Spektrofotometri Serapan Atom

Spektrometri merupakan suatu metode analisis kuantitatif yang pengukurannya berdasarkan banyaknya radiasi yang dihasilkan atau yang diserap oleh spesi atom atau molekul analit. Salah satu belahan dari spektrometri ialah Spektrometri Serapan Atom (SSA), merupakan metode analisis unsur secara kuantitatif yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombang tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog et. al., 2000).

Sejarah SSA berkaitan erat dengan observasi sinar matahari. Pada tahun 1802 Wollaston menemukan garis hitam pada spektrum cahaya matahari yang kemudian diselidiki lebih lanjut oleh Fraunhofer pada tahun 1820. Brewster mengemukakan pandangan bahwa garis Fraunhofer ini diakibatkan oleh proses perembesan pada atmoser matahari. Prinsip perembesan ini kemudian mendasari Kirchhoff dan Bunsen untuk melaksanakan penelitian yang sistematis mengenai spektrum dari logam alkali dan alkali tanah. Kemudian Planck mengemukakan aturan kuantum dari perembesan dan emisi suatu cahaya.

 Menurutnya, suatu atom hanya akan menyerap cahaya dengan panjang gelombang tertentu (frekwensi), atau dengan kata lain ia hanya akan mengambil dan melepas suatu jumlah energi tertentu, (ε = hv = hc/λ). Kelahiran SSA sendiri pada tahun 1955, ketika publikasi yang ditulis oleh Walsh dan Alkemade & Milatz muncul. Dalam publikasi ini SSA direkomendasikan sebagaimetode analisis yang sanggup diaplikasikan secara umum (Weltz, 1976).
Pengembangan metode spektrometri serapan atom (AAS) gres dimulai semenjak tahun 1955, yaitu ketika seorang ilmuwan Australia, Walsh (1955) melaporkan hasil penelitiannya perihal penggunaan “hollow cathode lamp” sebagai sumber radiasi yang sanggup menghasilkan radiasi panjang gelombang karakteristik yang sangat sesuai dengan AAS. Pada tahun yang sama Alkemade dan Milatz (1955) melaporkan bahwa beberapa jenis nyala sanggup digunakan sebagai sarana untuk atomisasi sejumlah unsur. Oleh lantaran itu, para ilmuwan tersebut sanggup dianggap sebagai “Bapak AAS “.

Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) pertama kali dikembangkan oleh Walsh Alkamede, dan Metals (1995). SSA ditujukan untuk mengetahui unsur logam renik di dalam sampel yang dianalisis.

Spektrofotometri Serapan Atom didasarkan pada penyerapan energi sinar oleh atom-atom netral dalam keadaan gas, untuk itu diharapkan kalor / panas. Alat ini umumnya digunakan untuk analisis logam sedangkan untuk non logam jarang sekali, mengingat unsure non logam sanggup terionisasi dengan adanya kalor, sehingga sehabis dipanaskan akan sukar didapat unsur yang terionisasi.

Pada metode ini larutan sampel diubah menjadi bentuk aerosol didalam belahan pengkabutan (nebulizer) pada alat AAS selanjutnya diubah ke dalam bentuk atom-atomnya berupa garis didalam nyala.

Spektrofotometer serapan atom (SSA) bergotong-royong yakni metode umum untuk menentukan kadar unsur logam konsentrasi renik. Keadaan bentuk pola aslinya tidak penting asalkan pola larut dalam air atau dalam larutan bukan air.
Metode SSA spesifikasinya tinggi yaitu unsure-unsur sanggup ditentukan meskipun dalam campuran.Pemisahan, yang penting untuk hampir-hampir semua analisis basah, boleh dikatakan tidak diperlukan, menjadikan SSA sederhana dan menarik. Kenyataan ini, ditambah dengan fasilitas menangani SSA modern, menjadikan analisis rutin sanggup dilakukan cepat dan hemat oleh tenaga laboratorium yang belum terampil.

3.1.1. Hukum Dasar

Hukum dasar pada SSA ialah “Hukum Lambert-Beer”.

• Hukum Lambert

“ Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka
intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi.”
Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Ini setara dengan menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap. Atau dengan menyatakan bahwa lapisan manapun dari medium itu yang tebalnya sama akan menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama.

