ISSN 0216 - 3128
246
Supriyanto C, Samin
UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION --SPECTROMETR Y (F-AAS) PASCA AKREDIT ASI Supriyanto C., Samin Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
ABSTRAK UNJUK KERJA METODE FLAME ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY (F-AAS) PASCA AKREDITASI. Telah dilakukan pengujian unjuk kerja metode nyala spektrometri serapan atom pada program uji profisiensi yang diselenggarakan oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN). Program uji profisiensi dilakukan dengan menentukan kadar unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn pada contoh uji yang berasal dari KAN dengan kode KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B. Kalibrasi alat uji AAS dilakukan menggunakan larutan standar Cu 2 ppm, dengan hasil kepekaan dan presisi 0,019 ppm dan 0,320 %, masing-masing lebih rendah dari syarat acuan ASTM 0,040 ppm dan I %. Validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang (uji rekaveri), dengan hasil % rekaveri masing-masing unsur berkisar 100 %. Berdasar hasil kalibrasi dan validasi metode uji, menunjukan alat uji AAS dengan metode uji nyala masih layak sebagai alat uji. Berdasarkan evaluasi yang dilakukan KAN menunjukan perolehan kadar unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn dalam contoh uji KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B dengan metode nyala AAS pada kategori berhasil.
ABSTRACT PERFORMANCE OF ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETER (AAS) AFTER ACCREDITATION. The performance of flame atomic absorption spectrometry method on the proficiency test done by national accreditation Committee of Indonesia (KAN) has been tested. The program of proficiency test was implemented by determining Cr, Fe, Pb, and Mn content in KAN IX AL-A and KAN IX AL-B samples. The calibration of AAS instrument was done by using standard solution of Cu 2 ppm sensitivity and precision such as 0,019 ppm and 0,320 % respectively lesthan ASTM reference of 0,040 ppm and I %. The validation of method was done by recovery test with result % recovery of each element around of 100 %. Based on the results of calibration and validation showed that AAS instrument is still valid as an instrument test. Based on the evaluation of KAN showed that the content ofCr, Fe, Pb, and Mn in KAN IX AL-A and KAN IX AL-B samples are within the successful category.
PENDAHULUAN Akreditasi kegiatan pengakuan formal adalah berupa rangkaian pemberian, pemeliharaan, perpanjangan, dan pencabutan akreditasi lembaga sertifikasi atau laboratorium uji/ kalibrasi ,yang dilakukan oleh lembaga otorisasi independ en yang dalam hal ini adalah Komite Akreditasi Nasional (KAN). Untuk memperoleh pengakuan formal dari KAN, suatu laboratorium harus memenuhi beberapa persyaratan yang ada dalam persyaratan umum kompetensi laboratorium penguji/kalibrasi (I). Salah satu persyaratan yang harus dipenuhi oleh setiap laboratorium uji yang terakreditasi adalah laboratorium uji tersebut harus melakukan uji profisiensi/uji perbandingan. Uji profisiensi adalah serangkaian kegiatan pengujian untuk melakukan identifikasi unjuk kerja laboratorium melalui cara uji banding antar laboratorium. Uji profisiensi sangat diperlukan karena merupakan salah satu cara yang dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja dari instrumen pendukung dalam suatu laboratorium uji. Uji profisiensi dilakukan dengan cara membandingkan hasil uji suatu contoh uji yang
dilakukan dengan metode tertentu dalam laboratorium uji, kemudian data hasil uji yang diperoleh dibandingkan dengan metode lain dari berbagai laboratorium uji baik pemerintah maupun swasta di s~luruh Indonesia. Pelaksanaan program uji profisiensi dilakukan oleh semua laboratoprium uji yang terakreditasi, sedangkan evaluasi terhadap hasil uji dari masing-masing laboratorium uji dapat dilakukan oleh KAN, institusi pemerintah ataupun oleh laboratorium uji yang telah memperoleh akreditasi dari KAN(I,2). Hasil uji profisiensi akan berpengaruh pada status akreditasi dari laboratorium uji seperti perpanjangan atau pencabutan akreditasi. Kriteria keberhasilan uji profisiensi ditunjukkan dengan besaran Z-score yang diperoleh dari perhitungan hasil uji suatu laboratorium uji yang dibandingkan antar laboratorium (akurasi), dan besaran Z-score yang dibandingkan intra laboratorium (presisi), dengan urutan criteria memuaskan, diperingatkan, outlier, dan sangat menyimpang(2). Oemikian juga halnya dengan Laboratorium Kimia Analitik PTAPB yang wajib mengikuti uji
