I. SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM (AAS) Prinsip Dasar Metode AAS berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan dan tidak bergantung pada temperatur. Spektrofotometri serapan atom (AAS) adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada proses penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state). Penyerapan tersebut menyebabkan tereksitasinya elektron dalam kulit atom ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan ini bersifat labil, elektron akan kembali ke tingkat energi dasar sambil mengeluarkan energi yang berntuk radiasi. Dalam AAS, atom bebas berinteraksi dengan berbagai bentuk energi seperti energi panas, energi elektromagnetik, energi kimia dan energi listrik. Interaksi ini menimbulkan proses-proses dalam atom bebas yang menghasilkan absorpsi dan emisi (pancaran) radiasi dan panas. Radiasi yang dipancarkan bersifat khas karena mempunyai panjang gelombang yang karakteristik untuk setiap atom bebas. Adanya absorpsi atau emisi radiasi disebabkan adanya transisi elektronik yaitu perpindahan elektron dalam atom, dari tingkat energi yang satu ke tingkat energi lain. AAS menganut hukum lambert beer sama seperti spektrofotometer UV/Vis. Cara perhitungannya pun sama, yaitu dengan membuat deret standar dan setelah ditetapkan harga absorbansi atau % transmisinya, kemudian dibuat grafik. Pada AAS umumnya pencatatan hasil analisis memakai sistem digital atau dapat dipakai rekorder atau komputer. Bila dipakai rekorder dengan memprogramkan tinggi puncak salah satu deret standar, maka untuk mengetahui kepekatan (ppm) contoh yaitu dengan membandingkan tinggi puncak dari contoh dan deret standar. Proses Emisi Proses yang terjadi karena atom menerima energi pengeksitasi dalam bentuk energi panas dinyala, sebagaian dari energi tersebut digunakan untuk mengeksitasi atom. Dalam eksitasi, atom mengalami perpindahan ke tingkat yang lebih tinggi lalu pada saat atom tersebut kembali ke keadaan dasar terjadi pelepasan energi yang berbentuk gelombang elektromagnetik berupa sinar emisi yang akan dipancarkan ke segala arah sehingga intensitas sinar yang sampai ke detektor hanya sebagian kecil saja. Proses Absorpsi Proses absorpsi terjadi karena seberkas sinar dengan panjang gelombang tertentu melewati media pengabsorpsi yang terdiri dari atom. Atom yang mengabsorpsi energi cahaya tersebut akan mengubah atom menjadi atom yang tereksitasi, sedangkan energi yang tidak diserap akan ditransmisikan.

Atomisasi Ada tiga cara atomisasi (pembentukan atom) dalam AAS : 1. Atomisasi dengan nyala Suatu senyawa logam yang dipanaskan akan membentuk atom logam pada suhu 1700 C atau lebih. Sampel yang berbentuk cairan akan dilakukan atomisasi dengan cara memasukan cairan tersebut ke dalam nyala campuran gas bakar. Tingginya suhu nyala yang diperlukan untuk atomisasi setiap unsur berbeda. Beberapa unsur dapat ditentukan dengan nyala dari campuran gas yang berbeda tetapi penggunaan bahan bakar dan oksidan yang berbeda akan memberikan sensitivitas yang berbeda pula. Syarat-syarat gas yang dapat digunakan dalam atomisasi dengan nyala: Campuran gas memberikan suhu nyala yang sesuai untuk atomisasi unsur yang akan dianalisa Tidak berbahaya misalnya tidak mudah menimbulkan ledakan. Gas cukup aman, tidak beracun dan mudah dikendalikan Gas cukup murni dan bersih (UHP) Campuran gas yang paling umum digunakan adalah Udara : C2H2 (suhu nyala 1900 2000 C), N2O : C2H2 (suhu nyala 2700 3000 C), Udara : propana (suhu nyala 1700 1900 C) Banyaknya atom dalam nyala tergantung pada suhu nyala. Suhu nyala tergantung perbandingan gas bahan bakar dan oksidan. Hal-hal yang harus diperhatikan pada atomisasi dengan nyala : 1. Standar dan sampel harus dipersiapkan dalam bentuk larutan dan cukup stabil. Dianjurkan dalam larutan dengan keasaman yang rendah untuk mencegah korosi. 2. Atomisasi dilakukan dengan nyala dari campuran gas yang sesuai dengan unsur yang dianalisa. 3. Persyaratan bila menggunakan pelarut organik : Tidak mudah meledak bila kena panas Mempunyai berat jenis > 0,7 g/mL Mempunyai titik didih > 100 C Mempunyai titik nyala yang tinggi Tidak menggunakan pelarut hidrokarbon Pemilihan Nyala : Dalam analisis aas biasanya ada empat jenis nyala yang didasarkan pada sifat-sifat unsur karena dari keempat jenis nyala tersebut sealin berbeda dalam suhu nyala juga berbeda dalam daya perduksi, transmitans, dsb. Keempat nyala terebut yaitu : a. Nyala Udara-Asetilen untuk analisis aas yang paling sesuai dan paling umum digunakan adalah nyala udara asitilen. Akan tetapi unsur-unsur yang oksidanya mempunyai energi disosiasi tinggi tidak mungkin dianalisis dengan nyala ini karena pada suhu rendah akan menghasilkan sensitivitas yang rendah. Nyala udaraa-asitilen mempunyai transmitan rendah pada daerah panjang gelombang yang pendek ( ultraviolet). b. Nyala N2O-Asitilen suhu nyala ini sangat tinggi akrena dinitrogen oksida mempunyai daya pereduksi yang kuat sehingga N2o asiltilen dapat digunakan untuk analisis yang unsur-unsurnya sulit diuraikan atau sulit dianalisis dengan nyala lain. Jika unsur-unsur yang seuai dengan nyala udara-sitilen dilakukan analisis dengan nyala ini maka asensitivitasnya akan menurun, hal ini disebabkan oleh jumlah atom dalam keadaan terekitasi bertambah sedangkan atom-atom dalam keadaan dasar

menurun dan jumlah atom-atom yang terurai akan terionisasi lebih lanjut oleh kenaikan suhu c. Nyala Udara-Hidrogen dibandingkan dengan nyala udara asitilen nyala ini mempunyai transmitan yang baik pada daerah panjang gelombang pendek yaitu unuk analisis spektrum pada daerah 230 nm. Nyala udara ini efektif untuk analisis unsur Pb, Cd, Sn, dan Zn selain sesuai nyala ini mempunyai sensitivitas yang tinggi dengan unsur diatas. Tetapi nyala ini lebih rendah sedikit daripada nyala udaraasitilen sehingga cendrung lebih banyak mengakibatkan interfernsi. d. Nyala Argon-Hidrogen nyala ini mempunyai transmitan yang lebih baik daripada nyala udara-hidrgen pada daerah panjang gelombang pendek, nyala ini sesuai untuk analisis unsur As (192,7 nm) dan Se (196 nm). Akan tetapi karena suhu nyala yang sangat rendah memungkinkan adanya interferensi yang besar. 2. Atomisasi tanpa nyala Atomisasi tanpa nyala dilakukan dengan mengalirkan energi listrik pada batang karbon (CRA Carbon Rod Atomizer) atau tabung karbon (GTA Graphite Tube Atomizer) yang mempunyai 2 elektroda. Sampel dimasukan ke dalam CRA atau GTA. Arus listrik dialirkan sehingga batang atau tabung menjadi panas (suhu naik menjadi tinggi) dan unsur yang dianalisa akan teratomisasi. Suhu dapat diatur hingga 3000 C. pemanasan larutan sampel melalui tiga tahapan yaitu : Tahap pengeringan (drying) untuk menguapkan pelarut Pengabuan (ashing), suhu furnace dinaikkan bertahap sampai terjadi dekomposisi dan penguapan senyawa organik yang ada dalam sampel sehingga diperoleh garam atau oksida logam Pengatoman (atomization) 3. Atomisasi dengan pembentukan senyawa hidrida Atomisasi dengan pembentukan senyawa hidrida dilakukan untuk unsur As, Se, Sb yang mudah terurai apabila dipanaskan pada suhu lebih dari 800 C sehingga atomisasi dilakukan dengan membentuk senyawa hibrida berbentuk gas atau yang lebih terurai menjadi atom-atomnya melalui reaksi reduksi oleh SnCl2 atau NaBH4, contohnya merkuri (Hg). Pengertian AAS Spektrofotometri Serapan atom (AAS) adalah suatu metode analisis untuk penentuan unsurunsur logam dan metaloid yang berdasarkan pada penyerapan (absorpsi) radiasi oleh atom-atom bebas unsur tersebut. Sekitar 67 unsur telah dapat ditentukan dengan cara AAS. Keuntungan metoda AAS adalah: Spesifik Batas (limit) deteksi rendah Dari satu larutan yang sama, beberapa unsur berlainan dapat diukur Pengukuran dapat langsung dilakukan terhadap larutan contoh (preparasi contoh sebelum pengukuran lebih sederhana, kecuali bila ada zat pengganggu) Dapat diaplikasikan kepada banyak jenis unsur dalam banyak jenis contoh. Batas kadar-kadar yang dapat ditentukan adalah amat luas (mg/L hingga persen)

