Nama: Muhammad Galih UtomoKelompok / Prog. Studi: 6 / Teknologi Bioproses

Materi: AES dan AFSOutline: 1. Atomic Emission Spectroscopy

2. Atomic Flourescence SpectroscopyPembahasan:

AES dan AFSSpektroskopi atomik dibagi menjadi tiga jenis, yaitu AAS (Atomic Absorption Spectroscopy), AES (Atomic Emission Spectroscopy), dan AFS (Atomic Flourescence Spectroscopy). Di dalam laporan tugas mandiri ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai AES dan AFS. Akan dijelaskan juga mengenai limit deteksi, ketelitian, dan sensitivitas dari metode AES dan AFS. Limit deteksi adalah salah satu parameter yang dilakukan pada validasi metode. Definisi dari limit deteksi adalahjumlah terkecil analit dalam sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan dibandingkan dengan blangko. Sementara sensitivitas adalah kepekaan metode untuk menghasilkan data yang akurat.1. AES (Atomic Emission Spectroscopy)Atomic Emission Spectroscopy (AES) atau yang dalam bahasa Indonesia disebut spektroskopi emisi atomik, adalah teknik spektroskopi yang memanfaatkan panjang gelombang foton yang dipancarkan oleh atom selama masa transisinya dari fase eksitasi menuju fase istirahat. Metode analisis ini digunakan untuk menentukan unsur-unsur yang berada dalam jumlah yang kecil berdasarkan pada emisi spontan dari atom bebas atau ion ketika terjadi eksitasi akibat energi panas atau listrik. Pada metode ini, kita dapat melakukan pendeteksian berbagai unsur pada saat yang bersamaan (sekitar 68 unsur).Di dalam spektroskopi emisi atomik, zat sampel dimasukkan ke dalam energi yang tinggi, lingkungan termal untuk menghasilkan kondisi atom yang diinginkan yaitu mampu memancarkan cahaya. Sumber energi bisa berasal dari tegangan listrik (arc), api, atau plasma. Spektrum emisi dari unsur terpapar pada sumber energi yang terdiri dari kumpulan dari gelombang emisi yang diijinkan, biasanya disebut garis emisi, karena sifat berlainan dari gelombang yang dipancarkan. Spektrum emisi ini dapat digunakan sebagai karakteristik khas untuk identifikasi kualitatif dari sebuah unsur.

Pada metode ini, sampel perlu diubah terlebih dahulu menjadi atom-atom bebas dalam sumber energi eksitasi bertemperatur tinggi. Dalam hal ini, sampel cairan akan dibawa menuju sumber energi eksitasi (dalam aliran gas) sementara sampel padatan akan dimasukkkan ke dalam sumber dengan menggunakan slurry atau ablasi laser (laser ablation). Sampel padatan juga dapat langsung diuapkan dan dieksitasi dengan menggunakan percikan (bunga api) yang terjadi antar elektroda atau bisa juga dengan menggunakan getaran laser.

Atom-atom analit dalam larutan akan ditingkatkan menuju daerah eksitasi dimana mereka akan terdesolvasi, teruapkan, dan teratomisasi di dalam sumber energi eksitasi bertemperatur tinggi (misalnya nyala api atau plasma). Sumber energi eksitasi bertemperatur tinggi ini akan menyediakan energi yang cukup untuk membuat atom menuju tingkat energi yang lebih tinggi. Selanjutnya, atom akan kembali menuju tingkat energi yang lebih rendah dengan memancarkan cahaya.

Gambar 2. Skema eksperimen AES(Sumber: Anonim. analisis-spektroskopi.ppt. mahboeb.files.wordpress.com/2008/04/analisis-spektrometri.ppt (29 Juni 2011) )Analisis kualitatif dengan metode AES dilakukan dengan mengambil data spektrum panjang gelombang analit lalu membandingkannya dengan spektrum atomik dan ionik dari unsur-unsur yang mungkin terdapat dalam analit. Secara umum, suatu sampel dapat dinyatakan mengandung suatu unsur bila terdapat sedikitnya tiga garis yang cocok dengan garis-garis dari spektrum unsur yang telah diketahui. Sementara itu, analisis kuantitatifnya dapat dilakukan dengan menggunakan plasma. Garis yang digunakan dapat berupa garis atomik ataupun garis ionik. Biasanya garis ionik lebih banyak digunakan daripada garis atomik karena garis ini lebih jelas terlihat pada temperatur dari plasma.

Ketelitian metode AES dapat ditingkatkan dengan melakukan pencocokan susunan material standar dengan material sampel. Di samping itu, kita juga dapat menggunakan metode standar internal untuk meningkatkan ketelitian. Biasanya kurva pada metode standar internal dibuat dengan cara memplotkan logaritma dari rasio intensitas garis material standar terhadap intensitas garis standar internal, sebagai fungsi logaritma konsentrasi material standar. Selanjutnya, konsentrasi dapat ditentukan dari kurva tersebut.Spektroskopi emisi atomik yang menggunakan tegangan listrik sudah banyak digunakan dalam analisis kualitatif. Teknik emisi juga dapat digunakan untuk mengetahui berapa banyak unsur yang ada dalam sampel. Untuk analisis kuantitatif, intensitas dari cahaya yang dipancarkan pada gelombang unsur yang harus ditentukan dapat dihitung. Intensitas emisi pada gelombang akan bertambah seiring dengan pertambahan jumlah atom pada zat analit. Salah satu contoh pengaplikasian emisi atomik untuk analisis kuantitatif adalah penggunaan teknik fotometri nyala api.