• Hukum Beer

“ Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan
bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut “
Sejauh ini telah dibahas absorbsi cahaya dan transmisi cahaya untuk cahaya monokromatik sebagai fungsi ketebalan lapisan penyerap saja. Tetapi dalam analisis kuantitatif orang terutama berurusan dengan larutan. Beer mengkaji dampak konsentrasi penyusun yang berwarna dalam larutan, terhadap transmisi maupun absorbsi cahaya. Dijumpainya kekerabatan yang sama antara transmisi dan konsentrasi ibarat yang ditemukan Lambert antara transmisi dan ketebalan lapisan, yakni intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier.
Dari kedua aturan tersebut diperoleh suatu persamaan:
“Hukum Lambert-Beer”

Dimana :

 A = Absorbansi

I0= intensitas sinar mula-mula

It= Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absortivitas

b = Panjang jalan sinar

c = Konsentrasi atom yang mengabsorpsi sinar

Baik aturan Lambert maupun aturan Beer harus dilakukan pada sinar yang monokromatis. (Day & Underwood, 1989)

3.1.2. Prinsip Dasar

Prinsip kerja SSA yakni Penyerapan sinar dari sumbernya oleh atom-atom yang di bebaskan oleh nyala dengan panjang gelombang tertentu. Secara lebih rinci sanggup dijabarkan sebagai berikut :
Sampel analisis berupa liquid dihembuskan ke dalam nyala api burner dengan pemberian gas bakar yang digabungkan bersama oksidan ( bertujuan untuk menaikkan temperatur ) sehingga dihasilkan kabut halus. Atom-atom keadaan dasar yang berbentuk dalam kabut dilewatkan pada sinar dan panjang gelombang yang khas. Sinar sebagian diserap, yang disebut absorbansi dan sinar yang diteruskan emisi. Penyerapan yang terjadi berbanding lurus dengan banyaknya atom keadaan dasar yang berada dalam nyala.
Pada kurva absorpsi, terukur besarnya sinar yang diserap, sdangkan kurva emisi, terukur intensitas sinar yang dipancarkan.
Sampel yang akan diselidiki ketika dihembus ke dalam nyala terjadi insiden berikut secara berurutan dengan cepat :

1. Pengisatan pelarut yang meninggalkan residu padat

.
2. Penguapan zat padat dengan disosiasi menjadi atom-atom penyusunnya, yang mula-mula akan berada dalam keadaan dasar.

3. Atom-atom tereksitasi oleh energi termal (dari) nyala ketingkatan energi lebih tinggi.

3.1.3. Bagian – Bagian SSA

Bagian-bagian penting dari alat SSA yakni sumber radiasi resonansi, sumber atomisasi , monokromator dan detector.

3.1.3.1 Sumber Sinar (Sumber Radiasi Resonansi )

Dalam SSA, sebagai sumber radiasi resonansi digunakan lampu katoda berongga (hollow cathode lamp = HCL) yang mengeluarkan radiasi resonansi dari
unsur yang dianalisis. Hollow Cathode Lamp akan memancarkan energi radiasi yang sesuai dengan energi yang diharapkan untuk transisi elektron atom.
Hollow Cathode Lamp terdiri dari katoda cekung yang silindris yang terbuat dari unsur yang sama dengan yang akan dianalisis dan anoda yang terbuat dari tungsten. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulai memijar dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu (khopkar,1990). Dan secara terang sanggup dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema Lampu katoda Cekung
Saat katode dan anode diberi tegangan, maka arus listrik yang terjadi mengakibatkan katoda melepaskan elektron-elektron berenergi dan berkecapatan tinggi. Elektron akan ditarik oleh anoda, elektron-elektron tersebut akan bertumbukan dengan gas inert (misal He terionisasi menjadi He+). He+ akan ditarik oleh katoda berongga dan akan mengalami tumbukan. Atom-atom analit akan mengalami eksitasi, kemudian akan melepas energi yang diserap yang berupa emisi radiasi. Radiasi dilewatkan melalui populasi atom yang berada di dalam nyala. Isi gas inert tidak banyak biar terjadi tumbukan ionisasi dan energi yang ke katoda berkurang yang memungkinkan terjadinya eksitasi elektron analit oleh ion positif gas inert.
Berkas sinar yang dipancarkan oleh sumber radiasi resonansi harus dimodulasi oleh modulator untuk menghilangkan gangguan yang datangnya dari nyala yang mengandung atom-atom unsur sampel.
Sumber radiasi lain yang sering digunakan yakni “ Electrodless Discharge Lamp” Lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama ibarat Hollow Cathode Lamp ( Lampu Katoda Cekung), tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan biasanya digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, lantaran lampu HCL untuk unsur-unsur ini mempunyai sinyal lemah dan tidak stabil yang bentuknya sanggup dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Electrodless Discharge Lamp

3.1.3.2. Sumber Atomisasi

Sumber atomisasi dibagi menjadi dua yaitu sistem nyala dan sistem tanpa nyala. Kebanyakan instrument sumber atomisasinya yakni nyala dan sampel di introduksikan dalam bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk aerosol. Aerosol biasa dihasilkan oleh nebulizer (pengabut) yang dihubungkan ke nyala oleh ruang penyemprot( chamber spray). Jenis nyala yang digunakan secara luas untuk pengukuran analitik yakni udara-asetilen dan nitrous oksida-asetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk kebanyakan analit sanggup ditentukan dengan memakai metode-metode emisi, absorbasi dan juga flourosensi.

