HASIL DAN PEMBAHASAN
2. Calibration / Linearity
4.2.2 Penentuan ketidakpastian dalam analisis Fe 2+ dengan metode spektrofotometr
4.2.2.2 Perhitungan ketidakpastian standar 1 Perhitungan ketidakpastian tipe A
Repeatability (rep)
Dari hasil pengolahan data, diperoleh nilai Sx0 0,0039 mg/L. Nilai ini merupakan
nilai ketidakpastian dalam pengukuran y, yang mempengaruhi respon larutan standar kalibrasi yi dan respon larutan yang diukur y0 yang dilambangkan dengan u(x0, yi).
Nilai ketidakpastian yang berasal dari kesalahan dalam memperoleh nilai larutan standar kalibrasi xi dilambangkan dengan u(x0,xi), biasanya sangat kecil
dibandingkan dengan ketidakpastian u(x0,yi) sehingga diabaikan.
Dari hasil pengolahan data pada tabel 3.3, tampak bahwa Fhitung lebih kecil
daripada Ftabel, sehingga hipotesis nol diterima dan gterdapat hubungan antara y
dan x. Hal ini berarti ketidakpastian karena hubungan linear x dan y tidak cukup besar untuk mempengaruhi ketidakpastian standar gabungan sehingga diabaikan.
Oleh karena komponen ketidakpastian u(x0,xi) dan hubungan linearitas
antara x dan y diabaikan, maka hanya kontribusi ketidakpastian Sx0 yang
digunakan dalam perhitungan ketidakpastian standar gabungan, dan nilai ini sudah termasuk nilai komponen ketidakpastian repeatability untuk semua sumber ketidakpastian pada analis dengan metode spektrofotometri.
4.2.2.2.2 Perhitungan ketidakpastian tipe B
Nilai-nilai x dan y mengandung ketidakpastian konstan yang dikarenakan xi
dihasilkan dari sederetan pengenceran larutan stok dan juga karena yi dihasilkan
Ketidakpastian standar kemurnia kristal Fe(NH4)3(S04)2.6H2O [u(Pkristal)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh nilai u(Pkristal) 0,0058 gram. Nilai ini
diperoleh dari nilai kemurnian kristal yang diberikan oleh supplier, yaitu 100% ± 1%, yang diasumsikan sebagai distribusi seragam karena tidak ada informasi mengenai tingkat kepercayaan yang diberikan.
Ketidakpastian standar massa kristal [u(mkristal)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh nilai u(mkristal) 0,00017 gram. Dimana
perkalian dua pada persamaan ketidakpastian standar gabungan komponen- komponennya, dikarenakan penimbangan dilakukan dengan cara mengurangkan massa kristal dan wadah (gross) dengan massa sisa sedikit kristal dan wadah (tare), yang mana keduannya mempunyai komponen-komponen ketidakpastian yang sama, yaitu drift dan pembulatan angka (round) pada neraca, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.12. Kareena tidak dilakukan penelitian khusus untuk menentukan nilai ketidakpastian drift, nilai ini diperoleh dari katalog supplier neraca yang digunakan. Sedangkan ketidakpastian round adalah setengah digit terakhir yang mampu dibaca oleh neraca.
Ketidakpastian standar labu takar 100 mL [u(V100)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V100) 0,13 mL. Nilai ini diperoleh dari
penggabungan dua komponen ketidakpastian labu takar 100 mL, yaitu ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ktidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai yang tertera pada peralatan labu takar 100 mL, yaitu (100 ± 0,08) mL. Karena tidak ada informasi lain tentang tingkat kepercayaan, dan karena asumsi supplier mengkalibrasi peralatan ini dengan ketelitian yang tinggi, maka ketidakpastian ini diasumsikan sebagai distribusi segitiga. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan
mengalikan perbedaan suhu kalibrasi dengan siuhu laboratorium, yang bervariasi ±10oC (suhu kalibrasi adalah 20oC), dengan koefisien ekspansi volume air. Karena variasi ini tidak diamati secara khusus, maka diasumsikan sebagai distribusi seragam.
