UJI HOMOGENITAS DAN STABILITAS KANDIDAT SRM NATRIUM
ZIRKONAT DENGAN METODE XRF
Susanna Tuning S. dan Samin
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan – BATAN Jl. Babarsari Kotak Pos 6101 YKBB Yogyakarta 55281 Email : ptapb@batan.go.id
ABSTRAK
UJI HOMOGENITAS DAN STABILITAS KANDIDAT SRM NATRIUM ZIRKONAT DENGAN METODE XRF. Telah dilakukan uji homogenitas dan stabilitas kandidat SRM natrium zirkonat dengan
metode pendar sinar-X (XRF). Penelitian ini merupakan bagian dari kegiatan Program Insentif PKPP 2011 yang berjudul ”Pembuatan Dan Sertifikasi Bahan Acuan Standar Natrium Zirkonat”. Penelitian ini juga mendukung kegiatan pilot plant pembuatan zirconia di PTAPB-BATAN, terutama dalam kaitannya dengan uji kualitas produk akhir berupa serbuk zirkonia maupun hasil-hasil antara selama proses seperti natrium zirkonat. Dalam sertifikasi produk dan pembuatan SRM natrium zirkonat, salah satu persyaratan yang harus dipenuhi antara lain yaitu homogenitas dan stabilitas sampel natrium zirkonat tersebut. Pada penelitian ini sampel kandidat SRM serbuk natrium zirkonat dipreparasi terlebih dahulu yaitu dengan cara ditimbang, dikeringkan dalam oven pada suhu 950C selama 8 jam, digerus, diayak sampai lolos 200 mesh, dan diaduk
hingga homogen. Selanjutnya kandidat SRM natrium zirkonat yang sudah halus dan kering dikemas dalam wadah atau botol-botol sampel dengan berat tertentu. Untuk uji homogenitas dan stabilitas dilakukan dengan cara menentukan konsentrasi unsur-unsur Zr dan Hf dalam 10 kemasan sampel kandidat SRM yang berbeda dan dianalisis secara duplo dengan metode XRF yang sudah divalidasi. Dengan menggunakan perhitungan metode statistik uji F, bisa diketahui apakah sampel tersebut sudah homogen dan stabil atau belum. Sampel kandidat SRM natrium zirkonat dinyatakan homogen apabila memenuhi syarat Fhitung < Ftabel dan dinyatakan
stabil apabila memenuhi harga Xi – Xhm < 0,3 x nIQR. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa Fhitung < Ftabel
untuk unsur-unsur Zr dan Hf, sehingga sampel kadidat SRM natrium zirkonat sudah homogen. Sedangkan untuk uji stabilitas diperoleh harga |Xi - Xhm| < 0,3 x nIQR untuk unsur-unsur Zr dan Hf sehingga sampel kadidat SRM natrium zirkonat dinyatakan stabil. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa sampel kandidat SRM natrium zirkonat telah homogen dan stabil dan memenuhi persyaratan untuk pembuatan SRM (Standard Reference Material).
Kata kunci : Kandidat SRM, natrium zirkonat, XRF, homogenitas, stabilitas.
ABSTRACT
HOMOGENEITY AND STABILITY TESTING OF SODIUM ZIRCONATE SRM CANDIDATES WITH XRF METHOD. The homogeneity and stability tests of sodium zirconate SRM candidates were conducted
with X-ray fluorescence method. This work is part of the activities PKPP Incentive Program 2011, entitled “Preparation and Certification of Standard Reference Materials (SRM) Sodium Zirconate”. This work also supports the activities of the pilot plant in the manufacture of zirconia-BATAN PTAPB, especially in relation to test the final product quality zirconia powder and the results of long processes such as sodium zirconate. In the SRM product certification and manufacture of sodium zirconate, one of the requirements that must be met, among others, the homogeneity and stability of these materials. Samples of candidate SRM sodium zirconate powder was weighed, dried in an oven at 950C for 8 hours, crushed, sieved to pass 200 mesh, and stirred until
homogeneous. The next candidate SRM sodium zirconate is already smooth and dry packaged in containers or sample bottles with certainty of weigh. The homogeneity and stability tests were carried out by determining the concentration of the elements Zr and Hf in 10 packs of candidate materials SRM and analyzed in duplicate by XRF method that have been validated. To know whether the material is homogeneous and stable or not, it can be calculated with F- test of statistic method. Sodium zirconate materials SRM candidates declared homogeneous if it meets the Fcalc <Ftable and stable if it meets the stated price of Xi - Xhm <0.3 x nIQR. From
the results obtained that Fcalc <Ftable for the elements Zr and Hf, so that the sample of sodium zirconate SRM
candidate is homogeneous. To test stability, the results obtained that |Xi - Xhm| < 0.3 nIQR for the elements of Zr and Hf, so that the sample of sodium zirconate SRM candidate declared stable. From the research results can be concluded that the candidate SRM samples of sodium zirconate have been homogeneous and stable and meets the requirements for the manufacture of the SRM (Standard Reference Material).
