VALIDASI METODE DAN ESTIMASI KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN PADA ANALISIS UNSUR DALAM ZrO 2 HASIL OLAH PASIR ZIRKON

Transkripsi

1 Supriyanto C, dkk. ISSN VALIDASI METODE DAN ESTIMASI KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN PADA ANALISIS UNSUR DALAM ZrO HASIL OLAH PASIR ZIRKON Supriyanto C., Samin Pusat Teknolgi Akselerator dan Proses ahan Jl. abarsari PO OX 6101 ykbb Yogyakarta 5581 ASTRAK VALIDASI METODE DAN ESTIMASI KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN PADA ANALISIS UNSUR DALAM ZrO HASIL OLAH PASIR ZIRKON. Telah dilakukan validasi metode dan estimasi ketidakpastian pengukuran pada analisis unsur dalam ZrO hasil olah pasir zirkon dengan metode spektrometri serapan atom nyala. Validasi metode dilakukan dengan menentukan parameter akurasi, presisi, batas deteksi, batas kuantitas daerah kerja optimal, linieritas, slektifitas, dan repitabilitas. Parameter akurasi dan presisi diperoleh dengan melakukan uji rekaveri, parameter batas deteksi, batas kuantitas, daerah kerja yang optimal, linieritas, dan repitabilitas diperoleh dengan perhitungan secara statistik, sedangkan parameter selektifitas diperoleh dengan melakukan optimasi kondisi analisis. Estimasi ketidakpastian pengukuran dilakukan dengan perhitungan secara statistik. erdasarkan uji Rekoveri diperoleh akurasi pada analisis unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe berada pada rentang persyaratan % dengan presisi masing-masing < 5 %. erdasarkan perhitungan secara statistik diperoleh batas deteksi unsur Pb 0,05 ppm, Cd 0,01 ppm, Cu 0,0 ppm, Cr 0,13 ppm, dan Fe 0,04 ppm, pada daerah kerja optimal unsur Cd 0,1 ppm, Cr 1,0 5,0 ppm, Pb dan Fe masing-masing,5 ppm, dan Cu 0, 1,0 ppm. Diperoleh kadar unsur dalam ZrO hasil olah pasir zirkon masing-masing Pb 98,400 ± 15,548 ppm, Cd 7,700 ± 0,085 ppm, Cu 43,564 ± 0,01 ppm, Cr 117,00 ± 3,413 ppm, dan Fe 853,663 ± 39,587 ppm. Kadar unsur Cr, dan Fe yang diperoleh berada dibawah batas maksimum pengotor dalam zirkonium, sedangkan kadar Pb, Cd, dan Cu berada diatas batas maksimum pengotor dalam ZrO. ASTRACT METHODS FOR VALIDATION AND ESTIMATION OF MEASUREMENT UNCERTAINTY FOR THE ANALYSIS OF ELEMENTS IN ZrO PRODUCE FROM ZIRCON SANDS. The methods for validation and estimation of measurement uncertainty for the analysis of elements in ZrO produce from zircon sands by flame atomic absorption spectrometry has been carried out. The method for validation was done by determining the accuracy, precision, limit of detection, limit of quantity, optimal working range of measurement, and selectivity. The accuracy, and precision parameters were obtained by recovery test by analyzing sample was adding of standard solution each element. Limit of detection, limit of quantity, optimum working range and uncertainty measurement were obtained by performing statistic calculation, while the selectivity parameter was obtained by optimizing the analysis condition. ased on recovery test was obtained that accuracy at analysis of Pb, Cd, Cu, Cr, and Fe elements in the range of permissible that % with precision < 5 %. ased on performing statistic calculation were obtained that limit of detection of Pb 0.05 ppm, Cd 0.01 ppm, Cu 0.0 ppm, Cr 0.13 ppm, and Fe 0.04 ppm, at the optimal working range Pb and Fe were ppm, Cd ppm, Cr ppm, Cu ppm. The contain of elements in ZrO were obtained that Pb ± ppm, Cd ± 0.7 ppm, Cu ± 0.11 ppm, Cr ±.578 ppm, and Fe ± ppm. The contain of Cr and Fe elements were under the limit of maximum impurity while contain