Atom dan ion pada keadaan tereksitasi dengan lambat menuju keadaan dasar melalui emisi foton. Foton memiliki energi yang karakteristik yang
ditentukan oleh struktur tingkat energi terkuantisasi untuk atom atau ion. Dengan demikian panjang gelombang dari foton dapat digunakan untuk mengidentifikasi
unsur-unsur dari keadaan awal. Jumlah foton berbanding lurus dengan konsentrasi unsur yang ada pada sampel Hou, X. and Jones, B. T. 2000.
Instrumentasi yang terkait dengan sistem ICPOES relatif sederhana. Sebagian dari foton yang diemisikan oleh ICP dikumpulkan dengan sebuah lensa
atau cermin cekung. Optik pemokus ini memberi gambaran ICP pada jalur masuk perangkat penyaring panjang gelombang seperti monokromator. Panjang
gelombang partikel melewati sebuah monokromator yang akan diubah menjadi sinyal listrik oleh photodetektor. Sinyal diperkuat dan diproses oleh elektronik
detektor, kemudian ditampilkan dan disimpan oleh komputer Hou, X. and Jones, B. T. 2000.
2.5.2. Karakteristik ICP-OES
Keuntungan utama dari analisis menggunakan ICP dibanding dengan instrument yang menggunakan sumber eksitasi lainnya adalah kemampuannya untuk efisiensi
dan kebolehulangan pada penguapan, atomisasi, eksitasi, dan ionisasi untuk berbagai unsur dalam berbagai sampel yang berbeda. Hal ini terutama disebabkan
oleh suhu yang tinggi, 6000-7000 K pada ICP. Suhu ini jauh lebih tinggi dari suhu maksimum pada flame atau tungku 3300 K. Suhu yang tinggi pada ICP
membuatnya mampu untuk mengeksitasi unsur yang tahan terhadap panas, dan tahan terhadap interferensi Hou, X. and Jones, B. T. 2000.
Universitas Sumatera Utara
2.5.3. Instrumentasi ICP-OES
Representasi dan tampilan dari ICP-OES dapat dilihat dari gambar berikut:
Gambar 2.6. Komponen utama dan susunan dari peralatan Inductively
Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry .
1. Pemasukan Sampel
a. Nebulizer
Nebulizer adalah perangkat yang digunakan untuk mengkonversi cairan menjadi aerosol yang kemudian dialirkan ke plasma. Sistem pemasukan sampel yang ideal
untuk semua sampel pada plasma adalah kemampuan plasma untuk mensolvasi, vaporisasi, atomisasi atau ionisasi, dan eksitasi. Karena hanya tetesan kecil dalam
ICP yang dianalisa, kemampuan untuk menghasilkan tetesan kecil untuk berbagai sampel sangat menentukan kegunaan dari nebulizer pada ICP-OES. Banyak
perangkat yang dapat digunakan untuk memecah cairan menjadi aerosol, namun hanya dua yang dapat digunakan pada ICP, yaitu pneumatik force dan ultrasonic
mechanical force.
Universitas Sumatera Utara
b. Pompa
Pompa adalah perangkat yang digunakan untuk mengalirkan sampel larutan kedalam nebulizer. Dengan adanya pompa maka laju aliran konstan dan tidak
tergantung pada parameter larutan seperti viskositas dan tegangan permukaan larutan. Selain itu laju aliran dapat dikontrol dan memungkinkan washout lebih
cepat dari nebulizer dan ruang semprot.
c. Spray Chamber Tempat Penyemprot
Setelah sampel aerosol terdapat pada nebulizer, harus segera dialirkan pada torch sehingga dapat diinjeksikan ke dalam plasma. Karena hanya tetesan kecil aerosol
cocok untuk diinjeksikan ke dalam plasma, spray chamber ditempatkan antara nebulizer dan torch. Fungsi utama dari spray chamber adalah untuk
menghilangkan tetesan besar dari aerosol. Tujuan kedua dari spray chamber adalah untuk melancarkan keluaran pulsa yang terjadi selama nebulisasi, karena
spray chamber ikut memompa larutan.
