AAS DAN TEORI DAN DASAR

Collected By : Martua H.Saragih, S.Si

TEORI TENTANG AAS
Untuk blog ku yang pertama aku ingin share tentang yang namanya analisis menggunakan AAS

TEORI DASAR

1.1 Pendahuluan
Bila suatu sinar yang berasal dari sumber cahaya dikenakan pada atom, maka atom itu akan
menyerap energi cahaya itu. Akibatnya elektron pada atom itu akan berpindah dari keadaan awal
(sebelum mengabsorp cahaya) kekeadaan eksitasi, dan kembalinya elektron dari keadaan eksitasi
kekeadaan awal disebut emisi.
Jadi pada absorpsi cahaya oleh atom akan menghasilkan dua peristiwa, yaitu peristiwa
absorpsi atom dan proses emisi atom.
Absorpsi atom adalah proses absorpsi dari cahaya pada panjang gelombang spesifik oleh
atom-atom dari suatu unsur.
Proses ini terjadi bila larutan sampel dibakar didalam nyala (flame) atau dipanaskan didalam
tabung.

1.2 Pengertian ground state dan excited state
Tiap atom terdiri dari nuklida yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh electron-elektron

yang bergerak bebas mengelilingi nuklida itu. Jumlah muatan positif sama dengan muatan
negatifnya.

------------------------------------- E O
Energi

------------------------------------------------------------------------ -

------------------------------------- E 3
------------------------------------- E 2
------------------------------------- E 1

Tingkat keadaan dasar
------------------------------------- E 0
( Ground state level )
Gambar : Diagram tingkat energi atom
Tiap elektron dalam tiap atom menempati tingkat energi (energi level) tertentu. Tingkat energi
dari tiap elektron dalam atom berbeda-beda. Pada umunya tingkat energi ini diberi simbol E.
Elektron dalam keadaan diam menempati tingkat energi E0, disebut tingkat keadaan dasar.
Apabila elektron mempunyai tingkat energi E, ini berarti bahwa elektron itu mempunyai energi

yang cukup untuk memecah atom-atom sehingga terjadi ionisasi.
Elektron dapat berpindah dari tingkat energi dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi, misalnya
dari E0 ke E1, peristiwa ini disebut elektron tereksitasi atau atom tereksitasi. Elektron pada
keadaan tereksitasi menempati tingkat energi E1, disebut tingkat keadaan tereksitasi.
------------------- E1
---------0-------- E0
Ground state

-----------0--------- E1
---------------------- E0
Excited state

Gambar : Eksitasi electron dari E0 ke E1
Untuk atom yang tak tereksitasi, tiap elektron tetap berada pada tingkat energi dasar. Sedang
atom yang tereksitasi, satu elektron atau lebih dapat berpindah ketingkat energi pertama ( E1 )
atau ketingkat energi yang lebih tinggi lagi. Hal ini dapat terjadi bila atom itu mengabsorp
energi. Energi itu dapat berupa foton atau panas.
Dengan menyerap energi sebesar E dimana E = E1 – E0 maka terjadi loncatan elektron dari
keadaan dasar kekeadaan eksitasi. Dengan kata lain bahwa energi yang diperlukan untuk eksitasi
dari E0 ke E1 sebesar E0 atau E1, sehingga panjang gelombang cahaya dapat ditentukan dengan

rumus :

Dimana :
E = Energi, Joule (J)



h

= Konstanta Planck, 6.62 x 10 –34 J/detik

c

= Kecepatan cahaya, 3.0 x 1010 cm/detik

= Panjang gelombang, cm
Unsur-unsur logam dan semi logam agar dapat mengadakan eksitasi diperlukan enrgi cahaya
dengan panjang gelombang 190 ~ 900 nm

1.3 Absorpsi dan Emisi

1.3.1

Absorpsi Atom
Proses absorpsi atom dapat digambarkan sebagai berikut :
------------------

+
---------0---------

Energi cahaya

-----------0--------------------->
Eksitasi

------------------------

Tingkat dasar atom

Tingkat eksitasi atom

Atom dalam keadaan tingkat dasar menyerap energi cahaya pada panjang gelombang spesifik,
mengadakan eksitasi masuk keadaan tingkat eksitasi. Makin banyak atom yang dilalui energi
cahaya yang diserap, secara kuantitatif dapat diukur pula kandungan suatu unsur yang hendak
ditetapkan, tiap-tiap unsur mempunyai sumber cahaya dan panjang gelombang yang spesifik
artinya satu terhadap yang lain tidak sama.
1.3.2

Emisi Atom
Elektron menempati tingkat keadaan eksitasi dalam waktu yang singkat sekali, yaitu kirakira 10-9 detik, kemudian kembali kekeadaan dasar. Kembalinya elektron dari keaadaan eksitasi
kekeadaan dasar disebut “Emisi atom”
Proses emisi atom dapat digambarkan sebagai berikut :
------------------

