JAMINAN MUTU METODE F AAS DAN UV VIS UNTUK PENENTUAN UNSUR UNSUR DALAM AIR TANGKI REAKTOR Samin Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN Yogyakarta ABSTRAK Telah dilakukan jaminan mutu metode F AAS (Flame Atomic Absobtion Spectrophometric) dan UV VIS (Ultra Violet Visible Spectrophotometric) untuk penentuan unsur unsur (Ca, Cr, Fe, Mn, Na, Si) dalam air tangki reaktor (ATR). Parameter jaminan mutu metode F AAS dan UV VIS meliputi kalibrasi alat dan validasi metode. Kalibrasi F AAS terdiri dari penentuan kepekaan, presisi dan rentang konsentrasi terukur. Kalibrasi UV VIS terdiri dari kalibrasi panjang gelombang dan absorbansi. Validasi F AAS dan UV VIS meliputi penentuan presisi, kewtelitian dan batas deteksi. Hasil penelitian diperoleh hasil kalibrasi F AAS : kepekaan 0,02 ppm, presisi 0,6 % dan rentang konsentrasi terpakai 0,1 2 ppm. Kalibrasi UV VIS dengan larutan standar holmium diperoleh 7 panjang gelombang dengan 7 puncak absorbansi yang mendekati dengan acuan. Validasi metode F AAS untuk penentuan Ca, Cr, Fe, Mn, Na, Si diperoleh ketelitian 93,07 99,13 %, presisi 0,30 1,05 % dan batas deteksi Ca : 0,5 ppm, Cr : 0,03 ppm, Fe : 0,04 ppm, Mn : 0,02 ppm, Na : 4,59 ppm dan Si : 6,51 ppm. Validasi metode UV VIS untuk penentuan Si diperoleh ketelitian 98,457 %, presisi 2,853 % dan batas deteksi : 2,2 ppb. Metode F AAS memenuhi jaminan mutu untuk pentuan Ca, Cr, Fe, Mn dan metode UV VIS memenuhi jaminan mutu untuk penentuan Si. Kandungan unsur unsur dalam air tangki reaktor Ca : 0,5 ± 0,10 ppm, Cr : < 0,03 ppm, Fe : 0,83 ± 0,03 ppm, Mn : < 0,02 ppm, Na : < 4,59 ppm dan Si 0,2801 ± 0,0078 ppm. ABSTRACT Quality assurance of F AAS (Flame Atomic Absobtion Spectrophometric) and UV VIS (Ultra Violet Visible Spectrophotometric) methods for the determination of elements (Ca, Cr, Fe, Mn, Na, Si) in the water tank reactor have been carried out. The parameters of quality assurance of those methods includes the instrument calibration and methods validation. The F AAS calibration consists of sensitivity, precision and useful concentration range (UCR) determination. The UV VIS calibration consists of wavelength and absorbance calibrations. The F AAS and UV VIS validation includes precision, accuracy and detection limit determination. The calibration result of F AAS found were sensitivity 0,02 ppm, precision 0,6 % and UCR 0,1 to 2 ppm. The calibration result of UV VIS with holmium standard solution it was found 7 of the wavelength with 7 absorbance nearly the same as the reference. The validation of F AAS method for the determination of Ca, Cr, Fe, Mn, Na, Si it were found accuracy 93,07 99,13 %, precision 0,30 1,05 % and detection limit : Ca : 0,5 ppm, Cr : 0,03 ppm, Fe : 0,04 ppm, Mn : 0,02 ppm, Na : 4,59 ppm and Si : 6,51 ppm. The validation of UV VIS method for the determination of Si it was found sensitivity : 2,2 ppb, accuracy: 98,457 %, precision : 2,853 % and detection limit : 2,2 ppb. F AAS method was fulfil the quality assurance for the determination of Ca, Cr, Fe, Mn and UV VIS method fulfil the quality assurance for the determination of Si. The contain of elements in reactor tank water were Ca: 0,5 ± 0,10 ppm, Cr : < 0,03 ppm, Fe : 0,83 ± 0,03 ppm, Mn : < 0,02 ppm, Na : < 4,59 ppm dan Si 0,2801 ± 0,0078 ppm. 782
