pro siding seminar penelitian dan pengelolaan ......batan pro siding seminar penelitian dan...

~

batan

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, Rabu, 11 September 2013

METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS PENGUJIAN KADARTITANIUM DAN ALUMINIUM DALAM ZIRKO NIL KLORIDA

Purwanto A dan Farida EmawatiPusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan - BATAN

[email protected]

ABSTRAK

METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS PENGUJIAN KADAR TITANIUM DANALUMINIUM DALAM ZIRKO NIL KLORIDA. Telah dipelajari analisis Ti dan Al dalamzirkonil klorida (ZrOCI2.8 H20) dengan metode spektrofotometri. Analisis Tiberdasarkan terbentuknya kompleks berwarna kuning dari reaksi Ti(lV) dengan H202

dalam suasana asam sulfat. Analisis AI menggunakan pereaksi eriokrom sianin Rdalam bufer asetat pH 6,0. terbentuk kompleks berwarna merah. Dipelajari pengaruhzirkonium, penentuan batas deteksi, uji presisi dan akurasi. Spektrofotometri analisisTi diperoleh kondisi optimum : panjang gelombang (A) 400 nm, waktu kestabilankompleks 5-15 menit, konsentrasi pengompleks H202 0,3%, konsentasi asam sulfat1,0 M, batas deteksi 0, 103 pg/mL Kurva standar Ti konsentasi 1,0 - 30,0 pg/mL, linierdengan r = 0,999, adanya zirkonium konsentrasi 20 kalinya mengganggu. Kadar Tidalam ZrOCI2.8 H20 produk lokal rerata 0,0048 ~ 0,0002 %. Uji presisi Ti diperoleh

koefisien variasi 4,8 % dan akurasi 91,4 %. Kondisi optimum analisis Al diperoleh A536 nm, kompleks stabil 7-10 menit, konsentrasi eriokrom sianin 3,73.10- M, asamaskorbat 0,02%. Kurva standar AI konsentasi 10-50 ng/mL linier dengan r = 0,999.Zirkonium dengan konsentrasi 10 kalinya belum mengganggu. Larutan cuplikan dalamH2S04 0,5 M, diekstraksi dengan 30% trioktilamin-kerosin, fase air dianalisis kadar AInya. Kadar AI dalam ZrOCI2.8 H20 produk lokal rerata 0,0030 ~ 0,0001%. Uji presisidiperoleh 2,48 % dan akurasi 89,3%.Kata kunci : titanium, aluminum, zirconil klorida

ABSTRACT

UV-VIS SPECTROPHOTOMETRY METHOD FOR THE DETERMINATION OFTITANIUM AND ALUMINUM IN ZIRCONYL CHLORIDE. Analysis of Ti and AI inzirconyl chloride (ZrOCI2.8 H20) with a spectrophotometric method has been studied.Analysis of Ti based on the formation of a yellow complex from the reaction of Ti (IV)with H202 in sulfuric acid solution. Studied the influence of zirconium, thedetermination of detection limits, precision and accuracy test. Spectrophotometricanalysis of Ti obtained optimum conditions: wavelength (A) 400 nm, while the stabilityof complexes is 5-15 minutes, the concentration of complexing H202 is 0.3%, sulfuricacid concentrations is 1.0 M, the detection limit is 0.103 flg/mL. Standard curve waslinear in the range of concentrations from 1.0 to 30.0 flg/mL with r = 0.999. Zirconiumwith 20 times concentration of Ti is interference. Content of Ti in ZrOCI2.8 H20 localproducts obtained average 0.0048 ± 0.0002%. Testing precision of Ti with coefficientvariation is 4.8% and accuracy is 91.4%. Analysis of AI obtained optimumconditions are : A. 536 nm, stable complexes is 7-10 minutes, theconcentration of eriokrom cyanine is 3,73.10-5 M, ascorbic acid 0.02%.Standard curve AI with the range concentrations of 10-50 ng/mL is linear with r= 0.999. Zirconium with a concentration of 10 time is not interference.Samples solution in 0.5 M H2S04, extracted with 30% trioctylamine-kerosene,water phase was analyzed. Contents of AI in ZrOCI2.8 H20 local productsobtained average 0.0030 .:!: 0.0001%. The precision is 2.48% and accuracy is89.3%.

