LOWONGAN KERJA PT INALUM

Hayo Buruan Melamar Kesempatan Terbuka Lebar Tanpa SKBB, Kartu Kuning Maupun Surat Sehat..

TEORI TENTANG AAS

Untuk blog ku yang pertama aku ingin share tentang yang namanya analisis menggunakan AAS 

TEORI DASAR

1.1  Pendahuluan

Bila suatu sinar yang berasal dari sumber cahaya dikenakan pada atom, maka atom itu akan menyerap energi cahaya itu. Akibatnya elektron pada atom itu akan berpindah dari keadaan awal (sebelum mengabsorp cahaya) kekeadaan eksitasi, dan kembalinya elektron dari keadaan eksitasi kekeadaan awal disebut emisi.

Jadi pada absorpsi cahaya oleh atom akan menghasilkan dua peristiwa, yaitu peristiwa absorpsi atom dan proses emisi atom.

Absorpsi atom adalah proses absorpsi dari cahaya pada panjang gelombang spesifik oleh atom-atom dari suatu unsur.

Proses ini terjadi bila larutan sampel dibakar didalam nyala (flame) atau dipanaskan didalam tabung.

1.2  Pengertian ground state dan excited state

Tiap atom terdiri dari nuklida yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh electron-elektron yang bergerak bebas mengelilingi nuklida itu. Jumlah muatan positif sama dengan muatan negatifnya.

                                    -------------------------------------  E O

Energi                          ------------------------------------- 

                                    ------------------------------------   -          

                                    -------------------------------------  E ₃

                                                -------------------------------------  E ₂

                                                -------------------------------------  E ₁

                                                Tingkat keadaan dasar

                                    -------------------------------------  E ₀

                                                ( Ground state level )

Gambar : Diagram tingkat energi atom

Tiap elektron dalam tiap atom menempati tingkat energi (energi level) tertentu. Tingkat energi dari tiap elektron dalam atom berbeda-beda. Pada umunya tingkat energi ini diberi simbol E. Elektron dalam keadaan diam menempati tingkat energi E₀, disebut tingkat keadaan dasar. Apabila elektron mempunyai tingkat energi E_q, ini berarti bahwa elektron itu mempunyai energi yang cukup untuk memecah atom-atom sehingga terjadi ionisasi.

Elektron dapat berpindah dari tingkat energi dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi, misalnya dari E₀ ke E₁, peristiwa ini disebut elektron tereksitasi atau atom tereksitasi. Elektron pada keadaan tereksitasi menempati tingkat energi E₁, disebut tingkat keadaan tereksitasi.

            -------------------  E₁                                                         -----------0---------   E₁

                ---------0--------   E_0­                                                        ----------------------    E₀

            Ground state                                                               Excited state

            Gambar : Eksitasi electron dari E₀ ke E₁

Untuk atom yang tak tereksitasi, tiap elektron tetap berada pada tingkat energi dasar. Sedang atom yang tereksitasi, satu elektron atau lebih dapat berpindah ketingkat energi pertama ( E₁ ) atau ketingkat energi yang lebih tinggi lagi. Hal ini dapat terjadi bila atom itu mengabsorp energi. Energi itu dapat berupa foton atau panas.

Dengan menyerap energi sebesar DE dimana DE = E₁ – E₀ maka terjadi loncatan elektron dari keadaan dasar kekeadaan eksitasi. Dengan kata lain bahwa energi yang diperlukan untuk eksitasi dari E₀ ke E₁ sebesar E₀ atau E₁, sehingga panjang gelombang cahaya dapat ditentukan dengan rumus :

 

           

                        Dimana :

                                    DE = Energi, Joule (J)

                                    h    = Konstanta Planck, 6.62 x 10 ^–34 J/detik

                                    c    = Kecepatan cahaya, 3.0 x 10¹⁰ cm/detik

l        = Panjang gelombang, cm

Unsur-unsur logam dan semi logam agar dapat mengadakan eksitasi diperlukan enrgi cahaya dengan panjang gelombang 190 ~ 900 nm      

1.3  Absorpsi dan Emisi

1.3.1        Absorpsi Atom

Proses absorpsi atom dapat digambarkan sebagai berikut :

                        -------------------                                    -----------0-----------

l          +                                              ----------->       

                        ---------0---------            Eksitasi            ------------------------

Energi cahaya              Tingkat dasar atom                             Tingkat eksitasi atom

Atom dalam keadaan tingkat dasar menyerap energi cahaya pada panjang gelombang spesifik, mengadakan eksitasi masuk keadaan tingkat eksitasi. Makin banyak atom yang dilalui energi cahaya yang diserap, secara kuantitatif dapat diukur pula kandungan suatu unsur yang hendak ditetapkan, tiap-tiap unsur mempunyai sumber cahaya dan panjang gelombang yang spesifik artinya satu terhadap yang lain tidak sama.

