"Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS)"
MAKALAH
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah
KIMIA ANALITIK
Oleh :
MUH. EDIHAR (G2L1 15 011)
MUHAMMAD ASWAN (G2L1 15 009)
PROGRAM STUDI PASCASARJANA KIMIA
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015
BAB I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
ICP-MS secara sederhana dapat dipandang sebagai gabungan plasma induksi (Inductively Coupled Plasma) dengan spektrometer massa. ICP sebagai sumber pengion telah sukses digunakan selama puluhan tahun pada spektroskopi optik Emisi (Atomic Emission Spectrometry). Penggabungan ICP dengan spektroskopi optik Massa (Mass Spectrometry) merupakan terobosan baru dalam dunia teknik analisis multi unsur dan isotop. Alat ini mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan pendahulunya (AAS dan ICP-AES) yaitu mempunyai latar lebih sederhana, batas deteksi lebih rendah dan dapat memberi informasi kelimpahan isotope.
Inductively Coupled Plasma (ICP) adalah sebuah teknik analisis yang digunakan untuk deteksi dari trace metals dalam sampel lingkungan pada umumnya. Prinsip utama ICP dalam penentuan elemen adalah pengatomisasian elemen sehingga memancarkan cahaya panjang gelombang tertentu yang kemudian dapat diukur. Teknologi dengan metode ICP yang digunakan pertama kali pada awal tahun 1960 dengan tujuan meningkatkan pekembangan teknik analisis.
Sejak itu, ICP telah disempurnakan dan digunakan bersama-sama dengan prosedur preparasi sampel untuk beragam matriks untuk analisis kuantitatif. Berikut adalah penjelasan komponen, fungsi, cara kerja hingga menghasilkan data dari instrumentasi ICP dan aplikasinya dalam analisis sampel lingkungan.
Masalah
Adapun masalah dari makalah ini adalah sebagai berikut:
Apakah yang dimaksud dengan Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer?
Apakah component dari instrument Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
Bagaimana prinsip kerja dari instrument Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer
Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini adalah sebagai berikut:
Unutuk mengetahui tentang Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
Untuk mengetahui component dari instrument Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
Untuk mengetahui prinsip kerja dari instrument Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
Manfaat
Adapun manfaat dari makalah ini adalah sebagai berikut:
Unutuk mengetahui tentang Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
Untuk mengetahui component dari instrument Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
Untuk mengetahui prinsip kerja dari instrument Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer.
BAB II. PEMBAHASAN
Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer
Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer adalah seperangkat alat untuk menentukan unsur dan isotop secara simultan yang terkandung dalam berbagai jenis cuplikan. Alat ini adalah gabungan plasma (ICP = Inductively Coupled Plasma) sebagai sumber ionisasi dengan spektrometer massa (MS = Mass Spectrometer) sebagai pemilah dan pencacah ion. Metode analisis ini dikenal dan lazim disebut metode ICP-MS.
Gambar 1. The Agilent Technologies 7700x ICP-MS
Semula ICP banyak digunakan sebagai sumber eksitasi untuk spektrometri emisi, sebagaian besar unsur dapat diionisasi dengan efisien dalam ICP. Dengan alasan inilah ICP digunakan sebagai sumber ion dalam ICP-MS. Bila dibandingkan terhadap Inductively Coupled Plasma-Emission Spectrometry (ICP-ES), spektra massa lebih sederhana dari pada spektra emisi optik. Kebanyakan unsur berat memperlihatkan ratusan garis emisi, tetapi unsur berat tersebut hanya mempunyai 1 – 10 spektrum massa yang berasal dari isotop alam. Parameter sistem ICP-MS adalah: argon ICP (argon plasma, auxiliary dan nebulizer); spektrometer massa (sampler dan skimmer); kevakuman (interface region dan mass spectrometer chamber); lens voltages (photon stop, bassel box barrel, einzel lenses, dan a.c. rods) (Rukihati dan Saryati, 2006).
Prinsip Kerja ICP-MS
ICP-MS menggabungkan ICP suhu tinggi (induktif Ditambah Plasma) sumber dengan spektrometer massa. ICP sumber mengubah atom dari unsur-unsur dalam sampel untuk ion. Ion ini kemudian dipisahkan dan dideteksi oleh spektrometer massa. Sebuah gambaran singkat tentang bagaimana ICP-MS analisis sampel diberikan di bawah ini:
Gambar 2: Rangkaian ICP-MS
(Anonim, 2010).