Prosiding PPI - PDIPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2007
247
ISSN 0216 - 3128
Supriyanto C, Samin
profisiensi, dilakukan menggunakan alat uji AAS dengan metode nyala. Contoh uji diperoleh dari KAN dalam bentuk contoh uji air limbah yang diperkaya dengan logam Pb, Mn, Fe, Cr, dan anion nitrat (N03), NH4, dan diawetkan dalam suasana HCI (pH < 2). Untuk memperoleh hasil uji profisiensi yang memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh KAN, diperlukan beberapa parameter antara lain validasi metode uji dan validasi alat uji. Validasi metode uji dilakukan menggunakan Standard Reference Materials (SRM) sebagai contoh uji, kemudian ditentukan kadar unsur yang ada dalam SRM tersebut. Metode uji dikatakan valid apabila kadar unsur hasil analisis berada dalam rentang kadar yang ada dalam sertifikat. Validasi metode uji dapat juga dilakukan dengan uiji pungut ulang atau uji rekaveri. Validasi alat uji dilakukan dengan melakukan kalibrasi, ditentukan harga kepekaan dan presisi, dibandingkan dengan persyaratan acuan, kemudian dilakukan verifikasi terhadap unsur yang akan di analisis. Dengan demikian tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kelayakan alat uji AAS, dan unjuk kerja metode nyala AAS berdasarkan evaluasi data hasil uji profisiensi yang dilakukan oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN).
TAT A KERJA Bahan dan ALat Pada penelitian ini bahan-bahan yang digunakan meliputi bahan standar Spektrosol Pb, Mn, Fe, dan Cr masing-masing konsentrasi 1000 ppm buatan SOH, asam nitrat 1 N, akuabides buatan lab Kimia Analitik PTAPB. Sebagai bahan contoh uji terdiri dari 2 (dua) macam contoh uji yang diperoleh dari KAN, masing-masing volume 250 mL. Peralatan yang digunakan adalah seperangkat alat spektrometer serapan atom yang dilengkapi dengan GTA-96 dan PSC-56 buatan Varian, Techtron Ltd., Australia, pipet effendorf 10 - 100 JlL, 250 - 1000 JlL. Cara kerja Optimasi kondisi analisis unsur-unsur Fe, dan Cr
Pb, Mn,
Kondisi optimum analisis unsur-unsur Pb, Mn, Fe, dan Cr diperoleh dengan mengamati serapan yang maksimum pada panjang gelombang optimum masing-masing unsur pada setiap perubahan laju alir contoh uji, arus lampu, laju alir asetilen, laju alir udara, tinggi dan posisi pembakar. Larutan standar masing-masing unsur yang diamati adalah Pb, dan Mn masing-masing I ppm, konsentrasi Cr 5 ppm, dan konsentrasi Fe 2 ppm.
Prosiding Pustek Akselerator
Kepekaan alat uji SAA Penentuan kepekaan alat uji SAA dilakukan dengan membuat 1 buah larutan campuran yang terdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HN03 1 N, dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalam larutan 2 ppm, dan konsentrasi HN03 dalam larutan 0,1 N. Larutan tersebut diukur serapannya dengan 3 kali pengukuran pada kondisi analisis yang optimum, dihitung kepekaan yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan persyaratan yang ada. Presisi alat uji Penentuan presisi alat uji SAA dilakukan dengan membuat 1 buah larutan campuran yang terdiri dari larutan standar Cu 1000 ppm, HN03 1 N, dan akuatrides sedemikian rupa sehingga konsentrasi Cu dalam larutan 2 ppm, dan konsentrasi HN03 dalam larutan 0,1 N. Larutan tersebut diukur serapannya dengan 6 kali pengukuran pada kondisi analisis yang optimum, dihitung simpangan baku yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan persyaratan yang ada. Penentuan rentang konsentrasi terpakai (RKT) Penentuan RKT dilakukan dengan membuat satu deret larutan standar Pb, Mn, Fe, dan Cr dengan kisaran konsentrasi Cr, Fe dan Pb masing-masing 0,02; 0,2; 0,5; 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15 dan 20 ppm. Kisaran konsentrasi Mn 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; 1,0; 2, 5 ppm. Masing-masing deret larutan standar diukur serapannya pada kondisi optimum dari masing-masing unsur. Rentang konsentrasi terpakai masing-masing unsur diperoleh berdasarkan perhitungan % RCE (relative concentration
equivalent).
