Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
ANALISIS UNSUR Si, Cu DAN Cr HASIL LINDI LEBURAN PASIR ZIRKON DENGAN METODE SPEKTROGRAFI EMISI Aryadi dan Sajima
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN ABSTRAK ANALISIS UNSUR Si, Cu, DAN Cr. HASIL LINDI LEBURAN PASIR ZIRKON DENGAN METODE SPEKTROGRAFI EMISI. Telah dilakukan analisis unsur Si, Cu, dan Cr di dalam cairan hasil lindi leburan pasir zirkon dengan metode spektrografi emisi. Dibuat larutan standar campuran Si, Cu, dan Cr dengan berbagai variasi konsentrasi ( 1, 4, 10, 20, 40, 60, 80, dan 100 ppm ). Masing-masing dipipet sebanyak 20 µl, diteteskan di atas elektroda grafit lalu dikeringkan. Standar dieksitasi dengan sumber arus DC-Arc dan sumber arus Spark. Preparasi cuplikan sama dengan preparasi standar. Masing-masing standar dan cuplikan diamati densitas spektrum Si, Cu, dan Cr serta dibuat kurva kalibrasi standar. Dari data pengamatan diketahui bahwa eksitasi dengan menggunakan sumber arus Spark lebih stabil dibandingkan dengan DC-Arc. Hasil analisis cuplikan cairan hasil lindi peleburan pasir zirkon dengan alat analisis spektrograf emisi menunjukkan bahwa konsentrasi masing-masing unsur Si, Cu, dan Cr berturut-turut adalah 4017 ppm, 498 ppm dan 1,8 ppm. Sedangkan batas deteksi unsur Si, Cu, dan Cr adalah 0,0067; 0,50876; dan 0,93595 ppm. Kata kunci : eksitasi, spektrograf emisi.
ABSTRACT ANALYSIS OF Si, Cu, AND Cr ELEMENTS FROM LEACHING OF ZIRKON SAND FUSION WITH EMISSION SPEKTROGRAPH METHOD. Analysis of silicon element in solution resulted from leaching zircon sand fusion was carried out. Standard solution of Si, Cu, and Cr was prepared ( 1, 4, 10, 20, 40, 60, 80, dan 100 ppm). Each standard solution of about 20 µl was dropped on graphite electrode and dried. Standard was excited with DC-Arc source and AC-Spark source. Standard and samples preparation was done with the same method. Spectra of Si, Cu, and Cr was observed their densities. Standard calibration curve was made by calculating Si, Cu, and Cr densities. It was found that excitation with AC-Spark was more stable than DC-Arc. The analysis result showed that concentration of elements as Si, Cu, and Cr were 4017, 498, and 1.8 ppm and detection limits for each elements of Si, Cu, and Cr were 0.0067, 0.50876, and 0.93595 ppm. Keywords : excitation, emission spectrograph
I. PENDAHULUAN Zirkon adalah logam yang berwarna
dalam pasir zirkon, yang merupakan hasil samping dari Timah Tbk. Bangka.
putih abu – abu keperakan, dalam susunan
Logam Zirkonium atau paduan logam
berkala unsur – unsur berada pada golongan
zirkonium merupakan bahan yang sangat
IV dengan nomor atom 40 dan berat atom 91,22. Unsur Zr diketahui banyak terdapat
diperlukan untuk industri nuklir maupun non nuklir.
Dalam
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
industri
modern,
logam
26
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
zirkonium banyak kegunaannya karena sifat
ISSN : 1978-9971
2. Proses Kering
zirkonium merupakan kombinasi dari sifat
Proses ini meliputi peleburan, klorinasi,
fisis, kimia, dan nuklir yang sangat unik.
pemurnian, dan reduksi.
