universitas negeri semarang 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf ·...

54
UJI VALIDITAS ANALISIS LOGAM Fe DALAM SEDIMEN SUNGAI KALIGARANG DENGAN FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROPHOTOMETER DAN INDUCTIVELY COUPLED PLASMA OPTICAL EMISSION SPECTROPHOTOMETER BERDASARKAN T-TEST Skripsi disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Kimia oleh Muhammad Naschan 4311412065 JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016

Upload: haque

Post on 08-Jul-2019

229 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

UJI VALIDITAS ANALISIS LOGAM Fe DALAM SEDIMEN

SUNGAI KALIGARANG DENGAN FLAME ATOMIC

ABSORPTION SPECTROPHOTOMETER DAN INDUCTIVELY

COUPLED PLASMA OPTICAL EMISSION

SPECTROPHOTOMETER BERDASARKAN T-TEST

Skripsi

disusun sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

oleh

Muhammad Naschan

4311412065

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

Page 2: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

ii

Page 3: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

iii

Page 4: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

iv

Page 5: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto:

Sebaik-baik manusia ialah orang yang paling berguna bagi sesama manusia

(HR. Bukhori).

Janganlah engkau terlalu banyak bergurau sebab bisa menjadikan kerasnya

hati. Hati yang keras susah menerima nasihat, susah pula menyerap ilmu

(Ahmad Musyadad, Ayahanda).

Jadilah orang yang qona’ah (menerima apa adanya) dan jangan lupa

bersyukur. Tak usah macam-macam. Tak usah iri hati ataupun dengki.

Ikhtiarlah dan tawakkallah (Zulifah, Ibunda).

Persembahan:

Untuk ayahanda Ahmad Musyadad, ibuku tercinta Zulifah, mbak

Muchamidah, mbak Fauzul Muna, Mas Khilman Najib, dan dua adik laki-

lakiku tersayang Muhammad Khoirun Nadhif dan Muhammad Anis Rofiq.

Untuk seluruh keluarga, sahabat dan teman-teman tercinta.

Page 6: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

vi

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan nikmat

dan karunia-Nya, serta kemudahan dan kelancaran, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan judul “Uji Validitas Analisis Logam Fe dalam

Sedimen Sungai Kaligarang dengan Flame Atomic Absorption Spectrophotometer

dan Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometer

berdasarkan t-test”. Skripsi ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains pada Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Negeri Semarang.

Penulis telah banyak mengalami rintangan dari awal sampai akhir dalam

menyusun skripsi ini. Berkat bimbingan, bantuan dan dukungan dari berbagai

pihak, maka segala rintangan tersebut dapat penulis atasi. Untuk itu, pada

kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

1. Rektor Universitas Negeri Semarang;

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri

Semarang;

3. Ketua Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Negeri Semarang;

4. Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si, selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan ilmu, petunjuk, arahan, bimbingan, semangat dan doa dengan

penuh kesabaran dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini;

5. Dra. Woro Sumarni, M.Si, selaku dosen pembimbing II untuk masukan dan

petunjuk sehingga skripsi ini dapat terselesaikan;

6. Dr. Endang Susilaningsih, M.S., selaku dosen penguji utama yang telah

memberikan pengarahan, kritikan yang membangun sehingga skripsi ini

menjadi lebih baik;

7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA UNNES yang telah memberikan

bekal, ilmu kepada penulis selama menjalani studi;

Page 7: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

vii

8. Kepala Laboratorium, bu Ida, mas Huda, bu Dian, bu Endah, bu Retno dan

pak Wiji yang telah memberikan fasilitas untuk penulis melakukan penelitian

dan bantuannya selama penelitian;

9. Bapak, ibu, kakak, dan adikku, serta segenap keluarga yang menjadi sumber

semangat, yang tak pernah berhenti memberi dukungan dan doa;

10. Wiji, Afria, Anisa, Retno, dan teman-teman seperjuangan yang telah banyak

membantu;

11. Sahabat rombel 2 Kimia 2012 dan teman-teman Kimia Unnes angkatan 2012

yang selalu mendukung dan memberi doa; serta

12. Semua pihak yang terlibat dalam penyusunan skripsi ini.

Demikian penyusunan skripsi ini, semoga bermanfaat bagi semua pihak

dan pembaca pada umumnya.

Semarang, Juni 2016

Penulis

Page 8: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

viii

ABSTRAK

Naschan, Muhammad. 2016. Uji Validitas Analisis Logam Fe dalam Sedimen Sungai

Kaligarang dengan Flame Atomic Absorption Spectrophotometer dan Inductively

Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometer berdasarkan T-Test. Skripsi,

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri

Semarang. Pembimbing Utama Agung Tri Prasetya, S.Si, M.Si dan Pembimbing

Pendamping Dra. Woro Sumarni, M.Si.

Telah dilakukan uji validitas terhadap dua metode analisis yaitu Flame Atomic

Absorption Spectrophotometer (FAAS) dan Inductively Coupled Plasma Optical

Emission Spectrophotometer (ICP-OES) berdasarkan t-test melalui analisis logam Fe

dalam sedimen sungai Kaligarang. Uji validitas yang dilakukan meliputi uji linieritas,

uji akurasi dan uji presisi. Uji akurasi dilakukan dengan menghitung persen recovery,

yaitu 106,87% untuk metode FAAS dan 97,97% untuk metode ICP-OES. Hasil uji

presisi metode replicability dengan FAAS dan ICP-OES berturut-turut 1,15% dan

0,65%. Sedangkan uji presisi metode repeatibility dengan FAAS diperoleh %RSD

4,02%, dan pada ICP-OES sebesar 1,69%. Sementara itu, linieritas kurva standar

diperoleh dengan FAAS sebesar 0,9997 dengan LoD dan LoQ berturut-turut 0,4360

ppm dan 1,4534 ppm. Untuk linieritas pada metode ICP sebesar 0,9999 dengan LoD

dan LoQ berturut-turut 0,2291 ppm dan 0,7635 ppm. Perhitungan konsentrasi Fe

dalam sedimen sungai Kaligarang hasil dari kedua metode FAAS dan ICP-OES

berturut-turut 104.938,7892 mg/kg dan 68.147,5714 mg/kg. Hasil uji t tidak

berpasangan menunjukkan terdapat perbedaan yang signifikan pada rerata konsentrasi

logam Fe dari kedua metode analisis. Kedua metode menunjukkan bahwa konsentrasi

logam Fe dalam sedimen sungai Kaligarang melebihi batas toleransi. Berdasarkan

hasil analisis uji validitas disimpulkan bahwa metode ICP-OES lebih baik daripada

metode FAAS.

Kata kunci: logam Fe, sedimen sungai Kaligarang, uji validasitas, t-test, FAAS, ICP-

OES

Page 9: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

ix

ABSTRACT

Naschan, Muhammad. 2016. Validity Analysis of Fe Metals in Sediments

Kaligarang’s river by Flame Atomic Absorption Spectrophotometer and Inductively

Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometer based on T-Test.

Undergraduate Thesis, Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural

Sciences, Semarang State University. Primary Supervisor Agung Tri Prasetya, S.Si,

M.Si and Secondary Supervisor Dra. Woro Sumarni, M. Si.

Validity test has been carried out against two methods with Flame Atomic Absorption

Spectrophotometer (FAAS) and Inductively Coupled Plasma Optical Emission

Spectrophotometer (ICP-OES) based on t-test through the analysis of iron metals in

the sediment of the Kaligarang’s river. Validity test was conducted on the linierity

test, accuracy and precision test. Accuracy test is done by calculating the percent

recovery, which is 106.87% for FAAS method and 97.97% for ICP-OES method.

Precision test results with replicability methods by FAAS and ICP-OES consecutive

1.15% and 0.65%. While precision test repeatibility methods by FAAS acquired

%RSD 4.02 % , and 1.69 % by ICP. Meanwhile, the linierity of the standard curve

obtained by FAAS is 0.9997 with LoD 0.4360 ppm and 1.4534 ppm for LoQ.

Linierity in ICP-OES method is 0.9999 with LoD and LoQ consecutive 0.2291 ppm

and 0.7635 ppm. Calculation of the concentrations of Fe in sediment of the

Kaligarang’s river for FAAS methods is 104,938.7892 mg/kg ppm and 68,147.57144

mg/kg by ICP method. The results of independent sample-t in the mean concentration

of Fe metals from both methods of analysis was a significant differences. Both

methods showed that the concentrations of Fe metals in sediments Kaligarang’s river

exceeds tolerable limits. Based on the results of the validity tests concluded that the

method of ICP-OES more better than FAAS method.

