1. Pengertian Spektrofotometer Serapan Atom (AAS) adalah suatu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada penyerapan absorbsi radiasi oleh atom bebas. 2. Prinsip Dasar Spektrofotometer serapan atom (AAS) merupakan teknik analisis kuantitafif dari unsur-unsur yang pemakainnya sangat luas di berbagai bidang karena prosedurnya selektif, spesifik, biaya analisisnya relatif murah, sensitivitasnya tinggi (ppm-ppb), dapat dengan mudah membuat matriks yang sesuai dengan standar, waktu analisis sangat cepat dan mudah dilakukan. AAS pada umumnya digunakan untuk analisa unsur, spektrofotometer absorpsi atom juga dikenal sistem single beam dan double beam layaknya Spektrofotometer UV-VIS. Sebelumnya dikenal fotometer nyala yang hanya dapat menganalisis unsur yang dapat memancarkan sinar terutama unsur golongan IA dan IIA. Umumnya lampu yang digunakan adalah 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 karena sebelum pengukuran tidak selalu memerlukan pemisahan unsur yang ditentukan karena kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain dapat dilakukan, asalkan katoda berongga yang diperlukan tersedia. AAS dapat digunakan untuk mengukur logam sebanyak 61 logam. Sumber cahaya pada AAS adalah 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 mengakibatkan 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 dapat 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. 3.Cara Kerja AAS : 1. pertama-tama gas di buka terlebih dahulu, kemudian kompresor, lalu ducting, main unit, dan komputer secara berurutan. 2. Di buka program SAA (Spectrum Analyse Specialist), kemudian muncul perintah apakah ingin mengganti lampu katoda, jika ingin mengganti klik Yes dan jika tidak No. 3. Dipilih yes untuk masuk ke menu 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 baru dapat diganti atau ditambahkan dengan mudah. 4. Dipilih No jika tidak ingin mengganti lampu katoda yang baru. 5. Pada program SAS 3.0, dipilih menu select element and working mode.Dipilih unsur yang akan dianalisis dengan mengklik langsung 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, ditunggu hingga selesai warming up. 8. Diklik icon bergambar burner/ pembakar, setelah pembakar dan lampu menyala alat siap digunakan untuk mengukur logam. 9. Pada menu 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 baru dilakukan pengukuran. 14. Dimasukkan blanko kembali dan dilakukan pengukuran sampel ke 2. 15. Setelah pengukuran selesai, data dapat diperoleh dengan mengklik icon print atau pada baris menu dengan mengklik file lalu print. 16. Apabila pengukuran telah selesai, aspirasikan air deionisasi untuk membilas burner selama 10 menit, api dan lampu burner dimatikan, program pada komputer dimatikan, lalu main unit AAS, kemudian kompresor, setelah itu ducting dan terakhir gas. 4.Bagian-Bagian pada AAS a. Lampu Katoda

Lampu katoda merupakan sumber cahaya pada AAS. Lampu katoda memiliki masa pakai atau umur pemakaian selama 1000 jam. Lampu katoda pada setiap unsur yang akan diuji berbeda-beda tergantung unsur yang akan diuji, seperti lampu katoda Cu, hanya bisa digunakan untuk pengukuran unsur Cu. Lampu katoda terbagi menjadi dua macam, yaitu : Lampu Katoda Monologam : Digunakan untuk mengukur 1 unsur Lampu Katoda Multilogam : Digunakan untuk pengukuran beberapa logam sekaligus, hanya saja harganya lebih mahal. Soket pada bagian lampu katoda yang hitam, yang lebih menonjol digunakan untuk memudahkan pemasangan lampu katoda pada saat lampu dimasukkan ke dalam soket pada AAS. Bagian yang hitam ini merupakan bagian yang paling menonjol dari ke-empat besi lainnya. Lampu katoda berfungsi sebagai sumber cahaya untuk memberikan energi sehingga unsur logam yang akan diuji, akan mudah tereksitasi. Selotip ditambahkan, agar tidak ada ruang kosong untuk keluar masuknya gas dari luar dan keluarnya gas dari dalam, karena bila ada gas yang keluar dari dalam dapat menyebabkan keracunan pada lingkungan sekitar. Cara pemeliharaan lampu katoda ialah bila setelah selesai digunakan, maka lampu dilepas dari soket pada main unit AAS, dan lampu diletakkan pada tempat busanya di dalam kotaknya lagi, dan dus penyimpanan ditutup kembali. Sebaiknya setelah selesai penggunaan, lamanya waktu pemakaian dicatat. b. Tabung Gas Tabung gas pada AAS yang digunakan merupakan tabung gas yang berisi gas asetilen. Gas asetilen pada AAS memiliki kisaran suhu 20000K, dan ada juga tabung gas yang berisi gas N2O yang lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu 30000K. regulator pada tabung gas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan, dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer pada bagian kanan regulator. Merupakan pengatur tekanan yang berada di dalam tabung. Pengujian untuk pendeteksian bocor atau tidaknya tabung gas tersebut, yaitu dengan mendekatkan telinga ke dekat regulator gas dan diberi sedikit air, untuk pengecekkan. Bila terdengar suara atau udara, maka menendakan bahwa tabung gas bocor, dan ada gas yang keluar. Hal lainnya yang bisa dilakukan yaitu dengan memberikan sedikit air sabun pada bagian atas regulator dan dilihat apakah ada gelembung udara yang terbentuk. Bila ada, maka tabung gas tersebut positif bocor. Sebaiknya pengecekkan kebocoran, jangan menggunakan minyak, karena minyak akan dapat menyebabkan saluran gas tersumbat. Gas didalam tabung dapat keluar karena disebabkan di dalam tabung pada bagian dasar tabung berisi aseton yang dapat membuat gas akan mudah keluar, selain gas juga memiliki tekanan. c. Ducting

