VERIFIKASI METODE STEP DAN KONTINIUS UNTUK PENENTUAN KAPASITAS PANAS MENCCUNAKAN THERMAL ANAL YZER

Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561

VERIFIKASI METODE STEP DAN KONTINIUS UNTUK

PENENTUAN KAPASITAS PANAS MENCCUNAKAN

THERMAL ANAL YZER

Jan Setiawan, Aslina Br. Ginting, Sutri Indaryati

ABSTRAK

Selama ini metode pengujian kapasitas panas dengan Differential Scanning Calorimeter (DSC) dilakukan menggunakan metode per.gujian dari fabrikan Setaram Perancis. Sedangkan menurut sistem mutu SNI 17025 setiap pengujian harus menggunakan metode yang valid. Untuk mengetahui bahwa metode pengujian yang diberikan oleh Setaram telah valid, telah dilakukan verifikasi metode tersebut dengan menggunakan metode ASTM No E-399-402/1992 dan E-1269-1990 dan menggunakan bahan standar

Certificate Reference Material (CRM) Sn, Pb, Zn dan AI. Analisis kapasitas panas dilakukan dengan menggunakan metode step dan metode kontinius pad a temperatur 30°C hingga 450°C dengan laju pemanasan 5°C/men it. Hasil analisis menunjukkan bahwa metode step dan kontinius riari Setaram telah valid untuk pengukuran kapasitas panas standar Pb, Zn dan AI, karena mempunyai standar deviasi, presisi dan akurasi memenuhi besaran yang ditunjukkan ASTM dan Setaram. Sedangkan analisis kapasitas panas standar Sn belum valid karena besaran standar deviasi, presisi dan akurasi tidak memenuhi besaran yang ditunjukkan ASTM dan Setaram. Berdasarkan uji F diperoleh hasil bahwa penggunaan metode step dan kontinius untuk analisis kapasitas panas tidak mempunyai perbedaan yang signifikan. Dari hasil analisis diatas kemudian dihitung ketidakpastian pengukuran kapasitas panas Sn, Pb, Zn dan AI dan diperoleh hasil masing-masing sebesar

9,273; 2,597; 4,54; dan 1,423 J/moloC.

Kata Kunc; : DSC, CRM, Validas; Metode

PENDAHULUAN

Metode pengujian kapasitas panas menggunakan alat DSC selama ini dilakukan dengan menggunakan metode uji yang diberi-kan oleh fabridiberi-kan SET ARAM Perancis dengan penyimpangan pengukuran yang masih dapat diterima sebesar 10% [1]. Sedangkan menurut sistem mutu SNI-17025, laboratorium pengu-jian dalam mengoperasikan suatu peralatan harus menggunakan metode pengukuran yang valid berdasarkall parameter-parameter unjuk kerja yang memenuhi persyaratan, operator yang qualified dan alat yang terkalibrasil2] Dalam melakukan validasi suatu metode pengujian maka prosedur yang digunakan harus dapat te!1elusur ke satuan internasional, misalnya prosedur dari ASTM atau dengan cara menggunakan CRM (Certificate

190

Reference Material) dan atau mengacu kepada

bahan acuan yang bersertifikat. Untuk mengetahui bahwa metode uji yang diberikan oleh fabrikan SET ARAM telah valid maka dilakukan langkah verifikasi metode tersebut dengan menggunakan metode ASTM E-1269-1990 serta mengacu kepada bahan standar yang bersertifikat yaitu Sn,Pb,Zn dan AI dengan kemurnian 99,999% [3.4]. HasH verifikasi metode tersebut dinyatakan valid bila mana telah memenuhi beberapa parameter antara lain parameter konfirmasi identitas, simpangan baku, daerah linearitas pengukuran, presisi , akurasi, ketidakpastian pengukuran dan

recovery. Pad a tulisan ini hanya dilakukan perhitungan terhadap empat parameter yaitu simpangan baku , presisi , dan akurasi seperti yang di peroleh dari besaran ASTM diatas