of Pb, Cd, and Cu elements were upper the limit of maximum impurity in ZrO PENDAHULUAN Z irkon (Zr merupakan unsur yang mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan, seperti tahan terhadap suhu tinggi, tahan korosi, mempunyai tampang lintang neutron thermal yang kecil (0,18-0, barn, dan dapat menaikkan sifat fisis terhadap logam paduannya (1. erdasarkan sifat-sifat tersebut, zirkon sering digunakan dalam berbagai bidang industri seperti bidang elektronik, kedokteran, industri bola lampu, dan industri logam. Dalam bidang industri nuklir, zirkon dimanfaatkan sebagai bahan struktur reaktor nuklir maupun kelongsong bahan bakar nuklir, selain itu, pada bahan bakar reaktor suhu tinggi zirkon dalam bentuk zirkon karbida(zrc digunakan sebagai bahan pelapis bahan bakar. Logam zirkon dapat diperoleh dari proses pengolahan pasir zirkon. Ada (dua cara proses pengolahan pasir zirkon yaitu proses basah dan proses kering. Proses basah mempunyai kelebihan antara lain prosesnya relatif sederhana dan mudah dilakukan. Kelemahan proses basah antara lain proses panjang, banyak membutuhkan bahan dan alat serta menghasilkan Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

2 164 ISSN Supriyanto C, dkk. banyak limbah. Saat ini sedang dikembangkan proses kering dengan beberapa kelebihan antara lain prosesnya pendek, sedikit alat, bahan dan limbah (. Proses pengolahan pasir zirkon secara proses basah pada tahap awal dilakukan dengan peleburan pasir zirkon menggunakan natrium hidroksida sesuai reaksi sbb.: ZrSiO 4 +4NaOH Na ZrO 3 +Na SiO 3 +H O (1 Tahap selanjutnya adalah dilakukan proses pelindihan menggunakan air dilanjutkan proses pelarutan menggunakan HCl sehingga diperoleh ZrOCl sesuai reaksi sebagai berikut : Na ZrO 3 +4HCl ZrOCl +NaCl+H O ( Hasil yang diperoleh (ZrOCl kemudian dilakukan pengendapan menggunakan NH 4 OH, hasil yang diperoleh kemudian dikalsinasi sehingga diperoleh ZrO sesuai reaksi berikut : ZrOCl +NH 4 OH Zr(OH 4 + NH 4 Cl (3 Zr(OH 4 ZrO + H O (4 Untuk mengetahui kualitas hasil olah pasir zirkon menjadi ZrO, perlu dilakukan kontrol kualitas hasil. Hal ini dapat dilakukan dengan melakukan analisis pengotor yang terdapat dalam ZrO hasil proses. Analisis pengotor antara lain seperti Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe perlu dilakukan karena ZrO yang dihasilkan diharapkan memenuhi skala industri maupun murni nuklir. Salah satu metode analisis yang dapat digunakan adalah metode nyala spektrometri serapan atom (SSA. Prinsip metode SSA adalah berdasarkan pada proses penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat energi dasar (ground state. Penyerapan itu menyebabkan tereksitasinya elektron dalam kulit 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 tersebut. Dengan mengukur intensitas radiasi yang diteruskan (transmitansi atau mengukur intensitas radiasi yang diserap (absorbansi, maka konsentrasi unsur dalam contoh uji dapat ditentukan. Metode analisis SSA sangat selektif karena frekuensi radiasi yang diserap adalah karakteristik untuk setiap unsur (. eberapa keuntungan analisis dengan metode SSA antara lain mudah, sederhana, cepat dan mempunyai sensitivitas yang tinggi. METODOLOGI ahan Dalam penelitian ini digunakan larutan titrisol timbal, kadmium, khromium, tembaga, dan besi dalam bentuk nitrat, dengan konsentrasi masing-masing 1000 ppm, HNO 3 pekat, masingmasing buatan Merck, akuabides buatan Laboratorium Kimia Analitik PTAP, contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon dari PTAP-ATAN. Tata kerja Penelitian dilakukan