1.3.2        Emisi Atom

Elektron menempati tingkat keadaan eksitasi dalam waktu yang singkat sekali, yaitu kira-kira 10^-9 detik, kemudian kembali kekeadaan dasar. Kembalinya elektron dari keaadaan eksitasi kekeadaan dasar disebut “Emisi atom”

Proses emisi atom dapat digambarkan sebagai berikut :

                        -------------------                                    -----------0-----------

l          +                                              ----------->       

                        ---------0---------            Eksitasi            ------------------------

Energi cahaya              Tingkat dasar atom                             Tingkat eksitasi atom

---------0---------                                    -----------------------

                                    ----------->                                               +       l

-------------------            Emisi               ------------0-----------

            Tingkat eksitasi atom                          Tingkat dasar atom                 Energi cahaya

Atom menyerap energi panas untuk mengadakan eksitasi. Energi panas dapat berupa nyala (flame) atau plasma. Keaadaan tingkat eksitasi merupakan keadaan yang paling tidak stabil, sehingga secara spontan atom-atom kembali kekeadaan dasar dan melepaskan cahaya, dinyatakan sebagai spektrum emisi.

Spektrum emisi suatu atom terdiri dari kumpulan panjang gelombang emisi disebut garis emisi. Panjang gelombang yang dipancarkan oleh tiap unsur adalah spesifik dan dapat diukur intensitasnya.

1.3.3        Perbedaan Absorpsi atom dan emisi atom

Perbedaan dasar antara absorpsi atom dan emisi atom adalah terletak pada :

a.       Fungsi flame

b.      Garis spektrum

c.       Sumber energi

Fungsi Flame

-          Pada absorpsi atom, fungsi dari flame hanya untuk mengubah aerosol larutan sampel menjadi uap atomik kemudian atom-atom ini menyerap cahaya dari sumber cahaya (Hallow Cathode Lamp)

-          Pada emisi atom, flame mempunyai dua fungsi kegunaan yaitu : (1) Mengubah dari bentuk aerosol menjadi uap atomik dan (2) Panas digunakan oleh atom untuk eksitasi. Bila atom-atom kembali kekeadaan tingkat dasar, atom-atom itu melepaskan cahaya, yang kemudian dideteksi oleh alat. Intensitas cahaya yang dilepaskan sebanding dengan konsentrasi unsur dalam larutan.

Garis Spektrum

-          Pada absorpsi atom, garis spectrum yang terdeteksi berasal dari absorpsi energi yang dilakukan oleh atom-atom yang tak tereksitasi

-          Pada emisi atom, garis spektrum yang terdeteksi berasal dari radiasi yang dipancarkan oleh atom-atom yang tereksitasi

Sumber Energi.

            a) Peralatan Absorpsi atom

           

Sumber energi --- flame ----- monokromator ---- Detektor ---- Amplifier ---- Rekorder

                             Sample

            b) Peralatan Emisi atom

Flame ---  Monokromator ---  Detektor ----  Amplifier  ----  Rekorder

                                     

Sample

1.4  Unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan AAS.

Pada prinsipnya secara teoritis, semua unsur dapat dianalisis dengan cara spektrofotometri serapan atom.

Hal ini bergantung pada :

a)      Ada/tidaknya lampu HCl (Hollow Cathode Lamp) yang dapat menghasilkan cahaya dengan gelombang sesuai dengan garis spectrum dari unsur yang dianalisis.

b)      Unsur yang dianalisis yang terikat pada molekul dapat/tidak diubah menjadi atom-atom bebas dengan nyala (flame) yang digunakan.

Dengan metode analisis ini, sampai saat sekarang terdapat 60 ~ 70 jenis atom unsur yang dapat dianalisis. Untuk unsur yang mempunyai garis spectrum diluar range 190 – 900 nm belum dapat dianalisis dengan metode AAS. Termasuk unsur-unsur gas mulia, halogen serta C, H, O, N, S unsur-unsur tanah jarang (kecuali Ce & Th). Dari unsur-unsur ini yang paling pendek panjang gelombangnya yaitu As 193,7 nm sedang cs adalah unsur yang paling tinggi panjang gelombangnya yaitu 852,1 nm. Molekul-molekul yang sukar diuraikan atau yang dengan cepat berubah menjadi oksida, maka senyawa tersebut sangant sulit ditetapkan dengan AAS. Senyawa-senyawa  itu adalah unsur-unsur peralihan.

1.5  Hubungan antara absorpsi atom dan konsentrasi

Hubungan diantara nilai serapan atom (Abs) dengan kepekatan (kosentrasi) dapat dilihat dari persamaan Beer-lambert berikut ini :

A = abc

A = - log T

A = Log Io/I1

Io/I1 = 1/T

A = Log 1/T

A= Log Io/I1 = abc atau

A = Io/I1 = 10^-abc

I1 = Io.10^abc

Io = I1.10^-abc

      Dimana :

            A = Serapan atom

            Io = Intensitas awal

            I1 = Intensitas akhir

            ‘a = Intensitas molar]

            ‘b = Tinggi tungku pembakar

            ‘c = Konsentrasi atom

      dari hokum Beer-lambert dapat dibuat grafik kalibrasi antara nilai serapan atom melawan konsentrasi sample. Kepekatan sample yang terlalu tinggi atau rendah akan menyebabkan penyimpangan terhadap hokum beer-lambert tersebut.

PERALATAN ABSORPSI ATOM

2.1 Pendahuluan.

      Konfigurasi dasar terdiri dari 5 (lima) system, yaitu system emisi, system absorpsi, system seleksi, system deteksi, dan system pencatat hasil, yang masing-masing system mempunyai fungsi yang berbeda.

      Antara sistem yang satu dengan yang lainnya terdapat hubungan, sehingga kelima sistem itu  merupakan satu kesatuan sebagai komponen peralatan.