Komponen AAS a. Sumber radiasi resonansi Sumber radiasi resonansi yang digunakan adalah lampu katoda berongga (Hollow Cathode Lamp) atau Electrodeless Discharge Tube (EDT). Elektroda lampu katoda berongga biasanya terdiri dari wolfram dan katoda berongga dilapisi dengan unsur murni atau campuran dari unsur murni yang dikehendaki. Tanung lampu dan jendela (window) terbuat dari silika atau kuarsa, diisi dengan gas pengisi yang dapat menghasilkan proses ionisasi. Gas pengisi yang biasanya digunakan ialah Ne, Ar atau He. Pemancaran radiasi resonansi terjadi bila kedua elektroda diberi tegangan, arus listrik yang terjadi menimbulkan ionisasi gas-gas pengisi. Ion-ion gas yang bermuatan positif ini menembaki atom-atom yang terdapat pada katoda yang menyebabkan tereksitasinya atom-atom tersebut. Atom-atom yang tereksitasi ini bersifat tidak stabil dan akan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan energi eksitasinya dalam bentuk radiasi. Radiasi ini yang dilewatkan melalui atom yang berada dalam nyala. b. Tabung Gas Tabung gas pada AAS yang digunakan merupakan tabung gas yang berisi gas asetilen. Gas asetilen pada AAS memiliki kisaran suhu 20000K, dan ada juga tabung gas yang berisi gas N2O yang lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu 30000K. regulator pada tabung gas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan, dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer pada bagian kanan regulator. Merupakan pengatur tekanan yang berada di dalam tabung. Pengujian untuk pendeteksian bocor atau tidaknya tabung gas tersebut, yaitu dengan mendekatkan telinga ke dekat regulator gas dan diberi sedikit air, untuk pengecekkan. Bila terdengar suara atau udara, maka menendakan bahwa tabung gas bocor, dan ada gas yang keluar. Hal lainnya yang bisa dilakukan yaitu dengan memberikan sedikit air sabun pada bagian atas regulator dan dilihat apakah ada gelembung udara yang terbentuk. Bila ada, maka tabung gas tersebut positif bocor. Sebaiknya pengecekkan kebocoran, jangan menggunakan minyak, karena minyak akan dapat menyebabkan saluran gas tersumbat. Gas didalam tabung dapat keluar karena disebabkan di dalam tabung pada bagian dasar tabung berisi aseton yang dapat membuat gas akan mudah keluar, selain gas juga memiliki tekanan. c. Ducting Ducting merupakan bagian cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran pada AAS, yang langsung dihubungkan pada cerobong asap bagian luar pada atap bangunan, agar asap yang dihasilkan oleh AAS, tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada AAS, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, agar ppolusi yang dihasilkan tidak berbahaya. Cara pemeliharaan ducting, yaitu dengan menutup bagian ducting secara horizontal, agar bagian atas dapat tertutup rapat, sehingga tidak akan ada serangga atau binatang lainnya

yang dapat masuk ke dalam ducting. Karena bila ada serangga atau binatang lainnya yang masuk ke dalam ducting , maka dapat menyebabkan ducting tersumbat. Penggunaan ducting yaitu, menekan bagian kecil pada ducting kearah miring, karena bila lurus secara horizontal, menandakan ducting tertutup. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakara yang terjadi pada AAS, dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dengan ducting d. Kompresor Kompresor merupakan alat yang terpisah dengan main unit, karena alat iniberfungsi untuk mensuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS, pada waktu pembakaran atom. Kompresor memiliki 3 tombol pengatur tekanan, dimana pada bagian yang kotak hitam merupakan tombol ON-OFF, spedo pada bagian tengah merupakan besar kecilnya udara yang akan dikeluarkan, atau berfungsi sebagai pengatur tekanan, sedangkan tombol yang kanan merupakantombol pengaturan untuk mengatur banyak/sedikitnya udara yang akan disemprotkan ke burner. Bagian pada belakang kompresor digunakan sebagai tempat penyimpanan udara setelah usai penggunaan AAS. Alat ini berfungsi untuk menyaring udara dari luar, agar bersih.posisi ke kanan, merupakan posisi terbuka, dan posisi ke kiri meerupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan, akan memercik kencang dan dapat mengakibatkan lantai sekitar menjadi basah, oleh karena itu sebaiknya pada saat menekan ke kanan bagian ini, sebaiknya ditampung dengan lap, agar lantai tidak menjadi basah., dan uap air akan terserap ke lap. e. Atomizer Atomizer terdiri atas Nebulizer (sistem pengabut), spray chamber dan burner (sistem pembakar). Nebulizer berfungsi untuk mengubah larutan menjadi aerosol (butir-butir kabut dengan ukuran partikel 15 20 m) dengan cara menarik larutan melalui kapiler (akibat efek dari aliran udara) dengan pengisapan gas bahan bakar dan oksidan, disemprotkan ke ruang pengabut. Partikel-partikel kabut yang halus kemudian bersamasama aliran campuran gas bahan bakar, masuk ke dalam nyala, sedangkan titik kabut yang besar dialirkan melalui saluran pembuangan. Spray chamber berfungsi untuk membuat campuran yang homogen antara gas oksidan, bahan bakar dan aerosol yang mengandung contoh sebelum memasuki burner. Burner merupakan sistem tepat terjadi atomisasi yaitu pengubahan kabut/uap garam unsur yang akan dianalisis menjadi atom-atom normal dalam nyala. . Chopper digunakan untuk membedakan radiasi yang berasal dari sumber radiasi, dan radiasi yang berasal dari nyala api. f. Monokromator Setelah radiasi resonansi dari lampu katoda berongga melalui populasi atom di dalam nyala, energi radiasi ini sebagian diserap dan sebagian lagi diteruskan. Fraksi radiasi yang diteruskan dipisahkan dari radiasi lainnya. Pemilihan atau pemisahan radiasi tersebut dilakukan oleh monokromator.

Monokromator berfungsi untuk memisahkan radiasi resonansi yang telah mengalami absorpsi tersebut dari radiasi-radiasi lainnya. Radiasi lainnya berasal dari lampu katoda berongga, gas pengisi lampu katoda berongga atau logam pengotor dalam lampu katoda berongga. Monokromator terdiri atas sistem optik yaitu celah, cermin dan kisi. g. Detektor Detektor berfungsi mengukur radiasi yang ditransmisikan oleh sampel dan mengukur intensitas radiasi tersebut dalam bentuk energi listrik. h. Rekorder Sinyal listrik yang keluar dari detektor diterima oleh piranti yang dapat menggambarkan secara otomatis kurva absorpsi. Cara Kerja AAS : 1. Pertama-tama gas di buka terlebih dahulu, kemudian kompresor, lalu ducting, main unit, dan komputer secara berurutan. 2. Di buka program saa (spectrum analyse specialist), kemudian muncul perintah apakah ingin mengganti lampu katoda, jika ingin mengganti klik yes dan jika tidak no. 3. Dipilih yes untuk masuk ke menu individual command, dimasukkan nomor lampu katoda yang dipasang ke dalam kotak dialog, kemudian diklik setup, kemudian soket lampu katoda akan berputar menuju posisi paling atas supaya lampu katoda yang baru dapat diganti atau ditambahkan dengan mudah. 4. Dipilih no jika tidak ingin mengganti lampu katoda yang baru. 5. Pada program sas 3.0, dipilih menu select element and working mode.dipilih unsur yang akan dianalisis dengan mengklik langsung pada symbol unsur yang diinginkan 6. Jika telah selesai klik ok, kemudian muncul tampilan condition settings. Diatur parameter yang dianalisis dengan mensetting fuel flow :1,2 ; measurement; concentration ; number of sample: 2 ; unit concentration : ppm ; number of standard : 3 ; standard list : 1 ppm, 3 ppm, 9 ppm. 7. Diklik ok and setup, ditunggu hingga selesai warming up. 8. Diklik icon bergambar burner/ pembakar, setelah pembakar dan lampu menyala alat siap digunakan untuk mengukur logam. 9. Pada menu measurements pilih measure sample. 10. Dimasukkan blanko, didiamkan hingga garis lurus terbentuk, kemudian dipindahkan ke standar 1 ppm hingga data keluar. 11. Dimasukkan blanko untuk meluruskan kurva, diukur dengan tahapan yang sama untuk standar 3 ppm dan 9 ppm. 12. Jika data kurang baik akan ada perintah untuk pengukuran ulang, dilakukan pengukuran blanko, hingga kurva yang dihasilkan turun dan lurus. 13. Dimasukkan ke sampel 1 hingga kurva naik dan belok baru dilakukan pengukuran. 14. Dimasukkan blanko kembali dan dilakukan pengukuran sampel ke 2. 15. Setelah pengukuran selesai, data dapat diperoleh dengan mengklik icon print atau pada baris menu dengan mengklik file lalu print.

16. Apabila pengukuran telah selesai, aspirasikan air deionisasi untuk membilas burner selama 10 menit, api dan lampu burner dimatikan, program pada komputer dimatikan, lalu main unit aas, kemudian kompresor, setelah itu ducting dan terakhir gas.

Spektrofotometri serapan atom (AAS) adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada proses penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state). Penyerapan tersebut menyebabkan tereksitasinya elektron dalam kulit atom ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan ini bersifat labil, elektron akan kembali ke tingkat energi dasar sambil mengeluarkan energi yang berbentuk radiasi. Dalam AAS, atom bebas berinteraksi dengan berbagai bentuk energi seperti energi panas, energi elektromagnetik, energi kimia dan energi listrik. Interaksi ini menimbulkan proses-proses dalam atom bebas yang menghasilkan absorpsi dan emisi (pancaran) radiasi dan panas.Radiasi yang dipancarkan bersifat khas karena mempunyai panjang gelombang yang karakteristik untuk setiap atom bebas. Adanya absorpsi atau emisi radiasi disebabkan adanya transisi elektronik yaitu perpindahan elektron dalam atom, dari tingkat energi yang satu ke tingkat energi yang lain. Absorpsi radiasi terjadi apabila ada elektron yang mengabsorpsi energi radiasi sehingga berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Emisi terjadi apabila ada elektron yang berpindah ke tingkat energi yang lebih rendah sehingga terjadi pelepasan energi dalam bentuk radiasi. Panjang gelombang dari radiasi yang menyebabkan eksitasi ke tingkat eksitasi tingkat-1 disebut panjang gelombang radiasi resonansi. Radiasi ini berasal dari unsur logam/metaloid. Radiasi resonansi dari unsur X hanya dapat diabsorpsi oleh atom X, sebaliknya atom X tidak dapat mengabsorpsi radiasi resonansi unsur Y. Tak ada satupun unsur dalam susunan berkala yang radiasi resonansinya menyamai unsur lain. Hal inilah yang menyebabkan metode AAS sangat spesifik dan hampir bebas gangguan karena frekuensi radiasi yang diserap adalah karakteristik untuk setiap unsur. Gangguan hanya akan terjadi apabila panjang radiasi resonansi dari dua unsur yang sangat berdekatan satu sama lain.

