Aas

ATOMIC ABSORPTION SPECTROFOTOMETRI (AAS)

ANALISA INSTRUMENTASI FARMASI

Analisis Instrumen IAAS dan AES

OVERVIEW

Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) adalah suatu tehnik analisis untuk menetapkan konsentrasi suatu unsur (logam) dalam suatu sampel.

AAS pertama kali dikembangkan oleh Sir Alan Walsh pada tahun 1950


OVERVIEWProses dalam AAS melibatkan 2 langkah, yaitu:

1. Atomisasi sampel

2. Absorpsi radiasi dari sumber sinar oleh atom bebas.

• Sampel, biasanya berupa cairan atau padatan, terlebih dahulu diubah menjadi atom lebih dulu, oleh perangkat atomisasi (berupa nyala atau tungku grafit).

• Selama proses absorpsi sinar UV-Vis, atom bebas akan mengalami transisi elektronik dari ground state ke exited stated.

• Banyaknya atom yang mengalami transisi elektronik bergantung pada temperatur, dirumuskan dalam Persamaan Boltzmann:


OVERVIEW

Atom (logam) yang bisa dianalisis menggunakan AAS


OVERVIEW

• Specific

• Sensitivity

• Low Cost Analysis

• Low Capital Cost (?)

• Can Analyze Many Samples in Short Time for Screening of a Single Analyte Metal.

Keuntungan AAS:

• Single Element at a Time.

• Requires more Set-up time between Elements.

• Not the preferred method for screening samples for numerous elemental content

Kerugian AAS:

ABSORPSI VS EMISI


Pengukuran spektroskopik secara umum dibedakan dalam 2 golongan: absorpsi dan emisi

Transisi elektronik terjadi bila suatu elektron berpindah dari tingkat energi satu ke tingkat energi yang lain.

ABSORPSI

Jika elektron menyerap (mengabsorpsi) foton sehingga elektron berpindah dari orbital dengan tingkat energi rendah ke tingkat energi tinggi.

EMISIJika elektron berpindah dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi rendah sehingga foton dipancarkan sebanding dengan perbedaan tingkat energi tsb.

EMISI

ABSORPSI


ABSORPSI VS EMISI

Single-Beam Atomic

Absorption Spectrometer

Double-Beam Atomic

Absorption Spectrometer


INSTRUMENTASIAAS terdiri dari 5 komponen utama.

Komponen-komponen ini dikontrol oleh piranti lunak komputer.


INSTRUMENTASI

Hollow Cathode Lamp Electrodeless Discharege Lamp


INSTRUMENTASI

Proses emisi pada Hollow Cathode Lamp


INSTRUMENTASI

Tungsten Anode Analyte Hollow Cathode

Ne or ArGlass shield

AdvAA.swf


INSTRUMENTASI

Atomization

• Flame

• Electrothermal

– Graphite furnace

• Hydride

– As, Sb, Sn, Se, Bi, and Pb

• Cold-vapor

– Hg (ambient temperature vapor pressure)


INSTRUMENTASI


Nebulization - Conversion of the liquid sample to a fine spray.

Desolvation - Solid atoms are mixed with the gaseous fuel.

Volatilization - Solid atoms are converted to a vapor in the flame.

There are three types of particles that exist in the flame:

1) Atoms

2) Ions

3) Molecules


FLAME ATOMIZATION

SAMPLE

AEROSOL

Nebulizer

FLAME ATOMIZATION



FLAME ATOMIZATION


FLAME ATOMIZATIONFuel / Oxidant Temperature

H-CC-H acetylene / air 2100 °C – 2400 °C (most common)

acetylene / N2O 2600 °C – 2800 °C

acetylene / O2 3050 °C – 3150 °C

• Pemilihan jenis nyala bergantung pada temperatut penguapan atom yang

dianalisis.

Pengaruh ketinggian burner terhadap absorbansi

Graphite Furnace

• Sampel cair dialirkan pada tabung

silindris grafit yang dilapisi bahan yang

mencegah sampel terserap pada tabung.

Step Temperature Time

Drying 50° - 150°C ~ 60 s

Ashing 150° - 600°C ~ 60 s

Atomization 2000° - 3000°C ~ 5 s


ELECTROTHERMAL ATOMIZATION (ETA)

• Flame lebih sederhana

• Furnace lebih sensitif

• Furnace memiliki lebih banyak interferensi

• Furnace lebih sedikit membutuhkan sampel

• Perangkat Furnace lebih mahal


PERBANDINGAN FLAME DAN FURNACE AAS


PERBANDINGAN FLAME DAN FURNACE AAS

• Accuracy:– Relative error of flame AA

is ~1–2%

– Can be lowered with special precautions

– Electrothermal atomization has 5–10 times higher error than flame AA

Element AAS Flame AAS Electrothermal

Al 30 0.005

As 100 0.02

Ca 1 0.02

Cd 1 0.0001

Cr 3 0.01

Cu 2 0.002

Fe 5 0.005

Hg 500 0.1

Mg 0.1 0.00002

Mn 2 0.0002

Mo 30 0.005

Na 2 0.0002

Ni 5 0.02

Pb 10 0.002

Sn 20 0.1

V 20 0.1

Zn 2 0.00005

Limit deteksi (ng/mL)


INSTRUMENTASI


INSTRUMENTASI

Pemilihan panjang gelombang bergantung pada:- Unsur yang dianalisis- Sensitivitas- Limit deteksi


INSTRUMENTASI


APLIKASI

Preparasi Sampel

Timbang ± 2,5 g sampel, masukkan ke dalam gelas beker. Tambahkan 25 mL HNO3 pekat, tutup dengan gelas arloji, didihkan selama 30 – 45 menit untuk mengoksidasi senyawa organik. Dinginkan larutan secara perlahan, tambahkan 10 mL HClO4 70%. Didihkan kembali hingga larutan menjadi jernih.