Skematik sederhana peralatan ICP-MS diperlihatkan pada Gambar 2. Seperti terlihat pada Gambar 1, ICP-MS mempunyai beberapa komponen utama di antaranya adalah ICP, interface, lensa, mass analyzer dan detektor. ICP berfungsi sebagai sumber pengion. Larutan sampel dengan bantuan pengemban gas argon disemprotkan oleh nebulizer ke dalam plasma. Oleh nebulizer larutan sampel berubah berupa butiranbutiran halus (aerosol). Proses yang terjadi dalam ICP adalah penguapan, penguraian, eksitasi dan ionisasi. Proses perjalanan larutan dari wadah sam pel sampai masuk ke dalam plasma Energi yang diperlukan untuk mengubah sam pel menjadi bentuk yang terionisasi adalah relatif besar. Biasanya temperature ionisasi berkisar 7500 -8000oK. Ekstraksi ion dari ICP melalui ion interface. Karena adanya perbedaan tekanan (pada satu sisi tekanan atmosfir dan sisi lain tekanan rendah) maka gas mengalir membawa ion-ion. Ion-ion masuk ke kuadrupol massa, melalui beberapa tahap yang berbeda tekanannya. Pertama dari plasma tekanan atmosfir masuk ke daerah tekanan 2 mbar. Daerah ini adalah antara sample dan skimmer. Tekanan 2 mbar dapat dijaga oleh pompa mekanik. Ke dua, dari tekanan 2 mbar masuk ke kuadrupol massa, tekanannya 10-4 mbar. Tekanan tersebut dilakukan oleh pompa kriogenika. Sistem lensa ion, fungsinya untuk menyeleksi ion-ion yang menuju ke detektor. Selanjutnya ion-ion dipisahkan oleh mass analyzer berdasarkan massa-massanya. Ada beberapa tipe mass analyzer namun yang umum digunakan adalah magnetic analyzer dan quadrupole analyzer (Syarbaini, 2015).
Proses Pendispersian Cahaya Pada ICP
Berikut Gambar skema proses ICP:
Gambar 3: Rangkaian ICP
Sampel yang telah mengalami preparasi diantarkan pada plasma melewati nebulizer dan spray chamber. Nebulizer berfungsi untuk mengubah cairan sampel menjadi aerosol. Sedangkan spray chamber berfungsi untuk mentransportasikan aerosol ke plasma, pada spray chamber ini aerosol mengalami desolvasi atau volatisasi yaitu proses penghilangan pelarut sehingga didapatkan aerosol kering yang bentuknya telah seragam. Proses terbentuknya aerosol dapat dilihat pada ganbar 4.
Gambar 4. Nebulizer pembentukan aerosol
RF generator adalah alat yang menyediakan tegangan (700-1500 Watt) untuk menyalakan plasma dengan Argon sebagai sumber gas-nya. Tegangan ini ditransferkan ke plasma melalui load coil, yang mengelilingi puncak dari Torch. Saat sampel gas masuk ke dalam plasma terjadi eksitasi atom, Atom yang tereksitasi kembali ke keadaan dasar dengan memancarakan energi pada panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang setiap unsur memiliki sifat yang khas. Intensitas energi yang dipancarkan pada panjang gelombang sebanding dengan jumlah (konsentrasi) dari unsur dalam sampel yang dianalisis. Selanjutnya panjang gelombang tersebut masuk ke dalam monokromator, dan diteruskan ke detektor. Lalu diubah menjadi sinyal listrik oleh detektor dan masuk ke dalam integrator untuk diubah ke dalam sistem pembacaan data.