PENDAHULUAN
encana strategi (Renstra) PTAPB-BATAN tahun 2010-2014 adalah “Terwujudnya IPTEK akselerator dan proses bahan untuk peningkatan nilai tambah sumber daya alam lokal dan mendukung penyediaan energi berwawasan lingkungan”.(1) Mengacu pada Renstra tersebut, maka PTAPB-BATAN saat ini sedang melakukan kegiatan-kegiatan yang bisa mendukung renstra dan salah satunya adalah kegiatan di Bidang Kimia dan Teknologi Proses Bahan PTAPB yang saat ini sedang melakukan proses pembuatan zirkonium dioksida atau yang sering dikenal dengan nama zirkonia (ZrO2) dari bahan baku pasir zircon yang merupakan sumber daya alam lokal yang dimiliki Negara Indonesia. Zirkon (Zr) memiliki beberapa sifat yang menguntungkan, seperti tahan terhadap suhu tinggi, tahan korosi, mempunyai tampang lintang neutron thermal yang kecil (0,18-0,2 barn), dan dapat menaikkan sifat fisis terhadap logam paduannya(2). Berdasarkan sifat-sifat tersebut, zirkon sering digunakan dalam berbagai bidang industri, misalnya untuk industri keramik dan automotif seperti dalam pembuatan klep, sleeves, sliding bearing, valve filter, camshafts, piston head, dan untuk komponen pompa seperti sliding ring, bearing, plungers, dan di bidang elektronika, kedokteran, bola lampu, serta industri logam, dsb. Dalam bidang industri nuklir, zirkon dimanfaatkan sebagai bahan struktur reaktor nuklir maupun kelongsong bahan bakar nuklir, selain itu pada bahan bakar reaktor suhu tinggi zirkon dalam bentuk zirkon karbida (ZrC) sebagai bahan pelapis kernel uranium untuk HTR(3-6). Logam zirkon dapat diperoleh dari proses pengolahan pasir zirkon. Ada dua cara proses pengolahan pasir zirkon yaitu proses basah dan proses kering. Proses basah mempunyai kelebihan antara lain prosesnya relatif sederhana dan mudah dilakukan. Kelemahan proses basah antara lain proses yang dilakukan memerlukan waktu yang panjang, banyak membutuhkan bahan dan alat serta menghasilkan banyak limbah. Saat ini sedang dikembangkan proses kering dengan beberapa kelebihan antara lain prosesnya pendek, sedikit alat, bahan dan limbah.
Pada proses pembuatan zirkon oksida atau zirkonia, tahapan proses melalui peleburan pasir zirkon menggunakan natrium hidroksida menghasilkan natrium zirkonat sebagai produk antara yang nantinya digunakan sebagai umpan pada proses pelindihan menggunakan air dan dilanjutkan proses pelarutan menggunakan asam klorida menghasilkan zirkonil klorida sesuai reaksi berikut:
ZrSiO4+4NaOH → Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O (1)
Na2ZrO3 + 2 HCl → ZrOCl2 + 2 NaOH (2) ZrOCl2 + 2 NH4OH → ZrO2 + 2 NH4Cl + H2O (3)
Untuk mengetahui kualitas hasil proses diperlukan suatu bahan acuan standar (SRM). Uji kualitas ini merupakan suatu cara untuk mengetes kebenaran dari data yang dihasilkan oleh suatu laboratorium setelah dibandingkan dengan bahan acuan standar (Standard Reference Material, SRM atau Certified Reference Material, CRM) yang dapat dipercaya serta menolaknya apabila hasil pengujiannya tidak sesuai dengan SRM atau CRM yang digunakan(7).
