(Atomic Absorption Spectroscopy (AAS))
Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) adalah suatu
alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan
metalloid yang pengukurannya berdasarkan penyerapan cahaya dengan panjang
gelombang tertentu oleh atom logam dalam keadaan bebas (Skoog, 2000).
Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini
mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode spektroskopi emisi
konvensional. Memang selain dengan metode serapan atom, unsur-unsur dengan
energi eksitasi rendah dapat juga dianalisis dengan fotometri nyala, akan
tetapi fotometri nyala tidak cocok untuk unsur-unsur dengan energi
eksitasi tinggi. Fotometri nyala memiliki range ukur optimum pada panjang
gelombang 400-800 nm, sedangkan AAS memiliki range ukur optimum pada panjang gelombang
200-300 nm (Skoog, 2000).
Metode
AAS berprinsip
pada absorbsi cahaya oleh atom, atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang
gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Dengan
absorpsi energi, berarti memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada
keadaan dasar dinaikan tingkat energinya ke tingkat
eksitasi. Keberhasilan analisis ini tergantung pada proses eksitasi dan
memperoleh garis resonansi yang tepat.
Hukum
absorpsi sinar (Lambert-Beer) yang berlaku pada spektrofotometer absorpsi sinar
ultraviolet (UV), sinar tampak maupun infra merah, juga berlaku pada AAS. Perbedaan analisis AAS
dengan spektrofotometri molekul adalah peralatan dan bentuk spectrum
absorpsinya. Setiap alat AAS terdiri atas tiga komponen yaitu:
-
Unit atomisasi (atomisasi dengan nyala dan
tanpa nyala)
-
Sumber radiasi
-
Sistem pengukur fotometri
(detektor)
Gambar Rangkaian Alat Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)
Unit Atomisasi
Unit Atomisasi merupakan
bagian yang penting karena pada tempat ini senyawa akan dianalisa. Pada sistem
pengatoman, unsur-unsur yang akan dianalisa diubah bentuknya dari bentuk ion
menjadi bentuk atom bebas. Ada beberapa jenis atomisasi
yang lazim digunakan pada setiap alat AAS, antara lain:
·
Atomisasi
dengan nyala api
·
Atomisasi
dengan tungku grafit
·
Atomisasi
dengan pembentukan hidrida
·
Atomisasi
dengan uap dingin
·
Atomisasi
sampel padat
Sumber radiasi
Sumber radiasi
merupakan sistem
emisi yang diperlukan untuk menghasilkan sinar yang energinya akan diserap oleh
atom bebas. Sumber radiasi haruslah bersifat sumber yang kontinyu. Seperangkat
sumber yang dapat memberikan garis emisi yang tajam dari suatu unsur yang
spesifik tertentu dengan menggunakan lampu pijar Hollow cathode. Lampu ini
memiliki 2 elektroda, satu diantaranya berbentuk silindris dan terbuat dari
unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisa.
Detektor
Detektor pada AAS berfungsi untuk mengukur intensitas radiasi yang diteruskan dan
telah diubah menjadi energy listrik oleh fotomultiplier. Hasil pengukuran detektor
dilakukan penguatan dan dicatat oleh alat pencatat yang berupa printer dan
pengamat angka.
Apabila
cahaya dengan panjang gelombang tertentu dilewatkan pada suatu sel yang
mengandung atom-atom bebas yang bersangkutan maka sebagian cahaya tersebut akan
diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom
bebas logam yang berada pada sel. Hubungan antara absorbansi dengan konsentrasi
diturunkan dari:
v Hukum
Lambert: bila suatu
sumber sinar monkromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang
diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorbsi.
v Hukum
Beer: Intensitas sinar yang diteruskan
berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang
menyerap sinar tersebut.
Dari kedua
hukum tersebut diperoleh suatu persamaan Lambert Beer:
I =Io exp -∈ b c ………… (1a) atau A = log
= ∈ b c………… (1b)
Dimana: Io =
intensitas sumber sinar
I = intensitas sinar yang diteruskan
∈ = absortivitas molar
b = panjang medium
c = konsentrasi atom-atom yang menyerap sinar
A = absorbansi (serapan)
Dari persamaan
di atas, dapat disimpulkan bahwa absorbansi cahaya berbanding lurus dengan
konsentrasi atom (Day & Underwood, 1986).
Metode Analisis Standar adisi
Metode analisis standar adisi dipakai secara luas karena mampu meminimalkan kesalahan yang
disebabkan oleh perbedaan kondisi lingkungan (matriks) sampel dan standar.
Dalam metode ini dua atau lebih sejumlah volume tertentu dari sampel
dipindahkan ke dalam labu takar. Satu larutan diencerkan sampai volume tertentu
kemudiaan larutan yang lain sebelum diukur absorbansinya ditambah terlebih
dahulu dengan sejumlah larutan standar tertentu dan diencerkan seperti pada
larutan yang pertama. Menurut hukum Lambert Beer
akan berlaku hal-hal berikut:
A1 = ∈ b cx (Vx/Vt)
……………(2a) dan
A2 = ∈ b cx (Vx/Vt)
+ ∈ b cs (Vs/Vt)
……………(2b)
Dimana:
A1 = Absorbansi sampel (tanpa penambahan standar)A2 =
Absorbansi sampel + standarCx =
Konsentrasi
sampelCs = Konsentrasi larutan standar yang ditambahkan ke larutan sampelVx =
Volume sampelVs = Volume larutan standar yang ditambahkan ke
larutan sampelVt = Volume total (sampel + standar)
Jika persamaan (2a) dan (2b) digabung maka akan diperoleh:
Cx = A1 cs Vs / ( A2 Vt - A1 Vx)
Keuntungan dan
kelemahan AAS
Keuntungan
metode AAS dibandingkan dengan spektrofotometer biasa yaitu spesifik, batas
deteksi yang rendah dari larutan yang sama bisa mengukur unsur-unsur yang
berlainan, pengukurannya langsung terhadap contoh, output dapat langsung
dibaca, cukup ekonomis, dapat
diaplikasikan pada banyak jenis unsur, batas kadar penentuan luas (dari ppm
sampai %).
Sedangkan
kelemahannya yaitu pengaruh kimia dimana AAS tidak mampu menguraikan zat
menjadi atom misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca, pengaruh ionisasi yaitu bila
atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga menimbulkan emisi pada
panjang gelombang yang sama, serta pengaruh matriks misalnya pelarut.