dengan menggunakan seperangkat alat spektrometer serapan atom AA 300 P yang dilengkapi dengan GTA-96 dan PSC 56 buatan Varian, Australia, teflon bom digester, tungku pemanas, peralatan dari gelas (labu takar 10 ml, gelas beker ukuran 5 ml, effendorf ukuran µl, dan µl. Preparasi contoh uji Contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon ditimbang ± 0, g dalam teflon bomb digester, dibasahi dengan akuatrides, tambahkan 0, ml HF pekat, dan 0,1 ml HNO 3 pekat. Teflon bomb digester dimasukkan ke dalam tungku pemanas, dipanaskan pada suhu 150 o C selama 4 jam supaya terjadi pelarutan. Hasil pelarutan setelah dingin dituang ke dalam beker teflon dan dipanaskan di atas pemanas pasir. Ke dalam beker teflon ditambahkan akuatrides dan dipanaskan kembali secara berulang-ulang sampai diperoleh larutan jernih. Setelah dingin hasil pelarutan dituang ke dalam labu takar 10 ml dan ditepatkan sampai batas tanda dengan penambahan akuatrides. Kalibrasi alat uji Kalibrasi alat uji dilakukan dengan cara membuat 5 ml larutan campuran yang terdiri dari Cu 100 ppm, HNO 3 1 N, dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalam larutan ppm, dan konsentrasi HNO 3 0,1 N. Kepekaan alat uji ditentukan dengan mengukur serapan larutan tersebut sebanyak 3 kali pengukuran, sedangkan presisi ditentukan dengan mengukur serapan larutan tersebut 6 kali pengukuran pada kondisi optimum analisis Cu. Selektifitas metode uji Selektifitas metode uji diperoleh dengan cara menentukan kondisi analisis unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe yang optimal, yaitu dengan pengamatan serapan yang optimum pada panjang gelombang maksimum masing-masing unsur pada setiap perubahan arus lampu, lebar celah, laju alir cuplikan, laju alir udara, laju alir asetilen, dan tinggi pembakar, sedangkan konsentrasi larutan yang diukur Pb, Cr dan Fe masing-masing 5 ppm\, dan Cu, dan Cd masingmasing ppm. Penentuan daerah kerja Penentuan daerah kerja dilakukan dengan membuat satu deret larutan standar Pb, Cr dan Fe masing-masing 0,0; 0,; ; 1,, 4, 6, 8, 10, 1, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

3 Supriyanto C, dkk. ISSN dan 0 ppm, sedangkan Cu, dan Cd masingmasing 0,005; 0,01; 0,0; 0,05; 0,1; 0,; ; 0,75; 1,0;,0; dan 5 ppm. Masing-masing deret larutan standar diukur serapannya pada kondisi optimum dari masing-masing unsur. Daerah kerja masingmasing unsur ditentukan berdasarkan hasil perhitungan % relative concentration equivalent (% RCE yaitu daerah konsentrasi yang memenuhi persyaratan. Penentuan batas deteksi unsur atas deteksi unsur ditentukan berdasarkan perhitungan secara statistik dari kurva kalibrasi masing-masing unsur yang diperoleh. erdasarkan kurva kalibrasi standar unsur diperoleh persamaan garis linier y = ax + b. Dari persamaan garis linier, dihitung besar serapan yang diperoleh dari persamaan garis linier (ŷ, harga standar deviasi penyimpangan (S y/x, besar serapan pada limit deteksi (Y l.d, dan kadar pada limit deteksi (X l.d. Akurasi dan presisi metode uji Akurasi metode uji diperoleh dengan cara melakukan uji rekoveri masing-masing unsur. Uji rekoveri dilakukan dengan cara melakukan adisi terhadap larutan standar masing-masing unsur, kemudian kadar yang diperoleh dibandingkan dengan kadar unsur dalam contoh uji. Analisis kadar unsur dalam contoh uji. Dibuat 5 buah larutan campuran yang terdiri dari Pb 100 ppm, Fe 100 ppm, dan HNO 3 1 N dan akuabides sedemikian rupa sehingga konsentrasi HNO 3 dalam masing-masing larutan campuran tetap 0,1 N, sedangkan konsentrasi Pb dan