+
---------0---------

Energi cahaya

----------->
Eksitasi

------------------------

Tingkat dasar atom

---------0---------------------------

-----------0-----------

Tingkat eksitasi atom

--------------------------------->
Emisi

+
------------0-----------



Tingkat eksitasi atom

Tingkat dasar atom

Energi cahaya

Atom menyerap energi panas untuk mengadakan eksitasi. Energi panas dapat berupa nyala
(flame) atau plasma. Keaadaan tingkat eksitasi merupakan keadaan yang paling tidak stabil,
sehingga secara spontan atom-atom kembali kekeadaan dasar dan melepaskan cahaya,
dinyatakan sebagai spektrum emisi.
Spektrum emisi suatu atom terdiri dari kumpulan panjang gelombang emisi disebut garis emisi.
Panjang gelombang yang dipancarkan oleh tiap unsur adalah spesifik dan dapat diukur
intensitasnya.
1.3.3

Perbedaan Absorpsi atom dan emisi atom
Perbedaan dasar antara absorpsi atom dan emisi atom adalah terletak pada :
a. Fungsi flame
b. Garis spektrum
c. Sumber energi
Fungsi Flame

- Pada absorpsi atom, fungsi dari flame hanya untuk mengubah aerosol larutan sampel menjadi
uap atomik kemudian atom-atom ini menyerap cahaya dari sumber cahaya (Hallow Cathode
Lamp)
- Pada emisi atom, flame mempunyai dua fungsi kegunaan yaitu : (1) Mengubah dari bentuk
aerosol menjadi uap atomik dan (2) Panas digunakan oleh atom untuk eksitasi. Bila atom-atom
kembali kekeadaan tingkat dasar, atom-atom itu melepaskan cahaya, yang kemudian dideteksi
oleh alat. Intensitas cahaya yang dilepaskan sebanding dengan konsentrasi unsur dalam larutan.
Garis Spektrum
- Pada absorpsi atom, garis spectrum yang terdeteksi berasal dari absorpsi energi yang dilakukan
oleh atom-atom yang tak tereksitasi
- Pada emisi atom, garis spektrum yang terdeteksi berasal dari radiasi yang dipancarkan oleh
atom-atom yang tereksitasi
Sumber Energi.
a) Peralatan Absorpsi atom
Sumber energi --- flame ----- monokromator ---- Detektor ---- Amplifier ---- Rekorder
Sample
b) Peralatan Emisi atom
Flame --- Monokromator --- Detektor ---- Amplifier ---- Rekorder

Sample

1.4 Unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan AAS.

Pada prinsipnya secara teoritis, semua unsur dapat dianalisis dengan cara spektrofotometri
serapan atom.
Hal ini bergantung pada :
a)

Ada/tidaknya lampu HCl (Hollow Cathode Lamp) yang dapat menghasilkan cahaya dengan
gelombang sesuai dengan garis spectrum dari unsur yang dianalisis.

b) Unsur yang dianalisis yang terikat pada molekul dapat/tidak diubah menjadi atom-atom bebas
dengan nyala (flame) yang digunakan.
Dengan metode analisis ini, sampai saat sekarang terdapat 60 ~ 70 jenis atom unsur yang dapat
dianalisis. Untuk unsur yang mempunyai garis spectrum diluar range 190 – 900 nm belum dapat
dianalisis dengan metode AAS. Termasuk unsur-unsur gas mulia, halogen serta C, H, O, N, S
unsur-unsur tanah jarang (kecuali Ce & Th). Dari unsur-unsur ini yang paling pendek panjang
gelombangnya yaitu As 193,7 nm sedang cs adalah unsur yang paling tinggi panjang
gelombangnya yaitu 852,1 nm. Molekul-molekul yang sukar diuraikan atau yang dengan cepat
berubah menjadi oksida, maka senyawa tersebut sangant sulit ditetapkan dengan AAS. Senyawasenyawa itu adalah unsur-unsur peralihan.

1.5 Hubungan antara absorpsi atom dan konsentrasi
Hubungan diantara nilai serapan atom (Abs) dengan kepekatan (kosentrasi) dapat dilihat dari
persamaan Beer-lambert berikut ini :
A = abc
A = - log T
A = Log Io/I1
Io/I1 = 1/T
A = Log 1/T
A= Log Io/I1 = abc atau
A = Io/I1 = 10-abc
I1 = Io.10abc
Io = I1.10-abc
Dimana :
A = Serapan atom
Io = Intensitas awal

I1 = Intensitas akhir
‘a = Intensitas molar]
‘b = Tinggi tungku pembakar

‘c = Konsentrasi atom
dari hokum Beer-lambert dapat dibuat grafik kalibrasi antara nilai serapan atom melawan
konsentrasi sample. Kepekatan sample yang terlalu tinggi atau rendah akan menyebabkan
penyimpangan terhadap hokum beer-lambert tersebut.

PERALATAN ABSORPSI ATOM

2.1 Pendahuluan.
Konfigurasi dasar terdiri dari 5 (lima) system, yaitu system emisi, system absorpsi, system
seleksi, system deteksi, dan system pencatat hasil, yang masing-masing system mempunyai
fungsi yang berbeda.
Antara sistem yang satu dengan yang lainnya terdapat hubungan, sehingga kelima sistem itu
merupakan satu kesatuan sebagai komponen peralatan.