Purwanto A, dkk. ISSN 1410 - 8178 Buku I hal. 39


Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, Rabu 11 September 2013

Key words: titanium, aluminum, zirconyl chloride

@>batan

PENDAHULUAN

P asir zirkon dari sumber daya alam lokal selainmengandung zirkonium, banyak mengandungunsur-unsur antara lain Hf, Si, Ti, AI, Cr, Fe danlogarn tanah jarang. Mineral zirkon banyakdijumpai sebagai hasil sarnping dari pabrik timahBangka dan dari tarnbangmineral Kalimantany,z,3)Pembuatan zirkonil klorida (ZrOClz 8 H20) daribahan baku pasir sirkon tahap awal adalah prosespeleburan pasir zirkon menggunakan N aOH,menghasilkan NaZZr03 sebagai produk antara yangselanjutnya diproses dengan pelindian air danpelarutan menggunakan HCl menghasilkan ZrOCh,dengan persarnaan reaksi berikut :

ZrSi04 + 4 NaOH ~ Na2Zr03 + Na2Si03 + H20

Na2Zr03 + 8 H20 + 2 HCI -7 ZrOCI28 H20 + 2 NaOH

Zirkonia merupakan salah satu bahanindustri yang cukup potensial untuk dikembangkan.Zirkonium mempunyai sifat tahan suhu tinggi,tahan korosi, mempunyai tarnpang lintang serapannetron termal yang kecil, yaitu 0,18-0,2 barn, danmenaikkan sifat fisis terhadap logarn paduannya.Berdasarkan sifat-sifat tersebut, zirconium seringdigunakan dalam berbagai bidang industri. Dalambidang industri nuklir digunakan sebagai bahanstruktur reaktor maupun kelongsong bahan bakarnuklir dan sebagai bahan bakar reaktor suhu tinggidalam bentuk zirkon karbida (ZrC).

Uji kualitas terhadap hasil produksi ZrOCh8.HzO dari bahan lokal perlu dilakukan untukmengetahui tingkat kemurnian hasiI. Penentuankadar unSUf pengotor antara lain Ti dan AI, unsUfunsur ini dalam bahan dasar konsentrasinya cukuptinggi. Sehingga dalarn penelitian ini dipelajarianalisis kadar Ti dan AI dalarn ZrOCh 8 H20

produk lokal buatan PTAPB dengan metodespektrofotometri. Analisis AI menggunakanpereaksi eriokrom sianin R dalam media buferasetat pH 6,0 dengan pereaksi ini kepekaannyatinggi dan batas deteksinya rendah.(4,S,6)

Metode ini mempunyai keuntungan antaralain adalah sensitif, batas deteksinya rendah,mudah, akan tetapi memerlukan perlakuan awaluntuk mengurangi atau menghilangkan unsUf-unsUfpenganggu, dan diperlukan beberapa bahan kimiasebagai pereaksi. Untuk mendapatkan datapengujian yang valid, diperlukan validasi metodeanalisis antara lain : akurasi, presisi, batas deteksi,selektivitas, linieritas, kisaran konsentrasi. Sehinggatujuan penelitian ini adalah mendapatkan validitasmetode spektrofotometri analisis Ti dan AI untuk

diaplikasikan untuk analisis pengotor dalam ZrOClz8.H20 produk lokaI.

TAT A KERJA

Bahan kim ia :

Larutan standar Ti 999 ± 5 mg/L dari(NH4)2TiF6, larutan standar Al 1000 ± 5 mg/L dariAI(N03h, hidrogen peroksida, H202, asam askorbat,C2Hg06, asam klorida, HCI., asam nitrat, HN03,asarn fosfat H3P04, eriokrom sianin R,C23HISNa309S, natrium asetat CH3COONa, asamasetat CH3COOH, asam askorbat, natriumhidroksida, NaOH., trioctylamine C24Hs1N, kerosen,zirkonil klorida, ZrOCh.8 H20. Semua bahanbuatan Merck berkualitas p.a. akuabides dancuplikan ZrOCh.8 H20 buatan lokaI.

Peralatan

Seperangkat alat spektrofotometer Genesys,kuvet, pH meter "WTW", neraca analitik digital"Mettler", kompor pemanas dengan pengadukmagnet, mikro pipet "Transferpette" kapasitas 10-50ilL, 50-250 ilL, 100--1000 ilL, sentrifuge"Labofuge", alat-alat gelas dan peralatanlaboratorium lainnya (labu takar 10 mL, dan pipetukur).

Cara kerja

Optimasi analisis Ti

Panjang gelombang (A.) optimum Ti danwaktu kestabilan kompleks

Larutan standar Ti 1000 ppm dipipet 250

ilL dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL.Ditarnbah berturut-turut 0,5 mL H2S04 5 M, 2 mLH3P04 1,8 M, dan 0,5 mL HZ02 6%, ditambahakuabides volume ditepatkan tanda tera dan reaksiditunggu 10 menit. Larutan di scan dari panjanggelombang (A.) 390 - 450 nm, dan dikoreksiterhadap larutan blangko. Dari kurva serapanterhadap panjang gelombang, ditentukan (A.) padaserapan maksimum.

Larutan standar Ti 1000 ppm dipipet 250

ilL dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL.Ditarnbah 0,5 mL H2S04 5 M, 2 mL H3P04 1,8 M,dan 0,5 mL pengompleks H202 6%, stop watchdihidupkan. Larutan ditambah akuabides volumeditepatkan. Larutan diukur serapannya pada A. 400nm selang waktu reaksi 2 hingga 30 menit,dievaluasi kestabilan serapan terhadap waktu reaksi.