Sebuah ICP mensyaratkan bahwa unsur-unsur yang harus dianalisis adalah larutan. Larutan dalam bentuk pelarut air lebih disukai daripada pelarut organik, Untuk larutan organik memerlukan perlakuan khusus sebelum injeksi ke dalam ICP. Sampel padat juga tidak diperbolehkan, karena dapat terjadi penyumbatan pada instrumentasi.Nebulizer yang mengubah larutan menjadi aerosol.Cahaya yang dipancarkan oleh unsur atom-atom dalam ICP harus dikonversi ke sinyal listrik yang dapat diukur secara kuantitatif. Hal ini dilakukan dengan memecahkan cahaya menjadi komponen radiasi (hampir selalu melalui suatu kisi difraksi) dan kemudian mengukur intensitas cahaya dengan tabung photomultiplier pada panjang gelombang yang spesifik untuk setiap baris elemen. Cahaya yang dipancarkan oleh atom atau ion dalam ICP diubah menjadi sinyal-sinyal listrik oleh photomultiplier dalam spektrometer. Setiap elemen akan memiliki panjang gelombang tertentu dalam spektrum yang dapat digunakan untuk analisis.
Interface
Peran Interface, yang ditunjukkan pada Gambar 5, adalah untuk mengangkut ion efisien, konsisten dan dengan integritas listrik dari plasma, yang dilakuakan pada tekanan atmosfir (760 Torr) ke spektrometer massa analyzer
.
Gambar 5. Interface dari ICP-MS (Anonim, 2016)
Setelah ion diproduksi dalam plasma kemudian diarahkan ke spectrometer massa melalui daerah interface (antar muka), yang dipertahankan pada vakum 1-2 torr dengan sebuah pompa mekanik. Daerah antar muka ini terdiri dari dua kerucut logam (biasanya nikel) yang disebut sampler cone dan skimmer cone, masing-masing dengan lubang kecil (0,6-1,2 mm) untuk memungkinkan ion dapat melewati ke optik ion, dimana mereka dipandu ke dalam perangkat pemisahan massa. Daerah antarmuka merupakan salah satu daerah yang paling penting dari sebuah spektrometer massa ICP, karena ion harus diangkut secara efektif, konsisten, dan dengan integritas listrik dari plasma, yang mana pada tekanan atmosfer (760 torr) ke daerah penganalisa spectrometer massa pada sekitar 10-6 torr.
Sampler coneSampler coneskimmer coneskimmer cone
Sampler cone
Sampler cone
skimmer cone
skimmer cone
Gambar 6: Regional Interface
Efeknya pada energi kinetik ion yaitu penyebaran energi dari ion memasuki spektrometer massa harus serendah mungkin untuk memastikan ion-ion dapat difokuskan secara efisien dan dengan penuh integritas listrik oleh optik ion dan perangkat pemisahan massa. Ketika ion muncul dari argon plasma, mereka semua akan memiliki energi kinetik yang berbeda, berdasarkan rasio ion-ion massa-muatan. Kecepatan ion-ion harus sama, karena ion-ion akan dikendalikan oleh ekspansi yang cepat dari sebagian besar plasma, yang akan bersifat netral dipertahankan pada potensial nol. Sebagain sinar ion melewati kerucut melalui sampler ke dalam skimmer cone, ekspansi akan berlangsung, tetapi komposisi dan integritas akan dipertahankan, dengan asumsi plasma adalah netral. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Komposisi sinar ion dipertahankan saat melewati Interface, dengan asumsi plasma netral.
Electrodynamic forces ion-ion tidak memiliki peran sebagai ion masuk sampler atau skimmer, karena jarak di mana ion memberikan pengaruh satu sama lain (dikenal sebagai panjang Debye) sangat kecil (biasanya 100-3-10-4 mm) dibandingkan dengan diameter lubang (0,5-1,0 mm), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.
Oleh karena itu jelas bahwa mempertahankan neutral plasma adalah sangat penting untuk menjamin integritas listrik dari sinar ion saat lewat melalui wilayah interface. Jika ada dua buah ion yang dihadirkan,pada perubahan karakteristik listrik dari plasma yang akan mempengaruhi energi kinetik ion-ion tersebut.
