TAHAP-TAHAP PEKERJAAN ANALISIS KIMIA 1. Tahapan untuk Analisis Kuantitatif • • • •
Sampling Preparasi Sampel Pengukuran Perhitungan dan Interpretasi data
2. Kesalahan dalam Analisis Kimia 3. Statistika sederhana untuk kimia
SAMPLING Syarat: Cuplikan harus representatif Contoh:
Sampel induk
A
C
B 1
2
3
4
Sampel bulk
a
b
a
b
c
d
c
d
2+3
Sampel primer
1+4
Sampel sub bulk Sampel laboratorium
PREPARASI SAMPEL PADAT 1. Cara basah •
Pelarutan langsung dengan air
• Pelarutan dengan asam, seperti HNO3, H2SO4, HCl, HClO4, atau campurannya, dan basa. • Destruksi dengan air raja HNO3 : HCl = 1 : 3.
2. Cara kering Diabukan dalam furnace pada suhu tertentu. Jika diperlukan + “ashing aid”. Abu dilarutkan dalam asam, kemudian diencerkan secara kuantitatif.
Menghilangkan Adanya Interferensi Contoh 1: Al 3+ maupun ion Fe3+ sama-sama membentuk kompleks berwarna merah dengan aluminon, sedangkan Fe2+ tidak. Apa yang harus dilakukan jika suatu sampel hanya akan diukur konsentrasi Al3+nya ???
Contoh 2: Ion Mg2+ dan Fe3+ dapat mengendap dengan oksalat (pada proses gravimetri). Pada pH 6,5 ion besi dapat mengendap sebagai hidroksidanya, sedangkan ion magnesium tidak. Apa yang harus dilakukan jika suatu sampel hanya akan diukur konsentrasi Mg2+???
PENGUKURAN Fungsi untuk : Analisis Kualitatif Analisis Kuantitatif
Metode Pengukuran untuk analisis kuantitatif
Contoh: Metode Konvensional : Volumetri dan Gravimetri
Metode fisiko-kimia modern : - Elektrokimia
- Spektrofotometri
PERHITUNGAN DAN INTERPRETASI DATA
Data yang diperoleh dari titrimetri??? Data berupa volume titran
Konsep titik akhir titrasi/ titik ekivalen Hubungan kuantitatif titran dan titrat
Menentukan konsentrasi titran
Data yang diperoleh dari gravimetri ??? • Massa endapan • Hubungan kuantitatif zat yang diendapkan dengan pereaksi pengendap • Menentukan konsentrasi sampel
Tafsiran dari data yang diperoleh tidak selalu mudah dan sederhana, karena pada setiap pekerjaan analisis selalu terjadi kesalahan-kesalahan
Perhitungan Statistik untuk membantu dalam pengambilan kesimpulan/Keputusan
KESALAHAN DALAM ANALISIS KIMIA 1. Kesalahan tak tentu/ Indeterminat Error Sumber penyebab Kesalahan tak dapat ditentukan secara pasti. Contoh: - Kebisingan & penyimpangan dalam rangkaian elektronika - Getaran dalam suatu gedung - Perubahan kondisi lingkungan kerja 2. Kesalahan tertentu/ Determinant Error/ Kesalahan sistematik - Kesalahan Metode/ Cara Analisis : Umumnya bersumber dari
adanya zat lain yang mempengaruhi hasil pengukuran. Hasil pengukuran bisa menjadi lebih besar atau lebih kecil dari yang seharusnya - Kesalahan Operasional: Umumnya terjadi karena keterbatasan kemampuan analis/operator - Kesalahan Instrumental: Ketidakmampuan alat ukur untuk bekerja sesuai standar yang diperlukan
Perumusan kesalahan Relatif
Biasanya dinyatakan dengan: Hasil sebenarnya – Hasil pengamatan % Kesalahan =
x 100% Hasil sebenarnya
STATISTIKA SEDERHANA UNTUK ANALISIS KIMIA 1. Mean (harga rata-rata, x ), merupakan ukuran kecenderungan sentral. x1 + x2 + x3 + ... + xn X = n 2. Simpangan baku (S), merupakan ukuran variabilitas hasil analisis ( x – x )2 S= n–1 JK S=
n - 1
3. Relative Standard Deviation (R.S.D) s R.S.D = x
4. Coefficient of Variation (C.V.) s x 100 C.V. = x Contoh : Analisis terhadap bijih besi menghasilkan ukuran persen massa besi: 7,08 ; 7,21 ; 7,12 ; 7,09 ; 7,16 ; 7,14 ; 7,07 ; 7,14 ; 7,18 ; 7,11. Hitung rata-rata, Simpangan baku, dan koefisien variasi!