Keywords: iron (Fe) metal, sediment Kaligarang’s river, validity test, t-test, FAAS,

ICP-OES

Page 10: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

PERNYATAAN ............................................................................................. ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING .................................................................. iii

PENGESAHAN ............................................................................................. iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................. v

PRAKATA ..................................................................................................... vi

ABSTRAK ..................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................. x

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiv

BAB

1. PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................. 6

1.3. Tujuan Penelitian .............................................................................. 6

1.4. Manfaat Penelitian ............................................................................ 6

2. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 8

2.1. Logam berat ...................................................................................... 8

2.2. Besi (Fe) ............................................................................................ 10

2.3. Sedimen............................................................................................. 12

2.4. FAAS ................................................................................................ 13

2.5. ICP-OES ........................................................................................... 21

2.6. Validasi Metode ................................................................................ 26

2.7. Uji t ................................................................................................... 33

Page 11: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

xi

3. METODE PENELITIAN ......................................................................... 35

3.1. Lokasi Penelitian ............................................................................... 35

3.2. Variabel Penelitian ............................................................................ 35

3.3. Alat dan Bahan .................................................................................. 36

3.4. Cara Kerja ......................................................................................... 37

3. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 40

4.1. Destruksi Sampel ............................................................................. 40

4.2. Penentuan LoD, LoQ, dan Uji Linieritas ......................................... 42

4.3. Uji Akurasi ....................................................................................... 47

4.4. Uji Presisi ......................................................................................... 50

4.5. Perbandingan Validitas FAAS dan ICP-OES .................................. 52

4.6. Uji t .................................................................................................. 55

5. PENUTUP ............................................................................................... 59

5.1. Simpulan .......................................................................................... 59

5.2. Saran ................................................................................................ 60

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 61

LAMPIRAN ................................................................................................... 65

Page 12: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

xii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1.Karakteristik logam besi ............................................................................ 11

2.2.Nilai %recovery berdasarkan nilai konsentrasi sampel ............................. 31

4.1.Hasil analisis uji LoD dan LoQ pada FAAS .............................................. 43

4.2.Hasil analisis uji LoD dan LoQ pada ICP-OES ......................................... 45

4.3.Hasil analisis uji recovery dengan FAAS .................................................. 48

4.4.Hasil analisis uji recovery dengan ICP-OES ............................................. 50

4.5.Hasil analisis %RSD metode replicability pada FAAS ............................. 50

4.6.Hasil analisis %RSD metode replicability pada ICP-OES ........................ 51

4.7.Hasil analisis %RSD metode repeatibility pada FAAS ............................. 52

4.8.Hasil analisis %RSD metode repeatibility pada ICP-OES ........................ 52

4.9.Hasil uji t .................................................................................................... 56

Page 13: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1.Suatu gugusan heme .................................................................................. 9

2.2.Struktur bangun mineral magnetit dan mineral hematit ............................ 11

2.3.Tingkat energi dalam FAAS ...................................................................... 14

2.4.Komponen FAAS ....................................................................................... 17

2.5.Sumber cahaya dalam FAAS ..................................................................... 18

2.6.Mekanisme pengatomisasian ..................................................................... 19

2.7.Mekanisme spektofotometri emisi ............................................................. 22

4.1.Kurva kalibrasi larutan standar dengan FAAS .......................................... 44

4.2.Kurva kalibrasi larutan standar dengan ICP-OES ..................................... 45

Page 14: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Skema kerja penelitian ............................................................................... 65

2. Perhitungan pembuatan larutan .................................................................. 70

3. Analisis data LoD dan LoQ........................................................................ 71

4. Analisis data uji akurasi ............................................................................. 73

5. Analisis data uji presisi .............................................................................. 79

6. Analisis data uji t ........................................................................................ 82

7. Dokumentasi penelitian .............................................................................. 84

8. Denah lokasi pengambilan sampel ............................................................. 86

9. Tabel t......................................................................................................... 87

10. Hasil analisis FAAS ................................................................................... 88

11. Hasil analisis ICP-OES .............................................................................. 89

Page 15: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan pembangunan di Indonesia yang semakin pesat baik di

bidang ekonomi, industri, pemerintahan, sosial, kesehatan, serta di bidang

pertanian selain memberikan dampak positif juga memberikan dampak negatif.

Dampak negatif bagi manusia terjadi akibat dari salah penerapan maupun karena

pembangunan tersebut tidak disertai pertimbangan-pertimbangan lingkungan baik

jangka pendek, menengah, dan jangka panjang.

Kegiatan manusia dan industri yang memanfaatkan sungai sebagai tempat

untuk membuang limbah akan berdampak pada perairan sungai. Dampak yang

ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan

kondisi fisika, kimia, dan biologi (Salmin, 2005). Salah satu perubahan kimia

yang terjadi yaitu kandungan logam berat dalam sungai yang mengalami kenaikan

akibat pembuangan sampah oleh warga sekitar dan pembuangan limbah industri

seperti yang terjadi pada Sungai Kaligarang.

Sungai Kaligarang merupakan salah satu sungai terbesar di Semarang yang

memiliki hulu di Gunung Ungaran dan hilir di pantai Laut Jawa (Sucipto, 2008).

Sungai Kaligarang mengalir sepanjang daerah Ungaran, jembatan Kradenan

Semarang, Tugu Soeharto Semarang, Jl. Panjangan, muara dari Pasar Sampangan,

muara dari Pasar BK dan Kimia Farma, sebelum pabrik Semarang Makmur,

sebelum PDAM Kota Semarang, Petompon Semarang, dan Pleret Lemah Gempal

Semarang (Yulianti & Sunardi, 2010).

Page 16: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

2

Sungai Kaligarang merupakan salah satu sungai yang termasuk prioritas

sasaran Program Kali Bersih di Propinsi Jawa Tengah. PROKASIH Kaligarang

sejak 1989/1990 diikuti 10 industri, namun sejak tahun 2005 sampai sekarang

diikuti 8 industri karena satu industri pindah lokasi dan satu industri lagi tidak

produksi atau ditutup. Adapun delapan industri yang terkait program kali bersih di

DAS Kaligarang meliputi PT. Raja Besi, PT. Alam Daya Sakti, PT. ISTW, PT.

Kimia Farma, PT. Semarang Makmur, PT. Damaitex, PT. Sinar Pantja Tjaya dan

PT. Phapros (BLH Jawa Tengah, 2009).

Yulianti & Sunardi (2010) mengemukakan bahwa air Sungai Kaligarang

mengandung logam berat. Berbagai jenis logam berat, seperti besi (Fe), seng (Zn),

mangan (Mn), tembaga (Cu) ditemukan dalam jumlah yang bervariasi pada semua

sampel air yang diambil, meskipun tidak semua keberadaan logam berat melebihi

baku mutu air minum. Dewi et al. (2014) dalam penelitiannya menyatakan bahwa

Sungai Kaligarang terkontaminasi oleh logam berat Cd, Pb, dan Hg. Sedimen

Sungai Kaligarang mengandung logam berat besi (Fe), mangan (Mn), tembaga

(Cu) yang memiliki kadar lebih kecil dari baku mutu sedimen.

Logam berat merupakan komponen alami yang terdapat di kulit bumi yang

tidak dapat didegradasi ataupun dihancurkan. Logam berat merupakan zat yang

berbahaya karena dapat mengalami bioakumulasi (Panggabean, 2008 dalam

Agustin, 2010). Darmono (1995) mengungkapkan bahwa toksisitas logam pada

manusia dapat menyebabkan timbulnya kerusakan jaringan, terutama jaringan

detoksikasi dan ekskresi (hati dan ginjal). Beberapa logam mempunyai sifat

Page 17: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

3

karsinogenik (pembentuk kanker), maupun teratogenik (perkembangan sel yang

tidak normal).

Kandungan logam berat dalam sedimen cenderung tinggi karena sifat logam

berat di perairan yang mengendap dalam jangka waktu tertentu dan kemudian

terakumulasi di dasar perairan (Palar, 1994). Mance (1978) dalam Firmansyah

(2013) juga mengatakan bahwa secara normal, kandungan logam berat dalam

sedimen akan lebih tinggi dibanding perairannya, di samping karena logam berat

tersebut secara alami terdapat di batuan sedimen, juga karena sifat sedimen yang

lebih stabil dan cenderung menangkap logam berat yang masuk ke perairan.

Besi merupakan logam berat yang dibutuhkan dalam proses oksidasi enzim

sitokrom (Hasbi, 2007 dalam Ika et al., 2012). Besi berupa spesies ion ion Fe2+

dan Fe3+

di dalam makanan. Unsur besi di dalam tubuh berfungsi mengatur

metabolisme tubuh dan pembentukan sel darah merah, namun jika jumlah yang

dikonsumsi terlalu berlebihan akan membahayakan kesehatan.

Logam besi dapat berasal dari korosi pipa-pipa air, industri baja, pupuk,

pestisida, keramik, detergen, dan baterai. Nasution (2012) mengemukakan bahwa

perombakan sampah secara aerobik menghasilkan lindi juga mengandung besi

dalam bentuk ion Fe2+

. Air yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa

mual apabila dikonsumsi selain itu dalam dosis yang besar dapat merusak organ-

organ dalam pada tubuh manusia.

Konsumsi maksimal unsur besi bagi orang dewasa adalah 0,35 – 0,36 mg/kg

berat badan tubuh dan bagi bayi atau anak-anak adalah 0,305 – 0,320 mg/kg berat

badan berdasarkan WHO dalam Astuti et al. (2012), sedangkan menurut

Page 18: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

4

Firmansyah et al. (2013) batas toleransi logam besi dalam sedimen yaitu 40.000

mg/kg. Besi yang masuk ke dalam tubuh melebihi baku mutu dapat mengganggu

sistem saraf dan mempengaruhi kerja ginjal.

Instrumen yang dapat digunakan untuk mengindentifikasi adanya unsur-

unsur yang terdapat di sungai yaitu dengan instrumen Flame Atomic Absorbtion

Spectrophotometer (FAAS) dan Inductively Coupled Plasma Optical Emission

Spectrophotometer (ICP-OES). Kedua instrumen tersebut dibandingkan karena

FAAS merupakan instrumen yang sering digunakan dalam analisis logam yang

memiliki sensivitas tinggi, mudah dan murah tetapi memiliki range linier yang

kecil (Tyler, 2000) dengan limit deteksi yang besar (Garsia & Baez, 2012),

sedangkan menurut Hou (2000) ICP-OES merupakan instrumen yang belum

banyak digunakan karena biaya yang cukup mahal tetapi memiliki kelebihan

dalam menganalisis multilogam dan memiliki range linier yang besar serta limit

deteksi yang kecil.