Dalam SSA ada beberapa metode atomisasi yang digunakan :

1. 1. Atomisasi dengan nyala (Flame SSA)

Teknik ini memakai nyala sebagai sel daerah cuplikan. Cuplikan dalam bentuk larutan disemprotkan ke dalam nyala pembakar bercampur dengan gas materi bakar dan gas pengoksidasi. Dalam nyala cuplikan mengalami beberapa proses yaitu penguapan pelarut meninggalkan butiran-butiran padatan yang kemudian eksklusif terurai menjadi atom-atomnya atau berubah terlebih dahulu menjadi uap dan kemudian terurai, dan atom-atom energi cahaya dari sumber cahaya dan tereksitasi ke tingkat energi lebih tinggi.

Pada SSA nyala keberhasilan proses pengatoman bergantung pada suhu nyala yang digunakan :

1. Nyala udara-asetilen (air-asetylena flame). Menghasilkan suhu maksimum 2300⁰C
2. Nyala N₂O-asetilen (N₂O-asetylena flame). Menghasilkan suhu maksimum 3000⁰C ,digunakan untuk senyawa refraktori yaitu senyawa yang sukar diuraikan.
3. Nyala udara-propana menghasilkan suhu maksimum 1800⁰C.

Selain memakai campuran-campuran gas tersebut, ada juga jenis nyala yang disebut nyala udara terbawa (entrained air flames). Jenis nyala ini hanya digunakan untuk keperluan khusus ibarat pada teknik generasi. Penguapan (vapor generation). Gas materi bakar yang digunakan yakni gas hydrogen yang diencerkan oleh gas inert ibarat nitrogen atau argon.

1. 2. Generasi Hidrida (Hydride Generation Methode)

Beberapa logam sanggup membentuk hidrida yang gampang menguap. Dengan cara pembentukan hidrida proses penguapan sanggup dilakukan pada suhu rendah atau suhu kamar. Teknik SSA generasi hidrida sanggup diterapkan untuk beberapa macam logam yaitu : As, Sb, Se, Sn, Te, Bi. Hidrida dibuat dengan cara mereaksikan cuplikan dengan natrium borohidrida (NaBH₄) atau dilakukan dengan menawarkan reduktor dari KI dan SnCl_2, ditambah Zn dan asam kuat. Kemudian hidrida logam yang terbentuk dialirkan ke sel gas panas memakai anutan argon/nitrogen dan dialirkan ke dalam sel gas di atas nyala Ar-H_2­ atau udara-asitilena.Selanjutnya akan teratomisasi menjadi atom-atom bebas.

Untuk unsur Arsen (As), biasanya terdapat dalam tingkat oksidasi +3 dan +5. Kepekaan As³⁺ lebih tinggi daripada As⁵⁺ jikalau memakai metode hidrida. Oleh lantaran itu sebelum analisis, As⁵⁺ harus direduksi terlebih dahulu menjadi As³⁺ memakai reduktor ibarat KI, SnCl₂ atau NaBH₄. Berikut ini reaksi penentuan Arsen dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom :

As⁵⁺ +  BH₄^- As³⁺

As³⁺ +  BH₄^- AsH₃ As

1. 3. SSA Tungku Grafit (Graphite Furnace)

SSA nyala menawarkan fasilitas dalam pengoprasian alat dengan ketelitian dan kepekaan yang cukup tinggi tetapi mempunyai kelemahan dalam penggunaan nyala yaitu efesiensi pengatoman rendah, penggunaan gas mempertinggi biaya oprasional, kemungkinan ancaman ledakan dan memerlukan cuplikan dalam jumlah cukup banyak. Untuk mengatasi hal-hal tersebut, dikembangkan teknik tanpa nyala memakai tungku grafit sebagai pengganti nyala yang mempunyai efesiensi atomisasi 90% dibanding nyala efesiensi atomisasi 10%.

Tungku grafit yang digunakan berupa tabung silinder tersebut dari grafit terkompresi dengan atau tanpa pelapisan grafit pirolitik. Tungku dipanaskan dengan listrik yang sanggup diatur suhunya sesuai kebutuhan. Tungku ini dihubungkan dengan platform L’vov untuk memasukkan gas inert ke dalam tabung yang mempunyai kegunaan untuk mencegah oksidasi tabung grafit selama proses pemanasan.