PENDAHULUAN Untuk mendukung keselamatan Reaktor Kartini, salah satu parameternya adalah komposisi air tangki reaktor harus diketahui setiap bulan. Untuk mengetahui komposisi unsur unsur dalam air tangki reaktor, digunakan metode F AAS dan UV VIS yang memenuhi jaminan mutu, agar hasil pengujian yang diperoleh absah / valid [1]. Untuk memenuhi jaminan mutu metode pengujian dalam laboratorium di Indonesia dipersyaratkan untuk mengikuti suatu standar, yaitu ISO/IEC 17025 2005 yang berlaku secara nasional dan internasional. [2]. ISO/IEC 17025 2005 memberikan persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan laboratorium kalibrasi. Standar ini merupakan revisi dari ISO/IEC 17025 2000. Standar tersebut secara rinci menjelaskan bagaimana dan persyaratan apa yang harus dipenuhi oleh laboratorium dalam meningkatkan mutu metode pengujian untuk mendapatkan hasil uji yang dapat dipercaya. Dalam rangka memenuhi persyaratan yang termuat dalam ISO/IEC 17025 2005, metode pengujian harus mempunyai sistem mutu yang sesuai dengan jenis kegiatan pengujian yang dilakukan. [2] Faktor faktor untuk meningkatkan mutu metode pengujian, sehingga dapat menghasilkan data yang absah menurut ISO/IEC 17025 2005 adalah faktor manusia (personel), pengambilan cuplikan, penanganan cuplikan yang diuji, kondisi akomodasi dan lingkungan, metode pengujian (metode kalibrasi dan validasi metode), peralatan dan ketelusuran pengukuran. Kontribusi masing masing faktor terhadap ketidakpastian pengukuran total pada berbagai pengujian juga tidak dapat dilupakan, karena juga berpengaruh terhadap hasil pengujian. Dalam melakukan pengujian cuplikan, laboratorium harus menggunakan metode dan prosedur yang sesuai untuk semua jenis pengujian. Hal tersebut mencakup pengambilan cuplikan, penanganan, transportasi, penyimpanan, penyiapan cuplikan untuk diuji, metode pengujian, perkiraan ketidakpastian pengukuran, dan teknik statistik untuk evaluasi data pengujian. Validasi adalah konfirmasi melalui pengujian dan penyajian bukti yang obyektif bahwa persyaratan tertentu untuk maksud tertentu sudah dipenuhi. Laboratorium melakukan validasi metode yang tidak baku, metode yang dikembangkan laboratorium. Validasi harus seluas yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan, hasil validasi dan prosedur yang digunakan untuk validasi direkam oleh laboratorium [2]. Rentang ukur dan akurasi nilai yang diperoleh dari metode yang divalidasi (misalnya ketidakpastian hasil, batas deteksi, selektifitas metode, linearitas, batas 783
reproduksibilitas dan sensitivitas silang terhadap gangguan matriks) harus relevan dengan kebutuhan. Peralatan dan piranti lunaknya yang digunakan untuk pengambilan cuplikan, preparasi cuplikan, pengukuran, pengujian dan kalibrasi harus mampu menghasilkan akurasi yang diperlukan dan harus sesuai dengan spesifikasi yang relevan pada pengujian. Sebelum digunakan peralatan pengukuran dan pengujian (termasuk alat pengambil cuplikan) harus dikalibrasi atau dikontrol untuk menetapkan peralatan tersebut memenuhi persyaratan spesifikasi laboratorium dan sesuai dengan spesifikasi standar yang relevan. Peralatan pengujian harus dioperasikan oleh