ESTIMASI KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN DALAM METODE PENENTUAN FOSFAT (P-PO 4 ) SECARA SPEKTROFOTOMETRI

Transkripsi

1 Estimasi Ketidakpastia Pegukura... Fosfat (P-PO 4 ) ecara pektrofotometri (Kusumaigtyas, DI., et al) Tersedia olie di: btl.puslitbagka@gmail.com BULETINTEKNIKLITKAYAA Volume 14 Nomor 1 Jui 016 p-in: e-in: ETIMAI KETIDAKPATIAN PENGUKURAN DALAM METODE PENENTUAN FOFAT (P-PO 4 ) ECARA PEKTROFOTOMETRI Dyah Ika Kusumaigtyas, Dedi umaro da Puji Purama Balai Peelitia Pemuliha da Kose)rvasi umber Daya Ika Teregistrasi I taggal: 01 Maret 016; Diterima setelah perbaika taggal: 08 Jui 016; Disetujui terbit taggal: 13 Jui 016 PENDAHULUAN Prosedur estimasi ketidakpastia pegukura harus dipeuhi da diterapka di laboratorium pegujia atau kalibrasi (Aoim, 008). umbersumber ketidakpastia dapat berasal dari samplig, preparasi cotoh, peralata, istrume, kesalaha acak da sistematis, serta persoil. Estimasi ketidakpastia dalam aalisa kimia ditetuka dega cara fishboe (Pramoo, 014). Ketidakpastia (µ) adalah suatu parameter yag meetapka retag ilai yag di dalamya terdapat ilai bear (true value). Ketidakpastia memaduka semua kesalaha yag diketahui mejadi suatu retag tuggal. Nilai ketidakpastia ditujukka dega tada ±. Cotoh suatu hasil pegukura diyataka dega X±U uit, maka retag hasil pegukura tersebut adalah X-U sampai X+U. Meghitug retag tersebut dikeal sebagai pegukura ketidakpastia (ucertaity measuremet) (Pramoo, 014). Estimasi ketidakpastia merupaka idikator yag dapat diguaka utuk meetuka kehadala atau kapabilitas suatu laboratorium pegujia atau kalibrasi. Ketidakpastia meujukka bahwa laboratorium tersebut sudah memperhitugka faktor kesalaha dalam peetua ilai true value (ilai bear). Ketidakpastia juga diguaka utuk megevaluasi ujuk kerja laboratorium-laboratorium uji yag ikut dalam uji profisiesi. Tujua dari peelitia ii adalah utuk meetuka estimasi ketidakpastia pegukura dalam metode peetua fosfat (P-PO 4 ) secara spektrofotometri (NI ). POKOK BAHAAN Waktu da Lokasi Peelitia Peelitia dilakuka pada bula Agustus 014 Jauari 015 di Laboratorium Kimia Air, Balai Peelitia Pemuliha da Koservasi umber Daya Ika (BPPKDI). Metode yag aka ditetuka ketidakpastiaya adalah peetua fosfat (P-PO 4 ) dega NI Desai Estimasi Ketidakpastia 1. Model pegujia Model pegujia fosfat dega NI dapat dilihat pada Gambar 1. 1 Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