Optimasi konsentrasi H2S04

Buku I hal. 40 ISSN 1410 - 8178 Purwanto, dkk

~

batan


Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, Rabu, 11 September 2013

Optimasi konsentasi asarn sulfat terhadaplarutan Ti (IV) 25 mgfL., dengan variasi konsentrasi0,25 0,50 0,75 1,0 1,25 1,50 1,75 dan 2,0 M.

Serapan dicatat untuk setiap variasi volume pada A.

400 nm. Dibuat kurva konsentrasi H2S04 (M)terhadap serapan.

Optimasi konsentrasi pengompleks H202

Variasi konsentrasi pengompleks terhadaplarutan Ti(IV) 25 mgfL., dengan konsentrasi H202 :0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 % danserapan dicatat untuk setiap variasi volume H2026% pada A. 400 nm. Dibuat kurva konsentrasipengompleks H202 (%) terhadap serapan.

Pengaruh zirkonium I uji selektivitasterhadap analisis Ti.

Dibuat 3 buah larutan Ti 25,0 mg/L dalarnlabu takat 10 mL, dibuat 10 buah larutan Ti 25,0mg/L ditarnbah matriks zirkonium 25,0 mg/L, 50mg/L hingga 500 mg/L, dilanjutkan hingga 2500mg/L.Dibuat seri larutan standar Ti 5-25 mg/L, diukurserapannya pada A. 400 nm. Dengan persarnaangaris kurva standar, dihitung konsentrasi Ti 25mg/L murni dibandingkan dengan konsentrasi Tidengan adanya pengaruh unsur matriks Zr,

dievaluasi penyimpangannya.

Preparasi sampel untuk pengujian TiPemisahan zirkonium dengan titanium

dilakukan dengan cara titanium direaksikan denganH202 terjadi kompleks TiO(OHh berwarna kuning,sedangkan zirkonium diendapkan dengan H3P04,kemudian dipisahkan dengan disaring ataudisentrifuge. Titanium berada dalam filtrat, diukurabsorbansinya pada panjang gelombang 400 nmdikoreksi terhadap blanko. Apabila asarn fosfatditambahkan terlebih dahulu ke dalarn larutancuplikan, baru kemudian ditambahkan H202 makayang terjadi Ti dan Zr akan mengendap bersamasarna sehingga tidak terpisah antara Ti dengan Zr.Ketika kedua campuran H202 dan Na-fosfatditambahkan ke dalarn larutan yang mengandungzirkonium, yang membentuk endapan fosfat adalahzirkonium.

Cuplikan zirkonil klorida ditirnbang tepat0,500 g, dirnasukkan ke dalam beker gelas kapasitas50 mL dilarutkan dengan 4,0 mL akuabides, ditambah2,0 mL H2S04 5 M dan 0,5 mL H202 6%, terjadikompleks Ti dengan H202 berwama kuning. Larutanmengandung zirkonium ditarnbah 2 mL H3P04 1,8 Mdan akuabides hingga volume tepat 10 mL. Terbentukendapan putih dari Zr(HP04h atau ZrO(H2P04)2,(7)endapan disaring filtrat diukur absorbansinya pada A.

400 run, ditentukan kadar Ti dengan plot kurvastandar.

Uji presisi dan akurasi (uji recovery)Presisi ditentukan dari koefisien varlaSl

(KV) dengan menghitung simpangan baku (0-)

pengulangan pengujian larutan contoh uji minimal 7kali pengulangan, dihitung dengan rumus : % KV =~ x 100. Untuk menentukan uji recovery dibuatXkurva standar Ti konsentrasi 1,0 sid 5,0 ppm,persarnaan garis regresi dari kurva kalibrasi inidigunakan untuk menentukan kadar Ti dalarncuplikan. Selanjutnya ke dalarn larutan contohtersebut di spike dengan larutan standar Tikonsentrasi 2,5 llg/mL dan dihitung konsentrasi Ti.Selisih antara konsentrasi Ti hasil uji (sarnpelditarnbah standar Ti) dengan harga sesungguhnyadikalikan 100 merupakan prosen recovery.

Optimasi analisis AI

Penentuan panjang gelombang (A.) optimumdan waktu kestabilan kompleks

Larutan standar Ai 10 ppm dipipet 250 ilLdimasukkan ke dalarn labu takar 10 mL, ditarnbahberturut-turut 2 mL larutan bufer asetat pH 6,0, 200ilL asarn askorbat 1 % 200 ilL larutan H2S04 0,02N, 200 ilL pereaksi eriokrom sianin 0,13 %.Larutan ditarnbah akuabides volume ditepatkan danreaksi ditunggu 10 menit. Diukur absorbansinyadari A. 400 hingga 600 nm, dan dikoreksi terhadaplarutan blangko. Dari kurva serapan terhadappanjang gelombang, ditentukan (A.) pada serapanmaksimum.

Larutan standar Ai 10 ppm dipipet 250 ilLditarnbah berturut-turut : 2 ml bufer asetat pH 6, 200ilL asarn askorbat 1 % 200 ilL larutan H2S04 0,02N, 200 ilL pereaksi eriokrom sianin 0,13 %.