personel yang berwenang. Instruksi mutakhir untuk menggunakan dan merawat peralatan sudah siap tersedia untuk digunakan oleh personel laboratorium yang sesuai. Data setiap peralatan dan piranti lunaknya yang digunakan untuk pengujian dan kalibrasi harus didokumentasikan. Laboratorium harus mempunyai prosedur untuk penanganan yang aman, transportasi, penyimpanan, penggunaan dan perawatan untuk peralatan pengukuran dan pengujian. Peralatan pengujian dan kalibrasi termasuk piranti keras dan lunak dijaga keamanan penyetelannya, agar tidak mengakibatkan ketidakabsahan hasil pengujian. Semua peralatan yang digunakan untuk pengukuran, pengujian dan kalibrasi termasuk alat sampling sebelum mulai digunakan harus dikalibrasi. Laboratorium Kimia Analitik sudah mempunyai program dan prosedur yang tetap untuk kalibrasi peralatannya. Laboratorium mempunyai program kalibrasi peralatan baik alat ukur maupun alat uji yang dirancang dan dioperasikan untuk memastikan kalibrasi dan pengukuran yang dilakukan laboratorium tertelusur ke sistem Satuan Internasional (SI). Laboratorium menetapkan ketertelusuran dari standar pengukuran dan peralatan ukurnya ke SI melalui rantai yang tidak terputus. Hubungan ke SI diperoleh melalui acuan ke Standard Reference Materials (SRM) atau CRM (Certified Reference Materials [2]. Hasil pengukuran kuantitatif akan tidak tepat, jika dilaporkan sebagai angka tunggal tanpa disertai nilai ketidakpastiannya. Faktor faktor yang memberikan kontribusi penyimpangan dari nilai yang benar adalah ketidaksempurnaan peralatan, metode pengujian, personel dan kondisi lingkungan. Untuk meningkatkan mutu hasil pengujian maka pada hasil pengujian disertai ketidakpastian. Laboratorium pengujian yang melakukan kalibrasi sendiri, harus mempunyai dan menerapkan prosedur untuk mengestimasi ketidakpastian pengukuran. Laboratorium pengujian juga mempunyai dan menerapkan prosedur untuk mengestimasikan ketidakpastian pengukuran. Saat mengestimasi ketidakpastian pengukuran, semua komponen ketidakpastian yang penting dalam situasi yang ada harus diperhitungkan dengan metode yang sesuai. 784
Sumber sumber ketidakpastian antara lain standar acuan dan bahan acuan, metode dan peralatan, kondisi lingkungan, sifat dan kondisi cuplikan yang diuji, sertifikat kalibrasi dan personil operator. Alat F AAS (Spektrofotometer Serapan Atom Flame) masih memenuhi standar mutu untuk digunakan pengujian, jika kepekaannya (S) lebih rendah dari acuan maksimum (0,04 mg/l), presisi absorbansi (P) dibawah 1% dan Relative Concentration Eqivalent (RCE) lebih kecil 1 %. Kepekaan dianggap cukup, jika nilainya sesuai dengan yang ditetapkan dalam manual atau minimal 75 % dari nilaitersebut. Kepekaan (S) adalah konsentrasi analit yang memberikan nilai absorbansi = 0,0044 ekivalent dengan 1 % T (transmitansi). Kepekaan dapat dihitung dengan persamaan [3,4,5] : S = 0,0044 (C 1 /A 1 ) C 1 : Konsentrasi analit dalam larutan kalibrasi A 1 : Absorbansi rata rata larutan kalibrasi C 1 Relative Concentration Eqivalent (RCE) dari setiap larutan kalibrasi dengan rumus [3,4,5] : RCE = 100 x [(C 2 C 1 ) / (A 2 A 1 )] ( σ A /C 2 ) C 1 : Konsentrasi larutan kalibrasi terdekat yang lebih rendah dengan absorbansi A 1 C 2 : Konsentrasi