2.2 Spektrophotometer Serapan Atom

      Peralatan terdiri dari 5 (lima) komponen dasar :

a) Sumber cahaya

      Berupa lampu yang memencarkan spektrum dari unsur yang akan dianalisis.

b) Atomizer Unit

Berfungsi sebagai penghasil atom-atom bebas dari unsur yang dianalisis (berasal dari sampel)

c) Monokromator

Berfungsi untuk memisahkan sinar hingga diperoleh panjang gelombang yang monokromatis

d) Detektor

Berfungsi untuk mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik dan seterusnya sinyal listrik ini oleh sinyal processing system diubah menjadi suatu bentuk yang mudah dibaca rekorder

e) Rekorder

      Berfungsi untuk mencatat hasil, dengan sistem digital ataupun analog

2.2.1. Sumber Cahaya

      Sumber cahaya ini memancarkan garis-garis spectra dari unsur yang hendak dianalisis. Karena sumber cahaya mempunyai intensitas yang tinggi, maka dari itu absorpsi atom merupakan teknik analisis yang specific :

Sumber cahaya pada absorpsi atom berupa :

a)      Hollow cathode Lamp (HCL)

b)      Electrodeless Discharge Lamp (EDL)

a) Hollow cathode Lamp (HCL)

      Berupa tabung, yang didalamnya terdapat katoda dan anoda. Katoda dari lampu HCl berbentuk silinder berongga, dibuat dari unsur yang sesuai dengan unsur yang dianalisis, atau logam lain yang permukaannya dilapisi dengan unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisis, Anodanya terbuat dari Tungsten atau Nikel, Tabung lampu HCL berisi gas neon atau Argon.

b) Electrodeless Discharge Lamp (EDL)

      Bila dibandingkan dengan HCL, EDL mempunyai energi cahaya keluar yang lebih tinggi dan mempunyai umur yang lebih panjang. Untuk unsur-unsur tertentu, penggunaan EDL akan menaikan sensitifitas dan limit deteksi yang rendah.

2.2.2 Atomizer Unit

      Unit ini terdiri dari :

a.       Burner

b.      Nyala (Flame), dihasilkan dari gas baker (fuel), gas oksidan dan penyulut api (igniter)

c.       Nebulizer, untuk mengkabutkan larutan sampel atau larutan standar hingga diperoleh bentuk aerosol

d.      Pipa Kapiler, untuk menyedot larutan sampel / larutan standar

     Prosedure dimana atom-atom logam gas dihasilkan dalam nyala (atom-atom tereksitasi), dapatlah diringkas sebagai berikut. Bila suatu larutan yang mengandung senyawa yang cocok dari logam yang akan diselidiki itu dihembus kedalam nyala, terjadilah peristiwa berikut secara cepat :

1)      Pengisatan pelarut yang meninggalkan residu padat

2)      Penguapan zat padat dengan disosiasi menjadi atom-atom penyusunnya yang mula-mula akan berada dalam keadaan dasar

3)      Beberapa atom dapat tereksitasi oleh energi termal (dari) nyala ketingkatan-tingkatan energi yang lebih tinggi, dan mencapai kondisi dalam mana mereka akan memancarkan energi.

Proses-proses ini dipaparkan secara diagram sbb :

          M⁺X^-              M⁺X^-                        MX                      MX

           Larutan              Kabut                           Padatan                         Gas

                                                                             Disosiasi

                                                          M^. _(gas)               M ­­_(gas) + X ­­_(gas)

                                                    (emisi nyala)       

2.2.2.1 Burner

(a) Macam-macam burner

      Ada 2 macam burner, yaitu :

      1). Pre-mix type laminar flow burner

      2) Total consumption burner

(1) Pre-mix Type laminar Flow Burner

      Burner ini digunakan untuk flame dari udara-asetilene, Nitrous-asetilen, udara-hidrogen, Burner ini dibedakan atas burner headnya yaitu panjang slot 5 cm (digunakan untuk flame Nitrous-asetilen) dan slot 10 cm (digunakan untuk flame udara-asetilene, Udara-Hidrogen dan argon-hidrogen) dengan lebar yang sama yaitu 0.5 mm.

Tinggi burner, posisi burner, serta rotation burner memberikan kontribusi dalam membetuk kondisi optimum burner.

(2) Total Consumption Burner

      Burner ini digunakan untuk flame hydrogen-udara, tidak mempunyai atomizer chamber dan semua larutan sample habis dipompakan dari nebulizer kedalam flame. Disebut total consumption karena semua larutan sampel habis terkomsumsikan.

Jenis sampel yang sering dianalisis dengan metode ini adalah :

a)      sampel-sampel yang mempunyai viscositas yang sangat tinggi

b)      Analisis logam dalam senyawaan organic mempunyai volatilitas tinggi

2.2.2.2 Nyala (flame)

      Nyala flame dihasilkan dari campuran bahan bakar dan gas oksidan yang disulut dengan korek api (igniter). Umumnya campuran gas bakar dan gas oksidan yang digunakan pada AAS adalah :

a)      Udara-Asetilen

Flame ini dapat digunakan untuk analisis sebanyak kira-kira 35 unsur, dengan temperature 2300 ⁰C

b)      Nitrous-Asetilen

Flame ini mempunyai temperature maksimum kira-kira 2900 ⁰C dan digunakan untuk penetapan unsur-unsur yang dapat membentuk oksida refraktori.