ISSN 0854 - 5561

dengan besaran masing-masing adalah standar deviasi 2,99, presisi 9,8 % , dan akurasi 98,2 % [5,6] serta besar ketidakpastian pengukuran kapasitas panas,

Metode pengujian kapasitas panas yang diacu dari ASTM dilakukan pad a tem-perature operasi 600aC, dengan laju pemanas-an !ebih kecil 20aC/menit, dengan berat sampel 120 mg dalam gas Nitrogen. Sedang-kan metode dari Setaram menggunakan dua metode yaitu metode step dan metode kontinius. Metode step menggunakan rentang temperatur pengukuran dari 30aC hingga 450aC, laju pemanasan 5aC/menit, jumlah step pengukuran 20 step, temperatur mula-mula =

30aC , temperatur akhir = 450aC , dan waktu tunda (delay) untuk satu step = 600 detik, Sedangkan metodb kontinius dilakukan dengan menetapkan suatu temperatur program rentang pengukuran dari 30aC hingga 450aC, temperatur mula-mula = dari 30aC , temperatur akhir 450aC dan laju pemanasan 5aC/menit tanpa waktu tunda dalam media gas Argon.

Kedua metode tersebut dilakukan tiga langkah pengukuran dengan krusibel yang sama yaitu:

1. Pengukuran Blankoo-Blankoo, pengukuran 2 buah krusibel kosong 2. Pengukuran Blanko- Standar A1203,

pengukuran

1

buah krusibel kosong dan krusibel yang berisi sampel standar AI203 yang telah diketahui nilai kapasitas panasnya dari sertifikat.

3.

Pengukuran Blanko-Sampel Unknown ,

pengukuran

1

buah krusibel kosong dan krusibel yang berisi sampel Unknown

yang belum diketahui nilai kapasitas panasnya.

Dr.lri kedua metode diatas diharapkan diperoleh besaran kapasitas panas dari sampel yang diukur adalah sama, karena dalam mela-kukan suatu pengujian, personel laboratorium dapat menggunakan metoda dan prosedur yang berbeda tetapi rentang nilai benar kapasitas panas tersebut berada didalam pengukuran terse but. Untuk membuktikan hasil analisiskapasitas panas menggunakan meto-de step dan kontinius adalah sama maka pada

Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005

pengujian ini dilakukan analisis kapasitas panas sampel standar Sn,Pb,Zn~an AI dengan repeatability 3x, dan dila'njutkan dengan analisis uji bed a (uji F). Hasil kapasitas panas yang diperoleh dibandingkan dengan kapasitas panas bahan standar yang bersertifikat[3j . Selanjutnya data tersebut dievaluasi untuk menentukan standar deviasi, besar penyimpangan (%) atau besar presisi dan akurasinya yang bertujuan untuk memverifikasi kedua metode tersebut berda-sarkan besaran yang telah ditetapkan oleh ASTM yang diacu.15,6,7,6j

TEORI

Suatu metode pengujian harus divalidasi apabila metode tersebut baru dikembangkan untuk suatu permasalahan yang khusus dan yang kedua adalah apabila metode yang selama ini sudah rutin digunakan dalam suatu laboratorium berubah presisi dan akurasinya dengan waktu sehingga nilai benar dari analisis terse but telah berubah. Beberapa cara yang dilakukan untuk melakukan validasi metode antara lain dengan membandingkan hasil pengukuran dari metode yang akan divalidasi dengan suatu metode lain menggunakan Certified Reference Material (CRM) dan cara yang kedua adalah membandingkan metode yang akan di validasi terhadap metode lain yang sudah tervalidasi (misalnya : ASTM dan standard lainnya). Beberapa prosedur yang dilakukan untuk memvalidasi suatu metode antara lain:

1. Konfirmasi identitas , untuk meyakinkan kepada analis kimia bahwa hasil pengukuran hanya berasal dari sampel yang dianalisis bukan dari senyawa lain atau campuran sarppel dengan senyawa lain.