Sekitar 67 unsur telah dapat ditentukan dengan cara AAS. Banyak penentuan unsur-unsur logam yang sebelumnya dilakukan dengan metoda polarografi, kemudian dengan metoda spektrofotometri UV-VIS, sekarang banyak diganti dengan metoda AAS.

Keuntungan metoda AAS adalah: Spesifik Batas (limit) deteksi rendah Dari satu larutan yang sama, beberapa unsur berlainan dapat diukur Pengukuran dapat langsung dilakukan terhadap larutan contoh (preparasi contoh sebelum pengukuran lebih sederhana, kecuali bila ada zat pengganggu) Dapat diaplikasikan kepada banyak jenis unsur dalam banyak jenis contoh. Batas kadar-kadar yang dapat ditentukan adalah amat luas (mg/L hingga persen) Atomisasi

Ada tiga cara atomisasi (pembentukan atom) dalam AAS : 1.Atomisasi dengan nyala Suatu senyawa logam yang dipanaskan akan membentuk atom logam pada suhu 1700 C atau lebih. Sampel yang berbentuk cairan akan dilakukan atomisasi dengan cara memasukan cairan tersebut ke dalam nyala campuran gas bakar. Tingginya suhu nyala yang diperlukan untuk atomisasi setiap unsur berbeda. Beberapa unsur dapat ditentukan dengan nyala dari campuran gas yang berbeda tetapi penggunaan bahan bakar dan oksidan yang berbeda akan memberikan sensitivitas yang berbeda pula. Syarat-syarat gas yang dapat digunakan dalam atomisasi dengan nyala: Campuran gas memberikan suhu nyala yang sesuai untuk atomisasi unsur yang akan dianalisa Tidak berbahaya misalnya tidak mudah menimbulkan ledakan. Gas cukup aman, tidak beracun dan mudah dikendalikan Gas cukup murni dan bersih (UHP) Campuran gas yang paling umum digunakan adalah Udara : C2H2 (suhu nyala 1900 2000 C), N2O : C2H2 (suhu nyala 2700 3000 C), Udara : propana (suhu nyala 1700 1900 C) Banyaknya atom dalam nyala tergantung pada suhu nyala. Suhu nyala tergantung perbandingan gas bahan bakar dan oksidan. Hal-hal yang harus diperhatikan pada atomisasi dengan nyala : 1.Standar dan sampel harus dipersiapkan dalam bentuk larutan dan cukup stabil. Dianjurkan dalam larutan dengan keasaman yang rendah untuk mencegah korosi. 2.Atomisasi dilakukan dengan nyala dari campuran gas yang sesuai dengan unsur yang dianalisa. 3.Persyaratan bila menggunakan pelarut organik : Tidak mudah meledak bila kena panas Mempunyai berat jenis > 0,7 g/mL Mempunyai titik didih > 100 C

Mempunyai titik nyala yang tinggi Tidak menggunakan pelarut hidrokarbon Pembuatan atom bebas dengan menggunakan nyala (Flame AAS) Contoh: Suatu larutan MX, setelah dinebulisasi ke dalam spray chamber sehingga terbentuk aerosol kemudian dibawa ke dalam nyala oleh campuran gas oksidan dan bahan bakar akan mengalami proses atomisasi 2.Atomisasi tanpa nyala Atomisasi tanpa nyala dilakukan dengan mengalirkan energi listrik pada batang karbon (CRA Carbon Rod Atomizer) atau tabung karbon (GTA Graphite Tube Atomizer) yang mempunyai 2 elektroda. Sampel dimasukan ke dalam CRA atau GTA. Arus listrik dialirkan sehingga batang atau tabung menjadi panas (suhu naik menjadi tinggi) dan unsur yang dianalisa akan teratomisasi. Suhu dapat diatur hingga 3000 C. pemanasan larutan sampel melalui tiga tahapan yaitu : Tahap pengeringan (drying) untuk menguapkan pelarut Pengabuan (ashing), suhu furnace dinaikkan bertahap sampai terjadi dekomposisi dan penguapan senyawa organik yang ada dalam sampel sehingga diperoleh garam atau oksida logam Pengatoman (atomization) 3.Atomisasi dengan pembentukan senyawa hidrida Atomisasi dengan pembentukan senyawa hidrida dilakukan untuk unsur As, Se, Sb yang mudah terurai apabila dipanaskan pada suhu lebih dari 800 C sehingga atomisasi dilakukan dengan membentuk senyawa hibrida berbentuk gas atau yang lebih terurai menjadi atom-atomnya melalui reaksi reduksi oleh SnCl2 atau NaBH4, contohnya merkuri (Hg). Skema peralatan AAS 1.Sumber radiasi berupa lampu katoda berongga 2.Atomizer yang terdiri dari pengabut dan pembakar 3.Monokromator 4.Detektor 5.Rekorder a.Sumber radiasi resonansi Sumber radiasi resonansi yang digunakan adalah lampu katoda berongga (Hollow Cathode Lamp) atau Electrodeless Discharge Tube (EDT). Elektroda lampu katoda berongga biasanya terdiri dari wolfram dan katoda berongga dilapisi dengan unsur murni atau campuran dari unsur murni yang dikehendaki. Tanung lampu dan jendela (window) terbuat dari silika atau kuarsa, diisi dengan gas pengisi yang dapat menghasilkan proses ionisasi. Gas pengisi yang biasanya digunakan ialah Ne, Ar atau He. Pemancaran radiasi resonansi terjadi bila kedua elektroda diberi tegangan, arus listrik yang terjadi menimbulkan ionisasi gas-gas pengisi. Ion-ion gas yang bermuatan positif ini menembaki atom-atom yang terdapat pada katoda yang menyebabkan tereksitasinya atom-atom tersebut.

Atom-atom yang tereksitasi ini bersifat tidak stabil dan akan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan energi eksitasinya dalam bentuk radiasi. Radiasi ini yang dilewatkan melalui atom yang berada dalam nyala. b.Atomizer Atomizer terdiri atas Nebulizer (sistem pengabut), spray chamber dan burner (sistem pembakar) Nebulizer berfungsi untuk mengubah larutan menjadi aerosol (butir-butir kabut dengan ukuran partikel 15 20 m) dengan cara menarik larutan melalui kapiler (akibat efek dari aliran udara) dengan pengisapan gas bahan bakar dan oksidan, disemprotkan ke ruang pengabut. Partikelpartikel kabut yang halus kemudian bersama-sama aliran campuran gas bahan bakar, masuk ke dalam nyala, sedangkan titik kabut yang besar dialirkan melalui saluran pembuangan. Spray chamber berfungsi untuk membuat campuran yang homogen antara gas oksidan, bahan bakar dan aerosol yang mengandung contoh sebelum memasuki burner. Burner merupakan sistem tepat terjadi atomisasi yaitu pengubahan kabut/uap garam unsur yang akan dianalisis menjadi atom-atom normal dalam nyala. c.Monokromator Setelah radiasi resonansi dari lampu katoda berongga melalui populasi atom di dalam nyala, energi radiasi ini sebagian diserap dan sebagian lagi diteruskan. Fraksi radiasi yang diteruskan dipisahkan dari radiasi lainnya. Pemilihan atau pemisahan radiasi tersebut dilakukan oleh monokromator. Monokromator berfungsi untuk memisahkan radiasi resonansi yang telah mengalami absorpsi tersebut dari radiasi-radiasi lainnya. Radiasi lainnya berasal dari lampu katoda berongga, gas pengisi lampu katoda berongga atau logam pengotor dalam lampu katoda berongga. Monokromator terdiri atas sistem optik yaitu celah, cermin dan kisi. d.Detektor Detektor berfungsi mengukur radiasi yang ditransmisikan oleh sampel dan mengukur intensitas radiasi tersebut dalam bentuk energi listrik. e.Rekorder Sinyal listrik yang keluar dari detektor diterima oleh piranti yang dapat menggambarkan secara otomatis kurva absorpsi.

II. SPEKTROSKOPI UV-VISDengan semakin kompleksisitas berbagai keperluan saat ini, analisis kimia dengan mempergunakan metoda fisik dalam hal identifikasi dari berbagai selektifitas fungsi polimer campuran, pemodifikasi dan aditif digunakan untuk plastik dan elastomer. Spektroskopi infra merah, metoda pengukuran fotometer UV, gas dan liquid kromatografi dan spektroskopi masa bersama sama dengan dari metoda pengukuran termoanalisis (DSC-TGA) merupakan alat yang teliti sebagai pilihan untuk analisis kwalitatif dan kwantitatif bahan.

