Perhitungan Ketidakpastian Pembuatan Standar Kalibrasi

Tujuan

Standar kalibrasi dipersiapkan dari logam kemurnian tinggi (cadmium) dengan konsentrasi 1000 mg/L

Prosedur pengukuran

Permukaan logam kemurnian tinggi dibersihkan untuk menghilangkan beberapa kontaminasi oksida logam. Setelah itu logam ditimbang dan kemudian dilarutkan dengan asam nitrat dalam labu ukur.

Rumus

Rumus2

Identifikasi sumber ketidakpastian

Fishbone2

Kuantifikasi komponen-komponen ketidakpastian

Kuantifikasi Ketidakpastian2

Konsentrasi

Sumber : EURACHEM/CITAC Guide CG 4. Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement Third Edition.

Verifikasi dan Kalibrasi AAS

Pendahuluan

Analisis yang menggunakan AAS dikelompokkan kedalam metode analisis instrumental karena metode ini memerlukan sebuah instrument –> sebelum digunakan, kondisi instrument ini harus dioptimalkan terlebih dahulu.

Metode AAS termasuk dalam kategori metode komparatif –> skala absorbans dari AAS tersebut harus dikalibrasi dengan suatu deret standar yang diketahui konsentrasinya dengan akurat (atau menggunakan CRM – Certified Reference Materials).

Verifikasi AAS

1)   Penentuan kepekaan (sensitivitas)

  • Kepekaan adalah konsentrasi analit minimum yang memberikan %T = 1% atau nilai A = 0,0044

Formula   S = 0,0044 C1 / A1

Alat dikatakan memiliki kepekaan yang baik bila S < 1,25 x nilai S dari spesifikasi pabrik. Semakin besar nilai S maka alat semakin kuran sensitive.

  • Kepekaan adalah respon alat per-unit konsentrasi

Dapat dilihat dari slope kurva kalibrasi

Formula

S = a = (A1 – b)/C1 , bila persamaan kurva kalibrasi A1 = C1 + b

S = A1/C1 , bila kurva kalibrasi melewati titik nol

  • Pengukuran kepekaan AAS

–          Pilih larutan kalibrasi (konsentrasi analit = C1) dimana 0,2<A<0,4
–          Optimalkan kondisi AAS dengan larutan ini
–          Ukur absorban larutan kalibrasi, minimal 3 kali (gunakan larutan pembanding untuk set “zero”

setiap kali larutan kalibrasi akan diukur). Absorban rata-rata dinyatakan sebagai A1.
–          Tentukan kepekaan alat sesuai formula yang telah disebutkan.

2)   Presisi (repeatibilitas)

  • Pilih larutan kalibrasi (konsentrasi analit = C1) dimana 0,2<A<0,4
  • Ukur absorban larutan kalibrasi, minimal 6 kali (gunakan larutan pembanding untuk set “zero” setiap kali larutan kalibrasi akan diukur)
  • Absorban rata-rata dinyatakan sebagai A1.
  • Hitung nilai RSD
  • Alat dikatakan memiliki presisi yang baik bila RSD ≤ 1% dari A rata-rata. Semakin besar nilai RSD maka alat semakin kurang bagus presisinya.

3)   Batas daerah kerja (linieritas)

  • Buat deret larutan kalibrasi dari konsentrasi rendah hingga konsentrasi yang cukup tinggi (sebagai acuan dapat dilihat rentang konsentrasi yang tercantum pada manual alat).
  • Optimalkan kondisi AAS dengan salah satu larutan kalibrasi (konsentrasi analit = C1) dimana 0,2<A<0,4
  • Ukur absorban semua larutan kalibrasi, minimal 3 kali (gunakan larutan pembanding untuk set “zero” setiap kali larutan kalibrasi akan diukur)
  • Hitung absorban rata-rata untuk setiap larutan kalibrasi
  • Buat kurva kalibrasi, kemudian tentukan batas kurva yang linier dimana nilai koefisien korelasi (r) mendekati 1

4)   Batas/limit deteksi

  • Siapkan sebuah larutan blanko
  • Ukur absorban minimal 6 kali. Absorban rata-rata dinyatakan sebagai Ab.
  • Hitung nilai SD (dinyatakan/diubah menjadi dalam unit konsentrasi)
  • Hitung nilai IDL (Instrument Detection Limit). Formula IDL= Cb + 3 SD
  • Apabila SD tidak diperoleh karena Ab = 0,lakukan prosedur berikut :

–          siapkan sebuah blanko yang di”spiking” dengan konsentrasi minimum analit (konsentrasi analit

yang paling rendah, tetapi masih terukur absorban-nya)

–          Ukur absorban minimal 6 kali. Absorban rata-rata dinyatakan sebagai Ab.

–          Hitung nilai SD (dinyatakan/diubah menjadi dalam unit konsentrasi)

–          Hitung nilai IDL (Instrument Detection Limit).

