Wisjachudin Faisal dan Samin ISSN 0216 - 3128 101
ESTIMASI KETIDAKPASTIAN ANALISIS Hg DALAMCUPLIKAN IKAN DAN UDANG DENGAN METODA SS-AAS
Wisjachudin FaisaI, Sam inPusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, BATAN Yogyakarta
ABSTRAK
ESTIMASI KETIDAKPASTIAN ANALISIS Hg DALAM CUPLIKAN IKAN DAN UDANG DENGANMETODA SS-AAS. Telah dilakukan percobaan ketidakpastian analisis Hg dalam cuplikan lkan dan Udang.Dilakukan preparasi cuplikan dengan freeze drying, kemudian dihomogenisasi sedemikian sehinggadiperoleh cuplikan yang homogen dengan ukuran 100 mesh. Analisis unsur Hg baik cuplikan lkan danUdang serta standar SRM 1566a menggunakan Solid Sampling Atomic Absorption Spectrometer (SS-AAS)AAS 5 EA, ZEISS. Dari hasil percobaan menunjukkan harga ketidakpastian gabungan dari cuplikan ikanlebih besar dari harga ketidakpastian gabungan dari cuplikan udang. Harga ketidakpastian diperluas daricuplikan ikan = 4,3636, sedangkan harga ketidakpastian gabungan dari cuplikan udang = 2,638. Hargapresisi = 98,46 % sedangkan harga akurasi = 97,0 % dan limit deteksi = 0,0154 ng/g.
ABSTRACT
UNCERTAINTY ESTIMATION OF ANALYSIS OF Hg IN FISH AND SHRIMP SAMPLE BY SS-AASMETHOD. An uncertainty estimation of analysis of Hg in FISH and SHRIMP sample by SS-AAS methodhas been done. Samples preparation have been done by using freeze drying. They were then homogenizedand sieved, so their grain size of 100 mesh were obtained. The content of Hg in the samples and SRM I566ahas been analyzed by using SS-AAS (solid sampling - atomic absorption spectrometer) AAS 5 EA, ZEISS.The experimental result shows that expanded uncertainty value offish sample is 4.3636, whereas expandeduncertainty value of shirmp 's sample = 2.638. Precision value is = 98.46 % and accuration value = 97.0 %and limit of detection = 0.0 I54 ng/g.
PENDAHULUAN
Solid Sampling Atomic AbsorptionSpectrometer ( SS - AAS ) adalah suatu alatuntuk analisis unsur padatan berwujud serbuk.Untuk analisis secara langsung dapat digunakandan memberikan banyak kemudahan, dibandingmenggunakan bahan cair. Bahan padatan tidakmemerlukan pelarut ataupun pengenceranmelainkan melalui penimbangan dan lansungdilakukan pembakaran dalam tungku grafit(l).
SS - AAS beroperasi secara nyala tunggaldengan cahaya yang terpotong- potong. Nyala darilampu katoda yang kontinu dilewatkan cuplikandengan selang waktu tertentu. Dengan peralatanoptik nyala terse but dikondisikan lintasannya sarna.SS - AAS sebagai instrumen analisis kimia disetiappenggunaan lampu katoda juga memerlukan Ipengoptimasian dari beberapa parameter sepertiTemperatur, Rate, Hold, Tekanan Gas yangmengalir pada Tungku Grafit. Optimasi dilakukandengan membandingkan serapan luas area yangterjadi disetiap parameter yang dioptimasi (I).
SS - AAS adalah salah satu instrumen
analisis kimia yang digunakan untuk mendapatkankadar suatu unsur tanpa melalui proses pelarutan.
Prinsip kerja alat ini mirip dengan AAS, yaitulogam yang terkandung didalam sampel diubahmenjadi atom bebas. Atom bebas tersebutmengabsorpsi radisi dari sumber cahaya yangkemudian diukur pada panjang gelombang tertentumenurutjenis logam dari cuplikan yang dianalisis.