Flame Atomic Absorbtion Spectrophotometry adalah metode analisis yang

berdasarkan pengukuran besaran fisis yang timbul atau berubah akibat adanya

interaksi materi dan energi berupa absorpsi radiasi elektromagnetik dari sumber

radiasi oleh atom yang dianalisis dalam suatu sampel. Sumber radiasi berasal dari

lampu katode berongga (Hollow Katode Lamp/ HCL) yang berfungsi untuk

menghasilkan radiasi elektromagnetik yang sesuai dengan atom unsur yang akan

dianalisis. Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah.

ICP-OES adalah instrumen yang memiliki fungsi yang sama dengan FAAS.

Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrophotometry adalah sebuah

Page 19: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

5

teknik analisis yang digunakan untuk deteksi dari trace metals dalam sampel

lingkungan pada umumnya. Prinsip utama ICP-OES dalam penentuan elemen

adalah pengatomisasian elemen sehingga memancarkan cahaya panjang

gelombang tertentu yang kemudian dapat diukur. Perangkat keras ICP-OES yang

utama adalah plasma, dengan bantuan gas akan mengatomisasi elemen dari energi

ground state ke exitated state sambil memancarkan energy cahaya sebesar hʋ.

Validasi metode merupakan salah metode yang cukup penting dalam suatu

analisis, karena dapat membuktikan keandalan suatu metode dari suatu prosedur

yang digunakan. Validasi metode analisis logam dapat dilakukan dengan beberapa

parameter, yaitu: uji akurasi (ketepatan), uji presisi (sensitivitas), serta uji

linieritas (Aradea, 2014).

Berdasarkan latar belakang di atas akan dilakukan uji validitas analisis

logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan FAAS dan ICP-OES

berdasarkan t-test. Hal ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi logam besi

yang mengalami akumulasi dalam sedimen Sungai Kaligarang dan untuk

mengetahui instrumen yang memberikan hasil yang lebih valid antara FAAS dan

ICP-OES dalam menganalisis logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang. Selain

itu juga akan dilakukan uji t untuk mengetahui seberapa besar perbedaan diantara

kedua metode tersebut.

Page 20: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

6

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dikaji pada penelitian ini berdasarkan latar

belakang tersebut adalah:

1. Berapa konsentrasi logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang

berdasarkan pengukuran dengan FAAS ?

2. Berapa konsentrasi logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang

berdasarkan pengukuran dengan ICP-OES ?

3. Berapa validitas analisis logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang

dengan FAAS dan ICP-OES meliputi uji akurasi, presisi, dan linieritas?

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan permasalahan tersebut maka penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui konsentrasi logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang

dengan FAAS.

2. Mengukur konsentrasi logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan

ICP-OES.

3. Mengukur perbandingan validitas analisis logam Fe dalam sedimen Sungai

Kaligarang dengan FAAS dan ICP-OES meliputi uji akurasi, presisi, dan

linieritas.

1.4 Manfaat Penelitian

Dengan dilakukannya penelitian ini, diharapkan dapat:

1. Memberikan informasi tentang konsentrasi logam Fe dalam sedimen Sungai

Kaligarang berdasarkan pengukuran dengan FAAS.

Page 21: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

7

2. Memberikan informasi tentang konsentrasi logam Fe dalam sedimen Sungai

Kaligarang berdasarkan pengukuran dengan ICP-OES.

3. Memberikan informasi tentang perbandingan validitas analisis logam Fe

dalam sedimen Sungai Kaligarang dengan FAAS dan ICP-OES meliputi

hasil nilai akurasi, presisi, dan linieritas.

Page 22: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Logam Berat

Logam berat didefinisikan sebagai satu kesatuan jenis logam yang

mempunyai bobot molekul lebih besar dengan densitas lebih dari 5 g/cm3 (Palar,

1994). Logam berat merupakan jenis pencemar yang sangat berbahaya dalam

sistem lingkungan hidup karena bersifat tak dapat terbiodegradasi, toksik, serta

mampu mengalami bioakumulasi dalam rantai makanan (Anis & Gusrizal, 2006).

Pencemaran logam berat terhadap lingkungan merupakan suatu proses yang erat

hubungannya dengan penggunaan logam tersebut dalam kegiatan manusia, dan

secara sengaja maupun tidak sengaja membuang berbagai limbah yang

mengandung logam berat ke lingkungan. Logam-logam tertentu dalam

konsentrasi tinggi akan sangat berbahaya bila ditemukan di dalam lingkungan (air,

tanah, dan udara). Logam berat berbahaya karena dapat mengganggu kehidupan

organisme di lingkungan jika keberadaannya melampaui ambang batas.

Logam berat merupakan komponen alami tanah. Elemen ini tidak dapat

didegradasi maupun dihancurkan. Logam berat dapat masuk ke dalam tubuh

manusia melalui makanan, air minum. Logam berat seperti tembaga, besi,

selenium, atau seng dibutuhkan tubuh manusia untuk membantu kinerja

metabolisme tubuh. Akan tetapi, dapat berpotensi menjadi racun jika konsentrasi

dalam tubuh berlebih. Logam dapat berupa kofaktor atau bisa digabungkan ke

dalam molekul, dan ini dikenal sebagai metalloenzim.

Page 23: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

9

Metalloenzim adalah protein yang berfungsi sebagai enzim dan

mengandung logam yang terikat erat dan selalu terisolasi dengan protein. Contoh

logam berat sebagai metalloenzim adalah logam besi yang membentuk kompleks

dengan porfirin dalam hemoglobin di dalam darah yang berfungsi dalam

mengalirkan oksigen ke seluruh tubuh (Sukardjo, 1985). Gugusan heme

pembentuk hemoglobin yang mengandung ikatan kompleks antara porfirin dan

logam besi disajikan dalam Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Suatu Gugusan Heme (Isnaeni, 2006)

Logam berat menjadi berbahaya disebabkan sistem bioakumulasi, yaitu

peningkatan konsentrasi unsur kimia di dalam tubuh mahluk hidup. Darmono

(1995) menjelaskan faktor yang menyebabkan logam berat termasuk dalam

kelompok zat pencemar adalah karena adanya sifat-sifat logam berat yang tidak

dapat terurai (non degradable) dan mudah diabsorbsi.

Kementerian Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup (1990) dalam

Isa et. al. (2014) sifat toksisitas logam berat dapat dikelompokan ke dalam 3

kelompok, yaitu: (a) bersifat toksik tinggi yang terdiri dari unsur-unsur Hg, Cd,

Page 24: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

10

Pb, Cu, dan Zn, (b) bersifat toksik sedang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co,

dan (c) bersifat toksik rendah terdiri atas unsur Mn dan Fe.

Kandungan logam dalam sungai berasal dari berbagai sumber, seperti

batuan dan tanah; serta dari aktivitas manusia termasuk pembuangan limbah cair

baik yang telah diolah maupun belum diolah ke badan air kemudian secara

langsung dapat mencemari air permukaan (Akoto et al., 2008). Seperti penelitian

yang dilakukan oleh Yudo (2006) bahwa limbah cair tekstil dikeluarkan dalam

jumlah banyak mengandung bermacam-macam polutan seperti, Besi (Fe),

Mangan (Mn), Seng (Zn), Kadmium (Cd), Chromium (Cr), Tembaga (Cu),

Timbal (Pb), Nikel (Ni), dan Raksa (Hg). Selain itu limbah tekstil yang masuk

perairan akan terakumulasi pada sedimen dan organisme yang ada di perairan

tersebut (Akoto et al., 2008).

2.2 Besi (Fe)

Besi termasuk logam transisi yang sangat luas penggunaannya. Besi

memegang peranan yang sangat penting dalam dunia teknik. Logam berat ini

memiliki sifat logam berkilau, kuat, mudah ditempa, dan berwarna perak abu-abu.

Besi adalah logam paling banyak dan dipercayai unsur kimia kesepuluh paling

banyak di alam sejagat. Besi juga merupakan unsur paling banyak (34,6%)

membentuk bumi, jumlah besar besi dalam bumi mempengaruhi medan magnet

bumi (Sugiyarto, 2003).

Sugiyarto (2003) menjelaskan besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih

besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur bebas. Besi di alam terdapat dalam

bentuk sulfidanya (Fe2S), tetapi mineral ini tidak dimanfaatkan sebagai bijih

Page 25: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

11

karena sisa-sisa kelumit belerang sulit dihilangkan. Besi ditemukan paling banyak

kelimpahannya dalam berbagai senyawa oksida besi, seperti mineral hematit

(Fe2O3), magnetit (Fe3O4), sehingga sangat berharga karena besarnya kandungan

besi. Magnetit yang merupakan oksida besi paling berlimbah bersifat tertarik oleh

magnet sehingga berpengaruh terhadap medan magnet Bumi. Gambar 2.2 berikut

menunjukkan mineral magnetit dan hematit:

A B

A B

A. Mineral Magnetit B. Mineral Hematit (Widyananto, 2010)

Gambar 2.2 Struktur Bangun

Besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26 sehingga masuk dalam

golongan VIIIB periode 4 (Sari & Sugili, 2010). Sugiyarto (2003) menyatakan

bahwa besi memiliki karakteristik yang disajikan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Karakteristik logam besi

Karakteristik

Simbol Fe

Nomor atom 26

Massa Atom 55,847

Kelimpahan/ ppm 62000

Densitas 7,874

Titik Leleh/ oC 1535

Titik didih/ oC 2750

Jari-jari atomik/ pm 126

Konfigurasi elektronik [18Ar] 3d6 4s

2

Elektronegativitas 1,8

Page 26: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

12

Besi terlarut dalam air dapat berbentuk kation ferro (Fe2+

) atau kation

ferri (Fe3+

). Hal ini bergantung kondisi pH dan oksigen terlarut dalam air.