Ducting merupakan bagian cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran pada AAS, yang langsung dihubungkan pada cerobong asap bagian luar pada atap bangunan, agar asap yang dihasilkan oleh AAS, tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada AAS, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, agar ppolusi yang dihasilkan tidak berbahaya. Cara pemeliharaan ducting, yaitu dengan menutup bagian ducting secara horizontal, agar bagian atas dapat tertutup rapat, sehingga tidak akan ada serangga atau binatang lainnya yang dapat masuk ke dalam ducting. Karena bila ada serangga atau binatang lainnya yang masuk ke dalam ducting , maka dapat menyebabkan ducting tersumbat. Penggunaan ducting yaitu, menekan bagian kecil pada ducting kearah miring, karena bila lurus secara horizontal, menandakan ducting tertutup. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakara yang terjadi pada AAS, dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dengan ducting d. Kompresor Kompresor merupakan alat yang terpisah dengan main unit, karena alat iniberfungsi untuk mensuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS, pada waktu pembakaran atom. Kompresor memiliki 3 tombol pengatur tekanan, dimana pada bagian yang kotak hitam merupakan tombol ON-OFF, spedo pada bagian 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 tempat penyimpanan udara setelah usai penggunaan AAS. Alat ini berfungsi untuk menyaring udara dari luar, agar bersih.posisi ke kanan, merupakan posisi terbuka, dan posisi ke kiri meerupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan, akan memercik kencang dan dapat mengakibatkan lantai sekitar menjadi basah, oleh karena itu sebaiknya pada saat menekan ke kanan bagian ini, sebaiknya ditampung dengan lap, agar lantai tidak menjadi basah., dan uap air akan terserap ke lap. e. Burner Burner merupakan bagian paling terpenting di dalam main unit, karena burner berfungsi sebagai tempat pancampuran gas asetilen, dan aquabides, agar tercampur merata, dan dapat terbakar pada pemantik api secara baik dan merata. Lobang yang berada pada burner, merupakan lobang pemantik api, dimana pada lobang inilah awal dari proses pengatomisasian nyala api. Perawatan burner yaitu setelah selesai pengukuran dilakukan, selang aspirator dimasukkan ke dalam botol yang berisi aquabides selama 15 menit, hal ini merupakan proses pencucian pada aspirator dan burner setelah selesai pemakaian. Selang aspirator digunakan untuk menghisap

atau menyedot larutan sampel dan standar yang akan diuji. Selang aspirator berada pada bagian selang yang berwarna oranye di bagian 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 menggunakan larutan asam nitrat pekat. Logam yang berada di dalam larutan, akan mengalami eksitasi dari energi rendah ke energi tinggi. Nilai eksitasi dari setiap logam memiliki nilai yang berbeda-beda. Warna api yang dihasilkan berbedabeda bergantung pada tingkat konsentrasi logam yang diukur. Bila warna api merah, maka menandakan bahwa terlalu banyaknya gas. Dan warna api paling biru, merupakan warna api yang paling baik, dan paling panas, dengan konsentrasi f. 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, agar sisa buangan sebelumnya tidak naik lagi ke atas, karena bila hal ini terjadi dapat mematikan proses pengatomisasian nyala api pada saat 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, menandakan bahwa alat AAS atau api pada proses pengatomisasian menyala, dan sedang berlangsungnya proses pengatomisasian nyala api. Selain itu, papan tersebut juga berfungsi agar tempat atau wadah buangan tidak tersenggol kaki. Bila buangan sudah penuh, isi di dalam wadah jangan dibuat kosong, tetapi disisakan sedikit, agar tidak kering. 5. Keuntungan metode AAS Keuntungan metode AAS dibandingkan dengan spektrofotometer biasa yaitu spesifik, batas deteksi yang rendah dari larutan yang sama bisa mengukur unsur-unsur yang berlainan, pengukurannya langsung terhadap contoh, output dapat langsung dibaca, cukup ekonomis, dapat diaplikasikan pada banyak jenis unsur, batas kadar penentuan luas (dari ppm sampai %). Sedangkan kelemahannya yaitu pengaruh kimia dimana AAS tidak mampu menguraikan zat menjadi atom misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca, pengaruh ionisasi yaitu bila atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga menimbulkan emisi pada panjang gelombang yang sama, serta pengaruh matriks misalnya pelarut.

HIMPUNAN MAHASISWA PENDIDIKAN KIMIA

BLOg ini menampiLkan aLL aBout HIMDIKA FKIP UNTAN n info kimIa terkait

Inicio Entradas RSS Comentarios RSS Edit

SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM29 April 2008 Prinsip : absorpsi cahaya oleh atom Penyerapan cahaya oleh atom pada panjang gelombang tertentu tergantung jenis unsurnya. Contoh : Na = 589 nm, Uranium = 358,5 nm, K = 766,5 nm

Peralatan: Setiap alat AAS terdiri atas komponen: 1. Unit atomisasi Atomiser nyala Tujuan Atomisasi : untuk mendapatkan atom-atom netral Atomisasi dapat dilakukan dengan nyala api (paling banyak digunakan) atau tanpa nyala api Perlu diperhatikan : panjang/lebar nyala = tebal kuvet, sehingga memenuhi hukum Lambert-Berr Gas pengoksidasi = Udara, campuran O2 + N2O Gas pembakar Bahan bakar = udara dengan propane (AP) udara dengan asetilen (AA) N2O dengan asetilen (NA) Udara-hidrogen (AH) Tahap pembentukan atom dari larutan zat: 1. Pengkabutan 2. Penguapan pelarut 3. Penguraian zat menjadi atom Contoh proses pembentukan atom Pb dari PbNO3 adalah sbb: Pb(NO3)2.H2O Pb(NO3)2 + H2O Pb(NO3)2 PbO + NO PbO Pb + O (atom-atom netral) 2. Sumber radiasi - Lampu Wolfram

- Lampu katoda berongga - Tabung awan muatan gas (Gas Discharge Tubes) 3. Monokromator Monokromator celah dan kisi difraksi. Kesulitan : monokromator tidak dapat menghalangi radiasi nyala menuju detector. Radiasi nyala dan radiasi yang diteruskan akan bergabung menuju detector. Pt = Po Pa berlaku hokum Lambert - Beer Pt = Po Pa + Pe tdk berlaku hukum Lambert - Beer

4. Detektor Fungsi : mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik Umum digunakan : tabung penggandaan foton ( PMT = Photo Multiplier Tube Detector) Analisa Kuantitatif Kelebihan AAS: 1. Proses analisisnya cepat 2. Ketelitiannya sampai tingkat runut 3. tidak memerlukan pemisahan pendahuluan Beberapa hal yang perlu diperhatikan. 1. Larutan sample diusahakan seencer mungkin (konsentrasi ppm atau ppb). Kadar unsure yang dianalisis tidak lebih dari 5% dalam pelarut yang sesuai 2. Hindari pemakaian pelarut aromatic atau halogenida. Pelarut organik yang umum digunakan adalah keton, ester dan etil asetat. 3. Pelarut yang digunakan adalah pelarut untuk analisis (p.a) Langkah analisis kuantitatif: 1. Pembuatan Larutan Stok dan larutan standar 2. Pembuatan kurva baku Persamaan Garis Lurus : Y = a + bx a = intersept b = slope x = konsentrasi Y= absorbansi n(xy)-( x)(y) b = ----------------------n x2 (x)2

