BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kimia analitik adalah cabang ilmu
kimia yang berhubungan dengan identifikasi dan penentuan komposisi suatu bahan.
Lebih spesifiknya terdapat kimia analitik kualitatif dan kimia analitik
kuantitatif, dan kimia analitik instrumen.
a. Kimia
analitik kualitatif adalah kimia analisa yang hanya membahas tentang
identifikasi atau ada/tidaknya unsur/zat di dalam suatu bahan. Kimia analitik
kuantitatif adalah kimia analisa yang berhubungan dengan komposisi atau jumlah
unsur/zat dalam suatu bahan.
b. Kimia
analitik instrumen adalah cabang ilmu kimia yang berhubungan dengan
identifikasi atau penentuan komposisi dengan bantuan instrumen (alat) khas;
keuntungan analisis berlangsung cepat dengan sedikit pereaksi baik jenis maupun
jumlahnya, dan kelemahannya bergantung pada ketelitian alat.
Analisis kimia melibatkan pemisahan,
identifikasi dan penenentuan jumlah relatif komponen dalam suatu sampel.
Metodeh dari analisis kimia diklasifikasikan dua macam yaitu:
1. Analisis klasik
Cara klasik dengan melibatkan proses
kimia sederhana, peralatan sederhana, tetapi memerlukan keahlian relatif
tinggi.
2. Analisis Instrumen
Cara modern
mulai meninggalkan proses kimia, tetapi tetap memerlukan proses.
Pengertian
instrumen dalam lingkup
evaluasi didefinisikan sebagai perangkat untuk mengukur hasil belajar siswa
yang mencakup hasil belajar dalam ranah kognitif, afektif dan psikomotor.
Bentuk instrumen dapat berupa tes dan non tes. Instrumen bentuk tes mencakup :
tes uraian (uraian objektif dan uraian bebas), tes pilihan ganda, jawaban
singkat, menjodohkan, benar-salah, unjuk kerja (performance test), dan
portofolio. Instrumen bentuk non tes mencakup: wawancara, angket dan
pengamatan(observasi). Sebelum instrumen
digunakan hendaknya dianalisis terlebih dahulu. Dua karakteristik penting dalam
menganalisis instrumen adalah validitas dan reliabilitasnya.
Instrumen
dikatakan valid (tepat,
absah) apabila instrumen digunakan untuk mengukur apa yang seharusnya diukur.
Instrumen untuk mengukur kemampuan matematika siswa sekolah dasar tidak tepat
jika digunakan pada siswa Sekolah menengah. Dalam hal ini sasaran kepada siapa
instrumen itu ditujukan merupakan salah satu aspek yang harus dipertimbangkan
dalam menganalisis validitas suatu instrumen. yang berlaku, kaidah-kaidah dalam
penulisan butir soal dsb. pemantauan dan standarisasi yang memerlukan analisis
klasik.
Karena
ilmu kimia yang meluas dan timbul inspirasi- inspirasi dari berbagai pihak
untuk melakukan percobaan, Dan untuk mempermudah dari percobaan/ pratikum,
dilakukan percobaan dengan bantuan instrumen. Dari berbagai instrumen –
instrumen untuk menganalisi meluas menjadi aplikasi- aplikasi yang memudahkan
dalam berbagai bidang kehidupan tidak hanya berkaitan dengan kimia. Untuk itu
makalah ini akan membahas beberapa aplikasi dari instrumen Kimia Analisis
kimia.
Dalam
bidang industri, pengetahuan dasar instrumentasi sangat penting terutama untuk
proses pengukuran dan pengendalian / kontrol. Di dalam suatu industri kimia,
misalnya, bermacam-macam reaksi kimia harus diukur dan dikendalikan baik suhu,
volume campuran bahan, tekanan, derajad keasaman, dan lain-lainnya. Sementara
pada industri baja dan logam, suhu yang tinggi harus diukur secara tepat dengan
menggunakan alat pengukur elektronik untuk bisa mengendalikan pengepresan logam
pada ketebalan yang diinginkan. Pada umumnya, peralatan pengukuran atau alat
pengukur secara elektronik ini merupakan bagian dasar instrumentasi yang
dipakai pada hampir semua bidang industri.
Bidang
instrumentasi ini, tidak hanya diaplikasikan untuk industri kimia dan industri
baja semata, tetapi diperlukan juga untuk pabrik mobil, pabrik gula, pabrik
kertas, pabrik pemrosesan makanan, untuk instrumentasi kedokteran, dan untuk
pabrik pembuatan alat-alat elektronik itu sendiri (seperti pabrik pembuatan
telepon genggam, pabrik pembuatan chip/ sirkuit terpadu, pabrik pembuatan
komputer, dsb). Bentuk variable fisis (fisika) dan kimia yang dipakai untuk
dasar kendali dalam bidang instrumentasi ini meliputi:
a.
suhu / temperature
b.
tekanan
c.
kecepatan aliran
d.
ketinggian cairan / level
e.
konduktifitas
f.
kepadatan benda dan kekentalan
(viskositas).