Analisis Spektroskopi didasarkan pada interaksi radiasi dengan spesies kimia. Berprinsip pada penggunaan cahaya/tenaga magnek atau listrik untuk mempengaruhi senyawa kimia sehingga menimbulkan tanggapan.Tanggapan tersebut dapat diukur untuk menetukan jumlah atau jenis senyawa. Cara interaksi dengan suatu sampel dapat dengan absorpsi, pemendaran (luminenscence) emisi, dan penghamburan (scattering) tergantung pada sifat materi.Teknik spektroskopi meliputi spektroskopi UV-Vis, spektroskopi serapan atom, spektroskopi infra merah, spektroskopi fluorensi, spektroskopi NMR, spektroskopi massa. Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya. Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis spektral. salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Penggunaan spektroskopi sebagai sarana penentuan struktur senyawa memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer berdasarkan prinsip yang sama dengan spektroskopi. Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) dan fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) berkerjasama mengembangkan spektrometer (Gambar 13.2). Dengan bantuan alat baru ini, mereka berhasil menemukan dua unsur baru, rubidium dan cesium. Kemudian alat ini digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru semacam galium, indium dan unsur-unsur tanah jarang. Spektroskopi ntelah memainkan peran penting dalam penemuan gas-gas mulia. Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri. Dengan sumber cahaya apapun, spektrometer terdiri atas sumber sinar, prisma, sel sampel, detektor dan pencatat. Fungsi prisma adalah untuk memisahkan sinar polimkromatis di sumber cahaya menjadi sinar monokromatis, dan dengan demikian memainkan peran kunci dalam spektrometer. Dalam spektrometer modern, sinar yang datang pada sampel diubah panjang gelombangnya secara kontinyu. Hasil percobaan diungkapkan dalam spektrum dengan absisnya menyatakan panjang gelombang (atau bilangan gelombang atau frekuensi) sinar datang dan ordinatnya menyatakan energi yang diserap sampel. Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan

sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkamuntuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda. Spektroskopi UV/VIS merupakan metode penting yang mapan, andal dan akurat. Dengan menggunakan spektroskopi UV/VIS, substansi tak dikenal dapat diidentifikasi dan konsentrasi substansi yang dikenal dapat ditentukan. Pelarut untuk spektroskopi UV harus memiliki sifat pelarut yang baik dan memancarkan sinar UV dalam rentang UV yang luas. Spektrofotometer Uv-Vis adalah alat yang digunakan untuk mengukur transmitansi, reflektansi dan absorbsi dari cuplikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometer sesuai dengan namanya merupakan alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi cahaya secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan blanko ataupun pembanding. Spektrofotometer Uv-Vis merupakan spektrofotometer yang digunakan untuk pengukuran didaerah ultra violet dan didaerah tampak. Semua metode spektrofotometri berdasarkan pada serapan sinar oleh senyawa yang ditentukan, sinar yang digunakan adalah sinar yang semonokromatis mungkin. Spektrofotometer UV-Vis (Ultra Violet-Visible) adalah salah satu dari sekian banyak instrumen yang biasa digunakan dalam menganalisa suatu senyawa kimia. Spektrofotometer umum digunakan karena kemampuannya dalam menganalisa begitu banyak senyawa kimia serta kepraktisannya dalam hal preparasi sampel apabila dibandingkan dengan beberapa metode analisa. Spektrofotometri UV/Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spetrofotometer UV/Vis lebih banyak dpakai ntuk analisis kuantitatif dibanding kualitatif. Spektrofotometri UV-vis adalah pengukuran serapan cahaya di daerah ultraviolet (200350 nm) dan sinar tampak (350 800 nm) oleh suatu senyawa. Serapan cahaya uv atau cahaya tampak mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Panjang gelombang cahaya UV atau cahaya tampak bergantung pada mudahnya promosi elektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energi lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih panjang. Senyawa yang menyerap

cahaya dalam daerah tampak (senyawa berwarna) mempunyai elektron yang lebih mudah dipromosikan dari pada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang lebih pendek. Prinsip Kerja Prinsip kerja spektrofotometri UV-Vis adalah interaksi yang terjadi antara energy yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi yang berupa molekul. Besar energy yang diserap tertentu dan menyebabkan electron tereksitasi dari ground state ke keadaan tereksitasi yang memiliki energy lebih tinggi. Serapan tidak terjadi seketika pada daerah ultraviolet-visible untuk semua struktur elektronik tetapi hanya pada system-sistem terkonjugasi, struktur elektronik dengan adanya ikatan p dan non bonding electron. Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya monokromatik (Io) melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Instrumentasi Spektroskopi UV-VIS memiliki instrumentasi yang terdiri dari lima komponen utama, yaitu ; v Sumber radiasi v Wadah sampel v Monokromator v Detektor v Amplifier dan Rekorder Sumber radiasi yang digunakan oleh spektronik 20 adalah lampu wolfram atau sering disebut lampu tungsten dan ada juga yang menggunakan lampu Deuteurium (lampu hydrogen).

Lampu Tungsten atau Wolfram adalah sumber radiasi yang umum dipakai untuk daerah panjang gelombang antara 350-2500 nm. Sumber ini juga digunakan pada radiasi infra merah dekat. Arus cahaya pada lampu tungsten tergantung pada tegangan lampu dan eksvonen, i = kVn. Adapun kelebihan dari lampu wolfram adalah energy radiasi yang dilepaskan tidak berpariasi pada berbagai panjang gelombang. Kebaikan lampu wolfarm adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Sumber cahaya untuk spektrofotometer inframerah, sekitar 2 ke 15 m m menggunakan pemijar Nernst (Nernst glower).

Lampu deuterium (hydrogen), Deuterium disebut juga heavy hidrogen. Ia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat berlimpah di laut dan daratan. Inti atom

deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron. lampu ini menghasilkan spectrum kontinu dalam daerah UV yang dihasilkan oleh eksitasi elektrik dan deuterium atau hydrogen pada tekanan rendah dimana sinar timbul karena pemanasan filament dan elektroda logam. Menggunakan arus searah 40 V dan power supply untuk mendapatkan intensitas yang konstan. lampu deuterium mengandung gas deuterium pada kondisi tekanan rendah dan dihubungkan dengan tegangan tinggi. Ini menghasilkan suatu spektrum kontinu yang merupakan spektrum UV. 1. Wadah sampel yang digunakan pada umumnya disebut sel atau kuvet. Kuvet yang baik untuk spektroskopi ultra violet dan spektroskopi sinar tampak adalah kuvet yang terbuat dari kuarsa yang dapat melewatkan radiasi daerah ultraviolet (< 350 nm). Sel yang baik tegak lurus terhadap arah sinar untuk meminimalkan pengaruh pantulan radiasi. Spektroskopi ultra violet biasanya menggunakan panjang sel 1 cm serta ada juga yang panjangnya 0,1 cm. Cuvet harus memenuhi syarat- syarat sebagai berikut :

Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya. Permukaannya secara optis harus benar- benar sejajar. Harus tahan (tidak bereaksi) terhadap bahan- bahan kimia. Tidak boleh rapuh. Mempunyai bentuk (design) yang sederhana.

Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak (visible). 1. Monokromator digunakan sebagai alat penghasil sumber sinar monokromatis, kata lainnya adalah menghasilkan radiasi dengan satu panjang gelombang. Monokromator prisma, celah, lensa serta cermin. Celah digunakan untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diharapkan dari sumber radiasi. Apabila celah berada pada posisi yang tepat, maka radiasi akan dirotasikan melalui prisma sehingga diperoleh panjang gelombang yang diharapkan. Ada 2 macam monokromator yaitu : prisma dan grating, untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah.

Keuntungan menggunakan kisi difraksi : - Dispersi sinar merata - Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama - Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spectrum Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang gelombang tertentu yang sesuai untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit yang disebut slit. Ketelitian dari monokromator dipengaruhi

juga oleh lebar celah (slit width) yang dipakai. 4. Detektor berfungsi untuk menangkap sinar yang merupakan sinar terusan dari larutan. Di dalam amplifier sinar tersebut diubah menjadi signal listrik. Prinsipnya mengubah energy foton diluar yang jatuh mengenai sampel dan merubah energy tersebut menjadi besaran yang dapat diukur. Sifat-sifat detector yang ideal, antara lain :

Kepekaan tinggi Perbandingan sinyal dan nosie tinggi Punya respon tetap pada daerah panjang gelombang pengamatan. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi. Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

Sebagai detektor untuk Spektrofotometer UV - Vis biasanya digunakan : 1). Photo tube 2). Barrier Layer Cell 3). Photo Multiplier Tube Arus listrik yang dihasilkan oleh detektor kemudian diperkuat dengan amplifier dan akhirnya diukur oleh indikator biasanya berupa recorder analog atau komputer. 5. Amplifier dan Rekorder, Signal listrik dari detektor yang telah mengalami penguatan direkam sebagai spektrum yang berbentuk puncak-puncak dalam amplifier dan recorder untuk disampaikan kepada pengamat. Amplifier merupakan sulah satu bagian terpenting dari spektroskopi UV, dimana amplifier tersebut berfungsi untuk memperkuat hasil pembacaan detector tadi dalam hal panjang gelombang. Selanjutnya panjang gelombang tersebut di lanjutkan kerecorder untuk mengubah kedalam bentuk sinyal-sinyal listrik dalam bentuk spekrum. Jadi, fungsi recorder disini yaitu mengubah panjang gelombang hasil deteksi dari detector yang diperkuat oleh amplifier menjadi sinyal-sinyal listrik dalam bentuk spectrum. Panjang glombang yang telah di ubah menjadi sinyal-sinyal listrik dalam bentuk spectrum tersebut dilanjutkan ke tahap berikunya yaitu dibawah ke monitor sehingga sipengamat dapat membacanya (tenaga kerja). Tidak semua pelarut dapat digunakan dalam spektrofotometri. Pelarut yang digunakan dalam spektrofotometri adalah pelarut yang dapat melarutkan cuplikan serta tidak menyerap sinar yang digunakan sebagai sumber radiasi. Berdasarkan sistem optiknya terdapat 2 jenis spektrofotometer : a. Spektrofotometer single beam (berkas tunggal) Pada spektrofotometer ini hanya terdapat satu berkas sinar yang dilewatkan melalui cuvet. Blanko, larutan standar dan contoh diperiksa secara bergantian.