Untuk memperoleh data yang akurat perluditentukan estimasi ketidakpastiannya. Pada alatSS-AAS ini, penentuan ketidakpastian relatif lebihsederhana karena cuplikan yang telah dipreparasilangsung ditimbang dengan alat timbangan yangterhubung dengan alat SS-AAS. Estimasiketidakpastian pengukuran termuat pada dalampedoman ISO 17025 (2). Untuk itu laboratoriumpengujian harus juga mempunyai dan menerapkanprosedur untuk mengestimasi ketidakpastianpengukuran tersebut. Dalam hal-hal tertentu sifatdasar metode pengujian dapat menghambatpenghitungan ketidakpastian pengukuran yangteliti secara metrologis dan absah secara statistik.Dalam hal tersebut laboratorium sekurangkurangnya harus mencoba mengidentifikasi semuakomponen ketidakpastian dan membuat suatuestimasi yang wajar, dan harus memastikan bentukpelaporan hasil tidak memberikan kesan yang salahpada ketidakpastian. Estimasi yang w~ar harus
Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Jull 2007
/02- ISSN 0216 - 3128 Wisjaclludin Faisal dan S,mrin
didasarkan pada pengetahuan atas unjuk kerjametode dan pada lingkup pengukuran dan harus
menggunakan, sebagai contoh, pengalamansebelumnya dan data validasi. Derajat ketelitianyang dibutuhkan dalam suatu estimasi
ketidakpastian pengukuran tergantung pada faktorfaktor seperti: persyaratan metode pengujian,
persyaratan dari pengguna jasa atau pelanggan,adanya batas-batas yang sempit yang menjadi dasarkeputusan atas kesesuaian dengan suatu spesifikasi.
Dalam kaitannya dengan telah terakreditasinyaLaboratorium Kimia Analitik PT APB BA TAN
Yogyakarta sesuai pedoman ISO/IEC 17025 dan
untuk mnambah keunggulan kompetitif di dalampersaingan perdagangan global, maka diperlukanpengembangan prasarana teknis untuk
meningkatkan kualitas produk atau jasa yangmeliputi metodologi, standarisasi, pengujian danmutu laboratorium tersebut. Kebenaran dan
ketelitian hasil pengujian di laboratorium sangattergantung pada kebenaran dan ketelitian alat ukurdan alat uji yang digunakan. Oleh sebab itu alatalat ukur dan alat-alat uji secara berkala harusdikalibrasi baik oleh laboratorium itu sendiri secara
internal atau oleh pejabatlpersonil yang berwenangyang telah mempunyai sertifikat kalibrasi yangdiakui.
Pada penelitian/kegiatan ini akan dilakukanestimasi ketidakpastian hasil pengujian unsur Hgdalam ikan dan udang yang dibeli di salah satuSupermarket Sleman.
TAT A KERJA
Alat
Alat yang digunakan pada percobaan inian tara lain Freeze Drying Lyovac GT 2, piringaluminium, Trivac vacuum pump, Bell jar, gelasakrilik pada "Drying Chamber', PenumbukStainless Steel, Cawan Petri, Plastic cover, Jarum,
Mortar Agat, Ayakan 100 mesh, seperangkat alatSS - AAS (AAS 5 EA, ZEISS, PC komputer
dengan System Operasi ( SO ) / 22.1 dan AAS 5EA Control Soft Ware), Lampu Katoda RonggaHg, Tungku Grafit, Pendingin KM 5 yang berisi 5liter air, Timbangan Mikro, Plattform, pinsetPlattform , Homogeniser Spex, Botol gelas,Spatula, Gunting, Sarung tangan, Masker, Tissue.