y -bx a = ------------n 3. Penentuan Kadar sample Dapat dilakukan dengan memplotkan data absorbansi terhadap konsentrasi. atau dengan cara mensubstitusi absorbansi ke dalam persamaan garis lurus. Gangguan Pada analisa SAA Penyebab: faktor matriks sample dan faktor kimia Faktor matriks sample dapat berupa: - pengendapan unsure yang dianalisa, Penyebab : hidrolisis ion-ion logam dalam air dan reaksi dg anion lain Pencegahan: mengasamkan larutan (mencegah hidrolisa) - Jumlah cuplikan dan standar yang mencapai nyala tidak sama Penyebab : perbedaan sifat-sifat fisik larutan cuplikan dan standar Faktor kimia: a. Disosiasi tak sempurna dari senyawa-senyawa Pembentukan senyawa refraktori, spt : kalsium fosfat, syw-syw fosfat, silikat, aluminat, dan oksida-oksida dari logam alkali tanah dan Mg. Contoh : analisis logam kalsium, jika terdapat silikat dalam larutan maka akan terjadi: CaO + MO.SiO2 CaO(SiO2)x + hasil reaksi lainnya

Penanggulangan: - Penggunaan nyala yang lebih tinggi suhunya - Penambahan unsur pembebas (releasing agent) Contoh: Sr dan La, akan mengikat fosfat - Ekstraksi unsur pengganggu atau unsure yang akan dianalisa b. Ionisasi atom-atom di dalam nyala Penanggulangan : menambahkan zat-zat yang memiliki potensial ionisasi lebih rendah dari zat yang dianalisa dalam jumlah yang cukup besar, baik dalam cuplikan maupun larutan standar c. Penyerapan non atomic Penyebab : konsentrasi cuplikan tinggi Suhu nyala kurang tinggi Panjang gelombang molekul berimpit dengan puncak atau garis serapan atom Unsure yang dianalisa

Penanggulangan: 1. Bekerja pada panjang gelombang yang lebih tinggi 2. Dengan menggunakan nyala yang suhunya lebih tinggi 3. Mengukur besarnya penyerapan non atomic Koreksi terhadap adanya penyerapan non atomic dapat dilakukan dengan cara: 1. Absorban cuplikan diukur seperti biasa dengan menggunakan lampu hollow katoda 2. Dilakukan lagi pengukuran absorban pada pjg gelombang yang sama tetapi menggunakan sinar lampu hydrogen, sehingga yang diukur adalah absorban non atomic 3. Absorban atomic = selisih hasil pengukuran 1 dan 2.

SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

Panjang gelombang: UV = 190-380 nm Vis = 380-780 nm Absorpsi cahaya UV atau Vis transisi elektronik Tipe Transisi Elektron Keadaan dasar s/ molekul organik mengandung electron-elektron valensi dalam 3 tipe yaitu: - orbital sigma () - orbital pi () - orbilan tak terikat (n)

Gambar tingkat energi elektronik

Kromofor = gugus atom yang dapat mengabsorpsi radiasi pada panjang gelombang UV-Vis Auksokrom = gugus fungsional yang memiliki electron bebas, seperti OH, O-, NH2, OCH3 yang memberikan transisi n * Batokromik = pergeseran serapan maksimum kearah panjang gelombang yang lebih panjang (energi lebih rendah)(pergeseran merah) Hipsokromik = pergeseran serapan maksimum ke arah panjang gelombang yang lebih pendek (pergeseran biru) Pergeseran hiperkromik = peningkatan absorpsivitas kromofor karena penambahan substituen ke dalam molekul Pergeseran hipokromik = penurunan absorpsivitas kromofor Instrumentasi Spektrofotometer UV-Vis Sistem Optik Dilihat dari system optic spektrofotometer dapat digolongkan dalam tiga macam yaitu: 1. system optic berkas tunggal (single beam)

2. Sistem optic radiasi berkas ganda (double beam) 3. Sistem optic radiasi berkas terpisah (splitter beam)

Komponen peralatan 1. Sumber Radiasi Dapat berupa: 1. Lampu deuterium Dapat digunakan pada pjg gelombang = 190 nm-380 nm Umur pemakaian sekitar 500 jam pemakaian 2. Lampu tungsten = tungsten-iodin Merupakan campuran dari filament tungstendan gas iodine (halogen) Untuk pengukuran pada daerah Vis = 380-900 nm Umur = 1000 jam pemakaian 3. Lampu merkuri Untuk mengecek atau kalibrasi pjg gel. pd spektro. UV-Vis pada 365 nm serta mengecek resolusi dari monokromator 2. Monokromator Fungsi = mendapatkan radiasi monokromatis dari sumber radiasi yang memancarkan polikromatis Terdiri dari : celah (slit) masuk, filter optic, prisma kisi (grating 3.Sel atau kuvet Kuvet ada dua yaitu : kuvet permanent (terbuat dari gelas atau leburan silica) dan kuvet disposable (dari plastic atau Teflon). Kuvet dari leburan silica dapat digunakan = 190-1100 nm Kuvet dari bahan gelas = 380-1100 nm 4. Detektor Beberapa macam detector: 1. Detektor fotosel 2. Detektor tabung foton Hampa 3. Detektor tabung penggandaan foton 4. Detektor photo Diode-Array, detekto dg teknologi tinggi Analisa Kuantitatif dan Kualitatif Pemilihan pelarut Pelarut harus: 1. tidak mengandung system ikatan rangkap terkonyugasi pada struktur molekulnya dan tidak berwarna 2. Tidak erjadi interaksi dg molekul senyawa yang dianalisis 3. Kemurnian harus tinggi (pa)