Single-beam instrument dapat digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Single-beam instrument mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Beberapa instrumen menghasilkan single-beam instrument untuk pengukuran sinar ultra violet dan sinar tampak. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 - 210 nm dan paling tinggi adalah 800 - 1000 nm b. Spektrofotometer double beam (berkas ganda) Pada alat ini sinar dari sumber cahaya dibagi menjadi 2 berkas oleh cermin yang berputar (chopper). - Berkas pertama melalui cuvet berisi blanko - Berkas kedua melalui cuvet berisi satndar atau contoh Blanko dan contoh diperiksa secara bersamaan seperti terlihat pada gambar. Blanko berguna untuk menstabilkan absorbsi akibat perubahan voltase atau Io dari sumber cahaya. Dengan adanya blanko dalam alat kita tidak lagi mengontrol titik nolnya pada waktu-waktu tertentu, hal ini berbeda jika pada single beam. Double-beam dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 - 750 nm. Double-beam instrument dimana mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan fotodetektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan ditunjukkan oleh alat pembaca

Cara Kerja Spektroskopi UV-Vis Spektroskopi UV-Vis digunakan untuk cairan berwarna. Sehingga sampel yang akan diidentifikasi harus diubah dalam senyawa kompleks. Analisis unsur berasal dari jaringan tanaman, hewan, manusia harus diubah dalam bentuk larutan, misalnya destruksi campuran asam (H2SO4+ HNO3 + HClO4) pada suhu tinggi. Larutan sample diperoleh dilakukan preparasi tahap berikutnya dengan pereaksi tertentu untuk memisahkan unsur satu dengan lainya, misal analisis Pb dengan ekstraksi dithizon pada pH tertentu. Sampel Pb direaksikan dengan amonium sitrat dan natriun fosfit, pH disesuaikan dengan penambahan amonium hidroksida kemudian ditambah KCN dan NH2OH.HCl dan ekstraksi dengan dithizon Spectra elektronik senyawaan dalam fasa uap kadang-kadang menunjukkan struktur halus vibrasi yang dapat teramati, namun dalam fasa-fasa mampat, tingkat energy molekul demikian terganggu oleh tetanggga-tetangga dekatnya, sehingga sering kali hanya tampak pita lebar. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-tampak karena mereka mengandung electron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energy yang lebih tinggi. Panjang gelombang pada absorpsi akan terjadi bergantung pada betapa kuatnya electron

itu terikat dalam molekul. Electron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat dengan kuat, dan diperlukan radiasi berenergi tinggi atau panjang gelombang pendek, untuk eksitasinya. Misalnya, alkana, yang hanya mengandung ikatan tunggal C H dan C C tidak menunjukkan serapan di atas 160 nm. Metana menunjukkan suatu puncak pada 122 nm yang ditandai sebagai *. Ini berarti bahwa suatu electron dalam orbital ikatans-stransisi (bonding) sigma dieksitasikan ke orbital anti ikatan (antibonding) sigma. Jika suatu molekul mengandung sebuah atom seperti klor yang mempunyai pasangan electron menyendiri, sebuah electron tak terikat (nonbonding) dapat dieksitasikan ketingkat energy yang lebih tinggi. Karena electron nonbonding tak terikat terlalu kuat seperti electron bonding sigma, maka absorbsinya terjadi pada panjang gelimbang yang lebih panjang. Electron dalam ikatan rangkap dan ganda tiga agak mudah dieksitasikan ke orbital yang lebih tinggi. Suatu transisi * bila sebuah electron pi ditingkatkan dari suatup-pdilambangkan dengan orbital bonding-pi ke suatu orbital antibonding pi. Penyerapan energy dalam transisi semacam itu biasanya lebih intensif daripada dalam *. Dalam molekul tergonjugasi (yakni molekul yang memilikis-stransisi ikatan-ikatan rangkap berselang seling dengan ikatan rangkap) absorbs bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang. Interferensi Pengukuran dengan menggunakan UV-Vis dapat berhasil dengan baik asal kondisi-kondisi operasional telah dikendalikan dengan sangat seksama. Adapun interferensi yang sering dijumpai apabila melakukan analisis dengan UV-Vis adalah: 1. Mencari reaksi yang spesifik Misalkan bila kita menetapkan besi yang tercampur dengan kobalt sebaiknya jangan memakai KCNS, tetapi pakailah cara Ortophenantrolin. Reaksi yang sifatnya spesifik biasanya biasanya sedikit sekali, akan tetapi dapat diatasi dengan mengatur pH, pemakaian masking agent, ekstraksi dengan pelarut atau dengan cara lain. Bila kita melakukan reaksi, usahakan zat lain tidak ikut bereaksi, apalagi kita menghasilkan senyawa yang mempunyai maks berdekatan. 2. Tetapkan pada maks maks adalah dimana contoh memberikan serapan (absorbsi) maksimum. maks dapat ditetapkan dengan dengan mengalurkan A terhadap dari suatu larutan dalam deret standar. Penetapan pada maks akan memberikan keuntungan antara lain : a. Kepekaan maksimum, karena pada perubahan konsentrasi larutan akan memberikan perubahan A yang paling besar (memperkecil kesalahan) b. Pada maks akan didapatkan bentuk kurva kalibrasi yang linier sesuai dengan Lambert Beer. 3. Waktu kestabilan reaksi

Suatu reaksi kimia ada yang berlangsung cepat ada pula yang lambat bahkan setelah waktu tertentu akan terbentuk reaksi atau senyawa lain. Pada penetapan cara spektrofotometri kestabilan reaksi sangat penting. Pada gambar terlihat reaksi 1 setelah waktu tertentu harga A naik, reaksi 2 reaksi stabil, reaksi 3 setelah waktu tertentu harga A turun. Oleh karrena itu dalam mengukur Absorbansi contoh hendaknya diperhatikan masalah waktu. Pengukuran jangan dibiarkan terlalu lama atau terlalu cepat, misalnya :

Penetapan al dengan Eriokrom sianida R harga A ditetapkan setelah 30 menit. Penetapan Fe cara ortophenantrolin harga A ditetepkan setelah 5 10 menit.

4. Penyesuaian dengan Lambert Beer Kurva kalibrasi menurut Lambert Beer seharusnya linier. Pada kenyataannya bila makin pekat kurva akan melengkung. Pada gambar sebaiknya kita membuat deret standar sampai kepekatan C1 saja. Harga A contoh sebaiknya jangan lebih dari A1. 5. Pemilihan pelarut Pelarut yang dipakai hendaknya mempunyai kemurnian yang tinggi, tidak mengabsorbsi pada daerah pengukuran, tidak berinteraksi dengan contoh. 6. Kesalahan relatif Untuk mendapatkan kesalahan relative yang kecil pengukuran sebaiknya pada absorbsansi 0,2 0,7. 1. F. Interpretasi dan Pengolahan Data Analisis Penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis menggunakanSpektrofotometer UV-Vis adalah: 1. Serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi matrik selain komponen yang akan dianalisis. 2. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang biasa digunakan adalah dari bahan gelas atau kuarsa. Dibandingkan dengan kuvet dari bahan gelas, kuvet kuarsa memberikan kualitas yang lebih baik, namun tentu saja harganya jauh lebih mahal. Serapan oleh kuvet ini diatasi dengan penggunaan jenis, ukuran, dan bahan kuvet yang sama untuk tempat blangko dan sampel. c) Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat

tinggi. Hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan. (melalui pengenceran atau pemekatan). Sama seperti pHmeter, untuk mengatasi kesalahan pada pemakaian spektrofotometer. UV-Vis maka perlu dilakukan kalibrasi. Kalibrasi dalam spektrofotometer UV-Vis dilakukan dengan menggunakan blangko: Setting nilai absorbansi = 0 Setting nilai transmitansi = 100 % Maka dari itu untuk menghindari kesalahan-kesalahan diatas, langkah-langkah utama dalam analisis kuantitatif adalah ;

Pembentukan warna (untuk zat yang yang tak berwarna atau warnanya kurang kuat), Penentuan panjang gelombang maksimum, Pembuatan kurva kalibrasi, Pengukuran konsentrasi sampel.

Larutan-larutan standar sebaiknya memiliki komposisi yang sama dengan komposisi cuplikan sementara konsentrasi cuplikan berada diantara konsentrasi-konsentrasi larutan standar. Dengan membandingkan serapan radiasi oleh sampel terhadap larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya dapat ditentukan konsentrasi sampel. Penentuan konsentrasi zat dalam contoh dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu dengan cara kurva kalibrasi dan cara standar adisi.