Penggunaan dalam industri sangat bervariasi mulai dari bidang elektronik, kedokteran, permesinan,
komponen
logam,
industri
Kedua proses di atas masing-masing mempunyai
kelebihan
Proses
perkembangan
dalam
sederhana, dikerjakan pada suhu rendah
menyebabkan
makin
penggunaan
zirkonium
nuklir
bertambahnya sebagai
bahan
prosesnya
kekurangan.
logam untuk tabung tekan dan pipa. Adanya energi
basah
dan
tetapi prosesnya
relatif
panjang,
lebih
membutuhkan
banyak bahan, dan menghasilkan banyak
kelongsong elemen bahan dalam reaktor.
limbah. Pada proses kering, prosesnya lebih
Kegunaan logam zirkonium dalam teknologi
pendek, dikerjakan pada suhu tinggi, sedikit
nuklir adalah sebagai bahan kelongsong pada
alat, bahan dan limbah dihasilkan juga lebih
reaktor nuklir dan struktur. Hal ini karena
sedikit.
zirkonium mempunyai ketahanan terhadap
Pengolahan
pasir
proses
zirkon
korosi pada suhu tinggi, baik terhadap
metode
berbagai suhu dan konsentrasi. Selain itu,
pemendekan
logam zirkonium juga mempunyai titik lebur
Dengan adanya pemendekan proses ini
yang tinggi dan mempunyai sifat relatif
diharapkan
mudah dibentuk molding.
operasional dan hasil yang
proses
adanya
kering
dengan
dari
merupakan proses
efisiensi
basah.
biaya
meningkat.
Tahapan pengolahan pasir zirkon dengan II. TEORI
metode kering adalah klorinasi, pemurnian, dan reduksi. Pada proses klorinasi, pasir
Di alam, zirkonium biasanya ada didalam pasir zirkon terikat dalam bentuk ZrSiO4 atau ZrO2SiO2 yang tercampur dengan pengotor-pengotor lain. Untuk mengolah pasir zirkon menjadi zirkon murni yang dapat digunakan dalam berbagai keperluan dapat dilakukan dengan beberapa proses yaitu : 1. Proses Basah
zirkon dan karbon dicampur dan dimasukkan kedalam reaktor khlornisasi dan dipanaskan pada suhu kurang lebih 900oC sambil dialiri gas Cl2. Pada proses ini hasilnya masih rendah. Pada penelitian yang lalu telah dilakukan satu tahapan proses sebelum dilakukan yaitu pemanasan pasir zirkon pada suhu 1800oC. Zirkon dan karbon dicampur
Pada proses ini dilakukan beberapa tahap
dan dipanaskan pada suhu 1800oC, sehingga
yaitu peleburan, pelindian, pemekatan,
didapatkan hasil zirkon karbida ZrC.
pengkristalan, pemurnian, dan kalsinasi.
ZrSiO4 + 4C ZrC + SiO + 3CO
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
27
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
Silikon oksida (SiO2) berbentuk gas
ISSN : 1978-9971
5. Reduksi parsial
bewarna putih yang menguap dan menyublim
6. Ekstraksi bertingkat
menjadi silikon dioksida (SiO2).
7. Ion Exchange
Pemanasan pasir zirkon dikerjakan
8. Adsorpsi
dalam tungku busur listrik. Tungku pemanas ini terdiri dari 2 bagian yang penting yaitu
Zirkonium komersil mengandung 1-
pembangkit listrik (trafo) dan pembangkit
3% hafnium. Zirkonium memiliki absoprsi
panas (elektrode). Prinsip kerja dari alat ini
neutron cross-section yang rendah sehingga
adalah bila kutub positif dan kutub negatif
digunakan untuk aplikasi energi nuklir. Pusat
didekatkan pada jarak tertentu akan terjadi
pembangkit
loncatan elektron yang berupa busur listrik.
mengkonsumsi
Busur ini merupakan sumber panas yang
Reaktor-reaktor
akan digunakan pada tungku pemanas. Agar
sekarang ini dibuat, dapat menggunakan
busur listrik selalu terjadi, jarak elektrode ke
setengah juta kaki pipa campuran logam
bahan baku harus diatur sedemikian rupa
zirkonium.
listrik
nuklir
90%
sekarang
logam
nuklir
ini
zirkonium.
komersil
yang
sehingga tidak terlalu dekat maupun tidak
Zirkonium dapat menyerap panas yang
terlalu jauh. Jika terlalu dekat akan terjadi
lebih rendah sehingga industri tenaga nuklir
hubungan singkat sementara dan jika terlalu
menggunakan
jauh tidak akan terjadi busur .
