unjuk kerja metode flame atomic --- absorption …

246 ISSN 0216 - 3128 Supriyanto C, Samin

UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION---SPECTROMETR Y (F-AAS) PASCA AKREDIT ASI

Supriyanto C., SaminPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY (F-AAS) PASCAAKREDITASI. Telah dilakukan pengujian unjuk kerja metode nyala spektrometri serapan atom padaprogram uji profisiensi yang diselenggarakan oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN). Program ujiprofisiensi dilakukan dengan menentukan kadar unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn pada contoh uji yang berasal dariKAN dengan kode KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B. Kalibrasi alat uji AAS dilakukan menggunakan larutanstandar Cu 2 ppm, dengan hasil kepekaan dan presisi 0,019 ppm dan 0,320 %, masing-masing lebih rendahdari syarat acuan ASTM 0,040 ppm dan I %. Validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang (ujirekaveri), dengan hasil % rekaveri masing-masing unsur berkisar 100 %. Berdasar hasil kalibrasi dan

validasi metode uji, menunjukan alat uji AAS dengan metode uji nyala masih layak sebagai alat uji.Berdasarkan evaluasi yang dilakukan KAN menunjukan perolehan kadar unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn dalamcontoh uji KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B dengan metode nyala AAS pada kategori berhasil.

ABSTRACT

PERFORMANCE OF ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETER (AAS) AFTER ACCREDITATION. Theperformance of flame atomic absorption spectrometry method on the proficiency test done by nationalaccreditation Committee of Indonesia (KAN) has been tested. The program of proficiency test wasimplemented by determining Cr, Fe, Pb, and Mn content in KAN IX AL-A and KAN IX AL-B samples. Thecalibration of AAS instrument was done by using standard solution of Cu 2 ppm sensitivity and precisionsuch as 0,019 ppm and 0,320 % respectively lesthan ASTM reference of 0,040 ppm and I %. The validationof method was done by recovery test with result % recovery of each element around of 100 %. Based on theresults of calibration and validation showed that AAS instrument is still valid as an instrument test. Basedon the evaluation of KAN showed that the content ofCr, Fe, Pb, and Mn in KAN IX AL-A and KAN IX AL-Bsamples are within the successful category.

PENDAHULUAN

Akreditasi adalah rangkaian kegiatan pengakuanformal berupa pemberian, pemeliharaan,perpanjangan, dan pencabutan akreditasi lembagasertifikasi atau laboratorium uji/ kalibrasi ,yangdilakukan oleh lembaga otorisasi independ en yangdalam hal ini adalah Komite Akreditasi Nasional(KAN). Untuk memperoleh pengakuan formal dariKAN, suatu laboratorium harus memenuhi beberapapersyaratan yang ada dalam persyaratan umumkompetensi laboratorium penguji/kalibrasi (I).

Salah satu persyaratan yang harus dipenuhioleh setiap laboratorium uji yang terakreditasiadalah laboratorium uji tersebut harus melakukan ujiprofisiensi/uji perbandingan. Uji profisiensi adalahserangkaian kegiatan pengujian untuk melakukanidentifikasi unjuk kerja laboratorium melalui carauji banding antar laboratorium. Uji profisiensisangat diperlukan karena merupakan salah satu carayang dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja dariinstrumen pendukung dalam suatu laboratorium uji.Uji profisiensi dilakukan dengan caramembandingkan hasil uji suatu contoh uji yang

dilakukan dengan metode tertentu dalamlaboratorium uji, kemudian data hasil uji yangdiperoleh dibandingkan dengan metode lain dariberbagai laboratorium uji baik pemerintah maupunswasta di s~luruh Indonesia. Pelaksanaan programuji profisiensi dilakukan oleh semua laboratopriumuji yang terakreditasi, sedangkan evaluasi terhadaphasil uji dari masing-masing laboratorium uji dapatdilakukan oleh KAN, institusi pemerintah ataupunoleh laboratorium uji yang telah memperolehakreditasi dari KAN(I,2).

