KATA PENGANTAR Puji dan Syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH S.W.T atas nikmat dan KaruniaNya hingga kami dapat menyelesaikan tugas penyusunan laporan tentang pelatihan AAS di laboratorium instrumen UPI. Adapun tujuan disusunnya laporan yang berjudul "AAS" ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu tugas yang diberikan oleh pembimbing pelatihan dan juga sebagai bentuk pemenuhan nilai dari kompetensi yang belum terpenuhi. Kami menyadari masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan laporan ini, meka kami sangat berharap saran serta kritik yang dapat membangun untuk perbaikannya di masa yang akan datang. Akhir kata kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung terciptanya laporan ini.Kami pun mengharapkan kritik dan saran guna memperbaiki segala kekurangan yang ada, dan pembangunan karakter kami untuk menuju yang lebih baik di masa yang akan datang.
Bandung,
Juni 2011
Penyusun.
1
A. JUDUL PELATIHAN :
Penentuan
Kadar
Cu
pada
Sampel
Obat
dengan
Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) B. PEMBIMBING
: Ibu Tini Rosmayani
C. TANGGAL PELATIHAN
: Selasa, 24 Mei 2011
D. TANGGAL LAPORAN
:
E. TUJUAN PERCOBAN
:
1. Dapat mempreparasi obat yang akan ditentukan kadar logamnya dengan alat SSA 2. Menyiapkan larutan standar dari larutan stock yang tersedia 3. Memahami prinsip penentuan kadar logam dengan alat SSA 4. Dapat mengoperasikan alat spektrofotometer serapan atom Perkin Elmer Aanalist 100 5. Menentukan kadar Cu dalam sampel obat viliron A. PRINSIP PERCOBAAN
:
Sejumlah tertentu sampel Cu yang akan ditentukan kadarnya didekstruksi dengan menggunakan aqua regia dalam suasana panas, kemudian Cu tersebut di atomisasi dalam alat SSA dan diukur serapan atomnya pada panjang gelombang 248,3 nm. Berdasarkan hukum Lambert-Beer, A = ε . b. c, maka serapannya akan sebanding dengan konsentrasinya, konsentrasi Cu didapat dari grafik hubungan antara absorban vs konsentrasi, sehingga kadar Cu dapat ditentukan. B. DASAR TEORI
:
Spektrofotometri serapan atom merupakan salah satu metode analisis yang dapat digunakan untuk menentukan unsur - unsur di dalam suatu bahan dengan kepekaan, ketelitian serta selektivitas tinggi. Pada perkembangan terakhir cara analisis spektrofotometer serapan atom selain atomisasi dengan nyala (FAAS= Flame Atomic Absorption Spectrophotometry), dapat juga dilakukan atomisasi tanpa nyala yaitu dengan menggunakan energi listrik pada batang karbon (GFAAS = Grafit Furnace Atomic Absorption Spectrophotometry) atau bahkan hanya dengan penguapan (CVAAS= Cold Vapor Atomic Absoption Spectrophotometry), misalnya pada analisis Hg. Proses atomisasi dengan energi listrik pada batang atom dapat mengurangi gangguan spektrum emisi dari nyala atau absorpsi oleh nyala dan besarnya suhu dapat diatur dengan mudah dengan mengatur arus listrik yang digunakan.
