bab ii spektrofotometri serapan atom aas
Post on 10-Oct-2015
155 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
1/38
ATOMIC ABSORPTIONSPECTROSCOPY(AAS)
SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM
(SSA)
BAB II
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
2/38
TEORI
Atomic absorption spectroscopy (AA or AAS) is one
of the commonest instrumental methods for analyzing
for metals and some metalloids. Metal/Logam : Al. Ba, Cr, Hg, K, Mn, Ni, Sr, Zn
Metalloids : Sb, As, Se, dan Te
Metode analisis kuantitatif yang didasarkan pada
penyerapan/absorpsiradiasi(sinar) oleh atom
Akibat absorpsi :
Transisi elektron dari ground state ke excited state
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
3/38
Transisi
Energi yang diserap sesuai dengan perbedaan energitransisi dari GS ke ES
e
e
A E
hvhv
+
+
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
4/38
Prinsip dalam AAS
Proses :
Atomisasi
Penyerapan/absorpsi energi
Deteksi energi yang diabsorp
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
5/38
Instrumentasi
Susunan komponen utama
Sumber sinar Unit atomisasi Detektor
Lampu Katoda Cekung
(Hollow cathode lamp)Nyala
(Flame)
Tanpa Nyala
(Flameless)
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
6/38
Alat AAS
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Atomic_absorption_spectroscopy.jpg -
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
7/38
Susunan Instrumen
Flame AAS
Sumber sinar Unit atomisasi Detektor
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
8/38
Fungsi masing-masing komponen
alat
1. Sumber Sinar/Radiasi
Didesain setiap lampu hanya untuk satu jenis
unsur yang sesuai (Lampu Na analisis Na) The hollow cathode lamp(HCL) or
electrodeless lamps (EDL)
http://www.chemistry.nmsu.edu/Instrumentation/AAS_HCL.htmlhttp://www.chemistry.nmsu.edu/Instrumentation/AAS_HCL.html -
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
9/38
Sumber radiasi
Lampu katodecekung
Gas Argon
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
10/38
Cara kerja
Saat arus dialirkan ke dalam lampu, atom-atom gas argonterionisasi dan menghasilkan energi kinetik :
Ar Ar+ + e + Ek Ek yang besar menghasilkan pelepasan atom-atom dari katoda
(M) = sputtering
Atom-atom tereksitasi kemudian relaksasi sambil emisi energi(cahaya) keluar tabung mengenai sampel
MM* + hv
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
11/38
Optimasi arus pada lampu
HCLArus >sensitivitas tinggi
Arus >>> banyak atom katode yang
tereksitasi emisi tinggi diserapoleh atom yang tak tereksitasi (selfabsorption)sensitivitas turun
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
12/38
2. Unit Pengatoman :
Tempat pembentukan atom logam dari ionyang terlarut (larutan)
Jenis :
Flame
Flameless Hidrida
Pembentukan uap dingin (Cold Vapor-generation)
Tungku grafit
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
13/38
Flame AAS :
Atomisasi : larutan sampel diaspirasikan ke dalam nebulizer
dengan adanya gas pembakar dan oksidan sehingga terbentukaerosol
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
14/38
Fungsi api
Destroy any analyteions and breakdown
complexes Create atoms (the
elemental form) of theelement of interest
i.e.Fe0
, Cu0
, Zn0
, etc.
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
15/38
Temperature nyala
Tergantung pada kombinasi oksidandan bahan bakar
Bahan bakar : Asetilen, gas alam, hidrogen
Oksidan : Udara/oksigen , N2O
Bahan bakar Oksidan Suhu nyala
(oC)
Gas asetilen
(C2H2)
O2 udara 2125-2400
Gas hydrogen
(H2)
O2 udara 2000-2050
Gas alam O2 udara 1700-1900Metana O2 udara 1875
Gas asetilen
(C2H2)
Nitrooksida
(N2O)
2600-2800
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
16/38
Proses dalam nyala
Nebulization
SolutionM+ + A-
M+ + A-
M+ + e-
MA
Mo + Ao
Desolvation
Liquefaction
Vaporization
Atomization
Aerosol
Solid
Liquid
Gas
Gas
Gas
Excitation
Ionization
MA
MA
M*
Gas
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
17/38
3. Specific light measurement - Includes severalcomponents:
a) a monochromatorto disperse several wavelength of lightsthat are emitted from the light source to isolate aparticular line of interest,
b) a detectorto produce an electrical current that is dependenton the light intensity. This electrical current is amplifiedand processed by the instrument electronics to produce asignal, which is a measure of the light attenuationoccurring in the sample cell and,
c) this signal is further processed to generate an instrumentreadoutin concentration units.