Hasil uji profisiensi akan berpengaruh padastatus akreditasi dari laboratorium uji sepertiperpanjangan atau pencabutan akreditasi. Kriteriakeberhasilan uji profisiensi ditunjukkan denganbesaran Z-score yang diperoleh dari perhitunganhasil uji suatu laboratorium uji yang dibandingkanantar laboratorium (akurasi), dan besaran Z-score

yang dibandingkan intra laboratorium (presisi),dengan urutan criteria memuaskan, diperingatkan,outlier, dan sangat menyimpang(2).

Oemikian juga halnya dengan LaboratoriumKimia Analitik PTAPB yang wajib mengikuti uji

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2007

Supriyanto C, Samin ISSN 0216 - 3128 247

profisiensi, dilakukan menggunakan alat uji AASdengan metode nyala. Contoh uji diperoleh dariKAN dalam bentuk contoh uji air limbah yangdiperkaya dengan logam Pb, Mn, Fe, Cr, dan anionnitrat (N03), NH4, dan diawetkan dalam suasanaHCI (pH < 2). Untuk memperoleh hasil ujiprofisiensi yang memenuhi persyaratan yangditentukan oleh KAN, diperlukan beberapaparameter antara lain validasi metode uji danvalidasi alat uji. Validasi metode uji dilakukanmenggunakan Standard Reference Materials (SRM)sebagai contoh uji, kemudian ditentukan kadarunsur yang ada dalam SRM tersebut. Metode ujidikatakan valid apabila kadar unsur hasil analisisberada dalam rentang kadar yang ada dalamsertifikat. Validasi metode uji dapat juga dilakukandengan uiji pungut ulang atau uji rekaveri. Validasialat uji dilakukan dengan melakukan kalibrasi,ditentukan harga kepekaan dan presisi,dibandingkan dengan persyaratan acuan, kemudiandilakukan verifikasi terhadap unsur yang akan dianalisis. Dengan demikian tujuan dari penelitian iniadalah untuk mengetahui kelayakan alat uji AAS,dan unjuk kerja metode nyala AAS berdasarkanevaluasi data hasil uji profisiensi yang dilakukanoleh Komite Akreditasi Nasional (KAN).

TAT A KERJA

Bahan dan ALat

Pada penelitian ini bahan-bahan yangdigunakan meliputi bahan standar Spektrosol Pb,Mn, Fe, dan Cr masing-masing konsentrasi 1000ppm buatan SOH, asam nitrat 1 N, akuabides buatanlab Kimia Analitik PTAPB. Sebagai bahan contohuji terdiri dari 2 (dua) macam contoh uji yangdiperoleh dari KAN, masing-masing volume 250mL. Peralatan yang digunakan adalah seperangkatalat spektrometer serapan atom yang dilengkapidengan GTA-96 dan PSC-56 buatan Varian,Techtron Ltd., Australia, pipet effendorf 10 - 100JlL, 250 - 1000 JlL.

Cara kerja

Optimasi kondisi analisis unsur-unsur Pb, Mn,Fe, dan Cr

Kondisi optimum analisis unsur-unsur Pb,Mn, Fe, dan Cr diperoleh dengan mengamatiserapan yang maksimum pada panjang gelombangoptimum masing-masing unsur pada setiapperubahan laju alir contoh uji, arus lampu, laju alirasetilen, laju alir udara, tinggi dan posisi pembakar.Larutan standar masing-masing unsur yang diamatiadalah Pb, dan Mn masing-masing I ppm,konsentrasi Cr 5 ppm, dan konsentrasi Fe 2 ppm.

Kepekaan alat uji SAA

Penentuan kepekaan alat uji SAA dilakukandengan membuat 1 buah larutan campuran yangterdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HN03 1 N,dan akuatrides sedemikian rupa sehinggakonsentrasi Cu dalam larutan 2 ppm, dankonsentrasi HN03 dalam larutan 0,1 N. Larutantersebut diukur serapannya dengan 3 kalipengukuran pada kondisi analisis yang optimum,dihitung kepekaan yang diperoleh kemudiandibandingkan dengan persyaratan yang ada.

Presisi alat uji

Penentuan presisi alat uji SAA dilakukandengan membuat 1 buah larutan campuran yangterdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HN03 1 N,dan akuatrides sedemikian rupa sehinggakonsentrasi Cu dalam larutan 2 ppm, dankonsentrasi HN03 dalam larutan 0,1 N. Larutantersebut diukur serapannya dengan 6 kalipengukuran pada kondisi analisis yang optimum,dihitung simpangan baku yang diperoleh kemudiandibandingkan dengan persyaratan yang ada.