Gambar 8. Electrodynamic forces tidak mempengaruhi komposisi sinar ionmemasuki sampler atau skimmer cone
Sistem Fokus Ion Lensa Optik
Berikut adalah gambar 9. Proses ion-ion dari aerosol plasma yang difokuskan oleh ion lensa optic menuju quardpole. Setelah ion berhasil diekstraksi dari daerah antarmuka, ion-ion tersebut diarahkan ke dalam ruang vakum utama dengan serangkaian lensa elektrostatik yang disebut optik ion. Kekosongan yang beroperasi di wilayah ini dipertahankan pada sekitar 10-3 torr dengan pompa turbomolecular. Ion optik secara elektrostatis memfokuskan sinar ion ke arah perangkat pemisahan massa atau terkadang disebut penganalisis massa, sementara menghentikan foton, partikulat, dan spesies netral mencapai detektor.
Sinar ion yang mengandung semua ion analitik dan matriks keluar optik ion kemudian masuk ke dalam spektrometer massa yaitu pada perangkat pemisahan massa yang dijaga pada pengoperasian vakum sekitar 10-6 torr dengan pompa turbomolecular kedua. Perangkat pemisah massa berfungsi memisahkan ion-ion berdasarkan massanya terhadap rasio muatan (m/z) tertentu ke detektor.
Gambar 9. Sistem Fokus Ion Lensa Optik (Philips, 2009)
Optik ion, yang ditunjukkan pada Gambar 9, diposisikan antara skimmer cone dan perangkat pemisahan massa dan terdiri dari satu atau lebih komponen lensa elektrostatis yang dikendalikan dan memiliki tekanan vakum sekitar 10-3 Torr dengan pompa turbomolecular. Fungsi dari sistem ion optik adalah untuk mengambil ion dari plasma pada tekanan atmosfer melalui kerucut inteface dan mengarahkan ion-ion ke analyzer massa, yang berada di dalam vakum bertekanan tinggi. Nonionik yang spesies seperti partikulat, spesies netral, dan foton dicegah dari mencapai detektor baik dengan menggunakan beberapa jenis penghalang fisik dan dengan posisi analyzer massa off axis relatif terhadap sinar ion atau dengan menekuk ion dengan mencermikan ke sudut 900 yang disebabkan adanya energy elektrostatis sehingga ion-ion menuju analyzer massa. Ion yang berbeda-beda akan dibelokkan secara berbeda pula oleh medan magnet. Besarnya pembelokan yang dialami oleh sebuah ion tergantung pada: Massa ion tersebut. Ion-ion yang bermassa ringan akan dibelokkan lebih daripada ion-ion yang bermassa berat. Muatan ion. Ion yang mempunyai muatan +2 (atau lebih) akan dibelokkan lebih daripada ion-ion yang bermuatan +1. Dua faktor diatas digabungkan ke dalam Perbandingan Massa/Muatan. Perbandingan ini mempunyai simbol m/z (atau m/e). Partikel-partikel yang tidak bermuatan (netral) tidak dibelokkan.
Gambar 10. Ion sistem fokus yang menggunakan cermin ion berongga untuk membelokkan ion beam 90o ke analyzer massa, sementara memungkinkan foton, netral, dan padat partikel untuk melewati.
Untuk memahami sepenuhnya peran dari optik ion di ICP-MS, penting untuk mendapatkan gambaran dinamika aliran ion dari plasma melalui wilayah interface ke dalam spektrometer massa. Ketika ion yang dihasilkan oleh plasma muncul dari skimmer cone, ada ekspansi yang cepat dari ion sebagain tekanan berkurang dari 760 Torr (tekanan atmosfer) ke sekitar 10- 3 sampai 10- 4 Torr dalam lensa dengan turbomolecular sebuah pompa. Panjang (jarak di mana ion memberikan pengaruh satu sama lain) adalah kecil dibandingkan dengan diameter lubang dari sampler atau skimmer cone. Karena itu, ada interaksi listrik kecil antara sinar ion dan kerucut, dan relatif sedikit interaksi antara ion individu. Dengan cara ini, integritas komposisi dari sinar ion dipertahankan sepanjang wilayah antarmuka. Dengan penurunan cepat dalam tekanan di dalam ruang lensa, elektron berdifusi keluar dari sinar ion. Karena ukuran electron relative lebih kecil terhadap ion yang bermuatan positif, elektron berdifusi jauh dari ion bermuatan positif.