2. Limit dete~si dan Limit kuantisasi,

Limit deteksi (LoD) adalah kosentrasi terendah dalam suatu sampel yng masih dapat terdeteksi oleh suatu alat. Besar limit deteksi biasanya dinyatakan dengan nilai rata-rata blankoo +

3

S, dimana S adalah standar deviasi (simpangan baku) dari blanko.

METODELOGI PENELITIAN

1. Peralatan : DSC'92

4.

Ketidakpastian Pengukuran

merupakan

suatu

parameter

untuk

menetapkan...

rentang

pengukuran

yang

didalamnya

diperkirakan ada nilai benar yang diukur.

Ketidakpastian suatu pengukuran sangat

penting diketahui oleh semua pihak.yang

bekerja

di

laboratorium

terutama

dalam

pengolahan data

untuk meilgetahui apakah

hasil yang diperoleh berada dalam rentang

pengukuran yang diterima atau ditolak.

3. Tat:! Kerja

Analisis

kapasitas

panas

dengan

metode

step

untuk

satu

sampel

standar

dilakukan dengan tiga langkah pengukuran

dengan

cara

mengukur

krusibel

blankoo-blankoo, blanko- std

AI203

dan blanko-sampel

Sn (Tin) seberat 120 mg. Krusibel

blankoo-blankoo

dimasukkan

kedalam

tungku

pemanas DSC, kemudian dialiri dengan gas

Argon dengan laju alir 1 mbar/detik. Krusibel

blankoo-blankoo dipanaskan di dalam tungku

DSC dari temperatur 30°C hingga 200°C

dengan laju pemanasan 5°C/men dan waktu

tunda selama 600 detik. Setelah dilakukan

pemanasan

terhadap

blankoo-blankoo

kemudian

dilakukan

pemanasan

lanjut

terhadap krusibel blanko- std

AI203

dan

blanko-sampel Sn (Tin). Hasil dari ketiga pengukuran

blankoo-blankoo, blanko- std

AI203

dan

blanko-sampel Sn (Tin) kemudian dievaluasi sehingga

diperoleh

besaran

aliran

panas

yang

menyatakan besarnya

panas yang diserap

sampel Sn (Tin) atau kapasitas panas sampel

Sn (Tin) sebagai fungsi temperatur. Hal yang

sama dilakukan terhadap sampel Pb, Zn, dan

AI

dengan

masing

masing

temperatur

pemanasan secara berurutan 300°C, 405 °C,

dan 450°C. Dengan menggunakan temperatur

program dengan sampel yang sama juga

dilakukan

pengujian kapasitas panas dengan

menggunakan metode kontinius tanpa

waktu-: CRM Sn, Pb, Zn dan AI

2. Bahan

82

=

I(x-~Y

n-l

Gambar-l: Akurasi tinggi ; Presisi 1 Gambar-2: Akurasi rendah ; Presisi tinggi

Sedangkan

Limit

kuantisasi

(LoO)

biasanya disebut limit pelaporan adalah

kosentrasi terendah dari suatu sampel

yang dapat ditentukan dengan

besar

presisi dan akurasi yang dapat diterima.

.- SesCi;

liiilit kuantisasi biasanya dinyatakan

dengan nilai rata-rata blankoo

+

10 S.

3.

Presisi dan Akurasi

Presisi

atau kecermatan menunjukkan

besarnya fluktuasi dari hasil penentuan

yang

berulang

kali

(repeatability),

sedangkan

akurasi

atau

ketepatan

menunjukkan seberapa jauh suatu analisis

menyimpang

dari

harga

sebenarnya

(standar). Suatu metode dapat mempunyai

kecermatan

yang

tinggi

(reproducible)

tetapi diragukan ketepatannya, sebaliknya

mungkin

suatu

metode

mempunyai

kecermatan kurang baik namun metode

tersebut

mernpunyai

ketepatannya

mendekati harga sebenarnya

(accurate)

seperti yang ditunjukkan pada Gambar-1

sampai 3.