Ketidakpastian standar labu takar 500 mL [u(V500)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V500) 0,61 mL. Nilai ini diperoleh dari
penggabungan ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan labu takar 500 mL, yaitu (500 ± 0,15), yang dikalibrasi pada suhu 20oC, yang diasumsikan sebagai distribusi segitiga. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan mengalihkan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar pipet volume 5 M [u(V5)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V5) 0,0073 mL. Nilai ini diperoleh dari
penggabungan ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan pipet volume 5 mL, yaitu (5 ± 0,001)mL, yang dikalibrasi pada suhu 20oC. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan mengalikan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar labu takar 50 mL yang digunakan untuk membuat larutan standar kalibrasi [u(Vi_50)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(Vi_50) 0,064 mL. Nilai ini diperoleh dari
penggabungan ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan labu takar 50 mL, yaitu (50 ± 0,005)mL, yang dikalibrasi pada suhu 20oC. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan mengalikan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar volume yang diambil untuk membuat larutan standar kalibrasi pertama [u(V1_st)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V1_st) 0,0043 mL. Nilai ini diperoleh dari
penggabungan ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan pipet volume 1 mL, yaitu (1 ± 0,01)mL, yang dikalibrasi pada suhu 20oC. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan mengalikan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar volume yang diambil untuk membuat larutan standar kalibrasi kedua [u(V2_st)]
Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V2_st) 0,0085 mL. Nilai ini diperoleh dari
penggabungan ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan pipet volume 2 mL, yaitu (2 ± 0,02)mL, yang dikalibrasi pada suhu 20oC. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan
mengalikan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar volume yang diambil untuk membuat larutan standar kalibrasi ketiga [u(V3_st)], keempat [u(V4_st)], dan kelima [u(V5_st)].
Untuk membuat larutan standar kalibrasi ketiga sampai kelima digunakan pipet volume 5 mL sehimgga ketidakpastian standar kalibrasi ketiganya sama. Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V3_st), u(V4_st), dan u(V5_st) 0,0085 mL. Nilai
ini diperoleh dari penggabungan ketidakpastian kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan pipet volume 5 mL, yaitu (5 ± 0,05)mL, yang dikalibrasi pada suhu 20oC. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan mengalikan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar labu takar 50 mL [u(V50)]
Nilai ketidakpastian standar u(V50) ini sama dengan nilai ketidakpastian standar u(Vi_50), yaitu 0,064 mL.
Ketidakpastian standar volume larutan sampel yang diambil untuk analisis spektrofotometri [u(V50)]
Untuk pengukuran volume ini, digunakan gelas ukur 100 mL dengan toleransi (100 ± 1)mL, yang dikalibrasi pada suhu 20oC. Dari hasil pengolahan data, diperoleh u(V40) 0,41 mL. Nilai ini diperoleh dari penggabungan ketidakpastian
kalibrasi dan perbedaan suhu kalibrasi dengan suhu laboratorium. Nilai ketidakpastian kalibrasi diperoleh dari nilai toleransi yang tertera pada peralatan
gelas ukur 100 mL. Sedangkan komponen ketidakpastian suhu diperoleh dengan mengalikan perbedaan suhu laboratorium dengan koefisien ekspansi volume air.
Ketidakpastian standar pengukuran absorbansi dengan menggunakan spektrofotometer
Pada dasarnya semua ketidakpastian pengukuran absorbansi dipengaruhi oleh tiga sumber ketidakpastian utama, yaitu drift, repeatability, dan pembulatan angka (round) nilai absorbansi spektrofotometer (dapat dilihat pada gambar 4.7 dan 4.8). Namun, karena ketidakpastian repeatability telah digunakan dalam perhitungan de viasi standar hasil, maka hanya ketidakpastian drift dan pembulatan angka nilai absorbansi spektrofotometer yang dihitung. Karena spektrofotometer yang sama untuk mengukur semua absorbansi larutan, maka ketidakpastian pembulatan angka nilai absorbansi spektrofotometer untuk semua nilai absorbansi adalah sama.
