BAB I PENDAHULUAN
D. AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer)
1. Prinsip Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)
Jadi untuk pengukuran resistivitas suatu bahan dengan menggunakan probe elektrik empat titik, maka harus dikoreksi dengan faktor koreksi sebesar 4,5324.35
Pengukuran resistivitas dilakukan dengan 2 buah elektroda sebagai pengirim arus listrik ke dalam bumi dan 2 buah elektroda untuk mengukur beda potensial di permukaan akibat dari injeksi atau pengiriman arus listrik. Jarak elektroda menentukan jangkauan kedalaman lapisan yang diukur, sehingga makin besar jarak elektroda tersebut maka makin dalam lapisan batuan yang dapat diselidiki. Elektroda tersebut berfungsi untuk menginjeksikan dan merespon arus, baik dari sumber ke medium atau sebaliknya.36
Atomic Absorption Spectrophotometer juga merupakan suatu
tehnik atau cara pengukuran pada sejumlah elemen kimia. Dimana Unsur- unsur dalam sampel lingkaran elemen kimia diukur melalui radiasi lalu diserap oleh unsur kimia yang menarik. Untuk atom-atom yang menyerap sinar ultraviolet (cahaya tampak) sehingga membuat transisi ke tingkat energi yang lebih tinggi, seperti gambar di bawah berikut :.38
Gambar2.5.Prinsip Atomic Absorption Spectrophotometer Metode Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) berprinsip terhadap absorbsi cahaya oleh atom, atom-atom yang menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, bergantung pada sifat unsurnya itu sendiri. Seperti natrium menyerap pada 589 nm, uranium pada 358,5 nm dan kalium pada 766,5 nm. Cahaya terhadap gelombang ini mempunyai yang cukup energi untuk merubah tingkat energi elektronik suatu atom.
38Siti Noor Syuhada Muhammad Amin, Azman Azid, et.al., “Heavy metals in the air : Analysis using Instrument , air pollution and human health-a review Heavy metals in the air : Analysis using Instrument , air pollution and human health - a review”, MJFAS, Vol. 14, Nomor 4, Desember 2018, hlm. 491.
Dengan absorpsi energi, menandakan bahwa memperoleh lebih banyak energi, dimana suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi, seperti Na.
Apabila cahaya pada panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan b anyaknya atom bebas logam yang berada pada sel. Ada pun hubungan antara absorbansi terhadap konsentrasi diturunkan dari:
Hukum Lambert: bila suatu sumber sinar monkromatik melewati medium transparan, maka intensitas ssinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorbsi.
Hukum Beer: Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut. Dari kedua hukum ini diperoleh suatu persamaan:
(2.8)
Dimana lo merupakan intensitas sumber sinar, lt adalah intensitas sinar yang diteruskan, ε yaitu absortivitas molar, b adalah panjang medium c merupakan konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar dan A adalah absorbansi.
Dengan T merupakan transmitan :
(2.9)
Dari persamaan yang telah di paparkan di atas, dapat diketahui bahwa absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi atom.39 2. Macam – Macam Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)
Ada dua jenis AAS yakni sebagai berikut : a) Flame AAS (FAAS )
Dalam flame AAS, metode penyerapan atom flame yang digunakan untuk menentukan aspirasi langsung. Dimana biasanya diselesaikan sebagai analisis elemen tunggal dan relatif bebas dari interferensi spektral antar elemen.
b) Graphite Furnace AAS (GFAAS)
Prinsip pengukuran GFAA dan FAAS hampir sama. Dimana perbedaan pada saat pengambilan sampel antara kedua teknik ini. Dalam analisis GFAA, tungku grafit elektrotermal digunakan sebagai gantinya. Sampel dipanaskan bertahap (hingga 3000ºC) hingga kering. Untuk kelebihan dari tungku grafit merupakan batas deteksi sekitar dua kali lipat lebih baik dari pada FAAS (Khumaltar, Lalitpur, Nepal, 2015).
E. X-Ray Flourescence (XRF)
X-Ray Flourescence adalah suatu teknik analisa non destruktif yang biasa digunakan untuk mengidentifikasi serta menentukan
39Rindang Kembar Sari, “Potensi Mineral Batuan Tambang Bukit 1β Dengan Metode XRD, XRF DAN AAS”, Eksakta, Vol. 2, Juli 2016, hlm. 19-20.
konsentrasi suatu elemen yang berada pada sampel terutama padat, bubuk atau pun cair.40
Gambar 2.6. Prinsip X-Ray Fluoroscence (XRF)
Pada gambar diatas berikut menunjukkan X-Ray Fluorescence merupakan suatu fenomena fisis yang dapat terjadi ketika material dikenakan dengan sinar-X (foton) menggunakan energi tinggi, sehingga menumbuk molekul sampel atau atom, dimana energi tersebut akan diserap oleh atom. Digunakanya energi tinggi, maka membuat elektron yang berada di sekitar inti (kulit K) keluar atau terlepas dari daerahnya atau bias disebut orbitalnya. Untuk elektronyang berada di kulit luar kemudian pindah ke orbital yang tidak kosong sehingga mengisi lubang yang telah ditinggalkan electron sebelumnya.
Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan suatu elektron inti yaitu sebuah karakteristik elemen, sehinnga membuat adanya energi yang dipancarkan oleh karena itu terjadi peristiwa transisi. Transisi suatu elektron dari kulit L yang pindah ke kulit K diistilahkan transisi Kα, untuk
40Rindang Kembar Sari, “Potensi Mineral Batuan Tambang Bukit 1β Dengan Metode XRD, XRF DAN AAS”, Eksakta, Vol. β, Juli β016, hlm. 17.
elektron yang berada di kulit M yang terpental ke kulit K biasa diistilahkan transisi K .
Eksitasi sinar-X dapat terjadi ketika suatu foton sinar-X dengan energi yang cukup tinggi sehinnga dapat melepaskan elektron dari kulit lebih dalam, sehingga membuat kekosongan (vakansi). timbulnya vakansi ini membuat ketidak stabilan terhadap suatu atom. Agar atom tersebut dapat kembali stabil, maka electron yang berada pada kulit lebih luar berpindah ke kulit yang lebih dalam dengan proses Xfluoresensi sinar-X (X-Ray Fluoroscence) seperti pada gambar di bawah ini :41
Gambar 2.7. Proses X-Ray Fluorescence
Alat X-Ray Fluorescence memiliki beberapa kelebihan dan kelemahan tersendiri, unntuk kelebihannya yaitu sampel yang digunakan relatif kecil (sekitar 1gram), menganalisis tanpa adanya standar, mempunyai akurasi serta ketelitian yang tinggi, sehingga mampu menentukan hampir semua kandungan mineral yang ada dalam material biologis dimana dengan secara langsung dapat diketahui nilai atau
41 H Taunaumang, P E Golioth, “Konduktivitas Fluida-Cairan Di Manifestasi Panas Bumi Bukit Kasih Kanonang Sulawesi Utara”, Journal of Physical Science and Engineering, Vol. 2, Nomor 1, Desember 2017, hlm. 34-35.
hasilnya. Sedangkan kelemahan yakni biasanya tidak bekerja dalam ukuran kecil atau mikro.42
F. Spektrofotometri UV-Vis
Spektrofotometri UV-Vis singkatan dari spektrofotometri sinar ultra violet dan visivle (cahaya tampak) merupakan teknik analisis spektroskopik yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultra violet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780) dengan memakai instrumen spektrofotometer.43
Prinsip kerja Spektrofotometer UV-Vis yakni apabila sebuah cahaya monokromatik melewati suatu media (larutan), maka sebagian cahaya akan diserap (I), dipantulkan (lr), serta sebagiannya akan dipancarkan (It). pengukuran kuantitatif dilakukan dengan cara komparatif menggunakan kurva kalibrasi dari suatu hubungan konsentrasi deret larutan alat untuk menganalisa unsur yang terdeteksi berkadar rendah secara kuantitatif maupun secara kualitatif, untuk yang kualitatif berdasarkan puncak-puncak yang dihasilkan ialah spektrum dari suatu unsur tertentu pada panjang gelombang tertentu, sementara untuk kuantitatif yakitu berdasarkan nilai absorbansi yang telah dihasilkan dari
42 Algafari B. Manggara, Muh. Shofi, “Analisis Kandungan Mineral Daun Kelor (Moringa oleifera Lamk.) Menggunakan Spektrometer XRF (X-Ray Fluorescence)”, Akta Kimindo, Vol. 3, Nommor 1, 2018, hlm. 105.
43Andi Maulana K, Zainal Abidin, Sugiarto Sadjidin, Tadjuddin Naid,” Analisis Kadar Vitamin C Pada Buah Delima (Punica granatum L.) Merah Dan Putih Secara Spektrofotometri UV-VIS”, Window of Health, Vol. 2, Nomor 2, April 2019, hlm. 156.
spektrum dengan karena adanya senyawa pengelompokan sesuai unsur yang dianalisisnya.44
Gambar 2.8. Skema alat spektrofometer UV-Vis
Pada metode ini ada suatu hukum yang menjadi acuan adalam penentuan suatu zat secara kuantitatif yakni persamaan Hukum Lambert- Beer :
A= e. b. c (2.10)
Dimana A merupakan absorban (serapan cahaya oleh zat kimia), e absorptivitas molar, b tebal kuvet (cm), dan c merupakan konsentrasi.
hubungan antara serapan zat kimia dan konsentrasinya mengikuti persamaan regresi linier :
y = mx + konstanta (2.11)
dimana y analog dengan absorban, x analog dengan konsentrasi, maka m sebagai gradien dan konstanta dapat dihitung.