larutan kalibrasi terdekat yang lebih rendah dengan absorbansi A 2 σ A : Simpangan baku untuk A 2 Faktor yang terpenting untuk peningkatan mutu Spektrofotometer serapan atom adalah penentuan rentang konsentrasi terpakai atau Useful Concentration Range (UCR). UCR adalah konsentrasi unsure yang mempunyai harga RCE lebih kecil 1 %. Validasi Metode Spektrofotometri UV Vis Atribut metode spektrofotometri UV Vis antara lain memiliki akuasi, presisi dan batas deteksi. Nilai akurasi dapat diterima, jika diperoleh 80 120 % dan presisi dapat diterima jika diperoleh 20 % Nilai akurasi dihitung dengan persamaan : Akurasi = (nilai hasil / nilai sebenarnya) x 100 % 785
METODE Bahan : Larutan Spektrosol Cu katalog BDH 19787 untuk kalibrasi alat F AAS. Larutan standar holmium untuk kalibrasi panjang gelombang dan absorbansi alat UV VIS. SRM Soil 7 IAEA untuk validasi metode F AAS. Larutan Spektrosol Si, buatan BDH untk validasi metode UV VIS. Ammonium hepta molibdat, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24. 4 H 2 O buatan Merck untuk pembentukan kompleks silikomolibdenum. Asam oksalat, C 2 H 2 O 2.2H 2 O buatan Merck untuk merusak kompleks fosfomolibdat tetapi tidak merusak kompleks siliko molibdenum. Asam askorbat, C 2 H 8 O 6 buatan Merck digunakan sebagai reduktor. HCl 1 : 1 untuk pengaturan ph. Larutan standar titrisol Ca, Cr, Fe, Na dan Mn, buatan Merck digunakan sebagai larutan standar kalibrasi. Air tangki reaktor Kartini yang digunakan sebagai sampel dan aquatrides sebagai pengencer. Alat : Satu unit alat Spektrofotometer Serapan Atom, AA 300, Varian, Australia untuk penentuan Ca, Cr, Fe, Na dan Mn. Satu unit Spektrofotometer UV 1601 PC 160, Shimadzu, untuk penentuan Si. Mikropipet, pipet volume dan labu ukur Cara Kerja 1. Kalibrasi Spektrofotometer F AAS 1.1. Persiapan larutan kalibrasi Disiapkan 6 buah larutan Cu dengan 6 macam konsentrasi (0,1; 0,5; 1,0; 1,5 dan 2,0 ppm), dimana absorbansinya di antara 0,020 1, 00. Komposisi larutan kalibrasi harus menyamai larutan sampel yang akan diukur (kecuali analitnya). Jika komposisi larutan sampel tidak diketahui, perlu menggunakan metode adisi standar. Jika larutan blanko mengandung sejumlah analit, jumlah tersebut harus ditambahkan kedalam jumlah analit dalam larutan kalibrasi atau dikurangkan dari jumlah analit dalam larutan sampel. 1.2. Penentuan nilai Blanko, Kepekaan, Presisi dan UCR a. Disiapkan alat F AAS sesuai petunjuk operasionalnya [6]. b. Diaspirasikan larutan pembanding dan nol kan skala absorbansi ( atau 100 % T)> teruskan aspirasi sampai diperoleh sinyal yang stabil 786
c. Dipilih salah satu larutan kalibrasi yg mempunyai nilai absorbansi A : 0,2 0,4.dan diharapkan berada dalam dalam daerah yang linier. d. Dengan larutan ini tentukan kondisi AAS yang optimal (tinggi dan posisi horizontal burner, nebulazer, laju alir, gas gas, dll). Dengan 3 kali ulangan, ukurlah absorbansi larutan kalibrasi yg terpolih itu, memakai larutan pembanding untuk menge nol kan skala absorbansi setiap kali satu pengukuran. Hitung nilai absorbansinya rata rata. e. Dengan cara yg sama seperti (d) ukur larutan blanko (juga 3 kali). Hitung nilai absorbansi rata rata. f. Hitung konsentrasi analit dalam larutan blanko. g. Hitung