Formula       IDL = Cb + 3 SD

IDL = 0 + 3 SD

IDL = 3 SD

Kalibrasi AAS

1)   Cara biasa

Kurva kalibrasi dengan cara biasa ada 2 jenis yaitu :

  • Konsentrasi mencakup seluruh daerah kerja (working range)
  • Konsentrasi larutan kalibrasi mencakup sebagian daerah kerja (hanya yang linier)

Prosedur : sama dengan pekerjaan penentuan batas daerah kerja

Catatan : jangan sampai terjadi perbedaan absorban yang > 0,01 unit antara 2 hasil pengukuran, Bila ini terjadi, berarti presisi menurun.

2)   Cara adisi standar

  • Sediakan 5 buah labu takar yang sama ukurannya
  • Pipet X mL larutan contoh yang akan diukur ke dalam labu takar no 1 – 4
  • Pipet X mL air ke dalam labu takar no. 5
  • Pipet X mL larutan standar analit Z yang :
  1. 0 ppm Z ke dalam labu takar no. 1 dan 5
  2. a ppm Z ke dalam labu takar no. 2
  3. 2a ppm Z ke dalam labu takar no. 3
  4. 3a ppm Z ke dalam labu takar no. 4
  • Tambahkan asam bila perlu (biasanya HNO3, atau lainnya), tambahkan air hingga tanda batas
  • Homogenkan larutan dengan baik, ukur absorban dengan AAS
  • Buat grafik standar adisi, kemudian tentukan Cz konsentrasi analit Z

Catatan : labu takar no. 5 digunakan untuk set “zero” setiapkali larutan kalibrasi akan diukur.

3)   Cara “high precision ratio” (bracketing)

Daftar Pustaka

Modul Kursus“Pengecekan Kalibrasi Antara dan Verifikasi Peralatan Dalam Laboratorium Pengujian Sesuai Dengan SNI ISO/IEC 17025;2008” RCChem Learning Centre Bandung 7-11 Nopember 2011

Kalibrasi Spektrofotometer UV/VIS

Tujuan kalibrasi

  • Agar alat spektrofotometer dapat digunakan dengan baik (menghasilkan data yang handal dan valid) dan awet
  • Untuk mengetahui letak kesalahan atau kerusakan secara dini sehingga dapat diperbaiki sebelum alat mengalami kerusakan berat
  • Sesuat persyaratan ISO/IEC 17025 (klausal 5.5)

Kalibrasi

  1. Panjang gelombang (presisi – akurasi)
  2. Absorban (presisi – akurasi)
  3. Sinar sesatan

Verifikasi (unjuk kerja) alat : pengecekan secara rutin

1. Panjang gelombang (presisi – akurasi)

Ada tiga metode kalibrasi λ

  1. a.   Lampu lucutan bertekanan rendah (Hg; Cd atau Zn)

Tabel 1. Garis emisi lampu Hg, Cd dan Zn

Unsur

λ(nm)

Unsur

λ(nm)

Hg

185,0

Hg

435,8

Zn

213,9

Cd

467,8

Cd

228,8

Cd

480,0

Hg

253,7

Hg

546,1

Hg

365,0

Hg

579,1

Hg

404,7

Cd

643,8

  1. b.   Gelas filter Holmium atau Didimium

Tabel 2. Data λmaks terseleksi dari Holmium dan Didimium

Filter Holmium

λmaks (nm)

Filter Didimium

λmaks (nm)

241,5 ± 0,2

573 ± 3,0

279,4 ± 0,3

586 ± 3,0

287,5 ± 0,4

685 ± 4,5

333,7 ± 0,6

360,9 ± 0,8

418,4 ± 1,1

453,2 ± 1,4

536,2 ± 2,3

637,5 ± 3,8

  1. c.   Larutan Halmium oksida dalam HClO4

Tabel 3. Panjang Gelombang Maks Larutan Holmium Oksida

Panjang Gelombang Maks Larutan Holmium Oksida (nm)
241,1 ± 0,1
278,2 ± 0,5
287,2 ± 0,2
361,2 ± 0,2

 

Pengecekan panjang gelombang

1)  Keterulangan panjang gelombang / wavelength repeatability

Adalah ukuran kemampuan suatu spektrofotometer untuk kembali pada posisi spektral yang sama yang ditentukan berdasarkan pita absorpsi dari suatu pita (band) dari panjang gelombang yang telah diketahui bila alat di reset atau dibaca pada panjang gelombang yang telah ditentukan.

2)  Akurasi panjang gelombang / wavelength accuracy

Adalah besarnya penyimpangan (bias) dari rata-rata pembacaan panjang gelombang pada suatu pita (band) absorpsi dari panjang gelombang yang telah ditentukan.

