TINJAUAN PUSTAKA
2.7 Spektrofotometer Serapan Atom
Spektrometri merupakan suatu metode analisis kuantitatif yang pengukurannya berdasarkanbanyaknya radiasi yang dihasilkan atau yang diserap oleh spesi atom atau molekul analit.Salah satubagian dari spektrometri ialah Spektrometri Serapan Atom (SSA), merupakan metode analisis unsure secara kuantitatif yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang gelombangtertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog et. al., 2000).
Sejarah SSA berkaitan erat dengan observasi sinar matahari.Pada tahun 1802 Wollastonmenemukan garis hitam pada spektrum cahaya matahari yang kemudian diselidiki lebih lanjut olehFraunhofer pada tahun 1820. Brewster mengemukakan pandangan bahwa garis Fraunhofer inidiakibatkan oleh proses absorpsi pada atmoser matahari. Prinsip absorpsi ini kemudian mendasariKirchhoff dan Bunsen untuk melakukan penelitian yang sistematis mengenai spektrum dari logamalkali dan alkali tanah.Kemudian Planck mengemukakan hukum kuantum dari absorpsi dan emisisuatu cahaya. Menurutnya, suatu atom hanya akan menyerap cahaya dengan panjang gelombangtertentu (frekwensi), atau dengan kata lain ia hanya akan mengambil dan melepas suatu jumlahenergi tertentu, (ε = hv = hc/λ). Kelahiran SSA sendiri pada tahun 1955, ketika publikasi yang ditulisoleh Walsh dan Alkemade & Milatz muncul.Dalam publikasi ini SSA direkomendasikan sebagaimetode analisis yang dapat diaplikasikan secara umum (Weltz, 1976).
2.7.1 Prinsip dasar Spektrofotometer Serapan Atom
Prinsip dasar Spektrofotometri serapan atom adalah interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan atom.Spektrofotometri serapan atom merupakan metode yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah Teknik ini adalah teknik yang paling umum dipakai untuk analisis unsur (Khopkar, 2003).
Cara kerja Spektroskopi Serapan Atom ini adalah berdasarkan atas penguapan larutan sampel, kemudian logam yang terkandung di dalamnya diubah menjadi atom bebas. Atom tersebut mengapsorbsi radiasi dari sumber cahaya yang dipancarkan dari lampu katoda (Hollow Cathode Lamp) yang mengandung unsur yang akan ditentukan. Banyaknya penyerapan radiasi kemudian diukur pada panjang gelombang tertentu menurut jenis logamnya (Darmono,1995)
2.7.2 Intrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom
Skematis ringkas peralatan Spektrofotometer Serapan Atom dengan nyala adalah:
Gambar 2.2. Komponen-komponen spektrofotometer serapan atom (Day,. 1998) 1.
2. Sumber Sinar
Sumber radiasi SSA adalah Hallow Cathode Lamp (HCL). Setiappengukuran dengan SSA kita harus menggunakan Hallow Cathode Lamp khususmisalnya akan menentukan konsentrasi tembaga dari suatu cuplikan. Maka kitaharus menggunakan Hallow Cathode Cu. Hallow Cathode Cu akan memancarkanenergi radiasi yang sesuai dengan energi yang diperlukan untuk transisi electron atom.
Hallow Cathode Lamp terdiri dari katoda cekung yang silindris yang terbuat dari unsur yang sama dengan yang akan dianalisis dan anoda yang terbuatdari tungsten. Dengan pemberian tegangan pada arus tertentu, logam mulaimemijar dan dan atom-atom logam katodanya akan teruapkan dengan pemercikan. Atom akan tereksitasi kemudian mengemisikan radiasi pada panjang gelombang tertentu (Khopkar, 2003).
Tabung katoda cekung
Pemotong
berputar Nyala M onokrom ator D etektor
P enguat arus
searah P encatat
S um ber tenaga
B ahan
bakar C ontoh O k sig en M otor
3. Nyala
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Untuk spektroskopi nyala suatu persyaratan yang penting adalah bahwa nyala yang dipakai hendaknya menghasilkan temperatur lebih dari 20000K untuk memenuhi persyaratan ini digunakan suatu gas pembakar bersama-sama dengan suatu gas pengoksidasi / oksidator, seperti udara ataupun gas dinitrogen oksida (N2O) (Haswell,S.J.,1991).
