Syntax Literate : Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN : 2548-1398 Vol. 4, No. 2 Februari 2019
PENENTUAN  KADAR  TEMBAGA  (II)  PADA  SAMPEL  MENGGUNAKAN SPEKTROSKOPI  SERAPAN  ATOM  (SSA)  PERKIN  ERLMER  ANALYST  100 METODE KURVA KALIBRASI

## Dian Farkhatus Solikha
Akademi Minyak dan Gas (AKAMIGAS) Balongan Email : farkatussolikhadian@gmail.com

## Abstrak
Pengujian  kadar  Cu  (II)  dapat  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  uji Spektroskopi Serapan Atom (SSA) metode kurva kalibrasi, pada penelitian kali ini digunakan  Spektroskopi  Serapan  Atom  (SSA)  Perkin  Erlmer  Analyst  100.  Sampel yang  digunakan  terdiri  atas  dua  sampel  yaitu  sampel  1  dan  sampel  2,  analisis dilakukan  duplo.  Sedangkan  Larutan  deret  standar  yang  digunakan  terdiri  atas enam  konsentrasi  dimana  masing-masing  konsentrasinya  adalah  5  ppm,  10  ppm, 15 ppm, 20 ppm, dan 25 ppm. Berdasarkan pengujian SSA didapatkan absorbansi pada 5 ppm sebesar 0,160 ; 10 ppm sebesar 0,334 ; 15 ppm sebesar 0,532 ; 20 ppm sebesar  0,589  ;  25  ppm  sebesar  0,712  ;  sampel  1  sebesar  0,543  dan  sampel  2 sebesar 0,549. Terdapat penyimpangan pada larutan standar 15 ppm dikarenakan penyimpangan  dalam  hal  syarat  konsentrasi  dan  penyimpangan  dalam  hal  syarat kimia. Kadar Cu (II) dalam sampel diperoleh sebesar 18,3 ppm  pada sampel 1dan pada sampel  2 sebesar 18,1 ppm, diperoleh menggunakan metode kurva kalibrasi.
Kata kunci : Tembaga (II), SSA, Kurva Kalibrasi, Larutan Standar, Sampel 1, Sampel 2

## Pendahuluan
.  Peristiwa  serapan  atom  pertama  kali  diamati  oleh  Fraunhofer,  ketika  menelaah garis-garis  hitam  pada  spektrum  matahari.  Pentingnya  garis-garis  ini  baru  dipahami pada  tahun  1859,  ketika  kirchhof  menerangkan  asal-usulnya  setelah  mengamati  gejala yang serupa di laboratorium. Sedangkan yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang  analisis  adalah  seorang  Australia  bernama  Alan  Walsh  pada  tahun  1955. Sebelumnya  ahli  kimia  banyak  tergantung  pada  cara-cara  spektrofotometrik  atau analisis  spektrografik.  Beberapa  cara  ini  sulit  dan  memakan  waktu,  kemudian digantikan dengan spektroskopi serapan atom. Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah.
Spektroskopi  Serapan  Atom  (SSA)  adalah  suatu  teknik  analisis  yang  digunakan untuk  menentukan  kadar  suatu logam  dalam  suatu  senyawa  dengan  mengatomisasinya terlebih dahulu. Atomisasi dapat dilakukan dengan nyala.
Metode  SSA  berprinsip  pada  absorpsi  cahaya  oleh  atom,  yang  berakibat  suatu atom pada keadaan dasarnya, dinaikkan ke tingkat energi eksitasi.
Gambar 1.1 Proses absorpsi cahaya oleh atom
Penjelasannya  adalah  sebagai  berikut atom-atom  menyerap  cahaya  pada  panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya, dengan absorpsi energi maka akan diperoleh  lebih  banyak  energi,  kemudian  suatu  atom  pada  keadaan  dasar  dinaikan tingkat  energinya  ketingkat  eksitasi. Logam  akan mengabsorbsi  energi  cahaya,  cahaya yang  diabsorpsi  spesifik  sekali  untuk  tiap  unsur,  yaitu  sesuai  dengan  energi  emisi dari unsur tersebut.
Setiap alat SSA terdiri atas komponen-komponen berikut :