SRM didefinisikan sebagai bahan yang sifatnya cukup stabil dan homogen, yang ditetapkan dengan baik untuk digunakan dalam pengukuran atau untuk penetapan nilai suatu bahan, sedangkan CRM adalah SRM yang disertai sertifikat yang dikeluarkan oleh lembaga berwenang, dengan satu atau lebih nilai sifat dengan ketidakpastian dan ketertelusuran dengan menggunakan prosedur yang valid. Kontrol kualitas dari data analitik adalah bagian yang sangat penting dalam kegiatan analisis, karena data yang dihasilkan dari pengukuran-pengukuran tidak bisa terhindar dari kesalahan-kesalahan. Oleh karena itu untuk mengontrol kualitas data yang dihasilkan oleh suatu laboratorium diperlukan beberapa parameter diantaranya adalah bahan acuan standar (7-10).
Bahan acuan standar adalah bahan yang mempunyai matriks yang sama atau mirip dengan contoh/sampel yang dianalis. Bahan acuan tersebut dianalisis bersama-sama dalam satu bath dengan contoh yang akan dianalisis. Oleh karena kandungan unsur-unsur dalam bahan acuan standar tersebut sudah diketahui kandungannya, maka dapat dipakai sebagai acuan dari kebenaran hasil analisis tersebut.
Masalah yang akan diselesaikan dalam penelitian/kegiatan ini adalah belum dimilikinya teknologi pembuatan bahan acuan standar (SRM) untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri bagi laboratorium-laboratorium pengujian maupun kalibrasi, padahal SRM ini sangat diperlukan untuk kontrol kualitas produk, validasi metode, sertifikasi produk, kalibrasi alat uji, dan pelayanan pada customer. Selama ini untuk memenuhi kebutuhan bahan SRM dilakukan dengan cara membeli ke luar negeri dengan harga yang sangat mahal, namun terkadang matriksnya tidak selalu sama dengan yang dibutuhkan. Dengan pertimbangan hal-hal tersebut di atas, maka perlu dilakukan penelitian tentang pembuatan SRM. Terkait dengan kegiatan pilot plant pembuatan Zirconia di PTAPB-BATAN, maka sangat diperlukan adanya bahan acuan standar SRM, baik sebagai SRM/CRM pasir zirkon, SRM/CRM natrium zirkonat, SRM/CRM zirkonil klorida, maupun sebagai SRM/CRM
zirconia (ZrO2) untuk mengontrol kualitas produk zirconia yang dihasilkan.(10,11)
Menurut standar ISO 35 tahun 2006, salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam sertifikasi produk dan pembuatan SRM antara lain yaitu homogenitas dan stabilitas bahan tersebut. Untuk mengetahui homogenitas dan stabilitas bahan kandidat SRM, bisa digunakan metode uji XRF yang sudah divalidasi sebelumnya. Metode uji XRF memiliki kelebihan yaitu relatif mudah, cepat, dan tidak merusak sampel.(12)
TATA KERJA
Bahan yang dipergunakan
Bahan-bahan yang digunakan meliputi sampel uji kandidat SRM Natrium Zirkonat produk PTAPB, CRM Pasir zirkon in house, standar sekunder Zr dan Hf, dan sumber eksitasi Am-241, Cd-109 dan Fe-55 untuk kalibrasi alat XRF.
Peralatan yang dipergunakan
Pada penelitian ini digunakan satu perangkat alat Spektrometer Pendar Sinar-X (XRF) dengan software Genie 2000, detektor Si(Li), timbangan elektronik OHAUS Corp USA, lumpang dan alu penumbuk SS, ayakan, nampan, oven, homogenizer, botol wadah sampel dan vial tempat cuplikan.
Cara Kerja
Preparasi SampelNatrium zirkonat produk PTAPB dikeringkan pada suhu 90 oC selama 2 x 6 jam dalam Oven. Natrium zirkonat yang sudah kering digerus dengan alu Stainless Steel dan diayak sampai diperoleh serbuk dengan ukuran butiran lolos 200 mesh, lama penggerusan dan pengayakan 2 x 6 jam. Natrium zirkonat yang sudah berukuran lolos 200 mesh dihomogenkan dalam homogenizer, selanjutnya dikemas dalam botol sampel, ditimbang dengan berat tertentu (50 gram ), dan sampel ini telah siap untuk dilakukan uji homogenasi dan uji stabilisasi dengan metode XRF dan menggunakan metode statistik uji F.
