TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pepino
2.3 Spektrofotometri Serapan Atom
Spektrofotometri serapan atom digunakan untuk analisis kuantitatif unsur-unsur logam dalam jumlah sekelumit (trace) dan sangat sekelumit (ultratrace). Cara analisis ini memberikan kadar total unsur logam dalam suatu sampel dan tidak tergantung pada bentuk molekul dari logam dalam sampel tersebut. Cara ini cocok untuk analisis sekelumit logam karena mempunyai kepekaan yang tinggi (batas deteksi kurang dari 1 ppm), pelaksanaannya relatif sederhana, dan interferensinya sedikit (Gandjar dan Rohman, 2007).
Metode spektrofotometri serapan atom mendasarkan pada prinsip absorpsi cahaya oleh atom. Atom-atom akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Sebagai contoh, kalsium menyerap pada 422,7 nm, besi 248,3 nm, seng 213,9 nm, tembaga 324,70 nm sementara mangan menyerap pada panjang gelombang 279,50 nm. Cahaya pada panjang gelombang ini mempunyai cukup energi untuk mengubah tingkat elektronik suatu atom bersifat spesifik. Dengan menyerap suatu energi, maka atom akan memperoleh energi sehingga suatu atom pada keadaan dasar dapat ditingkatkan energinya ke tingkat eksitasi. Keberhasilan analisis dengan spektrofotometri serapan atom ini tergantung pada proses eksitasi dan cara memperoleh garis resonansi yang tepat. Temperatur nyala harus sangat tinggi. Di dalam nyala, atom akan mampu menyerap sinar dengan panjang gelombang yang sesuai dengan transisi dari tingkat azas ke salah satu tingkat energi elektron tereksitasi yang lebih tinggi (3p, 3d, 4p dst). Maka secara eksperimental dapat diperoleh puncak-puncak serapan sinar oleh atom-atom zat yang dianalisis. Garis-garis spektrum serapan atom yang timbul karena serapan sinar yang menyebabkan eksitasi dari azas ke salah satu
tingkat energi yang lebih tinggi disebut garis-garis resonansi (Resonance line) (Gandjar dan Rohman, 2007).
Adapun sistem peralatan spektrofotometri serapan atom adalah seperti yang terdapat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Gambar sistem peralatan spektrofotometer serapan atom (Harris, 2007).
a. Sumber Sinar
Sumber sinar yang lazim dipakai adalah lampu katoda berongga (hollow cathode lamp). Lampu ini terdiri atas tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan anoda. katoda berbentuk silinder berongga yang terbuat dari logam atau dilapisi dengan logam tertentu. Tabung logam ini diisi dengan gas mulia (neon atau argon) dengan tekanan rendah (10-15 torr). Dalam hal ini neon lebih disukai karena dapat memberikan intensitas pancaran lampu yang lebih rendah (Gandjar dan Rohman, 2007).
b. Tempat Sampel
Dalam analisis dengan spektrofotometri serapan atom, sampel yang akan dianalisis harus diuraikan menjadi atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas. Ada berbagai macam alat yang dapat digunakan untuk mengubah suatu sampel menjadi uap atom-atom yaitu:
Lampu katoda
Monokromator Detektor Amplifier
Readout
Sampel yang akan dianalisis
1. Nyala (Flame)
Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Suhu yang dapat dicapai oleh nyala tergantung pada gas-gas yang digunakan, misalkan untuk gas batubara-udara, suhunya kira-kira sebesar 1800°C; gas alam-udara: 1700°C; asetilen-udara: 2200°C; dan gas asetilen-dinitrogen oksida (N2O) sebesar 3000°C. Sumber nyala yang paling banyak digunakan adalah campuran asetilen sebagai bahan pembakar dan udara sebagai pengoksidasi (Gandjar dan Rohman, 2007).