Gambar-3: Akurasi tinggi ; Presisi I

192

mengubah!; laju 3°C/men it "dengan ISSN 0854 - 5561

tunda. Pengukuran kapasitas panas dengan kedua metode diatas. dilakukan dengan 3 kali pengulangan. Kemudian terhadap hasH analisis kapasitas panas dengan kedua metode dilakukan uji beda (Uji F) dan selanjutnya dievaluasi untuk mengetahui besarnya penyimpangan pengukuran yang dibandingkan dengan kapasitas panas dari sertifikat.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil analisis kapasitas panas sampel standar Sn, Pb, Zn, dan AI dengan 3 (tiga ) kali pengulangan menggunakan metode step dan kontinius dituangkan pada Tabel-1 sampai denga Tabel-4. Besarnya kapasitas panas yang diperoleh masing - masing sampel standar dibandingkan terhadap kapasitas panas dari sp.rtifikat. Untuk mengetahui perbedaan dan kevalidan kedua metode tersebut kemudian dilakukan uji F dan dihitung besar standar deviasi , presisi akurasi dan ketidakpastian masing-masing pengukuran kapasitas panas sampel diatas dan diverifikasi dengan besaran yang diberikan ASTM. Hasil analisis kapasitas panas sampel Sn menunjukkan bahwa baik penggunaan metode step maupun metode kontinius tidak memenuhi terhadap besaran ASTM dan SETARAM, karena besarnya penyimpangan yang diperoleh dari kedua metode tersebut masing-masing 16,023 % dan 14,349% jauh lebih besar dari 9,8% dari ASTM dan 10% dari Setaram. Demikian juga terhadap besar akurasi yang diperoleh dari pengukuran masing-masing metode 98,153% dan 95,567% lebih keeil dibanding besar akurasi 98,2 % dari ASTM dengan ketidakpastian pengukuran 9,273 J/moloC. Dari hasil analisis ini dapat dinyatakan bahwa alat DSC untuk penentuan kapasitas sampel Sn dengan menggunakan metode Seta ram maupun metode ASTM tidak kualified karena mempunyai keeermatan dan ketepatan pengukuran yang kurang baik. Hal ini mung kin disebabkan karena umur alat yang sudah tua sehingga tidak tepat digunakan untuk pengukuran pada temperatur rendah 30°C hingga 200°C dengan laju pemanasan 5°C/menit. Untuk memperoleh hasii yang lebih baik mung kin selanjutnya metode ini dapat

Hasil HasH Penelitian EBN Tahun 2005

dikembangkan dengan pemanasan 1°C/menit atau waktu tunda tertentu.

Penentuan kapasitas panas sam pel Pb menggunakan metode step maupun metode kontinius telah diperoleh hasH' bahwa kedua metode tersebut mempunyai presisi dan akurasi yang tinggi dan memenuhi ASTM maupun Setaram seperti yang dituangkan pada Tabel-2 dengan ketidakpastian pengukuran sebesar 2,505 J/moloC. Sedangkan penentuan kapasitas panas sampel Zn menggunakan metode step maupun metode kontinius telah diperoleh hasH bahwa kedua metode tersebut mempunyai presisi yang kurang eermat , karena mempunyai besar presisi masing -masing sebesar 10,759% dan 10,592% yang berada sedikit diatC1::>besaran presisi yang ditetapkan oleh ASTM maupun Setaram. Namun demikian besaran akurasi dari kedua metode tersebut memenuhi besaran ASTM maupun Setaram seperti yang dituangkan pad a Tabel-3. Hal ini mung kin disebabkan beberapa kesalahan dalam preparasi sampel dan pengoperasian alat. Antara lain kurangnya jumlah pengulangan pengukuran, kesalahan pengamatan dalam penimbambangan serta kesalahan

ketepatan dalam meletakkan krusibel diatas chamber DSC. Namun karena hasil pengukuran rlengan menggunakan kedua metode tersebut mempunyai besaran SD dan akurasi yang sesuai dengan ASTM maupun dari Setaram sehingga hasil analisis kapasitas panas dengan kedua metode tersebut dapat diterima dengan ketidakpastian pengukuran sebesar 4,54 J/moloC.