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
18/38
Dasar Analisis Kuantitatif
Hukum Beer : Jika Io dilewatkan larutan dengan konsentrasi C
maka intensitas berkurang menjadi It yangsebanding dengan C
Io/It = k. C
Hukum Lambert-Beer Jika Io dilewatkan larutan setebal b maka
intensitas berkurang menjadi It yang sebandingdengan bIo/It = k.b
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
19/38
Hukum Lambert -Beer
Io/It = e k b C
ln
Io/It = k.b.C log Io/It = k/2,303 .b C = abC
It/Io x 100 % = T %
log Io/It = log I/T = A
jadi
A = abC = b. C
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
20/38
Validitas A = a b C
Untuk absorpsi
Untuk konsentrasi yang relatif rendah
Konsentrasi besar : terjadi interaksi antara analitsehingga mengurangi absorpsi radiasi
penyimpangan
Kesalahan minimal :
A = 0,44 atau 0.2-0.8
C sangat kecilA terlalu kecil It dan Io hampirsamakesalahan besar
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
21/38
Aplikasi hukum Lambert Beer
Membandingkan A standar dengan Asampel :
Standar tunggal Deret standar Kurva standar
Adisi standar
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
22/38
Kurva Standar
Cs
As
Ax
Cx
As : absorbansi larutan standar
Cs : konsentrasi larutan standar
Ax : absorbansi larutan sampel
Cx : konsentrasi larutan sampel
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0 20 40 60 80 100
Concentration
CorrectedIR
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
23/38
Adisi standar
Larutan standar + larutan sampel vol
akhir dibuat sama (mis 10 ml)
V Larstand
Vol larsampel
Absorbansi total
0 2 A1
1 2 A2
2 2 A3
3 2 A4
4 2 A5
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
24/38
Sensitivitas dan batas deteksi
Sensitivitas: konsentrasi analit yang dapatmengadsorpsi radiasi sedemikian rupa
sehingga memberikan A = 0,0044 Batas deteksi: konsentrasi terendah dari
suatu analit yang memberikan signal 2 x baseline
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
25/38
Gangguan :Spektrum dan Kimia
Spektrum :
Spektra analit overlap dengan spektra pengganggu,
karena spektrum absorpsi pengganggu berdekatandengan spektrum absorpsi analit(
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
26/38
Kimia
Adanya reaksi kimia :
pembentukan senyawa dengan volatilitas tinggiatau rendah
Ionisasi dalam nyala
Asosiasi atau disosiasi
Matriks
Viskositas larutan standar tidak sama dengananalit
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
27/38
Cara mengatasi Gangguan Kimia
Matriks : dengan adisi standar
Reaksi kimia :
Pembentukan senyawa yang tidak volatil
Menggunakan suhu nyala yang lebih tinggi
Dengan penambahan Masking agent
Dengan penambahan Releasing agent Ionisasi
Penambahan zat yang energi ionisasinya lebihrendah (K dengan Na)
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
28/38
Sistem atomisasi Flameless
Grafit furnace atau electro thermal atomizer(ETA) : Penghantar panas listrik : batang grafit C atau Ta, yang
dialiri gas inert untuk mengusir udara yang menyebabkanoksidasi/ pembakaran
Sampel dalam l diuapkan di atas permukaan furnace
Pemanasan furnace dimulai 100oC dengan cara mengalirkanarus lsitrik : penguapan pelarut atau pengeringan sampel
padat Suhu dinaikkan samapi 700-1000oC sehingga sampel
terbentuk abu. kemudian suhu dinaikkan menjadi 2000-3000dengan menaikkan arus sampai 100mAterjadi atomisasi.Sisa pembakaran dihembus dengan gas Ar
