Transcript presentasi kal tika ida

The future of Intelligent
spectrometer in speciation by
Atomic Emission Spectrometry
OLEH
MUSTIKANA
NURHAIDA
Pendahuluan
 Analisis kimia meliputi
kuantitatif dan spesiasi.
analisis
kualitatif,
 Dalam menganalisis suatu sampel setiap analis
menginginkan alat yang memiliki karakter :
a) Dapat mengukur semua jenis sampel
b) Bebas dari segala jenis efek matriks
c) kepastian yang absolut
d) Teknik harus ekonomis, cepat, handal, mudah
dioperasikan, dan membutuhkan sampel yang
sedikit dan tidak mengalami kerusakan.
Atomic Emission Spectroscopy
(AES)
Prinsip:
analisis atom dari suatu unsur berdasarkan
spektrum emisi yang pancarkan ketika elektron
dalam keadaan tereksitasi kembali ke keadaan
dasar
Skema dasar alat AES
Skema kerja AES
Macam-macam AES
Berdasarkan excitation source
(sumber eksitasi atau atomisasi)
1. Flame
2. Arc and spark
3. Plasma
Flame
Flame merupakan sumber eksitasi atau atomisasi yang
pertama kali digunakan. Suhu yang dihasilkannya rendah
(sekitar 1800-3000 oC) tergantung jenis bahan bakar dan
oksidant yang digunakan.
kelebihan menggunakan flame :
1. murah
2. simpel
3. nyalanya stabil
Biasa digunakan untuk
Analisis logam Alkali.
Nyala yang biasa dipakai
FUEL
OKSIDANT
TEMPERATUR
H2
Air
2000 - 2100 oC
C2H2
Air
2100 - 2400 oC
H2
O2
2600 – 2700 oC
C2H2
N2O
2600 – 2800 oC
Ark and Spark
Biasa digunakan untuk analisis padatan dan analisa
rutin. Sampel yang digunakan mengandung banyak
unsur.
sumber eksitasi /atomisasinya berasal dari arus listrik
yang mengalir diantara dua elektroda Grafit.
Plasma
1. Inductivly coupled
plasma
2.Direct Current (DC) Plasma
Selain itu, plasma juga bisa dlm bentuk
3. Microwave induced plasma (MIP)
4. Alternating Current Plasma (ACP)
5. Capacity current plasma (CCP)
Jenis-jenis detektor dalam AES
Ada 3(tiga) tipe dasar dari sistem detector :
1. Photomultiplier tubes (PMT)
2. Photo diode Arrays (PDA)
3. Charge transfer detector
Charge coupled devises (CCD)
multichannel
Charge injection devices (CID)
array
detector





