BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.9. Spektrofotometri Serapan Atom ( SSA )
Beberapa cara analisis logam telah banyak dilakukan baik untuk secara kualitatif maupun secara kuantitatif. Sistim kualitatif dilakukan jika hanya ingin mengetahui jenis logam yang tetapi tidak jumlahnya. Sedangkan sistim kuantitatif dilakukan untuk megetahui secara detail berapa ppm logam tersebut.
Destruksi merupakan suatu cara perlakuan pemecahan senyawa menjadi unsur unsurnya sehingga dapat dianalisa, dengan kata lain perombakan bentuk organik dari logam menjadi bentuk logam logam anorganik. Pada dasarnya ada dua jenis destruksi yang dikenal yaitu : destruksi kering dan detruksi basah (Darmono, 1995).
a. Destruksi kering
Destruksi kering adalah perombakan sampel organik dengan jalan pengabuan dalam tanur pada suhu 400-500 ºC, hal ini tergantung pada sampelnya. Metode Destruksi kering merupakan perombakan logam yang tidak mudah menguap yang akan membentuk oksidasi logamnya. Oksidasi ini kemudian dilarutkan kedalam pelarut asam, setelah itu dianalisa dengan menggunakan spektrofotometer Serapan Atom (SSA).
b. Destruksi basah
Destruksi basah adalah perombakan sampel organik dengan asam asam kuat baik tunggal maupun campuran. Metode detruksi basah digunakan untuk merombak logam
logam yang mudah menguap. Asam asam yang digunakan adalah asam Nitrat ( HNO ), asam sulfat ( H SO ) asam perklorat ( HclO ), asam klorida ( HCl ) dan
dapat digunakan secara tunggal maupun campuran.
3 2 4 4
Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, ketika menelaah garis garis hitam pada spektrum matahari. Sedangkan yang memanfaatkan perinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang Australia bernama Alan Walsh di tahun 1955. Sebelumnya ahli kimia banyak bergantung pada cara cara spektrofotometrik atau metode analisis spektrografik. Beberapa cara ini yang sulit dan memakan waktu, kemudian segera digantikan dengan Spektroskopi Serapan Atom (SSA). Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah.
Tehnik ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan metode spektroskopi emisi konvensional.
Pada metode konvensional, emisi tergantung pada sumber eksitasi. Bila eksitasi dilakukan secara termal, maka ia bergantung pada temperatur sumber. Selain itu eksitasi termal tidak selalu spesifik, dan eksitasi secara serentak pada berbagai spesies dalam suatu campuran dapat saja terjadi. Sedangkan dengan nyala, eksitasi unsur unsur dengan tingkat energi eksistasi yang rendah dapat dimungkinkan. Tentu saja perbandingan banyaknya atom yang tereksitasi terhadap atom yang berada pada tingkat dasar harus cukup besar, karena metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan ini dan tidak bergantung pada temperatur. Metode serapan sangatlah spesifik. Logam logam yang membentuk campuran komplek dapat dianalisis dan selain itu tidak selalu diperlukan sumber energi yang besar ( Khopkar, S.M, 1990 ).
2.9.1. Prinsip Dasar Analisa Spektrofotometri Serapan atom
Prinsip penentuan metode ini didasarkan pada penyerapan energi radiasi oleh atom atom netral pada keadaan dasar, dengan panjang gelombang tertentu yang menyebabkan tereksitasinya dalam berbagai tingkatan energi. Keaadaan eksitasi ini tidak stabil dan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan sebagian atau seluruh energi ekstasinya dalam bentuk radiasi. Sumber radiasi tersebut dikenal sebagai
lampu katoda berongga (hallow lamp). Proses proses yang terjadi dari saat
Interaksi atom atom dengan berbagai bentuk energi dan pengukuran intensitas frikwensi radiasi oleh pencatat. Unsur yang diperiksa harus dalam keadaan atom tidak tereksitasi, proses untuk menghasilkan atom tersebut disebut atomisasi (Khopkar, S.M, !990).
2.9.2 Pektrofotometri Serapan Atom Graphite Furnace
Mesin AAS model ini sangat sensitif untuk mendeteksi logam dalam konsentrasi yang sangat kecil dalam sampel (ppm). Biasanya larutan yang diperlukan hanya 1-100 ml dan dengan teperatur pembakaran dapat mencapai 3000 ºC (pembakaran secara elektrik) Proses atomisasi dengan temperatur yang tinggi tersebut dapat menyempurnakan proses pengatoman dari suatu larutan sampel. Logam yang dapat dideteksi dengan mesin ini ialah Cd, Cu, Co, Zn, Pb, Mn dan sebagainya yang jumlahnya relatif lebih sedikit dalam jaringan biologik.
Sistem kerja dari mesin ini melalui tiga tahap, yaitu pengeringan, pengabuan dan pembakaran dari cairan sampel,yang masing masing dengan temperatur 500, 700, dan 3000 ºC. Tetapi temperatur dari tiga proses tahapan tersebut berjalan secara elektrik dan otomatik yang dikontrol dengan komputer (darmono,1995).