Tahapan proses yang terjadi dalam tungku yakni penguapan pelarut (100⁰C-200⁰C), pengabuan materi organic (600⁰C-1000⁰C), sehabis langkah ini gas inert dialirkan dan kemudian logam diuapkan (1500⁰C-3000⁰C) dan absorbansinya diukur. Suatu modifier sanggup ditambahkan untuk mencegah hilangnya analit.

4.  Atomisasi dengan Metode Penguapan (Vapour Generation methode)

Metode atomisasi ini menawarkan sensitivitas yang lebih tinggi dari pada metode atomisasi di atas, metode meliputi           :

• o Metode Penguapan Merkuri ( Mercuri Generation Methode )

Khusus untuk atomisasi merkuri (Hg), atom – atom Hg  yang ada di dalam sampel sebagai ion positif, direduksi menjadi netral dan akan menguap sebagai atom-atom bebas pada suhu normal. Sebagai reduktor sanggup digunakan SnCl₂ 20% atau NaHB₄ dalam HCl 10%. Reaksi penentuan Hg dengan metode ini adalah:

Hg⁺ + BH₄^- HgH                Hg⁰

Kemudian uap (gas) atom – atom Hg bersama – sama gas inert (N₂ atau Ar) dialirkan melalui sel gas.

• Ada 4 metode dalam menguapkan Hg yaitu :

1. Reduksi – Aerasi    : Hg dalam larutan air direduksi dan kemudian dikeluarkan dari larutan dengan cara mengalirkan gelembung gas.
1. Pemanasan                                    :   Cuplikan dipirolisis atau dibakar.
2. Amalgamasi Elektrolitik   : Hg dilapiskan pada katode Cu selama elektrolisis. Katoda kemudian dipanaskan untuk membebaskan Hg.
3. Amalgasi Langsung          : Hg dikumpulkan pada kawat Ag atau Cu    yang kemudian dibebaskan dengan pemanasan. Metode ini sanggup digabung dengan 1 dan 2 sebagai metode konsentrasi.

3.1.3.3. sistem Pengabut

Sistem Pengabut terdiri dari 3 komponen yaitu : pengabut (nebulizer), ruang semprot (spray chamber), dan pembakar (burner).

1. Pengabut (nebulizer)

Sistem berfungsi mengubah larutan menjadi butir-butir kabur. Pengabut yang digunakan yakni tipe pneumatic dimana gas dialirkan melalui lubang verbal (orifice) dan mengakibatkan udara menjadi vakum dan menarik larutan melalui kapiler.

2. Ruang Semprot (spray chamber)

Ruang semprot berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel besar dan kecil. Partikel kecil ini kemudian dikirim ke pembakar. Jika partikel besar yang masuk ke pembakar maka temperatur nyala akan berkurang, lantaran partikel besar tidak sanggup diuapkan dengan cepat. Untuk menerima kepekaan optimal, ukuran partikel yang masuk kepembakar harus < 10µm.

3. Burner

Burner merupakan belahan paling terpenting di dalam main unit, lantaran burner berfungsi sebagai daerah pancampuran gas asetilen, dan aquabides, biar tercampur merata, dan sanggup terbakar pada pemantik api secara baik dan merata. Lobang yang berada pada burner, merupakan lobang pematik api, dimana pada lobang inilah awal dari proses pengatomisasian nyala api.

Perawatan burner yaitu sehabis selesai pengukuran dilakukan, selang aspirator dimasukkan ke dalam botol yang berisi aquabides selama ±15 menit, hal ini merupakan proses pembersihan pada aspirator dan burner sehabis selesai pemakaian. Selang aspirator digunakan untuk menghisap atau menyedot larutan sampel dan standar yang akan diuji. Selang aspirator berada pada belahan selang yang berwarna oranye di belahan kanan burner. Sedangkan selang yang kiri, merupakan selang untuk mengalirkan gas asetilen. Logam yang akan diuji merupakan logam yang berupa larutan dan harus dilarutkan terlebih dahulu dengan memakai larutan asam nitrat pekat. Logam yang berada di dalam larutan, akan mengalami eksitasi dari energi rendah ke energi tinggi.

Nilai eksitasi dari setiap logam mempunyai nilai yang berbeda-beda. Warna api yang dihasilkan berbeda-beda bergantung pada tingkat konsentrasi logam yang diukur. Bila warna api merah, maka membuktikan bahwa terlalu banyaknya gas. Dan warna api paling biru, merupakan warna api yang paling baik, dan paling panas.

4. Sistem Monokromator dan Detektor

Sistem monokromator berfungsi untuk memilih-milih atau memisahkan fraksi radiasi yang diteruskan dari radiasi lainnya sehabis radiasi resonansi dari lampu katoda berongga. Intensitas radiasi yang diteruskan kemudian diubah menjadi energi listrik oleh “photo multiplier” atau PMT dan selanjutnya diukur oleh detektor dan dicatat oleh alat pencatat berupa rekorder, printer.

