Slide 1

Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)Setiani Ibrahim 23714002Desyana Olenka M20213073Program Studi Magister Ilmu dan Teknik MaterialFakultas Teknik Mesin dan DirgantaraInstitut Teknologi Bandung16 April 2015Mata Kuliah Karakterisasi Material LanjutDosen Pengampu : Dr.Ir. Aditianto Ramelan / Ari Wibowo, PhDLegal statementThe contents of this presentation for academic purpose not the most correct one The authors are not responsible for the future usage of this presentationAny mistake will be your own riskAll copyrighted materials are acknowledged

AAS (Atomic Absorption Spectroscopy) adalah prosedur analitik spektro untuk menentukan unsur secara kuantitatif, menggunakan absorption optical radiation pada atom bebas dalam keadaan gas http://en.m.wikipedia.orgAAS dapat digunakan untuk menentukan lebih dari 70 elemen yang berbeda Element yang dapat dideteksi oleh AAS yang berwarna pink pada tabel periodic

www.ewr.cee.vt.eduAAS merupakan metode analisis yang berdasarkan pada proses penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state)Penyerapan tersebut menyebabkan tereksistasinya elektron dalam kulit atom ke tingkat energi yang lebih tinggiKeadaan ini bersifat labil sehingga elektron akan kembali ke tingkat energi dasar dan mengeluarkan energi yang berbentuk radiasiAtom bebas akan berinteraksi dengan berbagai bentuk energi, Interaksi pada atom bebas akan menghasilkan absorpsi dan emisi (pancaran) serta radiasi dan panasRadiasi yang dipancarkan bersifat khas karena mempunyai panjang gelombang berbeda untuk setiap atom

Basset,J.1994,Vogel Kimia Analisa Kuantitatif Anorganik, EGC

Light SourceDetectorSampleCompartmentMengukur ketidakmurnian pada paduan logam dan proses reagenWater analysisAnalisis atau sampling udaraAnalisis padatan dari bijih mineral (ores) dan finished metals

ASM Handbook volume 10Atomic AbsorptionSpectrophotometer

SampelLight Source(Hollow cathode)AtomisasiDepartemen Kimia ITB Jl. Ganesa no.10 Bandung TAHAPAN PROSES AAS0.245SampelFilterReadoutPhotodetectorAmplifierRuang pengkabutanHollow cathodeC2H2O2LensaSAMPEL

Bentuk : Padat, larutan, dan gas (mercury)Ukuran : tergantung pada teknik yang digunakan, dari miligram (solid by graphite furnace) sampai 10 ml untuk larutan pada flame work yang konvensionalPersiapan : tergantung pada tipe atomisasi yang digunakan, biasanya harus mempersiapkan larutannya

TEKNIK PREPARASI

Sampel cair: dilarutkan dengan air secara kuantitatif, kemudian ditambahkan asam secukupnyaSampel padat: dilakukan dekstrusi

ASM Handbook volume 10DEKSTRUSIDekstrusi dapat dilakukan dengan cara berikut:Cara KeringDiabukan dengan menggunakan furnace pada suhu tertentu. Jika perlu ditambahkan ashing aid. Selanjutnya abu dilarutkan dalam asam dan diencerkan secara kuantitatif. Direkomendasikan untuk analisis Ag, Al, As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Se, Ti, V dan Zn.Cara basah Dilarutkan dalam asam kuat (atau campuran asam kuat), kemudian dipanaskan dalam labu Kjedahl/gelas kimia. Kisatkan, larutkan dalam air, masukkan ke dalam labu ukur dan saring. Asam yang digunakan secara bersama-sama dengan HNO3 dalam preparasi contoh untuk destruksi logam.

Pelatihan Instrumen LKI UPIPenggunaan HNO3 digunakan pada sampel yang bersih atau material yang mudah teroksidasi

Penggunaan HNO3H2SO4 atau HNO3HCl digunakan untuk zat organik yang mudah teroksidasi

Penggunaan HNO3HClO4 atau HNO3-HF diperlukan pada sampel yang mengandung zat organik yang sulit teroksidasi atau mineral yang mengandung silikat

No.AsamDapat Membantu untukTidak Direkomendasikan untuk1.HClSB, Ru, SuTh, Pb2.H2SO4-Ag, Pb, Ba3.HClO4Zat Organik4.HFMaterial yang mengandung silikaPelatihan Instrumen LKI UPILIGH SOURCE (SUMBER CAHAYA)

Sumber cahaya berasal dari lampu katoda yang berbeda untuk setiap unsur/ elemen.