Ketidakpastian pembulatan [u(Around)]
Nilai ketidakpastian ini adalah setengah dari digit terakhir nilai absorbansi yang terbaca pada spektrofotometer , yaitu 0.0005 AU. Dengan menggunakan distribusi seragam , diperoleh ketidakpastian standar u(Around),yaitu 0.00029 AU.
Ketidakpastian drift (Adrift)
Drift spektrofotometer yang tercantum pada katalog supplier , yaitu ± 0.002 AU per jam pada tingkat absorbansi mendekati 0.0 AU , dan ± 0.005 AU per jam pada tingkat absorbansi mendekati 1.0 AU.
Nilai ketidakpastian drift untuk semua pengukuran absorbansi diperoleh melalui interpolasi nilai absorbansi eksperimental dengan ketidakpastian drift pada absorbansi mendekati 0.0 AU dan absorbansi mendekati 1.0 AU. Ketidakpastian standar drift diperoleh dengan menggunakan distribusi seragam, sehingga diperoleh ketidakpastian standar absorbansi larutan standar pertama u(A1_drift) 0.0013 AU, larutan standar kedua u(A2_drift) 0.0013 AU, larutan standar
ketiga u(A3_drift) 0.0014 AU, larutan standar keempat u(A4_drift) 0.00015 AU,
larutan standar kelima u(A5_drift) 0.0016 AU, dan larutan sampel u(Asampel_drift)
0.0014 AU.
4.2.2.2.3 Perhitungan ketidakpastian standar gabungan
Perhitungan ketidakpastian standar dengan menggunakan metode perhitungan ketidakpastian Kragten spreadsheet tampak pada gambar 4.9.
Ketidakpastian terekspansi U(CFe2+), yaitu ± 0.0083 mg/L, diperoleh
dengan mengalikan Uc (CFe2+) dengan faktor coverage 2.14 yang diperoleh
dengan menggunakan tabel distribusi student-t dengan derajat bebas efektif Veff 14 pada tingkat kepercayaan 95 %. Nilai ini berarti bahwa nilai yang
sebenarnya berada diantara (0.1310±0.0083) mg/L dan (0.1310±0.0083) mg/L dengan peluang 95 %.
Perbandingan konstribusi masing-masing komponen ketidakpastian terhadap nilai ketidakpastian standar gabungan Uc (CFe2+) dapat dilihat pada
gam bar 4.10. Dari gambar tersebut tampak bahwa konstribusi ketidakpastian u(L) dan u(Asampel) adalah dua sumber utama yang mempengaruhi nilai
Gambar : Metode perhitungan ketidakpastian Kragten Spreadsheet untuk analisis larutan Fe(II) dengan metode spektrofotometri.
Gambar 4.9 : Metode perhitungan ketidakpastian Kragten Spreadsheet untuk
analisis larutan Fe2+ dengan metode spektrofotometri.
Nilai masing – masing komponen ketidakpastian dimasukkan ke dalam baris kedua dari C2 – O2. Pada kolom kedua dimasukkan nilai ketidakpastian standarnya dari B3 – B15. Nilai – nilai yang terdapat pada B3 – B15 dicopy ke dalam sel C3 – O17. Nilai pada sel C3 ditambahkan dengan nilai pada sel C2, nilai pada sel D4 ditambahkan dengan nilai pada sel D2, demikian seterusnya sampai sel O15. Pada sel C18 diketik rumus C17 – B17, dan dicopy sampai ke O18. Pada sel C19 diketik rumus 18^2, dan dicopy sampai ke O19. Pada sel B19 diketik rumus SUM(C19:O19), dan pada sel B22 diketik rumus SQRT(B19), dan hasil yang diperoleh merupakan nilai ketidakpastian standar gabungan.
Gambar 4.10 : Histogram hubungan ketidakpastian standar gabungan dengan kontribusi masing – masing komponen pada analisis larutan Fe2+ dengan metode spektrofotometri.
BAB 5