Bagian-bagian alat yang terpisah dengan main unit SSA diantarnya:

1. Tabung Gas

Tabung gas pada AAS yang digunakan merupakan tabung gas yang berisi gas asetilen. Gas asetilen pada AAS mempunyai kisaran suhu ± 20.000K, dan ada juga tabung gas yang berisi gas N₂O yang lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu ± 30.000K. Regulator pada tabung gas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan, dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer pada belahan kanan regulator merupakan pengatur tekanan yang berada di dalam tabung.

Pengujian untuk pendeteksian bocor atau tidaknya tabung gas tersebut, yaitu dengan mendekatkan indera pendengaran ke erat regulator gas dan diberi sedikit air, untuk pengecekkan. Bila terdengar bunyi atau udara, maka menendakan bahwa tabung gas bocor, dan ada gas yang keluar. Hal lainnya yang bisa dilakukan yaitu dengan menawarkan sedikit air sabun pada belahan atas regulator dan dilihat apakah ada gelembung udara yang terbentuk. Bila ada, maka tabung gas tersebut positif bocor. Sebaiknya pengecekkan kebocoran, jangan memakai minyak, lantaran minyak akan sanggup mengakibatkan terusan gas tersumbat. Gas didalam tabung sanggup keluar lantaran disebabkan di dalam tabung pada belahan dasar tabung berisi aseton yang sanggup menciptakan gas akan gampang keluar, selain gas juga mempunyai tekanan.

1. Ducting

Ducting merupakan belahan cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran pada AAS, yang eksklusif dihubungkan pada cerobong asap belahan luar pada atap bangunan, biar asap yang dihasilkan oleh AAS, tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada AAS, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, biar polusi yang dihasilkan tidak berbahaya.

Cara pemeliharaan ducting, yaitu dengan menutup belahan ducting secara horizontal, biar belahan atas sanggup tertutup rapat, sehingga tidak akan ada serangga atau hewan lainnya yang sanggup masuk ke dalam ducting. Karena bila ada serangga atau hewan lainnya yang masuk ke dalam ducting , maka sanggup mengakibatkan ducting tersumbat.

Penggunaan ducting yaitu, menekan belahan kecil pada ducting kearah miring, lantaran bila lurus secara horizontal, membuktikan ducting tertutup. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakaran yang terjadi pada AAS, dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dengan ducting

1. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang terpisah dengan main unit, lantaran alat ini berfungsi untuk mensuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS, pada waktu pembakaran atom. Kompresor mempunyai 3 tombol pengatur tekanan, dimana pada belahan yang kotak hitam merupakan tombol ON-OFF, spedo pada belahan tengah merupakan besar kecilnya udara yang akan dikeluarkan, atau berfungsi sebagai pengatur tekanan, sedangkan tombol yang kanan merupakantombol pengaturan untuk mengatur banyak/sedikitnya udara yang akan disemprotkan ke burner. Bagian pada belakang kompresor digunakan sebagai daerah penyimpanan udara sehabis usai penggunaan AAS.

Alat ini berfungsi untuk menyaring udara dari luar, biar bersih.posisi ke kanan, merupakan posisi terbuka, dan posisi ke kiri merupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan, akan memercik kencang dan sanggup menimbulkan lantai sekitar menjadi basah, oleh lantaran itu sebaiknya pada ketika menekan ke kanan belahan ini, sebaiknya ditampung dengan lap, biar lantai tidak menjadi berair dan uap air akan terserap ke lap.

1. Buangan pada AAS

Buangan pada AAS disimpan di dalam drigen dan diletakkan terpisah pada AAS. Buangan dihubungkan dengan selang buangan yang dibuat melingkar sedemikian rupa, biar sisa buangan sebelumnya tidak naik lagi ke atas, lantaran bila hal ini terjadi sanggup mematikan proses pengatomisasian nyala api pada ketika pengukuran sampel, sehingga kurva yang dihasilkan akan terlihat buruk. Tempat wadah buangan (drigen) ditempatkan pada papan yang juga dilengkapi dengan lampu indicator. Bila lampu indicator menyala, membuktikan bahwa alat AAS atau api pada proses pengatomisasian menyala, dan sedang berlangsungnya proses pengatomisasian nyala api. Selain itu, papan tersebut juga berfungsi biar daerah atau wadah buangan tidak tersenggol kaki. Bila buangan sudah penuh, isi di dalam wadah jangan dibuat kosong, tetapi disisakan sedikit, biar tidak kering.