Gambar 11. Extreme pressure-drop dalam ruang ion optik menghasilkan difusi elektron, menghasilkan beam ion bermuatan positif.`
Berikut adalah gambar 12, dimana ion-ion dari lensa optic akan dibelokan menuju filter Quadropole (Thomas R., 2008).
FilterFilterQuadropoleQuadropole
Filter
Filter
Quadropole
Quadropole
Gambar 12. Aliran ion-ion menuju Quadropole
Filter Quadropole
Terdapat beberapa jenis perangkat pemisahan massa yang cocok digunakan yaitu teknologi filter quadrupole, sektor magnetik, dan time of flight. Sebagian besar ICP-MS menggunakan filter quadropole. Quadrupole terdiri dari empat buah batang logam silinder dengan panjang dan diameter sama. Quadrupole yang digunakan dalam ICP-MS yaitu dengan tipe panjang 15-25 cm, diameter 1 cm, dan beroperasi pada frekuensi 2-3MHz. Prinsip kerja filter qudropole adalah sebagai filter massa dan hanya meneruskan ion-ion dengan rasio massa/muatan (m/z) tertentu melewati celah massa sempit. Dengan mengubah tegangan yang digunakan terhadap batang quadrupole, posisi celah dapat dideteksi. Analisis massa dapat dilakukan dengan scanning, memilih daerah massa tertentu sesuai dengan yang diukur maupun dengan mengamati intensitas sinyal analit.
Gambar 13. Skema prinsip kerja pemisahan massa menggunakan filter quadrupole
Analyzer ini terdiri dari empat batang silinder ke yang diterapkan baik RF dan medan listrik DC. Empat batang diatur sedemikian rupa sehingga mereka membentuk dua pasang, satu pasang di pesawat X dan satu di Y.
Ion masuk dalam quadrupole akan mulai terombang-ambing di kedua sudut X dan Y. Dalam sistem tersebut, ion m / e yang lebih rendah menjadi tidak stabil di quadrupole setiap kali komponen dibelokkan dari medan listrik melebihi langsung komponen. Dalam hal ini, ion m / e yang lebih rendah akan cepat dibuang dari quadrupole dan tidak akan mencapai detektor. Mode operasi membuat filter massa efektif rendah.
Tinggi m/ion e menjadi tidak stabil sementara ion m lebih rendah / e distabilkan oleh adanya komponen alternative. Hal ini membuat filter massa efektif tinggi.
Dalam quadrupole itu, analisa massa dibuat dengan menghubungkan dua pasang batang sedemikian rupa X sebagai filter massa rendah dan Y bertindak sebagai filter massa yang tinggi. Dengan hati-hati mencocokkan dua bidang, hanya ion massa tertentu mampu beresonansi pada frekuensi yang tepat dan melewati quadrupole pada setiap titik waktu. Analyzer massa quadrupole adalah sistem yang sangat cepat dan efisien (Murr,2008)
Proses akhir adalah mengubah ion menjadi sinyal listrik dengan detektor ion. Desain yang paling umum digunakan saat ini disebut detektor dynode diskrit, yangberisi serangkaian dynodes logam sepanjang detektor. Dalam desain ini, ketika ion muncul dari filter massa, mereka menimpa pada dynode pertama dan diubah menjadi elektron. Karena elektron tertarik ke dynode berikutnya, penggandaan elektron berlangsung, yang mana menghasilkan aliran yang sangat tinggi dari elektron yangmuncul dari dynode akhir. Sinyal elektronik ini kemudian diproses oleh sistempenanganan data dengan cara konvensional dan diubah menjadi konsentrasi analit menggunakan standar kalibrasi ICP-MS. Kebanyakan sistem deteksi dapat menangani sampai delapan perintah rentang dinamis, yang berarti dapat digunakan untuk menganalisis sampel dari tingkat ppt sampai beberapa ratus ppm.
Setiap elemen memiliki karakteristik isotop dan massa sehingga akan menghasilkan massa spektrum setelah melewati quadrupole yang
ion mencapai detektor khusus. Quadrupole berisi dua tahap untuk memungkinkan simultan pengukuran sinyal tinggi dan rendah. Sehingga memungkinkan deteksi secara simultan komponen utama dan ultra-jejak unsur, yang membuat ICP-MS sebagai alat yang sempurna untuk menganalisis sampel yang tidak diketahui.