Jawab :
X = 7,13 % ; s = 0,045 % ; C.V. = 0,63%
5. Batas Kepercayaan, merupakan daerah di sekitar harga yang sesungguhnya = x + t (sx) s sx = n Nilai t diperoleh dari Tabel t pada derajat kebebasan (D.B.) = n - 1 Contoh: Hasil analisis massa nikel (mg) yang terkandung dalam 1 g suatu bahan galian adalah : 5,0 ; 5,3 ; 5,7 ; 4,8 ; 5,2 Hitung batas kepercayaan pada tingkat kepercayaan 95% Jawab: x = 5,2 ; s = 0,3 ; sx = 0,134 Maka = 5,20 + 0,37. Jadi 95% dipercaya bahwa massa nikel berada pada range : 4,83 – 5,57.
6. Ukuran Penolakan data Hasil Pengamatan (Uji Q) Digunakan untuk menguji adanya data yang meragukan/ mencurigakan, apakah data tersebut perlu dibuang atau tidak. xc - xd Q = x b - xk xc = data yang mencurigakan xd = data terdekat xb = data terbesar xk = data terkecil
Apabila Q hitung > Qtabel , artinya data yang mencurigakan berada di luar range, sehingga harus dibuang.
Sebaliknya jika Q hitung < Qtabel , artinya data yang mencurigakan berada di luar range, sehingga harus dibuang.
Contoh: Hasil penentuan kadmium dalam sampel debu adalah:
4,3 ; 4,1 ; 4,0 ; dan 3,2 g/g. Apakah data 3,2 dibuang? Jawab: 3,2 - 4,0 Q = 4,3 - 3,2 Q = 0,727 . Selanjutnya bandingkan dengan Qtabel TABEL Q Jumlah Pengamatan
Q0,90
3
4
5
6
7
8
9
10
0,9 0
0,7 6
0,6 4
0,5 6
0,5 1
0,4 7
0,44
0,41
7. Membandingkan dua set data a. Uji F
Untuk menguji presisi dari dua metode yang dibandingkan, apakah berbeda atau tidak s2A F = s2B Jika Fhitung < Ftabel , berarti dapat diperbandingkan b.Uji t Untuk menguji rata-rata dari dua metode yang dibandingkan, apakah berbeda atau tidak (n1-1)s12 + (n2-1)s22
x1 - x 2 t=
sp =
sp
1/n1 + 1/n2
n1 + n2 - 2
Jika thitung > ttabel , berarti berbeda secara signifikan
Contoh : Hasil pengukuran dua metode adalah sbb: Metode baru (1)
Metode Standar (2)
Rata-rata
7,85%
8,03%
Simpangan baku
0,130%
0,095%
Jumlah sampel
5
6
Bandingkan presisi dan rata-rata kedua metode
Jawab: 0,132 F = = 1,87 0,0952 7,85 – 8,03
(5-1) x 0,0169 + (6-1) x 0,0090 Sp =
= 0,112 ; t = 9
= 2,66 0,112 1/5+1/6
• Harga F tabel pada p = 5% untuk derajat kebebasan 4 dan 5 adalah 5,19. Jadi Fhitung< Ftabel, artinya Kedua harga presisi dapat diperbandingkan. • Harga t berdasarkan tabel pada derajat kebebasan 9 dan tingkat kepercayaan 95% adalah 2,26. Jadi t hitung > t tabel , artinya kedua rata-rata berbeda secara signifikan.
8. Presisi Kemiripan ukuran dalam satu set data, ditunjukkan dengan harga simpang baku
9. Akurasi Ukuran kedekatan nilai hasil percobaan (xi) atau rata-rata (x) ke nilai yang sebenarnya () Kesalahan absolut = xi - atau x - Kesalahan absolut Kesalahan Relatif =
Kesalahan ppt = kesalahan relatif x 1000
Contoh: Hitung kesalahan absolut, persen kesalahan dan kesalahan ‘parts per thousand” untuk rata-rata dari data set berikut: Xi (mg) = 8,33 ; 8,29 ; 8,28 ; 8,34 ; 8,36
= 8,27 mg
Jawab :
X = 8,32 mg Kesalahan absolut = 8,32 – 8,27 = 0,05 mg kesalahan absolut 0,05 % kesalahan = x 100 = x 100 = 0,6 8,27 0,05 Kesalahan ppt = x 1000 = 6 8,27
X
X
X
X
xx xx x
xx xx x
X
X X X
X X
A
B
C
Keterangan: A : Presisi baik, akurasi baik B : Presisi baik, akurasi tidak baik C : Presisi tidak baik, akurasi baik (rata-rata) D : Presisi tidak baik, akurasi tidak baik
D
SEKIAN DULU
Terima Kasih