reaktor nuklir sebagai pemantul. Logam
Mineral
utama
yang
mengandung
zirkonium
dalam
mengisi
Zirkonium digunakan dalam teras reaktor
unsur zirkonium adalah zirkon/zirkonium
nuklir
karena
tahan
silika (ZrO2.SiO2) dan baddeleyit/zirkonium
menyerap neutron.
korosi
dan
tidak
oksida (ZrO2). Kedua mineral ini dijumpai
Pada proses pemurnian zirkon melalui
dalam bentuk senyawa dengan hafnium.
berbagai tahapan antara lain peleburan,
Keberadaan unsur zirkonium selalu dibarengi
pelindian,
dengan hafnium, karena kedua unsur tersebut
sebagainya. Pada tahapan proses pelindihan
mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip.
dimaksudkan
Untuk memperoleh kemurnian ZrO2, maka
mengurangi kadar silikon yang banyak
harus
terdapat pada pasir zirkon dan unsur Cu dan
dilakukan
zirkonium
dan
pemisahan. hafnium
beberapa cara antara lain :
4
1. Pengendapan bertingkat
Pemisahan
dapat
melalui
ekstraksi,
kalsinasi
untuk
dan
lain
menghilangkan/
Cr yang kemungkinan terdapat di dalamnya. Alat yang digunakan untuk analisis tersebut adalah Spektrograf Emisi
2. Kristalisasi bertingkat
Spektrograf Emisi adalah alat analisa
3. Distilasi bertingkat
yang
telah
lama
4. Dechlorinasi fase uap
penemuan Bunsen dan Kirchoff (1860)
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
dikembangkan
sejak
28
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
bahwa garam-garam logam didalam nyala
garis spektra secara fotometri pada plat atau
menghasilkan spektrum berwarna. Warna
film fotografi.
spektrum tersebut adalah karakteristik untuk setiap unsur logam.
Analisa spektrograf emisi termasuk analisa
komparatif,
untuk
manentukan
Spektrograf yang dilengkapi pencatat
konsentrasi suatu unsur di perlukan standart
automatik mampu menentukan unsur secara
pembanding. Komposisi cuplikan sejauh
serempak dalam waktu hanya beberapa
mungkin mirip dengan komposisi standar
menit. Untuk analisa kuantitatif, spektrograf
pembanding untuk menghindari pengaruh
emisi mampu menentukan unsur logam
matrix terhadap unsur yang di tentukan.
kurang dari 0,001% dan beberapa unsur
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
bukan logam seperti : P, Si, As, C, dan B
mengetahui efektifitas pelindian pasir zirkon
yang terkandung didalam beberapa mg
setelah melalui proses peleburan. Hal ini
cuplikan.
dapat diketahui apabila kadar Si di dalam
Analisa kuantitatif metode spektrografi
larutan pada proses pelindian telah dianalisis.
emisi umumnya memerlukan sedikit bahan
Disamping unsur Si, dianalisis pula unsur Cu
kimia serta waktu analisa lebih singkat dari
dan Cr yang kemungkinan ada di dalam
pada metode kimia larutan. Untuk keperluan
larutan
rutin, metode analisa spektrografi emisi lebih
digunakan
menguntungkan dari pada metode kimia
dimaksudkan
larutan.
menganalisis secara serempek unsur Si, Cu
Rangkaian kejadian di dalam analisa spektrograf
emisi
secara
singkat
tersebut.