Bahan
Adapun bahan yang dipakai adalah:Nitrogen cair, Cuplikan Ikan dan Udang, SilikaGel, SRM (CRM, certified reference material)
SRM, Gas Argon UHP, Alkohol teknis, AcelOn p.aMerck,
Cara Kerja
Cuplikan Ikan dan Udang masing-masingdilantakkan dengan nitrogen cair scl-.aligusdilakukan penumbukan, kemudian dipinJJhkandalam cawan petri, kemudian cawan petri tcrsebutditempatkan dalam piring aluminium di dalam Bell
jarr Freeze Drying3,4) kemudian dioperasikandengan diawali pendinginan selama 15 men it,
kemudian divakumkan dengan pompa vakumsedemikian sehingga mencapai 10.2 mBar, setelah
itu Freeze Drying dimatikan dan katup udaraDrying Chamber dibuka. cuplikan dikeluarkan dariBelljar, cuplikan ditumbuk, kemudian diayakdengan ukuran ayakan 100 mesh, langkah terakhiradalah membuat homogen cuplikan denganhomogenizer selama 3 kali 10 menit untuk tiapcuplikan. Cuplikan siap untuk dianalisis, yangprosedur operasinya adalah antara lain PengaturanOptik yaitu dengan cara mengatur panjanggelombang 253,7 nm, lebar celah 0,5 nm dan aruslampu 3,5 mA, kemudian Pengaturan Program(5)
dengan cara melakukan pengaktifan Method padaDevelopment Rutine, kemudian pada Spectrometermenu, dipilih Ana/itical Parameter, BackgroundCorrection off dan Peak Area.
Furnace Parameter dan diatur programtemperatur sebagai berikut :
NoKeterangan
SuhuRateHold
(oC)(°15 )(5 )
1.
PenQerinQan 120605
2.
Pirolisa 1502002
3.
Auto Zero 15002
4.
Atomisasi 40024003
5.
Pembersihan190015002
Untuk Pembuatan Kurva Standar
Kalibrasi5), dilakukan dengan menggunakan
platform secara berurutan SRM NIST 1566 a.
ditimbang dengan berat tertentu sedemikian,
sehingga satu demi satu berat tersebut diatomisasiyang diawali melalui tahapan pengeringan dan
diakhiri dengan pembersihan dalam tungku grafit.
Setelah program pembersihan, maka kurvakalibrasi standar akan terlihat dilayar monitor yang
memberikan informasi slope, koefisien korelasi,standar deviasi serta karakteristik massa. Pada
proses pembersihan digunakan gas argon UHP (
Ultra High Pure ) yang tingkat kemurnian gas
mencapai 99,999 %. Dialirkannya gas argon ini
Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Juli 2007
Wisjachudin Faisal dan Samin ISSN 0216 - 3128 /03
adalah untuk mengusir asap dan gas yang timbulserta guna menghindari adanya peristiwakondensasi pada saat proses pemanasan berjalan.Asap dan gas buang selama instrument beroperasidiisap keluar oleh kipas angin penyedot udara (Exhause Fan ) yang dipasang tepat diatas tungkugrafit. Sedangkan untuk Penentuan Recovery,ditimbang euplikan SRM GBW 08301, dilakukanseeara "duplo", masing - masing diproses dalamtungku grafit, dan ditentukan kadar merkurinya,untuk penentuan konsentrasi euplikan, dilakukanpenimbangan euplikan sedimen seeara "duplo",masing-masing diproses dalam tungku grafit, danditentukan kadar merkurinya .
Ditimbang SRM NIST 1566 a berturutturut ( 0,228; 0,448; 0,473 dan 0,813 ng) sepertiberikut :
• Seeara berurutan SRM tertimbang dimasukkandalam tungku grafit dimulai yang paling ringan,kemudian di klik nm dan dilanjukan dengancontinue untuk SRM tertimbang berikutnya.
• Dieatat harga Slope ( S ), koefisien korelasi(R\ Standar Deviasi ( seO ) dan karakteristikmassa ( mO ) yang tertampil dari layar monitor.
Pengaktifan Sample menu
• K]ik icon sample table, ditulis b]anko platformdan nama SRM, diprogram s.d ]2 ka]ipengukuran.
• Ditulis nama eontoh.
• Ditimbang sekitar 0,] 00 mg sampai 0,700 mgeontoh, dimasukkan seeara berurutan kedalamtungku grafit, dan Run, di klik untuk B]ankoplatform serta dilanjutkan dengan continueuntuk eontoh.