Penentuan kapasitas panas sampel AI menggunakan metode step maupun metode kontinius telah diperoleh hasil bahwa kedua metode terse but mempunyai presisi dan akurasi yang memenuhi ASTM maupun Setaram seperti yang dituangkan pada Tabel-4. Sehingga dapat dinyatakan bahwa kedua metode tersebut dinyatakan valid untuk penentuan kapasitas panas sampel AI dengan ketidakpastian pengukuran sebesar 1,423 J/moloC seperti yang terlihat pad a Tabel-6.

Tabel-1: Kapasitas panas (Cp) Standar Sn

Temp

(X_X)2

CpCp Rata-rata

(X-X)2

(oC)

Sertifikat

_(x)

(J/moIOC)

_Step

Kontinius

Kontiniu

_Step

s

35,15

21,92

19,75

19,68

5,00

I

4,70

48,46

22,19

4,15

20,15

5,70

19,80

63,52

22,49

0,59

21,72

6,30

19,98

78,56

22,79

0,71

7,04

21,95

20,14

93,68

23,10

1,10

0,08

22,05

22,81

107,72

23,38

-24,22

22,24

0,70

1,30

123,88

23,71

1,20

0,21

22,61

24,17

138,97

24,01

0,05

22,07

23,79

3,77

153,90

24,31

22,82

0,00

24,30

2,20

168,98

24,62

1,25

23,50

0,65

25,42

184,02

25,09

0,76

24,88

25,96

0,04

199,16

25,23

0,86

25,10

26,15

0,02

214,23

25,53

0,50

25,85

26,23

0,10

I(X-X)2

27,85

21,16

SD

3,73

3,25

Presisi (%)

16,023

14,349

Akurasi (%)

98,153

95,567

Tidak ada perbedaan

Uji F

=

F Tabel 3,89

>

F.Hit. 2,008

hasil Cp antara

metode step dan

kontinius

ISSN 0854 - 5561

Tabel-2: Kapasitas panas (Cp) Standar Pb

Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005

Temp

(x-x)

Cp, (J/gOC )

Cp

2

(x-x)

L

(OC)

Sertifikat Rata-rata

(x)

(J/molOC)

Step

Kontinius

Kontiniu

Step

s

35,15

24,53

23,140

1,938

0,778

23,65

48,46

24,65

23,740

0,819

2,205

23,16

63,52

24,77

23,200

2,474

1,261

23,65

78,56

24,90

24,430

0,221

1,300

23,76

93,68

25,03

24,730

0,089

1,388

23,85

107,72

25,15

24,990

0,025

0,621

24,36

123,88

25,29

25,380

0,009

0,403

24,65

138,97

25,41

25,740

0,107

0,064

25,16

153,90

25,54

25,790

0,063

0,012

25,65

168,98

25,67

25,420

0,061

0,000

25,66

184,02

25,80

25,610

0,034

0,001

25,76

199,16

25,92

25.780

0.020

_0,003

_25,87

214,23

26,05

25,710

0,116

0,017

25,92

229,07

26,18

25,310

0,752

0,039

25,98

244,24

26,31

25,520

0,618

0,000

26,32

I I

259,32

25,760

26,68

26,43

0,449

0,063

274,41

26,56

26.420

0,020

0,002

26.52

I

289,48

26,70

26.290

26,74

I

0.1 66

_0,002

l:(X-X)L

7.981

8,158

so

] ,99·8

2,020

!?resisi

(%

8,019

)

7,938

Akurasi

(%

98,365

)

98,283

Uji

F =

F Tabel

3,59

>

F Hit.