kepekaan atau sensitivitas alat AAS. Penentuan nilai blanko Konsentrasi analit dalam larutan blanko (C B ) dihitung dari : C B = A B (C 1 /A 1 ) A B = rerata absorbansii larutan blanko C B C1 = konsentrasi analit dalam larutan kalibrasi A1 = rerata Absorbansi larutan kalibrasi C1 Penentuan nilai kepekaan (sensitivitas) Kepekaan (S) adalah nilai konsentrasi analit yg memberikan nilai absorbansi = 0,0044 (ekivalen 1 % T). S = 0,0044 (C 1 / A 1 ) Kepekaan dianggap cukup jika sesuai dengan yg ditetapkan dalam manual atau minimal 75 % dari nilai tersebut. Penentuan Presisi a. Aspirasikan larutan pembanding dan nol kan skala absorbansinya. b. Ukur absorbansi larutan kalibrasi yg terpilih di atas c. Ulang a) dan b) secara berurutan sebanyak 5 kali sehingga didapatkan 6 nilai absorbansi larutan kalibrasi tersebut. d. Hitung simpangan baku dari 6 nilai tersebut Jika simpangan baku relatif (RSD= Relative Standard Deviation) melebihi 1 % dari absorbansi larutan kalibrasi, mungkin ada penyebab dari alat yg perlu diperbaiki (kapiler 787
tersumbat, burner terhambat oleh deposit, konsentrasi zat terlarut yg tinggi dlm larutan, dsb). Cara pendekatan yang cepat untuk memghitung simpangan baku (S) tersebut, yaitu : S = (A B) x 0,40 A : nilai tertinggi, B : nilai terendah (dari 6 nilai absorbansi di atas) Penentuam UCR (useful concentration range = rentang konsentrasi terpakai) Diatomisasikan larutan pembanding dan skala absorbansi di buat nol Diatomisasikan 6 larutan kalibrasi yang telah dibuat dan diukur absorbansinya masing masing Dilakukan 6 kali pengukuran absorbansi untuk 6 larutan kalibrasi, dihitung nilai reratanya untuk setiap larutan dan simpangan baku masing masing (σ A ) dihitung RCE (Relative Concentration Eqivalent) dari setiap larutan kalibrasi dengan rumus : RCE = 100 x [(C 2 C 1 ) / (A 2 A 1 )] ( σ A /C 2 ) UCR adalah konsentrasi unsur yang mempunyai harga RCE lebih kecil 1 %. 2. Validasi Metode F AAS Untuk melakukan validasi metode digunakan SRM Soil 7, kemudian dihitung akurasi, presisi dan batas deteksi. nilai 3. Penentuan kandungan unsur unsur dalam air tangki reator dengan F AAS Sampel air tangki raktor langsung diatomisasikan pada alat Spektrofotometer serapan atom pada kondisi yang optimal. Berdasarkan kurva standar absorbansi lawan konsentrasi unsur yang bersangkutan, maka konsentrasi setiap unsure dapat ditentukan. 4. Kalibrasi Spektrofotometer UV VIS Untuk melakukan kalibrasi Spektrofotometer UV VIS digunakan larutan standard holmium yang telah memiliki 7 puncak spektra pada 7 panjang gelombang tertentu, diamati absorbansinya pada setiap panjang gelombang, kemudian ditentukan nilai koreksinya. Untuk kalibrasi Spektrofotometer UV VIS dibutuhkan data berbagai panjang gelombang puncak spektra dan serapannya, kemudian dihitung koreksinya [7,8]. 5. Optimasi pengujian Si dengan Spektrofotometer UV VIS Untuk optimasi penentuan Si dilakukan 3 jenis optimasi, yaitu : 788