Spektrum ICP-MS adalah plot dari intensitas ion(y-axis) versus rasio massa dengan muatan (x-axis). Dalam plasma argon, terutama ion yang bermuatan tunggal diproduksi. Hal ini berarti dalam praktek bahwa rasio massa dengan muatan dapat digantikan dengan massa dalam spektrum (dalam amu).
Sebagian besar unsur memiliki lebih dari satu isotop dan setiap isotop memiliki massa tertentu. Tembaga (Cu), misalnya, memiliki dua isotop: 63Cu dengan 34 neutron dan 65Cu dengan 36 neutron dalam inti. Dengan demikian, spektrum massa tembaga terdiri dari dua puncak, massa 63 dan massa 65. Rasio alami perbedaanisotop dari sebuah unsur konstan di alam. Oleh karena itu tidak sulit untuk mengoreksi tumpang tindih isotop dari elemen yang berbeda. Selain itu, sebuahnoninterfered isotop hadir untuk hampir semua elemen.
Gambar 14. Spektrum massa menunjukkan isotop tembaga dengan menggunakan ICP-MS
Gambar 15. Unsur yang dapat ditentukan oleh ICP-MS dan perkiraan kemampuan deteksinya (PerkinElmer)
Proses Yang Terjadi pada Alat Spectrometer Massa
Atom dapat dibelokkan dalam sebuah medan magnet (dengan anggapan atom tersebut diubah menjadi ion terlebih dahulu). Karena partikel-partikel bermuatan listrik dibelokkan dalam medan magnet dan partikel-partikel yang tidak bermuatan (netral) tidak dibelokkan.
Gambar 16. Rangkaian Spektofotometer Massa (MS)
Urutannya adalah sebagai berikut:
Ionisasi
Atom di-ionisasi dengan mengambil satu atau lebih elektron dari atom tersebut supaya terbentuk ion positif. Ini juga berlaku untuk unsur-unsur yang biasanya membentuk ion-ion negatif (sebagai contoh, klor) atau unsur-unsur yang tidak pernah membentuk ion (sebagai contoh, argon). spektrometer massa ini selalu bekerja hanya dengan ion positif.
Percepatan
Ion-ion tersebut dipercepat supaya semuanya mempunyai energi kinetik yang sama. Ion-ion positif yang ditolak dari ruang ionisasi yang sangat positif itu akan melewati 3 celah, dimana celah terakhir itu bermuatan 0 V. Celah yang berada di tengah mempunyai voltase menengah. Semua ion-ion tersebut dipercepat sampai menjadi sinar yang sangat terfokus.
Pembelokan
Ion-ion tersebut dibelokkan dengan menggunakan medan magnet, pembelokan yang terjadi tergantung pada massa ion tersebut. Semakin ringan massanya, akan semakin dibelokan. Besarnya pembelokannya juga tergantung pada besar muatan positif ion tersebut. Dengan kata lain, semakin banyak elektron yang diambil, semakin besar muatan ion tersebut, pembelokan yang terjadi akan semakin besar. Dua faktor diatas digabungkan ke dalam Perbandingan Massa/Muatan. Perbandingan ini mempunyai simbol m/z (atau m/e)
Pendeteksian
Sinar-sinar ion yang melintas dalam mesin tersebut dideteksi dengan secara efektif, Pada gambar 17 dibawah, hanya sinar satu jenis ion isotope yang bisa terus melaju sampai ke pendetektor ion. Ion-ion lainnya bertubrukan dengan dinding dimana ion-ion akan menerima elektron dan dinetralisasi. Pada akhirnya, ion-ion yang telah menjadi netral tersebut akan dipisahkan dari spektrometer massa oleh pompa vakum.
Gambar 17. Tubrukan ion pada kotak logam
Ketika sebuah ion menubruk kotak logam, maka ion tersebut akan dinetralisasi oleh elektron yang pindah dari logam ke ion. Hal ini akan menimbulkan ruang antara elektron-elektron yang ada dalam logam tersebut, dan elektron-elektron yang berada dalam kabel akan mengisi ruang tersebut.
