PRINSIP DASAR:Interaksi antara REM (pada umumnya Uv atau Vis.) dengan materi (yaitu logam dalam bentuk ATOM dan fasa gas)Atom akan menyerap REM (Uv-Vis) pada panjang gelombang tertentu dan karakteristik/spesifik tergantung pada sifat unsur yang di analisis. Misalnya logam Na = 589 nm dan K = 766,5 nm

REM pada panjang gelombang ini, mempunyai energi yang cukup untuk menyebabkan terjadinya eksitasi elektron dari atom pada keadaan dasar ke keadaan tereksitasiBanyaknya energi radiasi yang diserap sebanding dengan konsentrasi atom dalam sampelJumlah kuantitatif dari logam yang dianalisis, merupakan jumlah yang sangat kecil (hanya sekelumit) atau merupakan trace element, bahkan sangat sekelumit atau ultra trace element.

Pada prinsipnya, senyawa yang mengandung unsur logam (garam, oksida logam) dilarutkan dalam pelarut yang sesuai, diatomkan (atomized) pada suhu tinggi, biasanya dengan nyala api, kemudian diradiasi/disinari dengan sumber radiasi pada panjang gelombang tertentu, intensitas absorpsi (berupa garis) diteruskan ke detektor lewat monokromator, akhirnya signal dapat dibaca pada rekorder (read out).

Pada metode ini suatu sumber radiasi yang sesuai (biasanya lampu katoda cekung = Hollow Cathode Lamp, HCL) dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah teratomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. Untuk membedakan antara radiasi yang berasal dari sumber radiasi dan radiasi dari nyala, digunakan chopper yang dipasang sebelum radiasi dari sumber radiasi mencapai nyala api.

Detektor akan menolak (tak merespon) signal arus searah (DC) dari emisi nyala dan hanya mengukur arus bolak balik (signal absorpsi) dari sumber radiasi dan sampel.

Konsentrasi unsur diukur berdasarkan perbedaan intensitas radiasi pada waktu ada atau tidaknya unsur yang diukur (sampel) di dalam nyala api.

Intensitas absorpsi bergantung pada populasi atom pada keadaan dasar sementara pada spektrometri emisi bergantung pada pada populasi keadaan eksitasi, yang besarnya dihitung berdasarkan Hukum Distribusi Boltzman

Hukum Distribusi Boltzman :Ni = banyaknya atom dalam keadaan tereksitasi No = banyaknya atom dalam keadaan dasar Ei = energi keadaan tereksitasi (excited state)Eo = energi keadaan dasar (ground state)gi & go = faktor statistik yang ditentukan oleh banyaknya tingkat energi yang mempunyai energi sama pada setiap tingkat energi

BAGAN INSTRUMENTASI:

SUMBER RADIASI: Ada dua macam sumber radiasi, yaitu :Sumber radiasi kontinu : yaitu sumber radiasi yang memancarkan radiasi pada berbagai panjang gelombang. Contoh : Lampu deuteurium (D2) untuk UV, lampu wolfram (W) untuk visible.Sumber radiasi diskontinu : yaitu sumber radiasi yang memancarkan radiasi secara diskontinu (pada panjang gelombang tertentu). Contoh : Lampu Katoda Cekung (Hollow Cathode Lamp, HCL), Electrodless Discharges Lamp (EDL).

Sumber radiasi yang paling banyak digunakan untuk pengukuran secara spektroskopi absorpsi atom adalah lampu katoda cekung (hollow cathode lamp/HCL).

HCL terdiri atas anoda tungsten (bermuatan positif) dan katoda silindris (bermuatan negatif) dimana kedua elektroda tersebut berada di dalam sebuah tabung gelas yang diisi dengan gas Neon (Ne) atau Argon (Ar) dengan tekanan 1-5 torr.

Umumnya gas yang digunakan adalah Argon karena massanya lebih besar untuk memungkinkan terjadinya kabut (sputtering) dan potensial eksitasinya lebih besar untuk memungkinkan terjadinya garis resonansi

Katoda tersebut terbuat dari logam atau dilapisi logam dari unsur yang dianalisis. Umumnya HCL dibuat hanya untuk analisis satu unsur saja. Akan tetapi saat ini terdapat katoda yang terbuat dari campuran beberapa logam sehingga sebuah HCL dapat digunakan untuk analisis lebih dari satu unsur.Karena pengaruh tegangan yang tinggi antar elektroda (katoda dan anoda) maka akan terjadi eksitasi gas pengisi (ada juga yang terionisassi).