1.2 Fungsi Instrument
Secara umum
instrumentasi mempunyai 3 fungsi utama:
a.
sebagai
alat pengukuran
b.
sebagai
alat analisa
c.
sebagai
alat kendali
BAB II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1. Dasar –
Dasar Analisis Instrument
2.1.1 Definisi Intrument
Instrumentasi adalah alat-alat dan piranti (device) yang dipakai untuk
pengukuran dan pengendalian dalam suatu sistem yang lebih besar dan lebih
kompleks. Instrumen atau piranti ukur merupakan piranti untuk mengukur sesuatu
besaran selama dipengamatan.
a. Penggunaan piranti ukur (instrumen) untuk
menentukan harga besaran yang berubah-ubah, yang seringkali pula untuk
keperluan pengaturan besaran yang perlu berada di batas-batas harga tertentu
b. Semua piranti (kimia, listrik, hidrolik,
magnit, mekanik, optik, pneumatik) yang digunakan untuk : menguji,
mengamati,mengukur, memantau; mengubah, membangkitkan,
mencatat,menera,memelihara, atau mengemudikan sifat-sifat badani (fisik)
gerakan atau karakteristik lain.
Piranti itu dapat berupa instrumen tuding
(indicating instrument) dan dapat berupa instrumen rekan (recording instrument)
Istilah “INSTRUMEN” digunakan untuk dua maksud yaitu :
1. Instrumen murni yang terdiri dari
mekanisme dan bagian-bagian yang di bangun didalam wadah (rumah) atau piranti
yang berkaitan dengan itu
2. Instrumen murni berikut sembarang
alat-alat imbuhan (auxliary) seperti misalnya: tahanan kondensator atau
transformator instrumen. Sebagai pengganti kata “Instrumen” (piranti) seringkali dipakai pula kata
“alat ukur” (meter). Kata piranti digunakan pula sebagai pengindonesiaan
“device”.
Instrumentasi sebagai alat pengukuran meliputi instrumentasi survey/
statistik, instrumentasi pengukuran suhu dan lain-lain. Instrumentasi sebagai
alat analisa banyak dijumpai di bidang kimia dan kedokteran. Sedangkan
instrumentasi sebagai alat kendali banyak ditemukan dalam bidang elektronika,
industri dan pabrik-pabrik. Sistem pengukuran, analisa dan kendali dalam
instrumentasi ini bisa dilakukan secara manual (hasilnya dibaca dan ditulis
tangan), tetapi bisa juga dilakukan secara otomatis dengan mengunakan komputer
(sirkuit elektronik). Untuk jenis yang kedua ini, instrumentasi tidak bisa
dipisahkan dengan bidang elektronika dan instrumentasi itu sendiri.
Instrumentasi sebagai alat pengukur sering kali merupakan bagian awal dari
bagian-bagian selanjutnya (bagian kendalinya), dan bisa berupa pengukur dari
semua jenis besaran fisis, kimia, mekanis,maupun besaran listrik. Beberapa
contoh di antaranya adalah pengukur: massa, waktu, panjang, luas, sudut, suhu,
kelembaban,tekanan,aliran, pH (keasaman), level, radiasi, suara,
cahaya,kecepatan, torque, sifat listrik (arus listrik, tegangan listrik,
tahanan listrik), viskositas, densiti, dll.
2.1.2 Klasifikasi Analisis
kimia
Analisis kimia dapat memberikan informasi mengenai suatu sampel.
Hasil analisis dapat berupa:
Analisa kualitatif
Tujuan utama analisis kualitatif adalah mengidentifikasi komponen
dalam zat kimia. Analisis kualitatif menghasilkan data kualitatif, seperti
terbentuknya endapan, wama, gas maupun data non numerik lainnya. Umumnya dari
analisis kualitatif hanya dapat diperoleh indikasi kasar dari komponen penyusun
suatu analit. Analisis kualitatif biasanya digunakan sebagai langkah awal untuk
analisis kuantitatif. Pada berbagai cara analisis modem, seperti cara-cara
analisis spektroskopi dapat dilakukan analisis kualitatif dan kuantitatif
secara bersamaan, sehingga waktu dan biaya analisis dapat ditekan seminimal
mungkin dan perolehan hasilnya lebih akurat.
Analisis kuantitatif
Tujuan utama analisis kuantitatif adalah untuk untuk mengetahui
kuantitas dari setiap komponen yang menyusun analit. Analisis kuantitatif
menghasilkan data numerik yang memiliki satuan tertentu. Data hasil analisis
kuantitatif umumnya dinyatakan dalam satuan volume, satuan berat maupun satuan
konsentrasi dengan menggunakan metoda analisis tertentu. Metoda analisis
kuantitatif umumnya melibatkan proses kimia dan proses fisika. Analisis kuantitatif yang melibatkan proses
kimia seperti gravimetri dan volumetri. Analisis kuantitatif yang melibatkan
proses fisika umumnya menggunakan prinsip interaksi materi dengan energi pada
proses pengukurannya. Metode ini umumnya menggunakan peralatan modem, seperti
polarimeter, spektrometer, sehingga sering dikenal sebagai analisis instrumen.