2.2 Spektrophotometer Serapan Atom
Peralatan terdiri dari 5 (lima) komponen dasar :
a) Sumber cahaya
Berupa lampu yang memencarkan spektrum dari unsur yang akan dianalisis.
b) Atomizer Unit
Berfungsi sebagai penghasil atom-atom bebas dari unsur yang dianalisis (berasal dari sampel)
c) Monokromator
Berfungsi untuk memisahkan sinar hingga diperoleh panjang gelombang yang monokromatis
d) Detektor
Berfungsi untuk mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik dan seterusnya sinyal listrik ini
oleh sinyal processing system diubah menjadi suatu bentuk yang mudah dibaca rekorder
e) Rekorder
Berfungsi untuk mencatat hasil, dengan sistem digital ataupun analog

2.2.1. Sumber Cahaya
Sumber cahaya ini memancarkan garis-garis spectra dari unsur yang hendak dianalisis.
Karena sumber cahaya mempunyai intensitas yang tinggi, maka dari itu absorpsi atom
merupakan teknik analisis yang specific :
Sumber cahaya pada absorpsi atom berupa :
a) Hollow cathode Lamp (HCL)
b) Electrodeless Discharge Lamp (EDL)
a) Hollow cathode Lamp (HCL)
Berupa tabung, yang didalamnya terdapat katoda dan anoda. Katoda dari lampu HCl
berbentuk silinder berongga, dibuat dari unsur yang sesuai dengan unsur yang dianalisis, atau
logam lain yang permukaannya dilapisi dengan unsur yang sama dengan unsur yang akan
dianalisis, Anodanya terbuat dari Tungsten atau Nikel, Tabung lampu HCL berisi gas neon atau
Argon.
b) Electrodeless Discharge Lamp (EDL)
Bila dibandingkan dengan HCL, EDL mempunyai energi cahaya keluar yang lebih tinggi dan
mempunyai umur yang lebih panjang. Untuk unsur-unsur tertentu, penggunaan EDL akan
menaikan sensitifitas dan limit deteksi yang rendah.

2.2.2 Atomizer Unit
Unit ini terdiri dari :
a.

Burner

b. Nyala (Flame), dihasilkan dari gas baker (fuel), gas oksidan dan penyulut api (igniter)
c.

Nebulizer, untuk mengkabutkan larutan sampel atau larutan standar hingga diperoleh bentuk
aerosol

d. Pipa Kapiler, untuk menyedot larutan sampel / larutan standar
Prosedure dimana atom-atom logam gas dihasilkan dalam nyala (atom-atom tereksitasi),
dapatlah diringkas sebagai berikut. Bila suatu larutan yang mengandung senyawa yang cocok
dari logam yang akan diselidiki itu dihembus kedalam nyala, terjadilah peristiwa berikut secara
cepat :
1) Pengisatan pelarut yang meninggalkan residu padat
2) Penguapan zat padat dengan disosiasi menjadi atom-atom penyusunnya yang mula-mula akan
berada dalam keadaan dasar
3) Beberapa atom dapat tereksitasi oleh energi termal (dari) nyala ketingkatan-tingkatan energi
yang lebih tinggi, dan mencapai kondisi dalam mana mereka akan memancarkan energi.

Proses- proses ini dipaparkan secara diagram sbb :

M+ X MX
Larut an

M+ X-

MX
Kabut

Padat an

Gas
Disosiasi

M. ( gas)
( em isi nyala)

M

( gas)

+ X

( gas)

2.2.2.1 Burner
(a) Macam-macam burner
Ada 2 macam burner, yaitu :
1). Pre-mix type laminar flow burner
2) Total consumption burner

(1) Pre-mix Type laminar Flow Burner
Burner ini digunakan untuk flame dari udara-asetilene, Nitrous-asetilen, udara-hidrogen,
Burner ini dibedakan atas burner headnya yaitu panjang slot 5 cm (digunakan untuk flame
Nitrous-asetilen) dan slot 10 cm (digunakan untuk flame udara-asetilene, Udara-Hidrogen dan
argon-hidrogen) dengan lebar yang sama yaitu 0.5 mm.
Tinggi burner, posisi burner, serta rotation burner memberikan kontribusi dalam membetuk
kondisi optimum burner.
(2) Total Consumption Burner
Burner ini digunakan untuk flame hydrogen-udara, tidak mempunyai atomizer chamber dan
semua larutan sample habis dipompakan dari nebulizer kedalam flame. Disebut total
consumption karena semua larutan sampel habis terkomsumsikan.
Jenis sampel yang sering dianalisis dengan metode ini adalah :
a) sampel-sampel yang mempunyai viscositas yang sangat tinggi

b) Analisis logam dalam senyawaan organic mempunyai volatilitas tinggi
2.2.2.2 Nyala (flame)
Nyala flame dihasilkan dari campuran bahan bakar dan gas oksidan yang disulut dengan
korek api (igniter). Umumnya campuran gas bakar dan gas oksidan yang digunakan pada AAS
adalah :
a) Udara-Asetilen
Flame ini dapat digunakan untuk analisis sebanyak kira-kira 35 unsur, dengan temperature 2300
0

C

b) Nitrous-Asetilen
Flame ini mempunyai temperature maksimum kira-kira 2900 0C dan digunakan untuk penetapan
unsur-unsur yang dapat membentuk oksida refraktori.
c) Udara-Hidrogen
Flame ini digunakan untuk analisis logam-logam alkali yaitu Cs, Rb, K dan Na yang temperature
rendah dapat menurunkan/mengurang terjadinya gangguan ionisasi.
d) Argon-Hydrogen
Flame ini digunakan untuk penetapan As dan Se, karena temperature flamenya sangat rendah,
maka dapat meniadakn gangguan kimia dan gangguan matrik