c)      Udara-Hidrogen

Flame ini digunakan untuk analisis logam-logam alkali yaitu Cs, Rb, K dan Na yang temperature rendah dapat menurunkan/mengurang terjadinya gangguan ionisasi.

d)     Argon-Hydrogen

Flame ini digunakan untuk penetapan As dan Se, karena temperature flamenya sangat rendah, maka dapat meniadakn gangguan kimia dan gangguan matrik

2.2.2.3 Nebulizer Dan Spray Chamber

      Gas bakar dan gas oksidan dialirkan menuju burner dan tempat masuk inlet yang berbeda. Gas bakar masuk lewat spray chamber dan gas oksidan masuk lewat nebulizer. Gas oksidan yang bertekanan mengalir melalui venture dengan kecepatan alir tinggi (4,5 – 5,5 Liter/menit)

      (a) Proses pengkabutan larutan sampel / standar

Yang dimaksud dengan proses pengkabutan adalah proses pengubahan dari bentuk larutan menjadi bentuk aerosol (kabut). Karena kecepatan alir gas oksidan tinggi, menyebabkan tekanan turun, sehingga larutan sampel/standar terhisap mengalir melalui pipa kapiler dengan kecepatan 4 – 6 liter/menit. Karena bercampur dengan gas oksidan yang bergerak sangat cepat, maka larutan ini berubah bentuknya menjadi butiran-butiran cairan. Butiran-butiran cairan ini akan menumbuk disperser yang dipasang pada ujung spray chamber, sehingga butiran-butiran itu pecah menghasilkan butiran-butiran yang sangat halus yaitu berpua kabut, sedang butiran-butiran yang besar akan mengendap dan dibuang melalui saluran pembuangan yang terdapat dibagian bawah sparay chamber. Butiran-butiran halus sampel/standar yang homogen masuk kedalam nyala dan diubah menjadi atom-atom bebas.

2.2.3        Monokhromator

Monokhromator adalah suatu alat optic, digunakan untuk memisahkan panjang gelombang yang diinginkan yang berasal dari sumber cahaya. Dengan monokromator akan dihasilkan satu spectrum cahaya lampu HCL.

Monokromator terdiri dari :

a.       Celah (Slit)

b.      Lensa / Cermin

c.       Elemen pendispersi, yang berupa prisma atau kisi difraksi.

2.2.4        Detektor

Detektor adalah suatu sistem yang fungsinya untuk mengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan oleh atom-atom sampel Detektor mengubah sinyal cahaya yang ditransmisikan menjadi sinyal listrik, yang selanjutnya diperbesar oleh amplifier dan kemudian dikirim ke rekorder untuk dicatat hasilnya

2.2.5        Rekorder

Rekorder adalah alat pencatat hasil. Alat ini dapat berupa manual atau digital. Umumnya AAS sekarang yang banyak digunakan dilengkapi dengan integrator yaitu alat penghitung dan juga printer yaitu alat perekam hasil.

2.3          Prosedur Kerja Peralatan AAS

Sebelum  analisis logam dengan AAS dilakukan, terlebih dahulu pengaturan kondisi operasi alat sehingga diperoleh kondisi analisis yang optimum.

Secara garis besar langkah-langkah kerka berikut dibawah ini

A.  Pemeriksaan Instrumen dan perlengkapannya

1)      Periksa dan pastikan  drain pot terisi air destilat.

2)      Periksa dan pastikan koneksi antara tiap-tiap unit instrumen ( Unit utama AAS, PC dan  Printer ) terhubung dengan benar .

3)      Periksa apakah pembakar ( burner ) sudah terpasang sesuai dengan Standar Pemakaian Burner untuk Analisis dengan AAS Hitachi Z-5000. Bila burner belum terpasang, lakukan  pemasangan salah satu burner tersebut sesuai dengan Prosedur pemasangan burner pada  Manual Maintenance of AAS Hitachi Z-5000.

4)      Pastikan pipa gas, pipa air pendingin yang terhubung ke unit utama AAS terhubung dalam keadaan baik dan aman.

5)      Periksa dan pastikan banyaknya gas di tabung gas ( terukur sebagai tekanan ) yang akan digunakan sudah mencukupi .

6)      Periksa dan pastikan kertas pencetak sudah tersedia pada Printer.

B.      Persiapan Operasi

1.      Pemasangan Lampu Katoda:

Buka  pintu penutup  ( Cover )  ruang  lampu  katoda  dan   pasang   lampu  pada   dudukan  ( Socket ) sesuai dengan pemakaian yang diinginkan. 

2.      Penyiapan Gas:

1)      Siapkan gas bahan bakar ( fuel ) dan gas pembakar ( oxydant )  yang akan digunakan  sesuai dengan Standard Pemakaian Gas Bahan Bakar dan Oksidan terhadap Elemen Analisis dengan AAS Hitachi Z-5000.

2)      Alirkan gas bahan bakar  dan gas pembakar  dengan membuka kran regulator primer di ruang tabung gas . Jika gas pembakar yang digunakan adalah udara dari Kompresor, hidupkan Power Compressor-nya.