44 Yanlinastuti, Syamsul Fatimah,”Pengaruh Konsentrasi Pelarut untuk Menentukan Kadar Zrikonium Dalam Paduan U-Zr dengan Menggunakan Metode Spektrofotometer UV-Vis, Vol. No. 17/Tahun IX. Oktober 2016, ISSN 1979-2409, hlm 23.
Hukum yang menyatakan bahwa hubungan berbanding lurus antara absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik dengan transmitan. Ada pun batasan yang di miliki hukum berikut :
a. Sinar yang dilalui harus dianggap monokromatis.
b. Penyerapan dilakukan pada volume yang mempunyai ketebalan yang sama.
c. Zat kimia yang menyerap tidak akan bergantung pada zat yang lain dalam suatu larutan.
d. Tidak boleh ada fluorensensi atau fosforisensi.
e. Konsentrasi larutan mempengaruhi indeks bias.45 G. Kerangka Berpikir
Melihat masih minimnya terkait dengan riset pasir besi di kabupaten Lombok Timur sehingga perlu dilakuakan sebuah penelitian untuk dapat mengetahi potensi dari pasir besi di panati Telindung kabupaten Lombok Timur. Oleh karena itu dilakukannya sebuah penelitian yang bertujuan untuk mengetahui karaktristik mineralogy dan sifat kelistrikan pasir besi itu sendiri. Dimana pernah dilakukan penelitian mengenai pasir besi seperti :
karakteristik pasir besi dengan memanfaatkan metode magnetik sebelumnya pernah dilakukan juga oleh Yulianto dkk menggunakan sampel dari daerah Cilacap serta Mufit dkk menggunakan sampel dari
45Dodi Iskandar,” Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan Iodimetri dalam Penentuan Asam Askobart Sebagai Bahan Ajar Kimia Analitik Mahasiswa Jurisan Teknologi Pertanian Berbasis Open Ended Experiment dan Problem Solving” Jurnal Teknologi Technoscientia, Vol. 10, Nomor 1, Agustus 2017, hlm 67-68.
Pariaman, Sumatera Barat. Kelebihan dari penelitian ini yaitu mampu menganalisis suseptibilitas dan histeris magnetik pada endapan pasir besi disulawesi utara dilihat dari pengukuran suseptibilitas magnetik pada empat distribusi ukuran bulir pasir yang berbeda menunjukkan bahwa nilai rata-rata tertinggi suseptibiltas adalah pada pasir berukuran halus (fine grains), sedangkan untuk kekurangannya ialah hanya mampu menganalisis suseptibilitas dan histeris magnetik pada endapan pasir besi.46
Ada pun penelitian tentang karakteristik pasir besi dengan menggunakan metode magnetik sebelumnya pernah dilakukan juga oleh Tamuntuan dkk menggunakan sampel dari danau di Jawa Tmur dan Sulawesi Selatan, Jahidin menggunakan sampel dari Desa Laea, Sulawesi Tenggara, Tanauma dan Ferdy serta Tamuntuan dkk menggunakan sampel dari pantai timur dan barat Sulawesi Utara adapun kelebihan dari penelitian ini adalah mampu mengidentifikasi kajian suseptibilitas magnetik bergantung frekuensi terhadap pasir besi kabupaten Takalar sesuai dengan karakterisasi XRF tampak bahwa unsur besi (Fe) mendominasi dan unsur-unsur pengotor seperti titanium (Ti), chromium (Cr), mangan (Mn), dan vanadium (V). dan kekurangan kekurangan hanya mampu mengidentifikasi nilai Suseptibilitas Magnetik Bergantung Frekuensi terhadap Pasir Besi tetapi tidak mampu mengidentifikasi
46Gerald Tamuntuan, Seni Tongkukut, Guntur Pasau,” Analisis Suseptibilitas Dan Histeresis Magnetik Pada Endapan Pasir Besi Di Sulawesi Utara”, Jurnal MIPA UNSRAT, Vol. 6, Nomor 2, Agustus 2017, hlm. 106
mineral-mineral lain yang terkandung dalam pasir besi terlihat dari hasi yang di peroleh.47
Berdasakan penelitian sebelumnya juga pernah dilakaukan mengenai nanokomposit Fe3O4/SiO2 menggunakan metode kopresipitasi yang berbahan dasar FeCl3 dan larutan silika (Merdekani, 2013).
