TEORI KESALAHAN KESALAHAN DALAM ANALISIS KUANTITATIF
Arti Kesalahan
Kesalahan pengukuran ialah ketidaksesuaian antara nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya
PERANAN ANALIS KIMIA
Fungsi seorang analis: Memperoleh hasil pengukuran yang sedekat mungkin dengan dengan nilai sebenarnya (kesalahan sekecil sekecil mungkin) dengan menerapkan prosedur-prosedur analisis secara benar Hasil pegukuran akan mempunyai mempunyai kesalahan yang besar kalau analis tidak memiliki memiliki pengetahuan tentang: (1) Ketepatan (akurasi) (2) Ketelitian Ketelitian (presisi) (3) Sumber sesatan sesatan / kesalahan (4) Ilmu kimia yang terlibat dalam proses analisis
1. KETEPATAN ( AKURASI )
Ketepatan adalah kesesuaian / kedekatan antara hasil pengukuran ( rata-rata) dengan nilai yang sebenarnya/seharusnya. Semakin dekat harga hasil pengukuran ( rata-rata ) dengan harga sebenarnya, ( semakin kecil kesalahan ), semakin akurat (tepat) metode / proses pengukuran yang digunakan, dan sebaliknya. Jadi : Ketepatan Ketepatan (akurasi ) berbanding berbanding terbalik dengan kesalahan
Cara mengukur Akurasi / Ketepatan
Akurasi / Ketepatan Ketepatan dinyatakan dengan besarnya besarnya kesalahan : a)
Kesalahan absolut : besarnya ketidaksesuaian( perbedaan / selisish ) hasil pengukuran terhadap harga sebenarnya ( tak harus dalam satuan % ) b) Kesalahan relatif
: besarnya kesalahan dibandingkan dengan harga sebenarnya ( umumnya dalam satuan % )
Misal : - Kadar cuka ( As. Asetat ) perdagangan adalah 25 % ( menurut etiket) ( dianggap sebenarnya ) - Hasil pengukuran ( rata-rata ) = 23 % - Maka : Kesalahan absolutnya = (25 - 23)% = 2 % Kesalahan relatif = (25 – 23 ) / 25 = 8 %
Kesalahan Absolut dan Kesalahan Relatif
Kesalahan absolut (E)
: Perbedaan (selisih) antara hasil analisis (x) dengan harga yang sebenarnya
Kesalahan relatif (E rel) : Selisih antara hasil analisis (x) dengan harga sebenarnya(µ) dibandingkan dengan harga sebenarnya
Contoh: Zat A yang beratnya 32,60 ditimbang dengan timbangan N beratnya 32,91 gram
Kesalahan absolutnya :
Kesalahan Relatifnya :
2. KETELITIAN ( PRESISI = KECERMATAN ) Ketelitian adalah kedekatan antara masing-masing nilai dari suatu deret pengukuran (pengukuran y ang diulang beberapa kali). Ketelitian( Presisi ) dinyatakan dengan besarnya standar deviasi (simpangan baku) hasil pengukuran tersebut Semakin kecil standar deviasi hasil pengukuran, semakin perbedaan hasil masing-masing pengukuran ( yang diulang ) , maka semakin teliti proses pengukuran tersebut.
Standar deviasi (simpangan baku) = s , dirumuskan sebagai :
x = nilai-nilai setiap pengukuran x = nilai rata-rata pengukuran N = banyaknya pengulangan pengukuran Contoh; Hitung simpangan baku data di bawah ini yang diperoleh dari analisis nikel yang terdapat dalam bahangalian. Penentuan dilakukan 5 kali.