2.2.2.3 Nebulizer Dan Spray Chamber
Gas bakar dan gas oksidan dialirkan menuju burner dan tempat masuk inlet yang berbeda.
Gas bakar masuk lewat spray chamber dan gas oksidan masuk lewat nebulizer. Gas oksidan yang
bertekanan mengalir melalui venture dengan kecepatan alir tinggi (4,5 – 5,5 Liter/menit)
(a) Proses pengkabutan larutan sampel / standar
Yang dimaksud dengan proses pengkabutan adalah proses pengubahan dari bentuk larutan
menjadi bentuk aerosol (kabut). Karena kecepatan alir gas oksidan tinggi, menyebabkan tekanan
turun, sehingga larutan sampel/standar terhisap mengalir melalui pipa kapiler dengan kecepatan
4 – 6 liter/menit. Karena bercampur dengan gas oksidan yang bergerak sangat cepat, maka
larutan ini berubah bentuknya menjadi butiran-butiran cairan. Butiran-butiran cairan ini akan
menumbuk disperser yang dipasang pada ujung spray chamber, sehingga butiran-butiran itu
pecah menghasilkan butiran-butiran yang sangat halus yaitu berpua kabut, sedang butiran-butiran
yang besar akan mengendap dan dibuang melalui saluran pembuangan yang terdapat dibagian

bawah sparay chamber. Butiran-butiran halus sampel/standar yang homogen masuk kedalam
nyala dan diubah menjadi atom-atom bebas.

2.2.3

Monokhromator
Monokhromator adalah suatu alat optic, digunakan untuk memisahkan panjang gelombang yang
diinginkan yang berasal dari sumber cahaya. Dengan monokromator akan dihasilkan satu
spectrum cahaya lampu HCL.
Monokromator terdiri dari :

a.

Celah (Slit)

b. Lensa / Cermin
c.

2.2.4

Elemen pendispersi, yang berupa prisma atau kisi difraksi.

Detektor
Detektor adalah suatu sistem yang fungsinya untuk mengukur intensitas cahaya yang
ditransmisikan oleh atom-atom sampel Detektor mengubah sinyal cahaya yang ditransmisikan
menjadi sinyal listrik, yang selanjutnya diperbesar oleh amplifier dan kemudian dikirim ke
rekorder untuk dicatat hasilnya

2.2.5

Rekorder
Rekorder adalah alat pencatat hasil. Alat ini dapat berupa manual atau digital. Umumnya AAS
sekarang yang banyak digunakan dilengkapi dengan integrator yaitu alat penghitung dan juga
printer yaitu alat perekam hasil.

2.3

Prosedur Kerja Peralatan AAS
Sebelum analisis logam dengan AAS dilakukan, terlebih dahulu pengaturan kondisi operasi alat
sehingga diperoleh kondisi analisis yang optimum.
Secara garis besar langkah-langkah kerka berikut dibawah ini
A. Pemeriksaan Instrumen dan perlengkapannya

1) Periksa dan pastikan drain pot terisi air destilat.

2) Periksa dan pastikan koneksi antara tiap-tiap unit instrumen ( Unit utama AAS, PC dan Printer )
terhubung dengan benar .
3) Periksa apakah pembakar ( burner ) sudah terpasang sesuai dengan Standar Pemakaian Burner
untuk Analisis dengan AAS Hitachi Z-5000. Bila burner belum terpasang, lakukan pemasangan
salah satu burner tersebut sesuai dengan Prosedur pemasangan burner pada Manual Maintenance
of AAS Hitachi Z-5000.
4)

Pastikan pipa gas, pipa air pendingin yang terhubung ke unit utama AAS terhubung dalam
keadaan baik dan aman.

5)

Periksa dan pastikan banyaknya gas di tabung gas ( terukur sebagai tekanan ) yang akan
digunakan sudah mencukupi .

6) Periksa dan pastikan kertas pencetak sudah tersedia pada Printer.

B. Persiapan Operasi
1. Pemasangan Lampu Katoda:
Buka pintu penutup ( Cover ) ruang lampu katoda dan pasang lampu pada dudukan (
Socket ) sesuai dengan pemakaian yang diinginkan.
2. Penyiapan Gas:
1) Siapkan gas bahan bakar ( fuel ) dan gas pembakar ( oxydant ) yang akan digunakan sesuai
dengan Standard Pemakaian Gas Bahan Bakar dan Oksidan terhadap Elemen Analisis dengan
AAS Hitachi Z-5000.
2) Alirkan gas bahan bakar dan gas pembakar dengan membuka kran regulator primer di ruang
tabung gas . Jika gas pembakar yang digunakan adalah udara dari Kompresor, hidupkan Power
Compressor-nya.
3. Set tekanan gas pada regulator sekunder sebagai berikut :
Jenis Gas

Tekanan Regulator sekunder

Asetilen ( C2H2 )

90

kPa ( ± 0.9 kgf / cm2 )

Hidrogen ( H2 )

100

kPa ( ± 1.0 kgf / cm2 )

Dinitrogen Oksida ( N2O )

400

kPa ( ± 4.1 kgf / cm2 )

Argon Ar

500

kPa ( ± 5.1 kgf / cm2 )

Udara

500 kPa ( ± 5.1 kPa / cm2 )

4. Hidupkan sistem pengisap gas buangan ( Exhausting Duct )

C. Mengaktifkan Instrumen
Power Instrumen diaktifkan dengan langkah kerja sebagai berikut :
1) Hidupkan Power Switch dari unit utama AAS dan biarkan selama 25 detik.
2)

Hidupkan ( On-kan ) unit PC dan Printer. Monitor PC akan menampilkan beberapa icon
program.