## 1. Sumber radiasi
Fungsi  dari  sumber  sinar  adalah  memberikan  radiasi  sinar  pada  atom-atom netral  hingga  terjadi  absorpsi,  yang  diikuti  peristiwa  eksitasi  atom.  Sumber  sinar biasanya diperoleh dari lampu katoda berongga ( Hollow Cathode Lamp_HCl ) yang memberikan  energi  sinar  yang  khas  untuk  setiap  atom.  HCL  dapat  berupa  unsur tunggal atau kombinasi beberapa unsur (Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, dan Sn).
Gambar 1.2 Hollow Cathode Lamp_HCl

## 2. Unit atomisasi (Atomiser nyala)
Tujuan Atomisasi : untuk mendapatkan atom-atom netral Atomisasi dapat dilakukan dengan nyala api (paling banyak digunakan) atau tanpa nyala api. Tahap pembentukan atom dari larutan zat dapat dilakukan dengan 3 cara sebagai berikut :
a. Memakai nyala (pembakar)
Prosesnya  adalah  larutan  dikabutkan  terlebih  dahulu  sebelum dimasukkan  ke  pembakar  atau  burner.  Kemudian  udara  bertekanan (kompresor) sebagai oksidan ditiupkan ke dalam ruang pengkabut (nebulizer) sehingga akan mengisap larutan sampel dan membentuk aerosol. Kabut halus dari aerosol kemudian dicampur dengan bahan bakar diteruskan ke pembakar, sedangkan butir-butir yang besar akan mengalir ke luar melalui pembuangan (waste).
Pemakaian nyala (pembakar) mempunyai keuntungan dan kekurangan sebagai berikut :
 Keunggulan
- memberikan hasil-hasil yang bagus
- mudah cara kerjanya
 Kekurangan
- efisiensi pengatoman di dalam nyala rendah,  sehingga membatasi tingkat kepekaan analisis yang dapat dicapai
-   penggunaan gas yang banyak, bahaya ledakan
-   jumlah sampel yang diperlukan relatif banyak
b. Tanpa nyala (memakai tungku grafit)
Prosesnya  dimulai  dengan  memanaskan  tungku  grafit  dengan  listrik ( electrical  thermal ).  Suhu  dari  tungku  dapat  diprogram  sehingga  pemanasan larutan dilakukan secara bertahap:
* tahap pengeringan (desolvasi)
* tahap pengabuan (volatilisasi, dissosiasi)
* tahap pendinginan
* tahap atomisasi
Pemakaian  tungku  grafit  mempunyai  keuntungan  dan  kekurangan sebagai berikut :
 Keunggulan
- sensitivitas lebih baik. Limit deteksi  dapat mencapai 100-1000 kali lebih kecil dari sistem nyala api.
- sering  dapat  digunakan  untuk  analisa  renik  dengan  kadar  kurang dari 10 µg/L
- suhu  dapat  diatur,  sehingga  sampel  yang  dijadikan  atom  lebih banyak
- jumlah sampelnya sedikit (5µL)
- cara penyiapan sampel sederhana. Sampel yang mengandung asam- asam  pekat,  larutan  kental,  larutan  organik  serta  cairan  dengan kandungan zat padat cukup tinggi dapat langsung dianalisis
- kepekaan lebih baik dari cara nyala
 Kekurangan
- perlu keterampilan khusus untuk pengoperasiannya
- kemungkinan terbentuk senyawa karbida yang sulit diuraikan. Hal ini  sudah  mulai  dikurangi  dengan  cara  melapisi  dengan  grafit pirolisis
c. Tanpa panas (dengan penguapan)
Metode ini digunakan untuk menetapkan raksa (Hg), karena raksa pada suhu biasa mudah menguap dan berada dalam keadaan atom bebas.

## 3. Sistem Optik
Fungsi  sistem  optik  adalah  memfokuskan  sinar  dari  sumber  sinar, mengarahkannya  kepada  sampel  dan  kemudian  meneruskannya  ke  monokromator sampai ke detekor.

## 4. Monokromator
Fungsi  dari  monokromator  adalah  mengisolasi  sinar  yang  diperlukan  (salah satu  atau  lebih  garis-garis  resonansi  dengan  λ  tertentu)  dari  sinar  (spektrum)  yang dihasilkan oleh lampu katoda berongga, dan meniadakan λ yang lain Peralatan yang digunakannya adalah cermin, lensa, filter, prisma atau kisi difraksi Monokromator yang  digunakan  harus  mampu  memberikan  resolusi  yang  terbaik,  umumnya mempunyai resolusi 0,2 nm.