_{Tidak ada}

0,6658

perbcdaan hasil Cp

antara metode step

~

Tabel-3: Kapasitas panas (Cp) Standar Zn

Temp

Cp

Cp

(JfmoloC )

2 2

(x-x)

(x-x)

(oC)

Sertifikat

_Rata-rata

_(x)

(J/molOC)

Step

Kontinius

Kontinius

_Step

35,15

22,45

20,53 20,08

3,686400

5,6169

48,46

22,60

20,75 21,12

3,422500

2,1904

63,52

22,77

20,89 21,74

3,534400

1,0609

78,56

22,94

21,73 21,88 .

1,466521

1,125721

93,68

23,11

22,82 22,98

0,085264

0,017424

107,72

23,27

22,97 23,02

0,091204

0,063504

123,88

23,46

23,68 23,50

0,050625

0,002025

138,97

23,63

23,85 23,82

0,050176

0,037636

153,90

23,80

23,57 23,87

0,050625

0,005625

168,98

23,97

23,90 23,99

0,004356

0,000576

184,02

24,14

24,68 24,25

0,295936

0,012996

199,16

24,31

24,81 24,32

0,252004

0,000144

214,23

24,48

24,88 24,45

0,160000

0,000900

229,07

24,65

24,98 24,65

0,110224

0.000004

244,24

24,82

25,13 25,03

0,096100

0,044100

259,32

24,99

25,28 25,12

0,084100

0,016900

274,41

25,16

25,32 25,17

0,025281

0.000081

289,48

25,33

25,06 26,05

0,073984

0,515524

304,57

25,50

')-

_0,023409

-,-

_0,405769

_26,14

_J,-'J

319,68

25,68

25,68 26,14

0.000025

0,216225

334,68

25,85

25,75 26.25

_0,009025

0,164025

I

349,81

26,02

26,12 26,37

0,010609

0,124609

364,95

26,19

26,31 26,31

0,014884

0,014884

379,95

26,36

26,45 26,47

0,008100

0,012100

395,04

26,53

26,76 25,78

0,052900

0,562500

L (x-x)

2

13,658

12,211

SO

_.1'""

2,613

2,471

Presisi

(% )

10,759

. 10,592

Akurasi

(%

99,431

)

99,227

Tidak ada perbedaan

Uji

F

=

F Tabel

3,40

>

F Hit.

hasil Cp antara

1,0277

metode step dan

kontinius

/

ISSN 0854 - 5561

Tabel-4: Kapasitas panas (Cp) Standar

AI

Hasil HasH Penelitian EBN Tahun 2005

Temp

(x-x)

Cp

Cp

(J

2

/mol

(x-x)

°c )

2

(oC)

Sertifikat

_{Rerata (x)}

(J/molOC)

Step

Kontinius

Step

Kontinius

35,68

20,643

19,76

18,27

0,779689

5,631129

54,75

20,900

19,79

20,86

1,232100

0,001600

75,10

21,176

21,34

21,58

0,026896

0,163216

.-

95,31

0,040401

21,65

0,032761

21,449

21,63

115,48

21 ,722

21,89

21,66

0,028224

0,003844

135,61

21,994

22,48

22,35

0,236196

0,126736

155,80

22,267

22,94

22,85

0,452929

0,339889

175,90

22,539

23,01

23,30

0,221841

0,579121

196,07

22,812

23,14

23,98

0,107584

1,364224

216,21

23,084

23,47

23,27

0,148996

0,034596

236,33

23,356

23,60

23,45

0,059536

0,008836

256,43

23,628

23,63

23,56

0,000006

0,004624

276,57

23,900

24,29

24,16

0,152100

0,067600

296.71

24,172

24,45

24,29

0,077284

0,013924

316,79

24,444

24,60

24,90

0,W4336

0,207936

336,90

24,716

24,89

25,06

0,030276

0,118336

357,00

24,988

25,15

25,31

0,026244

0,103684

377,09

25,260

25,23

25,66

0,000900

0,160000

397,14

25,531

25,67

25.65

0,019321

0,014161

417,23

25,803

25,78

25,73

0,000529

0,005329

437,31

26,074

26,77

26,17

0.484416

0,009216

L

(x-x)

2

4,149802

8,990762

so

i

1, 440

_2,120

Presisi

(%

9,019

)

6,129

Akurasi

(%

99,765

)

99,994

Tidak ada perbedaan

Uji

F

=

F Tabel

_hasil

_{Cp antara}

F

3,49

Hi

t.

