SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM (AAS)

Spektrofotometri Serapan atom (AAS) adalah suatu metode analisis untuk penentuan unsur-

unsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada penyerapan (absorpsi) radiasi oleh atom-atom

bebas unsur tersebut.

Sekitar 67 unsur telah dapat ditentukan dengan cara AAS. Banyak penentuan unsur-unsur logam

yang sebelumnya dilakukan dengan metoda polarografi, kemudian dengan metoda

spektrofotometri UV-VIS, sekarang banyak diganti dengan metoda AAS.

Keuntungan metoda AAS adalah:

•Spesifik

•Batas (limit) deteksi rendah

•Dari satu larutan yang sama, beberapa unsur berlainan dapat diukur

•Pengukuran dapat langsung dilakukan terhadap larutan contoh (preparasi contoh sebelum

pengukuran lebih sederhana, kecuali bila ada zat pengganggu)

•Dapat diaplikasikan kepada banyak jenis unsur dalam banyak jenis contoh.

•Batas kadar-kadar yang dapat ditentukan adalah amat luas (mg/L hingga persen)

a.Prinsip Pengukuran dengan Spektrofotometer Serapan Atom

Spektrofotometri serapan atom (AAS) adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada proses

penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state).

Penyerapan tersebut menyebabkan tereksitasinya elektron dalam kulit atom ke tingkat energi

yang lebih tinggi. Keadaan ini bersifat labil, elektron akan kembali ke tingkat energi dasar sambil

mengeluarkan energi yang berbentuk radiasi.

Dalam AAS, atom bebas berinteraksi dengan berbagai bentuk energi seperti energi panas, energi

elektromagnetik, energi kimia dan energi listrik. Interaksi ini menimbulkan proses-proses dalam

atom bebas yang menghasilkan absorpsi dan emisi (pancaran) radiasi dan panas.

Radiasi yang dipancarkan bersifat khas karena mempunyai panjang gelombang yang

karakteristik untuk setiap atom bebas.

Adanya absorpsi atau emisi radiasi disebabkan adanya transisi elektronik yaitu perpindahan

elektron dalam atom, dari tingkat energi yang satu ke tingkat energi yang lain.

Absorpsi radiasi terjadi apabila ada elektron yang mengabsorpsi energi radiasi sehingga

berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Emisi terjadi apabila ada elektron yang berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah sehingga

terjadi pelepasan energi dalam bentuk radiasi.

Panjang gelombang dari radiasi yang menyebabkan eksitasi ke tingkat eksitasi tingkat-1 disebut

panjang gelombang radiasi resonansi. Radiasi ini berasal dari unsur logam/metaloid.

Radiasi resonansi dari unsur X hanya dapat diabsorpsi oleh atom X, sebaliknya atom X tidak

dapat mengabsorpsi radiasi resonansi unsur Y. Tak ada satupun unsur dalam susunan berkala

yang radiasi resonansinya menyamai unsur lain.

Hal inilah yang menyebabkan metode AAS sangat spesifik dan hampir bebas gangguan karena

frekuensi radiasi yang diserap adalah karakteristik untuk setiap unsur. Gangguan hanya akan

terjadi apabila panjang radiasi resonansi dari dua unsur yang sangat berdekatan satu sama lain.

Atomisasi

Ada tiga cara atomisasi (pembentukan atom) dalam AAS :

1.Atomisasi dengan nyala

Suatu senyawa logam yang dipanaskan akan membentuk atom logam pada suhu ± 1700 ºC atau

lebih. Sampel yang berbentuk cairan akan dilakukan atomisasi dengan cara memasukan cairan

tersebut ke dalam nyala campuran gas bakar. Tingginya suhu nyala yang diperlukan untuk

atomisasi setiap unsur berbeda.

Beberapa unsur dapat ditentukan dengan nyala dari campuran gas yang berbeda tetapi

penggunaan bahan bakar dan oksidan yang berbeda akan memberikan sensitivitas yang berbeda

pula.

Syarat-syarat gas yang dapat digunakan dalam atomisasi dengan nyala:

•Campuran gas memberikan suhu nyala yang sesuai untuk atomisasi unsur yang akan dianalisa

•Tidak berbahaya misalnya tidak mudah menimbulkan ledakan.