## 5. Detektor
Fungsi  dari  detektor  adalah  menentukan  intensitas  radiasi  foton  dari  garis resonansi  yang  keluar  dari  monokromator  dan  mengubahnya  menjadi  arus  listrik. Biasanya menggunakan tabung pengganda foton ( photo multiplier tube ). Syarat dari detektor adalah harus peka terhadap cahaya.
Tenaga  listrik  yang  dihasilkan  dari  detektor  diteruskan  ke  amplifier, kemudian ke sistem pembacaan, dimana skala yang dibaca dapat dalam satuan % T atau absorbansi

## 6. Amplifier
Berfungsi sebagai penguat sinyal listrik yang dihasilkan oleh detektor.(Underwood, 2002)  Proses  pengerjaan  menggunakan  Spektroskopi  Serapan  Atom  (SSA)  dapat dijelaskan sebagai berikut :

## Gambar 1.3 Alat spektrofotometri serapan atom (SSA)

## Metode Penelitian
Metode  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  metode  pengujian  sample menggunakan  alat  Alat  spektrofotometri  serapan  atom  (SSA)  dengan  metode  analisis kurva  kalibrasi  untuk  mengetahui  kandungan  tembaga (II).    Berikut  ini  adalah penjelasan dari pengujian yang dilakukan :
1. Alat  dan bahan
a. Alat
 Gelas Kimia 100 mL
 Batang Pengaduk
 Labu Takar 100 mL
 Labu Takar 50   mL
 Labu Takar 25   mL
 Pipet Ukur
 Corong
 Statif Corong
Cuplik an Sumber energi Atomisa si Panel Tomb
 Pipet Tetes
 Alat SSA Perkin Erlmer Analyst 10
b. Bahan
 Larutan HNO 3 1 M
 Aquades
 H 2 O 2 30 %
 Larutan Stock
 Larutan Uji
2. Prosedur Kerja
Berikut ini adalah prosedur pengujian yang dilakukan :
a. Pembuatan Larutan Blanko
Diambil 0,3125 ml HNO 3 dengan konsentrasi 16 M  ke dalam labu takar 10 ml lalu ditambahkan aquades sampai tanda batas dan dihomogenkan.
b. Pembuatan Larutan Kerja Tembaga (II)
Larutan kerja tembaga (II) dibuat dalam konsentrasi 5 ppm, 10 ppm, 15 ppm, 20 ppm, dan 25 ppm (untuk jumlah volum dapat dilihat di tabel D.1) dan diambil dari larutan stock. Larutan kerja tembaga (II) dalam masing-masing konsentrasi (kecuali  untuk  konsentrasi  5  ppm  dimasukan  ke  dalam  labu  takar  50  ml  ) dimasukan  ke  dalam  labu  takar  25  ml  lalu  ditandabataskan  menggunakan larutan blanko.
Tabel 2.1 Konsentrasi dan Volume Larutan Kerja Tembaga (II)
Konsentrasi (ppm) Volume (mL) 5 0,25 10 0,25 15 0,375 20 0,5 25 0,625
3. Preparasi Sampel
25 ml contoh uji diambil secara duplo dan dimasukan ke dalam labu takar 50 ml. kemudian ditepatkan pH contoh uji sampai 2 dengan cara menambahkan larutan HNO 3 1M    kemudian  tepatkan  volume  sampai  dengan  50  ml  dengan  cara menambahkan  aquades.  Jika  masih  ada  yang  tidak  larut  maka  disaring menggunakan kertas saring whatmann.