Besi terlarut dapat berbentuk senyawa tersuspensi, sebagai butir koloidal

seperti Fe(OH)3, FeO, Fe2O3. Apabila konsentrasi besi terlarut dalam air

melebihi batas akan menyebabkan berbagai masalah yaitu gangguan teknis

berupa endapan korosif, gangguan fisik berupa timbul warna, bau, dan rasa

yang tidak enak, serta gangguan kesehatan berupa menimbulkan rasa mual,

merusak dinding usus, dan iritasi pada mata dan kulit (Ronquillo, 2009).

2.3 Sedimen

Sedimen juga dikenal sebagai “nutrient trap” dimana logam akan mudah

terperangkap pada partikel sedimen. Kandungan logam berat di sedimen lebih

tinggi daripada di air, diduga karena pengaruh proses fisika, kimia, dan biologi

yang terjadi secara alamiah di perairan. Semakin kecil ukuran partikel, semakin

besar kandungan logam beratnya. Hal ini disebabkan karena partikel sedimen

yang halus memiliki luas permukaan yang besar dengan kerapatan ion yang lebih

stabil untuk mengikat logam berat pada partikel sedimen yang lebih besar (Sahara,

2009). Amin (2002) menyatakan bahwa ukuran partikel sedimen berperan penting

terhadap daya akumulasi logam berat. Hutagalung (1991) dalam Firmansyah

(2013) menjelaskan bahwa pengendapan logam berat terjadi karena berat jenis

logam lebih tinggi dibandingkan dengan berat jenis air.

Supriharyono (2000) dalam Firmansyah (2013) menjelaskan bahwa daerah

estuaria dan daerah pantai banyak mengandung bahan organik sehingga

kandungan oksigennya menjadi rendah. Hal ini yang menyebabkan daya larut

Page 27: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

13

logam berat menjadi rendah dan cenderung untuk mengendap. Massa jenis yang

dimiliki oleh logam juga akan menyebabkan logam yang melayang di perairan

akan jatuh dan masuk ke dalam sedimen sehingga ikatan logam berat dalam

sedimen akan lebih besar dari kandungan logam pada air.

Kandungan logam berat pada sedimen lebih tinggi dari perairan sebagai

akibat dari arus sungai dan pasut yang kuat sehingga mempengaruhi perubahan

arus (Palar, 1994). Kandungan logam berat yang menumpuk pada sedimen akan

masuk ke dalam sistem rantai makanan dan berpengaruh pada kehidupan

organisme, seperti penelitian tentang perbandingan unsur non esensial Cd, Hg dan

Pb yang terdapat dalam ikan dan sedimen dari Alaska dan California (Meador,

2005).

Mance (1978) dalam Firmansyah (2013) juga mengatakan bahwa secara

normal, kandungan logam berat dalam sedimen akan lebih tinggi dibanding

perairannya, di samping karena keberadaan logam berat tersebut secara alami

terdapat di batuan sedimen, tetapi juga karena sifat sedimen yang lebih stabil dan

cenderung menangkap logam berat yang masuk ke perairan. Kondisi tersebut

menyebabkan logam Fe akan terakumulasi dan terdeposit ke arah muara sungai.

Banyaknya kandungan logam Fe ini disebabkan sifat akumulatif dengan jangka

waktu yang lama dan terus menerus pada sedimen yang mempunyai sifat relatif

menetap dan tidak bergerak.

2.4 Flame Atomic Absorption Spectrophotometry (FAAS)

Flame Atomic Absorbtion Spectrophotometry adalah suatu metode analisis

untuk menentukan konsentrasi suatu unsur dalam suatu cuplikan yang didasarkan

Page 28: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

14

pada proses penyerapan radiasi sumber oleh atom-atom yang berada pada tingkat

energi dasar (ground state). Proses penyerapan energi terjadi pada panjang

gelombang yang spesifik dan karakteristik untuk tiap unsur. Proses penyerapan

tersebut menyebabkan atom tereksitasi, dimana elektron dari kulit atom meloncat

ke tingkat energi yang lebih tinggi. Tingkat energi dalam FAAS disajikan pada

Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Tingkat energi FAAS (Anonim, 1996)

Banyaknya intensitas radiasi yang diserap sebanding dengan jumlah atom

yang berada pada tingkat energi dasar yang menyerap energi radiasi tersebut.

Konsentrasi unsur di dalam cuplikan dapat ditentukan dengan mengukur

absorbansi (tingkat penyerapan radiasi) atau mengukur radiasi yang diteruskan

(transmitansi) (Boybul & Iis, 2009).

Pemilihan metode analisis dengan Flame Atomic Absorbtion

Spectrophotometry karena mempunyai sensitifitas tinggi (Garsia & Baez, 2012),

sedangkan menurut Franklin (2001) FAAS merupakan instrumen yang mudah

Page 29: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

15

digunakan, murah, cepat serta baik digunakan untuk analisis logam golongan

alkali, logam berat dan logam transisi.

FAAS telah digunakan selama bertahun-tahun untuk analisis logam. Saat ini

prosedur ini digunakan lebih maksimal dalam bahan dan aplikasi lingkungan. Hal

ini dikarenakan alat tersebut mempunyai batas deteksi yang lebih rendah dan

untuk unsur kelumit di berbagai sampel. Inductively Coupled Plasma Optical

Emission Spectroscopy (ICP-OES), Inductively Coupled Plasma Mass

Spectrometry (ICP-MS) ada karena kemajuan ilmiah yang membuat metode

FAAS agak ditinggalkan. Meskipun begitu FAAS sampai saat ini masih

digunakan dalam analisis berbagai logam. FAAS merupakan instrumen yang

sangat baik dan memiliki spesifikasi lebih besar yang tidak dimiliki oleh ICP-OES

(Garcia & Baez, 2012). Keuntungan menggunakan FAAS menurut Garcia & Baez

(2012) adalah sebagai berikut:

1. Sensitivitas dan batas deteksi yang lebih besar daripada metode lain

2. Analisis langsung dari beberapa jenis sampel cairan

3. Spektral interferensi rendah

4. Ukuran sampel yang sangat kecil

FAAS merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada

konsentrasi rendah, teknik ini adalah teknik yang paling umum dipakai untuk

analisis unsur logam (Khopkar, 2007). Sampel yang diukur harus dalam bentuk

larutan jernih. Analisis dengan FAAS berdasarkan hukum Lambert Beer untuk

menyatakan hubungan antara absorbansi yang terukur dengan konsentrasi sampel

(Boybul & Iis, 2009).

Page 30: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

16

Persamaan Lambert–Beer hanya dapat diterapkan untuk radiasi

monokromatik yaitu hubungan linier antara absorbansi dan konsentrasi jika lebar

pita (bandwith) dari sumber radiasi lebih sempit dari lebar puncak absorpsi.

Berikut persamaan Lambert–Beer:

A = ԑ .b . C

Keterangan:

A : absorbansi

ԑ : koefisien absorbsivitas molar (mol-1

dm3cm

-1)

b : tebal medium serapan (cm)

C : konsentrasi (mol dm-3

) (Hendayana, 1994)

Persamaan di atas ditunjukkan bahwa besarnya absorbansi berbanding lurus

dengan konsentrasi atom-atom pada tingkat tenaga dasar dalam medium nyala.

Banyaknya konsentrasi atom-atom dalam nyala tersebut sebanding dengan

konsentrasi unsur dalam larutan cuplikan. Kurva kalibrasi diperoleh dari

pemplotan serapan dan konsentrasi unsur dalam larutan standar. Konsentrasi

dalam larutan cuplikan diperoleh dengan menempatkan absorbansi dari suatu

cuplikan pada kurva standar.

Page 31: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

17

2.4.1. Komponen FAAS

Gambar 2.4 Komponen FAAS (Anonim, 1996)

Komponen-komponen dalam FAAS adalah:

1. Monokromator

Monokromator dimaksudkan untuk memisahkan dan memilih panjang

gelombang yang digunakan dalam analisis. Di samping sistem optik, dalam

monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi

resonansi dan kontinyu yang disebut chopper.

2. Sumber Cahaya

Sumber cahaya yang paling populer adalah hollow cathode lamp (HCL).

HCL ini terbuat dari kaca yang berbentuk silinder. Anoda terbuat dari tungsten.

Bagian lampu mengandung gas inert, argon atau neon dibawah kondisi vakum

(100-200 Pa). Voltase yang biasa diterapkan diantara elektrode berkisar 300 V,

dengan 1-50 mA.