Larutan ditambah akuabides volume ditepatkan danstop watch dihidupkan. Diukur serapannya pada A.

534 nm setiap selang waktu 1 hingga 30 menit,dievaluasi kestabilan serapan terhadap waktu.Dilakukan pula optirnasi konsentrasi pengomplekseriokrom sianin dan konsentrasi asam askorbat0,02%.

Pengaruh zirkonium

a. Dibuat larutan Ai murni tanpa adanya zirkonium.b. Dibuat larutan AI dengan adanya zirkonium

berbagai variasi konsentrasi.

Pembuatan kurva standar AI

Disiapkan 6 labu ukur 10 mL, 1 untuklarutan blangko dan 5 untuk larutan standar. Limalabu ukur tersebut ditambahkan larutan standar Al

10 ppm dengan variasi volume: 20 ilL; 40 ilL; 60ilL; 80 ilL; 100 ilL. Ditambahkan berturut-turut 2mL larutan bufer asetat pH 6,0, 200 ilL asamaskorbat 1 % 200 ilL larutan H2S04 0,02 N,


PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, Rabu 11 September 2013

@>batan

0,400 T~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~: ~:~:~: ~~~:~:~: ~:~:~]

Gambar 2. Serapan kompleks Ti-H202 pada variasikonsentrasi asam sulfat

Gambar 1. Variasi konsentrasi pengompleks H202(%) terhadap Ti 25 Ilg/mL

0,350 I. ", .. I0.00 0.15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1.05 1,20 1,35

H..o, (%)

Serapan

:::~::::

::::~::::.

0,365

0.360

0,355

0,370

0,380

0.375

0.370

0,360

0,390

0.380

0,350 I , , , " , :0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25

Konsentrasi H2S04 (M)

Uji selektivitas pengaruh Zr terhadapanalisis Ti

Selektivitas suatu metode adalah

kemampuannya yang hanya mengukur zat tertentusaja secara cermat dan seksama dengan adanyakomponen-komponen lain yang mungkin ada dalammatriks sampel. Dalam percobaan ini unsur mayoradalah zirkonium, sehingga dipelajari pengaruhzirkonium terhadap Ti 25 ppm. Selektivitasditentukan dengan membandingkan hasil analisis Iiyang mengandung matriks Zr dengan tanpa matriks.Penyimpangan hasil merupakan selisih dari hasil ujikeduanya. Pengaruh matriks zirkonium terhadappengujian Ti 25,0 ppm, data percobaan ditunjukkanT abel 1.

konsentrasi H2S04 (M) terhadap serapanditunjukkan pada Gambar 2.

Dari percobaan diperoleh bahwa padakonsentrasi H2S04 0,25-0,75M, serapan masih naik,sedangkan pada 1,0 dan 1,25 M serapannyaterbesar, sehingga diperoleh konsentrasi H2S04optimum 1,0 M.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penentuan titanium secara kolorimetri

dengan pengompleks hidrogen peroksidaberdasakan terbentuknya senyawa kompleksberwama kuning yang diperkirakan adalah[Ti02(S04h]2+ atau [Ti(H202ht+·(6,7) Dilakukanoptimasi metode analisis unsur Ti dan validasimetode analisis. Validasi metode denganmenentukan batas deteksi, uji selektivitas denganmempelajari pengaruh unsur mayor zirkonium,penyiapan larutan sampel dengan pelarutan,pemisahan zirkonium dengan unsur pengotor.

Optimasi konsentrasi pengompleks H202

Variasi konsentrasi pengompleks terhadaplarutan Ti(IV) 25 mg/L., dengan konsentrasi H202 :0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 % dan

serapan dicatat untuk setiap variasi volume pada A.

400 nm. Kurva konsentrasi pengompleks (%)terhadap serapan ditunjukkan pada Gambar 1.

Optimasi konsentrasi H2S04

Optimasi asam sulfat terhadap larutan Ti 25llg/mL., dengan variasi konsentrasi 0,25 0,50 0,751,01,25 1,50 1,75 dan 2,0 M. Serapan dicatat untuksetiap variasi konsentrasi pada A. 400 nm. Kurva

kemudian ditambah 200 ilL pereaksi eriokromsianin 0,13 %. Larutan ditambah akuabides volumeditepatkan, didiamkan 7 menit kemudian diukurabsorbansinya pada A. 536 nm. Dibuat kurvakonsentrasi terhadap absorbansi, dihitung slope (b),intersep (a) dan koefisien. korelasi (r)

Preparasi cuplikan untuk analisis AI.

