkan bahwa abu tulang sapi mengandung fosfat sesuai
dengan pernyataan Siswono (2001).
Magnesium dalam reaksi biokimia berperan sebagai koenzim sehingga
membantu reaksi dapat berlangsung (Poedjiadi 1994). Mineral ini pada percobaan
diuji keberadaanya dengan pemanasan agar sampel teraktivasi dan mineral dapat
sedikit melonggar ikatan senyawanya dengan senyawa lain dalam filtrat.
Penambahan amonium karbonat dan amonium klorida dilakukan untuk
membentuk endapan yang bukan magnesium yang dapat bereaksi sama seperti
magnesium membentuk endapan ketika ditambahkan dinatrium hidrogen fosfat
dan amonium hidroksida. Jika filtrat direaksikan dengan larutan dinatrium
hidrogen fosfat maka akan terjadi endapan putih. Awalnya magnesium klorida
tidak akan mengendap, karena amonium klorida berfungsi sebagai buffer.
Konsentrasi ion hidroksida
dari amonium hidroksida berdasarkan kerja aksi
massa akan didesak kembali dengan bertambahnya konsentrasi ion amonium
(Poedjiadi 1994). Reaski yang terjadi pada uji magnesium dapat dilihat pada
gambar 6.
Mg2+ + NaHPO4 → MgHPO4 (endapan putih) + 2 Na+
Gambar 6 Reaksi yang terjadi pada uji magnesium (Svehla 1985)
Hasil percobaan menunjukkan bahwa abu tulang sapi mengandung magnesium
sesuai dengan pernyataan Siswono (2001).
Uji besi dilakukan dengan menambahkan asam klorida pada endapan yang
tidak larut saat penambahan asam asetat. Uji besi yang pertama dengan amonium
tiosianat dan uji besi yang kedua dengan kalium ferosianida. Besi akan
membentuk senyawa berwarna dengan larutan amonium tiosianat (membentuk
warna merah) dan beraksi dengan kalium ferosianida (membentuk warna biru atau
hijau). Adanya warna merah, biru atau hijau menandakan adanya besi dan
berdasarkan percobaan terbentuk warna merah muda seulas dan hijau. Perbedaan
ion besi menyebabkan perbedaan reaksi yang terjadi, sehingga warna yang terjadi
juga berbeda. Reaksi yang terjadi pada ion Fe2+ dapat dilihat pada gambar 7.
Fe2+ + 6 NH4SCN → [Fe(SCN)6]3- (merah) + 6 NH4+
Gambar 7 Reaksi yang terjadi pada uji Fe2+ (Suharjdo 1886)
Reaksi yang terjadi pada ion Fe3+ dapat dilihat pada gambar 8.
4 Fe+3 + 3 K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe2(CN)6)]3 (hijau) + 12 K+
Gambar 8 Reaksi yang terjadi pada ion Fe3+ (Suharjdo 1886)
Hal ini menandakan bahwa abu tulang sapi mengandung besi sesuai dengan
pernyataan Siswono (2001).
Aplikasi pengujian mineral dalam dunia industri yaitu dalam penentuan
jumlah dan jenis mineral yang digunakan untuk membuat pakan ternak agar
ternak dapat tumbuh dengan baik, selain itu juga untuk penentuan jumlah dan
jenis mineral yang digunakan dalam membuat produk makanan yang bergizi
tinggi serta minuman seperti susu. Pengujian mineral terutama pada mineral Ag,
Hg, dan Pb juga berguna untuk mengetahui kadar logam berat dalam makanan,
seperti kerang dan telur asin.
Manfaat mineral untuk tubuh cukup banyak. Berbagai jenis mineral yang
ada memiliki fungsi masing-masing yang sangat penting untuk tubuh. Sebagian
besar mineral membantu untuk menjaga metabolism, keseimbangan air dalam
tubuh, serta menjaga kesehatan tulang. Beberapa manfaat mineral di antaranya
boron bermanfaat untuk kesehatan tulang, menjaga fungsi otak, antipenuaan,
mencegah kanker, mengobati penyakit alzheimer, dan nyeri otot. Kalsium
menjaga kesehatan tulang, mencegah artritis, menjaga kesehatan gigi, berperan
dalam penurunan berat badan, mencegah kanker usus besar, penyakit jantung, dan
tekanan darah tinggi. Tembaga bermanfaat untuk fungsi otak, perawatan kulit,
mncegah radang sendi, infeksi tenggorokan, kekurangan hemoglobin, kekebalan,
dan penyakit jantung. Besi membantu pembentukan hemoglobin, menjaga
metabolisme tubuh, membantu mengatasi anemia, dan menjaga fungsi otak.
Magnesium bermanfaat untuk mencegah tekanan darah tinggi, serangan jantung,
kram, diabetes, asma, menjaga kesehatan tulang, dan baik untuk masa kehamilan.
Kalium mengatur tekanan darah, mencegah penyakit jantung, gangguan otot,
gangguan ginjal, radang sendi, menjaga ketersediaan air dalam tubuh, dan
sebagainya.
Mineral berperan penting ketika asupannya dalam tubuh cukup. Kekurangan
maupun kelebihan mineral tidak baik untuk kesehatan tubuh. Contohnya
kekurangan
kalsium
dalam
diet
seseorang
menyebabkan
terhambatnya
pertumbuhan tulang dan gigi, riketsia pada anak-anak, dan dapat mengakibatkan
osteoporosis pada orang dewasa. Kelebihan kalsium dapat menyebabkan
kerusakan pada ginjal. Kelebihan kalsium tidak akan diserap tubuh sebagai
simpanan, tapi akan dikeluarkan melalui urin sehingga membuat kerja ginjal
menjadi semakin berat. Mineral lainnya yaitu selenium. Selenium diperlukan
untuk sintesis salah satu dari enzim antioksidan. Penyakit keshan merupakan
suatu penyakit yang disebabkan oleh virus dan merusak otot jantung yang bisa
dicegah dengan pemberian selenium tambahan. Kekurangan selenium dapat
menyebabkan bayi prematur dan orang dewasa yang menerima makanan
parenteral total tanpa tambahan selenium memiliki risiko terjadinya kerusakan
jantung dan otot. Kelebihan Selenium dapat menimbulkan efek yang sangat
berbahaya yang bisa diakibatkan karena mengkonsumsi tambahan selenium yang
tidak diresepkan oleh dokter sebanyak 5-50 miligram/hari dengan gejalanya terdiri
dari mual, muntah, rambut rontok, kuku rontok, ruam di kulit, serta kerusakan
saraf.
Simpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
komposisi mineral yang terdapat pada tulang, yaitu klorida, kalsium, fosfat,
magnesium, fero (Fe2+) , dan feri (Fe3+).
Daftar Pustaka
Darmono. 1995. Logam dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI Press.
Gilvery G. 1996. Biokimia: Suatu Pendekatan Fungsional. Surabaya:
Universitas Airlangga Press. Ed. ke-3.
Khopkar SM. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Saptorahardjo A, penerjemah;
Jakarta: UI Press. Terjemahan dari: Basic Concepts of Analytical Chemistry.
Poedjiadi A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: UI Press.
Siswono. 2001. Mineral dalam kehidupan. Gizi.com. http//www.gizi.net.
(2013 Des 9)
Suharjdo. 1886. Pangan, Gizi, dan Pertanian. Jakarta: UI Press.
Svehla G. 1985. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.
Jilid ke-2. Setiono L, penerjemah; Jakarta: PT Kalman Media Pusaka.
Terjemahan dari: Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic
Analysis. Ed. ke-5.
Winarno FG. 1984. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.