Fe dalam larutan campuran bervariasi ; 1,0; 1,5;,0;,5 ppm. Masing-masing larutan campuran dan contoh uji diukur serapannya pada kondisi analisis yang optimum, kemudian dibuat kurva antara konsentrasi Pb dan Fe lawan serapan masing-masing yang diperoleh. Kadar unsur Pb dan Fe masing-masing dihitung dengan cara intrapolasi serapan contoh uji dalam kurva standar, konsentrasi regresi yang diperoleh kemudian dikalikan faktor penganceran dan faktor berat contoh uji, sehingga dipoeroleh kadar unsur masing-masing Pb dan Fe dalam contoh uji. Kadar unsur yang lain dalam contoh uji dikerjakan dengan cara kerja yang sama dengan perbedaan variasi konsentrasi Cd, dan Cu masing-masing 0,1; 0,; 0,3; 0,4; dan ppm, variasi konsentrasi Cr 1,0;,0; 3,0; 4,0; dan 5,0 ppm. Perhitungan ketidakpastian. Perhitungan ketidakpastian dilakukan sesuai urutan langkah pengerjaan sebagai berikut : dibuat model sistem pengujian, ditentukan formula perhitungan, dibuat cause and effect diagram, dihitung ketidakpastian dari faktor-faktor yang memiliki kontribusi menyumbang ketidakpastian sesuai tahapan pengerjaan analisis, dan akhirnya dihitung ketidakpastian gabungan dan ketidakpastian yang diperluas. HASIL DAN PEMAHASAN Spektrometri serapan atom (SSA dengan metode nyala merupakan salah satu alat uji di Laboratorium Kimia Analitik PTAP-ATAN yang ikut berperan dalam perolehan akreditasi baik akreditasi dari KAN (Komite Akreditasi Nasional, maupun akreditasi KNAPPP (Komisi Akreditasi Pranata Penelitian dan Pengembangan yang diperoleh dari Menristek. Untuk mempertahankan akreditasi yang telah diperoleh, sudah barang tentu performance alat uji SSA harus memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Demikian juga pada uji komposisi unsur dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon, perlu dilakukan validasi metode uji untuk memperoleh data hasi uji yang valid. Parameter yang diperlukan untuk memperoleh validitas data hasil uji adalah kalibrasi alat uji SSA yang digunakan. Hasil kalibrasi berupa kepekaan dan presisi alat uji menunjukkan kelayakan alat uji SSA, seperti disajikan pada Tabel 1 sebagi berikut : Tabel 1. Kalibrasi alat uji SSA metode nyala No. Parameter Cu ppm ASTM (3 1. Kepekaan (ppm 0,07 0,040. Presisi (% 0,65 1,0 Kepekaan alat uji SSA diperoleh dengan mengukur larutan standar Cu ppm sebanyak 3 kali pengukuran. Hasil rerata pengukuran digunakan untuk menghitung kepekaan dengan formula S = 0,0044 (C 1 / A 1, dengan C 1 adalah konsentrasi Cu ppm, A 1 adalah nilai rata-rata serapan Cu ppm. Presisi alat uji SSA dilakukan dengan cara kerja yang sama seperti pada penentuan kepekaan dengan pengukuran serapan sebanyak 6 kali pengukuran, kemudian presisi dihitung dengan formula s = (A- x 0,40 dengan A adalah nilai serapan tertinggi, dan adalah serapan terendah. erdasarkan perhitungan harga kepekaan dan presisi yang disajikan dalam Tabel 1, dapat dikatakan bahwa alat uji SSA masih layak digunakan sebagai alat uji dengan perolehan kepekaan dan presisi yang masih berada dibawah batas yang dipersyaratkan. Parameter lain yang berpengaruh adalah selektifitas metode uji yaitu kemampuan untuk mengukur analit atau unsur yang dituju secara tepat dan spesifik dengan adanya komponen-komponen lain sebagai matriks. Parameter selektifitas diperoleh dengan cara menentukan kondisi analisis Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