Cuplikan zirkonil klorida dipanaskan dalamoven pada suhu 80°C selama 1 jam. Setelah dinginditimbang tepat 0,400 gram, dimasukkan ke dalamlabu takar 10 mL, ditambah 1 mL H2S04 5 M,diencerkan dengan akuades hingga tanda. Larutanyang terjadi konsentrasi Zr 10,0285 g/L dalam asamsulfat 0,5 M. Larutan dimasukkan ke dalamerlenmeyer, ditambah 10 mL 30% Tri-n-oktilarnin70% kerosen diekstraksi 15 menit, dipisahkanantara fase organik dan fase air. Fase airdiperkirakan masih mengandung sedikit zirkoniumdipisahkan dengan diendapkan menggunakanNaOH berlebihan. Zirkonium mengendap sebagaiZr(OH)4 yang tidak larut dalam kelebihan pereaksi.Sedangkan Al ikut mengendap sebagai AI(OHh,tetapi larut dalam kelebihan pereaksi, ini merupakanperbedaan antara Zr dengan AI(7).Fase air dipipet 5mL ditambah 3 mL NaOH 10% diaduk sambil

dipanaskan, terbentuk endapan putih, kemudiandisaring., filtrat ditambah akuades hingga 10 mL,dianalisis kadar Al-nya.


~

batan


Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, Rabu, 11 September 2013

Tabel1. Serapan Ti 25 ppm tanpa adanyazirkonium dan dengan adanya zirkonium

Larutan mengandlll1g Ti 25,0 ppm dengan adanyaZr 250 ppm Tabel 1. menyebabkan penyimpanganhasil sebesar 5 %, jadi adanya zirkonium 10 kalinya

mulai menganggu.

Kurva standar Ti

KUlVastandar Ti dibuat kisaran konsentrasi 1,0-5,0Ilg/mL. Diamati serapannya pada A 400 nmterhadap blanko, dibuat kurva antara konsentrasi Titerhadap serapan ditlll1jukkan pada Gambar 3.

No

TiZrAKons.TiBias

!(ppm)(ppm)0400 nm(ppm)(%)

1

25,0 -0,36324,586-1,655

2

25,0 -0,36824,944-0,226

3

25,0 -0,36724,872-0,512

4

25,0 1250,38326,0154,898

5

25,0 2500,38426,0875,186

6

25,0 5000,39326,7307,779

.7

25,0 7500,39626,9448,644

8

25,0 10000,40227,37310,373

9

25,0 12500,40227,37310,373

10

25,0 25000,42629,08817,288

Dari kurva standar Ti diperoleh hubunganlinier antara konsentrasi (X) terhadap serapan (Y)dengan persamaan garis Y = 0,0 105 X + 0,0017,koefisien korelasi (r) = 0,9999

Analisis Ti dalam zirkonil klorida.

Cuplikan zirkonil klorida ditimbang tepat0,500 g, dilarutkan dengan 4,0 mL akuabides,ditambah 2,0 mL H2S04 5 M dan 0,5 mL H202 6%,terjadi kompleks Ti dengan H202 berwarna klll1ing.Larutan mengandung zirkonium ditambah 2 mLH3P04 1,8 M dan akuabides hingga volume tepat 10mL. Terbentuk endapan putih dari Zr(HP04)2 atauZrO(H2P04h,(7). Ketika kedua campuran H202 danasam fosfat ditambahkan ke dalam larutan yang

Kans.Ti Kons. Ti Kadar Ti

o I m I

50,0952.9.!9_~91 ~50 .__44,3810 0,0444 0,0044... "-. ----46,2857 0,0463 0,0046

48,1905 0,0482 0,0048.............. --- - .

50,0952 0,0501 0,0050--_.- .•.•......... -.-------50,0952 0,0501 0,0050--- ~_._ _ ..__ - -••......•..-- - .

46,2857 0,0463 0,0046

47,918 ~047~ .. 0,0048~ 9.!.QQ?~.. Q,oogL4,830

No Serapan·Kons. TiregKans.TiKans. TiKadar Ti

o 400 nn

(0 g/mL)(0 gIg)(mg/g)(%)

1

0,0322,372547,451.....g!.Q~.?? .....~04L2

0,0322,372547,4510,04750,0047

3

0,0312,307246,1440,04610,0046

4

0,0322,372547,4510,04750,0047

Rerata =

47,1240,04720,00468

Sd =

0,6540,00070,00005

*Konsentrasi.Tireg dihitlll1g dengan persamaan Y =0,0153 X - 0,0043 r= 0,99951Kadar Ti dalam zirkonil klorida produk lokal rata-rata0,0472 ± 0,007 mg/g.

Uji presisi analisis TiUji presisi dilakukan dengan menghitlll1g

koefisien variasi (KV) dari standar deviasi terhadapanalisis tujuh larutan cuplikan, data percobaanditlll1jukkan pada tabel3.

Tabel3. Uji presisi analisis kadar Ti

mengandlll1g zirkonium, yang membentuk endapanfosfat adalah zirkonium. Endapan disaring filtratdianalisis pada A400 nm ditentukan kadar Tidengan teknik plot kurva standar, hasil analisiskadar Ti disajikan pad a Tabel 2.