Pada
metode
penelitian
spektrografi
bahwa
alat
ini
ini emisi
mampu
dan Cr hingga orde ppm.
dapat
dinyatakan sebagai berikut: Di dalam sistem eksitasi terjadi transisi
III. TATA KERJA
atom yang terdapat dalam cupilkan ke
Alat :
keadaan gas C N; transisi sejumlah atom
a. Spektrograf Emisi,
yang terdapat dalam cuplikan ke keadaan gas
b. Densitometer.
ke keadaan tereksitasi N N kemudian
c. Neraca analitik Sartorius
terjadi perubahan tenaga eksitasi menjadi
d. Peralatan gelas laboratorium (labu takar, pipet volum, dll)
radiasi garis spektra N 1 ; Pengubahan
radiasi
garis
spektra
e. Lampu Pemanas.
menjadi besaran yang dapat diukur 1 T1. di dalam praktek, besaran T1 dapat di tentukan dengan cara mengukur densitas
Bahan : a. Elektroda Grafit ( National type ASTM ). b. Standar Si, Cu, dan Cr 1000 ppm
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
29
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
c. Larutan Developer D-19
Kondisi operasi untuk sumber arus DC-Arc
d. Larutan Fixer kodak F5
Gratting
: 540 groves/mm
e. Alkhohol
Sunber Arus
: DC-Arc
f. Aquadest
Besar Arus
: 11 Ampere
g. Aceton
Pre Burn
: 0 detik
h. Cuplikan
Exposure
: 35 detik
Jarak Elektrode : 2 mm Cara ara Kerja :
Slite
Persiapan larutan standar campuran Si, Cu, dan Cr
b. Eksitasi standar dan cuplikan dengan
: 15 µm
menggunakan sumber arus Spark Membuat larutan standar Si, Cu, dan Cr dengan variasi konsentrasi 1, 4, 10, 20, 40, 60, 80, dan 100 ppm dari standar induk masing-masing 1000 ppm dengan pengencer aquadest Masing-masing standar diteteskan
Kondisi operasi untuk sumber arus Spark: Gratting
: 540 groves/mm
Sunber Arus
: Spark
Variasi Arus
: 6, 7, 8, 9, 10, 11 Ampere
di atas elektroda sebanyak 20 µl lalu Pre Burn
dikeringkan di bawah lampu pemanas.
: 0 detik
Variasi Exposure : 15, 20, 25, 30, 35, 40 detik
Persiapan Cuplikan Cuplikan yang akan dianalisis adalah Na3SiO3 yang merupakan hasil lindi leburan pasir zirkon yang berbentuk cair. Jumlah cuplikan ada 3(tiga) yaitu hasil lindi ke-1, ke2
dan
ke-3.
Masing-masing
Jarak Elektrode
: 2 mm
Slite
: 15 µm
Eksitasi dilakukan secara berurutan dari standar hingga ke cuplikan
cuplikan
diencerkan menjadi 10x ; 50x dan 100x
c. Pencucian Film Fotografi Untuk mengamati spektrum unsur Si, Cu,
pengenceran dan tanpa pengenceran. dipipet
dan Cr serta dapat dianalisis secara
sebanyak 20 µl menggunakan mikropipet lalu
kualitatif dan kuantitatif, maka film harus
diteteskan di atas elektroda dan dikeringkan
dicuci terlebih dulu (proses fotografi)
di bawah lampu pemanas.
sebagai berikut :
Masing-masing
cuplikan
- Direndam di dalam larutan developer Eksitasi Standar dan cuplikan dengan alat
selama 45 detik
Spektrografi Emisi
- Dibilas air
a. Eksitasi standar dan cuplikan dengan
- Direndam di dalam fixer selama 3
menggunakan sumber arus DC-Arc.
menit
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
30
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
- Dicuci dengan air mengalir
berfungsi untuk mengukur densitas/kerapatan
- Dikeringkan tanpa pemanasan (pada
spektrum
suhu kamar)
unsur
tertentu
pada
panjang
gelombang tertentu dan pada konsentrasi tertentu pula.
d. Pengukuran densitas spektrum Si, Cu, dan Cr
Untuk memulai percobaan terlebih dahulu
dilakukan
pengukuran
ketebalan
Film hasil proses fotografi diamati
unsur standar dan keluaran angka yang
secara kualitatif dan kuantitatif dengan
dihasilkan adalah persen transmitansi. Dari
alat
persen transmitansi ini diubah menjadi
densitometer.