Kalibrasi alat uji
Kalibrasi alat uji XRF dilakukan dengan kalibrasi tenaga, yaitu menggunakan sumber eksitasi Am-241, Cd-109 dan Fe-55. Sumber pengeksitasi dipasang pada tempatnya di atas detektor Si(Li) secara bergantian. Dilakukan pencacahan selama 1000 detik. Untuk memperoleh kepekaan maksimum maka harus dilakukan kondisi optimum operasi dengan mengatur HV, coarse gain, fine gain dan shapping time. Dicatat masing-masing no salur dan tenaga (keV) dari puncak-puncak pulsa yang muncul dalam monitor untuk masing-masing sumber eksitasi. Dibuat kurva
kalibrasi antara no salur dan tenaga (keV) untuk sumber eksitasi Am-241, Cd-109 dan Fe-55 yang berupa garis lurus (regresi linier).
Akurasi dan presisi metode uji
Untuk menentukan akurasi dan presisi metode XRF digunakan CRM Pasir Zirkon in house yang mempunyai komposisi kimia mirip dengan kandidat CRM Natrium Zirkonat. Untuk menghitung akurasi dan presisi digunakan rumus berikut : Akurasi = Csu C x 100 % (4) Presisi = Csu SD x 100% (5)
dengan Cs = konsentrasi rerata dalam sertifikat Cu = konsentrasi rerata dalam hasil pengukuran SDu= standar deviasi pencacahan standar Analisis sampel dengan metode XRF
Sampel Natrium zirkonat produk PTAPB yang telah dipreparasi dan dihomogenkan, ditimbang seberat 4 g, dimasukkan ke dalam vial, dan ditempatkan di atas detektor, dicacah selama 1000 detik. Setelah selesai pencacahan disimpan dalam file dengan diberi kode tertentu. Pengambilan data dalam file pada layar monitor terlihat beberapa puncak radionuklida. Dengan mengetahui tenaga puncak suatu unsur, kemudian dicocokkan dengan tabel isotop, maka akan diketahui unsur tersebut. Dilakukan juga pencacahan latar (background) dengan cara yang sama seperti pada pencacahan sampel. Sebagai target dalam matrik sampel uji adalah kadar Zr dan Hf dalam sampel uji kandidat SRM natrium zirkonat. Kadar Zr dan Hf ditentukan dengan menggunakan teknik pengukuran kurva kalibrasi standar yaitu dengan mengukur intensitas Zr dan Hf dalam sampel uji, kemudian intensitas yang diperoleh diintrapolasikan ke dalam kurva standar unsur sehingga akan diperoleh kadar unsur Zr dan Hf dalam sampel uji. Untuk menghitung konsentrasi unsur digunakan metode komparatif dengan rumus(12) : Konsentrasi Cc = s c I I Cs (6)
dengan Cc = konsentrasi rerata dalam contoh Cs = konsentrasi rerata dalam standar Ic = cps unsur dalam contoh
Is = cps unsur dalam standar Uji Homogenitas sampel
Sampel kandidat SRM natrium zirkonat yang sudah dipreparasi hingga lolos 200 mesh dan telah dihomogenkan, dimasukkan ke dalam
beberapa wadah sampel. Selanjutnya dipilih sejumlah (n ≥ 10) kemasan secara acak. Dari setiap wadah (subsample) dihomogenkan kembali dan diambil dua bagian untuk dianalisis secara duplo. Untuk mengetahui apakah sampel sudah homogen digunakan metode statistik uji-F.