Beberapa lampu katoda berongga terdiri dari multi elemen, katodenya

mengandung beberapa logam. Lampu katoda berongga bersifat cerah, sumber

garis yang stabil baik untuk sebagian besar elemen. Namun, untuk beberapa

elemen volatile, di mana intensitas rendah dan masalah masa pakai lampu pendek,

Page 32: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

18

namun dapat diatasi dengan electrodeless discharge lamp (EDL). EDL biasanya

lebih intens dari lampu katoda berongga karena itu menghasilkan presisi yang

lebih baik dan batas deteksi yang lebih rendah untuk beberapa elemen.

electrodeless discharge lamp dan hollow cathode lamp disajikan pada Gambar 2.5

sebagai berikut:

A B

Gambar 2.5 Sumber cahaya dalam FAAS

A. Hollow Cathode Lamp B. Electrodeless Discharge Lamp (Anonim, 1996)

3. Sistem pengatoman (Atomizer)

Atomizer adalah tempat dimana sampel teratomisasi, berupa nyala, tabung

graphite, atau tabung quartz. Fungsi atomizer unit adalah menghasilkan sebanyak

mungkin atom bebas pada ground state dan mempertahankan volume absorpsi

selama mungkin. Distribusi atom harus sebisa mungkin homogen dalam volume

absorpsi agar sesuai dengan kebutuhan hukum Lambert-Beer. Jalannya atomisasi,

seperti transfer sampel, khususnya analit, ke dalam bentuk atom bebas pada fase

gas, adalah proses yang penting dalam analisis dengan AAS. Mekanisme

Page 33: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

19

pengatomisasian pada FAAS dalam Gambar 2.6.

MA (larutan) MA (aerosol) MA (padat) MA(gas)

M0 + A

0

M0

Gambar 2.6 Mekanisme Pengatomisasian (Dewi, 2011)

Kriteria yang paling penting dalam pemilihan atomizer yang sesuai untuk

analisis ditentukan dengan konsentrasi analit dalam sampel analisis, jumlah analit

yang ada, dan bentuk sampel (padat, larutan). Teknik furnace memperlihatkan

sensitivitas yang lebih baik dari nyala. Kriteria penting lainnya adalah sifat analit

itu sendiri, pertimbangan atomizer bermacam-macam pada kesesuaiannya untuk

mengatomisasi analit secara individual sebagai hasil temperatur dan reaksi kimia

pada berbagai tipe atomizer (Khopkar, 2007)

4. Detektor

Suatu alat yang mengubah energi radiasi menjadi isyarat listrik yang cocok

untuk diamati serta digunakan untuk mengukur intensitas cahaya memalui tempat

pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton. Ada dua cara yang

dapat digunakan dalam sistem deteksi, yaitu cara yang memberikan respon

trerhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu, serta cara yang hanya respon

terhadap radiasi resonansi.

5. Rekorder

Sistem yang dapat menunjukkan besarnya syarat aliran listrik. Pencatatan

hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah dikalibrasi untuk pembacaan suatu

nebulizer Penguapan pelarut

Page 34: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

20

transmisi atau absorbsi. Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva

dari suatu rekorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi

(BSN,2009).

2.4.2 Gangguan FAAS

FAAS memiliki 3 macam gangguan yaitu gangguan spektra, gangguan

fisika, dan gangguan kimia.

1. Gangguan Spektra

Gangguan spektra terjadi bila panjang gelombang dari unsur yang diperiksa

berhimpit dengan panjang gelombang dari atom atau molekul lain yang terdapat

dalam larutan yang sedang diperiksa. Jarak antara spektrum yang satu dengan

yang lain kurang dari 0,01 nm. Gangguan ini jarang dijumpai pada FAAS karena

penggunaan sumber cahaya yang spesifik untuk unsur yang bersangkutan (Roth &

Blasvhke, 1988 dalam Dewi, 2011).

Interferensi dalam pengukuran kadar Fe dengan FAAS adalah adanya logam

Co, Cu dan Ni yang dapat menurunkan absorbansi Fe. Gangguan ini sangat

tergantung pada kondisi api, dan dapat dikontrol dengan menggunakan nyala api

sangat panas. Adanya silikon juga dapat menurunkan absorbansi Fe, dapat diatasi

dengan penambahan 0,2% CaCl2 (Anonim, 1996). Panjang gelombang sinar emisi

logam Fe adalah 248,3 nm, sedangkan interfensinya yaitu logam Co, Cu, Ni dan

Si masing-masing memiliki panjang gelombang sinar emisi sebesar 240,7 nm,

324,8 nm, 232,2 nm, dan 251,6 nm.

2. Gangguan Fisika

Gangguan fisika dapat terjadi karena perubahan viskositas larutan yang

Page 35: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

21

mempengaruhi kecepatan sampel menuju detektor dan konsentrasi sampel. Sifat-

sifat fisika zat yang diperiksa dan larutan pembanding harus sama agar tidak

terjadi gangguan tersebut. Sifat ini dapat diperbaiki dengan menggunakan pelarut

organik sehingga sensivitas dapat dinaikan 3 atau 5 kali bila dibandingkan dengan

pelarut air (Harmita, 2006 dalam Noriyanti, 2012).

3. Gangguan Kimia

Gangguan kimia terbagi dua yaitu, gangguan kimia dalam bentuk uap dan

bentuk padat. Gangguan kimia biasanya memperkecil jumlah atom pada level

energi terendah (ground state). Atom dalam bentuk uap dalam nyala dapat

berkurang karena terbentuknya senyawa seperti senyawa oksida atau klorida.

Gangguan ini dapat dikurangi dengan menggunakan nyala yang sesuai atau

dengan menambahkan unsur yang lebih mudah terionisasi dalam jumlah berlebih

(Ebdon, 2006 dalam Noriyanti, 2012).

Gangguan bentuk padat disebabkan karena terbentuknya senyawa yang

sukar menguap atau sukar terdisosiasi dalam nyala. Hal ini terjadi pada saat

pelarut menguap meninggalkan partikel-partikel padat waktu melewati nyala.

Gangguan padat dapat diatasi dengan mengubah kondisi nyala, misalnya dengan

menambah aliran bahan bakar atau menggunakan nyala dengan suhu yang lebih

tinggi, misalnya N2O-asetilen sehingga dapat memperkecil pembentukan oksida

yang stabil (Ebdon, 2006 dalam Dewi, 2011).

2.5 Inductively Coupled Plasma Optical Emission

Spectrophotometry (ICP-OES)

ICP-OES merupakan instrumen yang digunakan untuk menganalisis kadar

unsur-unsur logam dari suatu sampel dengan menggunakan metode

Page 36: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

22

spektorfotometri emisi. Spektrofotometri emisi adalah metode analisis yang

didasarkan pada pengukuran intensitas emisi pada panjang gelombang yang khas

untuk setiap unsur. Gambar 2.7 menyajikan mekanisme spektrofotometri emisi

sebagai berikut:

Gambar 2.7 Mekanisme Spektrofotometri Emisi (Anonim, 1996)

ICP-OES adalah alat yang ampuh untuk penentuan logam dalam berbagai

matriks sampel yang berbeda. Sampel cairan yang disuntikkan ke dalam RF

diinduksi plasma argon pada teknik ini. Sampel kabut mencapai plasma yang

cepat kering, menguap, dan energi melalui eksitasi tumbukan pada suhu tinggi.

Pengukuran elemen tunggal dapat dilakukan dengan efektif dan sederhana dengan

tabung monokromator atau kombinasi photomultiplier (PMT), dan penentuan

multielemen simultan dilakukan hingga 70 elemen dengan kombinasi

polikromator dan detektor array.

Hou (2000) menjelaskan bahwa ICP-OES adalah salah satu yang paling

kuat dan populer alat-alat analisis untuk penentuan unsur jejak dalam berbagai

jenis sampel. Teknik ini didasarkan pada emisi spontan dari foton dari atom dan

ion dalam debit RF. Cair dan gas sampel dapat disuntikkan langsung ke

Page 37: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

23

instrumen, sedangkan sampel padat memerlukan ekstraksi atau destruksi asam

sehingga analit dalam suatu larutan. Larutan Sampel dikonversi menjadi aerosol

dan diarahkan ke saluran pusat plasma. ICP-OES memiliki suhu sekitar 10.000 K,

sehingga aerosol cepat menguap. Unsur analit dibebaskan sebagai atom bebas

dalam keadaan gas.

Keuntungan utama dari analisis dengan ICP-OES adalah sumber eksitasi

berasal dari kemampuan yang efisien dalam melakukan penguapan, atomisasi,

eksitasi, dan ionisasi untuk berbagai elemen dalam berbagai matriks sampel. Hal

ini terutama disebabkan oleh suhu tinggi, di zona pengamatan ICP-OES yaitu

6000-7000 K. Suhu ini jauh lebih tinggi daripada suhu maksimum api atau tungku

(3300 K).

Suhu tinggi dari ICP-OES juga membuatnya mampu menganalisis unsur

refraktori dan menjadikan ICP-OES kurang rentan terhadap gangguan matriks.

Selain itu, ICP-OES merupakan sumber electrodeless, sehingga tidak ada

kontaminasi dari kotoran hadir dalam bahan elektroda. Selain itu, relatif mudah

untuk membangun perakitan ICP-OES dan itu adalah murah, dibandingkan

dengan beberapa sumber lain, seperti LIP.

Berikut ini adalah daftar beberapa karakteristik yang paling menguntungkan

dari sumber ICP-OES menurut Hou (2000) :

a. suhu tinggi (7000-8000 K)

b. kerapatan elektron tinggi (1014

-1016

cm-3

)

c. cukup besar tingkat ionisasi untuk banyak elemen

Page 38: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

24

d. Kemampuan simultan multielement (lebih dari 70 elemen termasuk P dan

S)

e. emisi background rendah, dan gangguan kimia yang relatif rendah

f. stabilitas tinggi menyebabkan akurasi dan presisi yang sangat baik

g. batas deteksi yang sangat baik untuk sebagian besar elemen (0,1-100

ng/mL)

h. lebar linear dynamic range (LDR) (empat sampai enam kali lipat)

i. berlaku untuk unsur-unsur refraktori

2.5.1 Komponen ICP-OES

ICP-OES memiliki beberapa komponen atau instrumentasi yaitu plasma,

medan magnet, pompa peristaltik, nebulizer, spray chamber, RF generator,

difraksi kisi dan photomultiplier.