4 166 ISSN Supriyanto C, dkk. unsur yang optimal, yaitu dengan pengamatan serapan yang optimum pada panjang gelombang maksimum masing-masing unsur pada setiap perubahan arus lampu, lebar celah, laju alir cuplikan, laju alir udara, laju alir asetilen, dan tinggi pembakar. Data parameter untuk memperoleh selektifitas pada analisis unsur disajikan pada Tabel sebagai berikut : Tabel. Parameter selektifitas pada analisis unsur. Parameter U n s u r Pb Cd Cu Cr Fe Panjang gelombang, nm 17,0 8,6 34,8 357,0 48,3 Lebar celah, nm Arus lampu, ma 1, , 5 Laju alir cuplikan, 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 ml/menit Laju alir udara l/menit 13,5 13,5 13,5 13,5 13,5 Laju alir asetilen l/menit 1,70 1,56,50,70,47 Tinggi pembakar, mm 14 14, erdasarkan pada Tabel, diperoleh parameter untuk memperoleh selektifitas analisis unsur. Parameter yang diperoleh pada analisis unsur tersebut menunjukkan selektifitas dari metode uji yang digunakan, mengingat pada parameter tertentu hanya unsur tertentu yang terdeteksi, sedangkan unsur yang lain pada parameter yang berbeda. Daerah kerja optimum didifinisikan sebagai daerah konsentrasi terendah dan tertinggi dimana metode uji menunjukkan linieritas yang memenuhi persyaratan. Penentuan daerah kerja linier masing-masing unsur dilakukan dengan perhitungan % relative concentration equivalent (% RCE yaitu daerah konsentrasi yang mempunyai harga % RCE < 1 %. Harga % RCE dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: (4 ( ( % RCE C C1 ( A A X SA ( C X C 1 = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebih rendah. (A 1 adalah serapannya C = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebih tinggi (A adalah serapannya. SA = simpangan baku untuk A. Parameter yang lain adalah linieritas kurva kalibrasi yang digunakan, yaitu merupakan kemampuan metode uji untuk memperoleh hasilhasil uji yang secara langsung proporsional dengan konsentrasi unsur pada kisaran yang diberikan. Linieritas merupakan ukuran seberapa baik kurva kalibrasi yang diperoleh. Pada metode SSA, kurva kalibrasi unsur mempunyai linieritas yang baik apabila harga regresi linier (r yang diperoleh mendekati 1, seperti disajikan pada Tabel 4. atas deteksi unsur didefinisikan sebagai konsentrasi analit terendah yang masih dapat dideteksi. atas deteksi unsur ditentukan berdasarkan perhitungan secara statistik dari kurva kalibrasi masing-masing unsur yang diperoleh, contoh perhitungan batas deteksi unsur Cd disajikan pada Tabel 3 sebagai berikut : Tabel 3. Perhitungan batas deteksi unsur Cd X (ppm 0,1 0, 0,3 0,4 Y (Serapan 0,065 0,18 0,189 0,306 (Y-Ŷ =, Ŷ (Y-Ŷ S y/x Yid Xid 0, ,17 4 3, , , , , ,0151 0,015 0,188 1, ,48 6 0,309 erdasarkan pada Tabel 3 diperoleh persamaan garis linier Y = 0,606 X + 0,006, dengan harga a = 0,006, b = 0,606 dan harga regresi r = 0,9998. Harga standar deviasi penyimpangan (S y/x, dihitung dengan formula : S y/x = ( y yˆ ( n =, Y l.d = a + 3 S y/x = 0, x, = 0,0151 X l.d = Yid a b = 0,015 erdasarkan hasil perhitungan pada Tabel 3, diperoleh harga X l.d yang menunjukan batas deteksi unsur Cd 0,015 ppm. atas deteksi unsur yang lain dihitung dengan cara perhitungan yang sama, seperti disajikan pada Tabel 4: Tabel 4. Daerah kerja, persamaan regresi, harga regresi dan batas deteksi unsur Uns Daerah Persamaan Harga atas kerja regresi regresi deteksi ur (ppm (r (ppm Pb Cd Cu Cr Fe 0,50 0,1 0,0 1,0 1,0 5,0 0,50 Y = 0,174X+0,0003 Y = 0,606X+0,006 Y = 0,6X+0,0036 Y = 0,086X+0,0378 Y = 0,157X+0,0184 0,9995 0,9998 0,9996 0,9994 0,999 0,060 0,015 0,00 0,130 0,040 Pada Tabel 4, disajikan daerah kerja, persamaan regresi, harga regresi dan batas deteksi Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