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
29/38
Kelebihan
Volume sangat kecil
Sampel padat dapat langsung dianalisis
Sensitivitas tinggi
Kelemahan :
untuk unsur-unsur yang dapat membentuk
karbida dengan C dari furnacetidak dapatdianalisis (Cari contohnya)
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
30/38
Pembentukan senyawa hidrida
Untuk unsur yang suhu atomisasinya tinggi maupunyang sangat rendah : As, Bi, Sb, Se, Te, Ge, dan Pb
Unsur diubah menjadi senyawa hidrida yang volatil : Reduksi unsur dengan NaBH4 dalam asam atau
basauap AsH3, BiH3, dst
Uap logam hidrida dibawa oleh gas inert menuju
sel atomisasi (nyala api atau filamen listrik)atomisasi AsH3 Aso
Aso+ hv absorpsi
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
31/38
Pembentukan uap dingin
Khusus untuk Hg Larutan Hg(II) + asam + reduktor (NaBH4) :
Hg2+ + 3e + H+Hg0 atom (uap)
Hg0 + hv absorpsi teramati Absorbansinya
Sensitivitas tinggi (< 1ppb sd ppt)
Uap Hg berbahaya
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
32/38
Alat CV AAS
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
33/38
Analisis Merkuri (Hg)
Parameter untuk Analisis Merkuri:
Parameter instrument
Unsur Hg
Arus lampu 3 mA
Panjang gelombang 253.7 nm
Lebar celah (Slit Width) 0.5 nm
Tinggi celah (Slit Height) Normal
Moda Instrumen Koreksi latar belakang
(Background Correction) on
Moda Pengukuran Tinggi puncak
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
34/38
Pembuatan larutan standar: Larutan standar merkuri (dibuat dari larutan induk 1000 ppb (mg/L)
dengan range konsentrasi 5-25 ppb (mg/L), dengan volume tiap-tiap
konsentrasi 50,0 mL
Kosentrasi larutan standar:
5; 10; 15; 20; 25 mg/L
Pereaksi: Reduktor NaBH41% dalam NaOH 0,10 M
HCl 0,30 M
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
35/38
Prosedur: Atur alat AAS (GBC) sesuai kondisi operasi di atas
Sampel dan standar dimasukkan ke dalam kapiler (inlet sampel)
Direaksikan dalam reaktor dalam MHS (Mercury Hydride System)
Direaksikan dengan NaBH4dan HCl 0,30 M, dicampur (mixer), uapdianalisis dengan AAS.
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
36/38
Contoh soal
1. Daun kangkung, yang mengandung logam Fe, seberat 0,25 gdilarutkan dalam asam dan diencerkan sampai volume = 500 mL,kemudian dari larutan tersebut diambil 10 ml dan diencerkan menjadi100 ml. Larutan encer tersebut kemudian dianalisis dengan alatspektrofotometer absorpsi UV/Visibel menggunakan teknik adisistandar. Jika diberikan data sebagai berikut :
maka tentukan berapa % kandungan logam besi dalam sampelkangsung tersebut (Ar Fe = 56)
Untuk sampel yang bagaimanakah teknik adisi standar sebaiknya
digunakan ?
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
37/38
Volume
sampel (mL)Volume larutan
standarFe 5 ppm (mL)
Volumepengompleksdan akudes
(ml)
Absorbansi
0 0 50 0,022
10 0 40 0,201
10 5 35 0,291
1010 30 0,378
1015 25 0,467
10 20 20 0,554
-
5/20/2018 Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas
38/38
2. Diberikan data penentuan ion Pb(II) dalam air limbah elektroplating denganmetode spektrofotometri serapan atom (atau AAS)
teknik adisi standar, sebagai berikut :
Volume sampel
(mL)
Volume larutan standar
Pb 10 ppm (mL)
Absorbansi
10 0 0,146
10 10 0,301
10 20 0,448
10 30 0,587
10 40 0,724
top related