## Hasil dan Pembahasan
Pada  penelitian  yang  dilakukan  penentuan  konsentrasi    Cu  (II)  dalam  suatu sampel  menggunakan  instrumen  spektroskopi  serapan  atom  dengan  metode  analisis kurva  kalibrasi.  Metode  kurva  kalibrasi  digunakan    karena  dianggap  tidak  ada gangguan.
Larutan  deret  standar  yang  digunakan  terdiri  atas  enam  konsentrasi  dimana masing-masing  konsentrasinya  adalah  5  ppm,  10  ppm,  15  ppm,  20  ppm,  dan  25  ppm. Spada pembuatan larutan sampel dilakukan penambahan  asam nitrat (HNO 3 ) sehingga kondisi  pH=2  yang  bertujuan  agar  tidak  terjadi  hidrolisis  dan  logamnya  larut  (tidak mengendap),  viskositas  yang  tinggi,  tegangan  permukaan,  dan  tekanan  uap  pelarut meninggi sehingga proses analisis akan efisien.
Seiring dengan pemberian tegangan pada arus tertentu (22 mA) maka  logam pun mulai  memijar  dan  atom-atom  logam  katodanya  akan  teruapkan  (proses  atomisasi). Proses  atomisasi  sendiri  bertujuan  untuk  mendapatkan  atom-atom  netral.  Proses pembentukan atom Cu dari Cu(NO 3 ) 2 adalah sebagai berikut:
Cu(NO 3 ) 2 .H 2 O (aq)                        Cu(NO 3 ) 2 (l) + H 2 O (l)
Cu(NO 3 ) 2 (l)
CuO + 2NO
CuO                             Cu + O (atom-atom netral)
Kemudian  setelah  terjadi  proses  atomisasi  maka  atom  yang  tereksitasi  akan mengemisikan  radiasi  pada  panjang  gelombang  tertentu  (324,8  nm).  Berikut  akan dipaparkan pengaturan alat yang dilakukan :
Panjang gelombang : 324,8 nm Kuat arus : 22 Ma Lebar Split : 0,7 nm Fuel : Oksidan :  2 : 4 Lama Pembacaan : 0,7 detik Pengulangan Pembacaan : 3 kali
Larutan  standar  dan  sampel  yang  diaspirasikan  kedalam  nyala  api  akan mengalami reaksi yang urutannya sebagai berikut : desolvasi, volatilisasi, dan disosiasi. larutan garam → padatan bermuatan → gas  bermuatan → gas tidak bermuatan (atom- atom netral) Atau
M + X - (aq) → M + X - (s) → M + X - (g) → Mo(g) + Xo(g)
Bahan  bakar  yang  digunakan  pada  instrumen  spektroskopi  serapan  atom  ini adalah  asetilen  dan  udara  yang  menghasilkan  suhu  2300 0 C,  pemilihan  bahan  bakar  ini disesuaikan  dengan  logam  yang  akan  dianalisis.  Katoda  lamp  (hollow  katode)  yang digunakan adalah Cu, karena logam yang akan dideteksi adalah logam Cu. Katoda lamp ini merupakan sumber energi yang menghasilkan cahaya emisi. Cahaya emisi ini terjadi karena adanya perpindahan elektron ketika arus listrik dialirkan.
Setelah proses penganalisaan menggunakan instrumen spektroskopi serapan atom maka  didapatkan  data  absorbansi  dari  larutan  deret  standar  dan  sampel  duplo.  Data percobaan tersebut seperti yang tertulis pada tabel di bawah ini :
Tabel 3.1 Data percobaan Konsentrasi (ppm) Absorbansi 0 0,001 5 0,160 10 0,334 15 0,532 20 0,589 25 0,712 Sampel 1 0,543 Sampel 2 0,549
Bedasarkan  data  di  atas  dapat  ditentukan  konsentrasi  dari  tembaga  (II)  dengan cara memplotkan data absorbansi dan terhadap  konsentrasi sebagai berikut :