X (mg) 5,0 5,3 5,7 4,8 5,2 ∑ X = 26,0
( x – x ) - 0,2 0,1 0,5 0,4 0
( x – x )2 0,04 0,01 0,25 0,16 0 ∑ 0,46
Parameter yang biasa digunakan untuk menentukan ketelitian dinyatakan dengan harga koevisien variasi (KV) ( selain setandar deviasi = simpangan baku )
S = simpangan baku X = nilai masing-masing pengamatan N= banyaknya pengamatan
Ketelitian yang baik jika nilai KV-nya < 3 % Semakin kecil KV, makin besar ketelitian hasil pengukurannya Hubungan antara Akurasi (ketepatan) dengan Presisi Ketelitian Ketepatan : kebenaran dari suatu pengukuran Ketelitian : reprodusibilitas (keterulangan) dari suatu pengukuran Ketelitian dapat menghasilkan ketepatan, tetapi ketelitian yang tinggi tidak selalu mengandung arti “t epat” l HUBUNGAN ANTARA KETEPATAN (AKURASI) DENGAN KETELITIAN (PRESISI)
x x
x x xx X
harga sebenarnya
x
x x
xXx xxx
(1)
AKURASI : JELEK PRESISI
(2) AKURASI : JELEJK
: JELEK
PRESISI
: BAIK
x x xxx x
xX x X x
x x x
x x (3)
AKURASI : BAIK PRESISI
: JELEK
(4) AKURASI : BAIK PRESISI
: BAIK
Soal latihan
1.
Bandingkan presisi dan akurasi hasil pengukuran 2 mahasiswa ( A dan B ) berikut. Jika harga sebenarnya adalah 10,0 , tentukan mahasiswa mana yang memperoleh ketelitian dan ketepatan yang lebih baik
A : 10,08; 10,11; 10,09; 10,10; 10,12
B : 10,19; 9,79; 9,69; 10,05; 9,78
1.
Suatu zat Z yang kadar sebenarnya 17,50 % ditentukan dengan dua metode A dan B. sampel yang sama dianalisis lima kali.
Tentukan: Kesalahan relatif, simpangan baku, koefisien variasi pada masing-masing metode. Metode mana yang lebih baik?
3, TEORI KESALAHAN Jenis Kesalahan
MetM
I.Kesalahan tertetapkan = kesalahan sistemik, kesalahan konstan , determinate error/constant error. 2. Kesalahan tak tertetapkan = kesalahan aksidental = indeterminate error/accidental error
I. Kesalahan Tertetapkan -Dapat dihindari -Besarnya dapat ditetapkan -Kesalahan yang berulang-ulang ( satu arah ) : selalu lebih kecil / besar
1.Kesalahan Operasional = Kesalahan Pribadi -Disebabkan oleh faktor manusia yang menganalisis,( pelaku tidak cermat ) ,tidak ada hubungan dengan metode/prosedur -Kesalahan bersifat fisik, terjadi jika teknik prosedur analisis tidak diikuti dengan baik. Contoh: Perlakuan yang tidak kuantitatif, sehingga dapat menyebabkan berkurangnya zat pada proses pemindahan zat setelah menimbang, melarutkan , pengambilan larutan, dsb. - pencucian endapan yang kurang kuantitatif - pemijaran endapan pada temperatur yang tidak sesuai - pendinginan krus yang tak cukup lama sebelum ditimbang - membiarkan bahan yang higroskopis mengabsorpsi air sebelum
atau selama penimbangan
- Pengugnaan reagen yang mengandung zat-zat pengotor - Ketidakmampuan fisik untuk melakukan pengamatan tertentu dengan tepat misalnya tidak dapat melihat dengan jelas perubahan warna pada titik akhir titrasi (t.a.t) ® melewati TAT
2. Kesalahan Instrumen dan Reagensia / Bahan -Neraca dan alat gelas berukuran tidak dikalibrasi atau kalibrasi yang kurang memadai -Buret berlemak / kotor -Reagen yang tidak murni / kotor 3. Kesalahan Metode -Pengambilan sampel tidak benar -Reaksi tidak sempurna -Pada gravimetri: - keterlarutan endapan - Pengotor endapan (kopresipitasi, post presipitasi) - Penguraian endapan waktu dipijar -Pada Volumetri - reaksi tidak sempurna - reaksi samping (dari zat yang ditetapkan ) - adanya zat asing yang ikut bereaksi - perbedaan TAT dan titik ekivalen (pemilihan indikator yang kurang tepat)
4. Kesalahan Aditif dan Sebanding (Proporsional) - Kesalahan makin besar dengan semakin banyaknya zat yang digunakan , dan sebaliknya . Contoh: adanya zat asing (pengotor) pada zat standar .