3.      Set tekanan gas pada regulator sekunder sebagai berikut :

Jenis Gas	Tekanan Regulator sekunder
Asetilen ( C2H2 )	90      kPa  ( ±   0.9  kgf / cm2 )
Hidrogen ( H2 )	100    kPa  ( ±   1.0  kgf / cm2 )
Dinitrogen Oksida ( N2O )	400    kPa  ( ±   4.1  kgf / cm2 )
Argon  Ar	500    kPa  ( ±   5.1  kgf / cm2 )
Udara	500   kPa  ( ±   5.1  kPa / cm2 )

4.      Hidupkan sistem pengisap gas buangan ( Exhausting Duct )

C.      Mengaktifkan Instrumen

Power Instrumen diaktifkan dengan langkah kerja sebagai berikut :

1)      Hidupkan Power Switch dari unit utama AAS dan biarkan selama 25 detik.

2)      Hidupkan ( On-kan ) unit  PC dan Printer. Monitor PC akan menampilkan beberapa icon  program.

D.     Mengaktifkan Perangkat Lunak ( Software )

1.      Memulai Aplikasi AAS

1)  Klik dua kali   icon  “ AA Spectrophotometer “    pada  layar monitor.

2) Pastikan aplikasi AAS sudah  dimulai dengan munculnya tampilan monitor aplikasi AAS Spectrophotometer .

2.      Pastikan Status  Aplikasi AAS sudah On-line ke unit utama AAS dengan melihat apakah layar monitor memperlihatkan tombol toolbox  On-line  pada bagian kiri bawah monitor. Apabila  tombol toolbox tersebut masih ada, klik tombol tersebut untuk meng-Online-kan .

3.      Perangkat  lunak  siap digunakan  untuk  mengontrol  proses  pengukuran              ( analisis ).

TEKNIK ANALISIS

3.1 Teknik Pembentukan Uap

Teknik pembentukan uap (vapor generation) merupakan salah satu teknik didalam AAS, yaitu untuk unsur-unsur yang kurang memberikan sensitivitas, yang tidak dapat dicapai dengan menggunakan flame atomisasi,

Jadi teknik ini bertujuan untuk memperbesar sensitivitas.

Ada 2 macam teknik pembentukan uap, yaitu :

a.       Pembentukan uap Hidrida

b.      Pembentukan uap Merkuri

3.1.1 Pembentukan uap hidrida

Teknik analisis dengan sistem pembentukan uap hidrida, digunakan untuk analisis unsur-unsur : As, Se, Bi, Ge, Sb, Te dan Hg.

Sejumlah unsur-unsur seperti disebutkan itu, diubah menjadi uap hydrida (senyawa hidrida yang volatile) yaitu dengan menambahkan larutan Natrium Borohydrat (NaBH₄) dalam suasana asam. Atau dapat pula digunakan logam Zn dengan asam sulfat.

  Sampel akan bereaksi dengan hydrogen membentuk gas Hydrida pada Reaction Coil, gas hydrida yang terbentuk akan dibawa oleh gas argon ke      AAS untuk atomisasi atom-atom oleh energi panas dengan temperatur 1000 ⁰C, setelah atomisasi element tersebut akan diukur nilainya secara kuantitatif dengan metode spectrofotometer. Uap hydrida ini sangat volatil (mudah menguap), mudah terbakar dan beracun.

 Diagram alir untuk alat tersebut adalah sebagai berikut :

                                                                              Atomic Absorption

                    HFS-3                                                  Spectropotometer

             

              Pompa                                        Reaction Coil        

		NaBH4

 

Gas Argon

                                                                    Waste drain                   Over

                                                                                     Separator                                   Flowdrain          

        Pressure Switch                 Pressure regulator            Flow Control Valve

Reaksi :

a) Reduksi dengan NaBH₄

                           6BH₄^-   +   As⁺⁺⁺   ----------->   3BH₂H₆   +   AsH₃

                                                                                                          Diboran

                           B₂H₆     +   6H₂O  ------------->  2H₃BO₃  +   6H₂

                           2AsH₃    +  Panas  ------------->  2As  +  3H₂

       

3.1.2 Pembentukan uap Merkuri

      Alat instrument ini berfungsi khusus untuk menganalisa Raksa (Hg) Baik sampel yang berupa padatan, cairan, serta gas yang terkandung pada material.

      Prinsip kerja dari alat ini yaitu adanya penambahan pereaksi seperti H₂SO₄ dan HNO₃ untuk menghilangkan adanya ion-ion penganggu lalu sampel direduksi dengan pengoksidasi KmnO₄ dalam suasana asam, setelah sampel mengalami reduksi ion-ion permanganat yang tinggal dihilangkan dengan menambahkan ammonium peroksodisulfat lalu sampel ditambah dengan SnCl₂ untuk melepaskan gas Hg, gas Hg yang lepas dari sampel didorong oleh pompa ke alat AAS Z-5000 untuk diukur secara kuantitatif nilai logam Hg yang terkandung didalam sampel.

      Dikenal ada 2 sistem sel gas, yaitu sistem terbuka (ujung terbuka) dan sistem tertutup (sirkulasi).

      Pada sistem ujung terbuka, setelah pengukuran selesai, uap merkuri dibuang ke udara bebas. Sedang pada sistem sirkulasi, pengukuran dapat dilakukan berulang-ulang kali sampai diperoleh pengukuran maksimum, baru kemudian uap dibuang.

      Pada sistem terbuka umumnya kurang sensitif dan akurasinya dipengaruhi oleh aliran udara dan faktor pengenceran udara.