Analisis
kualitatif
dengan cara membandingkan spektrum
intensitas (I) dengan rumus sebagai berikut :
unsur di dalam film dengan master plate
I = Log
yang ada pada alat densitometer. Analisis
1 T
mengukur
Setelah semua transmitansi spektrum unsur
densitas/kerapatan garis spektrum Si, Cu,
standar diubah menjadi intensitas, lalu dibuat
dan Cr baik standar maupun cuplikan
kurva kalibrasi standar yaitu intensitas lawan
pada panjang gelombang tertentu
konsentrasi.
kuantitatif
dengan
cara
diketahui
menghitung
kurva
persamaan
tersebut
garis
linier
dapat yang
dipergunakan untuk menghitung konsentrasi
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk
Dari
konsentrasi
cuplikan.
cuplikan yang dianalisis, maka diperlukan standar pembanding dimana standar tersebut telah
diketahui
konsentrasinya
dan
densitas/transmitansinya dapat diukur dengan densitometer. Cuplikan yang dianalisis dapat diketahui
konsentrasinya
setelah
kita
bandingkan melalui kurva standar dengan standar
pembanding
setelah
densitas
spektrumnya diukur terlebih dahulu dengan alat densitometer. Alat densitometer ini
A. Pengamatan transmitansi spektrum standar Si, Cu, dan Cr menggunakan sumber arus DC-Arc Pada percobaan pertama, eksitasi menggunakan sumber arus DC-Arc. Hasil pengamatan dan pengukuran densitas dengan menggunakan alat densitometer didapatkan nilai persen transmitasi yang kemudian di ubah menjadi nilai intensitas dan dapat dilihat pada Tabel 1.
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
31
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
Tabel 1. Intensitas spektrum standar unsur Si, Cu, dan Cr dengan menggunakan sumber arus Dc-Arc.
Si Transmitansi (%T)
Standar (ppm)
Intensitas (I)
Cu Transmitansi Intensitas (%T) (I)
Cr Transmitansi Intensitas (%T) (I)
1
71,4
0,146302
84,2
0,074688
76,2
0,118045
4
65,1
0,186419
70,4
0,152427
68,2
0,166216
10
81,7
0,087778
69,2
0,159894
73,2
0,135489
20
74,2
0,129596
50,3
0,298432
64,2
0,192465
40
68,5
0,164309
40,9
0,388277
55,9
0,252588
60
67,6
0,170053
43,2
0,364516
42,2
0,374688
80
56,1
0,251037
34,1
0,467246
43,2
0,364516
100
51
0,29243
20,2
0,694649
32,3
0,490797
Dari Tabel 1. dibuat kurva kalibrasi
eksitasinya
tidak
merata
dan
kurang
standar Si, Cu, dan Cr konsentrasi dalam ppm
sempurna, maka penelitian harus dicoba lagi
lawa intensitas.(lihat Gambar 2).
dengan menggunakan sumber arus yang lain yaitu dengan sumber arus spark.