II. Kesalahan Tidak Tertetapkan = Kesalahan acak -
lTerjadi , walaupun analis sudah bekerja dengan prosedur yang benar dan sangat hati-hati ,
misalnya terjadi sedikit perbedaan dalam pengukuran berulang-ulang. -
-
Ditimbulkan oleh sebab-sebab yang takt erkendalikan oleh analis, umumnya susah difahami tidak dapat dianalisis l Cara Memperkecil Kesalahan Kesalahan sistematik dapat dikurangi dengan: 1.Mengkalibrasi alat dan mengadakan koreksi -
Alat dikalibrasi dan dikoreksi terhadap pengukuran standar
-
mencuci peralatan gelas berukuran hingga bersih dan bebas emak
2.Melakukan penetapan blangko -
Melakukan pentapan secara terpisah terhadap blanko
-
Tujuan: - mengetahui adanya pengotor (dalam reagen/wadah) - koreksi larutan standar untuk mencapai titik akhir titrasi
.
Metode analisis yang tidak bergantungan -
Analisis dengan dua cara yang berbeda
-
Contoh: a. analisis kadar besi: - dengan gravimetri® Fe2O3 dipijar ditimbang - titrimetri Fe2O3 diubah dulu menjadi FeO ( Fe2+ ) larutan dititrasi dengan K2Cr2O7 atau Ce(SO4)2 b. PK HCl - H+ titrasi asam basa - Cl- gravimetri sebagai AgCl
Metode dinggap benar jika hasil pengukuran perbedaannya kecil ( tidakberbeda secara bermakna )
ANGKA BERMAKNA (significant Number)
Angka bermakna adalah digit yang menunjukkan banyaknya kuantitas yaitu semua angka “pasti” ditambah satu
angk a “tidak pasti” Angka nol merupakan angka bermakna, kecuali jika merupakan angka pertama dalam BERMAKNA suatu bilangan Contoh: (1) .1,260 dan 1,0062 nol bermakna 0,0025 kg nol bukan angka bermakna, hanya berfungsi menentukan tempat desimal dapat diganti dengan 2,5 gram Jadi 1,2680 dan 1,0062 mempunai 5 angka bermakna 0,0025 ; mempunyai 2 angka bermakna (2) . 2,1546 mengandung 4 angka pasti, yaitu 2, 1, 5, 4 dan satu angka tidak pasti yaitu 6 Aturan dalam Perhitungan 1.Perhatikan angka bermakna dalam setiap hasil, sehingga hanya ada satu angka tidak pasti Misal: Untuk neraca analisis dengan kepekaan 0,1 mg ditulis empat angka di belakang koma satuan mg Penulisan: 2,1346 gram atau 2134,6 mg 1,5670 gram atau 1567,0 mg Labu ukur (labu takar): 100 mL ditulis 100,0 mL Pipet volume: 10 mL ditulis 10,0 mL buret: skala 0,1 ; 2 angka di belakang koma skala sampai 0,01 ; 3 angka di belakang koma ( Jadi : ada tambahan satu bilangan dari jumlah digit di belakang koma ) 2. Pembulatan angka Angka terakhir : <5angka tersebut dibuang / tidak perlu dituliskan > 5 dibulatkan ke atas = 5 dibulatkan ke atas jika hasilnya genap Contoh 4,35 menjadi 4,4 Pembulatan kea rah bilangan genap 4,25 menjadi 4,2
3. Penambahan dan Pengurangan Banyaknya desimal pada akhir perhitungan , sama dengan jumlah desimal terkecil contoh: 168,11 + 7,045+0,6832 (desimal terkecil 2 angka) Jadi harus ditulis: 168,11 + 7,04 + 0,68 = 175,83 4. Perkalian dan pembagian Jumlah angka bermakna pada hasil akhir dari perkalian dan pembagian adalah sama dengan jumlah angka bermakna dari data yang paling sedikit angka bermaknanya. contoh:
( 10,00 x 5,00 ) : 2,50 = 20,0 ( 10,00 x 5,00 ) : 2,5 = 20
