BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.7 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)
Beberapa cara analisis logam telah banyak dilakukan baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif. Sistem kualitatif dilakukan jika hanya ingin mengetahui jenis logam yang ada tetapi tidak jumlahnya. Sedangkan sistem kuantitatif dilakukan untuk mengetahui secara detail berapa ppm logam tersebut.
Destruksi merupakan suatu perlakuan pemecahan senyawa menjadi unsur- unsurnya sehingga dapat dianalisa, dengan kata lain perombakan bentuk organik dari logam menjadi bentuk logam-logam anorganik. Pada dasanya ada dua jenis destruksi yang dikenal yaitu : destruksi kering dan destrksi basah (Darmono, 1995).
a. 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 ke dalam 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 destruksi basah digunakan untuk merombak logam-logam yang mudah menguap. Asam-asam yang digunakan adalah asam Nitrat (HNO3), asam sulfat (H2SO4), asam perklorat
(HClO4), asam klorida (HCl) dan dapat digunakan secara tunggal maupun
Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, ketika menelaah garis-garis hitam pada spektrum matahari, sedangkan yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang Australia bernama Alan Walsh di tahun 1995. Sebelumnya ahli kimia banyak bergantung pada cara-cara spektrometrik atau metode analisis spektrografik. Cara ini sulit dan memakan waktu, kemudian segera digantikan dengan Spektroskopi Serapan Atom (SSA). Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan metode spektroskopi emisi konvensional.
Pada metode konvensional, emisi tergantung pada sumber eksitasi. 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 enegri eksitasi 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 tergantung pada temperatur. Metode serapan sangatlah spesifik, logam-logam yang membentuk campuran kompleks dapat dianalisis dan selain itu tidak selalu diperlukan sumber energi yang besar (Khopkar, S.M, 1990).
2.7.1 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. Keadaan eksitasi ini tidak stabil dan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan sebagian atau seluruh energi eksitasinya dalam bentuk radiasi. Sumber radiasi tersebut dikenal sebagai lampu katoda berongga (Hallow Lamp). Proses-proses yang terjadi dari saat pemasukan larutan dari unsur yang dianalisa sampai pencatatan adalah atomisasi. Interaksi atom-atom dengan berbagai bentuk energi dan pengukuran intensitas frekwensi radiasi oleh pencatat. Unsur yang diperiksa harus dalam keadaan atom yang tidak tereksitasi, proses untuk menghasilkan atom tersebut disebut atomisasi (Khopkar, S.M,1990).
2.7.2 Spektrofotometri 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 dengan temperatur 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 sedikit dalam jaringan biologik.
Sistem kerja mesin ini melalui tiga tahap, yaitu pengeringan, pengabuan, dan pembakaran dari cairan sampel, masing-masing dengan temperatur 500, 700, dan 3000 oC, temperatur dari tiga proses tahapan tersebut dapat diatur dan disesuaikan dengan logam yang diukur secara komputerissai. Semua proses tersebut berjalan secara elektrik dan atomik yang dikontrol dengan komputer (Darmono, 1995).
2.7.3 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 di dalam nyala juga terdiri dari puncak-puncak serapan dengan lebar pita yang sempit, kira-kira 0,02 – 0,0 5Å. Lebar pita panjang gelombang sinar dari sumber yang akan diserap harus lebih sempit dari pada lebar pita puncak serapan. Sumber sinar yang memenuhi persyaratan tersebut dan lajim digunakan dalam alat SSA adalah Lampu Katoda Berongga, Hallow Cathode Tubes (Khopkar, S.M, 1990).
2.7.4 Lampu Katoda Berongga (Hallow Cathode Tubes)
Lampu katoda berongga terdiri dari tabung kaca tertutup yang mengandung satu katoda dan satu anoda. Katoda berbentuk silinder berongga yang permukaannya dilapisi dengan unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisa. Tabung lampu itu diisi sengan gas mulia neon atau argon, intensitas pancaran lampu yang lebih tinggi.
Pencatat Penguat Arus Detektor Monokro mator Nyala Sumber Cahaya
Gambar 2.3 Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom
2.7.4 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
Larutan cuplikan masuk ke dalam nyala melalui alas nyala, berupa tetesan yang sangat halus. Pada alas nyala terjadi penguapan air dari tetesan- tetesan tersebut, sebagian dari larutan cuplikan akan memasuki bagian nyala yang disebut kerucut dalam (inner cone) sebagai butiran halus yang padat. b. Kerucut Dalam
Bagian nyala ini terjadi penguapan pelarut (desolvasi) lebih lanjut dan penguraian cuplikan menjadi atom-atom (atomisasi) dan pada bagian ini pula terjadi proses penyerapan sinar oleh atom-atom dan proses eksitasi.
c. Daerah Reaksi
Sesudah melalui daerah kerucut dalam, atom-atom akan memasuki bagian nyala yang disebut daerah reaksi (reaction zone). Di dalam daerah reaksi ini, atom-atom tersebut bereaksi dengan oksigen menjadi oksida- oksida.
d. Lapisan Luar
Oksida yang terjadi dalam daerah reaksi itu kemudian akan memasuki lapisan luar nyala dan seterusnya keluar meninggalkan nyala.
2.7.5 Monokromator
Tujuan monokromator adalah untuk memilih garis pancaran tetentu dan memencilkannya dari garis-garis lain dan kadang-kadang dari pancaran pita molekul. Dalam spektroskopi absorbsi atom fungsi monokromator adalah untuk memencilkan garis resonansi dari semua garis yang tidak diserap yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Dalam kebanyakan instrument komersial digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi lebih seragam daripada yang dilakukan oleh prisma dan akibatnya instrument kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka panjang gelombang yang lebih lebar (Vogel, A.I, 1961).
2.7.6 Detektor
Dalam spektometer absorpsi atom, mengingat kepekaan spektral yang lebih baik yang diperlukan, digunakan pengganda foton. Keluaran dari detektor diumpankan ke suatu sistem peragaan yang sesuai, dan dalam hubungan ini 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 IA,
detektor dapat menerima isyarat dengan intnsitas (IA + S) dengan S ialah intensitas
radiasi yang dipancarkan. Karena hanya diperlukan pengukuran yang timbul dari garis resonansi itu, dan pengganda detektor itu kemudian distel pada frekuensi ini, dengan cara ini, isyarat-isyarat yang timbul dari nyala, pada hakekatnya berkarakter arus searah, secara efektif ditingkatkan (Vogel, A.I, 1961).
2.9.8 Sistem Pencatat
Sistem pencatat yang digunakan pada instrument SSA berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital, berarti sistem pencatat mencegah atau mengurangi kesalahan dalam pembacaan skala secara paralaks, kesalahan interpolasi di antara pembagian skala dan sebagainya, serta menyeragamkan tampilan data (yaitu dalam suatu absorbansi). Sistem pencatat untuk instrument SSA sekarang ini dilengkapi dengan suatu mikroprosesor (komputer) sehingga memungkinkan pembacaan langsung konsentrasi dari pada analitik di dalam sampel yang dianalisis (Haswell, S.J. 1991).
Perhitungan yang digunakan untuk menentukan kandungan logam adalah persamaan berikut:
Kandungan Logam = x100 Contoh Berat Blanko i Consentras Contoh i Consentras − ……….(3)