Berdasarkan sifat analisis terhadap komponen analitnya, jenis analisis
dapat di-golongkan menjadi :
- analisis
perkiraan, Disebut analisis perkiraan bila keberadaan komponen dalam
sampel belum dapat dinyatakan dengan pasti, hanya perkiraannya saja yang
diketahui. Analisis perkiraan disebut sebagai analisis semikualitatifdan
semi kuantitatif.
- analisis
parsial, Pada analisis parsial hanya sebagian komponen sampel yang
dianalisis, sebagian lainnya tidak.
- analisis
komponen renik, hanya komponen mikro (renik) yang ditetapkan keberadaannya
secara kualitatif maupun kuantitatif.
- analisis
lengkap, Disebut analisis lengkap apabila keseluruhan komponen penyusun
sampel dianalisis, sehingga diperoleh komposisi sesungguhnya dari komponen
penyusun sampel. Analisis lengkap mengandung informasi lengkap yang dapat
digunakan untuk berbagai keperluan.
Berdasarkan kuantitas analit yang ingin ditetapkan, analisis dapat
digolongkan dalam tiga kategori, yaitu analisis makro, analisis semi mikro dan
analisis mikro. Analisis makro bila kadamya besar, misalnya dalam orde gram
atau prosen, sedangkan analisis mikro bila kadar analitnya sangat kecil,
seperti ppm.
Ditinjau
dari caranya kimia analitik digolongkan menjadi:
Analisis Klasik
Analisis klasik berdasarkan pada reaksi
kimia dengan stoikiometri yang telah diketahui dengan pasti. Cara ini disebut
juga cara absolut karena penentuan suatu komponen di dalam suatu sampel
diperhitungkan berdasarkan perhitungan kimia pada reaksi yang digunakan.
Secara
singkat analisis klasik dibagi menjadi 3:
1.
pemisahan
analit : ekstraksi, destilasi, presipitasi (pengendapan), filtrasi
(penyaringan), dll.
2.
Analisis
kualitatif titik didih, titik beku, warna, bau, densitas dll
3.
Analisis
kuantitatif : analisis gravimetri dan volumetri
Pada volumetri, besaran volume zat-zat
yang bereaksi meupakan besaran yang diukur, sedangkan pada gravimetri, massa
dari zat-zat merupakan besaran yang diukur.
Analisis Instrumental
Analisis instrumental berdasarkan sifat fisiko-kimia
zat untuk keperluan analisisnya. Misalnya interaksi radiasi elektromagnetik
dengan zat menimbulkan fenomena absorpsi, emisi, hamburan yang kemudian
dimanfaatkan untuk teknik analisis spektroskopi. Sifat fisika–kimia lain
seperti pemutaran rotasi optik, hantaran listrik dan panas, beda partisi dan
absorpsi diantara dua fase dan resonansi magnet inti melahirkan teknik analisis
modern yang lain. Dalam analisisnya teknik ini menggunakan alat-alat yang
modern sehingga disebut juga dengan analisis modern.
Cara lama, sejak awal kimia analitik
Ø Tdk diperlukan alat-alat rumit
Ø Ukuran komponen sampel cukup besar (makro, semi-makro)
Ø Berdasar reaksi kimia dan pers. Stoikiometri
Ø Berdasar interaksi materi-materi
Cara baru, sejalan perkembangan IPTEK
Ø Diperlukan alat yg lebih rumit
Ø Ukuran sampel kecil (mikro, ultramikro, submikro)
Ø Berdasar pengukuran besaran fisika non stoikiometri
Ø Berdasar interaksi energi-materi
Untuk mengontrol suatu proses,
dibutuhkan informasi mengenai kuantitas dan kualitas ciri-ciri fisik proses
itu. Instrumen-instrumen ukur dipakai untuk mendapatkan informasi ini. Kontrol
yang lebih ketat membutuhkan pengukuran yang lebih akurat. Beberapa istilah
yang lazim dipakai dalam system pengukuran adalah proves variable, range, zero,
span, error, linearitas, akurasi. Sekarang akan kita bahas masing masing dari
istilah diatas.
1. Proses
Variabel
Proses variabel adalah besaran phisik
atau besaran kimia karena berbagai pengaruh proses. Tekanan, temperature, flow
dan level adalah variabel phisik; sedangkan kandungan oksigen dan nilai pH
adalah variabel-variabel kimia
2. Range
Range adalah mengambarkan batasan sinyal yang berhubungan dengan instrumen input ataupun instrumen output. Batasan sinyal terendah dari suatu sinyal input adalah kuantitas instrumen terendah yang diukur, sedang batasan maksimumnya adalah nilai tertinggi. Sebagai contoh, suatu proses mempunyai batas atau range tekanan dari 100 kPa sampai 500 kPa. Maka alat instrumenasi proses ini tidak dapat digunakan untuk mengukur nilai dibawah 100 kPa atau diatas 500 kPa.