2
Spektrofotometri serapan atom adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada proses penyerapan energi radiasi atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state). Penyebab energi tersebut menyebabkan tereksitasinya elektron dalam atom ke tingkat energi yang lebih tinggi (exited state). Pengurangan intensitas radiasi yang diberikan sebanding dengan jumlah atom pada tingkat energi dasar yang menyerap energi radiasi tersebut. Dengan mengukur intensitas radiasi yang diteruskan (transmitan) atau mengukur intensitas radiasi yang diserap (absorbansi) maka konsentrasi unsur di dalam cuplikan dapat ditentukan. Metode analisis ini sangat selektif karena frekuensi radiasi diserap adalah karakteristik untuk setiap unsur. Radiasi yang diserap ini adalah radiasi resonansi, yaitu radiasi yang berasal dari di-eksitasi atom dari tingkat eksitasi ke tingkat energi dasar. Dalam spektrofotometri serapan atom, lampu katoda rongga (Hollow Cathode Lamp) digunakan sebagai sumber radiasi resonansi yang diberikan. Lampu ini sesuai dengan unsur yang akan dianalisis. Radiasi resonansi ini mempunyai panjang gelombang atau frekuensi yang karakterisitik untuk setiap unsur. Instrumentasi AAS
Gambar1. Skema Alat AAS a)
Sumber Radiasi Lampu HCL (Hollow Chatode Lamp),
Hollow Cathode Lamp Hollow
Cathode Lamp Hollow Cathode Lamp Hollow Cathode Lamplampu ini merupakan sumber radiasi dengan spektra yang tajam dan mengemisikan
gelombang
monokhromatis. Lampu ini terdiri dari katoda cekung yang silindris yang terbuat dari unsur yang akan ditentukan atau campurannya (alloy) dan anoda yang terbuat dari tungsten. Elektroda-elektroda ini berada dalam tabung gelas dengan jendela quartz karena panjang gelombang emisinya sering berada pada daerah ultraviolet. Tabung 3
gelas tersebut dibuat bertekanan rendah dan diisi dengan gas inert Ar atau Ne. Beda voltase yang cukup tinggi dikenakan pada kedua elektroda tersebut sehingga atom gas pada anoda terionisasi. Ion positif ini dipercepat kearah katoda dan ketika menabrak katoda menyebabkan beberapa logam pada katoda terpental dan berubah menjadi uap, Atom yang teruapkan ini, karena tabrakan dengan ion gas yang berenergi tinggi, tereksitasi ke tingkat energi elektron yang lebih tinggi; ketika kembali ke keadaan dasar atom-¬atom tersebut memancarkan sinar dengan λ yang karakteristik untuk unsur katoda tersebut. Berkas sinar yang diemisikan bergerak melalui nyala dan berkas dengan λ tertentu yang dipilih dengan monokromator akan diserap oleh uap atom yang ada dalam nyala yang berasal dari sampel. Sinar yang diabsorpsi paling kuat biasanya adalah sinar yang berasal dart transisi elektron ke tingkat eksitasi terendah. Sinar ini disebut garis resonansi.
Gambar 2. HCL Sumber radiasi lain yang sering digunakan adalah "Electrodless Discharge Lamp ". Lampu ini mempunyai prinsip kerja hampir sama dengan HCL, tetapi mempunyai output radiasi lebih tinggi dan biasanya digunakan untuk analisis unsurunsur As dan Se, karena lampu HCL untuk unsur-unsur ini mempunyai sinyal yang lemah dan tidak stabil.
Gambar 3. EDL b)
Copper Merupakan modulasi mekanik dengan tujuan mengubah sinar dari sumber sinar
menjadi berselang-seling. Isyarat selang-seling oleh detector diubah menjadi isarat 4
bolak-balik, yang oleh amplifier akan digandakan. Sedang emisi kontinyu bersifat searah dan tidak digandakan oleh amplifier. c)
Alat pembakar (proses atomisasi)
Gambar 4. Sistem Pembakar pada SSA Tujuan sistem pembakaran-pengabut adalah untuk mengubah larutan uji menjadi atom-atom dalam bentuk gas. Fungsi pengabut adalah menghasilkan kabut atau aerosol larutan uji. Larutan yang akan dikabutkan ditarik ke dalam pipa kapiler oleh aksi semprotan udara ditiupkan melalui ujung kapiler, diperlukan aliran gas bertekanan tinggi untuk menghasilkan aerosol yang halus. d)
Nyala dan profit nyala Nyala digunakan untuk mengubah sampel yang berupa padatan atau cairan
menjadi bentuk uap atomnya, dan juga berfungsi untuk atomisasi. Untuk spektrokopi nyala suatu persyaratan yang penting adalah bahwa nyala yang dipakai hendaknya menghasilkan temperatur lebih dari 2000o K. Konsentrasi tereksitasi, dipengaruhi oleh komposisi nyala. Komposisi nyala asitelin-udara sangat baik digunakan untuk lebih dari tiga puluh unsur sedangkan komosisi nyala propane-udara disukai untuk logam yang mudah menjadi uap atomic. Untuk logam seperti Alumunium (Al) dan titranium (Ti) yang membentuk oksida refrakori temperatur tinggi dari nyala asitelin-NO sangat perlu, dan sensitivitas dijumpai bila nyala kaya akan asitilen. e)