Cara kurva kalibrasi

Hal pertama yang dilakukan dengan menggunakan cara ini adalah pembuatan deret larutan standar, kemudian diukur serapannya dan dibuat kurva kalibrasi antara konsentrasi dengan serapan. Dengan mengukur serapan sampel dan memasukannya kedalam persamaan garis yang dihasilkan dari kurva kalibrasi, maka konsentrasi sampel akan diketahui. Cara standar adisi. Hal pertama yang dilakukan adalah menambahkan sejumlah larutan sampel yang sama ke dalam larutan standar. Cara ini menggunakan persamaan Lamber-Beer; Dimana Ac merupakan absorbansi campuran antara sampel dan standar sedangkan Vx, Vs, Vt adalah volume standar, volume standar dan volume total. Sedangkan Cx dan Cs adalah konsentrasi sampel dan standar. Kurva Ac diperoleh dengan cara mengikuti persamaan di atas. Dimana kurva Ac merupakan fungsi dari Vs dan berbentuk linier. Dengan menggunakan persamaan tersebut juga dapat ditentukan konsentrasi sampel ( Cx ). Secara ideal, standar kalibrasi harus mendekati komposisi sampel yang akan dianalisis, termasuk konsentrasi spesies lain dalam matriks sampel untuk menekan berbagai komponen terhadap absorbansi yang terukur. Metode ini sangat dianjurkan untuk matriks yang kompleks, seperti

sampel tanah, mineral dan abu tanaman. Teknik analisisnya dengan menggunakan sederet standar yang berbeda kadarnya terhadap sampel yang sama jumlahnya. 1. G. Studi Kasus dan Aplikasi 2. Pengukuran absorpsi untuk analisis kualitatif Penerapan absorpsi radiasi ultraviolet dan visible untuk kualitatif sangat terbatas karena jumlah puncak absorpsi sangat sedikit, sehingga sulit untuk identifikasi suatu senyawa. Untuk pengamatan spectra suatu senyawa perlu diperhatikan pemilihan pelarut yang tepat. Secara umum pelarut polar seperti air, alcohol, ester dan keton cenderung menghilangkan spectra yang halus karena pengaruh vibrasi. Spectra yang mendekati spectra pada fasa gas basa diperoleh menggunakan pelarut non polar, seperti hidrokarbon. Walaupun tidak terlalu tegas, spectra absorpsi biasa digunakan untuk identifikasi gugus fungsional tertentu yang berfungsi sebagai kromofor. Misalnya, ada serapan lemah didaerah 280-2500 nm menunjukan adanya cincin aromatis. Konfirmasi gugus enolat bisa ditentukan dengan mempelajari pengaruh pH terhadap spectra larutan. 1. Analisis kuantitatif dengan pengukuran absorpsi Beberapa karakteristik penting spektrofotometri, yaitu : 1. 2. 3. 4. 5. Penerapan yang luas meliputi system organic maupun anorganik Sensitifitas berkisar 10-4 10-5 M (bisa ditingkatkan sampai 10-7 M) Selektifitasnya tinggi Akurasinya baik Perolehan data yang mudah

Analisis kuantitatif meliputi spesies yang menyerap maupun yang tidak menyerap. Untuk spesies yang menyerap meliputi berbagai jenis senyawa organic yang mengandung kromofor, ion logam transisi maupun anion anorganik. Sedangkan untuk spesies yang tidak menyerap digunakan beberapa pereaksi selektif yang menghasilkan produk yang menyerap dengan kuat didaerah ultraviolet dan visible. Penggunaan pereaksi pembentukan warna ini kadang juga diterapkan untuk spesies yang menyerap karena produk berwarna ini akan memiliki absortifitas molar yang jauh lebih tinggi. Bila diinginkan pengukuran secara serentak terhadap dua komponen, maka pengukuran absorpsi dilakukan pada dua panjang gelombang dimana masing-masing komponen tidak saling mengganggu. Dua macam kromofor yang berbeda akan mempunyai kekuatan absorpsi cahaya yang berbeda pula pada satu daerah panjang gelombang. Pengukuran dilakukan pada masingmasing larutan pada dua panjang gelombang sehingga diperoleh 2 persamaan hubungan antara absorpsi dengan konsentrasi pada 2 panjang gelombang, sehingga konsentrasi masing-masing komponen bisa dihitung. Spektrofotometer ini mempunyai dua sumber cahaya (Sinar ultra ungu dan sinar tampak). Masing-masing sumber cahaya dipergunakan untuk penentuan kandungan aromatik dan senyawa anionik dalam sampel.

Keuntungan dari spektrofotometer adalah : 1. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak. 2. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10-4 sampai 10-5 M. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M dengan prosedur modifikasi yang pasti. 3. Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu. 4. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan yang khusus. 5. 5. Mudah, spektrofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis.

III.Prinsip Dasar

SPEKTROSKOPI INFRA MERAH

Konsep radiasi infra merah diperkenalkan pertama kali oleh Sir William Herschel pada tahun 1800 melalui percobaannya, yang mendispersikan radiasi matahari dengan suatu prisma. Ternyata dengan percobaan tersebut dapat dibuktikan bahwa pada daerah sesudah sinar infra merah menunjukan kenaikan temperatur yang tinggi, hal ini berarti pada daerah panjang gelombang radiasi tersebut terdapat banyak kalori dengan energi yang tinggi, kemudian daerah spektrum tersebut dikenal sebagai infra merah. Dengan dasar spektrofotometer infra merah yang dikemukakan oleh Hooke yaitu senyawa yang terdiri dari dua atom atau diatom dapat digambarkan dengan dua bola yang saling terikat oleh pegas. Bila ikatan bergtar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara priodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaliknya. Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak, yaitu : a. Gerak translasi, yaitu vibrasi secara terus menerus dari satu titik ke titik lain. b. Gerak rotasi, yaitu berputar pada porosnya. c. Gerak vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya. Atom-atom didalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya. Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print, vibrasi molekul digolongkan menjadi dua yaitu vibrasi regangan dan vibrasi bengkokan. Radiasi Infra Merah Radiasi yang dihasilkan oleh sinar infra merah untuk analisis instrumen adalah radiasi IR yang rentang bilangan gelombangnya antara 4000 cm-1 hingga 670 cm-1. Radiasi infra merah tersebut terbagi lagi atas dua daerah, yaitu : 1. Daerah gugus fungsi, yaitu pada rentang antara 4000 hingga 1600 cm-1. Pada daerah kiri

merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional, daerah ini menunjukan absorbsi oleh modus uluran. 2. Daerah sidik jari, yaitu pada rentang antara 1600 cm-1 hingga 670 cm-1. Sedangkan daerah kanan 14000 cm-1 seringkali sangat rumit karena bank modus uluran maupun modus tekkukan mengakibatkan absorbsi, pada daerah ini biasanya korelasi antara suatu pita dan gugus fungsional spesifik tidak dapat ditarik dengan cermat namun tiap senyawa organik masingmasing dengan resapannya yang unik disini. Oleh karena itu disebutdaerah sidik jari, meskipun bagian kiri nampaknya sama untuk senyawa-senyawa yang mmirip, daerah sidikkan haruslah pula cocok antara dua spektra agar dapat disimpulkan bahwa kedua senyawa itu sama. Sedangkan, spektrum infra merah biasa dibagi menjadi 3 wilayah , yaitu : 1. wilayah IR dekat 12.500-4000 cm-1 (0,8-25 um). 2. wilayah IR sedang 4000-400 cm-1 (2,5-25 um). 3. wilayah IR jauh 400-20 cm-1 (25-500 um). Meskipun terdapat tiga wilayah tetapi haya infra merah sedanglah yang biasa disebut sinar infra merah. Pita-pita IR dalam sebuah spektrum dapat dikelompokkan pada intensitasnya yaitu kuat (S: strong), sedang (M:medium), lemah (W:weak), dan bahu (h:shoulder) yaitu suatu pita lemah yang bertumpang tindih dengan suatu pita kuat. Istilah ini relatif dan penandaanya pada suatu pita tertentu hanya bersifat kualitatif. Radiasi infra merah yang diadsorpsi oleh molekul senyawa organik akan diubah kedalam bentuk energi yang digunakan untuk vibrasi molekul sehingga spektroskopi IR sering disebut spektroskopi vibrasional. Perubahan energi vibrasional selalu disertai dengan perubahan energi rotasional sehingga spektrum IR terbentuk lebih lebar seperti pita, letak pita atau puncak (peak) dinyatakan dalam panjang gelombang. Satuan yang sering digunakan dalam SIR adalah bilangan gelombang yang disebut kaiser. 4.2 Pengertian Spektrofotometer Infra Merah Spektrofotometer infra merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan didasarkan pada pemantulan, penyerapan, atau penerusan dari radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,8 500 um atau pada bilangan gelombang 13.000 10 cm-1. Spektrum peresapan suatu zat adaah sifat dasar fisika yang khas, sehingga spektrum IR dapat digunakan untuk zat yang tidak diketahui sebelumnya dapat diketahui atau juga kadar suatu zat dalam contoh. Spektrofotometer infra merah biasa digunakan untuk tujuan analisis kualitatif yang difokuskan pada identifikasi gugus fungsi, Penggunaan untuk tujuan analisis kuantitatif hanya mungkin dilakukan untuk zat tunggal maka dari itu sangat jarang dilakukan. Sasaran analisis kualitatif spektrofotometer infra merah adalah zat-zat organik, walaupun dapat juga untuk senawa anorganik.