Range adalah mengambarkan batasan sinyal yang berhubungan dengan instrumen input ataupun instrumen output. Batasan sinyal terendah dari suatu sinyal input adalah kuantitas instrumen terendah yang diukur, sedang batasan maksimumnya adalah nilai tertinggi. Sebagai contoh, suatu proses mempunyai batas atau range tekanan dari 100 kPa sampai 500 kPa. Maka alat instrumenasi proses ini tidak dapat digunakan untuk mengukur nilai dibawah 100 kPa atau diatas 500 kPa.
3. Zero
Nilai terendah suatu sinyal input atau sinyal output disebut zero, meskipun nilainya tidak nol. Sebagi contoh, range input transmiter tekanan mungkin 0 – 1000 kPa sedang range outputnya 20 sampai 100 kPa. Dari sini, nilai zero sinyal output digambarkan dengan 20 kPa. Transmiter temperatur dapat mengukur temperatur anatara 50oC dan 120 oC, sedang nilai outputnya bervariasi dari 20 sampai 100 kPa. Dalam hal ini, nilai zero pada range input dan output masing-masing adalah 50 oC dan 20 kPa.
Nilai terendah suatu sinyal input atau sinyal output disebut zero, meskipun nilainya tidak nol. Sebagi contoh, range input transmiter tekanan mungkin 0 – 1000 kPa sedang range outputnya 20 sampai 100 kPa. Dari sini, nilai zero sinyal output digambarkan dengan 20 kPa. Transmiter temperatur dapat mengukur temperatur anatara 50oC dan 120 oC, sedang nilai outputnya bervariasi dari 20 sampai 100 kPa. Dalam hal ini, nilai zero pada range input dan output masing-masing adalah 50 oC dan 20 kPa.
4. Span
Span input dan output dari suatu instrumen berhubungan langsung dengan range input ataupun range outputnya. Span adalah selisih aljabar antara nilai range teratas dengan nilai range terendah.
Span input dan output dari suatu instrumen berhubungan langsung dengan range input ataupun range outputnya. Span adalah selisih aljabar antara nilai range teratas dengan nilai range terendah.
5. Error
Error adalah selisih antara nilai yang diukur dengan nilai yang sebenarnya. Sebagai contoh, jika pressure gage menunjukkan 216 kPa ketika tekananya nyatanya 220 kPa, maka errornya adalah – 4kPa.
Error adalah selisih antara nilai yang diukur dengan nilai yang sebenarnya. Sebagai contoh, jika pressure gage menunjukkan 216 kPa ketika tekananya nyatanya 220 kPa, maka errornya adalah – 4kPa.
6. Linieritas
Linieritas menggambarkan kedekatan hubungan antara input dengan output dari suatu instrument yang digambarkan seperti sebuah garis lurus ; hal tersebut adalah, sebuah gris lusrus dari 0% input dan 0% output sampai 100% input dan 100% output. Jika hubungan ini menyimpang maka timbul ketidak linieran. Ketidak linieran output biasanya dinyatakan dalam persentase skala penuh atau full scale output.
Linieritas menggambarkan kedekatan hubungan antara input dengan output dari suatu instrument yang digambarkan seperti sebuah garis lurus ; hal tersebut adalah, sebuah gris lusrus dari 0% input dan 0% output sampai 100% input dan 100% output. Jika hubungan ini menyimpang maka timbul ketidak linieran. Ketidak linieran output biasanya dinyatakan dalam persentase skala penuh atau full scale output.
7. Akurasi
Akurasi dari sebuah instrumen dapat didefinisikan sebagai kedekatan antara pengukuran atau output yang menggambarkan nilai nyata. Akurasi biasanya dinyatakan dengan persentase span.
Akurasi dari sebuah instrumen dapat didefinisikan sebagai kedekatan antara pengukuran atau output yang menggambarkan nilai nyata. Akurasi biasanya dinyatakan dengan persentase span.
Dalam bidang industri, pengetahuan
dasar instrumentasi sangat penting terutama untuk proses pengukuran dan
pengendalian / kontrol. Di dalam suatu industri kimia, misalnya, bermacam-macam
reaksi kimia harus diukur dan dikendalikan baik suhu, volume campuran bahan,
tekanan, derajad keasaman, dan lain-lainnya. Sementara pada industri baja dan logam,
suhu yang tinggi harus diukur secara tepat dengan menggunakan alat pengukur
elektronik untuk bisa mengendalikan pengepresan logam pada ketebalan yang
diinginkan. Pada umumnya, peralatan pengukuran atau alat pengukur secara
elektronik ini merupakan bagian dasar instrumentasi yang dipakai pada hampir
semua bidang industri.