Monokromator Dalam Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) fungsi monokromator
adalah untuk memisahkan garis resornansi dari semua garis yang tak diserap yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Dalam kebanyakan instrument komersial digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi seragam daripada yang dilakukan oleh prisma dan akibatnya instrument kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka gelombang yang lebih besar. 5
f)
Detektor Detektor pada Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) berfungsi
mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik. Pada Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS) yang umum dipakai sebagai detektor adalah tabung penggandaan foton (PMT=Photo Multiplier Tube Detector). g)
Read out Read out merupakan sistem pencatatan hasil. Hasil pembacaan dapat
berupa angka atau kurva dari suatu recorder yang menggambarkan absorbansi atau intensitas emisi. Cara menganalisis data SSA Seperti umumnya pada peralatan spectrometer, analisis kuantitatif suatu sampel berdasarkan pada hokum Lambert Beer, yaitu: Keterangan : A= absorbansi Є= absortivitas molar b= lebar sampel yang dilalui sinar c= konsentrasi zat
A= є b c
Rumusan hukum Lambert Beer menunjukan bahwa besarnya nilai absorbansi berbanding lurus (linier) dengan konsentrasi. Berdasarkan penelitian, kelinieran hukum Lambert Beer umumnya hanya terbatas pada nilai absorban 0,2 sampai dengan 0,8. Hukum Lambert Beer dapat diterapkan pada metode standar biasa dan standar adisi. 1. Metode standar tunggal Metode ini sangat praktis karena hanya menggunakan satu larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya (Cstd). Selanjutnya absorbsi larutan standar (Asta) dan absorbsi larutan sampel (Asmp) diukur dengan spektrometri. Dari hukum Beer diperoleh: Sehingga, Astd/Cstd = Csmp/Asmp -> Csmp = (Asmp/Astd) x Cstd Dengan mengukur absorbansi larutan sampel dan standar, konsentrasi larutan sampel dapat dihitung. 6
2. Metode Kurva Kalibrasi Dalam metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai konsentrasi dan absorbansi dari larutan tersebut diukur dengan AAS. Langkah selanjutnya adalah membuat grafik antara konsentrasi (C) dengan Absorbansi (A) yang akan merupakan garis lurus melewati titik nol dengan slope = ε.b atau slope = a.b. Konsentrasi larutan sampel dapat dicari setelah absorbansi larutan sampel diukur dan diintrapolasi ke dalam kurva kalibrasi atau dimasukkan ke dalam persamaan garis lurus yang diperoleh dengan menggunakan program regresi linear pada kurva kalibrasi. 3. Metoda Adisi Standar Metoda ini dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan yang disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkungan (matriks) sampel dan standar. Dalam metoda ini dua atau lebih sejumlah volume tertentu dari sampel dipindahkan ke dalam labu takar. Satu larutan diencerkan sampat volume tertentu kemudian diukur absorbansinya tanpa ditambah dengan zat standar, sedangkan larutan yang lain sebelum diukur absorbansinya ditambah terlebih dulu dengan sejumlah tertentu tarutan standar dan diencerkan seperti pada larutan yang pertama. Menurut hukum Beer akan berlaku hal-hal berikut: Ax = k.Ck
AT = k(Cs+Cx)
Dimana, Cx = konsentrasi zat sampel Cs = konsentrasi zat standar yang ditambahkan ke larutan sampel Ax = absorbansi zat sampel (tanpa penambahan zat standar) AT = absorbansi zat sampel + zat standar Jika kedua rumus digabung maka akan diperoleh Cx = Cs + {Ax/(AT-Ax)} Konsentrasi zat dalam sampel (Cx) dapat dihitung dengan mengukur Ax dan AT dengan spektrometri. Jika dibuat suatu seri penambahan zat standar dapat pula dibuat grafik antara AT lawan Cs garis lurus yang diperoleh dari ekstrapolasi ke AT = 0, sehingga diperoleh: Cx = Cs x {Ax/(0-Ax)} ; Cx = Cs x (Ax/-Ax) Cx = Cs x (-1) atau Cx = -Cs Salah satu penggunaan dari alat spektrofotometri serapan atom adalah untuk metode pengambilan sampel dan analisis kandungan logam Pb di udara. Secara umum 7
pertikulat yang terdapat diudara adalah sebuah sistem fase multi kompleks padatan dan partikel-partikel cair dengan tekanan uap rendah dengan ukuran partikel antara 0,01 – 100 μm. Sumber kesalahan yang dapat terjadi pada pengukuran menggunakan SSA Sumber kesalahan pengukuran pada metode analisis menggunakan SSA dapat diprediksikan sebagai berikut: •
Kurang sempurnanya preparasi sampel, seperti : Proses dekstruksi yang kurang sempurna Tingkat keasaman sampel dan blanko tidak sama
•