• Klik print table untuk memperoleh hasil eontoh.• Penf!Ukuran contoh vang sarna se/an;utnva.
davat digunakan wogram rekalibrasi deneanSRM vane sarna.
FORMULAAx - Bo
Cx =BI
Cx = konsentrasi sampel (nglg)Ax = Absorbansi yang diukurBo = intersepBI = slope
FISH BONE
. preSiSi7;'--ihty , Cx,
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasi/ Absorbansi SRM /566a untukKurva Kalibrasi
Nama
Berat SRMMassaAbsor
(n~)(p~ )bansi
Blanko0,0000,00000,002
Standar-1
0,22814,640,474
Standar-2
0,44828,760,958
Standar-3
0,47330,371,029
Standar-4
0,81352,191,788
Dari Tabel 1. tersebut dapat dihitungpersamaan regresi liniemya seperti Tabel 2a dibawah ini :
Tabel 2a. Perhitungan Untuk Regresi Liniel7)
NoXiYiXi - Xr(Xi - xdYi - Yr(Yi - Yd«Xi-Xr)(Yi- Yr)
I00,002-25,192634,63686-0,84820,7194432421,3678544
2__ ]_'!'.2~_,_0,474_:JO,5~L.___UJ.'.~44?__-0,37620,14152644____3,<~§96§24_-_._- 3_1~..z§_0,9583,568____....J~'.nQ_~240,10780,01162084__ 0,3_~46304____
4.},Q}.?_ ....1,029-~-'~---__26,_~.'l§l!j____0,17880,03196944__ 9.12.258_~64,___
5
52,191,78826,998728,8920,93780,8794688425,318724:J
Juml
125,964,25101514,415901,78402885],966698
Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Juli 2007
104- ISSN 0216 - 3128 Wisjachudin Faisal dan Samin
Dari data Tabel 2a tersebut dapat dihitungharga Xrerata = 25,192, Yrerata = 0,8502, b=0,0343147, a =-0,014255, r = 0,9997735
Tabel 2b. Perhitungan Un/uk Regresi Linier
No.XiYiY"(Yi- YI\)2
1
00,002-0,0086950,0001144
211,,640,4740,4924620,0003408
-Lm?~'Z§ ... 0,9580,9758180,0003175
4m}QJT m..J&?~..,...._.1,Q1Q~~?,...,3,73\ E-06
5
52,191,7881,7778740,000 I025
Jmlh
125,964,2514,3031710,000879
SYIX = 0,000175792,
SB = 0,000175792,
YB = -0,008695182
Y = YB+3 SB = -0,008167806
LOD = 0,015405926.
Tabel3. Kadar Hg da/am SRM N/ST 1566a Hasi/Ana/isi/8)
NIST MassaKadar HgNo1566 a
(mg)
(pg)( ng/g )
1
0,3250 2],53366,257
2
0,2930 ] 9,48366,4933
0,3610 23,79865,922
40,3380 23,00]68,05 ]
5
0,4420 30,]5768,2286
0,4010 25,67263,253
7
0,5460 35,26464,585
8
0,]720 ]4,72865,489
9
0,2470 ]7,52667,758
]0
0,4090 25,67265,754
Rerata66,]8 ± 1,49
\,319
Tabel 4. Kadar Hg da/am Udang
No. Kadar Hg( Pw'g )I
68,0382
59,1943
71 ,2964
66,1995
62,8126
66,575.7
71,9708
69,6169
66,082to
66, \31Rerata
66,79 ± 3,82
Ketidakpastian pengukuran Hg dalam contohUdang :
I. Ketidakpastian baku penimbangan I SRM (darisertifikat menunjukkan ketidakpastian totalneraca adalah 0,0143 mg (sudah dikalikan 2) =
(0,0;43)2 +(~J = 0,47
2. Ketidakpastian baku penimbangan II contohUdang ( dari sertifikat menunjukkanketidakpastian total neraca adalah 0,0143 mg(sudah dikalikan 2) =
I )2 ( )2(0,0;43 + ~ = 1,21
3. HasH experimen kadar Hg dalam Udang 66,79± 3,82 nglg, maka harga ketidakpastian bakuexperimen = 11= 3,82/101/2 = 1,21 nglg
4. Data serifikat NIST 1566a menunjukkan kadarHg 64,2 ± 6,7 nglg, maka harga ketidakpastianbaku kemumian standar 11= (6,7)/2 = 3,25nglg.
