Bab II Spektrofotometri Serapan Atom Aas [PDF]

Citation preview

ATOMIC ABSORPTIONSPECTROSCOPY (AAS) SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM (SSA)



BAB II



TEORI 











Atomic absorption spectroscopy (AA or AAS) is one of the commonest instrumental methods for analyzing for metals and some metalloids.  Metal/Logam : Al. Ba, Cr, Hg, K, Mn, Ni, Sr, Zn  Metalloids : Sb, As, Se, dan Te Metode analisis kuantitatif yang didasarkan pada penyerapan/absorpsi radiasi (sinar) oleh atom Akibat absorpsi :  Transisi elektron dari ground state ke excited state



Transisi Energi yang diserap sesuai dengan perbedaan energi transisi dari GS ke ES



+ e A



E



hv +



e



hv



Prinsip dalam AAS 



Proses :   



Atomisasi Penyerapan/absorpsi energi Deteksi energi yang diabsorp



Instrumentasi 



Susunan komponen utama



Sumber sinar Lampu Katoda Cekung (Hollow cathode lamp)



Unit atomisasi Nyala (Flame)



Tanpa Nyala (Flameless)



Detektor



Alat AAS



Susunan Instrumen Flame AAS



Sumber sinar



Unit atomisasi



Detektor



Fungsi masing-masing komponen alat 



1. Sumber Sinar/Radiasi 







Didesain setiap lampu hanya untuk satu jenis unsur yang sesuai (Lampu Na  analisis Na) The hollow cathode lamp (HCL) or electrodeless lamps (EDL)



Sumber radiasi 



Lampu katode cekung Gas Argon



Cara kerja 



Saat arus dialirkan ke dalam lampu, atom-atom gas argon terionisasi dan menghasilkan energi kinetik : 



Ar  Ar+ + e + Ek







Ek yang besar menghasilkan pelepasan atom-atom dari katoda (M) = sputtering







Atom-atom tereksitasi kemudian relaksasi sambil emisi energi (cahaya)  keluar tabung  mengenai sampel



M  M* + hv



Optimasi arus pada lampu HCL Arus >  sensitivitas tinggi  Arus >>>  banyak atom katode yang tereksitasi  emisi tinggi  diserap oleh atom yang tak tereksitasi (self absorption) sensitivitas turun 







2. Unit Pengatoman : 







Tempat pembentukan atom logam dari ion yang terlarut (larutan) Jenis : Flame  Flameless 



  



Hidrida Pembentukan uap dingin (Cold Vapor-generation) Tungku grafit







Flame AAS :



Atomisasi : larutan sampel diaspirasikan ke dalam nebulizer dengan adanya gas pembakar dan oksidan sehingga terbentuk aerosol



Fungsi api 











Destroy any analyte ions and breakdown complexes Create atoms (the elemental form) of the element of interest i.e.Fe0, Cu0, Zn0, etc.



Temperature nyala 



Tergantung pada kombinasi oksidan dan bahan bakar







Bahan bakar : 







Asetilen, gas alam, hidrogen



Oksidan : 



Udara/oksigen , N2O



Bahan



Oksidan



Suhu



nyala



bakar Gas asetilen



O2 udara



(oC) 2125-2400



(C2H2) Gas



O2 udara



2000-2050



hydrogen (H2) Gas alam Metana Gas asetilen (C2H2)



O2 udara O2 udara Nitrooksid a (N2O)



1700-1900 1875 2600-2800







Proses dalam nyala M+ + A-



Solution



Nebulization M+ + A-



Aerosol



Desolvation MA



Solid



Liquefaction MA



Liquid



Vaporization MA



Gas



Atomization



Gas



Mo + Ao Excitation M* Ionization



M+ + e-



Gas Gas



3. Specific light measurement - Includes several components:



a) a monochromator to disperse several wavelength of lights that are emitted from the light source to isolate a particular line of interest, b) a detector to produce an electrical current that is dependent on the light intensity. This electrical current is amplified and processed by the instrument electronics to produce a signal, which is a measure of the light attenuation occurring in the sample cell and, c) this signal is further processed to generate an instrument readout in concentration units.



Dasar Analisis Kuantitatif 



Hukum Beer : 











Jika Io dilewatkan larutan dengan konsentrasi C maka intensitas berkurang menjadi It yang sebanding dengan C Io/It = k. C



Hukum Lambert-Beer 



Jika Io dilewatkan larutan setebal b maka intensitas berkurang menjadi It yang sebanding dengan b Io/It = k.b



Hukum Lambert -Beer 



Io/It = e







ln Io/It = k.b.C log Io/It = k/2,303 .b C = abC







   



kbC



It/Io x 100 % = T % log Io/It = log I/T = A jadi A = abC = b. C



Validitas A = a b C   



 



Untuk absorpsi Untuk konsentrasi yang relatif rendah Konsentrasi besar : terjadi interaksi antara analit sehingga mengurangi absorpsi radiasi  penyimpangan Kesalahan minimal : 







C



A = 0,44 atau 0.2-0.8



sangat kecil A terlalu kecil  It dan Io hampir sama kesalahan besar



Aplikasi hukum Lambert Beer 



Membandingkan A standar dengan A sampel :   



Standar tunggal Deret standar  Kurva standar Adisi standar



Kurva Standar  As : absorbansi larutan standar Cs : konsentrasi larutan standar Ax : absorbansi larutan sampel Cx : konsentrasi larutan sampel



As Ax



Cx



Cs



Adisi standar Larutan standar + larutan sampel  vol akhir dibuat sama (mis 10 V ml) Lar Vol lar Absorbans







stand



sampel



i total



0



2



A1



1



2



A2



2



2



A3



3



2



A4



4



2



A5



Sensitivitas dan batas deteksi 







Sensitivitas : konsentrasi analit yang dapat mengadsorpsi radiasi sedemikian rupa sehingga memberikan A = 0,0044 Batas deteksi : konsentrasi terendah dari suatu analit yang memberikan signal 2 x base line



Gangguan :Spektrum dan Kimia 



Spektrum :







Spektra analit overlap dengan spektra pengganggu, karena spektrum absorpsi pengganggu berdekatan dengan spektrum absorpsi analit (