1. Plasma

Plasma adalah gas terionisasi yang dihasilkan ketika obor dinyalakan

dengan medan magnet yang kuat.

2. Medan magnet

Medan magnet adalah medan vektor yang dapat memberikan suatu gaya

magnet pada muatan listrik bergerak dan pada dipol magnetik. Ketika

ditempatkan dalam medan magnet, magnet dipol cenderung untuk menyelaraskan

dengan medan magnet dari RF generator dihidupkan.

3. Pompa peristaltik

Pompa peristaltik adalah jenis pompa perpindahan positif digunakan untuk

memompa berbagai cairan.Fluida yang terkandung dalam tabung fleksibel yang

Page 39: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

25

dipasang di dalam casing pompa melingkar memberikan sebuah berair atau

sampel organik menjadi nebulizer.

4. Nebulizer

Nebulizer berfungsi untuk mengubah cairan sampel menjadi aerosol.

5. Spray chamber

Spray chamber berfungsi untuk mentransportasikan aerosol ke plasma, pada

spray chamber ini aerosol mengalami desolvasi atau volatisasi yaitu proses

penghilangan pelarut sehingga didapatkan aerosol kering yang bentuknya telah

seragam.

6. RF generator

RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt)

untuk menyalakan plasma dengan Argon sebagai sumber gas-nya. Tegangan ini

ditransferkan ke plasma melalui load coil, yang mengelilingi puncak dari obor.

7. Difraksi kisi

Difraksi kisi dalam optik adalah komponen optik dengan pola yang teratur,

yang terbagi menjadi beberapa sinar cahaya perjalanan di arah yang berbeda di

mana ia dipisahkan menjadi komponen-komponen radiasi dalam spektrometer

optik. Intensitas cahaya kemudian diukur dengan photomultiplier.

8. Photomultiplier

Photomultiplier merupakan sebuah tabung vakum, dan lebih khusus lagi

phototubes, dimana alat ini sangat sensitif terhadap detektor cahaya dalam bentuk

sinar ultraviolet, cahaya tampak, dan inframerah.

Page 40: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

26

Analisis secara Flame Atomic Absorbtion Spectrophotometry dan

Inductively Coupled Plasma untuk sampel padat perlu dilakukan ekstraksi logam

dalam sampel. Salah satu metode untuk ekstraksi logam adalah dengan cara

destruksi basah yang dapat dilakukan dengan peleburan asam-asam mineral

pekat dan zat-zat pengoksidasi kuat. Asam-asam yang merupakan pengoksidasi

bahan mineral atau matriks sampel umumnya digunakan dalam destruksi basah

adalah HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, H2O2, HF, dan H3PO4 (Mester & Sturgeon,

2003 dalam Pote, 2013).

Penggunaan asam-asam mineral sangat menguntungkan karena kelebihan

asam mudah dihilangkan, misalnya dengan penguapan, selain itu juga dapat

dibuat berbagai variasi campuran asam-asam tersebut. Akua regia atau air raja

adalah salah satu hasil kombinasi asam-asam mineral yaitu dari tiga bagian HCl

pekat dan satu bagian HNO3 pekat. Akua regia memiliki daya oksidasi yang

sangat tinggi. Akua regia dapat melarutkan hampir semua logam termasuk logam-

logam mulia, seperti Au, Pt, Pd dan lain-lain yang bersifat refraktori

(Trisunaryanti et al., 2002).

2.6 Validasi Metode

Tujuan utama yang harus dicapai dari suatu kegiatan analisis kimia adalah

dihasilkannya data hasil uji yang absah (valid). Secara sederhana hasil uji yang

absah dapat digambarkan sebagai hasil uji yang mempunyai akurasi (accuracy)

dan presisi (precission) yang baik.

Page 41: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

27

Seperti yang tertuang dalam ISO/IEC 17025, validasi diartikan sebagai

kegiatan konfirmasi melalui pengujian dan pengadaan bukti yang objektif bahwa

persyaratan tertentu untuk suatu maksud khusus harus dipenuhi (Aradea, 2014).

Validasi metode analisis adalah suatu proses penilaian terhadap metode

analisis tertentu berdasarkan percobaan laboratorium untuk membuktikan bahwa

metode tersebut memenuhi persyaratan untuk digunakan (Harmita, 2004). Selain

itu, validasi metode dilakukan jika terjadi perubahan kondisi antara kondisi

analisis dan kondisi pada saat validasi metode, atau terjadi perubahan metode dari

metode standar. Beberapa manfaat validasi metode analisis adalah untuk

mengevaluasi hasil kerja suatu metode analisis, menjamin prosedur analisis,

menjamin keakuratan dan kedapatulangan hasil prosedur analisis, dan mengurangi

resiko penyimpangan yang mungkin timbul (Wulandari, 2007).

Wulandari (2007) menjelaskan bahwa tujuan dari validasi metode adalah

untuk mengetahui penyimpangan yang tidak dapat dihindari dari suatu metode

kondisi normal dimana seluruh elemen terkait telah dilaksanakan dengan baik.

Validasi metode dapat diperkirakan dengan pasti tingkat kepercayaan yang

dihasilkan oleh suatu metode pengujian maupun dari metode instrumen yang

digunakan.

Parameter-parameter unjuk kerja metode ditentukan dengan menggunakan

peralatan yang memenuhi spesifikasi dalam proses validasi metode, bekerja

dengan baik dan terkalibrasi secara memadai. Secara umum, validasi metode

mencakup penentuan yang berkaitan dengan alat dan metode (Nugroho, 2006).

Page 42: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

28

Hasil uji validasi dari metode analisis dapat dinyatakan dalam beberapa parameter

yaitu:

2.6.1 Linieritas

Linieritas menunjukkan kemampuan suatu metode analisis untuk

memperoleh hasil pengujian yang sesuai dengan konsentrasi analit dalam contoh

pada kisaran konsentrasi tertentu. Hal ini dapat dilakukan dengan cara membuat

kurva kalibrasi dari beberapa set larutan standar yang telah diketahui

konsentrasinya. Persamaan garis yang digunakan pada kurva kalibrasi diperoleh

dari metode kuadrat terkecil, yaitu y = a + bx. Persamaan ini akan menghasilkan

koefisien korelasi (r). Koefisien korelasi inilah yang digunakan untuk mengetahui

linieritas suatu metode analisis. Penetapan linieritas minimum menggunakan lima

konsentrasi yang berbeda. Nilai koefisien korelasi yang memenuhi persyaratan

adalah lebih besar dari 0,9970 (ICH 1995 dalam Chan 2004). Miller dan Miller

(1991) menjelaskan bahwa dalam suatu analisis harga koefisien korelasi (r) ini

sebaiknya > 0,99.

Limit of Detection atau limit deteksi adalah jumlah terkecil analit dalam

sampel yang dapat dideteksi yang masih memberikan respon signifikan

dibandingkan dengan blangko. Batas deteksi merupakan parameter uji batas.

Penentuan batas deteksi suatu metode berbeda-beda tergantung pada metode

analisis itu menggunakan instrumen atau tidak. Pada analisis yang tidak

menggunakan instrumen batas tersebut ditentukan dengan mendeteksi analit

dalam sampel pada pengenceran bertingkat. Pada analisis instrumen batas deteksi

dapat dihitung dengan mengukur respon blangko beberapa kali lalu dihitung

Page 43: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

29

simpangan baku respon blangko (Hidayati, 2013). Perkin-Elmer (2008)

menyatakan bahwa limit deteksi logam Fe dengan AAS adalah 5 µg/L, sedangkan

untuk ICP-OES sebesar 0,1 µg/L.

Riyanto (2014) menyatakan untuk penentuan limit deteksi dapat dihitung

dari uji linieritas yaitu berdasarkan pada standar deviasi (SD) dengan rumus:

SD = √

LoD =

Keterangan:

SD : Nilai standar deviasi

LoD : Limit deteksi

y : Nilai absorbansi/intensitas hasil pengukuran

: Absorbansi/intensitas perhitungan dalam persamaan regresi

n : Jumlah ulangan

Limit of Quantitation (LoQ) adalah parameter yang menunjukkan jumlah

terkecil dari analit yang terkandung dalam sampel yang dapat dikuantifikasi

secara presisi dan akurat (Hidayati, 2013). Parameter ini digunakan untuk

pengujian kuantitatif analit dengan jumlah kecil yang terkandung dalam sampel

dan digunakan untuk pengukuran cemaran serta produk degradasi. Riyanto (2014)

menjelaskan untuk penentuan limit kuantitasi dapat digunakan rumus:

SD = √

LoQ =

Page 44: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

30

Keterangan:

SD : Nilai standar deviasi

LoQ : Limit kuantitasi

y : Nilai absorbansi/intensitas hasil pengukuran

: Absorbansi/intensitas perhitungan dalam persamaan regresi

n : Jumlah ulangan

2.6.2 Akurasi

Akurasi atau ketepatan suatu metode analisis didefinisikan sebagai

kedekatan hasil yan diterima (baik sebagai nilai teoritis maupun sebagai nilai

rujukan yang diterima) dengan nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran (ICH

1995 dalam Chan 2004). Akurasi adalah suatu kedekatan kesesuaian antara hasil

suatu pengukuran dan nilai benar dari kuantitas yang diukur atau suatu

pengukuran posisi yaitu seberapa dekat pengukuran terhadap nilai benar, yang

diperkirakan (AOAC, 1993 dalam Hidayati, 2013). Ada tiga macam metode yang

dapat dilakukan untuk uji akurasi, antara lain:

a. Material standar dilakukan dengan membandingkan hasil akurasi analisis uji

terhadap cuplikan acuan standar atau Standard Reference Material.

b. Metode baku dilakukan dengan membandingkan hasil analisis analit dengan

metode yang divalidasi terhadap hasil dengan metode standar.

c. Perolehan kembali (recovery) dilakukan dengan menambahkan sejumlah

kadar analit yang telah diketahui konsentrasinya ke dalam matriks sampel

yang akan dianalisis.