a. Optimasi kestabilan kompleks dengan variasi waktu 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30 dan 35 menit. b. Optimasi konsentrasi kompleksan dengan variasi konsentrasi : 0,06; 0,07; 0,8; 0,09; 0,10 M. c. Optimasi konsentrasi reduktor dengan variasi konsentrasi : 1,425.10 2 ; 2,850.10 2 ; 4,275.10 2 ; 5,700.10 2 ; 7,125.10 2 M. Pada setiap optimasi, larutan standard Si dibuat kompleks berwarna dengan ammonium heptamolibdat pada ph 1,2 dengan 0,5 ml HCl 1:1. Ditambahkan asam oksalat untuk merusak kompleks fosfomolibdat, tetapi tidak merusak kompleks silikomolibdenum. Senyawa kompleks yang berwarna kuning kemudian direduksi dengan asam askorbat sehingga menjadi larutan kompleks silikomolibdenum yang berwarna biru dan diukur absorbansinya pada panjang gelombang 813 nm [9]. 6.Validasi metode Pengujan Si dengan Spektrofotometri UV VIS. Untuk validasi metode penguji Si digunakan larutan Standar Spektrosol Si 0,3 ppm, kemudian ditentukan nilai akurasi, presisi dan batas deteksinya. 7. Penentuan kandungan Si dalam air tangki reaktor dengan Spektrofotometri UV VIS Pembuatan kurva standard Si. Disiapkan satu deret larutan standard Si dengan variasi konsentrasi 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 dan 0,5 ppm. Masing masing larutan standard Si dibuat kompleks berwarna dengan ammonium molibdat (0,09 M) pada ph 1,2 dengan 0,5 ml HCl 1:1. Ditambahkan asam oksalat untuk merusak kompleks fosfomolibdat tetapi tidak merusak kompleks siliko molibdat, senyawa kompleks yang berwarna kuning kemudian direduksi dengan asam askorbat (2,85.10 2 M) sehingga menjadi larutan kompleks silikomolibdenum berwarna biru. Serapan biru masing masing senyawa tersebut diukur pada panjang gelombang 813 nm. Dibuat kurva standar absorbansi lawan konsentrasi Si. Penentuan Si dalam Sampel ATR Sampel air tangki raktor dibuat kompleks berwarna seperi pembuatan standarnya. Berdasarkan kurva standar absorbansi lawan konsentrasi Si yang bersangkutan, maka konsentrasi Si dapat ditentukan. HASIL DAN PEMBAHASAN Tabel 1. Data absorbansi Cu pada 324,8 nm, untuk penentuan kepekaan F AAS 789
Larutan Standar Cu Kepekaan Syarat Acuan Konsentrasi Rerata Absorbansi 2,0 0,582 0,02 maksimum : 0,04 Catatan : Ketidakpastian pengukuran ± 0,0001 ppm dengan factor cakupan 2,0 dan tingkat kepercayaan 95 % Kepekaan alat F AAS diperoleh 0,02, jadi memenuhi syarat acuan Tabel 2. Data simpangan baku relatip (presisi) Larutan Standar Cu Konsentrasi Rerata Absorbansi Simpangan Baku Relatip Syarat Acuan 2,0 0,581 0,6 maksimum : 1 Presisi alat F AAS diperoleh 0,6 %, masih memenuhi syarat acuan Tabel 3. Data Simpangan baku relatip dan RCE untuk Penentuan UCR Larutan Standar Cu Konsentrasi Absorbansi Simpangan Baku Relatip RCE 0,1 0,025 5,66 0,654 0,5 0,151 0,68 0,329 1,0 0,300 0,33 0,459 1,5 0,443 0,44 0,621 2,0 0,581 0,59 Berdasarkan data kalibrasi di atas F AAS masih memenuhi persyaratan acuan, sehingga layak digunakan dan memenuhi jaminan mutu untuk pengujian dengan harga UCR : 0,1 2 ppm Tabel 4. Data presisi, akurasi dan batas deteksi No Parameter Sertifikat SRM Soil 7 Rerata Hasil Uji Presisi Akurasi Batas Deteksi 1 Ca 157 174 174,3 ± 1,05 1,05 93,07 0,16 (163) 2 Cr 49,00 74,00 64,33 ± 0,39 0,60 92,78 0,03 (60,00) 3 Fe 25,20 26,30 25,42 ± 0,15 0,59 99,13 0,04 4 Mn 604 650 (631) 5 Na 2,30 2,50 (2,40) 606,00 ± 1,82 0,30 96,04 0,02 2,46 ± 0,007 0,30 97,50 6,51 790