Kesalahan matriks, hal ini disebabkan adanya perbedaan matriks sampel dan matriks standar
•
Aliran sampel pada buhner tidak sama kecepatannya atau ada penyumbatan pada jalannya aliran sampel
•
Gangguan kimia berupa : Disosiasi tidak sempuna Ionisasi Terbentuknya senyawa refraktori
A. ALAT DAN BAHAN 1. Mortar
:
11. Batang pengaduk
2. Neraca Analitis 3. Labu ukur 25 ml
1. Kertar saring Whatman
4. Labu ukur 50 ml
2. Sampel Liviron
5. Botol semprot
3. Aqua regia
6. Pipet seukuran
4. Aqua DM
7. Gelas kimia 500 ml
5. Standar Cu 1000 ppm
8. Gelas kimia 10 ml 9. SSA Perkin Elmer Aanalist 10. Corong pendek 8
A. LANGKAH KERJA
:
A. Preparasi Sampel 1.Timbang 3 butir sampel obat, kemudian tentukan massa 1 butir sampel obat denagn cara merata-ratakannya. 2.Tumbuk 2 butir sampel obat sampai halus, kemudan timbang di dalam gelas kimia 10 ml sebanyak ± 0,6000 g 3.Larutkan sampel Cu dengan 3 ml air raja 4.Didihkan larutan sampel dan sekali-kali diaduk sampai kisat (lakukan dengan hatihati di ruang asam jangan sampai gosong!) 5.Larutkan kembali larutan sampel dengan aqua dest sedikit demi sedikit, sampai kelarutannya maksimal. Jika sudah dingin tuangkan larutan sampel ke dalam labu takar ukuran 25 ml yang bersih, lakukan pembilasan gelas kimia untuk dekstruksi minimal 3 kali . Tepatkan volumnya. 6.Jika masih ada yang tidak larut saring dengan kertas saring whatman A. Pembuatan Larutan Blanko Ke dalam 1L aquadest masukkan secara perlahan 7,2 ml air raja, aduk sampai larutan homogen. B. Pembuatan Larutan Standar Buatlah sederetan larutan standar logam Cu(II) dengan konsentrasi 4,8,12,16,20, dan 24 ppm dengan cara mengencerkannya dari larutan stock yang tersedia menggunakan larutan blanko. Catatan : Untuk konsentrasi terkecil larutan standar Cu (II) 4 ppm dibuat dalam labu takar 50 ml sedangkan untuk larutan standar lainnya dibuat dalam labu takar 25 ml. C. Pengukuran Larutan Standar dan Sampel 1.Siapkan sederet larutan standar(berurut dari konsentrasi rendah sampai tinggi) dan larutan sampel di meja dekat instrument AAS 2.Optimasi instrumen AAS dengan cara mengukur absorbansi larutan standar konsentrasi terendah (liat petunjuk pengoperasian alat terlampir) 3.Setelah tercapai kondisi optimum, lakukan pengukuran absorbansi masing-masing larutan standar yang telah anda siapkan dimulai dari konsentrasi terendah. Lanjutkan dengan pengukuran absobansi sampel. A. Pembuatan Kurva Kalibrasi dan Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel 9
1. Buat grafik hubungan absorbansi larutan standar vs konsentrai dengan program Excell 2. Tentukan persamaan hubungan linier antara absorbansi dengan konsentrasi 3. Tentukan konsentrasi ppm larutan sampel Cu (II) dengan cara memasukan persamaan di langkah 2. 4. Tentukan kadar logam Cu (massa logam tiap butir tablet), kemudian bandingkan dengan komposisi dalam kemasan. A. DATA PENGAMATAN
A. Data Sampel •
Merk
: Viliron Multi Vitamin dan Mineral
•
Perusahaan
: PT. Otto Pharmaceutical Industries
•
Kadar Cu dalam 1 tablet : 30 ppm
A. Parameter alat yang digunakan •
Kuat Arus
: 23 mA
•
Panjang gelombang
: 248,3 nm
•
Lebar slit
: 0,2 nm
•
Energi
: 70 J
•
Fuel : Oxidant
: 1,5 : 3
•
Int. Time
: 0,7 sekon
•
Replicates
: 3x
A. Data untuk pembuatan kurva kalibrasi No 1 2 3 4 5 6 7 8
Logam Cu ppm 0 4 8 12 16 20 24 Sampel
Absorban 0 0,175 0,341 0,512 0,659 0,795 0,918 0,484
B. Grafik Hubungan Linier (Kurva Kalibrasi)
10
:
C. Gambar Pengamatan
Penimbangan Sampel
Pembuatan Larutan Sampel
Penimbangan Sampel
Pembuatan larutan standar
11
Proses Dekstruksi
Penyaringan
Deret standar 4 – 24 ppm
SSA Perkin Elmer Aanalyst
D. Perhitungan • Data Penimbangan: Penimbangan 3 butir tablet
Penimbangan Sampel
Massa Alat + Zat
:g
Massa Alat + Zat
:g
Massa Alat
:g
Massa Alat
:g
Massa Zat
: g
Massa Zat
: g
12
Penimbangan Tablet ke1 2 3 Rata-rata
•
Massa Tablet
Perhitungan pengenceran standar ✔ Standar 4 ppm : 1000 ppm . x mL = 4 ppm . 50 mL x = 200 mg / 1000 ppm = 0,20 mL ✔ Standar 8 ppm : 1000 ppm . x mL = 8 ppm . 25 mL x = 200 mg / 1000 ppm = 0,20 mL ✔ Standar 12 ppm : 1000 ppm . x mL = 12 ppm . 25 mL x = 300 mg / 1000 ppm = 0,30 mL ✔ Standar 16 ppm : 1000 ppm . x mL = 16 ppm . 25 mL x = 300 mg / 1000 ppm = 0,40 mL ✔ Standar 20 ppm : 1000 ppm . x mL = 20 ppm . 25 mL x = 500 mg / 1000 ppm = 0,50 mL ✔ Standar 24 ppm 1000 ppm . x mL = 24 ppm . 25 mL x = 600 mg / 1000 ppm = 0,60 mL
13
•
Perhitungan mg Cu per tablet
A. PEMBAHASAN •
Proses destruksi dilakukan diruang asam karena halite bertujuan untuk menghindari adanya gas NO2 yang sangat berbahaya.