3.1.4 Teknik-teknik analisis

Dalam analisis secara spektrofotometri teknik yang biasa dipergunakan antara lain

1.Metode Standar Tunggal

Metode ini sangat mudah lantaran hanya memakai satu larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya (Cstd). Selanjutnya absorbsi larutan standar (Asta) dan absorbsi larutan sampel (Asmp) diukur dengan spektrometri. Dari aturan Beer diperoleh:

Astd=ɛ. B. Cstd Asmp=ɛ. B.Csmp

ɛ.B = Astd/Cstd ɛ.B = Asmp/Csmp

sehingga :

Astd/Cstd = Csmp/Asmp ->  Csmp = (Asmp/Astd) x Cstd

Dengan mengukur absorbansi larutan sampel dan standar, konsentrasi larutan sampeldapat dihitung.

1. Metode kurva kalibrasi

Dalam metoda kurva kalibrasi ini, dibuat seri larutan standar dengan banyak sekali konsentrasi dan absorbansi dari larutan tersebut di ukur dengan masih SSA. Selanjutnyamembuat grafik antara konsentrasi (C) dengan absorbansi (A) yang akan merupakan garis lurus melewati titik nol dengan slope= ɛ. B atau slope =a.b, konsentrasi larutan sampel diukur dan di intropolasi ke dalam kurva kalibrasi atau dimasukan ke dalam persamaan regresi linear pada kurva kalibrasi ibarat yang ditunjukan pada gambar

  

2. Metode adisi standar

Metode ini digunakan secara luas lantaran bisa meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkungan (matriks) sampel dan standar. Dalam metode ini dua atau lebih sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam labu takar. Satu larutan diencerkan hingga volume tertentu kemudiaan larutan yang lain sebelum diukur absorbansinya ditambah terlebih dahulu dengan sejumlah larutan standar tertentu dan diencerkan ibarat pada larutan yang pertama. Menurut aturan Beer akan berlaku hal-hal berikut:

Ax = k.Ck                         AT = k(Cs+Cx)

Dimana:

Cx         = konsentrasi zat sampel

Cs         = konsentrasi zat standar yang ditambahkan ke larutan sampel

Ax          = absorbansi zat sampel (tanpa penambahan zat standar)

AT         = absorbansi zat sampel + zat standar

Jika kedua rumus digabung maka akan diperoleh Cx = Cs + {Ax/(AT-Ax)}

Konsentrasi zat dalam sampel (Cx) sanggup dihitung dengan mengukur Ax dan AT dengan spektrometri. Jika dibuat suatu seri penambahan zat standar sanggup pula dibuat grafik antara AT lawan Cs garis lurus yang diperoleh dari ekstrapolasi ke AT = 0, sehingga diperoleh:

Cx = Cs x {Ax/(0-Ax)} ; Cx = Cs x (Ax/-Ax)

Cx = Cs x (-1) atau Cx = -Cs

Salah satu penggunaan dari alat spektrofotometri serapan atom yakni untuk metode pengambilan sampel dan analisis kandungan logam Pb di udara. Secara umum pertikulat yang terdapat diudara yakni sebuah sistem fase multi kompleks padatan dan partikel-partikel cair dengan tekanan uap rendah dengan ukuran partikel antara 0,01 – 100 μm.

3.1.5.   Gangguan – gangguan (Interference)

Gangguan-gangguan diklasifikasi sebagai suatu proses yang mengakibatkan kesalahan pengukuran. Terdapat dua macam gangguan yaitu :

1. a. Gangguan Spektrum (Spectral Interference)

Gangguan sinar emisi. Di dalam belahan atomizer selain terbentuk atom yang stabil terjadi juga atom yang tereksitasi dan sanggup menghasilkan sinar emisi dengan panjang gelombang yang sama dengan sinar katoda, sehingga tidak sanggup dipisahkan oleh monokromator. Hal ini sanggup menambah sinar yang ditransmisikan dan akan memperkecil kadar. Gangguan ini sanggup diatasi dengan modulator. Ada 2 sistem modulasi yaitu : Chopper (mechanicaly modulation) dan Voltage (electric modulation).

Meskipun gangguan ini sangat sederhana, tetapi gangguan ini sanggup menimbulkan tumpangsuh panjang gelombang  (Line Overlap), contohnya ibarat terlihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 1. Gangguan Spektrum terhadap Panjang Gelombang.

Unsur	Panjang Gelombang	Unsur Pengganggu	Panjang Gelombang
Al	308,33	V	308,21
Cu	324,75	Eu	324,76
Fe	271,90	Pt	271,9
Ga	403,30	Mn	403,31
Hg	253,65	Co	253,65
Mn	403,31	Ga	403,30
Sr	250,69	V	250,69

Bentuk lain dari gangguan spektrum :

1. Berkas sinar yang dipancarkan oleh lampu katode berongga tidak diserap atau absorban menjadi lebih kecil dari yang seharusnya.
2. Berkas sinar katode menyimpang.
3. Terjadinya penyerapan bukan atom, contohnya penyerapan molekul.