Tabel 5. Kandungan unsur unsur dalam air tangki reaktor Kartini dengan metode F AAS No Parameter Rerata Hasil Uji 1 Ca 0,50 ± 0,10 2 Cr < 0,03 3 Fe 0,83 ± 0,03 4 Mn < 0,02 5 Na < 4,59 6 Si < 6,51 Tabel 6. Data kalibrasi panjang gelombang dengan standard Holmium pada Spektrofotometer UV VIS No Standard Panjang Gelombang (nm) Hasil (nm) Koreksi (nm) 1 360,0 360,5 0,5 2 418,2 419,0 0,8 3 445,2 446,3 1,1 4 453,0 452,8 0,2 5 459,4 460,7 1,3 6 536,2 536,1 0,1 7 637,2 637,6 0,4 Ketidakpastian ± 0,6 nm, dinyatakan pada tingkat kepercayaan 95 % dengan faktor cakupan k = 2 Tabel 7. Data Absorbansi dengan standard Holmium pada Spektrofotometer UV VIS No Standard Absorbansi (A) Hasil (A) Koreksi (A) 1 0,250 0,1984 0,0516 2 0,561 0,5126 0,0484 3 1,076 1,0191 0,0569 4 1,509 1,4563 0,0527 5 2,119 2,0643 0,0547 6 2,745 2,7264 0,0186 Ketidakpastian ± 0,0051 A, dinyatakan pada tingkat kepercayaan 95 % dengan faktor cakupan k = 2 Berdasarkan spektra holmium pada alat Spektrofotometer, ternyata puncak spectra terletak pada panjang gelombang yang masih sesuai dengan syarat acuan. Jadi spektrofotometer masih layak digunakan dan memenuhi jaminan mutu untuk penentuan Si dalam ATR. Reaksi pembentukan kompleks silikomolibdenum [10]. (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 6 (NH 4 ) + + [Mo 7 O 24 ] 6 791
[Mo 7 O 24 ] 6 MoO 3 + 3 [MoO 4 ] 2 [SiO 4 ] 4 + 12 [MoO 4 ] 2 + 28 H + H 4 [Si(Mo 3 O 10 ) 4 ] asam silikomolibdenum H 4 [Si(Mo 3 O 10 )] 4 4 H + + [Si(Mo 3 O 10 ) 4 ] 4 4 (NH 4 ) + + [Si(Mo 3 O 10 ) 4 ] 4 (NH 4 ) 4 [Si(Mo 3 O 10 ) 4 ] garam ammonium silikomolibdenum Tabel 8. Data optimasi waktu kestabilan kompleks (t) silikomolibddenum No t Absorbansi, λ 813 nm Rerata Absorbasi (menit) A1 A2 A3 1 2 0,2872 0,2664 0,2667 0,2734 2 5 0,2916 0,2717 0,2686 0,2773 3 10 0,2925 0,2724 0,2695 0,2781 4 15 0,2928 0,2727 0,2703 0,2786 5 20 0,2931 0,2732 0,2708 0,2790 6 25 0,2934 0,2733 0,2709 0,2792 7 30 0,2939 0,2735 0,2710 0,2795 8 35 0,2941 0,2738 0,2711 0,2797 Berdasarkan data pada tabel 8, kestabilan kompleks silikomolibdenum biru serapan kompleksnya stabil setelah 20 35 menit, kecepatan pembentukan kompleks silikomolibdenum dipengaruhi oleh kekuatan reduktornya (asam askorbat) yang mereduksi dari kuning menjadi biru.untuk penelitian selanjutnya diambil 25 menit setelah penamabahan kompleksan. pada waktu tersebut pembentukan kompleks antara silikat dengan molibdat sudah sempurna. Tabel 9. Absorbansi Kompleks silikomolibdenum pada berbagai konsentrasi reduktor, C 2 H 8 O 6. No [reduktor] Absorbansi, λ 813 nm Rerata (10 2 M) A1 A2 A3 Absorbasi 1 1,425 0,2647 0,2866 0,2765 0,2759 2 2,850 0,2880 0,3070 0,3042 0,2997 3 4,275 0,2799 0,3032 0,2958 0,2927 4 5,700 0,2852 0,3057 0,2942 0,2950 5 7,125 0,2823 0,2986 0,2993 0,2934 Dari data serapan kompleks pada tabel 9, terlihat bahwa dengan penambahan reduktor sebesar 2,850. 10 2 M serapan kompleksnya relatip paling tinggi. Jadi agar diperoleh kepekaan yang cukup tinggi konsentrasi reduktor yang ditambahkan sebesar 2,850. 10 2 M, karena reaksi reduksi senyawa kompleks silikomolibdenum kuning menjadi silikomolibdenum biru mendekati sempurna. 792
