MAKALAH INSTRUMENTASI ANALITIK

ALAT-ALAT ANALISA DAN UKUR

DI SUSUN OLEH :

AGUNG SUHARMANTO / 140405019

DEPARTEMENT TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Makalah Tentang Alat Instumentasi Analisa dengan sebaik-baiknya.

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan Tugas dari Ibu Mersi Suraini Sinaga S.T., M.T untuk dapat nilai A.

Penulisan makalah ini didasarkan pada hasil dari literatur-literatur yang ada baik dari buku maupun sumber lainnya.

Saya menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari yang diharapkan. Adapun kritik dan saran yang bersifat membangun akan saya terima dengan senang hati. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang membacanya.

Medan, 26 Oktober 2015

Praktikan

Agung Suharmanto

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pendahuluan

Istilah instrumentasi berasal dari kata instrument atau peralatan. Sehingga secara

khusus instrumentasi merupakan suatu bidang keahlian yang berkaitan dengan

pengembangan peralatan, khususnya peralatan untuk pengukuran dan pengendalian.

Bidang keahlian Instrumentasi yang merupakan bidang multidisiplin memerlukan

pengetahuan komprehensif yang meliputi aspek dasar sain (khususnya Fisika) dan

aplikasinya dalam sebuah perangkat (instrumen). Bidang ini menjadi signifikan

khususnya dalam dunia modern yang banyak mempergunakan peralatan dalam

mendukung aktivitas manusia.

Dewasa ini, pengetahuan dan teknologi yang mendukung sistem-sistem

peralatan ukur dan kendali dari yang sederhana dan kompleks dibangun

menggunakan sistem elektronik, optik dan pneumatik (mekanik). Sehingga keahlian

yang dikembangkan dalam bidang instrumentasi difokuskan pada tiga hal tersebut.

Untuk membangun knowledge dan skill sebagai sarjana bidang instrumentasi,

mahasiswa akan mempelajari dasar-dasar ilmu Fisika, khususnya yangberkaitan

dengan mekanika, gelombang, optika dan elektromagnetika baik secara teori maupun

praktek. Selanjutnya mahasiswa akan mempelajari bagaimana instrumen bekerja

melalui pengetahuan dalam bidang bahan (sensor dan aktuator), elektronika analog

dan digital, perangkat mikrokontroller dan komputer (hardware dan software),

system optik (lensa, serat optic, perangkat-perangkat optika modern), system

mekanik dan penumatik), serta bagaimana signal/informasi harus diolah dengan

menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak. Dengan mempelajari

pengetahuan dan ketrampilan tersebut mahasiswa akan mengerti bagaimana sebuah

instrument bekerja dan disusun serta bagaimana bagian-bagian penyusun instrument

bekerja.

1.2 Tujuan

Untuk mengetahui alat-alat analisa yang terdapat di lab maupun di pabrik.

1.3 Rumusan Masalah

Apakah Alat-alat analisa dan alat-alat ukur ?

BAB II

ISI

2.1 . X Ray Diffractometer (XRD)

X Ray diffractometer merupakan suatu alat yang digunakan untuk mendeteksi

unsur atau senyawa yang terkandung dalam suatu padatan. Alat ini bekerja

berdasarkan difraksi sinar X oleh unsur atau senyawa dalam suatu padatan. Setiap

unsur mempunyai intensitas pemantulan sinar X yang berbeda jika disinari pada

sudut tertentu .

Cara Kerja XRD

1. Sampel padat diletakkan pada suatu preparat kaca

menyinari sampel

2. Sumber sinar bergerak mengelilingi sampel sambil

3. Detector menangkap pantulan sinar dari sampel

4. Alat perekam merekam intensitas pantulan sinar untuk

5. Hasil analitis dalam bentuk grafik sudut penyinaran vs

Gambar XRD

Kelebihan dan Kekurangan XRD

Kelebihan

- Dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai

unsur

- Sampel yang dipakai tidak harus murni

Kekurangan

Tidak dapat digunakan langsung pada sampel cair atau gas.

Penggunaan XRD

- Analisis struktur kristal suatu material

- Mengidentifikasi jenis-jenis struktur kubus yang dimiliki oleh suatu material

- Pada saat ini XRD dapat menangani berbagai masalah,seperti material

bangunan, pertambangan dan mineral, riset serta pengembangan plastik dan

polimer, lingkungan,obat-obatan (pharmaceutical), forensik, semikonduktor

dan film tipis, nanoteknologi dan material baru, analisis struktural untuk riset

material dan kristalografi.

2.2 Manometer

Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi untuk

mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua

adalah manometer kolom cairan .

Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa U (lihat

Gambar 9) yang diisi cairan setengahnya (biasanya berisi minyak, air atau air raksa)

dimana pengukuran dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin

terjadi karena atmosfir) diterapan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian

cairan memperlihatkan tekanan yang diterapan.

Prinsip Kerja Manometer

Prinsip kerja manometer adala h sebagai berikut:

Gambar 9a. Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi

cairan

setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.

Gambar 9b. Bila tekanan positif diterapan pada salah satu sisi kaki tabung,

cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung

yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian , “h”, merupakan penjumlahan hasil

pembacaan diatas dan dibawah angka nol yang menunjukan adanya tekanan.

Gambar 9c. Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung, cairan

akan

meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan

ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah

nol yang menunjukan jumlah tekanan vakum.

Penggunaan Manometer

Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk menentukan

perbedaan tekanan diantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara.

Perbedaan tekanan kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di

saluran dengan menggunakan persamaan Bernoulli (Perbedaan tekanan = v2/2g).

Rincian lebih lanjut penggunaan manometer diberikan pada bagian tentang

bagaimana mengoperasikan manometer. Manometer harus sesuai untuk aliran

cairan. Kecepatan aliran cairan diberikan oleh perbedaan tekanan = f LV2/2gD

dimana f adalah faktor gesekan dari bahan pipa, L adalah jarak antara dua titik

berlawanan dimana perbedaan tekanan diambil, D adalah diameter pipa dan g

adalah kontanta gravitasi.

Mengoperasikan manometer

Tidak mudah untuk menjelaskan pengoperasian manometer dengansatu cara,

sebab terdapat banyak macam manometer yang membutuhkan cara penanganan

yang berbeda. Tetapi, beberapa tahapan operasinya sama. Selama audit energi,

kecepatan aliran udara disaluran dapat diukur dengan menggunakan tabung

pitot dan aliran dihitung dengan menggunakan manometer. Sebuah lubang

pengambil contoh dibuat disaluran (tabung pembawa gas buang) dan tabung

pitot dimasukkan kedalam saluran. Kedua ujung tabung pitot terbuka

disambungkan ke dua manometer yang terbuk a. Perbedaan tingkat pada

manometer menghasilkan total kecepatan tekanan. Sebagai contoh, dalam kasus

manometer digital pembacaan ditampilkan dalam mm dari kolom air.

2.3 Termometer

Termometer adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur suhu cairan,

permukaan atau gas, sebagai contoh gas buang setelah pembakaran. Termometer

diklasifikasikan sebagai kontak termometer atau non kontak termometer atau

termometer inframerah dan diterangkan dibawah ini.

Termometer infra merah dapat digunakan untuk mengukur suhu dimana sensor

konvensional tidak dapat digunakan atau tidak dapat menunjukkan pembacaan yang

akurat, seperti sebagai berikut:

Bila dibutuhkan pengukuran pada respon yang cepat, seperti pengukuran pada

benda yang bergerak (contoh: rol, mesin bergerak atau belt conveyor).

Bilamana pengukuran non kontak dibutuhkan karena adanya bahan pencemaran

atau berbahaya (seperti: tegangan tinggi).

Jarak yang terlalu jauh atau tinggi.

Suhu yang terlalu tinggi untuk termokopel atau kontak sensor lainnya.

Obyek dalam keadaan vakum atau pada kondisi atmosfir terkontrol lainnya .

Obyek dikekelingi oleh medan listri (seperti induksi panas)

Gambar Termometer Inframerah

Penggunaan Termometer

Pada audit energi, suhu merupakan salah satu parameter yang penting untuk

diukur dalam rangka menentukan kehilangan atau memebuat keseimbangan

energi panas. Pengukuran suhu diambil pada audit unit pendingin udara, boiler,

tungku, sistim steam, pemanfaatan kembali panas, penukar panas dan lain

sebagainya. Selama audit, suhu dapat diukur dari:

Udara ambien

Air pendingin/ chilled water di plant pendingin.

Udara masuk kedalam unit handling udara pada plant pendingin udara. Air

pendingin masuk dan keluar pada menara pendingin.

Permukaan jalur pemipa an steam, boiler, kiln.

Air masuk boiler.

Gas buang.

Kondensat yang kembali.

Pemanasan awal pasokan udara untuk pembakaran.

Suhu dari bahan bakar minyak.

Mengoperasikan te rmometer.