Penentuan rentang konsentrasi terpakai (RKT)

Penentuan RKT dilakukan dengan membuatsatu deret larutan standar Pb, Mn, Fe, dan Cr dengankisaran konsentrasi Cr, Fe dan Pb masing-masing0,02; 0,2; 0,5; 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 dan 20 ppm.Kisaran konsentrasi Mn 0,005; 0,01; 0,02; 0,05;0,1; 0,2; 0,5; 0,75; 1,0; 2, 5 ppm. Masing-masingderet larutan standar diukur serapannya padakondisi optimum dari masing-masing unsur.Rentang konsentrasi terpakai masing-masing unsurdiperoleh berdasarkan perhitungan % RCE (relativeconcentration equivalent).

Validasi Metode

Validasi metode uji unsur Pb dilakukanmenggunakan uji pungut ulang atau uji rekaveriyaitu dengan menambahkan konsentrasi tertentularutan contoh uji ke dalam larutan standar Pbkonsentrasi 1,0 ppm. Diukur serapannya padakondisi optimum analisis unsur Pb, diperolehkonsentrasi unsur Pb dalam contoh uji. KonsentrasiPb yang diperoleh dibandingkan dengan konsentrasiPb dalam contoh uji yang sesungguhnya. Validasimetode uji unsure Cr, Fe dan Mn dilakukan dengancara kerja yang sarna pada unsur Pb, dengankonsentrasi larutan standar Cr : 1,5 ppm, Fe : 1,5ppm, dan Mn : 0,6 ppm.

Aplikasi metode analisis.

Aplikasi metode nyala pada analisis logamlogam berat Pb, Mn, Fe, dan Cr dalam contoh uji air

Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Sahan - SATAN



Iimbah yang berasal dari KAN, dilakukan denganteknik kalibrasi standar yaitu dengan mengukurserapan Pb, Mn, Fe, dan Cr dari contoh uji padakondisi optimum masing-masing unsur. Kadar Pb,Mn, Fe, dan Cr diperoleh dengan .caramengintrapolasi serapan yang diperoleh dalamkurva standar masing-masing unsur.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada uji profisiensi (KAN IX/2006) setiaplaboratorium peserta memperoleh 2 (dua) buahcontoh uji (KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B),masing-masing volume 250 mL, ditentukan kadar

unsur Pb, Mn, Fe, dan Cr dengan metode nyalaserapan atom. Untuk memperoleh tampilan datahasil uji yang memenuhi persyaratan secaraakreditasi seperti validitas hasil uji danketertelusuran hasil uji, beberapa parameterpenelitian perlu diperhatikan, antara lain kondisioptimum analisis. Kondisi optimum analisisdiperoleh dengan mengamati serapan yang optimumpada panjang gelombang maksimum masing-masingunsur Pb, Mn, Fe, dan Cr pada setiap perubahanarus lampu, lebar celah, laju alir contoh uji, laju alirasetilen, laju alir udara, dan tinggi pembakar,seperti disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut :

Tabell. Kondisi optimum unsur-unsur Cr, Fe, Pb, Mn

NoParameterCrFePbMn

1.

Panjang gelombang, nm 357,9248,3217,0279,5

2.

Arus lampu, mA 10555

3.

Lebar celah, nm 0,20,21,00,2

4.

Laju alir asetilen, lImenit 2,702,471,702,45

5.

Laju alir udara, I/menit 13,513,513,513,5

6.

Laju alir contoh, ml/menit 4,54,54,54,5

7.

Tinggi pembakar, mm 15141413

Kondisi optimum analisis yang diperolehseperti disajikan pada Tabel 1 selanjutnyadigunakan untuk analisis berikutnya. Parameteryang lain adalah kelayakan alat uji dan validasimetode uji. Kelayakan alat uji yang digunakanditunjukkan dengan tampilan data yang dihasilkanberupa kepekaan, presisi dan rentang konsentrasiterpakai (RKT) masing-masing unsur yang akanditentukan, sedangkan validasi metode uji dilakukandengan uji pungut ulang atau uji rekaveri. Alat ujiyang digunakan adalah layak apabila kepekaan danpresisi yang dihasilkan memenuhi persyaratan,demikian juga metode uji yang digunakan dikatakanvalid apabila data hasi] uji rekaveri memenuhipersyaratan.