2 BTL Vol. 14 No. 1 Jui 016 : 1-8 KH PO 4 - ditimbag,195 gram - dilarutka dalam akuades sampai 1000 ml 500 mg/l P-PO 4 - dipipet ml - dilarutka dalam akuades sampai 1000 ml ampel Air - disarig dega kertas sarig berpori 0,45m - dipipet 50 ml - ditambah 8 ml reage campura 10 mg/l P-PO 4 - dipipet 0; 5; 10; 0; 5 ml - dilarutka dalam akuades sampai 50 ml 0; 0,; 0,4; 0,8; 1 mg/l P-PO 4 - masig-masig dipipet 50 ml - ditambah 8 ml reage campura diukur absorbasiya pada 880 m Gambar 1. Model pegujia fosfat dega NI umber: Aoim, 005. Idetifikasi sumber ketidakpastia dega cara Fish Boe Idetifikasi sumber ketidakpastia dega cara fish boe dilakuka dega tahap sebagai berikut: Membuat skema berupa gambar tulag puggug ika Parameter uji diletakka sebagai kepala ika Berdasarka model pegujia, dilak uka idetifikasi tulag utama. Tulag utama adalah faktor yag dapat memberika kostribusi kesalaha terhadap hasil akhir. elajutya dilakuka idetifikasi tulag kecil yag mejadi peyebab kesalaha dalam tulag utama Gambar meujukka tulag-tulag peyumbag ketidakpastia dalam metode peetua fosfat (NI ). µ Volume ampel Kal T RD µ Massa KH PO 4 Kal m o µ Kurva Kalibrasi Kal m 1 x X obs µ P-PO 4 Keteraga: Kal = Kalibrasi T = Deviasi temperature Mo = massa ol (tera) M1 = massa pertama (peimbaga Kristal KH PO 4) x = ketidakpastia kuva atau µkurva X obs = Kosetrasi Observasi RD = Repeat tadart Deviatio µ Presisi µ Recovery Gambar. Idetifikasi peyumbag ketidakpastia dega cara fish boe 3. Peetua tipe ketidakpastia dalam masigmasig kompoe Perhituga faktor peyumbag ketidakpastia dikelompokka ke dalam kategori sebagai berikut (Pramoo, 014): Tipe A Peetua tipe A berdasark a pekerjaa eksperimetal da dihitug dari ragkaia pegamata berulag. Ketidakpastia tipe A: ; = simpaga baku; = jumlah pegulaga Tipe B Peetua tipe B berdasarka iformasi yag dapat dipercaya. Ketidakpastia tipe B: - Distribusi ormal dega tigkat kepercayaa 95% ; = impaga baku Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

3 Estimasi Ketidakpastia Pegukura... Fosfat (P-PO 4 ) ecara pektrofotometri (Kusumaigtyas, DI., et al) - Distribusi ormal, dega tigkat kepercayaa 99% - Distribusi triagular, apabila suatu sebara data memiliki retag dimaa terdapat satu ilai yag merupaka ilai terbayak (modus) - Distribusi rectagular, apabila suatu retag ilai memiliki probabilitas yag sama. Kategori tipe ketidakpastia dalam metode NI dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Kategori kompoe ketidakpastia dalam metode NI Kompoe Ketidakpastia Tipe umber Data Kalibrasi eraca B ertifikat Kalibrasi Kalibrasi pipet B ertifikat Kalibrasi Koefisie muai pipet B Temperatur ruaga Presisi A Pegulaga pegukura Recovery B Recovery RM yag diecerka Keteraga : RM = tadard Referece Material 4. Peetua ketidakpastia gabuga (µ gab) Peyumbag ketidakpastia berasal dari kurva kalibrasi, massa, volume sampel, recovery, da presisi. Ketidakpastia gabuga memaduka semua Xi. Yi Xi. Yi b xi Xi Yi b. a Xi kompoe tersebut. Perhituga ketidakpastia gabuga dilakuka sebagai berikut: Peetua ketidakpastia kurva kalibrasi Kurva kalibrasi yag diperoleh ditetuka ilai slope (b) da itercept (a) dega rumus sebagai berikut: Keteraga: Xi = Kosetrasi laruta stadar ke-i Yi = Absorbasi laruta stadar yag terukur ke-i = Jumlah pegulaga pegukura laruta stadar a = itercept b = slope Kemudia dilajutka dega meetuka ilai x, dega rumus: Y / X Yi Yc Keteraga: y/x = tadar deviasi y/x Yc = Absorbasi hasil perhituga / 1 1 ( Y pl Y ) Y X rata X b m b. X X Keteraga: x = Ketidakpastia kurva kalibrasi m = Jumlah pegulaga sampel Yspl = Absorbasi sampel Y rata = Absorbasi rata-rata laruta stadar X rata = Kosetrasi rata-rata laruta stadar i rata 3 Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