Termokopel (termometer kontak) terdiri dari dua logam yang tidak sama,

digabung menjadi satu pada ujungnya. Bila gabungan dua logam dipanaskan

atau didinginkan, tegangan akan dihasilkan yang dapat dikorelasikan kembali

kepada suhu. Probe dimasukkan kedalam aliran cairan atau gas untuk mengukur

suhunya, misalnya: gas buang, udara auat air panas. Probe jenis daun digunakan

untuk mengukur suhu permukaan. Pada hampir semua kasus, termokopel secara

langsung memberikan pembacaan pada unit yang dihendaki (derajat Celsius atau

Fahrenheit pada panel digital)

Pengoperasi termometer non kontak atau termometer infra merah sangat

sederhana. Termometer infra merah (seperti pistol) ditujukan langsung ke

permukaan dimana suhu harus diukur. Hasil pengukuran dibaca secara langsung

dari panel.

2.4 Lux Meter Cahaya bisa dikatakan sebagai suatu bagian yang mutlak dari kehidupan manusia.

Untuk mendukung teknik pencahayaan buatan yang benar, tentu saja perlu diketahui

seberapa besar intensitas cahaya tersebut dibutuhkan pada suatu tempat. Maka, untuk

mengetahui seberapa besar intensitas cahaya tersebut itu dibutuhkan suatu alat ukur

cahaya dapat digunakan untuk mengukur besarnya cahaya dalam satuan lux.

Lux meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya

di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada

dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui

besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan

linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan

ditanpilkan pada sebuah tampilan digital ataupun non digital.

Pengkalibrasian alat ukur ini dilakukan dengan jarak antara sumber cahaya ke

sensor sebesar 100 cm atau 1meter dan dalam posisi tegak lurus. Untuk mendapatkan

sumber cahaya digunakan sebuah lampu dan pengkalibrasian ini dilakukan dalam

sebuah ruangan dengan kondisi ruangan gelap.dapat dilihat pada gambar:

Prosedur pengukuran

1) Hubungkan lampu TL ke sumber tegangan kemudian hubungkan

dengan RLC Meter.

2) Hubungkan lampu TL ke sumber tegangan kemudian hubungkan

dengan Tang Meter.

3) Hubungkan lampu TL ke sumber tegangan kemudian ukur intensitas

cahayanya dengan menggunakan Lux Meter.

4) Hubungkan lampu Pijar ke sumber tegangan kemudian ukur

intensitas cahayanya dengan menggunakan Lux Meter.

5) Catatlah hasil yang di dapat.

2.5 Spektofotometer Serapan Atom (AAS)

Spektrofotometer serapan atom merupakan alat untuk menganalisa unsur-unsur

logam dan semi logam dalam jumlah renik (trace) Prinsip kerja dari AAS adalah

adanya interaksi antara energi (sinar) dan materi (atom). Jumlah radiasi yang terserap

tergantung pada jumlah atom-atom bebas yang terlibat dan kemampuannya untuk

menyerap radiasi

Bagian-bagian AAS

1. Sumber sinar

2. Sistem pengatoman (Atomizer)

3. Monokromator

4. Detektor

5. Sistem pembacaan

Cara Kerja AAS

1. Sumber sinar yang berupa tabung katoda berongga (Hollow Chatode Lamp)

menghasilkan sinar monokromatis yang mempunyai beberapa garis resonansi

di dalam atomizer dengan nyala api yang dihasilkan dari

3. Monokromator akan mengisolasi salah satu garis resonansi

yang berasal dari sumber sinar

listrik dalam detektor

5. Energi listrik dari detektor inilah yang akan menggerakkan jarum dan

mengeluarkan grafik

6. Sistem pembacaan akan menampilkan data yang dapat dibaca dari grafik

Gambar AAS

Kelebihan dan Kekurangan AAS

Kelebihan

- Kepekaan lebih tinggi

- Sistemnya relatif mudah

- Dapat memilih temperatur yang dikehendaki

Kekurangan

- Hanya dapat digunakan untuk larutan dengan konsentrasi rendah

- Memerlukan jumlah larutan yang cukup relatif besar

(10-15 ml)

- Efisiensi nebulizer untuk membentuk aerosol rendah

- Sistem atomisasi tidak mampu mengatomkan secara langsung sampel padat

Penggunaan AAS

Menentukan konsentrasi/ kadar debu atau partikulat

yang mengandung logam-logam berat seperti Pb, Cd,

As, Sb, Zn, Cr dan Tl (Tellurium) yang keluar dari

cerobong pabrik

BAB III

KESIMPULAN

Alat- alat analisa dan alat ukur adalah AAS, Luxmeter, termometer,

Manometer dan XRD.

Alat-alat analisa memiliki kelebihan dan kelemahan yang berbeda dan

memiliki prinsip kerja yang berbeda.

DAFTAR PUSTAKA

Warman, Budi. 2006. Pedoman Efisiensi energi untuk Industri di Asia.

www.energyefficiencyasia.org. Diakses 26 oktober 2015

Bilal, Datmi. 2008. Alat Analisa. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik.

Universitas Sebelas Maret.