Analisa kuantitatif Dapat digolongkan atas: 1. analisis zat tunggal (analisis satu komponen) Pengukuran absorbansi dilakukan pada maks . Alasan: a. perubahan absorban untuk setiap konsentrasi paling besar pada panjang gelombang maksimum b. Pita serapan di sekitar panjang gel. maksimum datar dan pengukuran ulang memberikan kesalahn yang kecil dengan demikian Hukum Lamber-Beer dapat dipenuhi Dapat dilakukan dengan empat cara: a. Membandingkan absorban atau persen transmitan zat yang dianalisis dengan reference standard maks Syarat: pembacaan nilai absorban sample dengan reference standard tidak jauh berbeda A(s).C(s) = A(RS).C(RS) b. Dengan menggunakan kurva baku dari larutan reference standard dengan pelatut tertentu pada maks c. Menghitung harga absorbansi larutan sample yang diukur pada maks dalam pelarut tertentu dan dibandingkan dengan absorbansi zat yang berada dlm buku resmi d. Dengan menggunakan perhitungan nilai ekstingsi molar (absorbansi molar ), sama dengan cara yang ketiga, namun dianggap lebih tepat karena melibatkan Mr. 1% = E .Mr.10-1 1cm 2. analisis campuran 2 zat 3. analisis campuran 3 zat Analisa kualitatif - Digunakan untuk data sekunder atau data pendukung - Dapat menentukan: a. kemurnian spectrum UV-Vis b. menentukan panjang gelombang maksimum (maks) Pemeriksaan kemurnian spectrum UV-Vis Dilakukan dengan cara membandingkan kemiripan spectrum UV-Vis dengan reference standar dengan melihat harga MF (Match factor) 103 {X.Y- (X.Y)2 MF = -------------------------{X2 (X.X))}{Y2.Y)} ----------- ---------nn X = absorban spectrum pertama Y = absorban spectrum kedua n = banyaknya tempat penentuan Kedua spectra adalah identik jika harga MF = 900-1000, tidak identik jika < 900.

Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Dasar : perhitungan pergeseran panjang gelombang maksimum karena adanya penambahan gugus pada system kromofor Kaidah Woodward dan Fieser memperlihatkan pergeseran panjang gelombang maksimum yang disebabkan substitusi berbagai gugus ke dalam diena terkonyugasi, aromatic karbonil, keton tak jenuh, dan poliena.

1. Diena terkonyugasi Contoh:

B. Keton dan aldehid tidak jenuh

Latihan Prediksikan panjang gelombang dari: H Br CH3CH2 C = C C = O CH3 3. Karbonil aromatik Diposkan oleh Tridharma di

Materi Ajar :

SPEKTROMETRI SERAPAN ATOMDisusun Oleh : Jamaludin Al Anshori, S.Si. Staf Laboratorium Kimia Bahan Alam dan Lingkungan Jurusan Kimia FMIPA Universitas Padjadjaran Dalam Rangka Kerjasama antara

Kappatheta dan Laboratorium Kimia Bahan Alam dan Lingkungan Jurusan Kimia FMIPA Unpad

PANITIA PENYELENGGARA PELATIHAN INSTRUMENTASI ANALISA KIMIA DESEMBER 20051

SPEKTROSKOPISpektroskopi adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi elektromagnetik dan materi.

RADIASI ELEKTROMAGNETIK

Merupakan suatu bentuk energi yang terpancarkan melalui ruang dengan kecepatan yang sangat tinggi, meliputi sinar gamma, sinar X, sinar ultraviolet, sinar tampak, sinar infra merah, microwave dan gelombang radio. Memilki sifat dualistik antara sifat gelombang (seperti panjang gelombang, frekuensi, kecepatan dan amplitudo) dan sifat partikel (seperti absorbsi dan emisi energi radiasi). Sebagai gelombang radiasi elektromagnetik terdiri atas komponen magnetik yang saling tegak lurus. Sebagai partikel radiasi elektromagnetik dipandang sebagai pancaran foton, membawa kuantum energi tertentu. Besarnya kuantum energi foton bebanding lurus dengan frekuensi menurut persamaam kuantum Planck = hv : energi radiasi h : konstanta Planck = 6,63 x 10 27 erg sec v : frekuensi Oleh karena v = c/, maka persamaan tersebut sering ditulis = hc/ , dengan c : kecepatan = 3,0 x 10 10 cm/sec, dan : panjang gelombang.

MATERI DAN ENERGI Dalam spektroskopi, materi dibedakan menjadi: Materi dalam bentuk atom (Atomic spectroscopy) Materi dan bentuk molekul (Molecular spectroscopy) Dalam materi terkandung ENERGI, yaitu potensi untuk melakukan kerja. Energi dalam materi karena adanya gaya interaksi dalam materi itu:

2Dalam atom: - inti atom Nuclear Energy ~MeV - inti elektron Electronic Energy ~eV - translasi Translational Energy ~kecil Dalam Molekul : - inti atom Nuclear Energy ~MeV - inti elektron Electronic Energy ~Ev - vibrasi molekular Vibration energy ~kal - rotasi molekular Rotational Energy ~0,01 kal - translasi Translational Energy ~kecil Energi internal suatu sistem adalah energi total dalam system itu U = Uinti + Uelek + Uvib + Urot + Utrans

INTERAKSI RADIASI ELEKTROMAGNETIK DENGAN MATERI Hukum Termodinamika I tentang Kekekalan Energi q

3w = p V

U1 U Uoq = U + p V Dalam spektroskopi h

4w = p V

U1 U UoTransisi Syarat : Transisi hanya akan terjadi bila dan hanya bila h = V dengan : U = U1 - Uo U1 : excited state Uo : ground state BEBERAPA CONTOH SPEKTROSKOPI

SPEKTROSKOPI SPEKTROSKOPI SPEKTROSKOPI SPEKTROSKOPI

APLIKASI PRAKTIS DALAM ANALISIS KIMIA

UV TAMPAK IR ABSORPSI ATOM FLUORESENSI SINAR X

SPEKTROSKOPI : ANALISIS KUALITATIF SPEKTROMETRI : ANALISIS KUANTITATIF5 BEBERAPA CONTOH TRANSISI o Sinar TRANSISI NUKLIR UINTI : ~ MeV o Sinar X TRANSISI ELEKTRONIK UELEK : ~ eV o Sinar UV TRANSISI ELEKTRONIK UELEK : ~ eV o Sinar Tampak TRANSISI ELEKTRONIK UELEK : ~ eV o Sinar IR TRANSISI VIBRASI UVIB : ~ kal MACAM INTERAKSI ABSORPSI EMISI FLUORESENSI JENIS SPEKTROSKOPI MENURUT RADIASI ELEKTROMAGNETIK YANG DIGUNAKAN SPEKTROSKOPI SINAR SPEKTROSKOPI SINAR X SPEKTROSKOPI SINAR UV SPEKTROSKOPI SINAR TAMPAK SPEKTROSKOPI SINAR IR JENIS SPEKTROSKOPI MENURUT MATERI YANG DILIBATKAN SPEKTROSKOPI ATOMIK SPEKTROSKOPI MOLEKULER