Kelebihannya adalah mampu menjelaskan Sintesis komposit Fe3O4/c- SiO2 dari pasir Talaun dan Lumajang, pada hasil uji X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan bahwa sintesis partikel Fe3O4/c-SiO2 telah berhasil ditandai dengan adanya pola difraksi yang dihasilkan terdapat gabungan pola difraksi nanopartikel magnetic (Fe3O4) dan partikel silika (cSiO2), sedangkan untuk kekurangannya yaitu kurang telitinya peneliti dalam melakukan penelitian seperti terlihata pada bagian saran yang memaparkan bahwa sebelum melakukan komposit Fe3O4/c-SiO2, memastikan bahwa partikel Fe3O4 dan SiO2 itu benar-benar sampel Fe3O4 dan SiO2 yang berukuran nanometer. Selain itu, pada proses sintesis nanokomposit Fe3O4/c-SiO2, setelah memasukkan serbuk Fe3O4 itu tidak perlu diberi suhu panas karena akan merubah partikel Fe3O4 menjadi partikel Fe2O3. Dan pilihlah komposisi massa dan suhu yang sesuai agar menghasilkan komposit yang sempurna.48
47 Vistarani Arini Tiwow, Meytij Jeanne Rampe, Muhammad Arsyad, “Kajian Suseptibilitas Magnetik Bergantung Frekuensi terhadap Pasir Besi Kabupaten Takalar”, Sainsmat, Vol. 7, Nomor 2, September 2018, hlm. 138.
48Anes Yulianingsih, “Analisis Komposit FeγO4/c-SiOβ Dari Pasir Talaud Dan Pasir Lumajang”, Jurnal Inovasi Fisika Indonesia, Vol. 5, Nomor 2, 2016, hlm. 6.
Sebelumnya Purnawan dkk juga telah menyajikan hasil penelitian mengenai pola distribusi sedimen pada daerah Muara Pulau Kayu, Kabupaten Aceh Barat Daya, menggunakan pendekatan yang relatif serupa dengan yang digunakan dalam penelitian ini. Kelebihan dalam penelitian ini yaitu mampu mengidentifikasi karakteristik sidemen dan kandungan mineral pasir besi di Labuan haji timur kabupaten aceh selatan, serta kekurangannya dari hasil yang telah di paparkan yaitu hanya mengidentifikasi karaktristik sidemen dan kandungan mineral saja.49
Di lihat dari penjabaran penelitian terdahulu mengenai pasir besi pada pembahasan diatas tentang karaktristik, sifat listrik seperti dielektrik, nanokomposit Fe3O4, dan lain-lain sehingga peneliti ingin meneliti tentang karakteristik mineralogi dan sifat listrik (resistivitas dan dielektrisitas) pasir besi di pantai Telindung kabupaten Lombok Timur.
49Syahrul Purnawan, Azizah, et. Al., “Karakteristik Sedimen dan Kandungan Mineral Pasir Besi di Labuhan Haji Timur, Kabupaten Aceh Selatan”, Jurnal Rekayasa Kimia &
Lingkungan, Vol. 13, Nomor 2, Agustus 2018, hlm. 111.
Gambar 2.9 Bagan kerangka berpikir Listrik Pasir Besi
Tamuntuan, Tongkukut, &
Pasau, 2017)
Tiwow, Rampe, &
Arsyad, 2018
Anes Yulianingsih,
2016
(Purnawan et al., 2018
hanya mampu menganalisis suseptibilitas dan histeris magnetik pada endapan pasir
besi
mampu mengidentifikasi kajian suseptibilitas
magnetik bergantung frekuensi terhadap
pasir besi
mampu menjelaskan
Sintesis komposit Fe3O4/c-SiO2
dari pasir Talaun dan Lumajang,
hanya mengidentifika
si karaktristik sedimen dan
kandungan mineral saja mampu menganalisis
suseptibilitas dan histeris magnetik pada
endapan pasir besi disulawesi utara dilihat
dari hasil pengukuran suseptibilitas magnetik
kekurangannya yaitu kurang telitinya peneliti dalam melakukan
penelitian seperti terlihata pada
bagian saran hanya
mengidentifikasi nilai Suseptibilitas
Magnetik Bergantung Frekuensi terhadap
pasir besi
mampu mengidentifikasi
karakteristik sedimen dan kandungan mineral pasir besi di Labuan
Analisis kandungan mineral dan sifat listrik nanopartikel pasir besi
di pantai Telindung kabupaten Lombok Timur