## \
Maka konsentrasi dari tembaga (III)  dalam larutan contoh uji Sampel 1 :                          y = 0,030 x 0,549 =  0,030 x x   =  18,3 ppm
y = 0,0303x R² = 0,9747 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 10 20 30 Series1 Linear (Series1) penyimpangan data
sampel 2 :                         y = 0,030 x 0,543 =  0,030 x x   =  18,1 ppm
Secara  teoritik  untuk  mendapatkan  kurva  kalibrasi  yang  lurus  perlu  diperhatikan absorbansi    pada  panjang  gelombang  tersebut  harus  memenuhi  rentang  0,2-0,8  agar memenuhi  hukum  lambert-beer.  Jika  ditinjau  dari  ketercapaian  rentang  tersebut  maka pada  percobaan  yang  dilakukan  secara  keseluruhan  data  yang  didapat  memenuhi rentang  tersebut  namun  secara  fakta  terdapat  penyimpangan  yang  ditunjukan  pada grafik  diatas  (yang  ditunjukan  oleh  tanda  panah  merah).  Hipotesis  yang  kami  ajukan mengenai  penyimpangan  tersebut  adalah  dikarenakan  adanya  penyimpangan  hukum lambert-beer yang terjadi akibat faktor selain pemenuhan rentang 0,2-0,8 tersebut, yaitu: 1. Penyimpangan dalam hal syarat konsentrasi
Hukum  lambert-beer  sangat  baik  untuk  larutan  encer  .  Pada  percobaan  yang telah  dilakukan  kemungkinan  penyimpangan  terjadi  karena  syarat  larutan  encer tersebut  tidak  tercapai.    Sehingga  jarak  rata-rata  diantara  zat-zat  pengabsobsi menjadi  kecil  sehingga  masing-masing  zat  mempengaruhi  distribusi  muatan tetangganya.  Interaksi  tersebut  akan  mengubah  kemampuan  untuk  mengabsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang telah ditentukan.
Kemungkinan  kedua  dari  penyimpangan  dalam  hal  syarat  konsentrasi  adalah mengenai  konsentrasi  zat  pengabsorbsi  yang  rendah  namun  konsentrasi  zat  non- pengabsorbsi  yang  tinggi,  terutama  elektrolit.  Interaksi  elektrostatis  ion-ion  yang berdekatan dengan zat pengabsorbsi akan mempengaruhi harga molar absortivitas.
2. Penyimpangan dalam hal syarat kimia
Zat  pengabsorbsi  harus  dalam  keadaan  tidak  terdisosiasi,  berasosiasi,  atau breaksi  dengan  pelarut  menghasilkan  suatu  produk  pengabsorbsi  spektrum  yang berbeda dari zat yang dianalisis.
Sedangkan  pada  percobaan  yang  dilakukan  dengan  menggunakan  spektrometri serapan atom dalam pengerjaanya dapat terjadi beberapa gangguan diantaranya :
 Pengendapan Unsur yang akan dianalisa yang disebabkan oleh hidrolisis ion-ion logam dalam air dan bereaksi dengan anion lain
 Jumlah cuplikan dan standar yang mencapai nyala tidak sama  yang disebabkan adanya  perbedaan  sifat-sifat  fisik  larutan  cuplikan  dan  larutan  standar.  Jika
larutan  cuplikan mempunyai  viskositas  atau  tegangan  permukaan  yang  berbeda nyata  dengan  standard,  maka  jumlah  larutan  yang  teraspirasi  kedalam  ruang pencampur akan berbeda.
 Dengan demikian jumlah yang sampai ke dalam nyala berbeda, sehingga jumlah atom yang terbentukpun akan berbeda, akibatnya absorbansi  yang terukur tidak akan menunjukkan korelasi antara standar dan cuplikan.
 Terjadinya  ionisasi  atom-atom  didalam  nyala  yang  akan  mengurangi  intensitas pancaran garis spektrum atom di dalam spektroskopi serapan.

## Kesimpulan
Berdasarkan  pada    percobaan  yang  telah  dilakukan  maka  dapat  disimpulkan sebagai berikut :
1. Konsentrasi tembaga (II)  pada sampel 1 = 18,3 ppm dan pada sampel 2 = 18,1 ppm
2. Terdapat  dua  penyimpangan  pada  pengujian  yang  dilakukan  yaitu  penyimpangan dalam hal syarat konsentrasi dan penyimpangan dalam hal syarat kimia.

## BIBLIOGRAFI
A.L.Underwood  and  R.A.  Day.2002. Analisis  Kimia  Kuantitatif .    Diterjemahkan oleh:
Hilarius Wibi H dan Lemeda Simarmata. Jakarta : Erlangga
Hendayana,Sumar.1994. Kimia Analtik Instrumen . Semarang : IKIP Semarang Press.
Tim  Kimia  Analitik  Instrumen.2009. Penuntun  Praktikum  Kimia  Analitik  Instrumen . Bandung : FPMIPA UPI.