JENIS SPEKTROSKOPI MENURUT INTERAKSI YANG DILIBATKAN SPEKTROSKOPI ABSORPSI SPEKTROSKOPI EMISI SPEKTROSKOPI FLUORESENSI

6SPEKTROMETRI SERAPAN ATOMI. Spektrometri 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 bagian 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 absorpsi pada atmoser matahari. Prinsip absorpsi ini kemudian mendasari Kirchhoff dan Bunsen untuk melakukan penelitian yang sistematis mengenai spektrum dari logam alkali dan alkali tanah. Kemudian Planck mengemukakan hukum kuantum dari absorpsi 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, ( = hv = hc/). Kelahiran SSA sendiri pada tahun 1955, ketika publikasi yang ditulis oleh Walsh dan Alkemade & Milatz muncul. Dalam publikasi ini SSA direkomendasikan sebagai metode analisis yang dapat diaplikasikan secara umum (Weltz, 1976). Apabila cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas logam yang berada dalam sel. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi diturunkan dari: 1. Hukum Lambert : Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi. 2. Hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut. Dari kedua hukum tersebut diperoleh suatu persamaan: It = Io.e-(bc), atau A = - Log It/Io = bc Dimana : Io = Intensitas sumber sinar It = Intensitas sinar yang diteruskan

= Absortivitas molar b = Panjang medium c = Konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar A = Absorbans. Dari persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi atom (Day & Underwood, 1989). Pada alat SSA terdapat dua bagian utama yaitu suatu sel atom yang menghasilkan atomatom gas bebas dalam keadaaan dasarnya dan suatu sistem optik untuk pengukuran sinyal. Suatu skema umum dari alat SSA adalah sebagai berikut: nyala sumber cahaya monokromator detektor penguat bahan bakar udara tampilan wadah contoh Gambar 1 Skema Umum Komponen pada Alat SSA (sumber: Haswel, 1991) Dalam metode SSA, sebagaimana dalam metode spektrometri atomik yang lain, contoh harus diubah ke dalam bentuk uap atom. Proses pengubahan ini dikenal dengan istilah atomisasi, pada proses ini contoh diuapkan dan didekomposisi untuk membentuk atom dalam bentuk uap. Secara umum pembentukan atom bebas dalam keadaan gas melalui tahapantahapan sebagai berikut : a. Pengisatan pelarut, pada tahap ini pelarut akan teruapkan dan meninggalkan residu padat.

7b. Penguapan zat padat, zat padat ini terdisosiasi menjadi atom-atom penyusunnya yang mulamula akan berada dalam keadaan dasar. c. Beberapa atom akan mengalami eksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi dan akan mencapai kondisi dimana atom-atom tersebut mampu memancarkan energi. S pengisatan M+ X- M+X- MX Larutan Kabut padatan

8penguapan disosiasi M(gas) + X (gas) MX gas Gambar 2 Tahapan Umum Atomisasi yang Terjadi pada SSA (Basset, et.al. 1994) 1.1 Sel Atom Terdapat dua tahap utama yang terjadi dalam sel atom pada alat SSA dengan sistem atomisasi nyala. Pertama, tahap nebulisasi untuk menghasilkan suatu bentuk aerosol yang halus dari larutan contoh. Kedua, disosiasi analit menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas.

Berdasarkan sumber panas yang digunakan maka terdapat dua metode atomisasi yang dapat digunakan dalam spektrometri serapan atom : a. Atomisasi menggunakan nyala. b. Atomisasi tanpa nyala (flameless atomization). Pada atomisasi menggunakan nyala, digunakan gas pembakar untuk memperoleh energi kalor sehingga didapatkan atom bebas dalam keadaan gas. Sedangkan pada atomisasi tanpa nyala digunakan energi listrik seperti pada atomisasi tungku grafit (grafit furnace atomization). Diperlukan nyala dengan suhu tinggi yang akan menghasilkan atom bebas. Untuk alat SSA dengan sistem atomisasi nyala digunakan campuran gas asetilen-udara atau campuran asetilen-N2O. Pemilihan oksidan bergantung kepada suhu nyala dan komposisi yang diperlukan untuk pembentukan atom bebas. 1.2 Sumber Cahaya Sumber cahaya yang digunakan dalam alat AAS ialah lampu katoda berongga (hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri dari suatu katoda dan anoda yang terletak dalam suatu silinder gelas berongga yang terbuat dari kwarsa. Katoda terbuat dari logam yang akan dianalisis. Silinder gelas berisi suatu gas lembam pada tekanan rendah. Ketika diberikan potensial listrik maka muatan positif ion gas akan menumbuk katoda sehingga tejadi pemancaran spektrum garis logam yang bersangkutan. Jendela dari kwarsa atau pyrex anoda Ne atau Ar pada tekanan 1- 5 torr katoda berongga kaca pelindung Gambar 3 Lampu Katoda Berongga (sumber: http://www_azwestern_educhemnasa-AASprimerweb_ files-image002_jpg.htm) 1.3 Monokromator dan Sistem Optik Berkas cahaya dari lampu katoda berongga akan dilewatkan melalui celah sempit dan difokuskan menggunakan cermin menuju monokromator. Monokromator dalam alat SSA akan memisahkan, mengisolasi dan mengontrol intensitas energi yang diteruskan ke detektor. Monokromator yang biasa digunakan ialah monokromator difraksi grating.

9

1.4 Detektor dan Sistem Elektronik Energi yang diteruskan dari sel atom harus diubah ke dalam bentuk sinyal listrik untuk kemudian diperkuat dan diukur oleh suatu sistem pemproses data. Proses pengubahan ini dalam alat SSA dilakukan oleh detektor. Detektor yang biasa digunakan ialah tabung pengganda foton

(photomultiplier tube), terdiri dari katoda yang dilapisi senyawa yang bersifat peka cahaya dan suatu anoda yang mampu mengumpulkan elektron. Ketika foton menumbuk katoda maka elektron akan dipancarkan, dan bergerak menuju anoda. Antara katoda dan anoda terdapat dinoda-dinoda yang mampu menggandakan elektron. Sehingga intensitas elektron yang sampai menuju anoda besar dan akhirnya dapat dibaca sebagai sinyal listrik. Untuk menambah kinerja alat maka digunakan suatu mikroprosesor, baik pada instrumen utama maupun pada alat bantu lain seperti autosampler. Gambar 4 Photo Multiplier Tube Daftar Pustaka Higuchi, T and Hanssen, E. B., 1961, Pharmaceutical Analysis, Interscience Publisher, New-York. Kemp, W., 1975, Organic Spectroscopy, ELBS, The Mamillan Press LTD., London. Skoog. D. A., Donald M. West, F. James Holler, Stanley R. Crouch, 2000. Fundamentals of Analytical Chemistry .Hardcover: 992 pages, Publisher: Brooks Cole Willard, H. H., Merrit, L; L., and Settle Jr, F. A., 1989, Instrumental Methods of Analysis, Wadsworth Publishing Company,'California.