D. Mengaktifkan Perangkat Lunak ( Software )
1. Memulai Aplikasi AAS
1) Klik dua kali icon “ AA Spectrophotometer “

pada layar monitor.

2) Pastikan aplikasi AAS sudah dimulai dengan munculnya tampilan monitor aplikasi AAS
Spectrophotometer .
2. Pastikan Status Aplikasi AAS sudah On-line ke unit utama AAS dengan melihat apakah layar
monitor memperlihatkan tombol toolbox On-line pada bagian kiri bawah monitor. Apabila
tombol toolbox tersebut masih ada, klik tombol tersebut untuk meng-Online-kan .
3. Perangkat lunak siap digunakan untuk mengontrol proses pengukuran

( analisis ).

TEKNIK ANALISIS

3.1 Teknik Pembentukan Uap
Teknik pembentukan uap (vapor generation) merupakan salah satu teknik didalam AAS,
yaitu untuk unsur-unsur yang kurang memberikan sensitivitas, yang tidak dapat dicapai dengan
menggunakan flame atomisasi,
Jadi teknik ini bertujuan untuk memperbesar sensitivitas.
Ada 2 macam teknik pembentukan uap, yaitu :
a. Pembentukan uap Hidrida
b. Pembentukan uap Merkuri
3.1.1 Pembentukan uap hidrida
Teknik analisis dengan sistem pembentukan uap hidrida, digunakan untuk analisis unsur-unsur :
As, Se, Bi, Ge, Sb, Te dan Hg.
Sejumlah unsur-unsur seperti disebutkan itu, diubah menjadi uap hydrida (senyawa hidrida yang
volatile) yaitu dengan menambahkan larutan Natrium Borohydrat (NaBH4) dalam suasana asam.
Atau dapat pula digunakan logam Zn dengan asam sulfat.

Sampel akan bereaksi dengan hydrogen membentuk gas Hydrida pada Reaction Coil, gas
hydrida yang terbentuk akan dibawa oleh gas argon ke
AAS untuk atomisasi atom-atom oleh
energi panas dengan temperatur 1000 0C, setelah atomisasi element tersebut akan diukur nilainya
secara kuantitatif dengan metode spectrofotometer. Uap hydrida ini sangat volatil (mudah
menguap), mudah terbakar dan beracun.
Diagram alir unt uk alat t ersebut adalah sebagai berikut :
At om ic Absorpt ion

HFS- 3

Pom pa

Spect ropot om et er

React ion Coil

NaBH4

Gas Argon

Wast e drain
Pressure Swit ch

Pressur e regulat or

Separat or
Flow Cont rol Valve

Over
Flowdrain

Reaksi :
a) Reduksi dengan NaBH4
6BH4- + As+++ -----------> 3BH2H6 + AsH3
Diboran
B2H6 + 6H2O -------------> 2H3BO3 + 6H2
2AsH3 + Panas -------------> 2As + 3H2
3.1.2 Pembentukan uap Merkuri
Alat instrument ini berfungsi khusus untuk menganalisa Raksa (Hg) Baik sampel yang
berupa padatan, cairan, serta gas yang terkandung pada material.
Prinsip kerja dari alat ini yaitu adanya penambahan pereaksi seperti H2SO4 dan HNO3 untuk
menghilangkan adanya ion-ion penganggu lalu sampel direduksi dengan pengoksidasi KmnO4

dalam suasana asam, setelah sampel mengalami reduksi ion-ion permanganat yang tinggal
dihilangkan dengan menambahkan ammonium peroksodisulfat lalu sampel ditambah dengan
SnCl2 untuk melepaskan gas Hg, gas Hg yang lepas dari sampel didorong oleh pompa ke alat
AAS Z-5000 untuk diukur secara kuantitatif nilai logam Hg yang terkandung didalam sampel.
Dikenal ada 2 sistem sel gas, yaitu sistem terbuka (ujung terbuka) dan sistem tertutup (sirkulasi).
Pada sistem ujung terbuka, setelah pengukuran selesai, uap merkuri dibuang ke udara bebas.
Sedang pada sistem sirkulasi, pengukuran dapat dilakukan berulang-ulang kali sampai diperoleh
pengukuran maksimum, baru kemudian uap dibuang.
Pada sistem terbuka umumnya kurang sensitif dan akurasinya dipengaruhi oleh aliran udara dan
faktor pengenceran udara.
3.1.3 Interferensi-interferensi pada photometry serapan atom disebabkan oleh :
1. Tumpang tindih resonansi garis penyerapan dari objek unsur dan unsur yang ada
2. penyerapan molekular
3. pemendaran cahaya
4. sinar emisi dari atomizer
5. tidak tercukupinya resolusi di monokromator
Pengaruh b dan c dihasilkan dari asap atau uap molekuler dari keberadaan zat yang terbentuk
bersama dengan penguapan atom dari objek unsur. Yang disebut background absorption.
Gangguan ini terjadi etika analisa secara langsung larutan sampel yang mengandung zat-zat
organik, seperti garam dan asam.
Untuk item d terjadi secara nyata dengan pembakar nitous oxide-asetilen.
Untuk item a terjadi karna adanya garis resonansi yang bertumpang tindih antara unsur yang
dianalisa dengan unsur lain pada larutan tersebut atau tidak dapat dipisahkannya dengan
monokromator garis resonansi tersebut.