d. Drains
Drains pada ICP berfungsi untuk membawa kelebihan sampel dari spray chamber menuju ke tempat pembuangan. Selain itu, system drains memberikan tekanan
balik yang dibutuhkan untuk memaksa aerosol pada nebulizer melalui aliran gas pada tungku injector tube kedalam plasma discharge. Jika sistem drains tidak
membuang habis sampel dan memungkinkan masih adanya gelembung, maka injeksi sampel kedalam plasma dapat terganggu dan menyebabkan gangguan pada
sinyal emisi.
Universitas Sumatera Utara
2. Penghasil Emisi a.
Torches Tungku
Dari spray chamber aerosol diinjeksikan melalui torch kedalam plasma yang akan terdesolvasi, menguap, teratomisasi, tereksitasi dan terionisasi oleh plasma. Torch
terdiri dari tiga tabung konsentrik, untuk aliran argon dan injeksi aerosol. Tiga tabung itu terdiri dari plasma flow, auxiliary flow dan nebulizer flow.
b. Radio Frequency Generator.
Radio frequency RF generator adalah peralatan yang menyediakan daya untuk pembangkit dan pemeliharaan debit plasma. Daya ini biasanya berkisar antara 700
sampai 1.500 watt, yang ditransfer ke gas plasma melalui kumparan yang terdapat pada sekitar bagian atas torch. Kumparan, yang bertindak sebagai antena untuk
mentransfer daya RF ke plasma, biasanya terbuat dari pipa tembaga dan didinginkan oleh air atau gas selama operasi.
3. Pengumpulan dan Pendeteksian Emisi. a.
Optik
Radiasi biasanya dikumpulkan oleh fokus optik seperti lensa cembung atau cermin cekung. Optik ini bersifat mengumpulkan sinar, sehingga sinar difokuskan
menuju celah pada monokromator atau polikromator.
b. Monokromator
Monokromator digunakan untuk memisahkan garis emisi sesuai dengan panjang gelombangnya. Monokromator digunakan dalam analisa multi unsur dengan cara
memindai cepat dari satu garis emisi ke garis emisi lainnya. Kisi difraksi merupakan inti dari spectrometer, kisi memecah cahaya putih menjadi beberapa
panjang gelombang yang berbeda. Untuk menganalisa multi unsur secara simultan dapat digunakan polikromator.
Universitas Sumatera Utara
c. Detektor
Detektor digunakan untuk mengukur intensitas garis emisi setelah garis emisi dipisahkan oleh monokromatorpolikromator. Jenis deteiktor yang paling banyak
digunakan pada ICP-OES adalah tabung photomultiplier PMT.
4. Pemrosesan Sinyal dan Instrumen Kontrol a.
Pemrosesan Sinyal
Setelah emisi dideteksi oleh detector PMT, maka arus anoda PMT dapat dikonversi, yang mewakili intensitas emisi menjadi sinyal tegangan yang diubah
menjadi informasi digital. Informasi digital inilah yang mewakili intensitas emisi relative atau konsentrasi dari sampel.
b. Komputer dan Processor
Komputer digunakan sebagai instrument untuk mengontrol, memanipulasi dan mengumpulkan data analisis. Pada komputer kita dapat memilih parameter operasi
yang tepat untuk analisis seperti panjang gelombang, tegangan PMT, mengkoreksi background pengukuran dan konsentrasi larutan standar. Kemampuan untuk
melihat data spectral pengukuran dengan waktu analisis yang sangat cepat merupakan tujuan utama penggunaan computer dalam setiap instrumentasi Boss,
C. B. and Freeden, K. J. 1997.
2.6. Spektrofotometri Serapan Atom. 2.6.1. Prinsip Dasar Spektrofotometri Serapan Atom