>

_metode

0,9232

Perhitungan Ketidakpastian Pengukuran

Setelah diketahui besaran SO, presisi dan akurasi dari masing masing pengukuran sampel Sn, Pb,Zn dan AI kemudian dihitung besar ketidakpastian pengukuran masing-masing pengukuran dengan cara seperti dibawah ini:

W

=

Penimbangan

Kemurnian

Al

Temperatur

s

W B

Wkrusibel+

Al

Kalibrasi

\

+

c

Presisi

Metode

Cp

A

L

Gambar-4: Fish Bond Pengukuran Kapasitas Panas (Cp)

Setelah dibuat gambar Fish Bond pengukuran kemudian dihitung ketidakpastian dari masing masing faktor yang mempengaruhi pengukuran kapasitas panas tersebut.

A. Kemurnian standar AI Kemurnian standar AI

Kemurnian sampel standar AI dari sertifikat 99,99 ± 0,01%

~ Baku 0,0001/";3 = 0,000058

B. Penimbangan

Linearitas Timbangan : Sertifikat Kalibrasi Timbangan Merk Metler Tolledo (R.127) yang dikalibrasi pada bulan Juli 2005 oleh KIM LlPI mempunyai skala ketidakpastian sebesar ± 0.02 mg dengan derajat kepercayaan = 95 %

0.02

Maka ketidakpastian penirnbangan: p (penimbangan) = -- =0.0102 mg

1,96

Ketidakpastian penimbangan diatas harus dikalikan 3 x karena penimbangan dilakukan 3x yaitu penimbangan W krusibel kosong, penimbangan W krusibel+ AI203 dan penimbangan W krusibel + sam pel AI. Maka ~ (penimbangan) =3 x 0,0102 mg = 0.0306 mg = 3,05 x 10-5gr

C. Kalibrasi Termocopel Alat DSC

Sertifikat kalibrasi Termocopel untuk alat DSC dari SETARAM'4! sebesar ~ (Temperatur)

±

0.1DC, maka ketidakpastian baku temperatur termokopel terse but sebesar = 0.1/"; 3 = 0.057 DC

~~ (Temperatur)

=

0.057 DC

ISSN 0854 - 5561 Hasil Hasil Penelitian EBN Tahun 2005

'" Dalam perhitungan ketidakpastian maka seluruh komponen harus mempunyai satuan yang sama seperti yang terlihat pad a Tabel-5.

Tabel-5: Mengubah Komponen ketidakpastian menjadi satuan yang sarna

No(x)(x/x)satuansatuan(x)AsalIlIlNilai

a Kemurnian 0,99990,000058_0,000058%% Sn b Penimbangan3, 06x10-~2,55x10grgr 0,120

c

Kalibrasi_{8,636xlO-0,057}DCDC ₆₆₀ TC Alat

D. Presisi Metode

Ketidakpastian dari penimbangan berulangkali (presisi) sudah tercakup dalam presisi metode. Ketidakpastian presisi dihitung berdasarkan kepada besarnya simpangan pengukuran dengan rumusl2.6]

JI presisi =

(S~)

"11

E. Ketidakpastian

Gabungan

Dihitung Ketidakpastian Baku Gabungan dari semua tahap langkah pengujian Ketidakpastian Baku Gabungan (p Gabungan)

li(

Cp(Ai)

Cp

A t) ~

(

p(Kelllllrniall

KemumianAI

AI)

r

+ ( p(pellilllballgall)

penilllbangan)

r

+ (p(TeIllP

Temp

)

J

J

=~(O,000058r

+(2,55xl()'~Y

+(8,6363xl()-~Y

=

9,023

x

10-4

p(Cp AI)

f.I (Cp) = Cp (AI) x

Cp Al

() = 23,501 J/mol °C x 9.023 x 10'" =

0,0212

J/mol DC

(~J

=

C~OJ

=

0,831

= f.I (Cp) +JI(presisi)