Page 45: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

31

Uji perolehan kembali (recovery) lebih sering digunakan dibanding dengan

material standar dan metode baku, karena uji recovery lebih mudah dilakukan dan

dengan biaya yang lebih murah. Uji perolehan kembali dilakukan untuk mengukur

ketepatan hasil dari analisis yang telah dilakukan. Dicoba dua perlakukan yang

diambil dari satu contoh atau contoh yang sama, masing-masing satu untuk contoh

yang ditambahkan standar dan satu lagi untuk larutan blangko (contoh tanpa

penambahan larutan standar). Uji akurasi dapat diukur dengan menentukan

presentase perolehan kembali (% recovery) dari analit yang ditambahkan ke

dalam contoh. Suatu metode dikatakan valid apabila nilai presentase recovery dari

suatu standar antara 90-110% (Sumardi, 2002). Namun jika komponen yang

dianalisis merupakan trace analysis maka presentase recovery yang disyaratkan

adalah 100% ± 20.

% Recovery =

x 100%

Keberterimaan nilai %recovery berdasarkan nilai konsentrasi sampel menurut

Riyanto (2014) disajikan pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Nilai %recovery berdasarkan nilai konsentrasi sampel

Analit pada matriks sampel Recovery yang diterima

(%)

10 < A ≤ 100 (%) 98-102

1 < A ≤ 10 (%) 97-103

0,1 < A ≤ 1 (%) 95-105

0,01 < A ≤ 0,1 (%) 90-107

100 ppb < A ≤ 1 ppm 80-110

10 ppb < A ≤ 100 ppb 60-115

1 ppb < A ≤ 10 ppb 40-120

Page 46: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

32

2.6.3 Presisi

Presisi adalah suatu ukuran penyebaran (dispersi suatu kumpulan hasil),

kedekatan dari suatu rangkaian pengukuran berulang-ulang satu sama lain.

Ketelitian prosedur analisis menyatakanke dekatan hasil dari sederet pengukuran

yangdiperoleh dari contoh yang homogen padakondisi tertentu (ICH, 1995 dalam

Chan, 2004). Presisi diterapkan pada pengukuran berulang-ulang sehingga

menunjukkan hasil pengukuran individual didistribusikan sekitar nilai rata-rata

tanpa menghiraukan letak nilai rata-rata terhadap nilai benar.

Presisi menggambarkan kesalahan acak dari suatu hasil pengukuran.

Kesalahan acak berasal dari pengaruh-pengaruh yang tidak dapat diperkirakan,

bervariasi terhadap ruang, dan bersifat sementara. Kesalahan acak sulit untuk

dihindari, banyak berhubungan dengan instrument ukur, peralatan contoh yang

diukur, prosedur, dan lingkungan.

Iriani (2006) menjelaskan bahwa dalam penentuan presisi dapat dilakukan

dengan tiga pendekatan, antara lain:

1. Replicability yaitu pelaksana, waktu, contoh, alat dan laboratorium

dilakukan pada waktu bersamaan.

2. Repeatibility adalah pelaksana, contoh alat dan laboratorium sama tetapi

dilakukan dengan waktu yang bebeda.

3. Reproducebility : Intra (dalam satu laboratorium) contoh metoda dan alat

sama pelaksana berbeda, waktu bisa sama atau beda. Inter (berbeda

laboratorium) contoh dan metoda sama, pelaksana dan alat berbeda waktu

bisa sama atau berbeda.

Page 47: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

33

Presisi dinyatakan sebagai presentase Relative Standard Deviation (%

RSD) dari suatu seri pengukuran (Sumardi, 2002). Berikut merupakan rumus %

RSD:

SD = √

% RSD =

x 100%

Keterangan :

SD : Nilai standart deviasi

RSD : Nilai relative standart deviation

x : Nilai data pengukuran

: Rata-rata pengukuran

n : Jumlah ulangan

RSD menunjukkan ketelitian dari metode uji :

RSD 1% (sangat teliti)

1% < RSD 2% (teliti)

2% < RSD 5% (ketelitian sedang)

RSD > 5% (tidak teliti)

Persentase RSD yang disyaratkan adalah 0% ± 20 jika komponen yang

dianalisis merupakan trace analysis, dengan artian bahwa pada kisaran 0% ± 20

metode uji tergolong teliti.

2.7 Uji t

Uji t tidak berpasangan dilakukan untuk mengetahui perbedaan hasil analisis

konsentrasi kedua metode. Sukestiyarno (2012) menyatakan bahwa uji t tidak

Page 48: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

34

berpasangan atau sering diistilahkan dengan Independent sample t-test adalah

jenis uji statistika yang bertujuan untuk membandingkan rata-rata dua grup yang

tidak saling berpasangan atau saling bebas. Tidak saling berpasangan dapat

diartikan bahwa penelitian dilakukan untuk dua subjek sampel yang berbeda.

Berikut merupakan rumus t:

(

)

Keterangan:

t : Nilai thitung

1 : Rata-rata pengukuran dengan varians terbesar

2 :Rata-rata pengukuran dengan varians terbesar

: Varians terbesar

: Varians terkecil

n1 : Jumlah sampel dengan varians terbesar

n2 : Jumlah sampel dengan varians terbesar

Page 49: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

59

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan, maka diperoleh simpulan

sebagai berikut:

1. Konsentrasi Fe hasil analisis dengan FAAS sebesar 104.938,7892 mg/kg,

sedangkan konsentrasi Fe hasil analisis dengan ICP-OES sebesar

68.147,5714 mg/kg.

2. Hasil uji validitas yang telah dilakukan didapatkan uji recovery dengan

menggunakan FAAS sebesar 106,87%, uji presisi yang dinyatakan

dengan %RSD untuk metode replicability diperoleh %RSD 1,15%,

sedangkan uji presisi dengan metode repeatibility diperoleh 4,02%.

Linieritas yang didapat dengan metode analisis FAAS yaitu 0,9997

dengan LoD dan LoQ berturut-turut 0,4360 mg/L dan 1,4534 mg/L

Sedangkan hasil uji recovery dengan ICP-OES adalah sebesar 97,97%.

Uji presisi pada ICP-OES dengan metode replicability diperoleh 0,65%

dan 1,69% untuk metode repeatibility, dengan linieritas 0,9999. LoD

yang didapat yaitu 0,2291 mg/L dan LoQ sebesar 0,7635 mg/L.

3. Berdasarkan uji t tidak berpasangan atau independent sample-t diketahui

bahwa hasil pengukuran kedua metode berbeda secara signifikan dan

hasil uji validitas analisis logam Fe dalam sedimen Sungai Kaligarang

hasil penelitian diketahui baik FAAS maupun ICP-OES menghasilkan

validitas yang berbeda. FAAS menghasilkan validitas yang tergolong

Page 50: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

60

cukup baik dalam analisis logam Fe, namun ICP-OES menghasilkan

validitas yang cenderung lebih baik dibandingkan dengan FAAS baik

dilihat dari nilai linieritas, akurasi maupun presisinya.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis memberikan saran

untuk pengukuran konsentrasi menggunakan FAAS maupun ICP-OES harus

masuk range daerah kerja. Untuk konsentrasi sampel yang memiliki absorbansi

besar FAAS dapat dilakukan pengenceran, sedangkan untuk ICP-OES konsentrasi

sampel yang memiliki intensitas besar dapat dilakukan dengan pengenceran atau

dengan membuat kurva kalibrasi dengan konsentrasi tinggi sehingga intensitas

dapat masuk range kerja tanpa pengenceran.

Page 51: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

61

DAFTAR PUSTAKA

Agustin, T. 2010. Kontaminasi Logam Berat Pada Makanan Dan Dampaknya

Pada Kesehatan. Jurnal Teknubuga, 2(2): 53-65.

Akoto, O., T.N. Bruce, & G. Darko. 2008. Heavy metals pollution profiles in

streams serving the Owabi reservoir. African Journal of Environmental

Science and Technology, 2(11): 354-359.

Amin, B. 2002. Distribusi logam berat Pb, Cu, dan Zn pada Sedimen di Perairan

Telaga Tujuh Karimun Kepulauan Riau. Jurnal Natur Indonesia, 5(1): 9-16.

Andarani, P. & D. Roosmini. 2010. Profil Pencemaran Logam Berat (Cu, Cr, dan

Zn) Pada Air Permukaan dan Sedimen di Sekitar Industri Tekstil PT X

(Sungai Cikijing). Bandung : ITB

Anis, S. & Gusrizal. 2006. Pengaruh pH dan penentuan kapasitas adsorpsi logam

berat pada biomassa Eceng Gondok (Eichhornia crassipes). Indo. J. Chem,

6(1): 56–60.

Anonim. 1996. Analytical Methods for Atomic Absorption Spectroscopy. United

States of America : The Perkin-Elmer Corporation.

Aradea, A. 2014. Your reliable partner for accredited lab. Semarang: PT Merck

Tbk.

Arifin, Z. 2011. Heavy Metals Concentrations In Water, Sediment And Biota In

Kelabat Bay, Bangka Island. Jurnal Ilmu Dan Teknologi Kelautan Tropis 3

(1): 104-114.