5 Supriyanto C, dkk. ISSN unsure. Daerah kerja diperoleh berdasarkan perhitungan harga % RCE yang mempunyai nilai < 1 %, linieritas ditunjukkan dengan perolehan harga regresi yang mendekati harga 1, persamaan regresi menunjukkan harga slope dan intersep dari kurva kalibrasi yang diperoleh Parameter yang lain untuk memperoleh validitas data hasil uji adalah akurasi dan presisi. Akurasi merupakan ketelitian metode uji atau kedekatan antar nilai terukur dengan nilai yang diterima. Pada analisis unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon, akurasi metode uji dilakukan dengan cara uji rekoveri yaitu dengan cara adisi pada larutan standar masingmasing unsur kemudian dihitung kembali kadar masing-masing unsur. Parameter presisi menunjukkan kesesuaian antara beberapa pengulangan yang diukur dengan cara yang sama dan biasanya dinyatakan dalam bentuk nilai relative standard deviation (RSD. Dihitung berdasarkan rumus perhitungan : Presisi = s X100% dengan s = X s = simpangan x = hasil uji x - = rerata hasil uji n = jumlah pengulangan. Unsur Adisi (ppm i1 ( x x ( n 1 Tabel 5. Data uji pungut ulang unsur Hasil uji adisi Akurasi (ppm (% Presisi (% Pb 0,481 ± 0,003 96,0 0,6,5,410 ± 0,051 96,4,1 Cd 0,1 0,97 ± 0,05 97,,57 0,48 ± 0,007 96,0 1,45 Cu 0, 0,06 ± 0, ,97 1,0 0,976 ± 0,01 97,6 1,3 Cr 1,0 1,010 ± 0, ,39 5,0 4,900 ± 0,146 98,0,98 Fe 0,483 ± 0,011 96,6,8,5,410 ± 0,071 96,4,95 erdasarkan pada Tabel 5, diperoleh akurasi dan presisi yang memenuhi persyaratan dengan rentang akurasi %, dan presisi di bawah 5 % (5 hal tersebut menunjukkan metode uji yang digunakan adalah valid. Aplikasi metode uji pada contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon dilakukan dengan metode kurva kalibrasi standar yaitu dengan membuat kurva antara konsentrasi lawan serapan masingmasing unsur. Serapan contoh uji yang diperoleh kemudian diintrapolasikan ke dalam kurva kalibrasi standar, sehingga diperoleh konsentrasi regresi. Kadar unsur dalam contoh uji dihitung menggunakan persamaan. Kadar = CregxPxV μg/g G dengan P faktor pengenceran V volume penepatan G berat contoh uji Ketidakpastian merupakan persyaratan yang diharuskan dalam sistem akreditasi berdasarkan SNI Demikian juga pada analisis unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe dalam ZrO hasil olah pasir zirkon, diperlukan perhitungan ketidakpastian masing-masing unsur. Perhitungan ketidakpastian dilakukan dengan cara sebagai berikut (6 : Tipe A : µ = s dengan s = simpangan baku dan n n = jumlah pengamatan Tipe :SD digunakan sebagaimana adanya, µ(x = s RSD dikalikan dengan x rata-rata, µ(x = (s/x rata-rata. x rata-rata CV (% dibagi 100, dikalikan dengan x rata-rata, µ(x={cv(%/100}. x rata-rata Untuk distribusi normal dengan : Tingkat kepercayaan 95 %, µ(x = s/ atau s/1,96 Tingkat kepercayaan 99 %, µ(x = s/3 atau s/3,09 Untuk distribusi rectangular, µ(x = s/v3 Untuk distribusi triangular, µ(x = s/v6 Cara perhitungan ketidakpastian baku gabungan (µc : - Komponen-komponen ketidakpastian diubah hingga mempunyai satuan yang sama. - Dikuadratkan, dijumlahkan dan ditarik akar pangkat dua dari jumlah tersebut. µc = a b... (untuk satuan yang sama µc/c = ( a / a ( b / b... (untuk satuan yang tidak sama. Untuk memperoleh ketidakpastian pada analisis unsur-unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon, langkah awal yang dilakukan adalah menentukan kadar unsur dalam contoh uji. erdasarkan perhitungan diperoleh kadar unsur seperti disajikan pada Tabel 6 sebagai berikut: Tabel 6. Kadar unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon Unsur Pb Cd Cu Cr Fe Kadar (µg/g 98,400 7, ,00 43, ,663 Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