Bidang instrumentasi ini, tidak
hanya diaplikasikan untuk industri kimia dan industri baja semata, tetapi
diperlukan juga untuk pabrik mobil, pabrik gula, pabrik kertas, pabrik pemrosesan
makanan, untuk instrumentasi kedokteran, dan untuk pabrik pembuatan alat-alat
elektronik itu sendiri (seperti pabrik pembuatan telepon genggam, pabrik
pembuatan chip/ sirkuit terpadu, pabrik pembuatan komputer, dsb). Bentuk
variable fisis (fisika) dan kimia yang dipakai untuk dasar kendali dalam bidang
instrumentasi ini meliputi :
v
suhu / temperatur
v
tekanan
v
kecepatan aliran
v
ketinggian cairan / level
v
konduktifitas
v
kepadatan benda dan kekentalan (viskositas).
v
dll.
2.3 Aplikasi Instrument
2.3.1 Pemisahan
Analitik
Pemisahan
analitik yang dilakukan dengan asam atau basa berkonsentrasi tinggi, dengan
pemanasan (refluk) ihngga beberapa jam, dengan proses distilasi dan proses
ekstraksi pelarut telah digantikan dengan menggunakan pemisahan kormatografi. Kromatografi
adalah suatu istilah umum yang digunakan untuk bermacam-macam teknik pemisahan
yang didasarkan atas partisi sampel diantara suatu fasa gerak yang bisa berupa
gas ataupun cair dan fasa diam yang juga bisa berupa cairan ataupun suatu
padatan. Penemu Kromatografi adalah Tswett yang pada tahun 1903, mencoba
memisahkan pigmen-pigmen dari daun dengan menggunakan suatu kolom yang berisi
kapur (CaSO4). Aplikasi kromatografi banyak digunakan untuk uji obat, vitamin
dalam makanan dan laju pertumbuhan daging.
Berikut bebrapa aplikasi
dari kromatografi
a. Pada Bidang Bioteknologi.
Dalam bidang
bioteknologi, kromatografi mempunyai peranan yang sangat besar. Misalnya dalam
penentuan, baik kualitatif maupun kuantitatif, senyawa dalam protein. Protein
sering dipilih karena ia sering menjadi obyek molekul yang harus di-purified
(dimurnikan) terutama untuk keperluan dalam bio-farmasi. Kromatografi juga bisa
diaplikasikan dalam pemisahan molekul-molekul penting seperti asam nukleat,
karbohidrat, lemak, vitamin dan molekul penting lainnya. Dengan data-data yang
didapatkan dengan menggunakan kromatografi ini, selanjutnya sebuah produk
obat-obatan dapat ditingkatkan mutunya, dapat dipakai sebagai data awal untuk
menghasilkan jenis obat baru, atau dapat pula dipakai untuk mengontrol kondisi
obat tersebut sehingga bisa bertahan lama.
b.
Pada Bidang Klinik
Dalam bidang
clinical (klinik), teknik ini sangat bermanfaat terutama dalam menginvestigasi
fluida badan seperti air liur. Dari air liur seorang pasien, dokter dapat
mengetahui jenis penyakit yang sedang diderita pasien tersebut. Seorang perokok
dapat diketahui apakah dia termasuk perokok berat atau ringan hanya dengan
mengetahui konsentrasi CN- (sianida) dari sampel air liurnya. Demikian halnya
air kencing, darah dan fluida badan lainnya bisa memberikan data yang akurat
dan cepat sehingga keberadaan suatu penyakit dalam tubuh manusia dapat
dideteksi secara dini dan cepat.
Sekarang ini,
deteksi senyawa oksalat dalam air kencing menjadi sangat penting terutama bagi
pasien kidney stones (batu ginjal). Banyak metode analisis seperti
spektrofotometri, manganometri, atau lainnya, akan tetapi semuanya membutuhkan
kerja ekstra dan waktu yang cukup lama untuk mendapatkan hasil analisis
dibandingkan dengan teknik kromatografi. Dengan alasan-alasan inilah,
kromatografi kemudian menjadi pilihan utama dalam membantu mengatasi
permasalahan dalam dunia bioteknologi, farmasi, klinik dan kehidupan manusia
secara umum.
c.
Pada Bidang
Forensik
Aplikasi
kromatografi pada bidang forensik pun sangat membantu, terutama dilihat dari
segi keamanan. Masih lekat dalam ingatan kita, sebuah peristiwa Black September
Tragedy mengguncang Amerika pada tanggal 11 September 2001 yang ditandai dengan
runtuhnya dua gedung kesayangan pemerintah Amerika Serikat. Demikian halnya di
Indonesia yang marak dengan aksi peledakan bom yang terjadi di mana-mana.