Pada metoda ini, cahaya dari sumber diarahkan untuk melewati analit menuju ke detektor. Semakin besar jumlah sampel yang ada maka semakin besar absorbansi yang dihasilkan oleh sampel

Jenis sumber radiasi antara lain, Hollow Cathode Lamps (HCL), Electrodeless discharge lamps (EDL) dan Deuterium Lamps .http://en.m.wikipedia.org Hollow Cathode LampsTerdiri dari katoda cekung silindris terbuat dari unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisis dan anoda yang terbuat dari tungsten.

Dengan memberikan tegangan pada arus tertentu, sampel yang akan dianalisis akan memijar dan atom katodanya akan teruapkan dengan pemercikan.

Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu.http://en.m.wikipedia.orgLampu katoda untuk Aluminium (Al)

Lampu katoda diletakan pada tempat khusus pada instrumentHomepage University of Michigan-Dearborn, Science Learning Center, June 2002 Electrodeless Discharge LampElectrodeless Discharge Lamp mempunyai prinsip kerja yang hampir sama dengan Hollow Cathode Lamp tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi, biasanya digunakan untuk analisis unsur-unsur As dan Se, karena pada HCL untuk unsur-unsur tsb, signalnya lemah dan tidak stabil. http://en.m.wikipedia.orgATOMIZER (ATOMISASI SAMPEL)SISTEM NYALASampel diintroduksikan dalam bentuk larutan, kemudian dimasukan pada sistem nyala dalam bentuk aerosol. Aerosol dihasilkan oleh nebulizer (pengabut) kemudian dihubungkan ke sistem nyala oleh ruang penyemprot (chamber spray).

JENIS NYALA:Nyala udara asetilenTemperatur nyala yang lebih rendah mendorong terbentuknya atom netral dan dengan nyala yang kaya bahan bakar pembentukan oksida dari banyak unsur dapat diminimalkan.Nitrous oksida-asetilenBiasanya digunakan untuk penentuan unsur-unsur yang mudah membentuk oksida dan untuk unsur-unsur yang sulit terurai, karena temperatur nyala yang dihasilkan relatif tinggi (Al, B, Mo, Si, So, Ti, V dan WDay, R. A, 1986. Analisa Kimia Kuantitatif

Sistem atomisasi nyalaASM Handbook Volume 1018SISTEM TANPA NYALA (ELECTROTHERMAL ATOMIZER)Memakai tungku grafit (graphite tube atomizers) Tungku grafit dipanaskan dengan listrik (electrical thermal). Suhu dari tungku dapat diatur, sehingga pemanasan larutan dilakukan secara bertahap prosesnya yaitu drying, pyrolisis, atomization, cleaning

SPECIALIZED ATOMIZATION TECHNIQUESGlow Discharge AtomizationHydride AtomizationCold-Vapor Atomization

Day, R. A, 1986. Analisa Kimia Kuantitatifhttp://en.m.wikipedia.orgMONOKROMATORMonokromator merupakan alat yang berfungsi untuk memisahkan radiasi yang tidak diperlukan dari spektrum radiasi lain yang dihasilkan oleh hallow cathode lamp.

DETEKTORDetektor merupakan alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik yang berhubungan dengan daya radiasi kemudian diserap oleh permukaan yang peka.

Intensitas cahaya yang melewati nyala api secara garis analitikal ditangkap oleh detektor menggunakan photomultiplier kemudian diidentifikasi sesuai panjang gelombangnya.

Sinyal dari detektor ditransfer ke komputer sehingga pengukuran terhadap sampel dapat dibaca pada layar monitor sebagai data.