Aliran elektron di dalam kabel itu dideteksi sebagai arus listrik yang bisa diperkuat dan dicatat. Semakin banyak ion yang datang, semakin besat arus listrik yang timbul.
Bentuk output dari spektrometer massa adalah hasil dari pencatat diagram disederhanakan menjadi diagram garis. Ini menunjukkan arus listrik yang timbul oleh beragam ion yang mempunyai perbandingan m/z masing-masing.
Gambar 18. Bentuk Output Data Spektroskopi Massa (MS)
Garis tegak lurus itu menunjukkan besarnya arus listrik yang diterima oleh alat pencatat arus yang berarti banyaknya ion datang ke detector (Anonim, 2011).
Kelebihan dan kekurangan ICP-MS
Yang paling penting dari keuntungan ICP-MS termasuk kemapuan pembacaan multi-element, sensitivitas tinggi, dan kemungkinan untuk memperoleh informasi mengenai isotopic elemen bisa ditentukan. Kekurangan pada ICP-MS site, isobaric adanya gangguan yang dihasilkan oleh polyatomic yang timbul dari plasma gas dan udara yaitu isotopes dari Argon, oksigen, nitrogen, dan hidrogen dapat menggabungkan diri atau bersama dengan unsur lainnya untuk menghasilkan isobaric gangguan. ICP-MS tidak berguna dalam deteksi dari nonmetals.
Aplikasi ICP-MS dalam Kimia Lingkungan
Matriks sampel lingkungan, yang mungkin berisi konsentrasi rendah dan mengandung unsur campur, sehingga pada sejarahnya ada kesulitan dalam menentukan analit dalam sampel yang dianalisis. ICP-MS dikembangkan di tahun 1980-an dan telah digunakan dalam bidang lingkungan karena sensitivitas yang tinggi dan kemampuan multi unsur. ICP-MS menawarkan penetapan langsung dari beberapa elemen di tanah, seperti boraks, fosfor, dan molybdenum, pada tingkat tidak dapat diakses oleh metode lain.
BAB III. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah sebagai berikut:
Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer adalah seperangkat alat untuk menentukan unsur dan isotop secara simultan yang terkandung dalam berbagai jenis cuplikan. Alat ini adalah gabungan plasma (ICP = Inductively Coupled Plasma) sebagai sumber ionisasi dengan spektrometer massa (MS = Mass Spectrometer) sebagai pemilah dan pencacah ion.
Komponen utama instrumen Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer yaitu ICP, interface, lensa, mass analyzer dan detektor
Prinsip kerja Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer adalah untuk menalisis senyawa anorganik. Proses yang terjadi dalam ICP adalah penguapan, penguraian, eksitasi dan ionisasi.
DAFTAR PUSTAKA
Rukihati dan Saryati , 2006, Analisis Cuplikan Lingkungan Dan Bahan Geologi Dengan Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, Indonesian Journal of Materials Science , ISSN : 1411-1098: Vol. 8 No. 1
Syarbaini, 2015, Teknologi ICP-MS dan Aplikasinya Untuk Studi Radioaktivitas Llngkungan, Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif, BATAN.
Anonim, 2010, Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (ICP-MS), Central Facilities for Research and Development, Osman University, http://14.139.82.43/cfrd/ICP-MS.html, Diakses pada tanggal 5 januari 2016.
Anonim, 2016, What is ICP-MS? and more importantly, what can it do?, http://crustal.usgs.gov/laboratories/icpms/What_is_ICPMS.pdf, Diakses pada tanggal 6 januari 2016.
Anonim, 2011, Inductively Coupled Plasma (ICP), https://titrasi.wordpress.com, diakses pada tanggal 6 januari 2016.
Murr, 2008, ICP-MS - The Quadrupole Mass Analyzer, University of Missouri Research Reactor Center, http://www.murr.missouri.edu/ps_analytical_ICP_quadrupole.php, diakses pada tanggal, 7 januari 2016.
Philips. (2013). Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS), http://www.innovationservices.philips.com/sites/default/files/materials-analysis-icp-ms.pdf. Diakses pada tanggal 6 januari 2016.
Thomas R., 2008, Pratical Guide To ICP –MS, A Tutorial for Beginners Second Edition. USA: CRC Press.