4 BTL Vol. 14 No. 1 Jui 016 : Peetua ketidakpastia volume sampel Ketidakpastia volume sampel berasal dari kalibrasi pipet (Tipe B), da koefisie muai pipet berdasarka deviasi temperatur ruaga (tipe B). Ketidakpastia kalibrasi pipet dihitug dega rumus: = ketidakpastia dalam sertifikat kalibrasi pipet Ketidakpastia koefisie muai pipet dihitug dega rumus: ( V ) ( Variasitemperatur / 3) X KoefmuaiTPX Volampel TEMP Ketidakpastia volume sampel adalah gabuga dari ketidakpastia pipet da koefisie muai pipet, sebagai berikut: - Peetua ketidakpastia massa Ketidakpastia massa masuk dalam kategori B dega tigkat kepercayaa 95%. Ketidakpastia massa dihitug dega rumus: = ketidakpastia dalam sertifikat kalibrasi eraca Peetua ketidakpastia recovery Ketidakpastia recovery masuk kedalam kategori tipe B. Ketidakpastia recovery dihitug dega rumus: (Rec) Re c 3 X obs = tadar deviasi; Rec = % Recovery; X obs = Kosetrasi observasi Peetua ketidakpastia presisi Ketidakpastia presisi masuk ke dalam kategori tipe B. Ketidakpastia presisi dihitug dega rumus: ( presisi) = tadar deviasi; = Jumlah pegulaga Peetua ketidakpastia gabuga (µgab) Masig-masig kom poe peyum bag ketidakpastia mempuyai satua yag berbedabeda sehigga utuk meggabugkaya harus diubah terlebih dahulu sehigga mempuyai satua yag sama dega cara dikuadratka, dijumlahka. Ketidakpastia gabuga adalah akar pagkat dua dari jumlah tersebut. Perhituga ketidakpastia gabuga dilakuka dega rumus sebagai berikut: gab kurva vol spl massa re cov ery presisi 5. Estimasi ketidakpastia diperluas (U) da pelapora hasil Nilai hasil uji berada dalam retag yag diberika oleh ketidakpastia, maka ketidakpastia gabuga (µ gab) dikalika dega sebuah faktor cakupa (k). Pada tigkat kepercayaa 95%, ilai cakupa (k) adalah, sehigga ketidakpastia diperluas (U) = µgab X (Pramoo, 014). Retag ketidakpastia diperluas dapat dilihat pada Gambar 3. X-U X X+U Gambar 3. Retag ketidakpastia diperluas 4 Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

5 Estimasi Ketidakpastia Pegukura... Fosfat (P-PO 4 ) ecara pektrofotometri (Kusumaigtyas, DI., et al) Ketidakpastia yag dicatumka dalam lapora hasil uji adalah ketidakpastia diperluas (expaded ucertaity) atau U. Pelapora hasil uji dituliska sebagai X±U, dimaa X adalah ilai P-PO 4 yag terukur, U adalah ketidakpastia diperluas. Tahap Kegiata 1. Peetua Ketidakpastia Kurva Kalibrasi Peetua ketidakpastia kurva kalibrasi dilakuka pada bula Agustus higga eptember 014. Ketidakpastia kurva kalibrasi dilakuka dega megukur absorbasi sedereta laruta stadar sebayak 3 kali pegulaga. Kosetrasi laruta stadar adalah 0; 0,; 0,4; 0,8 da 1 mg/l P-PO 4. Masig-masig laruta tersebut dipipet sebayak 50 ml, ditambah 8 ml reage campura da diukur absorbasiya pada λ 880 m. elajutya dilakuka pegukura absorbasi laruta stadar 0,1 mg/l sebagai sampel. Laruta ii merupaka laruta stadar 0, mg/l yag diecerka dega faktor pegecera (FP) = (sesuai dega kosetrasi sampel yag serig diukur). Pegukura laruta stadar 0,1 mg/l dilakuka duplo.. Peetua Ketidakpastia Massa Perhituga ketidakpastia massa dilakuka pada bula Oktober 014. Ketidakpastia massa ditetuka berdasarka sertifikat kalibrasi eraca. 3. Peetua Ketidakpastia Volume Perhituga ketidakpastia volume sampel dilakuka pada bula Oktober higga November 014. Ketidakpastia volume ditetuka berdasarka sertifikat kalibrasi pipet da data deviasi temperatur ruaga. 4. Peetua Ketidakpastia Recovery Ketidakpastia recovery dilakuka dega megukur absorbasi laruta RM 1000 mg/l P-PO 4 yag diecerka mejadi 0, mg/l P-PO 4. elajutya laruta 0, mg/l P-PO 4 dipipet sebayak 50 ml, ditambah 8 ml reage campura da diukur absorbasiya pada λ 880 m. Pegukura dilakuka sebayak 7 kali ulaga kemudia dihitug ilai recovery, x observasi rata-rata da simpaga bakuya. Peetua ketidakpastia recovery dilakuka pada bula Desember 014 higga Jauari Peetua Ketidakpastia Presisi Ketidakpastia presisi dilakuka dega megukur absorbasi laruta RM 1000 mg/l P-PO 4 yag diecerka mejadi 0, mg/l P-PO 4. elajutya laruta 0, mg/l P-PO 4 dipipet sebayak 50 ml, ditambah 8 ml reage campura da diukur absorbasiya pada λ 880 m. Pegukura dilakuka sebayak 7 kali ulaga kemudia dihitug ilai simpaga bakuya. Peetua ketidakpastia presisi dilakuka pada bula Desember 014 higga Jauari Peetua Ketidakpastia Gabuga Perhituga ketidakpastia gabuga dilakuka pada bula Jauari Estimasi Ketidakpastia Diperluas da Pelapora Hasil Estimasi ketidakpastia diperluas dilakuka pada bula Jauari 015. Hasil 1. Ketidakpastia kurva kalibrasi Perhituga slope (b) da itercept (a) dapat dilihat pada Tabel. Perhituga Y sampel (Y spl) da X dapat dilihat pada Tabel 3 da 4. Hasil ketidakpastia kurva kalibrasi (x) atau µ kurva adalah 0,006. Ketidakpastia kurva kalibrasi sagat dipegaruhi oleh spektrofotometer yag diguaka, oleh karea itu utuk memperkecil ketidakpastia dilakuka dega meigkatka spesifikasi istrume. 5 Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