Day, R. A, 1986. Analisa Kimia KuantitatifSISTEM PENGOLAHSistem pengolahan berfungsi untuk mengolah kuat arus dari detektor menjadi besaran daya serap atom transmisi kemudian diubah menjadi data pada sistem pembacaanSISTEM PEMBACAANSistem pembacaan merupakan bagian yang menampilkan suatu angka atau gambar yang dapat dibaca oleh mata

Tampilan pada layar monitorHomepage University of Michigan-Dearborn, Science Learning Center, June 2002TABUNG GASTabung gas asetilen atau gas N2O

KOMPRESORMerupakan alat yang terpisah dengan unit utama karena berfungsi untuk mensuplai udara yang akan digunakan pada saat pembakaran atom

BURNERMerupakan bagian terpenting pada unit utama berfungsi sebagai tempat pencampuran gas asetilen dan aquabides agar tercampur merata dan terbakar

Day, R. A, 1986. Analisa Kimia KuantitatifMETODE KURVA KALIBRASI

Dibuat seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi dan absorbansi dari larutan tersebut kemudian diukur dengan AAS.

Membuat grafik antara konsentrasi (C) dengan absorbansi (A) yang merupakan garis lurus melewati titik nol dengan slope = . B atau slope = a.b

Konsentrasi larutan sampel kemudian diukur dan diintropolasi ke dalam kurva kalibrasi atau dimasukkan ke dalam persamaan regresi linier pada kurva kalibrasi.MEASUREMENT TECHNIQUESPelatihan Instrumen LKI UPI

Contoh kurva kalibrasiPelatihan Instrumen LKI UPIMETODE STANDAR TUNGGAL

Metode ini sangat praktis karena hanya menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya (C std)

Absorbsi larutan standar (A std) dan absorbsi larutan sampel (A smp) diukur dengan spektofotometri

Dengan hukum Lambert-Beer dan dengan mengukur absorbansi larutan sampel serta standar, maka konsentrasi larutan sampel dapat dihitungPelatihan Instrumen LKI UPIMETODE ADISI STANDAR

Metode ini banyak digunakan karena dapat meminimalkan kesalahan karena perbedaan kondisi lingkungan (matriks) sampel dan standard

Pada metode ini dua atau lebih jumlah volume tertentu pada sampel dipindahkan ke labu bakar

Satu larutan diencerkan sampai volume tertentu kemudian diukur absorbansinya tanpa ditambah dengan zat standar, sedangkan larutan yang lain sebelum diukur absorbansinya ditambah terlebih dahulu dengan sejumlah larutan standar tertentu kemudian diencerkan seperti pada larutan pertama

Pelatihan Instrumen LKI UPI/tugas th 2010Keunggulan Dapat menentukan kuantitas unsur pada suatu paduan dari part per million (ppm) sampai sub part per billion (ppb)

Keterbatasan Tidak dapat menganalisis secara langsung unsur-unsur gas mulia, halogen, sulfur, karbon atau nitrogenKurang sensitif untuk analisis unsur pembentuk karbida atau oksida refraktoriPelarut berbeda tiap sample Lampu belum tentu sesuai dengan material uji

LIMITATIONASM Handbook volume 10 Pada AAS terdapat Interference fenomena yang mengarah ke perubahan intensitas analyte signal dalam spektroskopi. Gangguan serapan spektroskopi atom terdiri dari non-spektral dan spektral1) Non-spektral * Matrix interference* Chemical interference* Ionization interference2) Spektral interferece

ARTIFACTSumber : http://lab-training.com/2013/05/08/aas-free-e-course-..Interference fenomena yaitu fenomena yang mengarah ke perubahan intensitas analyte signal dalam spektroskopi

Gangguan non-spektral mempengaruhi pembentukan item analit dan gangguan spektral mengakibatkan penyerapan cahaya yang lebih tinggi karena adanya menyerap spesies selain unsur analit.29

Sumber : http://lab-training.com/2013/05/08/aas-free-e-course-..Non-spektral InterferenceMatrix interferenceKetika sampel lebih kental atau memiliki tegangan permukaan yang berbeda dari standar dapat mengakibatkan perbedaan tingkat penyerapan sampel karena perubahan dalam efisiensi nebulization.

diminimalkan dengan cara mencocokkan sedekat mungkin komposisi matriks standar dan sampelSumber : http://lab-training.com/2013/05/08/aas-free-e-course-..Chemical InterferenceMisal dari senyawa Ca bereaksi dengan Fosfat maka membentuk kalsium fosfat stabil yang mengurangi penyerapan ion Ca. Maka Ca intensitasnya yang terbaca menjadi kecil .