      3.1.3 Interferensi-interferensi pada photometry serapan atom disebabkan oleh :

1.      Tumpang tindih resonansi garis penyerapan dari objek unsur dan unsur yang ada

2.      penyerapan molekular

3.      pemendaran cahaya

4.      sinar emisi dari atomizer

5.      tidak tercukupinya resolusi di monokromator

Pengaruh b dan c dihasilkan dari asap atau uap molekuler dari keberadaan zat yang terbentuk bersama dengan penguapan atom dari objek unsur. Yang disebut background absorption. Gangguan ini terjadi etika analisa secara langsung larutan sampel yang mengandung zat-zat organik, seperti garam dan asam.

Untuk item d terjadi secara nyata dengan pembakar nitous oxide-asetilen.

Untuk item a terjadi karna adanya garis resonansi yang bertumpang tindih antara unsur yang dianalisa dengan unsur lain pada larutan tersebut atau tidak dapat dipisahkannya dengan monokromator garis resonansi tersebut.

PREPARASI SAMPEL

4.1  Persiapan sampel

      Analisis dengan AAS dapat dilakukan terhadap sampel-sampel yang berupa padatan, cairan dan gas.

Sebelum melakukan pengukuran, diperlukan terhadap larutan sampel maupun larutan standar, disebut : Penyiapan/Preparasi sampel, misalnya absorpsi, palarutan, dekomposisi (peleburan, pengabuan, ekstraksi), pemekatan, pengenceran

a) Sampel yang berupa gas

      Pada umumnya sampel yang berupa gas, diperlukan dengan cara diabsorp dengan menggunakan absorbents. Absorbents yang digunakan tergantung dari macam gas yang hendak dianalisis, sehingga logam yang terkandung didalamnya terabsorpsi.

b) Sampel yang berupa padatan

      Sampel yang berupa padatan diperlakukan dengan cara dekomposisi (peleburan, pengabuan, ekstraksi), baru kemudian dilarutkan dengan aquades untuk diubah menjadi larutan. Bila larutan yang didapat mempunyai konsentrasi diatas daerah working range, maka perlu pengenceran dan bila sangat encer maka perlu pemekatan sehingga diperoleh larutan yang siap diaspirasikan pada AAS.

Didalam melarutkan, pelarut yang digunakan dapat berupa pelarut air (disebut larutan non aquatik) dan pelarut bukan air (disebut larutan non aquatik) yaitu berupa pelarut organik.

c) Sampel yang berupa cairan

      Sampel yang berupa cairan dapat langsung diaspirasikan. Bila viskus diencerkan, sedang yang encer dilakukan pemekatan.

Khusus untuk sampel produk minyak bumi, sampel dilarutkan dengan pelarut organik (yaitu white spirit atau MIBK) sehingga diperoleh larutan non viskus, yang mempunyai kecepatan alir 3 – 5 mL/menit.

 

                        GAMBAR : Sistem teknik preparasi sampel

4.2 Perlakuan terhadap sampel

      Untuk memperoleh hasil pengukuran yang akurat, hendaknya harus diperhatikan hal-hal tersebut dibawah ini :

1.  Sampel yang berupa padatan dilarutkan sampai melarut sempurna

a.  Logam-logam alkali dilarutkan dalam asam, membentuk larutan logam alkali yang aquatik, larutan ini dapat diperiksa dengan AAS selama kandungan total dissolved solid tidak lebih dari 2 %

b. Bila logam-logam dalam sampel mempunyai konsentrasi tinggi, harus dilakukan pengenceran, sampai kira-kira konsentrasinya berada dalam daerah kerja dari peralatan. Pengenceran hanya diperbolehkan sampai 20 kali

2. Untuk unsur-unsur kelumit (trace elements), sampel tidak boleh diencerkan. Disamping itu peralatan harus benar-benar bersih, demikian pula dalam pembuatan kurva kalibrasi.

3. Unsur-unsur As, Se dan Hg yang mempunyai sifat mudah menguap pada pengabuan (ashing), maka perlakuan terhadap sampel tidak boleh diabukan.

4.   Untuk memperoleh pengenceran larutan sampel atau larutan standar kalibrasi yang akurat, gunakan pipet  gondok (bulb pipet) dan labu takar (Volumetric flask) yang terkalibrasi dengan teliti, yaitu grade A (minimalnya dengan grade B)

5. Gunakan reagensia yang mempunyai tingkat kemurnian tinggi, yaitu grade Proanalysis (PA), Analytical reagent (AR) atau analar.

6. Viskositas larutan sampel dan larutan standar kalibrasi seharusnya sama. Khususnya untuk lubricating oils dan serum

7. Matriks dari sampel mempunyai efek terhadap absorbans, efek ini dapat dihilangkan dengan menggunakan background correction, penyangga ionisasi dan reagen pembebas atau dengan menggunakan nyala api N₂O-asetilen.