Komponen Spektrofotometer Infra Merah 1 Sumber Radiasi 2 Wadah Contoh 3 Sistem optik (berkas ganda)

4 Fotometer 5 Monokromator 6 Detektor 7 Alat Perekam Cara penanganan contoh yang akan diperiksa dengan SIR dilakukan sesuai dengan bentuk conthnya yang spesifik penanganannya : 1. Gas atau cairan dengan titik didih rendah , yatiu Dimasukkan ke dalam sel gas. 2. Cairan a. Cairan diletakkan diatas sel NaCl yang dapat diatur, lalu ditekan dengan NaCl lainnya sehingga diperoleh lapisan tipis. b. Cairan dimasukkan ke dalam sel yang tepat dengan ketebalan 0,1-1 mm dengan memakai syringe sebanyak 0,1-1 ml. 3. Padat a. Metode mull atau pasta Contoh dihaluskan terlebih dahulu lalu dicampur dengan 1 tetes nujol (paraffin cair), diletakkan diatas jendela NaCl atau KBr dari sel yang tersedia ,kemudian ditekan kedua jendela NaCl atau KBr tersebut hingga tidak ditemukan gelmbung udara. (Cara ini mudah dan cepat pengerjaannya serta dapat digunakan untuk contoh berupa cairan(tetapi tidak bisa untuk analisis kuantitatif, karena puncaknya tertutup oleh spektrum nujol terutama pada senyawa dengan gugus CH3 dan CH2)). b. Metode lempeng atau tablet kbr Contoh digerus halus dan dicampur dengan serbuk KBr yang halus dengan perbandingan (1:100 mg). lalu dikempa hingga berbentuk tablet dengan alat khusus pada tekanan 7 ton selama 10 menit tanpa udara. (cara ini agak sulit dalam pembuatan lempengnya serta dibutuhkan waktu lama, tetapi keuntungannya yaitu KBR tidak ada pita serapannya pada daerah 4000-400 cm-1 hanya terkadang terluhat ada serapan pada 3448cm-1 dan 1639 cm-1 oleh kare3na pengaruh air oleh KBr dan keuntungan lainnya lempeng ini dapat digunakan dalam jangka lamaartinya pembacaan yang sama mampu diberikan walaupun sudah dibentuk sejak lama(selama ditempatkan pada kondisi yang sesuai). c. Metode larutan Contoh dilarutkan dengan pelarut nonpolar yang cocok, lalu diteteskan ke jendela NaCl atau KBr. (spektrum cara ini lebih baik ari cara KBr atau Mull. Cara ini dapat digunakan untuk pengukuran kuantitatif).kelemahannya : kebanyakan pelarut mempunyai pita serapan maksimum pada beberapa panjang gelombang. Pelarut yang biasa digunakan CCL4,CHCL3, CS2, aseton,

dioksan dan tetrahidrofuran. d. Metode film tipis Contoh padat diletakkan diatas lempeng NaCl dan diteteskan pelarut yang cocok hingga larut lalu diratakan dengan lempeng NaCl lainnya, dibiarkan hingga contoh teruapkan dan diperolehlah lapisan tipis pada lempeng tersebut. contoh dilarutkan dahulu kemudian dengan pemanasan diatas penangas listrik. (cara ini haya untuk contoh yang tidak didegradasi dan cara ini baik untuk analisis kuantitatif). Contoh dibawah ini adalah pemrogaman suhu tiap menit ditingkatkan sebesar 4oC pada pemisahan pestisida organoclorine : PENGGUNAAN KOLOM NON POLAR GC Fase non polar pada kolom GC akan memberikan data yang lebih baik dibandingkan fase diam polar. Untuk dapat menganalisa sampel non polar denganmenggunakan kolom non polar dapat digunakan derivatisasi. Derifatisasi melibatkan modifikasi sifat kimia sampel.Apabila terdapat campuran benzena, isopropanol dan etanol dielusi dalamkolom non polar GC, maka urutan keluarnya adalah sebagai berikut etanol akan keluar terlebih dahulu, kemudian diikuti oleh isopropanol dan terakhir adalah benzene. Hal ini dikarenakan etanol bersifat lebih polar dibandingkan isopropanoldan benzena, sehingga waktu retensi yang diperlukan hanya sedikit. Karena etanol tidak dapat berinteraksi dengan fase diam non polar pada kolom GC. Hal iniberlaku juga pada isopropanol, isopropanol bersifat lebih polar dibandingkan dengan benzena akan tetapi tingkat kepolaritasannya lebih rendah dibandingkan etanol. Sehingga isopropanol akan keluar setelah etanol. Sedangkan benzena yang bersifat nonpolar, cenderung keluar diakhir karena waktu retansi yang dibutuhkan panjang. Karena benzena yang bersifat nonpolar akan cenderung lebih dapat berinteraksi dengan fase diam non polar pada kolom GC.

IV.

HIGH PERFORMANCE LIQUID CHROMATOGRAPHY(HPLC)

DIAGRAM KOMPONEN PENYUSUN INSTRUMEN HPLC Adapun diagram komponen penyusun instrumen kromatografi cair kinerja tinggi adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8. Adapun beberapa hal perlu diperhatikan saat pemilihan komponenpenyusun instrumen HPLC, diantaranya untuk memilih Fase Diam. Fase diam adalah adsorben dan pemisahan didasarkan pada adsorpsiberulang dan desorpsi bahan terlarut (analit). Bahan terlarut ditambahkan ke sistem padat (misal silika) cair (misal aseton). Memilih Fase Gerak Di dalam kromatografi cair komposisi dari solven atau fasa gerak adalah salah satu dari variabel yang mempengaruhi pemisahan. Terdapat variasi yangsangat luas pada solven yang digunakan untuk KCKT, tetapi ada beberapa sifat umum yang harus dipenuhi, diantaranya : 1. Murni, tidak terdapat kontaminan 2. Tdak bereaksi dengan wadah (packing) 3. Sesuai dengan defector 4. Melarutkan sampel

Gambar 8. Diagram komponen penyusun instrumen HPLC

6. Memiliki visikositas rendah. Bila diperlukan, memudahkan "sample recovery". Diperdagangan dapat diperoleh dengan harga murah (reasonable price) 7. Umumnya, semua solven yang sudah digunakan langsung dibuang karenaprosedur pemuriannya kembali mahal biayanya.Disamping itu terdapat sifat-sifat lain yang diperlukan untuk fase gerak dalam Kromatografi Cair, diantaranya : 8. Solven (pelarut) harus siap tersedia. Pelarut harus sesuai dengan detektor yang digunakan. Dengan mempertimbangkan Deteksi Photometric UV-Deteksi Refractive Index RI pelarut dan analit-Ketidakmurnian yang memiliki extinction coeffisient tinggi, yaitu mengabsorbsi dengat kuat. Reaktivitas Pelarut Pelarut sbaiknya tidak bereaksi dengan sampel ataupolymerisasi dengan fase diam. Hal ini meniadakan aldehid, olefin dan senyawasulphur (kecuali DMSO) ( misal pH kontrol untuk kolom basa silika antara 2-8). Pelarut sebaiknya tidak terlalu kental Viskositas tinggi (menimbulkantekanan operasional) mengurangi efisiensi pemisahan. Tiik didih dapt menjadipetunjuk viskositas, senyawa dengan titik didih yang rendah lebih kurang kental.Pelarut sebaiknya mendidih pada 200-500 diatas temperatur pemisahan. Untuk Kromatografi Cair Partisi dengan fase diam mekanik, fase gerak harus tidak dapat dicampur dengan fase diam. Keamanan dalam penggunaan pelarut harus dipertimbagkan terutamakemungkinan timbulnya pembakaran atau keracunan.

Pengondisian Fase Gerak Fase gerak dapat dipompakan ke dalam kolom dengan tiga cara : 1. Isokratik : dimana aliran tetap (konstan) dan ketetapan komposisi dari fasegerak tetap berlaku. 2. Gradient Elution : dimana aliran konstan dan perubahan komposisi dari fasegerak terjadi. 3. Flow Program : dimana aliran bervariasi dan ketetapan komposisi dari fasegerak terjadi. Memilih Detektor Suatu detektor dibutuhkan untuk mendeteksi adanya komponen sampel didalam kolom (analisis kualitatif) dan menghitung kadarnya (analisis kuantitatif).Detektor yang baik memiliki sensitifitas yang tinggi, gangguan (noise) yangrendah, kisaran respons linier yang luas, dan memberi respons untuk semua tipesenyawa. Suatu kepekaan yang rendah terhadap aliran dan fluktuasi temperatursangat diinginkan, tetapi tidak selalu dapat diperoleh.Detektor KCKT yang umum digunakan adalah detektor UV 254 nm.Variabel panjang gelombang dapat digunakan untuk mendeteksi banyak senyawadengan range yang lebih luas. Detektor indeks refraksi juga digunakan secara luas,terutama pada kromatografi eksklusi, tetapi umumnya kurang sensitif jikadibandingkan dengan detektor UV. Detektor - detektor lainnya antara lain: -Detektor Fluorometer -Detektor Spektrofotometer Massa - Detektor lonisasi nyala -Detektor Refraksi lndeks -Detektor Elektrokimia -Detektor Reaksi Kimia

V. GC (Gas Chromatography)

Gambar alat instrumen GC

GC (Gas Chromatography) yang biasa disebut juga Kromatografi gas (KG) merupakan teknik instrumental yang dikenalkan pertama kali pada tahun 1950-an. GC merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa organik yang mudah menguap dan senyawa-senyawa gas anorganik dalam suatu campuran Perkembangan teknologi yang signifikan dalam bidang elektronik, komputer, dan kolom telah menghasilkan batas deteksi yang lebih rendah serta identifikasi senyawa menjadi lebih akurat melalui teknik analisis dengan resolusi yang meningkat GC menggunakan gas sebagai gas pembawa/fase geraknya.