•Gas cukup aman, tidak beracun dan mudah dikendalikan

•Gas cukup murni dan bersih (UHP)

Campuran gas yang paling umum digunakan adalah Udara : C2H2 (suhu nyala 1900 – 2000 ºC),

N2O : C2H2 (suhu nyala 2700 – 3000 ºC), Udara : propana (suhu nyala 1700 – 1900 ºC)

Banyaknya atom dalam nyala tergantung pada suhu nyala. Suhu nyala tergantung perbandingan

gas bahan bakar dan oksidan.

Hal-hal yang harus diperhatikan pada atomisasi dengan nyala :

1.Standar dan sampel harus dipersiapkan dalam bentuk larutan dan cukup stabil. Dianjurkan

dalam larutan dengan keasaman yang rendah untuk mencegah korosi.

2.Atomisasi dilakukan dengan nyala dari campuran gas yang sesuai dengan unsur yang dianalisa.

3.Persyaratan bila menggunakan pelarut organik :

•Tidak mudah meledak bila kena panas

•Mempunyai berat jenis > 0,7 g/mL

•Mempunyai titik didih > 100 ºC

•Mempunyai titik nyala yang tinggi

•Tidak menggunakan pelarut hidrokarbon

Pembuatan atom bebas dengan menggunakan nyala (Flame AAS)

Contoh: Suatu larutan MX, setelah dinebulisasi ke dalam spray chamber sehingga terbentuk

aerosol kemudian dibawa ke dalam nyala oleh campuran gas oksidan dan bahan bakar akan

mengalami proses atomisasi

2.Atomisasi tanpa nyala

Atomisasi tanpa nyala dilakukan dengan mengalirkan energi listrik pada batang karbon (CRA –

Carbon Rod Atomizer) atau tabung karbon (GTA – Graphite Tube Atomizer) yang mempunyai 2

elektroda.

Sampel dimasukan ke dalam CRA atau GTA. Arus listrik dialirkan sehingga batang atau tabung

menjadi panas (suhu naik menjadi tinggi) dan unsur yang dianalisa akan teratomisasi. Suhu dapat

diatur hingga 3000 ºC. pemanasan larutan sampel melalui tiga tahapan yaitu :

•Tahap pengeringan (drying) untuk menguapkan pelarut

•Pengabuan (ashing), suhu furnace dinaikkan bertahap sampai terjadi dekomposisi dan

penguapan senyawa organik yang ada dalam sampel sehingga diperoleh garam atau oksida

logam

•Pengatoman (atomization)

3.Atomisasi dengan pembentukan senyawa hidrida

Atomisasi dengan pembentukan senyawa hidrida dilakukan untuk unsur As, Se, Sb yang mudah

terurai apabila dipanaskan pada suhu lebih dari 800 ºC sehingga atomisasi dilakukan dengan

membentuk senyawa hibrida berbentuk gas atau yang lebih terurai menjadi atom-atomnya

melalui reaksi reduksi oleh SnCl2 atau NaBH4, contohnya merkuri (Hg).

Skema peralatan AAS

1.Sumber radiasi berupa lampu katoda berongga

2.Atomizer yang terdiri dari pengabut dan pembakar

3.Monokromator

4.Detektor

5.Rekorder

a.Sumber radiasi resonansi

Sumber radiasi resonansi yang digunakan adalah lampu katoda berongga (Hollow Cathode

Lamp) atau Electrodeless Discharge Tube (EDT). Elektroda lampu katoda berongga biasanya

terdiri dari wolfram dan katoda berongga dilapisi dengan unsur murni atau campuran dari unsur

murni yang dikehendaki. Tanung lampu dan jendela (window) terbuat dari silika atau kuarsa,

diisi dengan gas pengisi yang dapat menghasilkan proses ionisasi. Gas pengisi yang biasanya

digunakan ialah Ne, Ar atau He.

Pemancaran radiasi resonansi terjadi bila kedua elektroda diberi tegangan, arus listrik yang

terjadi menimbulkan ionisasi gas-gas pengisi. Ion-ion gas yang bermuatan positif ini menembaki

atom-atom yang terdapat pada katoda yang menyebabkan tereksitasinya atom-atom tersebut.

Atom-atom yang tereksitasi ini bersifat tidak stabil dan akan kembali ke tingkat dasar dengan

melepaskan energi eksitasinya dalam bentuk radiasi. Radiasi ini yang dilewatkan melalui atom

yang berada dalam nyala.

b.Atomizer

Atomizer terdiri atas Nebulizer (sistem pengabut), spray chamber dan burner (sistem pembakar)

•Nebulizer berfungsi untuk mengubah larutan menjadi aerosol (butir-butir kabut dengan ukuran

partikel 15 – 20 µm) dengan cara menarik larutan melalui kapiler (akibat efek dari aliran udara)

dengan pengisapan gas bahan bakar dan oksidan, disemprotkan ke ruang pengabut. Partikel-

partikel kabut yang halus kemudian bersama-sama aliran campuran gas bahan bakar, masuk ke

dalam nyala, sedangkan titik kabut yang besar dialirkan melalui saluran pembuangan.