PREPARASI SAMPEL
4.1 Persiapan sampel
Analisis dengan AAS dapat dilakukan terhadap sampel-sampel yang berupa padatan, cairan
dan gas.

Sebelum melakukan pengukuran, diperlukan terhadap larutan sampel maupun larutan standar,
disebut : Penyiapan/Preparasi sampel, misalnya absorpsi, palarutan, dekomposisi (peleburan,
pengabuan, ekstraksi), pemekatan, pengenceran
a) Sampel yang berupa gas
Pada umumnya sampel yang berupa gas, diperlukan dengan cara diabsorp dengan
menggunakan absorbents. Absorbents yang digunakan tergantung dari macam gas yang hendak
dianalisis, sehingga logam yang terkandung didalamnya terabsorpsi.
b) Sampel yang berupa padatan
Sampel yang berupa padatan diperlakukan dengan cara dekomposisi (peleburan, pengabuan,
ekstraksi), baru kemudian dilarutkan dengan aquades untuk diubah menjadi larutan. Bila larutan
yang didapat mempunyai konsentrasi diatas daerah working range, maka perlu pengenceran dan
bila sangat encer maka perlu pemekatan sehingga diperoleh larutan yang siap diaspirasikan pada
AAS.
Didalam melarutkan, pelarut yang digunakan dapat berupa pelarut air (disebut larutan non
aquatik) dan pelarut bukan air (disebut larutan non aquatik) yaitu berupa pelarut organik.
c) Sampel yang berupa cairan
Sampel yang berupa cairan dapat langsung diaspirasikan. Bila viskus diencerkan, sedang
yang encer dilakukan pemekatan.
Khusus untuk sampel produk minyak bumi, sampel dilarutkan dengan pelarut organik (yaitu
white spirit atau MIBK) sehingga diperoleh larutan non viskus, yang mempunyai kecepatan alir
3 – 5 mL/menit.

GAMBAR : Sistem teknik preparasi sampel

4.2 Perlakuan terhadap sampel
Untuk memperoleh hasil pengukuran yang akurat, hendaknya harus diperhatikan hal-hal
tersebut dibawah ini :
1. Sampel yang berupa padatan dilarutkan sampai melarut sempurna

a. Logam-logam alkali dilarutkan dalam asam, membentuk larutan logam alkali yang aquatik,
larutan ini dapat diperiksa dengan AAS selama kandungan total dissolved solid tidak lebih dari 2
%
b. Bila logam-logam dalam sampel mempunyai konsentrasi tinggi, harus dilakukan pengenceran,
sampai kira-kira konsentrasinya berada dalam daerah kerja dari peralatan. Pengenceran hanya
diperbolehkan sampai 20 kali
2. Untuk unsur-unsur kelumit (trace elements), sampel tidak boleh diencerkan. Disamping itu
peralatan harus benar-benar bersih, demikian pula dalam pembuatan kurva kalibrasi.
3. Unsur-unsur As, Se dan Hg yang mempunyai sifat mudah menguap pada pengabuan (ashing),
maka perlakuan terhadap sampel tidak boleh diabukan.
4.

Untuk memperoleh pengenceran larutan sampel atau larutan standar kalibrasi yang akurat,
gunakan pipet gondok (bulb pipet) dan labu takar (Volumetric flask) yang terkalibrasi dengan
teliti, yaitu grade A (minimalnya dengan grade B)

5. Gunakan reagensia yang mempunyai tingkat kemurnian tinggi, yaitu grade Proanalysis (PA),
Analytical reagent (AR) atau analar.
6. Viskositas larutan sampel dan larutan standar kalibrasi seharusnya sama. Khususnya untuk
lubricating oils dan serum
7. Matriks dari sampel mempunyai efek terhadap absorbans, efek ini dapat dihilangkan dengan
menggunakan background correction, penyangga ionisasi dan reagen pembebas atau dengan
menggunakan nyala api N2O-asetilen.
4.3 Metoda-metoda persiapan sampel
(1) Besi dan Baja
(a)

Penguraian dengan menggunakan Asam klorida-Asam nitrat

(b)

Penguraian dengan campuran asam (asam posfat dan asam sulfat)
(2) Alloy Tembaga

(a)

Penguraian dengan asam nitrat-asam hydrofluoride-asam sulfat

(b)

Penguraian dengan asam nitrat

(c)

Penguraian dengan campuran asam (asam nitrat dan asam klorida)

(d)

Penguraian dengan campuran asam bromide dan asam nirat-bromine
(3) Alloy Nikel

(a)

Penguraian dengan asam nitrat

(4) Alloy Aluminium
(a)

Penguraian dengan asam klorida-asam peroksida

(b)

Penguraian dengan campuran asam (asam nitrat, asam klorida dan asam sulfat)
(5) Alloy Timbal/Timah hitam
(a)