Ar ------> Ar* serta ada juga yang terionisasi : Ar ------> Ar+ + 1

Ion Ar+ akan mempunyai energi kinetik yangg tinggi sehingga sebagian dari Ar+ akan menuju katoda dengan energi kinetik yang besar yang berakibat lepasnya atom-atom logam pada permukaan katoda di dalam rongga. Pada proses ini dihasilkan suatu kabut atom yang disebut sputtering. Sebagian dari kabut atom berada dalam keadaan tereksitasi dan memancarkan radiasi emisi pada waktu atom-atom logam kembali ke permukaan katoda (keadaan dasar). M* ------> M + h

ATOMIZER:Atomizer adalah piranti (device) untuk mengubah materi/sampel menjadi atom-atom bebas. Karena umumnya atom-atom berada dalam keadaan berikatan pada suhu rendah, maka umumnya melibatkan suhu tinggi tetapi harus dikendalikan agar tidak terjadi ionisasi

Tujuan : untuk membuat rasio Ni/No sekecil mungkin, agar atom pada ground state jauh lebih besar (No >>> Ni)

Makin rendah suhu maka untuk memproduksi atom pada ground state makin baik.Atomizer yang banyak digunakan secara luas adalah nyala (flame). Untuk ini pemilihan bahan bakar dan pengoksida harus diperhatikan karena mempengaruhi suhu nyala. Selain itu, nyala dengan asetilen dan dinitrogen oksida sering memberikan emisi background yang nyata. Emisi ini dapat dihindarai dengan choper (pemotong radiasi).

Kelemahan Spektroskopi Nyala Atom: Hanya larutan yang dpat dianalisisMemerlukan sampel relatif besar (1 2 mL)Kurang sensitif (dibanding tungku grafit)Ada masalah dg refractory elementsKeuntungan :Tidak mahal (peralatan dan pelaksanaannya)Bisa utk jumlah sampel banyak sekaligusMudah penggunaannya Presisi tinggi

Salah satu keuntungan analisis dengan spektroskopi absorpsi atom adalah tidak perlu dilakukan pemisahan unsur yang satu dari lainnya. Larutan sampel dapat langsung dianalisis kandungan unsurnya

PREPARASI SAMPEL:Penyiapan sampel sebelum pengukuran tergantung dari jenis unsur yang ditetapkan, jenis substrat darisampel dan cara atomisasi. Pada kebanyakan sampel hal ini biasanya tidakdilakukan bila atomisasi dilakukan menggunakan batang grafit secara elektrotermal karena pembawa (matriks) dari sampel dihilangkan melalui prosespengarangan (ashing) sebelum atomisasi.

Pada atomisasi dengan nyala, kebanyakan sampel cair dapat disemprotkan langsung ke dalam nyala setelah diencerkan dengan pelarut yang cocok.Sampel padat biasanya dilarutkan dalam asam tetapi adakalanya didahului dengan peleburan alkali.Asam klorida, asam nitrat, dan asam sulfatbiasanya digunakan untuk melarutkan logamlogamatau logam campur.

Asam nitrat biasanya membentuk senyawayang mudah terurai tetapi sukar menguapsehingga ia lebih disukai daripada asam klorida untuk pengarangan.

Campuran asam nitrat, asam sulfat, dan asamperklorat (3:1:1) sangat berguna untukoksidasi basah terhadap senyawa-senyawa organik.

Perlu diingat bahwa asam-asam pereaksi mungkin mengandung pengotoran-pengotoran logam seperti Cr pada asma nitrat, Pb pada asam klorida dan Cd pada asam sulfat.Pelarut organik dapat digunakan untuk menyari logam-logam secara selektif setelah pembentukan kompleks dalam larutan air, lalu sari tersebut dapat langsung disemprotkan ke dalam nyala.Pelarut organik yang biasa digunakan adalah metil isobutil keton (MIBK) dan etil asetat.

REFERENCE STANDART:Larutan sampel dan standar sedapat mungkin harus sama.

Pereaksi yang digunakan harus bebas dari unsur yang ditetapkan.

Standar dan sampel harus disimpan dalam botol plastik polietilen karena beberapa logam terserap pada permukaan gelas.

Standar dengan konsentrasi rendah (kurang dari 1 ppm), harus dibuat baru dari larutan persediaan yang lebih pekat untuk menghindari kesalahan karena adsorbsi.