Si
0,8
Intensitas
0,7
B. Pengamatan transmitansi spektrum standar Si, Cu, dan Cr menggunakan sumber arus Spark.
Cu
0,6
Cr
0,5 0,4 0,3
Hasil pengamatan dan pengukuran
0,2 0,1
densitas spektrum standar dan cuplikan Si,
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Konsentrasi (ppm )
Cu dan Cr dengan menggunakan sumber arus Spark dapat dilihat pada Tabel 2. Dari data
Gambar 2. Kurva standar Si, Cu, dan Cr dengan sumber arus DC-Arc
pada Tabel 2 tersebut dibuat kurva kalibrasi dari masing-masing unsur untuk mengetahui
Dari Gambar 2 dapat dilihat bahwa kurva standar dari ketiga unsur tersebut yaitu Si, Cu, dan Cr menunjukkan kurva tidak
linieritas dan persamaan garis linier yang dipergunakan untuk menghitung kadar unsur di dalam cuplikan
linier/tak beraturan. Hal ini dimungkinkan karena nyala api pada saat eksitasi hanya tetuju pada satu titik sehingga proses
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
32
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
Tabel 2. Intensitas spektrum unsur Si, Cu, dan Cr dengan menggunakan sumber arus Spark. Standar (ppm) 1
Si Transmitansi (%T) 87,5
Intensitas (I) 0,0579
Cu Transmitansi Intensitas (%T) (I) 75,3 0,1232
Cr Transmitansi (%T) 78,6
Intensitas (I) 0,1045
4
84,7
0,0721
71,6
0,1450
75,2
0,1237
10
77,2
0,1123
66,5
0,1771
71,3
0,1469
20
68,3
0,1655
62,6
0,2034
64,2
0,1924
40
54,5
0,2636
48,4
0,3151
51,7
0,2865
60
45,5
0,3419
38,7
0,4122
42,2
0,3746
80
38,2
0,4179
30,3
0,5185
35,2
0,4534
100 Cupl p50x Cupl p10x Cupl p1x
32,4
0,4894
24,2
0,6161
29,4
0,5316
37,9 *) *)
0,421 -
70,5
0,1518
74,2
0,1295
Cuplikan teramati pada pengenceran 50 x. Jadi kadar Si di dalam cuplikan adalah 50 x 80,34091 ppm = 4017,045 ppm 4017 ppm Cu
0,7
Intensitas
0,6
Gambar 3. Kurva kalibrasi standar Si pada panjang gelombang 2516,11 Å
Linear (Cu)
0,5 0,4
y = 0,0049x + 0,1227
0,3
R2 = 0,9995
0,2 0,1 0 0
Dari Gambar 3 didapatkan persamaan garis untuk unsur Si adalah Y=0,0044x + 0,0675, maka konsentrasi Si di dalam cuplikan
dapat
yaitu
100
Gambar 4. Kurva kalibrasi standar Cu pada panjang gelombang 2824,37 Å
dengan
Kurva kalibrasi standar Cu (Gambar 4)
memasukkan intensitas cuplikan Si di dalam
di dapatkan persamaan garis linier y =
persamaan tersebut. Intensitas cuplikan Si
0,0049x + 0.1227, sedangkan intensitas
terukur = 0,421252 pada pengenceran 50 x.
spektrum unsur Cu adalah 0,152. Dengan
Sehingga :
demikian konsentrasi Cu di dalam cuplikan
Kadar.Si
dihitung
50 Konsentrasi (ppm)
0,421 0,0675 = 80,34091 0,0044
dpat dihitung dan hasilnya adalah 498 ppm.
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
33
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
di dalam cuplikan adala 0,114 maka dengan Cr
0,6
Intensitas
menggunakan persamaan tersebut konsentrasi
y = 0,004x + 0,1223 R2 = 0,9958 Linear (Cr)
0,5 0,4
Cr dapat dihitung dan hasilnya adalah 1,8 ppm.
0,3
Hasil analisis cuplikan cairan hasil
0,2
lindi
0,1
peleburan
pasir
zirkon
dengan
menggunakan alat analisis spektrograf emisi
0 0
50 Konsentrasi (ppm )
masing-masing unsur Si, Cu, dan Cr adalah
100
sebagai berikut 4017 ppm, 498 ppm dan 1,8 ppm.
Gambar 5. Kurva kalibrasi standar Cr pada panjang gelombang 2835,63 Å Sedangkan dari Gambar 5 di dapatkan persamaan kurva kalibrasi standar Cr yaitu y = 0,004 + 0,1223 dan intensitas spektrum Cr
Tabel 3. Perhitungan batas deteksi unsur Si panjang gelombang () 2516,11 Å Konst.
Intensitas
Y
(Y-)2
1
0,0579
0,0719
0,000196
4
0,0721
0,0851
0,000169
10
0,1123
0,1115
6,4E-07
20
0,1655
0,1555
1E-04
40
0,2636
0,2435
0,00040401
60
0,3419
0,3315
0,00010816
80
0,4179
0,4195
2,56E-06
100
0,4894
0,5075
Sy/x
Yid
Xid
0,01476
0,11179
1,0067
0,00032761
0,00130798
Y = Intensitas sebenarnya (dari persamaan regresi)
Sy/x
=
( y ) 2 (n 2)
Yid = b + 3 Sy/x X1d =
Yid b = batas deteksi minimum a
Jadi batas deteksi unsur Si panjang gelombang () 2516,11 Å adalah 1,0067 ppm
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
34
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
Dengan menggunakan humus yang
Nuclear Material Devision, Pakistan Institute of Nuclear Science Technology, Nilore, Rawalpindi, 1977.
sama, maka batas deteksi unsur Cu dan Cr dapat dihitung. Dari perhitungan dihasilkan
5.