Perhatian dunia pun akhirnya mulai beralih dengan adanya peristiwa-peristiwa
pengeboman/peledakan tersebut ke bahaya explosive (bahan peledak) dengan
peningkatan yang cukup tajam. Kini kromatrografi menjadi hal yang sangat
penting dalam menganalisis berbagai bahan-bahan kimia yang terkandung dalam
bahan peledak. Hal ini didorong karena dengan semakin cepat diketahuinya
bahan-bahan dasar apa saja bahan peledak, maka akan makin mempercepat
diambilnya tindakan oleh bagian keamanan untuk mengatasi daerah-daerah yang
terkena ledakan serta antisipasi meluasnya efek radiasi yang kemungkinan akan
mengena tubuh manusia di sekitar lokasi ledakan. Lebih jauh lagi, efek
negatifnya terhadap lingkungan juga bisa segera diketahui.
Pada dasarnya setiap bahan peledak, baru akan meledak jika terjadi benturan, gesekan, getaran atau adanya perubahan suhu yang meningkat. Dengan terjadinya hal-hal seperti ini, memberikan peluang bahan peledak tersebut berubah manjadi zat lain yang lebih stabil yang diikuti dengan tekanan yang tinggi, yang bisa menghasilkan ledakan dahsyat atau bahkan munculnya percikan api. Ada banyak bahan kimia yang biasa digunakan dalam bahan peledak, baik bahan peledak yang kerkekuatan tinggi maupun rendah, beberapa diantaranya adalah 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), siklonit (RDX), tetril, pentaeritritol tetranitrat (PETN) dan tetritol serta beberapa anion lain seperti perklorat, klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate dan tiosianat.Bisa dikatakan bahwa analisis organic ion (ion organik) dan inorganic ion (ion anorganik) memainkan peranan yang sangat penting pada saat investigasi lokasi ledakan bom berlangsung. Pendeteksian ion-ion anorganik misalnya, setelah pengeboman berlangsung, akan memberikan harapan karena tidak semua material dari bahan peledak tersebut ikut meledak pada saat terjadi ledakan.
Bahan-bahan anorganik seperti klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate, tiosianat, dan perklorat adalah bahan-bahan kimia yang biasa digunakan sebagai oksidator untuk low explosive (bahan peledak berkekuatan rendah).
Pada dasarnya setiap bahan peledak, baru akan meledak jika terjadi benturan, gesekan, getaran atau adanya perubahan suhu yang meningkat. Dengan terjadinya hal-hal seperti ini, memberikan peluang bahan peledak tersebut berubah manjadi zat lain yang lebih stabil yang diikuti dengan tekanan yang tinggi, yang bisa menghasilkan ledakan dahsyat atau bahkan munculnya percikan api. Ada banyak bahan kimia yang biasa digunakan dalam bahan peledak, baik bahan peledak yang kerkekuatan tinggi maupun rendah, beberapa diantaranya adalah 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), siklonit (RDX), tetril, pentaeritritol tetranitrat (PETN) dan tetritol serta beberapa anion lain seperti perklorat, klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate dan tiosianat.Bisa dikatakan bahwa analisis organic ion (ion organik) dan inorganic ion (ion anorganik) memainkan peranan yang sangat penting pada saat investigasi lokasi ledakan bom berlangsung. Pendeteksian ion-ion anorganik misalnya, setelah pengeboman berlangsung, akan memberikan harapan karena tidak semua material dari bahan peledak tersebut ikut meledak pada saat terjadi ledakan.
Bahan-bahan anorganik seperti klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate, tiosianat, dan perklorat adalah bahan-bahan kimia yang biasa digunakan sebagai oksidator untuk low explosive (bahan peledak berkekuatan rendah).
d.
Dalam bidang lingkungan
Dalam masalah
lingkungan, sebagai konsekuensi majunya peradaban manusia, berarti permasalahan
pun semakin “maju”. Salah satu permasalahan serius yang dihadapi oleh
negara-negara berkembang dan utamanya negara maju adalah persoalan global
warming (pemanasan global). Menurut survei National Institute for Environmental
Studies, Japan, tahun 2006 lalu, bahwa masyarakat di Jepang memperkirakan
tingkat pemanasan global merupakan masalah lingkungan paling serius dan
tingkatannya hampir 7 kali lipat dari satu dekade yang lalu saat polling kali
pertama dilakukan pada tahun 19972). Seiring dengan hal itu, permasalahan
lingkungan pun semakin meningkat. Disinilah, teknik kromatografi mengambil
peran paling penting dalam environmental analysis (analisis lingkungan) ini.
Pada dasarnya permasalahan lingkungan bisa dibagi ke dalam 3 bagian : water
hygiene, soil hygiene dan air hygiene. Sebagai contoh, kualitas air (misal :
air ledeng, air sungai, air danau, air permukaan) dapat diketahui salah satunya
dengan mengetahui jenis anion dan kation yang terkandung dalam sampel air
tersebut sekaligus jumlahnya. Apakah mengandung logam-logam berbahaya atau
tidak. Demikian halnya pada daerah yang terkena acid rain (hujan asam).