•Spray chamber berfungsi untuk membuat campuran yang homogen antara gas oksidan, bahan

bakar dan aerosol yang mengandung contoh sebelum memasuki burner.

•Burner merupakan sistem tepat terjadi atomisasi yaitu pengubahan kabut/uap garam unsur yang

akan dianalisis menjadi atom-atom normal dalam nyala.

c.Monokromator

Setelah radiasi resonansi dari lampu katoda berongga melalui populasi atom di dalam nyala,

energi radiasi ini sebagian diserap dan sebagian lagi diteruskan. Fraksi radiasi yang diteruskan

dipisahkan dari radiasi lainnya. Pemilihan atau pemisahan radiasi tersebut dilakukan oleh

monokromator.

Monokromator berfungsi untuk memisahkan radiasi resonansi yang telah mengalami absorpsi

tersebut dari radiasi-radiasi lainnya. Radiasi lainnya berasal dari lampu katoda berongga, gas

pengisi lampu katoda berongga atau logam pengotor dalam lampu katoda berongga.

Monokromator terdiri atas sistem optik yaitu celah, cermin dan kisi.

d.Detektor

Detektor berfungsi mengukur radiasi yang ditransmisikan oleh sampel dan mengukur intensitas

radiasi tersebut dalam bentuk energi listrik.

e.Rekorder

Sinyal listrik yang keluar dari detektor diterima oleh piranti yang dapat menggambarkan secara

otomatis kurva absorpsi.

Diposkan oleh Chica Mayonnaise di Minggu, Maret 14, 2010

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.

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.

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.

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.

c. 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.

d. 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 berbeda-beda 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.

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.

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.

Biasanya menjadi pilihan untuk analisis menggunakan AAS,. temperarur nyala-nya yang lebih

rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar

pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan. 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:

a. Mengubah sembarang jenis sampel menjadi uap atom fasa-gas dengan sedikit perlakuan atau

tanpa perIakuan awal.

b. Me!akukan seperti pada point 1) untuk semua elemen (unsur) dalam sampel pada semua level

konsentrasi.

c. Agar diperoleh kondisi operasi yang identik untuk setiap elemen dan sampel.

d. Mendapatkan sinyal analitik sebagai fungsi sederhana dari konsentrasi tiap¬-tiap elemen.

yakni agar gangguan(interfererisi) dan penganih matriks (media) sampel menjadi minimal.

e. Memberikan analisis yang teliti (precise) dan tepat (accurate).

f. Mendapatkan harga beli, perawatan dan pengoperasian yang murah.

g. Memudahkan operasi.

2. SISTEM ATOMISASIDENGAN 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 atomisas

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.

Jangan menggunakan media klorida, lebih baik gunakan nitrat 2. Sulfat dan fosfat bagus untuk

pelarut sampel, biasanya setelah sampel ditempatkan dalam tungku. Gunakan cara adisi sehingga

bila sampel ada interferensi dapat terjadi pada sampel dan standard.

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.

(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 yangdisebabkan 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 sampe

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).

PROSEDUR KERJA

2.1. Alat dan Bahan

2.1.1 Alat yang digunakan :

a. Sumber sinar

b. Atomizer

c. Detector

d. Labu ukur

e. Pipet tetes

f. Pipet volume

g. Beaker glass

h. Batang pengaduk

2.1.2 Bahan yang digunakan :

a. Larutan logam Pb 1 ppm

b. Larutan logam Pb 2 ppm

c. Larutan logam Pb 2 ppm

d. Larutan unknow

Sebagai gas pembakar dan oksidan yang digunakan adalah :

1. AcetyleneUdara

2. Acetylene N2O

3. Acetylene Oksigen

4. H2 Udara

5. H2 N2O

6. H2 Oksigen

7. Propana Udara

2.2. Prosedur Kerja

Sebelum penekanan power switch :

a. Display switch ke check

b. Scan speed switch ke manual

c. Ekspansi knop skala 1,00 (x1)

d. A.A Zero skala 10,00

e. Mode ke FE

f. Lamp current ke skala 0

g. FE Zero ke arah jarum jam (habis)

Sebelum pengaliran gas :

a. Pilih jenis gas yang akan digunakan

b. Buang air pada tangki air, bila diatas level yang ditentukan (perhatikan volume tangki sedikit

diatas garis strip)

c. Putar presurre control berlawanan arah sampai %

d. Flame monitor ke on-of

e. Level monitor ke udara

f. Atur flow gas yang dipakai : udara.