4. Monokromator
Dalam spektroskopi serapan atom fungsi monokromator adalah untuk memisahkan garis resonansi dari semua garis yang tak diserap yang dipancarkan oleh sumber radiasi (Braun, R.D., 1982).
5. Detektor
Detektor pada spektrofotometer serapan atom berfungsi mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik. Pada Spektrofotometer Serapan Atom yang umum dipakai sebagai detektor adalah tabung penggandaan foton (PMT = Photo Multiplier Tube Detector) (Mulja,M., 1995)
6. Readout
Readout merupakan suatu alat petunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem pencatat hasil.Pencatat hasil dilakukan dengan suatu alat yang telah terkalibrasi untuk pembacaan suatu transmisi atau absorbsi.Hasil pembacaan dapat berupa angka atau berupa kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi.
Untuk keperluan analisis kuantitatif dengan SSA, maka sampel harus dalam bentuk larutan.Untuk menyiapkan larutan, sampel harus diperlakukan sedemikian rupa yang pelaksanaannya tergantung dari macam dan jenis sampel. Yang penting untuk diingat adalah bahwa larutan yang akan dinalisis haruslah sangat encer (Rohman, 2007).
2.7.3 Gangguan pada SSA dan cara mengatasinya
Berbagai faktor dapat mempengaruhi pancaran nyala suatu unsur tertentu dan menyebabkan gangguan pada penetapan konsentrasi unsur.
1. Gangguan fisik alat
Gangguan fisik adalah semua parameter yang dapat mempengaruhi kecepatan sampel sampai ke nyala dan sempurnanya atomisasi.Parameterparameter tersebut adalah kecepatan alir gas, berubahnya viskositas sampel akibat temperatur nyala.Gangguan ini biasanya dikompensasi dengan lebih sering membuat kalibrasi atau standarisasi.
2. Gangguan ionisasi
Gangguan ionisasi ini biasa terjadi pada unsur-unsur alkali tanah dan beberapa unsur yang lain. Karena unsur-unsur tersebut mudah terionisasi dalam nyala.Dalam analisis dengan SSA yang diukur adalah emisi dan serapan atom yang tak terionisasi. Oleh sebab itu dengan adanya atom-atom yang terionisasi dalam nyala akan mengakibatkan sinyal yang ditangkap detektor menjadi berkurang. Namun demikian gangguan ini bukan gangguan yang sifatnya serius, karena hanya sensitivitas dan linearitasnya saja yang terganggu. Gangguan ini dapat diatasi dengan menambahkan unsur-unsur yang mudah terionisasi ke dalam sampel sehingga akan menahan proses ionisasi dari unsur yang dianalisis.
3. Gangguan akibat pembentukan senyawa refraktori
Gangguan ini dapat diakibatkan oleh reaksi antara analit dengan senyawa kimia, biasanya anion, yang ada dalam larutan sampel sehingga terbentuk senyawa yang tahan panas (refractory).Gangguan ini hanya dapat diatasi dengan menaikkan temperatur nyala, sehingga nyala yang umum digunakan dalam kasus semacam ini adalah nitrous oksida-asetilen (Agus, R. 2009).
Ada beberapa usaha untuk mengurangi gangguan kimia pada SSA yaitu dengan jalan:
a. Menaikkan temperatur nyala agar mempermudah penguraian untuk dipakai gas pembakar campuran C2H2 + NO2 yang memberikan nyala dengan temperatur yang tinggi.
b. Menambahkan elemen pengikat gugus atom penyangga, sehingga terikat kuat akan tetapi atom yang ditentukan bebas sebagai atom netral. Misalnya, penentuan logam yang terikat sebagai garam, dengan penambahan logam, yang lainnya akan terjadi ikatan lebih kuat dengan anion pengganggu.
c. Pengeluaran unsur pengganggu dari matriks sampel dengan cara eksitasi (Mulja, M. 1995)
2.7.4 Keuntungan Penggunaan Metode SSA
Analisis dilakukan dengan metode Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dengan pertimbangan bahwa
a. Metode analisis SSA dapat menentukan hamper keseluruhan logam b. Metode analisis SSA dapat menentukan logam dalam skala kualitatif
karena lampunya satu untuk setiap logam
c. Analisis unsur logam langsung dapat ditentukan walau sampel dalam bentuk campuran
d. Analisis unsure logam dapat didapat juga hasil kualitatif e. Analisis dapat diulangi beberapa kali, tetapi datanya sama (Alfian, Zul.2004)
BAB 3