,

(SD

)2

(r' )-

,

11YJ.1

-p

+-,=-

.,)11

= ~(O.0212r

+(O.831f

=

0,711

Dalam hal untuk mendapatkan probabilitis yang memadai bahwa nilai hasil yang diperoleh dalam penguk'Jran Cp AI dengan menggunakan DSC berada dal8m rentang yang diberikan oleh ketidakpastian, maka ketidakpastian baku gabungan diatas harus dikalikan dengan selJuah faktor

pencakupan (k). Perhitungan ketidakpastian pengukuran Cp AI ini dilakukan dengan faktor pencakupan sebesar (k= 2) pada tingkat kepercayaan sekitar 95% dengan rumus [2.6J

U= k x /l Gabungan

dimana : U= Ketidakpastian diperluas (Expanded Uncertainty)

k= faktor pencakupan

sehingga Cp(AI) = k x {/l (.6.H)+/l (presisi)} = 2xO,711

Cp(AI) = 1,423 J/mol °C

Dengan perhitungan yang sama maka diperoleh besar ketidakpastian pengukuran masing masing pengukuran sampel Sn,Pb,Zn dan Ai seperti yang terlihat pada Tabel-6.

Tabel-6: Besar Ketidakpastian Pengukuran Standar Sn,Pb,Zn dan AI

Standar

SD PresisiAkurasi Ketdkpastian Step

KontiniusKontiniusKontiniusStepStepPengukuran ASTM 2,99 9,898,2 Sn 3,733,25 16,02398,15314,34995,5679,273 Pb 1,9987,9388,0192,020 98,28398,3652,507 Zn 2,61310,75899,22710,59299,4312,4714,544 AI 1,44099,9946,1299,0192,12099,7651,423 KESIMPULAN

Analisis uji F terhadap hasil kapasitas panas standar Sn, Pb, Zn dan AI menunjukkan bahwa metode step mupun metode kontinius tidak memDunyai perbedaan yang signifikan. Metode step maupun metode kontinius telah valid digunakan untuk analisis kapasitas panas standar Pb, Zn dan AI, karena besaran standar deviasi, presisi dan akurasi hasH pengukuran telah memenuhi besaran yang ditunjukkan ASTM dan Setaram. Sedangkan untuk analisis kapasitas panas standar Sn , kedua metode terse but belum valid karena besaran standad deviasi, presisi dan akurasi hasil pengukuran tidak memenuhi besaran yang ditunjukkan ASTM dan Setaram. Hal ini mung kin disebabkan karena umur alat yang sudah tua sehingga tidak tepat digunakan untuk pengukuran pada temperatur rendah 30°C hingga 200°C dengar. laju pemanasan 5°C/menit. Untuk memperoleh hasH yang lebih baik mung kin selanjutnya metode ini dapat dikembangkan dengan mengubah laju pemanasan .

200

DAFTAR PUSTAKA

1. SETARAM, Manual Operation Differential Thermal Analysis Type CS'92 , Setaram Franc, 1992

2. SN 1-17025, Dokumentasi Sistem Mutu Laboratorium, Badan Standardisasi Nasional (BSN), Tahun 2002.

3. PERRY H. ROBERT, "Chemical Engineers Handbook" Sixth edition- McGraw Hill 1984

4. SIGMA ALDRiCH," Certificate of Analysis In, Sn,Pb,Zn and AI Wire 99,999%", Aldrich Chemical Company , Saint Louis USA, April 2002.

5. ASTM, "Standard Test Method for Determining Specific Heat Capacity By DSC", Volume -3, E-1269-1990.

6. ROBERT L,,.< ANDERSON, "Practical

Statisti,:s for Analytical Chemists" Van NOStrand Reinhold Company, New York,1987.

7. NEIL T.CROSBY, JOHN A. DAY," Quality in the Analytical Chemistry Laboratory" Published on behalf of University of Greenwich, New York.