Menghidupkan lampu katoda :

a. Tekan power switch ke ON

b. Pasang lampu dan sesuaikan ke tempatnya

c. Longgarkan skrupnya dan atur sehinnga posisi lampu lurus ke poros opticalnya.

d. Sesuaikan lampu current menurut yang dikehendaki

e. Setelah pengaturan panjang gelombang dan slit width tepatkan pada posisi lampu sehingga

skala meteran maximum.

f. Lampu dapat digunakan untuk analisa setelah pemanasan 10 menit mengaturan slit width dan

panjang gelombang :

pengaturan slit width dan panjang gelombang :

a. Atur response 1

b. Atur slit width menurut yang dikehendaki

c. Atur A.a Zero antara 3, 5-4-3

d. Tepatkan dengan FE Zero kontrol, sehingga skala meteran pembacaan dibawah 100 (=80)

lampu z monitor seperti padam.

e. Putar perlahan-lahan panjang gelombang sehingga diperoleh harga maximum pada skala

pembacaan

Ignisi :

a. Perhatikan kembali skala-skala pengaliran gas, sesuaikan dengan tabel.

b. Putar flow kontrol sesuai arah jam (habis) dan akan terlihat knop warna merah.

c. Tekan ignisi sehingga terbentuk nyala.

d. .Atur nyala sehingga tingginya sesuai dengan memutar pengatur knop udara

Pengukuran :

a. Putar mode switch dari FE ke AA

b. Sambil mengaspirasikan solvent (air) display ke check tepatkan dengan AA Zero sehinnga

skala meteran menunjukkan antara 0-100 (=75). Maka zero monitor menjadi padam.

c. Putar display ke average 1, jika pada saat itu skala meteran diluar normal (-) tekan zero set.

d. Sambil aspirasi air, check sinar zero monitor jika tidak terang maka tekan zero set, secara

continiu aspirasi solvent sehingga zero set menjadi padam. Jika sinar zero monitor terang atur

dengan AA zero dengan aspirasi air sehingga air menjadi padam dan tekan zero set.

e. Aspirasi sampel dan tekan ³average start´.

f. Sesudah average start padam, stop aspirasi dan tekan ³zero set´ baca skala pembacaan

absorbansi.

Pemadaman Nyala :

a. .Aspirasi air -10 untuk membersihkan burner

b. Putar OFF preassure monitor dan flame monitor

c. tutup klran C2H2dan udara OFF

d. Putar preassure control sesuai lawan arah jarum jam(3/4)habis)

e. Tekan extinguish sampai skala meteran 0 stop nyala

f. Atur

- Expansi ke 1

- Display check ke check 1

- Mode switch ke FE 2

g. Putar lamp current ke 0 untuk memadamkan lampu katoda

h. Tekan power ke OFF

Pembuatan larutan standart logam :

Buat larutan standart logam dengan konsentrasi-konsentrasi yang sesuai dengan absorbansi AC

larutan standart yang diketahui konsentrasinya biasanya dibuat kurva kalibrasi suatu grafik

antara A vs C.

Pembuatan larutan cuplikan :

Buat larutan cuplikan menurut pelarutan bahan cuplikan yang sesuai.

Pengukuran cuplikan dilakukan menurut prosedur diatas.Dan konsentrasi larutan

cuplikan dapat ditentukan dengan bantuan grafik standar.

BAB III

GAMBAR RANGKAIAN

1.1. Gambar Peralatan

Beaker glass dan erlenmeyer

3.2. Gambar Rangkaian

3. 3. Keterangan Gambar Rangkaian

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.

a. 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.

b. Ducating

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 polusi yang

dihasilkan tidak berbahaya.

c. 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.

d. 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.

e. 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.

f. Dioda Laser

Spektrokopis penyerapan atom juga dapat dilakukan oleh laser, diode laser terytama karena sifat

baik mereka untuk spektrometri penyerapan sinar laser. Teknik ini kemudian juga disebut

sebagao diode laser spektrometri penyerapan atom (DLAAS atau DLAS), atau, karena panjang

gelombang modulasi yang sering digunakan, spertro metri penyerapan panjang gelombang

modulasi.