Pada Tabe] 2 disajikan data kepekaan danpresisi alat uji SSA dengan metode nyala. Hargakepekaan dan presisi alat uji diperoleh denganmengukur serapan larutan standar Cu konsentrasi 2ppm pada kondisi optimum analisis unsur Cu.Berdasarkan data serapan yang dipero]eh, kemudiandihitung kepekaan alat uji (S) dengan formula S =0,0044 (C1 I Ad, C] dan AJ masing-masing adalahkonsentrasi dan serapan ]arutan standar Cu yangdipilih. Presisi a]at uji (s) dihitung berdasarkansimpangan baku yang diperoleh pada pengukuran]arutan standar Cu 2 ppm, dengan formula: s = (A-

B) x 0,40 dengan A = nilai serapan tertinggi dan B= nilai serapan terendah dari 6 nilai serapan yangdipero]eh. Berdasarkan pada Tabel 2, kepekaan alatuji AAS diperoleh 0,019 ppm, dan presisi 0,32 %harga kepekaan dan presisi yang diperoleh masingmasing masih berada dibawah batas maksimumyang diijinkan 0,04 ppm, dan 1 %(3).

Tabel 2. Data kepekaan dan presis alat uji SAA.

NoParameterCu 5 ppm

1.

Kepekaan, ppm. 0,0]9

Syarat acuan, ppm

0,040

2.

presisi(simpangan0,32baku re]atif), %

1,0Syarat acuan, %

Pada Gambar ], dan Gambar 2 disajikandata hubungan antara konsentrasi unsur Cr, Fe, Pb,dan Mn dengan % relative concentration equivalent(RCE). Data % RCE diperoleh dengan caramengukur serapan dari satu deret larutan standarCr, Fe dan Pb masing-masing dengan konsentrasi0,02; 0,2; 0,5; 1, 2, 4, 6, 8, ]0, 12, 15 dan 20 ppm.Unsur Mn dengan konsentrasi 0,005; 0,01; 0,02;



Supriyanto C, Sam in ISSN 0216 - 3128 249

16.00

DJ.,j-~

I-- '#" ...A! \"

t- ~

0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; 1,0; 2, 5 ppm. Oari dataserapan yang diperoleh, kemudian dihitung harga%RCE menggunakan formula(4):

%RCE = (C2 - CI) x (SA) xlOO(A2 - AI) (C2)

C] = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebihrendah (A I adalah serapannya )

C2 = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebihtinggi (A2 adalah serapannya )

SA = simpangan baku untuk A2

14.00

12.00

YtJ.oo

RJ·OO

Q;.OO

E4.00

2.00

0.00o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Konsentrasi Fe. Pb dan Cr

Gambar 1. Hubungan antara konsentrasi Fe, Pbdan Cr dengan % RCE

5

4

%

RC~

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4

Konsentrasi Zn (ppm)

Gambar 2. Hubungan antara konsentrasi Mndengan % RCE.

Berdasarkan perhitungan % RCE yangdiperoleh dapat ditentukan rentang konsentrasiterpakai unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn yaitu berdasarkankonsentrasi yang mempunyai harga % RCE < I %,seperti disajikan pada Tabel 3 sebagai berikut :

Tabel 3. Data Iinieritas konsentrasi unsur-unsurCr, Fe, Pb, dan Mn

NoUnsur RentangBatas

konsentrasideteksi

terpakai (ppm)(ppm)

1.

Cr 1,0 - 15,00,032.

Fe 0,5 - 2,00,043.

Pb 1,0 - 10,00,184.

Mn 0,2- 1,00,02

Tabel 4. Vji rekaveri unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn

NoUnsurKonsentrasi standar (!!g!g)Rerata kons.% Rekaveri

standar hasil adisi(!!g!g)1.

Fe 1,501,4999,87

2.

Cr 1,601,5999,37

3.

Pb 1,001,02102,0

4.