2.9.3 Sumber Sinar
Telah diketahui bahwa untuk pengukuran absorbans atau serapan atom diperlukan sumber sinar yang memberikan spektrum pancaran yang terdiri dari puncak puncak atau garis garis pancaran yang sempit.
Hal ini perlu oleh karena spektrum serapan atom didalam nyala juga terdiri dari puncak puncak serapan dengan lebar pita yang sempit, kira kira 0,02 – 0,05 ºA.
Lebar pita panjang gelombang sinar dari sumber yang akan diserap harus lebih sempit dari pada lebar pita serapan. Sumber sinar yang memenuhi persyaratan tersebut dan
lazim digunakan dalam alat SSA adalah Lampu Katoda Berongga, Hallow Cathode
Tubes (Khopkar, S.M, 1990).
2.9.4. Lampu Katoda Berongga (Hallow Cathode Tubes)
Lampu katoda berongga itu terdiri dari tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan suatu anoda. Katoda tersebut berbentuk selinder berongga yang terbuat dari atau permukaannya dilapisi dengan unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisa. Tabung lampu itu dengan gas mulia neon atau argon, intesitas pancaran lampu yang lebih tinggi.
Sumber cahaya
Nyala Monikroma
tor Detektor Penguat arus Pencatat
2.9.5. Nyala
Bagian yang terpenting dari suatu nyala adalah alas nyala (base), kerucut dalam (inner cone), daerah reaksi (reaction zone) dan lapisan luar (outer mantle).
a. Alas nyala. Larutkan cuplikan masuk kedalam nyala melalui alas nyala,
berupa tetesan tetesan yang sangat halus. Pada alas nyala ini sudah mulai terjadi penguapan air dari tetesan tetesan tersebut. Jadi sebagian dari larutan
cuplikan akan memasuki bagian nyala yang disebut kerucut dalam (inner
cone) sebagai butir butir halus yang padat.
b. Kerucut Dalam. Bagian nyala ini terjadi penguapan pelarut (desolvasi) lebih lanjut dan penguraian cuplikan menjadi atom atom (atomisasi). Dan bagian ini pula terjadi proses penyerapan sinar oleh atom atom dan proses eksitasi.
c. Daerah reaksi. Sesudah melalui daerah kerucut dalam, maka atom atom akan
memasuki bagian nyala yang disebut derah reaksi (reaction zone).Didalam daerah reaksi ini, atom atom tersebut bereaksi dengan oksigen menjadi oksida oksida.
d. Lapisan Luar (Outer Mantle) Oksida yang terjadi dalam daerah reaksi itu kemudian akan memasuki lapisan luar nyala dan seterusnya keluar meninggalkan nyala.
2.9.6. Monokromator
Tujuan monokromator adalah untuk memilih garis pancaran tertentu dan memencilkannya dari garis garis lain dan kadang kadang dari pancaran pita molekul.
Dalam spektroskop absorpsi atom fungsi monokromator adalah untuk memencilkan garis resonansi dari semua garis yang tidak diserap yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Dalam kebanyakan instrumen komersial digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi lebih seragam daripada yang dilakukan oleh prisma dan akibatnya instrumen kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka panjang gelombang yang lebih lebar (Vogel, A.I, 1961)
2.9.7. Detektor
Dalam spektrofotometer absorbsi atom, mengigat kepekaan spektral yang lebih baik yang diperlukan, digunakan pengganda foton. Keluaran dari detektor diumpankan ke suatu sistem peragaan yang sesuai, dan dalam hubungan ini hendaknya diingat bahwa radiasi yang diterima oleh detektor berasal tidak hanya dari garis resonansi yang telah diseleksi tetapi dapat juga timbul dari emisi dalam nyala. Emisi ini dapat disebabkan oleh emisi atom yang timbul dari atom atom yang sedang diselidiki dan dapat juga dari emisi pita molekul. Jadi sebagai ganti intensitas isyarat dengan intensitas I , detektor dapat menerima isyarat dengan intensitas ( I + S ) dengan S ialah intesitas radiasi yang dipancarkan. Karena yang diperlukan pengukuran yang timbul dari garis resonansi itu, dan penganda detektor itu kemudian distel pada frekuensi ini, dengan cara ini, isyarat isyarat yang timbul dari nyala, pada hakekatnya berkarakter arus searah, secara efektif disingkat (Vogel, A.I, 1961).
2.9.8. Sistem Pencatat
Sistem pencatat yang digunakan pada instrumen SSA berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital, berarti sistem pencatat mencegah atau mengurangi kesalahan dalam pembacaan skala dan sebagainya, serta menyeragamkan tampilnya data (yaitu dalam satuan absorbansi). Sistem pencatat untuk instrumen SSA sekarang ini dilengkapi dengan suatu mikroprosesor (komputer) sehingga memungkinkan pembacaan langsung konsentrasi dari pada analitik didalam sampel yang dianalisis (Haswell, S.J, 1991).