101

BAB 1 PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana cahaya tampak digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan nonelektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, foton, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya. Pada analisis spektrokimia, spektrum radiasi elektromagnetik

digunakan untuk menganalisis senyawa kimia dan menelaah interaksinya dengan radiasi elektromagnetik. Suatu foton memiliki energi tertentu dan dapat menyebabkan transisi tingkat energi suatu atom atau molekul. Karena tiap senyawa kimia mempunyai tingkat-tingkat energi yang berbeda, maka transisi perubahan energinya juga berbeda. Berarti suatu spektrum yang diperoleh dengan menempatkan beberapa fungsi frekuensi terhadap frekuensi radiasi elektromagnetik adalah khas untuk unsur kimia tertentu dan berguna untuk identifikasi. ( S.M. Khopar,2007). Dalam dunia kedokteran metode spektroskopi telah digunakan, diantaranya untuk mengetahui unsur yang terkandung dalam suatu cairan dengan menggunakan alat spektrofotometer. Prinsip dari spektrofotometer adalah melewatkan cahaya dalam suatu larutan. Di awal penemuan spektrofotometer, untuk melewatkan satu panjang gelombang dari cahaya 2 digunakan grating atau filter optik. Kemudian akan diukur intensitas cahaya yang melewati larutan tersebut dengan menggunakan satu buah fotodioda. Dewasa ini fungsi grating atau filter optik telah diganti dengan menggunakan sebuah prisma. Spektrum warna hasil dari dispersi cahaya oleh prisma akan dideteksi oleh deret fotodioda, hal ini mempunyai tingkat kesulitan yang tinggi dikarenakan jarak spektrum warna dan jarak antar fotodioda tidak sama. Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, sebagai suatu inovasi maka akan di buat video spektroskopi, spektrum warna hasil dispersi cahaya akan ditangkap oleh kamera ( kamera untuk cahaya tampak). Dengan menggunakan Neural Network diharapkan Citra dari spektrum warna mengidentifikasi jenis cairan..

Metode AAS berprinsip pada absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Misalkan natrium menyerap pada 589 nm, uranium pada 358,5 nm, sedangkan kalium pada 766,5 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom. Transisi elektronik suatu unsur bersifat spesifik. Dengan absorpsi energi, berarti memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi. Tingkat-tingkat eksitasinya pun bermacam-macam. Misalkan unsur Na dengan nomor atom 11 mempunyai konfigurasi elektron 1s2 2s2 sp6 3s1, tingkat dasar untuk elektron valensi 3s, artinya tidak memiliki kelebihan energi. Elektron ini dapat tereksitasi ke tingkat 3p degan energi 2,2 eV ataupun ke tingkat 4p dengan energi 3,6 eV, masingmasing sesuai dengan panjang gelombang sebesar 589 nm dan 330 nm. Kita dapat memilih di antara panjang gelombang ini yang menghasilkan garis spektrum yang tajam dan dengan intensitas maksimum. Inilah yang dikenal dengan garis resonansi. Spektrum atomik untuk masing-masing unsur terdiri atas garis-garis resonansi. Garis-garis lain yang bukan garis resonansi dapat berupa spektrum yang berasosiasi dengan tingkat energi molekul, biasanya berupa pita-pita lebar ataupun garis tidak berasal dari eksitasi tingkat dasar yang disebabkan proses atomisasinya (Khopkar, 2003) Spektra absorpsinya lebih sederhana dibandingkan dengan spektra molekulnya karena keadaan energi elektronik tidak mempunyai sub tingkatan vibrasi-rotasi. Jadi spektra absorpsi atom terdiri dari garis-garis yang jauh lebih tajam daripada pitapita yang diamati dalam spektroskopi molekuler. Absorpsi atom

telah dikenal bertahun-tahun yang lalu. Misalnya garis-garis gelap pada frekuensi tertentu dalam spektrum matahari yang tanpa garis itu akan kontinu, pertama kali diperhatikan oleh Wollaston dalam tahun 1802; garis-garis ini ditemukan ulang dan dipelajari lebih mendalam oleh Joseph von Fraunhofer, dan diberi nama garis-garis Fraunhofer. Pentingnya garis-garis ini baru dipahami pada tahun 1859, ketika Kirchhoff menerangkan asal-usulnya setelah mengamati gejala yang serupa di laboratorium. Permukaan matahari yang tampak jauh lebih panas daripada selimut gas yang mengitarinya, dan atom-atom dalam atmosfer itu menyerap frekuensi-frekuensi yang khas dari dalam kontinum pancaran dari permukaan yang lebih panas. Kirchhoff dan yang lain-lainnya, terutama Busen (yang terkenal dengan pembakarnya itu), mengidentifikasi sejumlah unsur dalam atmosfer matahari dengan membandingkan frekuensi garis-garis Fraunhofer dengan frekuensi garis dari unsur-unsur yang dikenal di laboratorium (Underwood, 1986). *SUMBER: Bassett, J., R.C. Denney, G.H. Jeffery, dan J. Mendham, 1994, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta. Day, R.A dan Underwood, A.L., 1986, Analisis Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta. Khopkar, S.M., 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta. Prinsip analisis dengan SSA adalah interaksi antara energi radiasi dengan atom unsur yang dianalisis. AAS banyak digunakan untuk analisis unsur. Atom suatu unsur akan menyerap energi dan terjadi eksitasi atom ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan ini tidak stabil dan akan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan sebagian atau seluruh tenaga eksitasinya dalam bentuk radiasi. Frekuansi radiasi yang dipancarkan karakteristik untuk setiap unsur dan intensitasnya sebanding dengan jumlah atom yang tereksitasi yang kemudian