Menurut standar dari KAN-BSN(11) ada 4 kriteria uji-F yang dapat digunakan untuk menyatakan bahwa sampel uji sudah homogen, tetapi hanya kriteria I dan kriteria II yang direkomendasikan, yaitu :
Kriteria I : Jika Fhitung < Ftabel
MSW MSB
Fhitung = (7)
dengan MSB = mean square between (perbedaan antar sampel)
MSW = mean square within (perbedaan dalam sampel)
(
)
[
]
) 1 ( 2 2 ) ( − − + =∑
+ n X b a MSB i i ai bi (8)[
]
n X b a MSW i i ai bi 2 ) ( ( ) 2∑
− − + = (9) Kriteria II :Jika SDsampling < 0,5 SDHorwitz Variansi sampling = MSB – MSW
SDsampling = √ variansi sampling = √ (MSB – MSW) Persamaan Horwitz : KVp (%) = 21-0,5 log C
Dimana KVp(%) = ( SDHorwitz/ X ) x 100 (%). Uji Stabilitas sampel
Untuk uji stabilitas sampel, sebagai data pertama digunakan data kandungan unsur dari hasil uji homogenitas. Data kedua dan seterusnya diperoleh dengan melakukan analisis pada saat tertentu, misalnya 1, 2, 3,….dst. bulan atau bahkan tahun penyimpanan sampel. Suatu sampel dikatakan stabil jika antara data pertama dan kedua atau data pertama dan ketiga dst. tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan, yang ditentukan dengan persamaan:
|Xi - Xhm| < 0.3 x n IQR (10)
X i = rata-rata kandungan unsur hasil uji kedua, ketiga, dst.
Xhm = rata-rata kandungan analit hasil uji homogenitas
0.3 = konstanta yang ditetapkan oleh APLAC n IQR = selisih antara kuartil 3 dan kuartil 1 yang ternormalisasi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada kalibrasi alat uji XRF, diperoleh persamaan regresi linier antara no salur dan tenaga (keV) untuk masing-masing sumber eksitasi, yaitu Y = 0,054 X – 0,137 dengan R2 = 1 untuk sumber Am-241, Y = 0,0567 X – 0,1134 dengan R2 = 1 dan Y = 0,0561 X – 0,0462 dengan R2 = 0,998 untuk sumber Fe-55.
Tabel 1. Hasil perhitungan akurasi dan presisi metode XRF untuk pengujian unsur Zr dan Hf menggunakan standar CRM Pasir Zirkon in house
No. Kadar Zr hasil uji, % Kadar Hf hasil uji, % Kadar Zr sertif, % Kadar Hf sertif, % Akurasi Zr (%) Akurasi Hf (%) Presisi Zr (%) Presisi Hf (%) 1 35,712 0,756 36,489 0,764 97,871 98,953 1,834 3,337 2 34,274 0,735 36,489 0,764 93,930 96,204 3 35,852 0,753 36,489 0,764 98,254 98,560 4 35,965 0,737 36,489 0,764 98,564 96,466 5 35,836 0,741 36,489 0,764 98,210 96,989 6 36,371 0,732 36,489 0,764 99,677 95,811 7 35,732 0,692 36,489 0,764 97,925 90,576 8 35,263 0,746 36,489 0,764 96,640 97,644 9 34,796 0,738 36,489 0,764 95,360 96,600 10 34,825 0,683 36,489 0,764 95,440 89,398 Rerata 35,462 0,7313 36,489 0,764 97,187 95,720 SD 0,6503 0,0244
Untuk validasi metode XRF menggunakan standar primer CRM Pasir Zirkon in house diperoleh harga akurasi 97,19 % dan presisi 1,83 % untuk Zr ; akurasi 95,72 % dan presisi 3,34 % untuk Hf. Dari hasil yang diperoleh, metode XRF masih cukup baik karena diperoleh akurasi rerata 96,45 % > 95 % dan presisi 2,59 % < 5 %.
Tabel 2. Hasil analisis kualitatif kandidat SRM Natrium Zirkonat dengan alat XRF
Unsur Energi (keV)
Ti 4,51 Hf 9,0 Zr 15,8 Sn 25,2 La 33,4 Ce 34,5 Nd 37,6 Fe 64 Hasil analisis secara kualitatif dengan metode pendar sinar-X menunjukkan bahwa dalam kandidat SRM natrium zirkonat mengandung unsur-unsur Ti, Hf, Zr, Sn, La, Ce, Nd dan Fe seperti pada Tabel 2.
Kadar unsur dalam sampel uji ditentukan dengan menggunakan metode kurva kalibrasi standar yaitu dengan mengukur intensitas sampel uji kemudian diintrapolasikan ke dalam kurva kalibrasi masing-masing unsur. Kadar unsur dihitung berdasarkan faktor pengenceran dan berat sampel uji. Hasil analisis Zr dan Hf secara kuantitatif dalam sampel kandidat SRM Natrium Zirkonat dengan alat XRF seperti pada Tabel 3. Tabel 3. Hasil analisis Zr dan Hf secara kuantitatif
dalam sampel kandidat SRM Natrium Zirkonat dengan alat XRF
Pengukuran Kadar unsur dalam sampel (%)
Zr Hf
I 45,785 0,923
II 46,098 1,006
III 44,625 0,976
Rerata 45,503 ± 0,634 0,968 ± 0,034
Hasil uji homogenitas
Untuk uji homogenitas dengan menggunakan data analisis unsur-unsur Zr dan Hf masing-masing diukur 10 kali secara duplo, dengan hasil seperti pada Tabel 4 dan Tabel 5.