Alat yang mampu mendispersikan sampel secara seragam ke dalam nyala dibutuhkan untuk memasukkan sampel. Ada dua cara atomisasi dengan nyala ini yaitu secara langsung dan tidak langsung. Cara langsung atau pembakar konsumsi total dilakukan dengan diaspirasikan sampel secara langsung ke dalam nyala, dan semua sampel akan dikonsumsi oleh pembakar. Sedang secara tidak langsung, sampel terlebih dahulu dicampur dengan bahan pembakar dan bahan pengoksidasi dalam suatu ruang pencampur sebelum dibakar (Gandjar dan Rohman, 2007). 2. Tanpa nyala (Flameless)
Atomisasi tanpa nyala muncul karena teknik atomisasi dengan menggunakan nyala dinilai kurang peka yang berakibat atomisasi kurang sempurna. Pengatoman tanpa nyala dilakukan dalam tungku dari grafit.
Sistem pemanasan dengan tanpa nyala ini dapat melalui tiga tahap yaitu: pengeringan (drying) yang membutuhkan suhu yang relatif rendah; pengabuan (ashing) yang membutuhkan suhu yang lebih tinggi karena untuk menghilangkan matriks kimia dengan mekanisme volatilasi atau pirolisis; dan pengatoman (atomishing) (Gandjar dan Rohman, 2007).
c. Monokromator
Monokromator berfungsi untuk memisahkan dan memilih panjang gelombang yang digunakan dalam analisis. Di samping sistem optik, dalam monokromator juga terdapat suatu alat yang digunakan untuk memisahkan radiasi resonansi dan kontinu yang disebut dengan chopper (Gandjar dan Rohman, 2007). d. Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang melalui tempat pengatoman. Biasanya digunakan tabung penggandaan foton (photomultiplier tube). Ada dua cara yang dapat digunakan dalam sistem deteksi yaitu: (a) yang memberikan respon terhadap radiasi resonansi dan radiasi kontinyu; (b) yang hanya memberikan respon terhadap radiasi resonansi (Gandjar dan Rohman, 2007).
e. Readout
Readout merupakan suatu alat petunjuk atau dapat juga diartikan sebagai sistem pencatatan hasil. Pencatatan hasil dilakukan dengan suatu alat 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 (Gandjar dan Rohman, 2007).
Peristiwa-peristiwa yang menyebabkan pembacaan absorbansi unsur yang dianalisis menjadi lebih kecil atau lebih besar dari nilai yang sesuai dengan konsentrasinya dalam sampel merupakan suatu gangguan pada spektrofotometri serapan atom. Gangguan-gangguan tersebut dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Gangguan yang mempengaruhi banyaknya sampel yang mencapai nyala
Matriks dapat berpengaruh terhadap laju aliran bahan bakar atau gas pengoksidasi. Sifat-sifat tersebut antara lain viskositas, tegangan permukaan, berat jenis, dan tekanan uap. Selain itu pengendapan unsur yang dianalisis dapat mengakibatkan jumlah atom yang mencapai nyala lebih sedikit dari konsentrasi yang seharusnya terdapat dalam sampel (Gandjar dan Rohman, 2007).
2. Gangguan kimia yang mempengaruhi jumlah atom yang terjadi dalam nyala. Terbentuknya atom-atom netral yang masih dalam keadaan azas di dalam nyala sering terganggu oleh dua peristiwa kimia yaitu: (a) disosiasi senyawa-senyawa yang tidak sempurna akibat senyawa-senyawa-senyawa-senyawa yang bersifat refraktorik, dan (b) ionisasi atom-atom di dalam nyala akibat suhu untuk atomisasi terlalu tinggi (Gandjar dan Rohman, 2007).
3. Gangguan oleh absorbansi
Gangguan ini terjadi akibat absorbansi bukan disebabkan oleh absorbansi atom yang dianalisis, melainkan absorbansi oleh molekul-molekul yang tidak terdisosiasi di dalam nyala (Gandjar dan Rohman, 2007).
4. Gangguan oleh penyerapan non-atomik
Gangguan ini terjadi akibat penyerapan cahaya dari sumber sinar yang bukan berasal dari atom-atom yang akan dianalisis, melainkan penyerapan oleh partikel-partikel padat yang berada di dalam nyala.
Cara mengatasi gangguan ini adalah dengan bekerja pada panjang gelombang yang lebih besar atau pada suhu yang lebih tinggi. Jika kedua cara ini masih belum bisa membantu menghilangkan gangguan ini, maka satu-satunya cara adalah dengan mengukur besarnya penyerapan non-atomik menggunakan sumber sinar yang memberikan spektrum kontinu (Gandjar dan Rohman, 2007).