Validasi Metode Validasi metode uji unsur Pb dilakukan menggunakan uji pungut ulang atau uji rekaveri yaitu dengan menambahkan konsentrasi tertentu larutan contoh uji ke dalam larutan standar Pb konsentrasi 1,0 ppm. Diukur serapannya pada kondisi optimum analisis unsur Pb, diperoleh konsentrasi unsur Pb dalam contoh uji. Konsentrasi Pb yang diperoleh dibandingkan dengan konsentrasi Pb dalam contoh uji yang sesungguhnya. Validasi metode uji unsure Cr, Fe dan Mn dilakukan dengan cara kerja yang sarna pada unsur Pb, dengan konsentrasi larutan standar Cr : 1,5 ppm, Fe : 1,5 ppm, dan Mn : 0,6 ppm. Aplikasi metode analisis. Aplikasi metode nyala pada analisis logamlogam berat Pb, Mn, Fe, dan Cr dalam contoh uji air
PPI - PDIPTN 2007 dan Proses Sahan - SATAN
Yogyakarta,
10 Juli 2007
ISSN 0216 - 3128
248
Iimbah yang berasal dari KAN, dilakukan dengan teknik kalibrasi standar yaitu dengan mengukur serapan Pb, Mn, Fe, dan Cr dari contoh uji pada kondisi optimum masing-masing unsur. Kadar Pb, Mn, Fe, dan Cr diperoleh dengan .cara mengintrapolasi serapan yang diperoleh dalam kurva standar masing-masing unsur.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pada uji profisiensi (KAN IX/2006) setiap laboratorium peserta memperoleh 2 (dua) buah contoh uji (KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B), masing-masing volume 250 mL, ditentukan kadar
No
Tabell. Kondisi optimum Fe C r 55 5279,5 14 13 Mn Pb Parameter 10 14 15 248,3 217,0 Lebar 13,5 2,47 0,2 celah, 2,45 13,5 1,70 1,0 nm 13,5 4pembakar, 4,5 ,5contoh, Arus alir lampu, mAI/menit Panjang gelombang, nm 357,9 Laju 0,2 udara, asetilen, lImenit 2,70 0,2 4,5 4,5 Tinggi mm ml/menit
Kondisi optimum analisis yang diperoleh seperti disajikan pada Tabel 1 selanjutnya digunakan untuk analisis berikutnya. Parameter yang lain adalah kelayakan alat uji dan validasi metode uji. Kelayakan alat uji yang digunakan ditunjukkan dengan tampilan data yang dihasilkan berupa kepekaan, presisi dan rentang konsentrasi terpakai (RKT) masing-masing unsur yang akan ditentukan, sedangkan validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang atau uji rekaveri. Alat uji baku re]atif), % Syarat acuan, % yang digunakan adalah2. layak apabila kepekaan Syarat acuan, ppm dan 1. presisi yang dihasilkan memenuhi persyaratan, demikian juga metode uji yang digunakan dikatakan valid apabila data hasi] uji rekaveri memenuhi persyaratan. Pada Tabe] 2 disajikan data kepekaan dan presisi alat uji SSA dengan metode nyala. Harga kepekaan dan presisi alat uji diperoleh dengan mengukur serapan larutan standar Cu konsentrasi 2 ppm pada kondisi optimum analisis unsur Cu. Berdasarkan data serapan yang dipero]eh, kemudian dihitung kepekaan alat uji (S) dengan formula S = 0,0044 (C1 I Ad, C] dan AJ masing-masing adalah konsentrasi dan serapan ]arutan standar Cu yang dipilih. Presisi a]at uji (s) dihitung berdasarkan simpangan baku yang diperoleh pada pengukuran ]arutan standar Cu 2 ppm, dengan formula: s = (A-