Astuti, S., E. Triyono & Sulasih. 2012. Teknologi Proses Penyisihan Logam Besi

Pada Air Permukaan Dengan Metode Elektrolisa Dalam Upaya

Mendapatkan Air Yang Layak Di Konsumsi. Jurnal Teknis, 7(3) :149 – 155.

Badan Lingkungan Hidup Jawa Tengah. 2009. Laporan Program Kali Bersih

XXI. Semarang: BLH Jateng.

Badan Standardisasi Nasional. 2009. Batas Maksimum Cemaran Logam Berat

dalam Makanan. SNI 7387.

Berghof. 2015. Theory of Sample Preparation Using Acid Digestion, Pressure

Digestion and Microwave Digestion (microwave Decompotition). Germany:

Berghof.

Boybul & H. Iis. 2009. Analisis Unsur Pengotor Fe, Cr, Dan Ni Dalam Larutan

Uranil Nitrat Menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom. Seminar

Nasional V SDM Teknologi Nuklir . Yogyakarta: BATAN.

Page 52: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

62

Chan, C.C., L. Herman., Y.C. Lee, & X.M. Zhang. 2004. Analytical Method

Validation and Instrument Performance Verification. Canada: John Wiley &

Sons.

Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta: UI Press.

Dewi, N.K., R. Prabowo & N.K. Trimartuti. 2014. Analisis Kualitas Fisiko Kimia

dan Kadar Logam Berat pada Ikan Mas (Cyprinus carpio L.) dan Ikan Nila

(Oreochromis niloticus L.) di Perairan Kaligarang Semarang. Biosaintifika

Journal of Biology & Biology Education, 6 (2) :109-116

Dewi. 2011. Analisis Cemaran Logam Timbal (Pb), Tembaga (Cu), dan Kadmium

(Cd) dalam Tepung Gandum secara Spektrofotometri Serapan Atom.

Skripsi. Depok : FMIPA UI.

EPA-Ohio. 2001. Sediment Sampling Guide and Methodologies 2nd edition.

Ohio: Environmental Protection Agency.

Firmansyaf, A.D., B. Yulianto, & S. Sedjati. 2013. Studi Kandungan Logam Berat

Besi (Fe) Dalam Air, Sedimen Dan Jaringan Lunak Kerang Darah (Anadara

Granosa Linn) Di Sungai Morosari Dan Sungai Gonjol Kecamatan Sayung,

Kabupaten Demak. Journal Of Marine Research, 2 (2): 45-54.

Franklin. 2001. AAS, GFAAS,ICP or ICP-MS? Which technique should I use?.

United kingdom: Thermo Elemental

Garcia, R. & A.P. Baez. 2012. Atomic Absorption Spectrometry (AAS). Mexico:

Universidad Nacional Autonoma de Mexico.

Harmita. 2004. Petunjuk Pelaksanaan Metode dan Cara Perhitungannya.Majalah

Ilmu Kefarmasian.1(3): 117-135.

Harmita. 2006. Analisis Kuantitatif Bahan Baku dan Sediaan Farmasi. Jakarta:

Departemen Farmasi FMIPA Universitas Indonesia.

Hendayana, S. 1994. Kimia Analisis Instrumen. Semarang: IKIP Semarang Press.

Hidayati, E.N. 2013. Perbandingan Metode Destruksi Pada Analisis Pb dalam

Rambut dengan AAS. Skripsi. Semarang: Universitas Negeri Semarang.

Hou, X. & B.T. Jones. 2000. Inductively Coupled Plasma/Optical Emission

Spectrometry.Encyclopedia of Analytical Chemistry R.A. Meyers (Ed.):

9468–9485.

Ika, Tahril, & I. Said. 2012. Analisis Logam Timbal (Pb) dan Besi (Fe) dalam Air

laut di Wilayah Pesisir Pelabuhan Ferry Taipa Kecamatan Palu Utara.

Jurnal Akademi Kimia 1(4): 181-186.

Page 53: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

63

Iriani, N. 2006. Validasi Metoda Analisis Protein Dengan Auto Analyzer II. Temu

Teknis Nasional Tenaga Fungsional Pertanian 2006. Bogor: Pusat

Penelitian dan Pengembangan Peternakan.

Isa, I., M. Jahja, & M. Sakakibara. 2014. Potensi Tanaman Genjer (Lamncharis

Flava) Sebagai Akumulator Logam Pb dan Cu. Laporan Penelitian.

Gorontalo: Universitas Negeri Gorontalo.

Isneni, W. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta: Kanisius.

Kristianingrum, S. 2012. Kajian Berbagai Proses Destruksi Sampel Dan Efeknya.

Prosiding Seminar Nasional Penelitian. Yogyakarta: UNY.

Meador, J.P., D.W. Ernest, & A.N. Kogley. 2005. Science of the Total

Environmental. 339:189.

Miller, J.C. & J.N. Miller. 1991. Statistika untuk Kimia Analitik Edisi Kedua.

Translated by Drs. Suroso, M.Sc. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Nasution, H.I. 2012 Analisis Kandungan Logam Berat Besi (Fe) Dan Seng (Zn)

Pada Air Sumur Gali Di Sekitar Tempat Pembungan Akhir Sampah. Jurnal

Penelitian Saintika, 12 (2):165-169.

Noriyanti, T. 2012. Analisis Kalsium, Kadmium dan Timbal pada Susu Sapi

Secara Spektrofotometri Serapan Atom. Skripsi. Depok: FMIPA UI.

Nugroho, A., W. Hendro, & S. Fatimah. 2006. Validasi Metode Alat ICP-AES

Plasma 40 untuk Pengukuran Unsur CR, P, Ti.Jurnal Pusat Teknologi

Bahan Bakar Nuklir, BATAN.12, (2), 100-107.

Palar, H. 1994. Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta : Rineka

Cipta.

Perkin-Elmer. 2008. World Leader in AA, ICP-OES, and ICP-MS. USA: Perkin-

Elmer

Pote, L.L., N.H. Aprilita, & A. Suratman, 2013. Penghilangan Interferensi Fe dan

Mn dengan Ekstraksi Pelarut pada Penentuan Co dan Cu dalam Pirolusit

Menggunakan Spektrometri Serapan Atom. Berkala MIPA, 23(2):111-123.

Riyanto. 2014. Validasi & Verifikasi Metode Uji. Yogyakarta: Deepublish.

Ronquillo, U. 2009. Mengatasi Zat Besi (Fe) Tinggi dalam Air.

http://advancebpp.wordpress.co m/2009/04/16/mengatasi-zatbesi- fetinggi-

dalam-air (Akses 26 Mei 2015).

Sahara, E. 2009. Distribusi Pb dan Cu pada berbagai ukuran partikel sedimen di

Pelabuhan Benoa. Bali.

Page 54: UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 - lib.unnes.ac.idlib.unnes.ac.id/26947/1/4311412065.pdf · ditimbulkan salah satunya pada penurunan kualitas air, yaitu adanya perubahan ... memiliki

64

Salmin. 2005. Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD)

sebagai salah satu indikator untuk Menentukan Kualitas Perairan. Jurnal

Oseana 30(3): 21-26

Sari, H.A., & P. Sugili. 2010. Pemisahan Ion Fe dan Mn Dalam Larutan

Menggunakan Pasir besi termagnetisasi. Jurnal Seminar nasional

visdmteknologi nuklir, STTN BATAN: 727

Sucipto. 2008. Kajian Sedimentasi Di Sungai Kaligarang Dalam Upaya

Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Kaligarang, Semarang. Tesis. Semarang:

Universitas Diponegoro.

Sugiyarto, K.H. 2003. Kimia Anorganik. Yogyakarta: Universitas Negeri

Yogyakarta.

Sukardjo. 1985. Kimia Koordinasi. Jakarta: Bina Aksara.

Sukestiyarno. 2012. Statistika Dasar. Semarang: Universitas Negeri Semarang.

Sumardi. 2002. Validasi Metode Pengujian. Makalah disampaikan pada pelatihan

asesor laboratorium Penguji. Jakarta: Pusat Standarisasi dan Akreditasi

Sekretariat Jenderal Departemen Pertanian.

Trisunaryanti, W., Mudasir, & S. Saroh. 2002. Study of Matrix Effect on The

Analysis of Ni and Pd by AAS in The Destruats of Hidrocracking

Catalysts Using Aqua Regia and H2SO4. Indonesian Journal of Chemistry,

2(3): 177-185.

Tyler, G. 1991. ICP-AES INSTRUMENTS AT WORK. Australia: Varian Australia

Pty Ltd.

Tyler, G. 2000. ICP-OES, ICP-MS and AAS Techniques Compared. France: Jobin

Yvon Horiba.

Widyananto, A. 2010. Merubah Batuan Besi Menjadi Bahan Anti Kanker.

Tersedia di http://sintink.blog.com/2010/01/08/merubah-batuan-besi-

menjadi-bahan-anti-kanker/ (Akses 26 November 2015).

Wulandari, N. 2007. Validasi Metode Spektrofotometri Derivatif Ultraviolet untuk

Penentuan Reserpin dalam Tablet Obat. Skripsi. Bogor: Departemen Kimia

FMIPA IPB.

Yudo, S. 2006. Kondisi Pencemaran Logam Berat di Perairan Sungai DKI

Jakarta. Jurnal Penelitian 2 (1): 1-15.

Yulianti, D. & Sunardi. 2010. Identifikasi pencemaran logam pada sungai

Kaligarang dengan metode analisis aktivasi netron cepat (AANC). Jurnal

Penelitian Batan 8(1): 34-45.