Tabel2. Hasil analisis kadar Ti dalam zirkonilklorida lokal

Uji perolehan kembali (recovery)

Uji akurasi dilakukan dengan caramenganalisis kadar Ti dibuat 7 buah larutan.Masing-masing ditambah dengan 250 ilL larutanstandar Ti 1000 mg/L (2,50 llg/mL), dilakukanpreparasi seperti pada pembuatan kurva standar.Dihitung konsentrasi Ti da\am sampe\ sebe\um dansetelah diadisi menggunakan persamaan regresi darikurva standar, data percobaan ditunjukkan padaTabel4.

N Serapan Kans.regra.000 u/mL

_1 0,028 2,505

2 0,025 2,219

3 0,026 2,314

4 0,027 2,410

C'- :::0:028 2,S056 0,028 2,505•••_ ••••• _·••_ •••••__ H. _

7 0,026 2,314

Rerata 2,3959Sd

%KV

5,00

llg/mL

Y = 0,0105 X + 0,0017R = 0,9997

Serapan0,060

0,050

0,040

0,030

0,020

0,010

0,000

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00

Konsentrasi Ti (mg/L

Gambar 3. KUlVa standar Ti 1,0 - 5,0dalam suasana asam sulfat


PRO SIDING SEl\1INARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, Rabu 11 September 2013

@>batan

Gambar 5. Pengaruh konsentrasi pengomplekseriokrom sianin 0,01 % terhadap serapanAI 250 )..lg/L

Dari Gambar 5, diperoleh bahwa padapenambahan pengompleks 0,5 hingga 1,5 mLserapan masih naik, ligan belum cukupmengompleks logam AI. Setelah penambahan 2,0mL serapan naik dan jumlah ligan telah

mengompleks seluruh logam AI, sehingga direrolehpengompleks optimum 2,0 mL atau 3,73.10- M.

Kurva standar AI

Kurva standar Al dibuat dengan kisarankonsentrasi 20-100 )..lg!L.Diamati serapannya padaA 534 nm terhadap larutan blanko, dibuat kurvaantara konsentrasi AI ()..lg!L) terhadap serapanditunjukkan pada Gambar 6.

_____________________________II

...-----------.---

----------====~~:;:--=::::::;::::==-~1.---~----------------------------------------------I ,ii