1. b. Gangguan Kimiawi (Chemical Interference) terdiri dari :
1. 1. Pengaruh matrik (Matriks Effect)

Gangguan-gangguan kimiawi sanggup menghipnotis jumlah atom bebas yang mencapai sinar (optical path) untuk diserap. Fakto-faktor ibarat adanya cuplikan yang mengendap akan menghipnotis proses masuknya cuplikan kedalam nebulizer, dan juga sifat fisik larutan ibarat kekentalan, tegangan permukaan,  pH, tekanan uap pelarut dan berat jenis.

1. 2. Pembentukan senyawa yang stabil

Pembentukan senyawa yang stabil menimbulkan banyak gangguan dalam SSA. Hal tersebut terjadi lantaran unsur membentuk senyawa yang stabil dengan unsur-unsur yang terdapat di dalam matriksnya, contohnya : posfat, aluminat, silikat, atau dengan unsur lain yang terdaoat dalam nyala ibarat : Alumunium, Vanadium, Boron yng membentuk oksida-oksida refaraktori yang tidak pecah pada nyala udara N₂O-asetilen. Oksida-oksida refraktori ini akan pecah jikalau memakai nyala N₂O-asetilen, dengan menambahkan Lanthanum atau Stronsium yang sanggup mencegah terbentuknya senyawa refraktori, dimana Lanthanum tersebut bertindak sebagai Releasing Agent.

1. 3. Terjadinya ionisasi

Nyala udara-asetilen atau  N₂O-asetilen sanggup mengakibatkan analit terionisasi, untuk mencegah hal ini sanggup ditambahkan unsur-unsur yang gampang terionisasi ibarat K, Na, dan Ce sekitar 4000 ppm yang akan menghasilkan elektron berlebih pada nyala, sehingga mencegah terjadinya ionisasi analit.

1. 4. Pengaruh adanya anion
2. 5. Terjadinya penyerapan bukan atom (non- atomic absorption).

3.1.5. Pengaturan alat

1. a. Pemilihan Panjang Gelombang

Sebagian unsur sanggup dianalisi pada lebih dari satu panjang gelombang. Oleh lantaran itu, pada ketika analisis harus dipilih panjang gelombang dengan absorban yang maksimum.

Pemilihan panjang gelombang didasarkan pada unsur yang akan di analisis dalam sampel, contohnya pada penentuan kadar Kalium yang panjang gelombangnya ada tiga jenis, maka pemilihan panjang gelombang tersebut didasarkan pada asumsi kadar Kalium yang terdapat dalam sampel. Table di bawah menunjukan panjang gelombang yang sanggup digunakan dalam penetuan Kalium.

Tabel Daerah Optimal Kerja Unsur Kalium

Panjang Gelombang (nm)	Daerah Optimal Kerja (µg/mL)
766.5	0.4 – 1.5
769.5	1.1 – 4.4
404.4	145 – 580

b.   Pengaturan Arus Lampu

Pada umumnya, spesifikasi tiap lampu dicantumkan dalam sertifikat.

c.   Pengaturan Slite

Pengaturan slite berdasarkan analisis yang dicantumkan dalam sertifikat. Pada sebagian alat yang memakai agenda computer, biasanya pengaturan alat telah ditentukan.

d.   Pengaturan Pengabut (Nebulizer) dan Pembakar (Burner)

Tujuan dari pengaturan kembali pembakar yaitu untuk menempatkan posisi optimal nyala dalam sumber sinar.

3.1.6    Keunggulan dan Kekurangan SSA :

A. Keunggulan            :

1. Selektivitas dan kepekaan tinggi, lantaran sanggup menentukan unsur dengan kadar ppm hingga ppb.
2. Cepat dan pengerjaannya relatif sederhana.
3. Tidak diharapkan pemisahan unsur logam.

B. Kekurangan            :

1. Analisis tidak simultan.
2. Larutan cuplikan harus berbentuk larutan siap ukur dan cukup encer.
3. Keterbatasan jenis lampu katoda lantaran harganya yang sangat mahal.