6 168 ISSN Supriyanto C, dkk. erikut adalah contoh perhitungan ketidakpastian unsur Cd dalam ZrO hasil olah pasir zirkon disajikan sebagai berikut : 1. Ketidakpastian baku (µ yang berasal dari kurva kalibrasi standar, (µcx erdasarkan data kurva kalibrasi table 7 diperoleh data-data harga regresi r = 0,9998, persamaan garis linier A = 0,606 C + 0,006 dengan A = serapan, C = konsentrasi, 1 = 0,606 dan 0 = 0,006, p = 3, n = 15, C rerata = 0,3 µg/ml. Harga µcx dihitung dengan formula : µcx = S 1 1 Cx C 1 p n S = n j j1 Sxx A 0 1Cj n n Sxx = Cj C j1 Dari perhitungan diperoleh harga S =,863 x 10-3, dan harga Sxx = 0,1, harga µcx = 1,760 x 10 - µg/ml. Tabel 7. Data kurva kalibrasi unsur standar Cd No. Kons. (ppm Aj Rerata Aj ,1 0, 0,3 0,4 0,064 0,066 0,17 0,19 0,188 0, ,307 0,305 0,065 0,19 0, ,305 0,065 0,18 0,189 0,31 0,306. Ketidakpastian baku yang berasal dari serapan, µa. Tabel 8. Ketidakpastian baku dari serapan, µa No. Kuantitas Nilai µa Tipe (µ 1. Akurasi alat AAS ± 0,0001 0,0001/V3 = 5, Reproduksibilitas ± 0,0005 0,0005/V3 =, *, Total konstribusi alat Repeatability pengukuran -3 ** Total, µa = 3,119 x 10-0,11 ± 0,0089 0,0089/V10 =, * Dari = (5, (,886.10, ** Dari = (, (, , Ketidakpastian baku yang berasal dari kemurnian unsur Cd, (µp Tabel 9. Ketidakpastian baku dari kemurnian unsur (µp No. Kuantitas Nilai (µg/ml µp Tipe (µ 1. Kemurnian unsur µp 0,995 ± 0,005 0,005/V3 =, Ketidakpastian baku yang berasal dari volume (µv. Tabel 10. Ketidakpastian baku dari volume(µv No. Kuantitas Nilai (ml µv (ml Tipe (µ Volume labu takar Repeatabilitas (diukur ± 5 o C variasi suhu 10 ± 0, ± 0,015 9,744 ± 0, ,083 ± 0,0318 1,05x 10-1, , , , , * Total µv = 9, ** * Dari ekspansi volume air ± 5 o C, koef. Muai air =, per o C Ekspansi = ± (10 x 5 x, ml = 1,05 x 10 - /V3 = 6, **Dari = (1, (8, (1,67.10 (1, (6, A A 9, Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

7 Supriyanto C, dkk. ISSN Ketidakpastian baku yang berasal dari pemekatan µf Tabel 11. Ketidakpastian baku dari pemekatan, µf. No Kuantitas Nilai (ml µf Tipe (µ 1. Volume labu 100 ± 0,015 8, Pemekatan (10 x 10 ± 0,05 1, * Total, µf = 1, *Dari = 10 8, , =1, Ketidakpastian gabungan, µc µc = 7, ,17.10 µc = 0,136 µg/g Ketidakpastian diperluas dengan nilai cakupan x = untuk convidence level 95 % menjadi x 0,0,136 µg/g, diperoleh µc = 0,7 µg/g. Dengan demikian diperoleh harga ketidakpastian unsur Cd adalah 0,7 µg/g, sehingga kadar Cd dalam contoh uji adalah 7,700 ± 0,7 µg/g. Perhitungan data-data kontribusi kedidakpastian unsur Pb, Cu, Cr, dan Fe dalam contoh uji dilakukan dengan cara kerja yang sama pada perhitungan ketidakpastian unsur Cd seperti pada Tabel 1 sebagai berikut : Tabel 1. Data kontribusi ketidakpastian unsur Pb, Cd, Cu, Cr, dan Fe Un Ketidakpastian baku sur µcx µa µp µv µf Pb, , , , , Cd 1, , , , , Cr 1, , , , , Cu 4, , , , , Fe 3, , , , , erdasarkan pada Tabel 1, dapat dikatakan bahwa parameter yang memberikan kontribusi kesalahan terbesar adalah kesalahan yang berasal dari volume (µv, sedang yang terkecil adalah kesalahan yang berasal dari serapan (µa. erdasarkan perhitungan ketidakpastian dari ketidakpastian baku, diperoleh kadar unsur dan ketidakpastian pengukuran seperti disajikan pada Tabel 13 erdasarkan pada Tabel 13, dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon terdeteksi unsur Fe adalah yang tertinggi (853,663 ± 30,168 µg/g dan terendah Cd (7,700 ± 0,7 µg/g. Kadar unsur yang