0.000o

- ~~~~=--=~~~------~-~-=---.---.-J....,.- ---- --__. u_.

--==----T~-·--====~·~·~·~_·__ Y = 0 ---.-----_Z ~=o',~~~~~:---.-.-.--·-- ..· .. 1

3.0

100

2.51.5 2.0Vol. Eriokrom 0,01% (mL)

20 40 60 80Konsentrasi (ppb)

1.0

Serapan

0.200

0.100

0.050

0.150

0.300

0.250

0.600

0.800

0.000

0.5

0.200

0,400

No. SerapanTi dalamons.regHasil Ujiecoveryo 400nm

sampeladisi(0 g/mL)(%)(0 o/mU

ID o/mL\

1

0,0482,39594,40952,013680,54,,· ..... _..._M·· ... ·M......... ·

......... - ..---.2

0,0492,39594,50482,108884,35_.-------.....................................----.- .................-_.-

3 0,0502,39594,60002,204188,16- ..- ....---...,........ -............... ""...... ............ -...----

40,0492,39594,50482,108884,35

.---..-,.."............

... ---5

0,0532,39594,88572,489899,59................ --..-.....

-..--.,---6

0,0522,39594,79052,394695,78..........--.......

----.7

0,0552,39595,07622,6803107,21

Rerata

=91,43

Sd

=9,695

$erapan0.450

0.400

0.350---.--.-.--~\-----.-----

~.~:~-:~~:::-=-~--·-:~i~~=:~::.:~==~~~~~

~:::~==--=ii~==--\\.~==--0,050 /'"" ~ -~ _MOO +-~-"':,...,~~+_~~+_~~ .•.....- ......•,.......~'__I

460 500 520 540 560 560 600Panjang Gelombang 10m ~

Optimasi am11isis AI

Panjang gelombang maksimum dan waktukestabilan kompleks

Penentuan panjang gelombang kompleksAI dengan eriokrom sianin dalam larutan buferasetat pH 6,0 dengan mengukur serapan pada A 400nm hingga 600 nm, spektra ditunjukkan Gambar 4,dari spektra diperoleh puncak serapan tertinggi padaA 534 nm.

Tabel4. Uji perolehan kembali Ti dalam sampelyang diadisi dengan 2,50 )..lg/mL

Gambar 4. Spektra kompleks AI-eriokromsianin R dalam bufe asetat pH 6,0

Waktu kestabilan kompleks diamati darimenit ke 2 hingga 30 menit dari saat direaksikandengan pengompleks eriokrom sianin. Daribeberapa kali percobaan diperoleh bahwa serapanstabil sesaat yaitu pada 7-10 menit, setelah iniserapan kurang stabil, semakin turun denganbertambahnya waktu ..

Optimasi konsentrasi pengompleks

Dilakukan variasi volume pengomplekseriokrom sianin 0,01%, terhadap larutan Alkonsentasi 250 0 g/L. Volume pengompleks (mL) :0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 dan 3,0 serapan dicatat untuksetiap variasi volume pada A 534 nm. Kurva antaravolume pengompleks (mL) terhadap serapanditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 6. Kurva standar aluminium 20 - 100 )..lg/Ldalam bufer asetat pH 6,0

Dari kurva standar AI diperoleh hubunganlinier antara konsentrasi (X) terhadap serapan Y,dengan persamaan garis regresi Y = 0,003 X 0,009, koefisien korelasi (r) = 0,9999

Penentuan batas deteksi AI

Kurva standar Al konsentrasi 0,10 hingga0,30 ppm diperoleh persamaan regresi linier Y=1,8211 X + 0,00234 r = 0,998. Batas deteksi Alyang ditentukan dengan cara kurva standar didapat0,020 ppm, dengan cara pengukuran delapan buahlarutan blanko diperoleh 0,027 ppm.


@batan

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi.

Pusat Teknologi Akselerator dan ProsesBahanYogyakarta, Rabu, 11 September 2013

Analisis kadar AI dalam fase air dariekstraksi larutan cuplikan zirkonil klorida.

Tabel 5. Hasil analisis kadar AI dalam zirkonil

klorida produk lokal

NoSerapan'Kons. regKons. AIKons.AIKadar)

D 534 n(ppm)(D q/q)(mq/q)(%

1

0,060 0,026626,590,02660,0027-.--.- ...... ---.

20,065 0,028328,310,02830,0028.-.--. 3 0,060 0,026626,590,02660,0027

4

0,067 0,029028,990,02900,0029

5

0,068 0,029329,340,02930,0029

6

0,066 0,028728,650,02870,0029.--. 7 0,068 0,029329,340,02930,0029

Rerata =

28,260,02830,0028

Sd =

1,200,00120,0001

*Kons.regdihitung dengan persamaan :Y = 2,9129 X - 0,0175 Kadar AI dalam zirkonilklorida 0,0283 ±0,0012 mg/g.

Uji akurasi AI (recovery)Perolehan kembali (recovery) dilakukan

dengan menganalisis AI dalam filtrat, dipipet 0,5mL dibuat 8 buah larutan. Masing-masing ditambahdengan 50 ~L larutan standar AI 10 mg/L (0,050mg/L), dilakukan preparasi seperti pada pembuatankurva standar. Dihitung konsentrasi AI dalamsampel sebelum dan setelah diadisi menggunakanpersamaan regresi dari kurva standar, data percobaan uji perolehan kembali ditunjukkan pada Tabel 6.

Tabel 6. Uji recovery terhadap 0,05 mg/L AI yangdiadisikan ke dalam cuplikan

SerapanAI dalamHasil uji*PerolehanRecovery

NoD 534nmSampelAdisiKembali(%)

(mglL)(mqlL)(mg/L)

1

0,191 0,02830,0716...._..9..!Q..~.~.386,612

0,189 0,02830,07090,04?685,243

0,196 0,0283.9..t91.R_._Q,!M.?O90,044

0,199 0,02830,0743_ ...Q,Q46L_92,105

0,195 0,0283_Qi~.??~__.. .Q,Q~_.89,366

0,194 0,0283"Q,Q'?'?§".."" .Q,Q4.4~._88,677

0,198 0,0283"Q,Q1.4.9.." ....9!Q4.~.?,,"91,428

0,197 0,0283".9-,Q?~§_._.Q.9:!~ __90,739

0,191 0,02830,07160,043386,61

Rerata = 89,27 ~ 2,36 %

*) Dihitung dengan persamaan Y = 2,9129 X - 0,0 175