Teknik spektroskopi plasma →ideal sebagai alat
analisa → kandungan unsur dan kuantitasnya tetapi
tidak memberi informasi tentang spesiasi
Kromatografi → pemisahan spesiasi kimia dalam
waktu yang cepat, tetapi skema deteksinya
memberikan informasi yang terbatas.
analisa spesiasi → menggabungkan teknik
kromatografi dengan detektor yang spesifik.
Mis : GC-ICP-MS, HPLC-ICP-AES
kromatografi gas-ICP utk penentuan selektif unsur
dari sebagian besar logam, H, C, dan nonlogam
tertentu, tetapi tidak mampu mengamati transisi
resonansi dari unsur N, O, Cl, Br, S.
Modifikasi alat dalam analisa spesiasi
kromatografi gasICP utk penentuan
selektif unsur dari
sebagian besar
logam, H, C, dan
nonlogam tertentu,
tetapi tidak mampu
mengamati transisi
resonansi dari
unsur N, O, Cl, Br,
S.
Gambar 4.2
Menggambarkan
output yang
simultan dari
setiap detector
pada masingmasing panjang
gelombang dari
runutan C, H, Si
dari separasi
sampel
kromatografi yang
sama
 Modifikasi pada UV
vakum dgn mengganti
monokromator dengan
polikromator dan
memasang ICP torch yang
dapat dilepas dengan
lengan yg dpt dibersihkan
dgn He/Ar, sebuah lensa
MgF2, yang menstransfer
sinar tampak- UV dan
sinar UV vakum masuk ke
polikromator/monokrom
ator.
 Alat ini digunakan untuk
penentuan C, Br, N, Cl, O
 Alat yang lain
menggunakan ICP sebagai
detector selektif untuk
kromatografi cair
 Pada sistem ini,
dikembangkan nebulizer
yang yang bisa menangani
larutan matrik yang sulit
termasuk larutan yg
mengandung bahan
tersuspensi yg banyak dan
larutan garam jenuh serta
stabil dlm jangka waktu
lama dlm larutan garam
sedang, seperti lar buffer.
 Matrik yg sulit, mis :
minyak motor, susu kental,
darah, urine, jus jeruk,
saus tomat, cairan
hidrolitik, sirup nanas,
garam dan lemak dan
larutan lemak jenuh
Problem
 satu unsur → memiliki garis emisi lebih dari satu →
konvensional scan instrumen hanya mampu mengukur beberapa
kombinasi garis emisi, sehingga tidak cocok untuk separasi
kromatografi (membutuhkan suatu scan reader untuk lebih dari
satu unsur).
 Alternatifnya →Direct reader (photomultiflier) →
serangkaian celah, photomulthiplier detector dan readout
amplifier yang dapat memonitor sinyal emisi secara simultan
pada beberapa panjang gelombang yang berbeda,
 Namun, kenyataannya ini tidak praktis → membutuhkan lebih
dari satu tabung photomultifplier untuk satu unsur, sehingga
pengamatan terbatas hanya satu panjang gelombang untuk satu
unsur
Solusi yang dikembangkan
 Perkembangannya direct reader diganti dengan tipe
elektonik read out, dimana read out ini dapat
mengukur fluks photon pada seluruh panjang
gelombang secara simultan → multy
array detector.
channel
Multichannel array detector
 Pembacaan langsung mulai ditinggalkan dan digantikan dengan
beberapa pembaca elektronik yg dpt mengukur fluks foton di
semua pjng gel. Scr bersamaan dgn menggunakan berbagai
perangkat kamera, seperti vidicons, intensip vidicons target,
plumbicons, orticons, dissector gambar, dioda array, dll
 multichannel array detektor Merupakan detector yang
monokromatornya dimodifikasi menjadi polikromator dan
photomultiplatyer tubesnya bisa membaca semua pajang
gelombang dan dapat menentukan aliran foton pada panjang
gelombang yang simultan.
Yg termasuk multichannel array detector adalah :
Charge transfer detector, terbagi 2:
 Charge coupled devises (CCD)
 Charge injection devices (CID)
Con’t
MCD menutupi kelemahan dari photomultiflier tubedetector
dan photodiode detector :
a) Range dinamik yang pendek
pd spektroskopi atom, konsentrasi yg umum 4-6 magnitud.
Selain itu emisi analitnya bisa lebih besar krn efek matrik atau
plasmanya.
b) Range spekta yg tdk memadai
biasanya 185- 600 nm, idealnya 125 nm – 1 pm
c) Reproduksifitas yg rendah antara detector unsur
d) Rendah rasio sinyal per noise
e) Tdk mampu mengintegrasikan fluks foton
f) Tdk mampu scr acak mengakses detektor unsur
g) Biaya yg tinggi utk detektor unsur
h) rendah reliabititasnya
i) Pembacaan unsur yang tumpang tindih
Charge transfer detektor
 Alat ini solid state, multichannel, detektor foton





terintegrasi dgn pembacaan transfer antar/intra
muatan
Memberikan efisiensi kuantum yg sgt tinggi dengan
range panjang gelombang yg lebih besar hingga 50 %,
bahkan beberapa alat iyg telah dimodifikasi bisa
memberi effesiensi 90%.
Jumlah dark count yg sangat rendah
Pembacaan noise yg rendah
Derajat durabilitas yg tinggi
Tersedia dlm berbagai format
Charge Couple Devise (CCD)
Skema CCD detector
Kelemahan CCD
 Dapat terjadi blooming yang timbul pada saat aliran
foton yang tinggi jatuh pada permuakaan CCD yang
sempit sehingga menghasilkan penumpukkan muatan
yg banyak pada area detektor sehingga panjang
gelombang yang dibaca tidak maksimal/ada panjang
gelombang foton yang tidak terbaca.
Skema CID detector
CID Komersial