Penguraian dengan asam nitrat

(b)

Penguraian dengan campuran asam (asam klorida dan asam nitrat)

(6) Minyak pelumas dan Minyak berat
(a)

Dilarutkan dengan pelarut organic (untuk pengukuran langsung)

(b)

Dry ashing (metode pengabuan)

(7) Air Boiler dan Air minum
(a)

Pengukuran langsung dengan asam lemah

(b)

Ekstraksi dengan pelarut

Kebanyakan logam misalnya Fe, Mn, Ni, Cu, Pb dan lain-lain dapat membentuk senyawa
kompleks yang stabil bila direaksikan dengan ammonium pirolidina dithiokarbamat (APDC)
pada pH tertentu. Senyawa kompleks ini dapat larut dalam solven organic, misalnya MIBK.
Kedalam larutan sampel yang diperoleh ditambahkan sejumlah air dan larutan buffer, volumenya
dijadikan 100 mL, kemudian diekstrak. Untuk penetapan unsur-unsur kelumit (trace elements),
hasil ekstraksi dipekatkan dengan penguapan sehingga volumenya tinggal 20 mL
(8) Air Laut dan Air limbah
(a)

Ekstraksi dengan pelarut atau pengukuran langsung

(9) Batu dan Hasil pertambangan
(a)

Penguraian dengan asam nitrat-asam hydrofluoride

(b)

Penguraian dengan asam hydrofluoride-asam sulfat

(c)

Penguraian dengan menggunakan Asam klorida-Asam nitrat

(d)

Penguraian dengan menggunakan Asam sulfat-Asam nitrat

(e)

Peleburan dengan karbonat

(f)

Peleburan dengan carbonat-asam borit

(10) Tumbuh-tumbuhan, Makanan ternak, Makanan manusia
(a)

Dry Ashing (Pengabuan kering)

Sampel diuapkan atau dioksidasikan pada 450 – 500 0C yang residunya berupa senyawa
anorganik dapat dilarutkan dengan HCl atau HNO3. Cara ini tidak dapat dipergunakan untuk
penetapan unsur-unsur nyang mudah menguap pada pengabuan, misalnya As, Se dan Hg
(b)

Wet Ashing (Pengabuan basah)

Metoda ini digunakan untuk penetapan unsur-unsur yang mudah menguap yang hilang pada
pengabuan kering. Sampel didegasi pada tabung kjeldahl dengan dicampur HNO3/H2SO4 atau
H2SO4/HCl. Unsur-unsur yang mudah menguap akan tinggal dengan cara tersebut.
(11) Larutan liquid aquatik
(a) Untuk larutan akuatik yang mengandung total dissolved solid yang relatif rendah (yaitu kurang
dari 2 %), biasanya diencerkan sehingga konsentrasi unsur yang ditetapkan terletak dalam daerah
kerja peralatan
(b) Pengenceran sampel yang viskous dapat menyebabkan terjadinya penurunan viskositas dan
juga dapat terjadi efek matriks sampel
(c) Untuk larutan yang mengandung banyak insoluble matter, sebelum dianalisis dilakukan
penyaringan
(d) Kadang-kadang dilakukan penambahan reagen pembebas atau penyangga ionisasi, misalnya
untuk penetapan kalsium atau magnesium yang mengandung fospat. Penambahan La++ akan
menghilangkan interferensi Ca++
(e) Untuk penetapan kebanyakan unsur-unsur yang mempunyai konsentrasi rendah, perlu
ditambahkan ion K+ atau Na+ untuk menahan jangan sampai unsur yang ditetapkan mengion.
Bila larutan encer ini hendak disimpan lebih dari satu hari, perlu ditambahkan 1 ml HCl pekat
atau HNO3 pekar per 100 mL, sehingga tidak terbentuk endapan hidroksida pada pH larutan
netral pH = 7
(12) Liquid non akuatik
Misalnya minyak pelumas dan minyak bakar yaitu liquid yang mempunyai viskositas tinggi. Bila
hendak dianalisis dengan AAS, sample tersebut diencerkan dengan solven organic yang sesuai,
missal white spirit atau MIBK (metal isobutyl keton)

BAB V.
PROSEDUR ANALISIS
5.1 Pendahuluan
Analisis dengan metode AAS digunakan untuk penetapan unsur-unsur logam dan semi
logam. Jenis penetapan disesuaikan dengan maksud dan tujuannya. Misalnya penetapan
Arsenikum dalam nafta, dimaksudkan untuk mengetahui besarnya konsentrasi As, karena As
bersifat racun terhadap katalis.
Prosedur analisis AAS, tidak hanya satu prosedur yang dipakai dalam suatu penetapan,
sehingga analis dapat memilihnya. Pemilihan disesuaikna dengan kemampuan peralatan,
tersedianya bahan kimia, jenis sampel yang dianalisis serta jumlahnya, dan waktu/lamanya
analisis. Hal itu perlu diperhatikan, karena menyangkut keakurasian dalam pengukuran.
5.2 Pelumas baru
Penggunaan aditif akan meningkatkan sifat pelumas. Aditif mengandung komponenkomponen logam, misalnya Barium (Ba), Kalsium (Ca), Seng (Zn) dan magnesium (Mg).
Konsentrasi masing-masing itu umumnya berkisar antara :
Ba
: 0.05 - 1.0 % wt
Mg
: 0.02 - 2.5 % wt
Ca
: 0.02 - 2.5 % wt
Zn
: 0.04 - 0.2 % wt
Beberapa kesulitan terdapat pada penetapan Ca, Mg dan Ba bila mengandung fosfat,
sehingga untuk menanggulanginya digunakan nyala api, N2O - Asetilen. Perlu diingat, bahwa
dengan menggunakan nyala api temperatur tinggi dapat menyebabkan terjadinya interferensi
ionisasi dan untuk menanggulanginya ditambahkan bahan kimia sebagai pencegah ionization
(ionization buffer) yaitu natrium, kalium atau lanthanum cyclohexsane atau larutan standar
dengan konsentrasi 1000 – 2000 mg/Liter atau kira-kira 0.3% dari volume larutan yang
diaspirasikan.
Solven yang paling cocok digunakan adalah white spirit, Xylene atau MIBK dan sebagai
larutan standar seperti tertera sebelumnya. Salah satu yang penting adalah drain tube (tempat
buangan cairan butiran kasar) harus diisi dengan solven yang sama dengan digunakan untuk
pengencer/pelarut sampel,