mengalami deeksitasi. Teknik ini dikenal dengan SEA (spektrofotometer emisi atom). Untuk SSA keadaan berlawanan dengan cara emisi yaitu, populasi atom pada tingkat dasar dikenakan seberkas radiasi, maka akan terjadi penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat dasar tersebut. Penyerapan ini menyebabkan terjadinya pengurangan intensitas radiasi yang diberikan. Pengurangan intensitasnya sebanding dengan jumlah atom yang berada pada tingkat dasar tersebut. Larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsur-unsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala rnengandung atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara termal oleh ayala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam keadaan dasar (ground state). Atom-atom ground state ini kemudian menyerap radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang terbuat dari unsur-unsur yang bersangkutan. Panjang gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang gelombang yang diabsorpsi oleh atom dalam nyala. Absorpsi ini mengikuti hukum Lambert-Beer. yakni absorbansi berbanding lurus dengan panjang uyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam nyala. Kedua variabel ini sulit untuk ditentukan tetapi panjang nyala dapat dibuat konstan sehingga absorbansi hanya berbanding langsung dengan konsentrasi analit dalam larutan sampel. Teknik-teknik analisisnya sama seperti pada spektrofotometri UV -Vis yaitu standar tunggal, kurva kalibrasi dan kurva adisi standar. SISTEM ATOMISASI 1. SISTEM ATOMISASI NYALA Setiap alat spektrometri atom akan mencakup dua komponen utama sistem introduksi sampel dan sumber (source) atomisasi. Untuk kebanyakan instrumen sumber atomisasi ini adalah nyala dan sampel di introduksikan dalarn bentuk larutan. Sampel masuk ke nyala dalam bentuk aerosol. Aerosol biasanya dihasilkan oleh Nebulizer (pengabut) yang dihubungkan ke nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray). Ada banyak variasi nyala yang telah diapakai bertahun-tahun untuk spektrometri atom. Namun demikian. yang saat ini menonjol dan dipakai secara luas untuk pengukuran analitik adalah udara-asetilen dan nitrous oksida- asetilen. Dengan kedua jenis nyala ini, kondisi analisis yang sesuai untuk kebanyakan ana!it (unsur yang dianalisis) dapat ditentukan dengan menggunakan metode-metode emisi, absorbsi dan juga fluoresensi. 1) Nyala udara-asetilen Biasanya menjadi pilihan untuk analisis menggunakan AAS,. temperarur nyalanya yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan. 2) Nitrous oksida-asetilen Dianjurkan dipakai untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida dan sulit terurai. Hal ini disebabkan temperatur nyala yang dihasilkan relative tinggi. Unsur-unsur tersebut adalah: Al, B, Mo, Si, So, Ti, V danW.

Proses atomisasi adalah proses pengubahan sample dalam bentuk larutan menjadi spesies atom dalam nyala. Proses atomisasi ini akan berpengaruh terhadap hubungan antara konsentrasi atom analit dalam larutan dan sinyal yang diperoleh pada detektor dan dengan demikian sangat berpengaruh terhadap sensitivitas analisis. Langkah-langkah proses atomisasi melibatkan hal-hal kunci sebagaimana diberikan pada Gambar 3. Secara ideal fungsi dari sistem atomisasi (source) adalah : 1) Mengubah sembarang jenis sampel menjadi uap atom fasa-gas dengan sedikit perlakuan atau tanpa perIakuan awal. 2) Me!akukan seperti pada point 1) untuk semua elemen (unsur) dalam sampel pada semua level konsentrasi. 3) Agar diperoleh kondisi operasi yang identik untuk setiap elemen dan sampel. 4) Mendapatkan sinyal analitik sebagai fungsi sederhana dari konsentrasi tiaptiap elemen. yakni agar gangguan(interfererisi) dan penganih matriks (media) sampel menjadi minimal. " 5) Memberikan analisis yang teliti (precise) dan tepat (accurate). 6) Mendapatkan harga beli, perawatan dan pengoperasian yang murah. 7) Memudahkan operasi. 2. SISTEM ATOMISASI DENGAN ELEKTROTHERMAL (TUNGKU) Sistem nyala api ini lebih dikenal dengan nama GFAAS. GFAAS dapat mengatasi kelemahan dari sistem nyala seperti, sensitivitas, jumlah sampel dan penyiapan sampel. Ada tiga tahap atomisasi dengan tungku yaitu: a. Tahap pengeringan atau penguapan larutan b. Tahap pengabuan atau penghilangan senyawa-senyawa organik dan c. Tahap atomisasi Unsur-unsur yang dapat dianalsis dengan menggunakan GFAAS adalah sama dengan unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan sistem nyala. Beberapa unsur yang sama sekali tidak dapat dianalisis dengan GFAAS adalah tungsten, Hf, Nd, Ho, La, Lu, Os, Br, Re, Sc, Ta, U, W, Y dan Zr, hal ini disebabkan karena unsur tersebut dapat bereaksi dengan graphit. Petunjuk praktis penggunaan GFAAS: 1. Jangan menggunakan media klorida, lebih baik gunakan nitrat 2. Sulfat dan fosfat bagus untuk pelarut sampel, biasanya setelah sampel ditempatkan dalam tungku 3. Gunakan cara adisi sehingga bila sampel ada interferensi dapat terjadi pada sampel dan standard. 7.3. BAGAN ALAT AAS Karena komponen lain dalam instrumentasi AAS telah disinggung sebelumnya kecuali hollow cathode lamp: HCL (Iampu katoda cekung), maka selanjutnya hanya akan dibahas komponen HCL yang merupakan kunci berkembang pesatnya AAS dan sekaligus penjelasan mengapa metode AAS merupakan metode analsis yang sangat selektif. LAMPU HCL (HOLLOW CHATODE LAMP)

Lampu ini merupakan sumber radiasi dengan spektra yang tajam dan mengemisikan gelombang monokhromatis. Lampu ini terdiri dari katoda cekung yang silindris yang terbuat dari unsur yang akan ditentukan atau campurannya (alloy) dan anoda yang terbuat dari tungsten. Elektroda-elektroda ini berada dalam tabung gelas dengan jendela quartz karena panjang gelombang emisinya sering berada pada daerah ultraviolet. Tabung gelas tersebut dibuat bertekanan rendah dan diisi dengan gas inert Ar atau Ne. Beda voltase yang cukup tinggi dikenakan pada kedua elektroda tersebut sehingga atom gas pada anoda terionisasi. Ion positif ini dipercepat kearah katoda dan ketika menabrak katoda menyebabkan beberapa logam pada katoda terpental dan berubah menjadi uap, Atom yang teruapkan ini, karena tabrakan dengan ion gas yang berenergi tinggi, tereksitasi ke tingkat energi elektron yang lebih tinggi; ketika kembali ke keadaan dasar atomatom tersebut memancarkan sinar dengan yang karakteristik untuk unsur katoda tersebut. Berkas sinar yang diemisikan bergerak melalui nyala dan berkas dengan tertentu yang dipilih dengan monokromator akan diserap oleh uap atom yang ada dalam nyala yang berasal dari sampel. Sinar yang diabsorpsi paling kuat biasanya adalah sinar yang berasal dart transisi elektron ke tingkat eksitasi terendah. Sinar ini disebut garis resonansi. Sumber radiasi lain yang sering digunakan adalah "Electrodless Discharge Lamp ". Lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama dengan HCL, tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan biasanya digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, karena lampu HCL untuk unsur-unsur ini mempunyai sinyal yang lemah dan tidak stabil. METODE ANALISIS Ada tiga teknik yang biasa dipakai dalam analisis secara spektrometri. Ketiga teknik tersebut adalah : (1) Metoda Standar Tunggal Metoda sangat praktis karena hanya menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya (Cstd). Selanjutnya absorbsi larutan standar (Asta) dan absorbsi larutan sampel (Asmp) diukur dengan Spektrofotometri. Dari hk. Beer diperoleh : Astd = .b.Cstd Asmp =.b.Csmp .b = Astd/ Cstd sehingga, Astd/Cstd = Csmp /Csmp Csmp = (Asmp/Astd) X Cstd .b = Asmp/Csmp