Tabel 10. Absorbansi Kompleks Silikomolibdenum pada berbagai konsentrasi kompleksan, [Mo 7 O 24 ] 6 No [kompleksan] Absorbansi, λ 813 nm Rerata (M) A1 A2 A3 Absorbasi 1 0,06 0,2910 0,2903 0,2877 0,2898 2 0,07 0,2845 0,2849 0,2842 0,2845 3 0,08 0,2879 0,2864 0,2889 0,2877 4 0,09 0,3076 0,3090 0,2954 0,3040 5 0,10 0,2802 0,2822 0,2842 0,2822 Berdasarkan data serapan kompleks pada tabel 10, terlihat bahwa dengan penambahan kompleksan [Mo 7 O 24 ] 6 sebesar 0,09 M pada Si 0,3 ppm, serapan kompleksnya relatip paling tinggi. Jadi agar diperoleh kepekaan yang cukup tinggi kompleksan yang ditambahkan sebesar 0,09 M, pada reaksi tersebut ion hepta molibdat sebagai donor elektron dan atom Si sebagai aseptor elektron dan ikatan kompleksnya adalah ikatan kovalen koordinasi. Tabel 11. Data presisi,akurasi dan batas deteksi penentuan silikon No Parameter Konsentrasi sebenarnya Rerata Hasil Uji Presisi Akurasi Batas Deteksi (ppb) 1 Si 0,300 0,295 ± 0,008 2,85 98,457 2,2 Tabel 12. Kandungan unsur Si dalam air tangki reaktor Kartini dengan metode Spektrofotometri UV VIS No Parameter Rerata Hasil Uji 1 Si 0,2801 ± 0,0078 793
KESIMPULAN 1. Hasil kalibrasi F AAS diperoleh kepekaan 0,02 ppm, presisi 0,6 % dan rentang konsentrasi terpakai 0,1 2 ppm. 2. Hasil kalibrasi UV VIS dengan larutan standard holmium diperoleh 7 panjang gelombang dengan 7 puncak absorbansi yang mendekati acuan. 3. Hasil validasi metode F AAS untuk penentuan Ca, Cr, Fe, Mn, Na, Si diperoleh ketelitian 93,07 99,13 %, presisi 0,30 1,05 % dan batas deteksi Ca : 0,5 ppm, Cr : 0,03 ppm, Fe : 0,04 ppm, Mn : 0,02 ppm, Na : 4,59 ppm dan Si : 6,51 ppm. 4. Hasil validasi metode UV VIS untuk penentuan Si diperoleh ketelitian 98,457 %, presisi 2,853 % dan batas deteksi : 2,2 ppb. 5. Metode F AAS memenuhi jaminan mutu untuk penentuan Ca, Cr, Fe, Mn dalam air tangki reaktor, sedangkan untuk penentuan Na dan Si tidak memenuhi jaminan mutu. 6. Metode UV VIS memenuhi jaminan mutu untuk penentuan Si dalam air tangki reaktor. 7. Kandungan unsur unsur dalam air tangki reaktor Ca : 0,5 ± 0,10 ppm, Cr : < 0,03 ppm, Fe : 0,83 ± 0,03 ppm, Mn : < 0,02 ppm, Na : < 4,59 ppm dan Si 0,2801 ± 0,0078 ppm. UCAPAN TERIMA KASIH Dengan tersusunnya makalah ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Staf Kalibrator B4T Bandung yang telah melakukan kalibrasi alat, sdr Drs. Supriyanto dan Ida Rahmawati yang telah membantu penelitian ini sampai selesai. 794
DAFTAR PUSTAKA 1. BASUKI K.T., SARDJONO, SUCIPTO, SUPRIYANTO DAN SUKARMAN, A, Kimia Air Reaktor Kartini di Yogyakarta, Seminar Kimia Air PPTKN Serpong, Jakarta 21 April 2003. 2. ISO/IEC 17025 2005, Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratoriuum Kalibrasi. 3. ASTM E 663 86 (Reapproved 1991), Standard Practice For Flame Atomic Absorption Analysis, 1991. 4. ASTM E 1812 96, Optimation of Flame Atomic Absorption Spectrometric Equipment, 1996. 5. ASTM E 1024 and E 1330, 1992 6. ASTM E 663 86 (Reapproved 1991) Standard Practice For Flame Atomic Absorption Analysis, 1991. 7. SHIMADZU, Instruction Manual UV 1601 PC, Users System Guide, Shimadzu Corporation, Analytical Instrumen Division, Kyoto, 1998. 8. ASTM E 925 1983. 9. FANNING, K.A. AND PILSON, M.E.Q., On The Spektrophotometric Determination of Dissolved Silica in Natural Waters, Analytical Chemistry, Vol 45, No. 1, pp 136 140, 1973. 10. SVEHLA,G., Vogel s Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analyisis, 5 th Edition, Longman Group Ltd, London. 1982. 795
796