6 BTL Vol. 14 No. 1 Jui 016 : 1-8 Tabel. Perhituga slope (b) da itercept (a) No Xi Yi Xi.Yi Xi Perhituga b da a 1 0 0,00 0,0000 0,00 Xi. 0 0,00 0,0000 0, ,00 0,0000 0,00 4 0, 0,136 0,07 0,04 5 0, 0,136 0,07 0,04 Yi Xi. Yi b xi Xi 6 0, 0,136 0,07 0,04 b = 0, ,4 0,67 0,1068 0,16 8 0,4 0,67 0,1068 0,16 9 0,4 0,67 0,1068 0, ,8 0,57 0,416 0,64 Yi b. Xi a 11 0,8 0,57 0,416 0,64 1 0,8 0,57 0,416 0, ,656 0,6560 1, ,65 0,650 1,00 a = 0, ,659 0,6590 1,00 Jumlah 7, 4,763 3,6338 5,5 Tabel 3. Perhituga Y sampel (Y spl) Pegulaga Y spl 1 0,068 0,067 (Abs) rerata 0,068 Tabel 4. Perhituga X No Xi Yi Yc [Yi-Yc] [Yi-Yc] [Xi-X rata ] [Xi-X rata ] 1 0 0,00 0, ,001 0, ,5 0, ,00 0, ,001 0, ,5 0, ,00 0, ,001 0, ,5 0, , 0,136 0, ,0013 0, ,3 0, , 0,136 0, ,0013 0, ,3 0, , 0,136 0, ,0013 0, ,3 0, ,4 0,67 0,6530 0,0017 0, ,1 0, ,4 0,67 0,6530 0,0017 0, ,1 0, ,4 0,67 0,6530 0,0017 0, ,1 0, ,8 0,57 0, ,0005 0, ,3 0, ,8 0,57 0, ,0005 0, ,3 0, ,8 0,57 0, ,0005 0, ,3 0, ,656 0, ,0010 0, ,5 0, ,65 0, ,0050 0, ,5 0, ,659 0, ,000 0, ,5 0, Jumlah 7, 4,763 4,763-8,76E-16 5,85E-05 8,88E-16,064 rerata 0,48 0, , ,84E-17 3,90E-06 5,91E-17 0, Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