Timbang ± 2,5 g sampel, masukkan ke dalam porselin. Panaskan dalam oven hingga suhu 550oC selama 4 jam. Dinginkan, tambahkan 10 mL HCl 3 N. Tutup dengan gelas arloji, didihkan selama 10 menit. Dinginkan, saring dan masukkan ke dalam labu takar 100 mL, encerkan hingga batas dengan air bebas ion.

CARA BASAH

CARA KERING


APLIKASI

Metode Seri Standar (Standar eksternal)

1. Ukur absorbansi dari seri larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya.

2. Buat kurva hubungan antara absorbansi versus konsentrasi (Kurva Kalibrasi).

3. Dengan metode analisis regresi linier, turunkan persamaan regresi linier, y = mx + c

Hasil plotting ke persamaan regresi:Konsentrasi Cr = 3,45 ppm


APLIKASI

Metode Adisi Standar

1. Siapka dua buah larutan sampel yang identik.2. Tambahkan sejumlah volume tertentu larutan standar

pada salah satu larutan sampel.3. Ukur absorbansi masing-masing larutan.4. Hitung konsentrasi analit dengan persamaan berikut.


APLIKASI

Kegunaan AAS:

1. Analisis Klinik

2. Analisis Lingkungan

3. Farmasi

4. Industri

5. Pertambangan

Analisis logam dalam cairan biologis (darah, urine)

Monitoring lingkungan, memantau berbagai undur di sungai, perairan laut, air minum, udara, minyak, dan minuman (anggur/wine, bir, jus buah)

Dalam proses industri sering digunakan katalis (biasanya logam), yang seringkali terikut dalam produk akhir. Dengan AAS, unsur tsb dapat ditetapkan.

Melakukan pengecekan apakah bahan baku mengandung logam berat yang bersifat toksik.

Menetapkan kandungan logam dalam batuan.


INTERFERENSI DALAM AAS• Ada 2 jenis interferensi yang terjadi dalam AAS:

A) Spectral Interferences

B) Chemical Interferences

• Sources of Spectral Interference

A. Spectral Interferences

• garis emisi dari spesies lain overlap/sangat dekat dengan garis absorpsi analit, sehingga pemisahan dengan monokromator sulit dilakukan.

1. Overlapping AA or AE lines• Jenis interferensi ini jarang terjadi.• Selisih antar garis spektra harus < 0.01 nm untuk bisa menimbulkan

interferensi ini.• Dapat diatasi dengan metode adisi standar.

2. Background interference

• Background interference menghsilkan peningkatan sinyal output.• Disebabkan oleh scattering sumber sinar atau adanya absorpsi molekular.

• Background correction digunakan untuk mengeliminasi interferensi jenis ini.

1. Pembentukan senyawa dengan volatilitas rendah

B. Chemical interferences

• Anion yg terdapat dalam flame atau furnace dapat mebentuk senyawa

dengan volatilitas rendah dengan kation analit.

• metode yg biasa digunakan untuk mengatasi masalah ini adalah

dengan menambahkan release agents atau protective agents pada

matriks sampel.

Release Agent - bereaksi dengan zat yang menyebabkan interferensi dalam

matriks sampel.

Protective Agent - bereaksi dengan analit tetapi menghasilkan senyawa

volatil.


INTERFERENSI DALAM AAS

Hasil dari berbagai proses yang terjadi selama atomisasi result from various processes occurring during atomization yang mengubah karakteristik absorpsi analit.

2. Kesetimbangan dissosiasi

• melibatkan pembentukan dan dissosiasi senyawa oksida logam dasi

sampel.

• Contoh: MO M + O

M(OH)2 M + 2OH

• Pergeseran kesetimbangan ke arah oksida logam akan menghasilkan

penurunan absorpsi radiasi oleh analit logam.

• Proses ini sangat tergantung pada kondisi nyala (bahan bakar,

temperatur nyala)


INTERFERENSI DALAM AASB. Chemical interferences

3. Ionisasi

C. Chemical interferences

• Pembentukan ion logam (kation) dalam nyala.

• Ionisasi logam akan menyebabkan peningkatan temperatur.

• dapat diminimalkan dengan penambahan ionization suppressant pada

matriks sampel yg akan menghasilkan konsentrasi elektron tinggi

dalam nyala yg dapat menekan pembentukan ion logam.


INTERFERENSI DALAM AAS

Aas

Documents

Transcript of Aas