•
Fungsi air raja yaitu melarutkan komponen-komponen logam yang terkandung dalam sanpel obat tanpa menghasilkan endapan karena semua garam NO3- mudah larut dalam air.
•
Kekeruhan yang terjadi pada larutan sampel berasal dari zat organik yang terkandung dalam sampel karena zat organic tidak larut dalam asam kuat sekalipun, tetapi larut dalam pelarut organik non polar sehingga kekeruhan dapat dihilangkan dengan penyaringan karena semua logam akan di analisis setelah larut dalam pelarut.
•
Blanko terdiri dari atas pelarut dan pereaksi, blanko ini digunakan untuk meminimalisir kesalahan matrik akibat perbedaan matrik standar dengan matrik sampel, selain itu blanko digunakan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pelarut dan pereaksi terhadap sampel yang di analisa.
•
Pada saat proses pengkisatan sampel yang dipanaskan harus dijaga dan sesekali diaduk agar tidak gosong karena apabila sampai gosong sampel akan berubah menjadi karbon sehingga pada saat pengukluran hasilnya tidak akurat.
•
Pada pengoperasian alat AAS nyala api juga harus diatur (biru nyala) agar tidak terjadi kesalahan atau ketidak akuratan data karena pada nyala api merupakan sel 14
absobsi yang menghasilkan sampel berupa atom-atom (unit atomisasi). Karena diharapkan semua sampel berubah menjadi atom-atom. •
Ketika sampel dimasukkan, sampel dan udara (O2) juga ikut masuk terdapat nebulizer yang akan membentuk kabut tekanan tinggi masuk ke burner dan terjadi atomisasi. Drynase akan membuang senyawa-seyawa yang tidak dibutuhkan. Atomisasi merupakan electron-elektron akan lepas membakar energy sesuai dengan lampu katoda yang disebut peristiwa eksitasi. Kemudian pengolah data diubah menjadi absorban kadar atau konsentrasi, dan keluarlah hasil.
•
Komponen AAS pipa kapiler sebagai jalan masuknya sampel atau standar, sehingga sampel harus benar-benar tidak mengandung emdapan karena dapat menghambat pipa kapiler.
•
Kurva kalibrasi larutan standar dibuat dengan berbagai konsentrasi larutan standar dan diperoleh koefisien korelasi (r) yang masih memberikan linieritas kurva kalibrasi yang cukup baik dan dinyatakan valid adalah bila memiliki nilai (r) mendekati atau sama dengan 1. Oleh karena itu, kurva kalibrasi yang diperoleh pada praktikum ini dengan koefisien kolerasi 0,991 masih dapat diterima. Harga koefisien korelasi (r) ini menunjuukan adanya hubungan linier antara konsentasi dengan absorbansi yang berarti dengan meningkatnya konsentrasi akan meningkat pula absorbansinya. A. KESIMPULAN
Dari penentuan kadar Cu dengan metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) didapat hasil bahwa kadar Cu dalam sampel obat “Viliron” adalah
mg Cu/tablet B. DAFTAR PUSTAKA Prosedur kerja kimia instrumen fakultas MIPA Universitas Pendidikan Indonesia Bahan ajar HPLC fakultas MIPA Universitas Pendidikan Indonesia
15
16