Supriyanto C, Samin
unsur Pb, Mn, Fe, dan Cr dengan metode nyala serapan atom. Untuk memperoleh tampilan data hasil uji yang memenuhi persyaratan secara akreditasi seperti validitas hasil uji dan ketertelusuran hasil uji, beberapa parameter penelitian perlu diperhatikan, antara lain kondisi optimum analisis. Kondisi optimum analisis diperoleh dengan mengamati serapan yang optimum pada panjang gelombang maksimum masing-masing unsur Pb, Mn, Fe, dan Cr pada setiap perubahan arus lampu, lebar celah, laju alir contoh uji, laju alir asetilen, laju alir udara, dan tinggi pembakar, seperti disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut : unsur-unsur
Cr, Fe, Pb, Mn
B) x 0,40 dengan A = nilai serapan tertinggi dan B = nilai serapan terendah dari 6 nilai serapan yang dipero]eh. Berdasarkan pada Tabel 2, kepekaan alat uji AAS diperoleh 0,019 ppm, dan presisi 0,32 % harga kepekaan dan presisi yang diperoleh masingmasing masih berada dibawah batas maksimum yang diijinkan 0,04 ppm, dan 1 %(3). Tabel 2. Data kepekaan dan presis alat uji SAA. Parameter 0,040 0,32 0,0]9 Kepekaan, presisi (simpangan ppm. Cu 5 ppm 1,0 No
Pada Gambar ], dan Gambar 2 disajikan data hubungan antara konsentrasi unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn dengan % relative concentration equivalent (RCE). Data % RCE diperoleh dengan cara mengukur serapan dari satu deret larutan standar Cr, Fe dan Pb masing-masing dengan konsentrasi 0,02; 0,2; 0,5; 1, 2, 4, 6, 8, ]0, 12, 15 dan 20 ppm. Unsur Mn dengan konsentrasi 0,005; 0,01; 0,02;
Prosiding PPI - PDIPTN 2007 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2007
C,
Supriyanto
ISSN 0216 - 3128
Sam in
0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 0,75; 1,0; 2, 5 ppm. Oari data serapan yang diperoleh, kemudian dihitung harga %RCE menggunakan formula(4):
5 4
% R
%RCE = (C2 - CI) x (SA) xlOO (A2 - AI)
249
C
(C2)
C] = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebih rendah (A I adalah serapannya ) C2 = konsentrasi larutan standar terdekat yang lebih tinggi (A2 adalah serapannya ) SA = simpangan baku untuk A2
~
0.2 0.4 0.6 0.8
1
1.2 1.4 1.6 1.8
2
2.2 2.4
Konsentrasi Zn (ppm) 16.00
Gambar
14.00
2. Hubungan antara dengan % RCE.
konsentrasi
Mn
12.00
Berdasarkan perhitungan % RCE yang diperoleh dapat ditentukan rentang konsentrasi terpakai unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn yaitu berdasarkan konsentrasi yang mempunyai harga % RCE < I %, seperti disajikan pada Tabel 3 sebagai berikut :
YtJ.oo RJ·OO
--
- ~
Q;.OO
,j-~
'#"
E 4.00
!...A \"
I
DJ.