Konsentrasi AI dalam sampel rerata 0,0283mg/L. Larutan standar AI yang ditambahkan kedalam sampel adalah 0,050 mg/L (0,05 mL AI 10mg/L dalam volume akhir 10 mL). Dari Tabel 6.diperoleh bahwa uji recovery terhadap 8 buahlarutan standar Al 0,05 mg/L yang ditambahkan kedalam sampel adalah 89,27 ± 2,36 %. Sedangkan

presisi ditentukan dengan menghitung koefisienvariasi dari sirnpangan baku (0') pengulangan 7 kalipengujian, diperoleh konsentrasi AI rerata 0,028 ±0,0012 mg/g, sehingga koefisien variasi (KV) =

0,0012 x 100 = 4,29 %.0,028

KESIMPULAN

Serapan maksimum kompleks Ti denganH202 pada panjang gelombang (A.) 400 nm, waktukestabilan kompleks 5-30 menit, konsentasi H202

optimum 0,3%. Larutan mengandung Ti 25,0 ppmdengan adanya Zr 150 ppm menyebabkanpenyimpangan sebesar 1,7%, konsentrasi zirkonium10 kalinya mulai menganggu menyebabkanpenyimpangan 5 %. Pemisahan zirkonium dengantitanium dengan cara Ti dikompleks dengan H202 danzirkonium diendapkan dengan H3P04, dipisahkandengan disaring. Kadar Ti dalam zirkonil kloridaadalah 0,048 ± 0,002 mg/g. Uji presisi analisis Titerhadap 7 larutan sampel diperoleh 4,8% dan ujirecovery diperoleh 91,43 ± 9,70 %.

Serapan maksimum kompleks AI denganeriokrom sianin dalam larutan bufer asetat pH 6,0pada panjang gelombang (A.) 536 nm, konsentrasieriokrom sianin 3,73.10-5 M. Cuplikan zirkonilklorida 0,400 g dalam 10 mL asam sulfat 0,5 M,diekstraksi dengan 30% TNOA-kerosen, fase airdianalisis, kadar AI dalam zirkonil klorida rerata0,0283 ± 0,0012 mg/g. Uji presisi analisis Alterhadap 7 larutan cuplikan diperoleh 4,29 % danrecovery 89,27 ± 2,36 %.

DAFT AR PUST AKA

I. MAIRODI., Proses Pembuatan Bahan SodiumZircon ate Dari Zircon Sebagai Bahan BakuPembuatan Zirconia. Theses From JBPTITBTF,Program Teknik Fisika ITB, Maret 2007.http://digilib. tf.itb. ac

2. DWI RETNANI SUDJOKO, PembuatanZirkonia Kestabilan Parsial Dengan CaraPengendapan., Prosiding PPI PDIPTN, PTAPB,BAT AN Yogyakarta, 2008.

3. POERNOMO H., Informasi Umum Zirkonium,Pusat Teknologi Akseleator dan Proses Bahan,BAT AN, Yogyakarta, April 2012.

4. ANONIM; Standard Method for TheExamination of Water arid Waste Water, APHAStandard Methods, 18th Edition, 1992.

5. WOOD D.F., JONES J.T., Spectrophotometricdetermination of small amounts of titanium inzirconium alloys, hafnium, niobium and othermetals, with diantipyrinylmeth. AnalvticaChimica Acta Vo1.47. Issue 2, September 1969



Pusot Teknologi Akselerotor don Proses BahanYogyakarta, Rabu 11 September 2013

~

batan

6. SANDEL, E.B., and ONISHI, H., "PhotometricDetermination of Trace of Metals GeneralAspects ", Fourth edition, Part I, Thon Willey andSons Publishers, Inc., New York 1978.

7. VOGEL'S., Textbook of Quantitative InorganicAnalysis, Fourth Edition 1978. , ISBN 0-58240710-9

8. RUSYIDI, S., Metoda Analisis Titanium DalamIlmenit Bangka Dengan Pereaksi PerhidrolSecara Spektrofotometri. Prosiding SeminarGeologi Nuklir dan Sumber Daya Tambang,P2BGGN BATAN, 2004, ISBN 979-8769-12-D,http://www.dbriptek.ristek.go.id

9. YOKY EDY SAPUTRA., Verifikasi dan ValidasiMetoda di Laboratorium, Juli 2009,http://en,wikipedia.org/wiki/accuracy and precision.

10. ANONIM., Validasi Metode Pengl!iian,hUp://ivakuvagava.wordpress.com diakses02/12/2009

TANYA JAWAB

Anna R~ Terbentuk warna kuning pada analisis Ti

disebabkan oleh apa?~ Apakah nantinya warna kuning tersebut

permanen?~ Apakah timbulnya warna kuning adalah yang

diinginkan ?

Purwanto A<} Pada analisis titanium dengan pereaksi H2 O2

terbentuk kompleks berwarna kuning darisenyawa [Ti02(S04)d2+ atau [Ti(H20~d4+

<} Pada analisis spektrofotometri, memangdiperlukan/dibuat menjadi senyawa berwarna(chromophor) agar menyerap sinar padadaerah panjang gelombang UV atau visible.

<} Bila unsur yang akan dianalisa dalam larutantidak berwarna, maka ditambah zat pembentukwarna (dye agent) agar terjadi komplekssenyawa berwarna. Keuntungan penggunaanpengompleks warna sensitivitasnya menjaditinggi dan batas deteksinya menjadi rendah.

MV Purwani~ Pada tata kerja sebaiknya dibuat dalam blok

diagram~ Apa kegunaan ekstraksi?~ Bagaimana ketelitian dan ketepatannya analisis

Ti jika dibanding dengan AAS?Purwanto A

Analisis Al dalam Zirkonil klorida

<} Dilakukan ekstraksi dengan tujuanmemisahkan Zr dari unsur-unsur pengotornya.

Logam pengotor (AI) berada pada fase air,untuk dianalisis sedangkan zirconium beradadalam fase organik. Meskipun Zr tidakterekstraksi 100% ke fase organic, masih adasebagian yang tinggal dalam fase air bersamadengan AI, namun masih ada toleransi saat zrmengganggu dalam analisis AI.

<} Analisis Ti dengan UV- VIS ini dilakukan tahun2012, saat itu AAS belum dapat menganalisisTi karena tidak ada lampu Ti. Belum dilakukanevaluasi hasil analisis Ti antara AAS denganUV- Vis.


pro siding seminar penelitian dan pengelolaan ......batan pro siding seminar penelitian dan...

Documents