Dengan mengukur Absorbansi larutan sampel dan standar, konsentrasi larutan sampel dapat dihitung. (2) Metode Kurva Kalibrasi Dalam metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi dan absorbansi dari larutan tersebut diukur dengan AAS. Langkah selanjutnya adalah membuat grafik antara konsentrasi (C) dengan Absorbansi (A) yang akan

merupakan garis lurus melewati titik nol dengan slope = .b atau slope = a.b. Konsentrasi larutan sampel dapat dicari setelah absorbansi larutan sampel diukur dan diintrapolasi ke dalam kurva kalibrasi atau dimasukkan ke dalam persamaan garis lurus yang diperoleh dengan menggunakan program regresi linear pada kurva kalibrasi. (3) Metoda Adisi Standar Metoda ini dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkungan (matriks) sampel dan standar. Dalam metoda ini dua atau lebih sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam labu takar. Satu larutan diencerkan sampat volume tertentu kemudian diukur absorbansinya tanpa ditambah dengan zat standar, sedangkan larutan yang lain sebelum diukur absorbansinya ditambah terlebih dulu dengan sejumlah tertentu tarutan standar dan diencerkan seperti pada larutan yang pertama. Menurut hukum Beer akan berlaku hal-hal berikut : Ax = k.Cx 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) Ar = Absorbansi zat sampel + zat standar Jika kedua persarnaan diatas digabung akan diperoleh: Cx = Cs x {Ax/(AT - Ax)} Konsentrasi zat dalam sampel (Cx) dapat dihitung dengan mengukur Ax dan AT dengan spektrofotometer. Jika dibuat suatu seri penambahan zat standar dapat pula dibuat suatu grafik antara AT lawan Cs, garis lurus yang diperoleh diekstrapolasi ke AT = 0, sehingga diperoleh: Cx = Cs x {Ax/(O - Ax)} ; Cx = Cs x (Ax /-Ax) Cx = Cs x ( -1) atau Cx = - Cs GANGGUAN DALAM ANALISIS DENGAN SSA Ada tiga gangguan utama dalam SSA : (1) Gangguan ionisasi (2) Gangguan akibat pembentukan senyawa refractory (tahan panas) (3) Gangguan fisik alat Gangguan lonisasi: Gangguan ini biasa terjadi pada unsur alkali dan alkali tanah dan beberapa unsur yang lain karena unsur-unsur tersebut mudah terionisasi dalam nyala. Dalam analisis dengan FES dan AAS yang diukur adalah emisi dan serapan atom yang tidak terionisasi. Oleh sebab itu dengan adanya atom-atom yang terionisasi dalam nyala akan mengakibatkan sinyal yang ditangkap detek'tor menjadi berkurang. Namun demikian gangguan ini bukan gangguan yang sifatnya serius, karena hanya sensitivitas dan linearitasnya saja yang terganggu. Gangguan ini dapat diatasi dengan menambahkan unsur-unsur yaug mudah terionisasi ke clalam sampel sehingga akan menahan proses ionisasi dari unsur yang dianalisis.

Pembentukan Senyawa Refraktori: Gangguan ini diakibatkan oleh reaksi antara analit dengan senyawa kimia, biasanya anion yang ada dalam larutan sampel sehingga terbentuk senyawa yang tahan panas (refractory). Sebagai contoh, pospat akan bereaksi dengan kalsium dalam nyala menghasilkan kalsium piropospat (CaP2O7). Hal ini menyebabkan absorpsi ataupun emisi atom kalsium dalam nyala menjadi berkurang. Gangguan ini dapat diatasi dengan menambahkan stronsium klorida atau lantanum nitrat ke dalam tarutan. Kedua logam ini lebih mudah bereaksi dengan pospat dihanding kalsium sehingga reaksi antara kalsium dengan pospat dapat dicegah atau diminimalkan. Gangguan ini juga dapat dihindari dengan menambahkan EDTA berlebihan. EDTA akan membentuk kompleks chelate dengan kalsium, sehingga pembentukan senyawa refraktori dengan pospat dapat dihindarkan. Selanjutnya kompleks Ca-EDTA akan terdissosiasi dalam nyala menjadi atom netral Ca yang menyerap sinar. Gangguan yang lebih serius terjadi apabi!a unsur-unsur seperti: AI, Ti, Mo,V dan lain-lain bereaksi dengan O dan OH dalam nyala menghasilkan logam oksida dan hidroksida yang tahan panas. Gangguan ini hanya dapat diatasi dengan menaikkan temperatur nyala., sehingga nyala yang urnum digunakan dalam kasus semacam ini adalah nitrous oksida-asetilen. . Gangguan Fisik Alat : yang dianggap sebagai gangguan fisik adalah semua parameter yang dapat mempengaruhi kecepatan sampel sampai ke nyala dan sempurnanya atomisasi. Parameter-parameter tersebut adalah: kecepatan alir gas, berubahnya viskositas sampel akibat temperatur atau solven, kandungan padatan yang tinggi, perubahan temperatur nyala dll. Gangguan ini biasanya dikompensasi dengan lebih sering membuat Kalibrasi (standarisasi). Daftar Pustaka Anonim, 1982, Analytical Methods for Atomic Absorption Spectrophotometry, .Perkin Elmer, Norwalk, Connecticut, USA. Christian., G.D., 1994, Analytical Chemistry, 5th ed-, .John Wiley and Sons, lnc. New York, pp. 462-484. Christian, G.D. and O'Reilly, lE., 1986, Instrumental Analysis, 2nd ed., Allyn and Bacon, Inc., Boston, pp. 278-315. Skoog, D.A., 1985, Principles of Instrumental Analysis, 3rd ed., Saunders College Publ., Philadelphia, pp. 251-286.