analisa spektroskopi serapan atom

ANALISA SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM (SSA)

Metode SSA memiliki prinsip kerja pada absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Cahaya pada panjang gelombang ini memiliki cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik dari atom–atom logam.

Metode SSA sering digunakan untuk analisa logam karena ketelitiannya sampai tingkat yang sangat kecil, tidak memerlukan pemisahan pendahuluan. Kemungkinan untuk menentukan konsentrasi semua unsur sampai pada ppm. Sebelum pengukuran tidak selalu memisahkan unsur yang ditentukan karena kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain. Gambar berikut menunjukkan bagan dari spektrofotometer serapan atom (SSA).

Katoda pemotong Monokromator Detektor Penguat Pencatat

cekung berputar nyala

sumber Motor

bahan Oksigen

cuplikan

Gambar 1. Diagram alat SSA

Adapun komponen-komponen yang utama dalam spektrofotometri serapan atom adalah :

Sumber sinar

Merupakan sistem emisi yang diperlukan untuk menghasilkan sinar yang energinya akan diserap oleh atom bebas. Sumber radiasi haruslah bersifat sumber yang kontinyu. Seperangkat sumber yang dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur yang spesifik tertentu dengan menggunakan lampu pijar Hollow cathode. Lampu ini memiliki 2 elektroda, satu diantaranya berbentuk silindris dan terbuat dari unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisa.

Sistem Pengatoman

Merupakan bagian yang penting karena pada tempat ini senyawa akan dianalisa. Pada sistem pengatoman, unsur-unsur yang akan dianalisa diubah bentuknya dari bentuk ion menjadi bentuk atom bebas. Ada beberapa jenis sistem pengatoman yang lazim digunakan pada setiap alat AAS, antara lain :

a. Sistem pengatoman dengan nyala api

Menggunakan nyala api untuk mengubah larutan berbentuk ion menjadi atom bebas. Ada 2 bagian penting pada sistem pengatoman dengan nyala api, yaitu sistem pengabut (nebulizer) dan sistem pembakar (burner), sehingga sistem ini sering disebut sistem BURNER-NEBULIZER. Sebagai bahan bakar yang menghasilkan api merupakan campuran dari gas pembakar dengan oksidan dan penggunaannya tergantung dari suhu nyala api yang dikehendaki.

b. Sistem pengatoman dengan tungku grafit

Keuntungan sistem ini jika dibandingkan dengan sistem pengatoman nyala api adalah sampel yang dipakai lebih sedikit, tidak memerlukan gas pembakar, suhu yang ada diburner dapat dimonitor dan lebih peka.

c. Sistem pengatoman dengan pembentukan hidrida

Sistem ini hanya dapat diterapkan pada unsur-unsur yang dapat membentuk hidrida, dimana senyawa hidrida dalam bentuk uapnya akan menyerap sinar dari HCL. Sistem ini biasanya dilakukan dengan mereduksi unsur sehingga menjadi valensi yang lebih rendah, kemudian dibentuk sebagai hidrida. Sistem ini banyak dilakukan untuk analisa unsur-unsur seperti As, Bi dan Se.

d. Sistem pengatoman dengan uap dingin

Sistem ini hanya dilakukan untuk analisa unsur Hg, karena Hg mempunyai tekanan uap yang tinggi, sehingga pada suhu kamar Hg akan berada pada kesetimbangan antara fasa uap dan fasa cair. Cara menganalisis Hg dengan mereduksi merkuri (Hg²⁺) menjadi merkuro (Hg₂²⁺), kemudian uapnya dialirkan secara kontinu kedalam sel serapan yang ditempatkan diatas burner (tidak dipanaskan) dan penyerapan terjadi karena Hg berbentuk uap.

e. Sistem pengatoman sampel padat

Sistem ini dilakukan pada sampel dengan potensial eksitasi yang rendah atau dengan energi yang rendah sudah bisa tereksitasi dan unsur tersebut berada pada sampel yang sederhana yang ikatannya mudah lepas. Pengatoman biasanya dilakukan dengan menaruh sampel kedalam suatu wadah sampel, kemudian dipanaskan dengan nyala api dan uap-uap yang terbentuk dialirkan kedalam sel serapan seperti dilakukan pada Hg.

Monokromator

Fungsi monokromator adalah mengisolasi salah satu garis resonansi/radiasi resonansi dari sekian banyak spektrum yang dihasilkan oleh lampu pijar hollow cathode.

Detektor

Fungsi detektor adalah mengubah energi sinar menjadi energi listrik, dimana energi listrik yang dihasilkan digunakan untuk mendapatkan data. Detektor SSA tergantung pada jenis monokromatornya, jika monokromatornya sederhana yang biasa dipakai untuk analisa alkali, detektor yang digunakan adalah barier layer cell. Tetapi pada umumnya yang digunakan adalah detektor photomultiplier tube.

Metode SSA sangat tepat untuk analisa zat pada konsentrasi rendah. Logam-logam yang membentuk campuran kompleks dapat dianalisa dan selain itu tidak selalu diperlukan sumber energi yang besar. Sensitivitas dan batas deteksi merupakan parameter yang sering digunakan dalam SSA. Keduanya dapat bervariasi dengan perubahan temperatur nyala, dan lebar pita spektra.

Sensitifitas logam tembaga adalah 0.04 μg/ml sedangkan range kerjanya 2-8 μg/ml. Nilai ini dapat berubah bila nyala yang digunakan berbeda, tipe nyala yang digunakan adalah udara asetilen (AA) dengan suhu yang dipakai untuk pengatoman adalah 2100⁰ C. Panjang gelombang yang digunakan untuk logam tembaga adalah 324,7 nm. Sedangkan sensitifitas logam arsen adalah 0,60 μg/ml dengan range kerjanya 50-200 μg/ml. Nilai ini dapat berubah bila nyala yang digunakan berbeda, tipe nyala yang digunakan adalah udara hidrogen (AH) dengan suhu yang dipakai untuk pengatoman adalah 900⁰ C. Panjang gelombang yang digunakan untuk logam arsen adalah 193,7 nm.

Ada lima macam interferensi/penyimpangan dalam pengukuran menggunakan SSA:

1. Interferensi kimia : terjadi apabila unsur yang akan dianalisa ada reaksi dengan komponen yang lain di dalam larutan dan menghasilkan senyawa baru dimana senyawa baru ini sukar diatomisasi, sehingga sinyal yang diperoleh tidak tepat.
2. Interferensi matriks : terjadi apabila sifat-sifat fisik pada larutan sampel tidak sama dengan larutan standart.
3. Interferensi ionisasi : terjadi apabila nyala api yang digunakan menghasilkan suhu yang terlalu tinggi untuk unsur-unsur tertentu sehingga atom netral yang terbentuk secara spontan akan berubah menjadi ion positif.
4. Interferensi spektral : terjadi apabila dalam sampel terdapat banyak/beberapa unsur yang menyerap cahaya di sekitar λ yang digunakan.
5. Interferensi backgroung : terjadi akibat adanya serapan oleh nyala api, absorpsi molekuler dan peristiwa hamburan cahaya