Antisipasi dini dapat dilakukan dengan mengetahui secara dini kandungan sulfate
ion, SO42- (ion sulfat) dan nitrogen trioxide ion, NO3- (nitrogen trioksida)
yang terdapat dalam air hujan tersebut. Terbentuknya hujan asam disebabkan gas
sulfur oxide, SOx dengan uap air dan membentuk asam sulfat (H2SO4), demikian
pula nitrogen oxide NOx dapat membentuk asam nitrat (HNO3) di udara.
Reaksi-rekasi ini mengambil waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari di udara hingga
akhirnya jatuh ke bumi dalam bentuk hujan asam. Di beberapa negara maju seperti
Jepang, Amerika, Eropa, Kanada, dan beberapa negara lainnya, monitoring udara
dan air hujan menjadi sangat penting tidak hanya untuk memperkirakan efek dari
polusi itu tapi yang lebih penting lagi adalah memonitor progress
(perkembangan) control polusi dari global ecology (ekologi global). Kontrol
kondisi air hujan ini menjadi penting karena beberapa efek yang fatal yang
mungkin bisa terjadi, di antaranya jatuhnya hujan asam dapat meningkatkan
keasaman danau, sungai, bendungan yang pada akhirnya mungin dapat menyebabkan
kematian pada kehidupan air. Demikian pula keasaman pada tanah dapat meningkat
dan merembes ke air permukaan tanah yaitu sumber air minum sehari-hari.
e. Aplikasi pada bidang yang lain
Sebenarnya masih
sangat banyak aplikasi kromatografi dalam bidang-bidang keilmuan lainnya.
Beberapa aplikasi tersebut misalnya dalam industri kertas, pertambangan, proses
logam, petrokimia, pertanian, kedokteran dan lain-lain. Namun karena
keterbatasan pengetahuan, dalam tulisan ini kami hanya menampilkan beberapa
contoh peran serta kromatografi dalam memudahkan dan mempercepat perolehan
“target data” dalam beberapa bidang yang tersebut di atas.
2.2.2
Spektrofotometer
Spektrofotometer merupakan
alat yang digunakan untuk mengetahui jumlah cahaya yang
diserap dan diteruskan oleh suatu larutan yang mengandung substrat. Spektrofotometer memisahkan gelombang cahaya putih menjadi sejumlah warna dengan panjang
gelombang yang berbeda. Gelombang cahaya dilewatkan melalui larutan atau
sampel. Gelombang cahaya yang diteruskan akan menabrak tabung fotolistrik.
Gelombang kemudian akan diteruskan dalam bentuk gelombang listrik yang akan diukur
menggunakan alat pengukur arus. Radiasi cahaya yang diserap oleh larutan
dinamakan absorbansi, sedangkan gelombang cahaya yang dilewatkan dinamakan
dengan transmitan.
a. Pengujian kualitas minyak
bumi
Salah satu pengujian kualitas minyak
bumi adalah uji kualias warna warna produk yang tidak sesuai dengan standar
tidak layak untuk dipasartan dapat dilakukan dengan pengujian warna yang
efektif , yaitu dilakukan secara spektrofotometri yang menguraikan cahaya
polilkromatis menjadi monokromatis. Cahaya tersebut dilewatkan pada sampel
minyak bumi, dimana sebagian energinya diserap,kemudian diukur intensitas
radiasi yang diteruskan. Dengan demikian didapatkan transmitansi spektral, yang
merupakan perbandingan intensitas cahaya yang diteruskan dengan intensitas
datang. Spektrum yang dihasilkan di analisa pengaruh perubahan spektrum dan
tingkat luminasi standar CIE terhadap kenaikan nomor warna dari minyak bumi.
Pengujian dilakukan dengan berbagai sampel minyak yang telah diketahui nomor
warnanya kemudian di analisa tiap kenaikan warnanya. Dari persamaan generasi dapat
dianalisa kualitas warna produk minyak bumi yang diproduksi. Dari hasil yang
diperoleh didapatkan besarnya nomor warna dengan menganalisa perubanan
spektrum; untuk pertasolC A : +37 wana Saybolt,p ertasol CB: +21wamaS ayboltp,
ertasoCl C : +9 wamaS ayboldt ans olar: 2.0 warna ASTM. Dengan analisa tingkat
luminasis standar CIE didapakan nomor warna; pqtasol CA: +30 wama Sayboh
pe1tasl CB : +25 warna Saybohpqta.sd CC : *16 waxnaS aybottd an solar: 2-5
warna ASTM- Dengan menggulnakan alat Saybolt coloru dan ASIM mloru didapatkan ;
pemasol CA: +30, pemasol cB : +26, Pertasol CC : +16 dan Solar : 2.0. Dua hasil
analisa setelah dibandingkan dengan alat tersebut didapatkan analisa tingkat
luminasi standar CIE lebih tepat dengan hasil penyimpangan maksimal I tingkat
warna dibandingkan dengan analisa perubahan spektrum yang menghasilkan
penyimpangan maksimal 7 tingkat warna.
