SPEKTROFOTOMETER SERAPAN ATOM

SPEKTROFOTOMETRI 2RICHARD RAYNER MULYADI 073 13 089BREEFORD THEO KARNOVA ZEBUA 073 13 123TujuanMenjelaskan prinsip dasar AASMenjelaskan Aplikasi dan syarat syarat sampel yang dapat dianalisa dengan AASMenjelaskan bagan alat AASMenjelaskan cara analisis sampel dengan AAS

Spesi molekulerSpesi atomikSpesi: molekulMetode: Spektroskopi UV/visible dan Spektroskopi inframerah.Suhu rendahFase padat, gas, cairSpesi: atomMetode: flame AAS, flame AFS, flame AES, elektrotermal AAS, elektrotermal AFS, dll. Suhu tinggi karena diperlukan untuk proses atomasi (pelepasan ikatan kimia)Fase gas

Spektroskopi MolekulerSpektroskopi AtomikSpektroskopi atomSpektroskopi serapan atomSpektroskopi emisi atomspektrofluorensifAASPRINSIP DASAR AASInteraksi antara sinar REM (biasanya sinar UV atau Vis) dengan materi (yaitu logam dalam bentuk atom dan fasa gas)Atom akan menyerap sinar UV/VIS pada panjang gelombang tertentu dan karakteristik tergantung pada sifat unsurnya. Mis : Na = 589 nm, K = 766,5 nmSinar pada panjang gelombang ini mempunyai energi yang cukup untuk menyebabkan ter eksitasinya elektron dari atom pada keadaan dasar ke keadaan tereksitasiBanyaknya sinar yang diserap sebanding dengan konsentrasi atom dalam sampel

Aplikasi dan Sampel AASAnalisis Kuantitatif kadar total unsur logam dalam sampel tidak bergantung pada bentuk ion dalam larutan, mis: Fe2+ dan Fe3+

INSTRUMENTASI

BAGAN ALAT

AAS terdiri dari 5 komponen utama. Komponen-komponen ini dikontrol oleh piranti lunak komputer.

Hollow Cathode LampTabung kaca tertutup yg terdiri dari katoda dan anoda

Tungsten AnodeAnalyte Hollow CathodeNe or ArGlass shieldKatoda berbentuk silinder berongga yg pemukaannya dilapisi dengan unsur yg sama dgn unsur yg akan dianalisaTabung lampu diisi dengan gas muliaGas mulia Ne atau Argon dengan tekanan rendah (10-15 torr). Diantara katoda dan anoda dipasang tegangan listrik yg tinggi (sampai 600 volt). Atom2 unsur bahan katoda mengalami eksitasi dan memancarkan sinar. Sinar dari hollow katoda memancarkan garis pancaran yg panjang gelombangnya tepat sama dengan panjang garis serapan atom sehingga terjadi serapan optimum

Sampel yang akan dianalisis Harus diuraikan menjadi atom atom netral yang masih dalam keadaan dasar

FLAME ATOMIZATION (Nyala)

FLAME ATOMIZATIONBurner head : tetesan tetesan larutan cuplikan yg sangat halus masuk melalui burner head dan terjadi penguapan pelarut (air) dan terjadi butir butir halus padat dari zat

Primary combustion zone : terjadi penguapan pelarut lebih lanjut dan penguapan cuplikan menjadi atom2 dan terjadi proses penyerapan sinar oleh atom2 zat yg dianalisa

Interzonal region : dalam daerah ini unsur bereaksi dengan oksigen menjadi oksida2

Secondary combustion zone : Oksida oksida logam memasuki lapisan luar dan keluar melalui nyala

FLAME ATOMIZATIONNebulization -Conversion of the liquid sample to a fine spray.Desolvation -Solid atoms are mixed with the gaseous fuel.Volatilization -Solid atoms are converted to a vapor in the flame.There are three types of particles that exist in the flame:1)Atoms2)Ions3)MoleculesFLAME ATOMIZATIONPemilihan jenis nyala bergantung pada temperatur penguapan atom yang dianalisis.Gas Bahan bakarGas PengoksidasiTemperatur (C)KegunaanPropanaUdara1800Untuk unsur unsur yg mudah diatomkan (Na, K)AsetilenaUdara2300Yang paling banyak digunakan untuk analisa kebanyakan unsur logamAsetilenaN2 O3000Untuk analisa : Al, Si, V, Ti dan unsur unsur lantanidaSuhu yang dicapai oleh nyala tergantung pada gas gas yang digunakan

Graphite Furnace Sampel cair dialirkan pada tabung silindris grafit yang dilapisi bahan yang mencegah sampel terserap pada tabung.

StepTemperatureTime Drying50 - 150C~ 60 sAshing150 - 600C~ 60 sAtomization2000 - 3000C~ 5 sELECTROTHERMAL ATOMIZATION (ETA)Hydride Generation AAS (HGAAS)ELECTROTHERMAL ATOMIZATION (ETA)

Flame lebih sederhana Furnace lebih sensitif Furnace memiliki lebih banyak interferensiFurnace lebih sedikit membutuhkan sampelPerangkat Furnace lebih mahalPERBANDINGAN FLAME DAN FURNACE AAS26PERBANDINGAN FLAME DAN FURNACE AASAccuracy:Relative error of flame AA is ~12%Can be lowered with special precautionsElectrothermal atomization has 510 times higher error than flame AAElementAAS FlameAAS ElectrothermalAl300.005As1000.02Ca10.02Cd10.0001Cr30.01Cu20.002Fe50.005Hg5000.1Mg0.10.00002Mn20.0002Mo300.005Na20.0002Ni50.02Pb100.002Sn200.1V200.1Zn20.00005

Limit deteksi (ng/mL)27

INSTRUMENTASI28Monokromator

Dengan mengubah sudut grating akan menghasilkan fokus pada panjang gelombang yang berbeda.

Spektrum emisi dari lampu katoda berongga, selain dari garis emisi untuk analit juga mengandung garis emisi dari pengotor yang ada pada logam katoda dan gas pengisi. Oleh karena itu, dibutuhkan monokromator untuk mengeliminasi sinar yang tidak diharapkan dan meneruskan hanya sinar yang dibutuhkan untuk analisis.29INSTRUMENTASIPemilihan panjang gelombang bergantung pada:Unsur yang dianalisisSensitivitasLimit deteksi

30INSTRUMENTASI

31Cara kerja detektor photomultiplier tubeDetektor yang biasa digunakan ialah tabung pengganda foton(photomultiplier tube), terdiri dari katoda yang dilapisi senyawa yang bersifat peka cahaya dan suatu anoda yang mampu mengumpulkan elektron. Ketika foton menumbuk katoda maka elektron akan dipancarkan, dan bergerak menuju anoda. Antara katoda dan anoda terdapat dinoda-dinoda yang mampu menggandakan elektron. Sehingga intensitas elektron yang sampai menuju anoda besar dan akhirnya dapat dibaca sebagai sinyal listrik.INSTRUMENTASI

33CARA PENGUKURAN SAMPELANALISA KUANTITATIF DENGAN AASMetode kurva kalibrasiMetode perbandingan langsungMetode standar adisi