Prosedur
Sampel dan standar diencerkan dengan white spirit, Xylene atau MIBK (pilih salah satu).
Tambahkan K, Na atau La (sebagai cyclohexane butyrate)
Preparasi Sampel
1. Aduk/kocok sampel yang akan dianalisis selama 5 menit. Pengadukan dapat menggunakan
magnetic stirrer atau mechanical agitate.

2. Timbang sejumlah sampel, masukan kedalam labu takar ukuran 100 mL dan tambahkan
sejumlah K, Na atau La (sebagai cyclohexane butyrate) sedemikian rupa sehingga dalam
sejumlah volume sampel itu mengandung 3%
3. Encerkan dengan xylene, white spirit atau MIBK (pilih salah satu). Apabila sampel yang
dianalisis hanya mengandung Zn dan kandungan Zn rendah, maka 0.1 g sampel diencerkan
menjadi 25 mL
4. Aspirasikan ke AAS
Catatan
1. Larutkan K, Na atau La (sebagai cyclohexane butyrate) 1% w/v dibuat dengan melarutkan
5,3 g K, Na atau La (cyclohexane butyrate) dan 10 mL 2-ethylhexanoic dalam 30 mL xylem,
white spirit atau MIBK. Panaskan pelan-pelan dan encerkan sampai volumenya menjadi 100 mL
2. Standar dibuat dengan menggunakan organometralik. Standar dan blanko diencerkan dengan
pelarut yang sama dengan pelarut yang digunakan untuk sampel.
3. Untuk penetapan Ca dan Ba, maka sampel, standar dan blanko dibuat mengandung 0.3 % K,
Na atau La (Cyclohexane butyrate).
5.3 Pelumas bekas (Used Oil)
Analisis ausan logam dari pelumas bekas terdapat sedikit kesulitan karena mengandung
partikel-partikel logam yang halus, suspensi koloida atau garam-garam logam.
Terdapat kesulitan sampling karena partikel-partikel itu mengendap. Untuk itu sebelum
dilakukan analisis terlebih dahulu dikocok/diaduk agar diperoleh sampel yang homogen.
Disarankan agar menggunakan solven yang terdiri dari campuran 10% Isipropanol dan 90%
white spirit dan pelarutan sebanyak 5 kali.
- Ausan logam berupa Pb, Sn, Sb, Fe, Cr, Cu, Al, Mg dan Ag
- Bila sampel pelumas bekas berwarna gelap, maka tidak diperbolehkan cara pelarutan
langsung dengan pelarut organic, karena sebagian besar suspensi partikel-partikel logam dalam
nyala api tidak teratomisasi, sehingga menyebabkan kesalahan deteksi.
Analisis dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :
(a). Dry Ashing
(b). Wet Ashing
Pada dry ashing cenderung memakan waktu yang lama dan perlu dicegah jangan sampai terjadi
penguapan awal (premature volatisation) dari unsure yang hendak ditetapkan.
Prosedur
1. Dry Ashing
- Ditimbang sejumlah pelumas bekas sebanyak 10 – 20 g, masukan kedalam krusibel (boleh
platina, silica atau porselin)
- Bakar sampel itu dengan hati-hati
- Residu yang terbentuk dipanaskan dalam muffle furnace pada 550 – 600 0C sehingga semua
karbon teroksidasi sempurna.
- Residu logam yang ditinggal dapat dilarutkan dengan beberapa tetes HCl pekat atau aqua
regia dan kemudian diencerkan dengan aquades sampai volume tertentu
2. Wet Ashing
- Ditimbang pelumas bekas sebanyak 1 – 2 g, masukan kedalam gelas beker ukuran 250 mL

- Tambahkan 40 mL HClO4, panaskan pelan-pelan pada temperature rendah kemudian
dipanakan kuat-kuat dan dijaga jangan samapi terjadi percikan. Larutan akan menjadi tidak
berwarna dan pemanasan diteruskan sampai didapatkan volume 5 mL
- Dinginkan dan kemudian diencerkan dengan akuades sampai volumenya tepat menjadi 50
mL
- Sampel diukur terhadap larutan akuatik yang mengandung HClO4 10 % w/v.