b. Emisi pada analisa unsur- unsur bahan panduan
aluminium AlMgSi-1
Analisis
unsur-unsur kelumit (Si, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr, Mg) dalam paduan aluminium
AlMgSi-1 telah dilakukan dengan metode uji ASTM menggunakan alat spektrometer
emisi. Analisis dilakukan setelah alat uji dikalibrasi dengan mengukur
beberapa bahan standar aluminium dengan
berbagai konsentrasi. Hasil kalibrasi berupa kurva kalibrasi, yang
menggambarkan hubungan antara konsentrasi dan intensitas pengukuran. Dari hasil
evaluasi terhadap kurva kalibrasi dengan menggunakan metode kuadrat terkecil
(least square) didapatkan daerah
pengukuran linier, persamaan linier dan koefisien regresi serta limit deteksi.
Dari hasil tersebut diperoleh ketepatan cukup baik antara persamaan linier
dengan data pengukuran yang ditunjukkan dari nilai koefisien regresi pengukuran
(0,997 hingga 0,999) yang berada dalam daerah yang dipersyaratkan (0,96).
Ketepatan dan ketelitian pengukuran diperoleh dari pengukuran bahan standar sebanyak 7 kali pengulangan
yang memiliki konsentrasi dalam daerah linieritas. Uji kuadrat chi (chi square)
dengan tingkat kepercayaan 95% menunjukkan bahwa presisi pengukuran masih dalam
batas yang diterima, sedangkan akurasi pengukuran dihitung dengan membandingkan
nilai hasil pengukuran dengan nilai acuan dan diperoleh berkisar antara 95%
hingga 99,97%. Dengan menggunakan alat yang telah terkalibrasi tersebut di atas
maka dilakukan analisis terhadap bahan AlMgSi-1. Secara kualitatif sebagian
besar unsur yang terkandung dalam bahan AlMgSi-1 dapat terdeteksi. Diantara
unsur-unsur Si, Mn, Cu, Ti, Ni, Cr dan Mg yang ditentukan secara kuantitatif,
hanya unsur Cr yang konsentrasinya diperoleh secara lebih akurat.
c. Aplikasi Spektrometer lainnya
v Spektofotometer UV
1. Memeriksa dan
mengendalikankemurnian produk atau bahan baku sepertikonsentrasi gas aseton
dalam tabung gas asetilen.
2. Perlindungan
terhadap polusi udara, seperti memonitor kandungan solven dari air limbah atau
SO2 di cerobong pembuangan pabrik asam sulfat.
3. Pengendalian
operasi purifier (pemurnian seperti kolom destilasi.
4. Membunyikan
alarm saat uap beracun atau mudah terbakar terdeteksi pada pabrikaromatik atau
keton.
5. Memonitor
kebocoran pada sistim vakum dan peralatan proses.
v Spektofotometer Visibel
Salah satu contohnya adalah pada analisa kadar protein terlarut (soluble
protein). Protein terlarut dalam larutan tidak memiliki warna. Oleh karena
itu, larutan ini harus dibuat berwarna agar dapat dianalisa. Reagent yang biasa
digunakan adalah reagent Folin.Saat protein terlarut direaksikan dengan Folin
dalam suasana sedikit basa, ikatan peptide pada protein akan membentuk senyawa
kompleks yang berwarna biru yang dapat dideteksi pada panjang gelombang sekitar
578 nm. Semakin tinggi intensitas warna biru menandakan banyaknya senyawa
kompleks yang terbentuk yang berarti semakin besar konsentrasi protein terlarut
dalam sample.
v Spektrofotometer Infra Red
(IR)
1.
Memonitor uap berbahaya
Misalnya untuk menganalisis uap aseton, instrumen dapat dikalibrasi
terhadap batas bawah eksplosif dapat dapat digunakan untuk membunyikan alarm.
2.
Pada cerobong gas di regenerator
Pengukuran adalah pada kandungan CO. Setetes kandungan CO dapat di
indikasi dalam beberapa detik oleh analiser IR sehingga lebih sensitive
penggunaannya dibanding dengan temperatur indikator.
3.
Mengukur Isobutana dalam
pabrik alkilasi
Hilangnya isobutana yang berbahaya dalam fraksionator merupakan hal
yang penting. Analiser IR dapat merekam jumlah Isobutana dalam aliran
hidrokarbon komplek secara akurat. Idealnya isobutana haruslah nol ketika
analiser IR mengindikasi beberapa persen isobutana, langkah- langkah untuk daur
ulang atau menyipanproduk dapat dilakukan sampai kondisi normal tercapai kembali.
4.
Produksi etilena dan butadiene
Analiser digunakan untuk memonitor konsentrasi dan kemurnian rendah
dan tinggi dari etile dan butadiene
5.
Sintesa ammonia
Analiser IR digunakan untuk mengukur CO, CO2, dan CH4
dari aliran pembakar gas alam untuk sintesa amonia.
DAFTAR PUSTAKA