5. Ketidakpastian baku presisi metoda (experimenstandar) 66,18 ± 1,49 ng/g , repeatibility =1,4911= 1,49/101/2 = 0,47 nglg
6. Ketidakpastian baku kurva kalibrasi 11=s21 b2,
dimana S2 = 0,0002694, b2 = (0,0343 I477i,sehingga harga 11=s21 b2 = 0,23
Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Juli 2007
Wisjachudin Faisaf dan Samin ISSN 0216 - 3128 105
Ild = 2 x Ilrel = 2,638
Kadar Hg dalam Udang : 66,79 ± 2, 63
Tabel 5. Kadar Hg dalam !kan
No. Kadar Hg( pglg )I
68,5902
72,7753
65,]424
79,7405
67,6496
59,3907
63,] 168
67,4609
57,54310
56,744Rerata
65,8]± 6,75
Ketidakpastian pengukuran Hg dalam contohUdang :
neraca adalah 0,0]43 mg (sudah dikalikan 2) =
(O,0~43r +(~J = 0,47
2. Ketidakpastian baku penimbangan III contoh]kan ( dari sertifikat menunjukkanketidakpastian total neraca adalah 0,0143 mg
. (sudah dikalikan 2)
I r ( r(0,0~43 + ~ = 2,13
3. Hasil experimen kadar Hg dalam Ikan 65,81±6,75 nglg, maka harga ketidakpastian bakuexperimen = Il = 6,75/101/2 = 2,13 ng/g
4. Data serifikat NIST 1566a menunjukkan kadarHg 64,2 ± 6,7 nglg, maka harga ketidakpastianbaku kemumian standar Il = (6,7)/2 = 3,25nglg.
5. Ketidakpastian baku presisi metoda (experimenstandar) 66,18 ± 1,49 nglg , repeatibility =1,49Il = 1,49/]01/2 = 0,47 ng/g
6. Ketidakpastian baku kurva kalibrasi "Il= s21 b2,dimana S2 = 0,0002694, b2 = (0,03431477)2,sehingga harga Il= s21b2= 0,23
I. Ketidakpastian baku penimbangan I SRM (dari
sertifikat menunjukkan ketidakpastian total .
_ J --. -- .--- . m • m __ m n
Ilrelatif- , , ,
(ppnb )/ + (ppnb )/1' + ,u ( !:!.!..) + ( ,up) + ( ,ucup ) + (pkkal )'cs lcsp lccup
= 2, 18] 8
Ild (ketidakpastian diperluas) = 2 x Ilrel = 4,3636Kadar Hg dalam Ikan: 65,81 ± 4,3636 nglg
J.ld = 2 x J.lre IDimana
J1S = Ketidakpastian baku standar SRM
cs = konsentrasi Hg dalam sertifikat SRMf.1P = Ketidakpastian baku percobaan standar
SRM
csp = Konsentrasi standar percobaan
f.JCup = Ketidakpastian baku cuplikan
ccup = Konsentrasi cuplikan
Jlkkal = Ketidakpastian kurva kalibrasi
f.1Pnb = Ketidakpastian baku penimbangan
Untuk menghitung tingkat akurasi dan Presisidigunakan rumus di bawah ini :
KS - HA
Akurasi = {100 - ( m X 100) }(6) %HA
64,2 -66,18= 100- (m m_m X 100) %
66,18KS = kadar Hg tercantum dalam sertifikat SRM
(ng Ig )
HA = kadar Hg hasil analisis ( ng I g )
SDPresisi = { 100 - ( m_ X 100) } %=
HA
Harga limit deteksidari persamaan regresi linier diatas (TabeI2b) = 0,0154 nglg
Setelah dihitung harga Presisi = 98,46 % dan hargaAkurasi = 97,0 %
Dari data di atas menunjukkan hargakandungan Hg dalam Udang dan Ikan masingmasing 66,79 ± 3,82 nglg dan 65,81± 6,75 ng/g
sedangkan harga ketidakpastian gabungan dari
Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 10 Juli 2007
106 ISSN 0216 - 3128 Wisjachudin Faisal dan Samin
cuplikan ikan lebih besar dari harga ketidakpastiangabungan dari cuplikan udang. Hargaketidakpastian diperluas dari cuplikan ikan =4,3636, sedangkan harga ketidakpastian diperluasdari cuplikan udang = 2,638. Hal ini disebabkankarena penyimpangan baku dari penentuan kadarHg dalam Ikan lebih besar dibanding hargapenyimpangan baku untuk Udang.