Tabel 6. Hasil uji stabilitas dengan menggunakan data uji homogenitas dan analisis unsur Zr setelah penyimpanan sampel selama 2 bulan
Kode Kadar Zr Rata-rata Kode Kadar Zr Rata-rata
a b a b 1 45,135 45,702 45,4185 X-hm 45,224 2 44,602 44,385 44,4935 2 bulan 45,49037 45,45552 45,472945 3 44,817 44,5 44,6585 44,46324 44,47608 44,46966 4 45,908 44,475 45,1915 46,40188 44,64956 45,52572 5 44,705 44,656 44,6805 X-i 45,156108 6 46,147 46,822 46,4845 median 45,14 44,656 44,898 7 45,14 45,734 45,437 3q 45,603 45,702 45,6525 8 44,616 44,6 44,608 1q 44,705 44,5 44,6025 9 45,603 46,937 46,27 IQR 0,898 1,202 1,05 10 45,177 44,819 44,998 n (tetapan) 0,7413 nIQR 0,778365 X i -X hm 0,0678917
Tabel 4. Hasil uji homogenitas dengan menggunakan data analisis unsur Zr diukur 10 kali secara duplo Kode
Contoh
Kadar Zr (%)
ai + bi
(ai + bi) - (ai+bi) {(ai + bi) - (ai+bi)}2 a b 1. 45,135 45,702 90,837 0,389 0,151321 2. 44,602 44,385 88,987 -1,461 2,134521 3. 44,817 44,5 89,317 -1,131 1,279161 4. 45,908 44,475 90,383 -0,065 0,004225 5. 44,705 44,656 89,361 -1,087 1,181569 6. 46,147 46,822 92,969 2,521 6,355441 7. 45,14 45,734 90,874 0,426 0,181476 8. 44,616 44,6 89,216 -1,232 1,517824 9. 45,603 46,937 92,54 2,092 4,376464 10. 45,177 44,819 89,996 -0,452 0,204304 Jumlah 451,85 452,63 904,48 -8,52651E-14 17,386306 Rerata 45,224 90,448 -8,52651E-15 1,7386306 MSB 0,96591 Kode Contoh Kadar Zr (%)
ai - bi (ai - bi)- (ai-bi) {(ai - bi) - (ai-bi)} 2 a b 1. 45,135 45,702 -0,567 -0,489 0,239121 2. 44,602 44,385 0,217 0,295 0,087025 3. 44,817 44,5 0,317 0,395 0,156025 4. 45,908 44,475 1,433 1,511 2,283121 5. 44,705 44,656 0,049 0,127 0,016129 6. 46,147 46,822 -0,675 -0,597 0,356409 7. 45,14 45,734 -0,594 -0,516 0,266256 8. 44,616 44,6 0,016 0,094 0,008836 9. 45,603 46,937 -1,334 -1,256 1,577536 10. 45,177 44,819 0,358 0,436 0,190096 Jumlah 451,85 452,63 -0,78 0 5,180554 Rerata 45,224 -0,078 -1,11022E-17 0,5180554 MSW 0,25903
Tabel 7. Hasil uji stabilitas dengan menggunakan data uji homogenitas dan analisis unsur Hf setelah penyimpanan sampel selama 2 bulan
Kode Kadar Hf Rata-rata Kode Kadar Hf Rata-rata
a b a b 1 1,1209 1,1258 1,12335 X-Hm 1,117755 2 1,1275 1,0816 1,10455 2 bulan 1,1167 1,1021 1,1094 3 1,0981 1,1203 1,1092 1,1251 1,1062 1,11565 4 1,1014 1,0694 1,0854 X i 1,1183255 5 1,1329 1,1176 1,12525 median 1,1263 1,1119 1,1191 6 1,0701 1,1381 1,1041 3q 1,1347 1,12685 1,130775 7 1,1395 1,105 1,12225 1q 1,112875 1,1033 1,1080875 8 1,1331 1,1037 1,1184 IQR 0,021825 0,02355 0,0226875 9 1,1452 1,13 1,1376 n (tetapan) 0,7413 10 1,1457 1,1492 1,14745 nIQ 0,01682 |Xi - Xhm| 0,00057 − X X− − X X−