RUKIHATI, Diklat Keahlian Dasar Bidang Tenaga Atom : Spektrografi Emisi, PUSDIKLAT-BATAN, Jakarta, 1986.
6.
WEAST C. ROBERT, 1975 - 1976, Handbook of Chemistry and Physics, 56st Edition, The Chemical Rubber Co.
bahwa batas deteksi unsur Cu adalah 0,50876 ppm dan unsur Cr adalah 0,93595 ppm.
V. KESIMPULAN Hasil analisis unsur Si, Cu, dan Cr
ISSN : 1978-9971
TANYA JAWAB
dalam fase cair, menunjukkan bahwa sumber arus Spark lebih tepat digunakan daripada sumber arus DC-Arc, karena arus spark nyala api lebih stabil sehingga linieritas
kurva
kalibrasi stándar lebih baik sehingga hasil analisisnya lebih akurat. Hasil analisis cuplikan cairan hasil lindi
peleburan
pasir
zirkon
dengan
menggunakan alat analisis spektrograf emisi masing-masing unsur Si,
Cu, dan Cr
berturut-turut adalah 4017, 498, dan 1,8 ppm. Sedangkan batas deteksinya unsur Si, Cu, dan Cr adalah 0,0067; 0,50876; dan 0,93595 ppm.
DAFTAR PUSTAKA 1.
LUSTMANT, B., and KERZE, F., JR, The Metallurgy of Zirconium, First Edition, Mc Graw Hill Book, Co.Inc, New York, 1955.
2.
BENEDICT, M., PICFORD, TRH and LEVI, AW, Zirconium and Hafnium, Nuclear Chemical Engineering. 1981.
3.
PERRY, RH., and CHILTON, C.H., Chemical Engineering Hand Book, Mc. Graw Hill, Kogakusha, LTS, Tokyo, 1973.
4.
ANWAR MUSAFAR, Production of Hafnium free Zr Tetra Chloside,
1. Penanya: Puji Widayati - PRR Pertanyaan: - Penggunaan alat spektrograf emisi biasanya menggunakan sampel serbuk, tetapi pada penelitian ini menggunakan sampel cair, apakah ada perbedaan yang bermakna dari hasil pengukuran yang dihasilkan? - Faktor apa yang mempengaruhi batas deteksi sehingga menghasilkan batas deteksi yang berbeda dari ketiga unsur yang ditentukan? Jawaban: Aryadi - Sebetulnya tidak ada perbedaan hasil yang signifikan karena serbuk dan cairan menggunakan sumber arus yang berbeda yaitu DC-Arc dan Spark. - Batas deteksi masing-masing unsur berbeda karena sensitivitas tiap-tiap unsur juga berbeda. Hal ini dikarenakan titik didih atau lebur yang berbeda-beda. 2. Penanya: Nazaroh - PTKMR Pertanyaan: - Apa yang akan saudara lakukan, jika hasil pengukuran lebih dari ketentuan BAPETEN? - Hasil pengukuran tidak mencantumkan ketidakpastian, kenapa? - Sebaiknya dicantumkan, karena pembaca akan tahu deviasi/ ketidakpastian pengukuran tersebut?
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
35
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Fungsional Pengembangan Teknologi Nuklir V Jakarta, 14 Desember 2010
ISSN : 1978-9971
Jawaban: Aryadi - hasil analisis yang saya lakukan tidak saya laporkan ke BAPETEN, tapi saya laporkan ke bagian proses. - Ketidakpastian memang belum dicantumkan karena metode ini belum divalidasi. - Untuk penelitian selanjutnya dilakukan validasi dengan mencantumkan beberapa faktor validasi, yang selanjutnya dapat ditentukan besarnya nilai ketidakpastian.
Pusat Teknologi Keselamatan dan Metrologi Radiasi – Badan Tenaga Nuklir Nasional
36