Mn 0,600,59499,0

Validasi metode uji dilakukan dengan ujipungut ulang atau uji rekaveri pada setiap unsuryang akan dianalisis. Uji pungut ulang dilakukandengan menambahkan konsentrasi tertentu larutancontoh uji ke dalam larutan standar setiap unsuryang akan dianalisis, perolehan konsentrasi standarhasil adisi contoh uji dibandingkan dengankonsentrasi standar yang ditambahkan, sepertidisajikan pada Tabel 4. Berdasarkan persyaratan, ujirekaveri yang dilakukan pada unsur Cr, Fe, Pb, dan

Mn menunjukan hasil rekaveri yang mendekati100%.

Aplikasi metode analisis pada contoh ujidilakukan dengan teknik kalibrasi standar yaitudengan mengukur serapan unsur Cr, Fe, Pb, dan Mndalam contoh uji air limbah. Serapan masing-masingunsur yang diperoleh kemudian diintrapolasikanpada kurva kalibrasi masing-masing standar unsur,sehingga akan diperoleh konsentrasi unsur, sepertidisajikan pada Tabel 5 sebagai berikut :




Tabel5. Data hasil analisis unsur unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn dalam contoh uji air limbah.

Kode UnsurRerata kadar Hasil uji profisiensiunsurContoh

(mgIL)Antar Lab.Intra Lab.

Z-Score (akurasi)Z-Score (presisi)

KAN IX AL-

Cr0,36memuaskanmemuaskanA

Pb 0,52memuaskanmemuaskanFe

1,86memuaskanmemuaskanMn

0,40memuaskanmemuaskan

KAN IX AL-

Cr0,34memuaskanmemuaskanB

Pb 0,52memuaskanmemuaskanFe

1,86memuaskanmemuaskanMn

0,40memuaskanmemuaskan

Berdasarkan evaluasi yang dilakukan olehKAN, laboratorium Kimia Analitik PTAPB dengankode lab AL-39, menunjukan hasil kadar unsur Cr,Pb, Fe, dan Mn pada contoh uji KAN IX AL-Adan KAN IX AL-B dengan akurasi dan presisi padakategori memuaskan.

KESIMPULAN

Spektrometer serapan atom dengan metodenyala masih layak digunakan sebagai alat ujiberdasarkan harga akurasi berada di bawah batasacuan maksimum 0,04 mg/L, dana presisi lebihrendah dari 1 %.

Dalam 2 macam contoh uji dengan matriksair limbah yang diperoleh dari KAN terdeteksiunsur-unsur Fe, Cr, Pb dan Mn dengan kadar Fetertinggi dan kadar Cr terendah.

Berdasarkan evaluasi yang dilakukan olehKAN menunjukan hasil uji unsur Fe, Cr, Pb danMn dalam 2 (dua) macam contoh uji mempunyaiakurasi dan presisi yang memuaskan.

DAFTAR PUSTAKA

1. ANONIM, Persyaratan Urnurn KompetensiLaboratorium Penguji dan LaboratoriumKalibrasi, Badan Standardisasi Nasional(BSN), Jakarta, (2001).

2. ANONIM, Uji Profisiensi/Uji Banding BagiLabaoratorium Lingkungan, BadanPengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal),Jakarta, (1999).

3. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND

MATERIALS, ASTM E 663-78, Philladelphia,( 1979).

4. SUMARDI, Validasi Metode Analisis,Pelatihan Asesor Laboratorium, BadanStandardisasi Nasional, Jakarta, (2001).

TANYAJAWAB

Pristi Hartati

• Mengapa kalibrasi yang dilakukan hanyadengan Cu 2 ppm, apakah ada unsur lain yangdapat digunakan ?

Supriyanto C.

~ Kalibrasi menggunakan larutan Cu 2 ppmkarena unsur Cu mempunyai potensial ionisasiyang yang moderat artinya tidak terlalu tinggidan juga tidak terlalu rendah, sehingga unsurCu tidak mudah terionisasi di dalam nyala.Selain itu unsur Cu lebih stabil. Unsur lain

dapatjuga digunakan untuk kalibrasi seperti Pb.



unjuk kerja metode flame atomic --- absorption …

Documents