Tabel 5. Hasil uji homogenitas dengan menggunakan data analisis unsur Hf diukur 10 kali secara duplo Kode
Contoh
Kadar Hf(%)
ai + bi (ai + bi) - (ai+bi) {(ai + bi) - (ai+bi)} 2 a b 1. 1,1209 1,1258 2,2467 0,01119 0,000125216 2. 1,1275 1,0816 2,2091 -0,02641 0,000697488 3. 1,0981 1,1203 2,2184 -0,01711 0,000292752 4. 1,1014 1,0694 2,1708 -0,06471 0,004187384 5. 1,1329 1,1176 2,2505 0,01499 0,0002247 6. 1,0701 1,1381 2,2082 -0,02731 0,000745836 7. 1,1395 1,105 2,2445 0,00899 8,08201E-05 8. 1,1331 1,1037 2,2368 0,00129 1,6641E-06 9. 1,1452 1,13 2,2752 0,03969 0,001575296 10. 1,1457 1,1492 2,2949 0,05939 0,003527172 Jumlah 11,2144 11,1407 22,3551 6,21725E-15 0,011458329 Rerata 1,117755 2,23551 6,21725E-16 0,001145833 MSB 0,000637 Kode Contoh Kadar Hf (%) ai - bi
(ai - bi)- (ai-bi) {(ai - bi) - (ai-bi)}2 a b 1. 1,1209 1,1258 -0,0049 -0,01227 0,000150553 2. 1,1275 1,0816 0,0459 0,03853 0,001484561 3. 1,0981 1,1203 -0,0222 -0,02957 0,000874385 4. 1,1014 1,0694 0,032 0,02463 0,000606637 5. 1,1329 1,1176 0,0153 0,00793 6,28849E-05 6. 1,0701 1,1381 -0,068 -0,07537 0,005680637 7. 1,1395 1,105 0,0345 0,02713 0,000736037 8. 1,1331 1,1037 0,0294 0,02203 0,000485321 9. 1,1452 1,13 0,0152 0,00783 6,13089E-05 10. 1,1457 1,1492 -0,0035 -0,01087 0,000118157 Jumlah 11,2144 11,1407 0,0737 0 0,010260481 Rerata 1,11775 0,00737 0 0,001026048 Jumlah 11,2144 11,1407 22,3551 6,21725E-15 0,011458329 MSW 0,000513
Dengan menggunakan rumus untuk uji homogenitas pada Persamaan 7., 8., dan 9. maka bisa dihitung harga MSB, MSW dan Fhitung.
Untuk unsur Zr, Fhitung =MSW MSB = 3,729 Ftabel (p = 0,05 ; v1 = 9 ; v2 = 10) = 3,779 Kriteria I :
Sampel dikatakan homogen apabila Fhitung < F tabel Karena Fhitung < F tabel ( 3,729 < 3,779 ), berarti sampel natrium zirkonat sudah homogen.
Untuk unsur Hf, Fhitung = MSW MSB = 1,241 Ftabel (p = 0,05 ; v1 = 9 ; v2 = 10) = 3,779 Kriteria I :
Sampel dikatakan homogen apabila Fhitung < F tabel Karena Fhitung < F tabel ( 1,241 < 3,779 ), maka sampel natrium zirkonat sudah homogen.
Hasil uji stabilitas
Untuk uji stabilitas dengan menggunakan data analisis unsur-unsur Zr dan Hf hasil uji homogenisasi, sedangkan data berikutnya adalah data analisis unsur-unsur yang sama setelah penyimpanan sampel selama 2 bulan, dengan hasil seperti pada Tabel 6 dan Tabel 7.
Dari Tabel 6, diperoleh :
Harga nIQR adalah 0,7784, maka 0,3 x nIQR = 0,3 x 0,7784 = 0,23352
Harga X i -X hm = 0,06789
Karena nilai |Xi - Xhm| < 0,3 nIQR (0,06789 < 0,23352), maka sampel natrium zirkonat stabil.