KESIMPULAN
8. Certificate or Certified Reference MaterialCertificate of NIST 1566a Oyster TissueCertificate of Analysis, Standard Washington,DC 20234, (1984)
TANYAJAWAB
Yusuf Nampira
- Mengapa ketidakpastian perlu dilakukan?
Wisyachudin
• Seperti diketahui ketidakpastian adalahmenentukan semua kesalahan yang diketahuimenjadi satu rentang tunggal. Dalam hal iniperlu diinventarisasi semua faktor yang dapatmemberi kontribusi kesalahan terhadap hasilakhir. Ketidakpastian ini dapat memberikangambaran penyimpangan pengukuran padaanalisis suatu unsur dengan metode tertentu
Dari hasil percobaan menunjukkan hargakandungan Hg dalam Udang dan Ikan masingmasing 66,79 ± 3,82 nglg dan 65,81± 6,75 nglgsedangkan harga ketidakpastian gabungan daricuplikan ikan lebih besar dari harga ketidakpastiangabungan dari cuplikan udang. Hargaketidakpastian diperluas dari cuplikan ikan =4,3636, sedangkan harga ketidakpastian diperluasdari cuplikan udang = 2,638. Harga presisi = 98,46% sedangkan harga akurasi = 97,0 % dan limitdeteksi = 0,0154 ng/g.
DAFTAR PUSTAKA
Budi Sulistyo
- Mengapa Hg dalam ikanditentukan kandungannyamenggunakan SS-AAS?
dan udang perludan mengapa
I. ZEISS, Atomic Absorption SpectrometerManual, 1994
2. BSN, Persyaratan Umum KompetensiLaboratorium Pengujian dan LaboratoriumKalibrasi, ISO/lEC 17025, edisi kedua 15-052005.
3. LYOY AC GT 2 Operating Instructions, GA093/6
4. THERMOY AC, GA 571/11Gauge Tubes andSensing Tube, Operating Instructi9ns
5. G.SCHLEMMER AND B. WELZ,FRESENIUS Z. Anal Chern ( 1987 ) 328: 405409
6. A.A. BROWN AT.AL. FRESENIUS Z. AnalChern ( 1987) 328: 354-358
7. J.C. MILLER AND J.N. MILLER, Statistic forAnalitical Chemistry, Ellis Horwood Limited,First published, 1984: 96 - 100
Wisyachudin
• Hg adalah unsur yang bersifat racun, apabiladikonsumsi manusia maupun makhluk hiduplainnya, untuk itu maka perlu diketahuiseberapa jauh ikan dan udang telahterkontaminasi oleh Hg karena lingkunganikan dan udang sangat boleh jadi telahtercemar oleh beberapa unsur yang berbahayadan bersifat racun salah satu diantaranyaadalah Hg. Apabila menggunakan F-AAS,maka kesalahan/ketidakpastiannya lebih rumitkarena beberapa harus diamati lebih banyakantara lain, volume larutan, pemipetan, faktorpengenceran , pengamatan absobansi dll.Sedangkan pada SS-AAS lebih sederhanaantara lain, neraca, kemumian sandar, kurvakalibrasi, presisi metoda serta repeatability.
Prosiding PPI - PDIPTN 2007Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BAT AN
Yogyakarta, 10 Juli 2007