Gambar 3. Fotometri nyala api(Sumber: Anonim. Atomic Emission Spectroscopy. http://www.wikipedia.org/atomic-emission-spectroscopy/ (29 Juni 2011))Limit deteksi untuk AES kurang akurat karena terjadi getaran transisi yang ditutupi oleh transisi elektronik yang menutup ruang garis yang belum terbaca sepenuhnya oleh spectrometer. Metode AES memiliki sensitivitas rendah, karena menggunakan polikromator sehingga garis-garis yang terbentuk merupakan garis ganda atau lebih dan beberapa garis spektrum letaknya berdekatan sehingga menyulitkan analisis. Tingkat ketelitian metode AES rendah, hal ini dapat dilihat dari besar penyimpangan cukup tinggi, yaitu sebesar 2% - 50%. Di samping itu, AES sering terjadi gangguan spektral dari susunan unsur dalam sampel. Oleh karena itu, AAS lebih sering digunakan dibandingkan dengan AES.2. AFS (Atomic Flourescence Spectroscopy)

AFS merupakan emisi optik dari atom berfase gas yang menuju tingkat energi yang lebih tinggi dengan penyerapan radiasi. AFS berfungsi untuk mempelajari struktur atom elektronik dan membuat pengukuran kuantitatif dari konsentrasi sampel. Spektroskopi fluoresensi menggunakan energi foton yang lebih tinggi untuk mengeksitasi sampel yang kemudian akan memancarkan energi foton yang lebih rendah.Teknik ini menggabungkan kedua aspek penyerapan atomik dan emisi atomik. Seperti penyerapan atomik, keadaan dasar atom yang dibentuk dalam nyala api tereksitasi dengan memfokuskan sorotan sinar kedalam uap atomik, daripada meilhat jumlah cahaya yang diserap dalam proses. Meskipun demikian, emisi yang dihasilkan dari peluruhan atom yang tereksitasi oleh sumber cahaya dapat dihitung. Intensitas dari metode ini meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi atom. Lampu sumber untuk atomik fluoresensi dipasang pada sudut yang tepat agar mengenai seluruh sistem optik, sehingga detektor cahaya hanya melihat fluoresensi dalam api bukan dari cahaya lampu itu sendiri. Sudut yang tepat ini adalah sudut 900. Lebih menguntungkan untuk memaksimalkan intensitas lampu karena sensitivitas lampu secara langsung berhubungan dengan jumlah atom-atom yang tereksitasi yang pada gilirannya merupakan fungsi dari intensitas eksitasi radiasi. Atom-atom tersebut kemudian menyinarkan cahaya pada arah yang berbeda. Intensitas dari cahaya fluoresensi ini kemudian digunakan untuk mengetahui kuantitas unsur analit dalam sampel. Metode ini jarang digunakan dibanding AAS dan AES. Intensitas fluoresensi dipengaruhi oleh pelarut dan zat terlarut lain, pH, suhu, kadar zat serta intensitas cahaya datang. Perbandingan antara jumlah foton yang dipancarkan dengan yang diserap adalah efisiensi kuantum fluoresensi. Penerapan AFS mudah dan biasanya digunakan untuk analisis logam alkali. Radiasi dari unsur-unsur lain mempengaruhi pembacaan pada spektrum garis. AFS tidak menggunakan sumber, tetapi membutuhkan temperatur tertentu pada tiap analisis dengan senyawa berbeda.

Gambar 5. AFS

(Sumber: Anonim. Atomic Emission Spectroscopy .ppt. http://www.chemicool.com/definition/fluorescence_molecular_fluorescence.html (29 Juni 2011))Limit deteksi untuk AFS cukup baik, seperti teknik AAS, dapat mendeteksi konsentrasi suatu absorban hingga satuan ppm. Sensitivitas rendah, karena hanya dapat menganalisis senyawa organik. Selain itu, hanya senyawa organik tertentu yang dapat menghasilkan cahaya fluoresens. Pengaruh filter dan pemadaman sumber cahaya juga berpengaruh terhadap sensitivitasnya. Tingkat ketelitian tinggi jika digunakan untuk analisis senyawa organik dengan konsentrasi yang rendah. Namun tingkat ketelitian menjadi rendah jika dipakai untuk analisis konsentrasi tinggi. Kekuatan dari emisi fluoresensi (Pem) tidak bergantung pada kekuatan yang terjadi (Po) sehingga emisi dapat ditingkatkan dengan meningkatkan Po. Dalam Spektrofotometri, peningkatan Po juga meningkatkan P sehingga absorbansi, log (Po/P) bersifat konstan.Daftar Pustaka

Skoog, Douglas A., West, Donald M., dan F. James Holler. 1996. Fundamentals of Analytical Chemistry 7th edition. Harcourt Brace College Publishers.

Anonim. Atomic Spectroscopy. http://www.andor.com/learning/applications/Atomic_Spectroscopy/ (29 Juni 2011)

Anonim. Atomic Emission Spectroscopy. http://elchem.kaist.ac.kr/vt/chem-ed/spec/atomic/aes.htm (29 Juni 2011)

Anonim. Atomic Emission Spectroscopy. http://www.files.chem.vt.edu/chem-ed/spec/atomic/aes.html (29 Juni 2011)Gambar 1. Proses dalam Emisi Atomik.

(Sumber: Anonim. Atomic Spectroscopy. http://www.andor.com/learning/applications/Atomic_Spectroscopy/ (29 Juni 2011) )

Gambar 4. Proses dalam Fluoresensi Atomik.

(Sumber: Anonim. Atomic Spectroscopy. http://www.andor.com/learning/applications/Atomic_Spectroscopy/ (29 Juni 2011) )

LTM Kimia Analitik |3