Dari Tabel 7, diperoleh : −
X X−
−
Harga nIQR = 0,01682, maka 0,3 x nIQR = 0,3 x 0,01682= 0,00505
Harga |Xi - Xhm| = 0,00057
Karena nilai |Xi - Xhm| < 0,3 nIQR (0,00057 < 0,00505), berarti sampel natrium zirkonat tetap stabil.
KESIMPULAN
1. Metode spektrometri pendar sinar-X (XRF) dengan akurasi 96,45 % dan presisi 2,59 % dapat digunakan untuk uji homogenitas dan stabilitas kandidat SRM Natrium Zirkonat.
2. Dengan menggunakan metode XRF dan perhitungan statistik uji F untuk unsur-unsur Zr dan Hf, dengan tingkat kepercayaan 95% (p = 0,05) diperoleh harga Fhitung < Ftabel sehingga sampel kandidat SRM Natrium zirkonat dinyatakan sudah homogen, dan uji stabilitas untuk unsur-unsur Zr dan Hf diperoleh harga Xi – Xhm < 0,3 x nIQR sehingga sampel kandidat SRM Natrium zirkonat dinyatakan stabil. 3. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa
sampel kandidat SRM Natrium Zirkonat telah homogen dan stabil sehingga memenuhi persyaratan untuk pembuatan bahan acuan (SRM).
DAFTAR PUSTAKA
1. ANONIM, Profil PTAPB-BATAN, (2009). 2. DWI RETNANI SUJOKO, Pembuatan
Zirkonia Kstabilan Parsial Dengan Cara Pengendapan, PPI-PDIPTN-BATAN Yogyakarta, (2008).
3. SAJIMA, Kajian Pemisahan Zirkonium Hafnium Secara Sinambung, PPI PDIPTN-BATAN Yogyakarta, (2009).
4. TUNJUNG INDRATI Y., BUSRON M., EVIAN YANUAR HADI, Ekstraksi Pemisahan Zr-Hf Hasil Pengolahan Pasir Zirkonium Menggunakan Pesawat Pengaduk Pengenap, Prosiding PPI–Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknik Nuklir, BATAN, Yogyakarta, 1992.
5. SUNARJO, Pembuatan ZrO2 dari Zr(OH)4 Hasil Proses Pengolahan Pasir Zirkon, Prosiding PPI–Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknik Nuklir, BATAN, Yogyakarta, 1990.
6. BUDI SULISTYO, Pelarutan Kristal Zirkonium Oksid Klorid Hasil Olahan Pasir Zirkon Menggunakan Asam Nitrat, Prosiding PPI–Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknik Nuklir, BATAN, Yogyakarta, 1990. 7. SUMARDI, Pengembangan Reference
Material (Bahan Acuan), National Laboratories Conference, Jakarta, (2007).
8. ANONIM, ISO Guide 35, (2006). 9. ANONIM, ISO/IEC 17025, (2005).
10. ANONIM, New Statistics for NATA’S Proficiency Testing Programs, Copyright National Association of Testing Authorities, Australia, (1996).
11. ANONIM, Pedoman Statistik Uji Profisiensi, DPLP 23 Rev. 0, KAN, 16 Desember (2005). 12. RUDOLF O. MULLER, Spectrochemical
Analysis By X-Ray Fluorescence, Plenum Press, New York (1972).
TANYAJAWAB
Sahat Simbolon− Ukuran butir memang penting untuk XRF tetapi yang lebih penting adalah nilai density-nya. − Dengan metoda apa dianalisis Zr dan Hf,berapa
nilai intensitasnya setelah dikurangi latar? − Apakah Hf dengan konsentrasi 0,9% dapat
dianalisis dengan XRF? Susanna T. S.
• Secara umum, faktor-faktor yang berpengaruh pada hasil analisis dengan metode XRF untuk sampel bentuk padatan /serbuk adalah efek matrix. Heterogenitas dan homogenitas sampel, ukuran butir dan surface roughness (menurut Rudolf O.Muller). karena antara sampel dan standar yang dipakai mirip sehingga efek density bisa diabaikan.
• Analisis Zr dan Hf dalam natrium zirkonat dilakukan dengan metoda standar kalibrasi .setelah dikurangi latar, intensitas Zr = 601,115 dan Hf = 1,670
• Konsentrasi Hf ~ 1% bisa dianalisis dengan metode XRF menggunakan sumber Cd-109 yang baru dengan aktivitas ≈ 10 mCi.