Ada 2 jenis kromatografi gas, yaitu : 1. Kromatografi gascair (KGC) yang fase diamnya berupa cairan yang diikatkan pada suatu pendukung sehingga solut akan terlarut dalam fase diam. 2. Kromatografi gas-padat (KGP), yang fase diamnya berupa padatan dan kadang-kadang berupa polimerik. SISTEM PERALATAN KROMATOGRAFI GAS (GC)

1. Kontrol dan penyedia gas pembawa; 2. ruang suntik sampel; 3. kolom yang diletakkan dalam oven yang dikontrol secara termostatik; 4. sistem deteksi dan pencatat (detektor dan recorder); serta 5. komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data. 1. Fase gerak Fase gerak pada GC juga disebut dengan gas pembawa karena tujuan awalnya adalah untuk membawa solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas. Syarat gas pembawa adalah: tidak reaktif; murni/kering karena kalau tidak murni akan berpengaruh pada detektor; dan dapat disimpan dalam tangki tekanan tinggi (biasanya merah untuk hidrogen, dan abu-abu untuk nitrogen) 2. Ruang suntik sampel Lubang injeksi didesain untuk memasukkan sampel ecara cepat dan efisien. Desain yang populer terdiri atas saluran gelas yang kecil atau tabung logam yang dilengkapi dengan septum karet pada satu ujung untuk mengakomodasi injeksi dengan semprit (syringe). Karena helium (gas pembawa) mengalir melalui tabung, sejumlah volume cairan yang diinjeksikan (biasanya antara 0,1-3,0 L) akan segera diuapkan untuk selanjutnya di bawa menuju kolom. Berbagai macam ukuran semprit saat ini tersedia di pasaan sehingga injeksi dapat berlangsung secara mudah dan akurat. Septum karet, setelah dilakukan pemasukan sampel secara berulang, dapat diganti dengan mudah. Sistem pemasukan sampel (katup untuk mengambil sampel gas) dan untuk sampel padat juga tersedia di pasaran

Pada dasarnya, ada 4 jenis injektor pada kromatografi gas, yaitu: a. Injeksi langsung (direct injection), yang mana sampel yang diinjeksikan akan diuapkan dalam injector yang panas dan 100 % sampel masuk menuju kolom. b. Injeksi terpecah (split injection), yang mana sampel yang diinjeksikan diuapkan dalam injector yang panas dan selanjutnya dilakukan pemecahan. c. Injeksi tanpa pemecahan (splitness injection), yang mana hampir semua sampel diuapkan dalam injector yang panas dan dibawa ke dalam kolom karena katup pemecah ditutup; dan d. Injeksi langsung ke kolom (on column injection), yang mana ujung semprit dimasukkan langsung ke dalam kolom. Teknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk senyawa-senyawa yang mudah menguap; karena kalau penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung dikhawatirkan akan terjadi peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi atau pirolisis 3. Kolom Kolom merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Oleh karena itu, kolom merupakan komponen sentral pada GC. Ada 3 jenis kolom pada GC yaitu kolom kemas (packing column) dan kolom kapiler (capillary column); dan kolom preparative (preparative column). Perbandingan kolom kemas dan kolom kapiler dtunjukkan oleh gambar berikut :

Kolom Kemas

Kolom Kapiler

Kolom kemas terbuat dari gelas atau logam yang tahan karat atau dari tembaga dan aluminium. Panjang kolom jenis ini adalah 15 meter dengan diameter dalam 1-4 mm. Kolom kapiler sangat banyak dipakai karena kolom kapiler memberikanefisiensi yang tinggi (harga jumlah pelat teori yang sangat besar > 300.000 pelat). Kolom preparatif digunakan untuk menyiapkan sampel yang murni dari adanya senyawa tertentu dalam matriks yang kompleks. Fase diam yang dipakai pada kolom kapiler dapat bersifat non polar, polar, atau semi polar. Fase diam non polar yang paling banyak digunakan adalah metil polisiloksan (HP-1; DB-1; SE-30; CPSIL-5) dan fenil 5%-metilpolisiloksan 95% (HP-5; DB-5; SE-52; CPSIL-8). Fase diam semi polar adalah seperti fenil 50%-metilpolisiloksan 50% (HP-17; DB-17; CPSIL-19), sementara itu fase diam yang polar adalah seperti polietilen glikol (HP-20M; DB-WAX; CP-WAX; Carbowax20M) 4. Detektor Komponen utama selanjutnya dalam kromatografi gas adalah detektor. Detektor merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak (gas pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis

kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak. Pada garis besarnya detektor pada KG termasuk detektor diferensial, dalam arti respons yang keluar dari detektor memberikan relasi yang linier dengan kadar atau laju aliran massa komponen yang teresolusi. Kromatogram yang merupakan hasil pemisahan fisik komponen-komponen oleh GC disajikan oleh detektor sebagai deretan luas puncak terhadap waktu. Waktu tambat tertentu dalam kromatogram dapat digunakan sebagai data kualitatif, sedangkan luas puncak dalam kromatogram dapat dipakai sebagai data kuantitatif yang keduanya telah dikonfirmasikan dengan senyawa baku. Akan tetapi apabila kromatografi gas digabung dengan instrumen yang multipleks misalnya GC/FT-IR/MS, kromatogram akan disajikan dalam bentuk lain. Beberapa sifat detektor yang digunakan dalam kromatografi gas adalah sebagai berikut :Jenis Detektor Jenis Sampel Batas Deteksi 5-100 ng 10-100 pg 0,05-1 pg 0,1-10 g Kecepatan Alir (ml/menit) Gas H2 Udara Pembawa 15-30 20-60 30-60 20-40 30-60 1-5 200-500 700-100

Hantaran panas Ionisasi nyawa Penangkap elektron Nitrogenfosfor Fotometri nyala (393 nm) Fotometri nyala (526 nm) Foto ionisasi Konduktivitas elektrolitik Fourier Transforminframerah (FTIR) Selektif massa Emisi atom

Senyawa umum Hidrokarbon Halogen organic, pestisida Senyawa nitrogen organik dan fospat organic Senyawa-senyawa sulfur Senyawa-senyawa fosfor Senyawa yang terionisasi dg UV Halogen, N, S

10-100 pg 1-10 pg 2 pg C/detik 0,5 pg C 12 pg S 4 pg N 1000 pg

20-40 20-40 30-40 20-40

50-70 120-170 80

60-80 100-150 -

Senyawa-senyawa organik

3-10

-

-

Sesuai untuk senyawa apapun Sesuai untuk elemen apapun

10 pg-10 ng 0,1-20 pg

0,5-30 60-70

-

-

5. Komputer Komponen GC selanjutnya adalah komputer. GC modern menggunakan komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunaknya (software) untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa fungsi antara lain:

Memfasilitasi setting parameter-parameter instrumen seperti: aliran fase gas; suhu oven dan pemrograman suhu; serta penyuntikan sampel secara otomatis. Menampilkan kromatogram dan informasi-informasi lain dengan menggunakan grafik berwarna.

Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistik. Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu(4).

DERIVATISASI Derivatisasi merupakan proses kimiawi untuk mengubah suatu senyawa menjadi senyawa lain yang mempunyai sifat-sifat yang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatografi gas (menjadi lebih mudah menguap). Alasan dilakukannya derivatisasi:

Senyawa-senyawa tersebut tidak memungkinkan dilakukan analisis dengan GC terkait dengan volatilitas dan stabilitasnya. Untuk meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram. Beberapa senyawa tidak menghasilkan bentuk kromatogram yang bagus (misal puncak kromatogram saling tumpang tindih) atau sampel yang dituju tidak terdeteksi, karenanya diperlukan derivatisasi sebelum dilakukan analisis dengan GC. Meningkatkan volatilitas, misal senyawa gula. Tujuan utama derivatisasi adalah untuk meningkatkan volatilitas senyawa-senyawa yang tidak mudah menguap (non-volatil). Senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah biasanya tidak mudah menguap karena adanya gaya tarik-menarik inter molekuler antara gugus-gusug polar karenanya jika gugus-gugus polar ini ditutup dengan cara derivatisasi akan mampu meningkatkan volatilitas senyawa tersebut secara dramatis. Meningkatkan deteksi, misal untuk kolesterol dan senyawa-senyawa steroid. Meningkatkan stabilitas. Beberapa senyawa volatil mengalami dekomposisi parsial karena panas sehingga diperlukan derivatisasi untuk meningkatkan stabilitasnya. Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan detektor tangkap elektron (ECD).

Inilah contoh derivatisasi yang digunakan untuk memperbaiki bentuk puncak pseudoefedrin:

Caranya : Sirup dekongestan dibasakan dengan amonia dan diekstraksi ke dalam etil asetat sehingga akan menjamin bahwa semua komponen yang terekstraksi berada dalam bentuk basa bebasnya daripada bentuk garamnya. Bentuk basa inilah yang bertanggungjawab pada bagusnya bentuk puncak kromatografi. Garam-garam atau basa-basa akan terurai karena adanya panas pada lubang suntik GC, sehingga dengan adanya proses ini akan dapat menyebabkan terjadinya peruraian. Jika ekstrak pada sirup dekongestan di lakukan kromatografi gas secara langsung maka

kromatogram yang dihasilkan seperti gambar dibawah. Basa bebas triprolidin dan dekstrometorfan menunjukkan bentuk puncak yang bagus, akan tetapi pesudoefedrin yang merupakan basa yang lebih kuat karena adanya gugus hidroksil dan gugus amin memberikan bentuk puncak yang kurang bagus. Hal ini dapat diatasi dengan menutup gugus polar (gugus hidroksi dan amin) pada pseudoefedrin dengan cara mereaksikannya menggunakan trifluoroasetat anhidrida (TFA). Perlakuan dengan TFA ini tidak menghasilkan senyawa derivatif terhadap senyawa-senyawa basa tersier dalam ekstrak (sirup dekongestan) ini. Reagen TFA ini sangat bermanfaat karena reagen ini sangat reaktif dan bertitik didih rendah (400C) sehingga kelebihan reagen TFA ini mudah dihilangkan dengan cara evaporasi sebelum dilakukan kromatografi gas. Ini kromatogram sebelum dilakukan derivatisasi

Yang ini kromatogram sesudah derivatisasi

KIMIA ANALITIKAAS, SPEKTROSKOPI UV-VIS, SPEKTROSKOPI IR, HPLC,GC

Disusun Oleh : WIDYA DWIFIRMAN 1007113725

KELAS C

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2011