METODA KURVA KALIBERASI:Dengan membuat sederetan larutan standar dengan konsentrasi yang telah diketahui secara pasti diukur absorbansinya, kemudian dibuat kurva hubungan antara absorbansi versus konsentrasi yang akan diperoleh garis linier. Konsentrasi sampel dapat dihitung dengan cara mengeplotkan absorbansi yang terukur dalam kurva.

Menurut hukum Beer absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi, namun demikian pada kenyataannya penyimpangan sering terjadi. Untuk menghindari hal ini, maka kurva kalibrasi harus dibuat setiap kali analisis.

Metode Penambahan Baku (Standrad Addition Method) :

Dalam teknik ini larutan sampel dengan volume yang sama dimasukkan ke dalam masing-masing labu takar, kemudian ditambah larutan standar dengan konsentrasi yang berbeda. Absorbansi dari masing-masing labu takar diukur setelah diencerkan sampai volume tertentu (tanda tera). Kemudian dibuat kurva hubungan antara absorbansi total dengan konsentrasi standar.

Diperoleh hubungan : AX = k CX AT = k (CS + CX)dimana : CX = konsentrasi unsur dalam larutan sam CS = konsentrasi unsur dalam larutan standar yang ditambahkan AX = absorbansi larutan sampel AT = absorbansi larutan sampel dan standar

CONTOH PERHITUNGAN:Penetapan kadar Ca dan Mg dalam cairan hemodialisis, sbb.Sampel dilarutkan dalam asam nitrat 0,1 M untuk menghindari terbentuknya logam hidroksida, selanjutnya dilakukan hal-hal sbb.Dibuat larutan baku yang mengandung 10,7 mg Ca dan 11,4 mg Mg/100 ml dalam air.Diambil 10,0 ml larutan di atas lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100,0 ml dan diencerkan sampai tanda

Dibuat seri konsentrasi baku dengan melakukan pengenceran sbb.:

VOLUME YANGVOLUME AKHIRSERAPAN CaSERAPAN MgDIAMBILO ml100 ml0,0020,0055 ml100 ml0,1540,16810 ml100 ml0,3100,34115 ml100 ml0,3790,51920 ml100 ml0,6190,58525 ml100 ml0,7720,835

Berapa konsentrasi Ca dan Mg dalam cairan dialisis (mmol/L), menggunakan data berikut:Larutan hemodialisis diencerkan dari 5 ml ke 250 mL sblm analisis CaLarutan hemodialisis dari 10 ml diencerkan ke 100 mLPembacaan absorbansi atom Ca dlm sampel yg telah diencerkan = 0,343Pembacaan absorbansi atom Mg dlm sampel yg telah diencerkan = 0,554

PERHITUNGAN:Konsentrasi baku Ca = 10,7 mg/mL. Pd awalnya lart baku diencerkan 10 kali (dari 10 mL ---> 100 mL). -----> [Ca] =1,07 mg/mL. Selanjutnya larutan diencerkan lagi dari 5 ml menjadi 100 mL. Jadi ada pengenceran 20x. ----> konsentrasi baku = 1,07/20= 0,0535 mg/100 mL.

Untuk pengambilan selanjutnya, konsentrasi baku diperoleh dengan mengalikan 0,0535 mg/100 mL dengan faktor 2, 3, 4, 5 sehingg didapatkan kadar Ca 0,107, -0,165, 0,214, dan 0,2675 mg100 mL. Selanjutnya dicari persamaan regresi linear yang menyatakan hubungan antara konsentrasi (x) vs absorbansi (y): dipeoleh persamaan Y = 2,664 x 0,007

Dengan demikian pembacaan absorbansi Ca = 0,343 memberikan kadar Ca:{(Y + 0,007)/2,664} x faktor pengenceran.Karena pengenceran dari 5 mL ke 250 mL = 50, makaKadar Ca = {(0,343 + 0,007)/2,664} x 50 = 6,57 mg/100 mLJadi [Ca] = 65,5/40 mmol/ L = 1,643 mmol/L

Aplikasi SSAAnalisis air (misal kandungan Ca, Mg, Fe, Si, Al, Ba)Analysis makananAnalysis bahan makanan ternak (mis. elemen logam: Mn, Fe, Cu, Cr, Se,Zn)Analisis zat additive dlm minyak pelumas and greases (Ba,Ca, Na, Li, Zn, Mg)Analisis tanah (elemen logam)Analisis klinik (sample darah: total,plasma,serum; Ca, Mg, Li, Na, K, Fe), Obat dan Kosmetik.