4.3  Metoda-metoda persiapan sampel

      (1) Besi dan Baja

(a)          Penguraian dengan menggunakan Asam klorida-Asam nitrat

(b)         Penguraian dengan campuran asam (asam posfat dan asam sulfat)

      (2) Alloy Tembaga

(a)          Penguraian dengan asam nitrat-asam hydrofluoride-asam sulfat

(b)         Penguraian dengan asam nitrat

(c)          Penguraian dengan campuran asam (asam nitrat dan asam klorida)

(d)         Penguraian dengan campuran asam bromide dan asam nirat-bromine

      (3) Alloy Nikel

(a)          Penguraian dengan asam nitrat

      (4) Alloy Aluminium

(a)          Penguraian dengan asam klorida-asam peroksida

(b)         Penguraian dengan campuran asam (asam nitrat, asam klorida dan asam sulfat)

      (5) Alloy Timbal/Timah hitam

(a)          Penguraian dengan asam nitrat

(b)         Penguraian dengan campuran asam (asam klorida dan asam nitrat)

      (6) Minyak pelumas dan Minyak berat

(a)          Dilarutkan dengan pelarut organic (untuk pengukuran langsung)

(b)         Dry ashing (metode pengabuan)

      (7) Air Boiler dan Air minum

(a)          Pengukuran langsung dengan asam lemah

(b)         Ekstraksi dengan pelarut

            Kebanyakan logam misalnya Fe, Mn, Ni, Cu, Pb dan lain-lain dapat membentuk senyawa kompleks yang stabil bila direaksikan dengan ammonium pirolidina dithiokarbamat (APDC) pada pH tertentu. Senyawa kompleks ini dapat larut dalam solven organic, misalnya MIBK. Kedalam larutan sampel yang diperoleh ditambahkan sejumlah air dan larutan buffer, volumenya dijadikan 100 mL, kemudian diekstrak. Untuk penetapan unsur-unsur kelumit (trace elements), hasil ekstraksi dipekatkan dengan penguapan sehingga volumenya tinggal 20 mL

      (8) Air Laut dan Air limbah

(a)          Ekstraksi dengan pelarut atau pengukuran langsung

      (9)  Batu dan Hasil pertambangan

(a)          Penguraian dengan asam nitrat-asam hydrofluoride

(b)         Penguraian dengan asam hydrofluoride-asam sulfat

(c)          Penguraian dengan menggunakan Asam klorida-Asam nitrat

(d)         Penguraian dengan menggunakan Asam sulfat-Asam nitrat

(e)          Peleburan dengan karbonat

(f)          Peleburan dengan carbonat-asam borit

      (10) Tumbuh-tumbuhan, Makanan ternak, Makanan manusia

(a)          Dry Ashing (Pengabuan kering)

Sampel diuapkan atau dioksidasikan pada 450 – 500 ⁰C yang residunya berupa senyawa anorganik dapat dilarutkan dengan HCl atau HNO₃. Cara ini tidak dapat dipergunakan untuk penetapan unsur-unsur nyang mudah menguap pada pengabuan, misalnya As, Se dan Hg

(b)         Wet Ashing (Pengabuan basah)

            Metoda ini digunakan untuk penetapan unsur-unsur yang mudah menguap yang hilang pada pengabuan kering. Sampel didegasi pada tabung kjeldahl dengan dicampur HNO₃/H₂SO₄ atau H₂SO₄/HCl. Unsur-unsur yang mudah menguap akan tinggal dengan cara tersebut.

      (11) Larutan liquid aquatik

(a) Untuk larutan akuatik yang mengandung total dissolved solid yang relatif rendah (yaitu kurang dari 2 %), biasanya diencerkan sehingga konsentrasi unsur yang ditetapkan terletak dalam daerah kerja peralatan

(b) Pengenceran sampel yang viskous dapat menyebabkan terjadinya penurunan viskositas dan juga dapat terjadi efek matriks sampel

(c) Untuk larutan yang mengandung banyak insoluble matter, sebelum dianalisis dilakukan penyaringan

(d) Kadang-kadang dilakukan penambahan reagen pembebas atau penyangga ionisasi, misalnya untuk penetapan kalsium atau magnesium yang mengandung fospat. Penambahan La⁺⁺ akan menghilangkan interferensi Ca⁺⁺

(e) Untuk penetapan kebanyakan unsur-unsur yang mempunyai konsentrasi rendah, perlu ditambahkan ion K⁺ atau Na⁺ untuk menahan jangan sampai unsur yang ditetapkan mengion. Bila larutan encer ini hendak disimpan lebih dari satu hari, perlu ditambahkan 1 ml HCl pekat atau HNO₃ pekar per 100 mL, sehingga tidak terbentuk endapan hidroksida pada pH larutan netral pH = 7

      (12)  Liquid non akuatik

            Misalnya minyak pelumas dan minyak bakar yaitu liquid yang mempunyai viskositas tinggi. Bila hendak dianalisis dengan AAS, sample tersebut diencerkan dengan solven organic yang sesuai, missal white spirit atau MIBK (metal isobutyl keton)

     

BAB V.

PROSEDUR ANALISIS

5.1 Pendahuluan

            Analisis dengan metode AAS digunakan untuk penetapan unsur-unsur logam dan semi logam. Jenis penetapan disesuaikan dengan maksud dan tujuannya. Misalnya penetapan Arsenikum dalam nafta, dimaksudkan untuk mengetahui besarnya konsentrasi As, karena As bersifat racun terhadap katalis.

      Prosedur analisis AAS, tidak hanya satu prosedur yang dipakai dalam suatu penetapan, sehingga analis dapat memilihnya. Pemilihan disesuaikna dengan kemampuan peralatan, tersedianya bahan kimia, jenis sampel yang dianalisis serta jumlahnya, dan waktu/lamanya analisis. Hal itu perlu diperhatikan, karena menyangkut keakurasian dalam pengukuran.

