ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY (AAS)/ SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM (SSA)KULIAH KIMIA ANALITIK oleh: Abdul Haris

TEORIMetode analisis kuantitatif yang didasarkan pada penyerapan/absorpsi radiasi oleh atomAkibat absorpsi :Transisi elektron dari ground state ke excited state

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

e e AEhvhv++

Prinsip dalam AAS NyalaAtomisasi oleh nebulizer, air/acetylene flame Penyerapan/absorpsi energi dari a hollow cathode lamp (HCL) oleh atom-atom bebasDeteksi energi yang diabsorp oleh optical system.

Instrumentasi AAS

Susunan Instrumen

Proses atomisasi : 2 cara Dengan nyala : flame atomization unitTanpa nyala ( Flameless) :HidridaPembentukan uap dingin (Cold Vapor-generation)Tungku grafit

Proses atomisasi

Proses dalam Nyala ApiPenguapan pelarutPenguapan padatanDisosiasi menjadi atom-atom penyususunEksitasi atom karena penyerapan energi radiasi

Nyala api

Temperatur nyalaTergantung pada kombinasi oksidan dan bahan bakar Bahan bakar : asetilen, gas alam, hidrogenOksidan : udara, N2O

Hollow Cathode Lamp (HCL)

Proses yang terjadi dalam HCLSputtering Eksitasi Emisi

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.

Sistem atomisasi FlamelessGrafit furnace atau electro thermal atomizer (ETA) :Penghantar panas listrik : batang grafit C atau Ta, yang dialiri gas inert untuk mengusir udara yang menyebabkan oksidasi/ pembakaranSampel dalam l diuapkan di atas permukaan furnacePemanasan furnace dimulai 100oC dengan cara mengalirkan arus lsitrik : penguapan pelarut atau pengeringan sampel padatSuhu dinaikkan samapi 700-1000oC sehingga sampel terbentuk abu. kemudian suhu dinaikkan menjadi 2000-3000 dengan menaikkan arus sampai 100mA terjadi atomisasi. Sisa pembakaran dihembus dengan gas Ar

KelebihanVolume sangat kecilSampel padat dapat langsung dianalisisSensitivitas tinggiKelemahan : untuk unsur-unsur yang dapat membentuk karbida dengan C dari furnace tidak dapat dianalisis (Cari contohnya)

Dasar Analisis KuantitatifHukum Beer :Jika Io dilewatkan larutan dengan konsentrasi C maka intensitas berkurang menjadi It yang sebanding dengan C Io/It = k. CHukum Lambert-BeerJika Io dilewatkan larutan setebal b maka intensitas berkurang menjadi It yang sebanding dengan b Io/It = k.b

Hukum Lambert -BeerIo/It = e k b C

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

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

Validitas A = a b CUntuk absorpsiUntuk konsentrasi yang relatif rendahKonsentrasi besar : terjadi interaksi antara analit sehingga mengurangi absorpsi radiasi penyimpanganKesalahan minimal :A = 0,44 atau 0.2-0.8C sangat kecil A terlalu kecil It dan Io hampir sama kesalahan besar

Aplikasi hukum Lambert BeerMembandingkan A standar dengan A sampel :Standar tunggalDeret standar Kurva standarAdisi standar

Kurva StandarAbsorbansi vs konsentrasiKonsentrasi lar. Standar (C)Absorbansi (A)AXCX

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

INTERFERENSI SPEKTRA

Spektrum : Spektra analit overlap dengan spektra pengganggu, karena spektrum absorpsi pengganggu berdekatan dengan spektrum absorpsi analit (

INTERFERENSI KIMIAKimiaAdanya reaksi kimia : pembentukan senyawa dengan volatilitas tinggi atau rendahIonisasi dalam nyalaAsosiasi atau disosiasiMatriksViskositas larutan standar tidak sama dengan analit

Cara mengatasi Gangguan KimiaMatriks : dengan adisi standarReaksi kimia : Pembentukan senyawa yang tidak volatilMenggunakan suhu nyala yang lebih tinggiDengan penambahan Masking agentDengan penambahan Releasing agentIonisasi Penambahan zat yang energi ionisasinya lebih rendah (K dengan Na)

Pembentukan senyawa hidridaUntuk unsur yang suhu atomisasinya tinggi maupun yang sangat rendah : As, Bi, Sb, Se, Te, Ge, dan PbUnsur diubah menjadi senyawa hidrida yang volatil :Reduksi unsur dengan NaBH4 dalam asam atau basa uap AsH3, BiH3, dstUap logam hidrida dibawa oleh gas inert menuju sel atomisasi (nyala api atau filamen listrik) atomisasi AsH3 AsoAso + hv absorpsi

Pembentukan uap dinginKhusus untuk HgHg2+ + e + H+ Hg0 atom (uap)Hg0 + hv absorpsi

Sensitivitas tinggi (< 1 ppb-ppt)Uap Hg berbahaya

DESTRUKSI CUPLIKANCara kering Cara basah Cara kombinasi

Destruksi cara keringCuplikan dihaluskan Dipanaskan pada suhu tinggi 450-550 CDigunakan untuk logam yang sukar menguap pada suhu tinggi

Destruksi cara basahCuplikan dihaluskanPelarutan dengan asam-asam mineral Pemanasan pada suhu rendahDigunakan untuk logam yang mudah menguap atau senyawa logam yang mudah menguap

Destruksi cara kombinasiCuplikan dihaluskan Dipanaskan pada suhu sedang Dilanjutkan pelarutan dengan asam-asam mineral

Analysis sampelAnalysis of waters Analysis of geological materials Analysis of organic samplesAnalysis of petroleum and petroleum productsAnalysis of industrial samplesAnalysis of air samplesAnalysis of metal and alloys