7 Estimasi Ketidakpastia Pegukura... Fosfat (P-PO 4 ) ecara pektrofotometri (Kusumaigtyas, DI., et al) Y / X X Yi Yc 5,85E5 y / x 0,0035 (15 ) / 1 1 ( Ypl Y ) Y X rata b m b. X X i rata 1 1 (0,068 0,317533) x 0,0035 0, ,65888,064. Ketidakpastia Volume ampel Pada sertifikat k alibrasi diperoleh data ketidakpastia pipet volume 50 ml ± 0,0 ml dega tigkat kepercayaa 95% (k = ). Maka µ V pipet = 0,0/ = 0,01 ml. Variasi temperatur di laboratorium adalah ± 3 o C, maka µ V koef muai pipet = 3 o C/Ö3 x,1x C -1 x 50 ml = 0,018 ml. Ketidakpastia volume sampel adalah = 0,0075 ml. Ketidakpastia volume sampel dapat diperkecil dega meigkatka spesifikasi pipet yag diguaka. 3. Ketidakpastia Massa Pada sertifikat kalibrasi eraca diperoleh data ketidakpastia sebesar ± 0,0005 g, dega k =. Maka ketidakpastia bakuya, µ (Kalibrasi) = 0,0005/ = 0,0005 g. Peimbaga dilakuka seolah-olah dua kali karea dilakuka tera terlebih dahulu, sehigga ketidakpastia massa gabuga adalah sebagai berikut: massa 0,0005 0,0005 0, 0003g Ketidakpastia massa dapat diperkecil dega meigkatka spesifikasi eraca yag diguaka. 4. Ketidakpastia Recovery Data recovery dega tujuh kali pegulaga dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Data recovery dega tujuh kali pegulaga Ulaga Absorbasi (A) Kos. Repeat (mg/l) %Recovery 1 0,136 0,00 101,01 0,136 0,00 101,01 3 0,136 0,00 101,01 4 0,136 0,00 101,01 5 0,135 0, ,5 6 0,135 0, ,5 7 0,136 0,00 101,01 X 0, ,79 b 0,0007 (Rec) (100,79 /100) 5. Ketidakpastia Presisi (0,0007 / 3) 0,016 0,0004 Data presisi dega tujuh kali pegulaga dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Data presisi dega tujuh kali pegulaga Ulaga Absorbasi Kos. Repeat (A) (mg/l) 1 0,136 0,00 0,136 0,00 3 0,136 0,00 4 0,136 0,00 5 0,135 0, ,135 0, ,136 0,00 X = 0,016 = 0,0007 0,0007 ( presisi) 0, Ketidakpastia presisi dapat diperkecil dega meigkatka ketelitia aalis. 6. Ketidakpastia Gabuga (µgab) Nilai ketidakpastia gabuga diperoleh sebesar 0, Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)

8 BTL Vol. 14 No. 1 Jui 016 : 1-8 gab gab kurva vol spl massa re cov ery presisi 0,006 0,0075 0, ,0004 0,0008 0, Estimasi Ketidakpastia Diperluas (U) da Pelapora Hasil Ketidakpastia diperluas (U) = µgab x = 0,00174 x = 0,00347 = 0,003. Kosetrasi sampel aktual yag diukur adalah 0,083 mg/l, sehigga pelapora dalam lapora hasil uji adalah 0,083 ± 0,003 mg/l P- PO 4. Artiya dalam satu liter sampel terdapat 0,083 mg P-PO 4 dega probabilitas retag 0,080-0,086 mg. Nilai ketidakpastia tersebut masih tergolog wajar. Retag ketidakpastia dapat dipersempit dega meigkatka spesifikasi alat atau istrumet yag diguaka serta ketelitia aalis yag megerjaka. KEIMPULAN Nilai ketidakpastia gabuga dalam metode pegukura fosfat (P-PO 4 ) dega NI di Laboratorium Kimia Air BPKI sebesar 0,00174 mg/l. Estimasi ketidakpastia diperluas yag dituliska dalam pelapora hasil (U) adalah 0,003 mg/l P-PO 4. Retag ketidakpastia tersebut dapat dipersempit dega meigkatka spesifikasi alat atau istrume yag diguaka serta ketelitia aalis yag megerjaka. PERANTUNAN Peelitia ii merupaka bagia dari kegiata utuk memeuhi persyarata akreditasi Laboratorium Pegujia, BPPPKDI yag dibiayai APBN Tahu Aggara 014. Peulis megucapka terima kasih kepada Dra. Adriai ri Nastiti, M.. yag telah membimbig dalam peulisa makalah ii. DAFTAR PUTAKA Aoim NI (Air da Air Limbah-Bagia 31 : Cara uji kadar fosfat dega spektrofotometer secara asam askorbat). BN. Jakarta Aoim NI IO/IEC 1705:008 (Persyarata Umum Kompetesi Laboratorium Pegujia da Laboratorium Kalibrasi). BN. Jakarta Pramoo, Ujag Estimasi Ketidakpastia Pegukura. BMD treet Cosultig. Tagerag 8 Copyright 016, Buleti Tekik Litkayasa (BTL)