diperoleh dalam ZrO hasil olah pasir zirkon apabila dibandingkan dengan batas maksimum yang diijinkan, kadar unsur Cr dan Fe berada dibawah batas maksimum yang diijinkan, sedangkan kadar unsur Pb, Cd dan Cu berada di atas batas maksimum yang diijinkan. Tabel 13. Kadar unsur dan ketidakpastian dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon. Unsur Kadar ± Ketidakpastian Kadar maksimum (7 (µg/g (µg/g Pb Cd Cr Cu Fe 98,400 ± 1,043 7,700 ± 0,7 117,00 ±,578 43,564 ± 0,11 853,663 ± 30, KESIMPULAN Alat uji SSA dengan metode nyala masih layak sebagai alat uji dengan perolehan akurasi pada analisis unsur Pb, Cd, Cr, Cu, dan Fe berada pada kisaran persyaratan akurasi ( %, dengan presisi < 5 %. Dalam contoh uji ZrO hasil olah pasir zirkon terdeteksi unsur Fe adalah yang tertinggi (853,663 ± 31,587 µg/g dan terendah Cd (7,700 ± 0,85 µg/g. Kadar unsur Cr dan Fe berada dibawah batas maksimum yang diijinkan, sedangkan kadar unsur Pb, Cd dan Cu berada di atas batas maksimum yang diijinkan. DAFTAR PUSTAKA 1. DWI RETNANI SUDJOKO, Pembuatan Zirkonia Kstabilan Parsial Dengan Cara Pengendapan, PPIPDIPTN-ATAN Yogyakarta, 008. SAJIMA, Kajian Pemisahan Zirkonium Hafnium Secara Sinambung, PPIPDIPTN- ATAN Yogyakarta, Anonim, American Society For Testing and Materials, ASTM E , SUKARJO, Analisis Varians dalam idang Kimia Analisis, Ceramah Analisis Variansi Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011

8 170 ISSN Supriyanto C, dkk. untuk Kimia Analisis bagi Peneliti idang Kimia, ATAN, Yogyakarta, SUMARDI, Validasi Metode Analisis, ahan Kuliah Pelatiahan Asesor Laboratorium, adan Standardisasi Nasional, SN, Jakarta, Oktober WILLIAMS, A, ELLISON, S.L.R., ROSSLEIN, M., Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement, EURACHEM/CITAC Guide, second edition, ( ENEDICT, M. AND PIGFORD, T.H., Nuclear Chemical Engineering, New York, Mc.Graw Hill ook Company, 1981, page 34. TANYA JAWA Ariyani K Dewi - PTAP Maksudnya ketidakpastian apa?penyebabnya apa? Supriyanto C Ketidakpastian adalah suatu parameter yang menetapkan tentang nilai yang didalamnya diperkirakan nilai benar yang diukur berada. Ketidakpastian muncul akibat pengukuran yang menimbulkan kesalahan. Dari beberapa komponen penyebab kesalahan kemudian digabungkan menjadi satu sehingga diperoleh nilai ketidakpastian. Supriyanto C Metode nyala AAS adalah valid dan dapat diaplikasikan pada analisis unsure dalam ZrO produk PTAP karena memenuhi beberapa persyaratan antara lain : perolehan akurasi dan presisi pada uji recovery dalam rentang persyaratan yaitu akurasi dengan kisaran % presisi <5%, parameter yang lain seperti batas deteksi, batas kuantitas, daerah kerja, linieritas, selektifitas dan repeatabilitas Muzzakky - PTAP Apa itu ketidakpastian dan hubungan dengan analisis kimia? Harga ketidakpastian untuk aplikasi apa? Supriyanto C Ketidakpastian adalah suatu parameter yang menetapkan rentang nilai yang didalamnya diperkirakan nilai benar berada. Hubungan dengan analisa kimia adalah bahwa persyaratan dalam perolehan ketidakpastian adalah penggunaan metode uji yang benar, terkendali, peralatan yang terpelihara, terferifikasi, terkalibrasi sehingga secara analisis kimia persyaratan tersebut terpenuhi dan hasil uji yang diperoleh adalah valid. Harga ketidakpastian yang diperoleh dapat digunakan salah satunya untuk memenuhi persyaratan akreditasi laboratorium pengujian. Endro Kismolo - PTAP Sejauh mana validasi metode ini dapat diaplikasikan pada riset? Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 011 Yogyakarta, 19 Juli 011