2.00 0.00 o
2
4
6 8 10 12 14 16 18 20 22 Konsentrasi Fe. Pb danterpakai Cr konsentrasi (ppm)
4. 3. 2. 1. Gambar 1. Hubungan antara konsentrasi Fe, Pb dan Cr dengan % RCE
standar hasil adisi
No
Tabel 3. Data Iinieritas konsentrasi unsur-unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn Pb Unsur Fe 1,0 Batas Cr Mn deteksi 0,210,0 1,0 0,02 ,18 0,5 2,00,04 -- 15,0 ,03 Rentang (ppm) No
Tabel 4. Vji rekaveri unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn Rerata kons. Mn Unsur Cr Fe Pb Konsentrasi 99,0 0,60 01,59 ,594(!!g!g) 102,0 1,02 99,37 1,60 99,87 1,50 1,49 standar 1,00 % Rekaveri (!!g!g)
Validasi metode uji dilakukan dengan uji pungut ulang atau uji rekaveri pada setiap unsur yang akan dianalisis. Uji pungut ulang dilakukan dengan menambahkan konsentrasi tertentu larutan contoh uji ke dalam larutan standar setiap unsur yang akan dianalisis, perolehan konsentrasi standar hasil adisi contoh uji dibandingkan dengan konsentrasi standar yang ditambahkan, seperti disajikan pada Tabel 4. Berdasarkan persyaratan, uji rekaveri yang dilakukan pada unsur Cr, Fe, Pb, dan
Prosiding Pustek Akselerator
Mn menunjukan hasil rekaveri yang mendekati 100%. Aplikasi metode analisis pada contoh uji dilakukan dengan teknik kalibrasi standar yaitu dengan mengukur serapan unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn dalam contoh uji air limbah. Serapan masing-masing unsur yang diperoleh kemudian diintrapolasikan pada kurva kalibrasi masing-masing standar unsur, sehingga akan diperoleh konsentrasi unsur, seperti disajikan pada Tabel 5 sebagai berikut :
PPI - PDIPTN 2007 dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta,
10 Juli 2007
250
ISSN 0216 - 3128
Supriyanto C, Samin
Tabel5.
Data hasil analisis unsur unsur Cr, Fe, Pb, dan Mn dalam contoh uji air limbah. Pb Cr memuaskan memuaskan Unsur kadar Antarmemuaskan Intra Lab. Lab. 0,52 0,40 0,36 0,34 1,86 Hasil uji profisiensi (mgIL) Z-Score (presisi) Kode Rerata memuaskan
unsur (akurasi) Z-Score Contoh
Berdasarkan evaluasi yang dilakukan oleh KAN, laboratorium Kimia Analitik PTAPB dengan kode lab AL-39, menunjukan hasil kadar unsur Cr, Pb, Fe, dan Mn pada contoh uji KAN IX AL-A dan KAN IX AL-B dengan akurasi dan presisi pada kategori memuaskan.
2.
3.
ANONIM, Uji Profisiensi/Uji Banding Bagi Labaoratorium Lingkungan, Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal), Jakarta, (1999). AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, ASTM E 663-78, Philladelphia, ( 1979). SUMARDI, Validasi Metode Analisis, Pelatihan Asesor Laboratorium, Badan Standardisasi Nasional, Jakarta, (2001).
KESIMPULAN
4.
Spektrometer serapan atom dengan metode nyala masih layak digunakan sebagai alat uji berdasarkan harga akurasi berada di bawah batas acuan maksimum 0,04 mg/L, dana presisi lebih rendah dari 1 %.
TANYAJAWAB
Dalam 2 macam contoh uji dengan matriks air limbah yang diperoleh dari KAN terdeteksi unsur-unsur Fe, Cr, Pb dan Mn dengan kadar Fe tertinggi dan kadar Cr terendah. Berdasarkan evaluasi yang dilakukan oleh KAN menunjukan hasil uji unsur Fe, Cr, Pb dan Mn dalam 2 (dua) macam contoh uji mempunyai akurasi dan presisi yang memuaskan.
DAFTAR PUSTAKA 1.
ANONIM, Persyaratan Urnurn Kompetensi Laboratorium Penguji dan Laboratorium Kalibrasi, Badan Standardisasi Nasional (BSN), Jakarta, (2001).
Prosiding Pustek Akselerator
Pristi Hartati •
Mengapa kalibrasi yang dilakukan hanya dengan Cu 2 ppm, apakah ada unsur lain yang dapat digunakan ?
Supriyanto C. ~ Kalibrasi menggunakan larutan Cu 2 ppm karena unsur Cu mempunyai potensial ionisasi yang yang moderat artinya tidak terlalu tinggi dan juga tidak terlalu rendah, sehingga unsur Cu tidak mudah terionisasi di dalam nyala. Selain itu unsur Cu lebih stabil. Unsur lain dapatjuga digunakan untuk kalibrasi seperti Pb.
PPI - PDIPTN 2007 dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta,
10 Juli 2007