5.2 Pelumas baru

            Penggunaan aditif akan meningkatkan sifat pelumas. Aditif mengandung komponen-komponen logam, misalnya Barium (Ba), Kalsium (Ca), Seng (Zn) dan magnesium (Mg). Konsentrasi masing-masing itu umumnya berkisar antara :

            Ba        :  0.05  -  1.0  % wt                             Mg       :  0.02  -  2.5 % wt

            Ca        :  0.02  -  2.5  % wt                             Zn        :  0.04  -  0.2 % wt

      Beberapa kesulitan terdapat pada penetapan Ca, Mg dan Ba bila mengandung fosfat, sehingga untuk menanggulanginya digunakan nyala api, N₂O - Asetilen. Perlu diingat, bahwa dengan menggunakan nyala api temperatur tinggi dapat menyebabkan terjadinya interferensi ionisasi dan untuk menanggulanginya ditambahkan bahan kimia sebagai pencegah ionization (ionization buffer) yaitu natrium, kalium atau lanthanum cyclohexsane atau larutan standar dengan konsentrasi 1000 – 2000 mg/Liter atau kira-kira 0.3% dari volume larutan yang diaspirasikan.

            Solven yang paling cocok digunakan adalah white spirit, Xylene atau MIBK dan sebagai larutan standar seperti tertera sebelumnya. Salah satu yang penting adalah drain tube (tempat buangan cairan butiran kasar) harus diisi dengan solven yang sama dengan digunakan untuk pengencer/pelarut sampel,

      Prosedur

            Sampel dan standar diencerkan dengan white spirit, Xylene atau MIBK (pilih salah satu). Tambahkan K, Na atau La (sebagai cyclohexane butyrate)

      Preparasi Sampel

1.      Aduk/kocok sampel yang akan dianalisis selama 5 menit. Pengadukan dapat menggunakan magnetic stirrer atau mechanical agitate.

2.      Timbang sejumlah sampel, masukan kedalam labu takar ukuran 100 mL dan tambahkan sejumlah K, Na atau La (sebagai cyclohexane butyrate) sedemikian rupa sehingga dalam sejumlah volume sampel itu mengandung 3%

3.      Encerkan dengan xylene, white spirit atau MIBK (pilih salah satu). Apabila sampel yang dianalisis hanya mengandung Zn dan kandungan Zn rendah, maka 0.1 g sampel diencerkan menjadi 25 mL

4.      Aspirasikan ke AAS

Catatan

1.      Larutkan K, Na atau La (sebagai cyclohexane butyrate) 1% w/v dibuat dengan melarutkan 5,3 g K, Na atau La (cyclohexane butyrate) dan 10 mL 2-ethylhexanoic dalam 30 mL xylem, white spirit atau MIBK. Panaskan pelan-pelan dan encerkan sampai volumenya menjadi 100 mL

2.      Standar dibuat dengan menggunakan organometralik. Standar dan blanko diencerkan dengan pelarut yang sama dengan pelarut yang digunakan untuk sampel.

3.      Untuk penetapan Ca dan Ba, maka sampel, standar dan blanko dibuat mengandung 0.3 % K, Na atau La (Cyclohexane butyrate).

5.3      Pelumas bekas (Used Oil)

Analisis ausan logam dari pelumas bekas terdapat sedikit kesulitan karena mengandung partikel-partikel logam yang halus, suspensi koloida atau garam-garam logam.

Terdapat kesulitan sampling karena partikel-partikel itu mengendap. Untuk itu sebelum dilakukan analisis terlebih dahulu dikocok/diaduk agar diperoleh sampel yang homogen. Disarankan agar menggunakan solven yang terdiri dari campuran 10% Isipropanol dan 90% white spirit dan pelarutan sebanyak 5 kali.

-          Ausan logam berupa Pb, Sn, Sb, Fe, Cr, Cu, Al, Mg dan Ag

-          Bila sampel pelumas bekas berwarna gelap, maka tidak diperbolehkan cara pelarutan langsung dengan pelarut organic, karena sebagian besar suspensi partikel-partikel logam dalam nyala api tidak teratomisasi, sehingga menyebabkan kesalahan deteksi.

Analisis dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :

(a). Dry Ashing

(b). Wet Ashing

Pada dry ashing cenderung memakan waktu yang lama dan perlu dicegah jangan sampai terjadi penguapan awal (premature volatisation) dari unsure yang hendak ditetapkan.

Prosedur

1.  Dry Ashing

-          Ditimbang sejumlah pelumas bekas sebanyak 10 – 20 g, masukan kedalam krusibel (boleh platina, silica atau porselin)

-          Bakar sampel itu dengan hati-hati

-          Residu yang terbentuk dipanaskan dalam muffle furnace pada 550 – 600 ⁰C sehingga semua karbon teroksidasi sempurna.

-          Residu logam yang ditinggal dapat dilarutkan dengan beberapa tetes HCl pekat atau aqua regia dan kemudian diencerkan dengan aquades sampai volume tertentu

            2. Wet Ashing

-          Ditimbang pelumas bekas sebanyak 1 – 2 g, masukan kedalam gelas beker ukuran 250 mL

-          Tambahkan 40 mL HClO₄, panaskan pelan-pelan pada temperature rendah kemudian dipanakan kuat-kuat dan dijaga jangan samapi terjadi percikan. Larutan akan menjadi tidak berwarna dan pemanasan diteruskan sampai didapatkan volume 5 mL

-          Dinginkan dan kemudian diencerkan dengan akuades sampai volumenya tepat menjadi 50 mL

-          Sampel diukur terhadap larutan akuatik yang mengandung HClO₄ 10 % w/v.