Diatasi dengan menambah lantanum sehingga membuat Ca terbaca

Sumber : http://lab-training.com/2013/05/08/aas-free-e-course-..Ionitation InterferenceIonitation Interference lebih sering terjadi pada api yang terlalu besar. Kelebihan energi api dapat menyebabkan eksitasi atom keadaan dasar ke keadaan ionik dengan hilangnya elektron sehingga mengakibatkan penipisan atom keadaan dasar.

Dalam api kecil gangguan tersebut ditemui dengan unsur-unsur dengan mudah terionisasi seperti logam alkali dan alkali tanah.

Gangguan ionisasi dihilangkan dengan menambahkan kelebihan unsur yang mudah terionisasi sehingga menciptakan sejumlah besar elektron bebas dalam api dan menekan ionisasi analyte. Garam elemen seperti K, Rb dan Cs biasanya digunakan sebagai penekan ionisasi.

http://i0.wp.com/lab-training.comspectral InterferensiKebanyakan gangguan spektral umumnya akibat emisi molekul dari oksida unsur lain dalam sampel.Penyebab utama penyerapan adalah adanya molekul terurai matriks yang memiliki spektrum serapan pita lebar dan partikel padat kecil, di vaporizer atau spesies molekul dalam api yang dapat menghamburkan cahaya melalui daerah panjang gelombang yang luas.

Masalahnya diatasi dengan mengukur dan mengurangi penyerapan latar belakang dari total penyerapan diukur untuk menentukan serapan atom benarhttp://i0.wp.com/lab-training.comTEKNIK YANG RELEVANInductively coupled plasma atomic emission spectrometry

Direct current plasma atomic emission spectrometryKedua teknik tersebut secara simultan dapat memberikan pendalaman mengenai analitikal dan sensitivitas yang lebih lengkap terhadap AAS. Selain itu, kedua teknik tersebut membutuhkan persiapan awal yang lebih baik dan masalah interferensi matriks (spektral).

ASM Handbook volume 10AAS-MAPLocationType of AASElementsB4T-Dep. PerindustrianPerkin Elmer AAanalyst 100Fe, Ni, As, Cd, Cr, Ca, Zn, Hg, Mn, Mg, Cu, Co, Sb, Pb, Sn, SiHg, PdP3KT LIPIJl. Sangkuriang no.21 BandungGBC 903 single beam AASCa, Cd, co, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Zn, Departemen Kimia ITB Jl. Ganesa no.10 Bandung Cu,Cd,Pb,Zn,Fe,Co,Se,Na,K,BaBalai Besar Tekstil Bandung-Dep. Perindustrian 08122030084Perkin ElmerFe, Ni, As, Cd, Cr, Ca, Zn, Hg, Mn, Mg, Cu, Co, Sb, Pb, Sn, SiBBK Dep. PerindustrianVarianPb, cd, Co, Mn, Mg, Fe, As, BBPK Dep. PerindustrianAll metal, except Au, Pt, AgPPGL Dep. ESDMLocationType of AASElementsPPTM Dep. ESDM Jl. Sudirman BAndungSb, Bi, Pt, Pd, Mo, Fe, Ca, Mg, Sr, Al, K, Na, Se, Al, Zn, Mn, Jurusan Kimia FMIPA UPI Jl.Setiabudi no.229 BAndungPerkin Elmer AAnalyst 100Fe, Au, cd, K, Ca, Co, Cr, Mg, Mn, Na, Ni, Ag, Pt, Zn, Cu, Pb, sn, Ti, V, B, Mo, P, Si, Al, SrSucofindo laboratory-JL. Soekarno Hatta BandungAll metalJurusan Kimia UIEmail :lab.afiliasi.ui@gmail.com021-7872720Shimadzu AA-6300 Pb, Cd, Cr, Hg, As dan logam lainnya dalam darah dan urin

LPPT UGMInformasi : +62 274 548348AAS flame :Au, Ag, Ca, Cu, Na, K, K, Mg, Mn, Pb, Sr, Cd, Ni.AAS Hidryda :Hg, As.Jurusan Kimia ITSAAS flame :Au, Ag, Ca, Cu, Na, K, K, Mg, Mn, Pb, Sr, Cd, Ni.

37Rekaman AASTerimakasih