Prinsip Dasar

Spektrofotometer serapan atom (AAS) merupakan teknik analisis kuantitafif dari unsur-unsur yang pemakainnya sangat luas di banyak sekali bidang lantaran prosedurnya selektif, spesifik, biaya analisisnya relatif murah, sensitivitasnya tinggi (ppm-ppb), sanggup dengan gampang menciptakan matriks yang sesuai dengan standar, waktu analisis sangat cepat dan gampang dilakukan. AAS pada umumnya digunakan untuk analisa unsur, spektrofotometer perembesan atom juga dikenal sistem single beam dan double beam layaknya Spektrofotometer UV-VIS. Sebelumnya dikenal fotometer nyala yang hanya sanggup menganalisis unsur yang sanggup memancarkan sinar terutama unsur golongan IA dan IIA. Umumnya lampu yang digunakan yakni lampu katoda cekung yang mana penggunaanya hanya untuk analisis satu unsur saja.
Metode AAS berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan dan tidak bergantung pada temperatur. Setiap alat AAS terdiri atas tiga komponen yaitu unit teratomisasi, sumber radiasi, sistem pengukur fotometerik.
Teknik AAS menjadi alat yang canggih dalam analisis. Ini disebabkan lantaran sebelum pengukuran tidak selalu memerlukan pemisahan unsur yang ditentukan lantaran kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain sanggup dilakukan, asalkan katoda berongga yang diharapkan tersedia. AAS sanggup digunakan untuk mengukur logam sebanyak 61 logam.
Sumber cahaya pada AAS yakni sumber cahaya dari lampu katoda yang berasal dari elemen yang sedang diukur kemudian dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah teratomisasi, kemudia radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. Chopper digunakan untuk membedakan radiasi yang berasal dari sumber radiasi, dan radiasi yang berasal dari nyala api. Detektor akan menolak arah searah arus (DC) dari emisi nyala dan hanya mengukur arus bolak-balik dari sumber radiasi atau sampel.
Atom dari suatu unsur pada keadaan dasar akan dikenai radiasi maka atom tersebut akan menyerap energi dan menimbulkan elektron pada kulit terluar naik ke tingkat energi yang lebih tinggi atau tereksitasi. Jika suatu atom diberi energi, maka energi tersebut akan mempercepat gerakan elektron sehingga
elektron tersebut akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dan sanggup kembali ke keadaan semula. Atom-atom dari sampel akan menyerap sebagian sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Penyerapan energi oleh atom terjadi pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom tersebut.

Cara Kerja AAS :

 

1. pertama-tama gas di buka terlebih dahulu, kemudian kompresor, kemudian ducting, main unit, dan komputer secara berurutan.

2. Di buka agenda SAA (Spectrum Analyse Specialist), kemudian muncul perintah ”apakah ingin mengganti lampu katoda, jikalau ingin mengganti klik Yes dan jikalau tidak No

.
3. Dipilih yes untuk masuk ke hidangan individual command, dimasukkan nomor lampu katoda yang dipasang ke dalam kotak dialog, kemudian diklik setup, kemudian soket lampu katoda akan berputar menuju posisi paling atas supaya lampu katoda yang gres sanggup diganti atau ditambahkan dengan mudah.

4. Dipilih No jikalau tidak ingin mengganti lampu katoda yang baru.
5. Pada agenda SAS 3.0, dipilih hidangan select element and working mode.Dipilih unsur yang akan dianalisis dengan mengklik eksklusif pada symbol unsur yang diinginkan

6. Jika telah selesai klik ok, kemudian muncul tampilan condition settings. Diatur parameter yang dianalisis dengan mensetting fuel flow :1,2 ; measurement; concentration ; number of sample: 2 ; unit concentration : ppm ; number of standard : 3 ; standard list : 1 ppm, 3 ppm, 9 ppm.
7. Diklik ok and setup, dinantikan hingga selesai warming up.

8. Diklik icon bergambar burner/ pembakar, sehabis pembakar dan lampu menyala alat siap digunakan untuk mengukur logam.

9. Pada hidangan measurements pilih measure sample.
10. Dimasukkan blanko, didiamkan hingga garis lurus terbentuk, kemudian dipindahkan ke standar 1 ppm hingga data keluar.

11. Dimasukkan blanko untuk meluruskan kurva, diukur dengan tahapan yang sama untuk standar 3 ppm dan 9 ppm.

12. Jika data kurang baik akan ada perintah untuk pengukuran ulang, dilakukan pengukuran blanko, hingga kurva yang dihasilkan turun dan lurus.

13. Dimasukkan ke sampel 1 hingga kurva naik dan belok gres dilakukan pengukuran.

14. Dimasukkan blanko kembali dan dilakukan pengukuran sampel ke 2.

15. Setelah pengukuran selesai, data sanggup diperoleh dengan mengklik icon print atau pada baris hidangan dengan mengklik file kemudian print.

16. Apabila pengukuran telah selesai, aspirasikan air deionisasi untuk membilas burner selama 10 menit, api dan lampu burner dimatikan, agenda pada komputer dimatikan, kemudian main unit AAS, kemudian kompresor, sehabis itu ducting dan terakhir gas.

Posted by zahirrazuka in Uncategorized December 28, 2010

Sumber http://menurutkimia.blogspot.com