Atomic Absorption Spectroscopy
Transcript of Atomic Absorption Spectroscopy
Metallurgy and Material Engineering / Master Program
Atomic Absorption Spectroscopy
CO NF IDM. Ekaditya Albar / 0806331683 Bangkit Indriyana / 0806455622
EN
TA
L
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) : Work Principal, Method, Result, and Applications
Atomic Absorption Spectroscopy 2011
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)Prinsip Kerja AAS Dalam AAS, cahaya akan melewati
sekumpulan atom. Jika panjang gelombang cahaya memiliki energi yang sama dengan perbedaan energi antara dua kulit atom, sejumlah cahaya akan diserap (absorbed). AAS dapat digunakan untuk menganalisa kandungan logam berat antara lain: Pb, Cd, Cu, Cr, Fe, Zn, Mn, Ni dan lain-lain. Hubungan antara konsentrasi atom, jarak rambat cahaya terhadap kumpulan atom
dan sejumlah cahaya yang diserap diturunkan dalam Hukum Beer-Lambert. Dalam bentuk unsur, logam akan menyerap UV ketika mereka dipanaskan. Setiap logam memiliki karakteristik panjang gelombang yang akan diserap.
Secara umum, sumber energi AAS terbagi menjadi dua, yaitu, Hollow Cathode Lamps (HCL) dan Super-Lamps (S-HCL). Hollow Cathode Laqmps (HCL) terdiri dari tabung kaca yang berisi katoda yang merupakan material yang ingin diuji (dianalisa), anoda, dan buffer
CO NF IDGambar 2. AAS dengan source S-HCL
gas (gas mulia). Tegangan tinggi akan melewati anoda dan katoda sehingga menyebabkan gas dalam tabung terionisasi dan membentuk plasma. Gas yang terionisasi akan diteruskan ke katoda dan menghamburkan atom pada katoda. Super-lamps digunakan untuk menentukan unsur dengan yang besar, seperti arsenic dan selenium. Super-lamps berbeda dengan HCL, Super-lamps dilengkapi dengan alat pemanas (heating device) tambahan yang berguna untuk menambah arus listrik pada katoda. Dengan menggunakan metode ini, lebih banyak atom yang dapat tereksitasi dibandingkan dengan metode HCL biasa.
Tugas Karakterisasi Material
EN
TA
Gambar 3. AAS dengan source HCL konvensional
L
Gambar 1. Atomic Absorption Spectroscopy machine
Page 1
Atomic Absorption Spectroscopy 2011 Komponen optik yang dibutuhkan AAS dapat dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Monokromator : Merupakan komponen utama dalam analisa radiasi spektrum cahaya. Monokromator berfungsi untuk mencegah radiasi selain radiasi yang diinginkan sampai ke detektor. 2. Lensa dan cermin : Berguna untuk memfokuskan radiasi dari HCL / S-HCL.
Gambar 4. Sistem monokromator pada AAS
Metode AAS
CO NF IDenergi panas ke sampel, yaitu : memanaskan dan mengatomisasi sampel. teratomisasi menjadi gas.Tugas Karakterisasi Material
Gambar 5. Prinsip Kerja AAS
Sampel yang digunakan biasanya berbentuk cairan, oleh karena itu analat (atom atau
ion) harus diuapkan terlebih dahulu. Dalam AAS, ada dua metode untuk menambahkan
1. Graphite furnace menggunakan tabung grafit dengan energi listrik yang besar untuk
2. Flame AAS menggunakan api sebagai nebulizer untuk memanaskan sampel sehingga
Flame (energi panas) menyebabkan atom mengalami transisi dari ground state ke excited site. Ketika atom melakukan transisi, atom menyerap beberapa cahaya dari sumber beam (HCL). Hollow Cathode Lamp (HCL) adalah sumber radiasi yang umum dipakai pada AAS. Di dalam
ENPage 2
TA
L
Atomic Absorption Spectroscopy 2011 lampu, yang terisi dengan gas argon atau neon, terdapat katoda logam yang mengandung logam yang akan tereksitasi dan sebuah anoda. Ketika beda potensial yang tinggi dilewatkan ke katoda dan anoda, partikel gas akan terionisasi. Pada pertambahan beda tegangan, ion gas memiliki energi yang cukup untuk mengeluarkan atom logam dari katoda. Beberapa atom akan tereksitasi dan mengemisikan cahaya dengan frekuensi yang sesuai dengan logam yang ada. Semakin besar konsentrasi larutan, semakin banyak energi yang akan diserap. Light beam (HCL) harus diletakkan secara tepat pada bagian terpanas dari api dan mengalirkannya ke detektor. Detektor akan mengukur intensitas cahaya. Ketika beberapa cahaya diserap, intensitas dari beam akan berkurang. Detektor akan menyimpan reduksi cahaya tersebut
CO NF IDHasilTugas Karakterisasi Material
Gambar 6. Pita Spektrum hasil analisa detektor
Pada saat terjadi atomisasi, atom dapat tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi dalam
waktu yang singkat (nanosekon) dengan menyerap sejumlah energi yang spesifik dari proses radiasi. Energi ini (dalam bentuk panjang gelombang) nilainya spesifik terhadap transisi elektron tertentu pada suatu unsur tertentu. Oleh karena itu, masing-masing panjang
gelombang hanya dimiliki oleh satu jenis unsur dan lebar dari garis absorpsi ukurannya
dalam satuan picometer sehingga bisa digunakan untuk pemisahan unsur.
ENPage 3
TA
L
sebagai absorpsi. Absorpsi tersebut akan menghasilkan pita spektra sebagai berikut:
Atomic Absorption Spectroscopy 2011 Aplikasi Aplikasi utama dari AAS adalah sebagai alat uji analisa kuantitatif, contohnya: melacak kandungan pengotor pada paduan logam, analisa air dan analisa padatan yang berasal dari bijih atau logam yang sudah jadi. Dasar evaluasi kuantitatif metode yang melibatkan absorpsi spektrum cahaya adalah hukum Lambert dan Beer. Dimana disebutkan absorpsi sebanding dengan ketebalan lapisan absorpsi (d) dan konsentrasi material dalam larutan (c).
Io = Incident radiation intensity Id = Transmitted radiation intensity
= Molar absorbance coefficient = Molar concentration d = Thickness of the absorbing layer
Berdasarkan hukum Lambert-Beer dalam AAS, larutan non-ideal nilai tidak
CO NF IDK : Koefisien absorpsi No : Jumlah atom yang diabsorpsi I : Panjang lapisan absorpsi Referensi ASM Volume 10: Material Characterization Lecture Notes Material Characterization 2Tugas Karakterisasi Material
bergantung pada konsentrasi larutan, sehingga hukum Lambert-Beer:
EN
TAPage 4
L