2. Absorban (presisi – akurasi)

Kalibrasi absorbansi

  • Konsentrasi analit yang mengabsorpsi berbanding lurus dengan absorbansi yang terukur
  • Linearitas skala fotometrik harus diperiksa
  • Stabilitas pembacaan fotometrik harus cukup baik sehingga variansi selama pengukuran tidak berpengaruh pada ketelitian

Bahan yang dapat digunakan untuk kalibrasi absorban sbb

–          Larutan dikromat

Larutan K2Cr2O7 dalam 0,005 M H2SO4 (direkomendasikan untuk daerah UV)

Tabel 4. Harga absorban K2Cr2O7 dalam 0,005 M H2SO4

λ(nm) Larutan A Larutan B
235 (Min) 0,626 ± 0,009 1,251 ± 0,018
257 (Maks) 0,727 ± 0,007 1,454 ± 0,014
313 (Min) 0,244 ± 0,004 0,488 ± 0,008
350 (Maks) 0,536 ± 0,005 1,071 ± 0,010

Kalibrasi absorban dilakukan pada suhu : 20 – 30 oC

–          Asam kromat

–          Tembaga sulfat

Larutan CuSO4 dalam H2SO4 1 % (direkomendasikan untuk daerah Vis)

Tabel 5. Nilai absorbansi larutan CuSO4 dalam H2SO4 1%

Panjang Gelombang (nm) Absorbansi

600

0,068

650

0,224

700

0,527

750

0,817

Catatan :

  • Pengukuran dilakukan dengan kuvet 10 mm
  • Lebar pita (bandwidths) lebih kecil dari 10 nm
  • Penyimpangan absorban maksimum 2 %

3. Sinar sesatan

Untuk mengetahui unjuk kerja sinar sesatan dianjurkan menggunakan metoda ASTM dengan cara :

Pada 220 nm: ukur transmitansi dari 10 g/L NaI dengan kuvet 1 cm à %T < 10-10

Pada 340 nm: ukur transmitansi dari 50 g/L NaNO3 dengan kuvet 1 cm à %T = ?

Tabel 5.

Ring spectral (nm) Filter cairan Panjang sel (mm)
165 – 173,5 Air 0,10
170 – 183,5 Air 10,0
175 – 200 KCl encer (12 g/L) 10,0
195 – 223 NaBr encer (10 g/L) 10,0
210 – 259 NaCl encer (10 g/L) 10,0
250 – 320 Aseton 10,0
300 – 385 NaNO3 encer (50 g/L) 10,0

Daftar Pustaka

Modul Kursus“Pengecekan Kalibrasi Antara dan Verifikasi Peralatan Dalam Laboratorium Pengujian Sesuai Dengan SNI ISO/IEC 17025;2008” RCChem Learning Centre Bandung 7-11 Nopember 2011

Peralatan Laboratorium Paling Sulit Menurutku

Sebagai analis, aku pernah menggunakan berbagai peralatan laboratorium diantara GC FID, Autotitrator, Combustion Analyzer, TN/TS Analyzer dan Spektrofotometer UV-VIS.

Menurut pendapatku alat yang paling sulit adalah yang terakhir yaitu Spektrofotometer UV-VIS mulai dari pake alatnya, preparasi sampel, pembuatan kurva standar, analisa sampelnya.

Masalah pertama, menggunakan alatnya. Kalau menghidupkan dan mematikan itu gampang. Ini yang berat adalah mempersiapkan alat tersebut untuk analisa. Kita harus yakin alat tersebut berfungsi baik dan caranya dengan mengkalibrasinya. Kalibrasi di spektrofotometer yaitu kalibrasi panjang gelombang (presisi-akurasi), kalibrasi absorban (presisi – akurasi) dan kalibrasi sinar sesatan. Belum juga harus melakukan verifikasi (ujuk kerja) alat untuk pengecekan rutin. Alat lain pasti melakukannya tapi tidak ada yang serumit spektrofotometer UV-VIS.

Masalah kedua adalah preparasi sampel. Sepengetahuannku sampel untuk spektrofotometer UV-VIS tidak ada sampel yang langsung diukur. Harus dipreparasi dulu dengan bahan kimia yang cukup banyak. Penambahan bahan kimia disini memang tidak banyak tapi keahlian analis sangat diandalkan dalam menimbang dan memipet. Butuh ketelitian dan kesabaran tingkat tinggi 🙂

Masalah ketiga pembuatan kurva standar. Ini juga vital banget dan sangat mempengaruhi hasil. Jadi diulang lagi kata2nya keahlian analis sangat diandalkan dalam menimbang dan memipet. Butuh ketelitian dan kesabaran tingkat tinggi :-). Sedikit salah saja, maka kurva standar yang dihasilkan berantakan.

Masalah keempat analisa sampel. Ini sebenarnya masalah juga tapi bingung mau cerita yang mana 🙂

Kesimpulannya, aku harus banyak belajar menggunakan spektrofotometer UV-VIS. Karena sampel dilingkungan banyak menggunakan alat itu mulai parameter kualitas air, parameter kualitas udara ambien dll. Beruntung di laboratorium menggunakan alat produksi merck dan bahan kimia merck (tes kit).

Pharo300

http://www.merckmillipore.com

Jadi lebih mudah. Selain itu ada juga alat dari Hach dengan bahan kimia tes kit juga. Lebih dipermudah kerjanya. Akhir kata, salut buat analis yang memegang alat ini untuk pekerjaanya 🙂

Daftar Pustaka

Bagian kalibrasi ngambil dari modul teman yang ikut kursus di RCChem Learning Centre tentang Pengecekan Kalibrasi Antara dan Verifikasi Peralatan dalam Laboratorium Pengujian.