KE DAFTAR ISI ISSN 0216 - 3128
56
PEMUTAKHIRAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UNTUK UJI SILIKAT DALAM ATR
Samin, dkk.
UV-VIS
Samin dan Susanna T.S. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
ABSTRAK PEMUTAKHIRAN METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS UNTUK WI SILIKAT DALAM ATR. Telah dilakukan pemutakhiran metode ana/isis silikat dalam contoh air tangki reaktor (ATR) secara spektrofotometri. Pemutakhiran metode ini menggunakan modifikasi metode standar 4500-Si01 D. Heteropoly Blue Method. Modifikasi terutama pada penggantian asam aminonaflolsulfonat dengan asam askorbat yang bertujuan untuk memperoleh limit deteksi yang lebih kecil dari 50 ppb dan kemudahan prosedur preparasinya. Vji unjuk kerja dilakukan dengan menentukan optimasi kondisi analisis meliputi panjang gelombang maksimum, waktu kestabilan, konsentrasi reduktor, dan konsentrasi pengompleks. Selain itu juga dipelajari pengaruh matriks ion fosfat dan kromat, penentuan limit deteksi met ode, validasi metode pada analisis contoh ATR. Vntuk mengetahui panjang gelombang maksimum (A.mak.J dilakukan pengukuran pada 550 - 900 nm, waktu kestabilan kompleks dilakukan tiap 5 men it dimulai dari menil ke-2 sampai 35, variasi konsentrasi reduktor adalah 1,425. [(r1 M, 2,850. [(r1 M, 4,275./0,1 M, 5.700.10'1 M. dan 7,125./(r1 M, sedangkan variasi konsentrasi pengompleks yaitu 0,06 M, 0,07 M, 0,08 M, 0,09 M, dan 0,10 M. Variasi penambahan ion fosfat adalah 2,95 ppm, 5,90 ppm, 8,85 ppm, 11,80 ppm dan 14.75 ppm, sedangkan ion kromat yang ditambahkan adalah 29,5 ppb, 59,0 ppb, 88,5 ppb.l18,O ppb dan 147,5 ppb. Validasi metode dilakukan menggunakan standar Spectrosol. Optimasi kondisi analisis yang diperoleh adalah panjang gelombang maksimum (A.mak.J pada 813 nm, waktu kestabilan pada 25 menit, konsentrasi reduktor 2,850. [(r1 M, dan konsentrasi pengompleks 0,09 M. Penambahan ion fosfat mulai berpengaruh pada konsentrasi 14.75 ppm, sedangkan penambahan ion kromat tidak berpengaruh pada hasil analisa silikat. Limit deteksi metode (MDL) diperoleh 2,2 ppb dengan RSD (deviasi standar relatif) 0,479 %, rekoveri 103,326 %, dan galat relatif -3,253 %. Hasil validasi metode menggunakan standar Spectrosol adalah rekoveri 98,457 %, RSD 2,853 %, D 1,90 %, bias -0,0046 dan presisi 0,0119. Hasil analisis silikat dalam ATR Reaktor Kartini yaitu 280,10 ± 7,80 ppb dengan RSD 1,392 %.
ABSTRACT UPDATING OF THE SPECTROPHOTOMETRY METHOD OF SILICATE IN THE REACTOR TANK WATER. The updating spectrophotometry method of silicate in the Reactor Tank Water by using modified standard method 4500-Si01 D Heteropoly Blue Method has been done. The main modification was substitution of aminonaflholsulfonic acid by ascorbic acid, with the aims to obtain detection level that less than 50 ppb and to make the preparation procedure more easy. The test was done by determining the optimum condition covering maximum wavelength, stability time, reductor concentration, and complexing reagent concentration. Test of phosphate and chromate ions matrix influence, detection level determination of method, validation of method were also done. The maximum wavelength has been determined in the range 550 - 900 nm, variation of complex stability time was every 5 minutes from ]'1<1 until 35'h minutes, variation ofreductorconcentration werel.425x1rr1 M, 2.850xlrr1 M, 4.275x10,l M, 5.700x1rr1 M, and 7.125xlrr1 M, whereas variation of complexing reagent concentration were 0.06 M, 0.07 M, 0.08 M, 0.09 M, and 0.10 M. Test of phosphate and chromate ions matrix influence has been done by adding of phosphate ion concentration of2.95 ppm, 5.90 ppm, 8.85 ppm, 11.80 ppm and 14.75 ppm, and the chromate concentration were 29.5 ppb, 59.0 ppb, 88.5 ppb, 118.0 ppb and 147.5 ppb. Validation of method was tested by using standard from Spectrosol. The research results showed that A.me/x at 813 nm, complex stability time at 25 minutes, reductor optimum concentration 2.850xlrr1 M, and optimum complexing reagent concentration 0.09 M. Adding of 14. 75 ppm phosphate influenced the silicate determination, while adding of chromate in vary concentration did not influence it. The method detection limit (MDL) was 2.2 ppb with RSD (Relative Standard Deviation) was 0.479 %, recovery was 103.326 %, and D (difference) was -3.253 %. The method validation test using standard ofSpectrosol resulted in the recovery of98.457 %, RSD of2.853 %, D of 1.90 %, bias of -0.0046 and precision of 0.0119. Determination of silicate in RTW of Kartini Reactor using that method yielding 280.10 ± 7.80 ppb with RSD of 1.392 %.
PENDAHULUAN Pengelolaan perangkat nuklir degradasi merupakanstruktur salah satu usaha untuk mencegah material
sehingga
perangkat
dapat dioperasikan dengan aman. Monitoring terhadap parameter kualitas kimia air harus dilakukan secara kontinyu agar diperoleh informasi cepat tentarig kondisi kualitas air baik air produksi
nuklir tersebut Prosldlng PPI • PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
Samin, dkk.
ISSN 0216 - 3128
yang akan digunakan sebagai air make-up ataupun air tangki reaktor. Aspek kimia air tangki reaktor (A TR) merupakan suatu hal yang perlu dicermati meskipun ATR telah menggunakan air bebas mineral, tetapi pada kenyataannya serangan korosi terhadap tangki reaktor masih tetap berlangsung. Kondisi ini terlihat dalam keadaan operasi reaktor dimana selalu terjadi perbedaan harga konduktivitas antara air yang masuk dan yang keluar dari sistem pemumian ATR. Oengan sistem pemumian ini maka kondisi kualitas ATR dapat dipertahankan sesuai dengan persyaratan LAK (Laporan Analisis Keselamatan). Saat ini persyaratan kualitas kimia ATR sesuai LAK di reaktor Kartini adalah pH : 5,5 - 6,5, konduktivitas listrik 0,2-0,5 JlS/cm, dan konsentrasi unsur-unsur kelumit Na, Si, Ca dan Mg masing-masing < I ppm(l). Kelongsong bahan bakar reaktor Kartini terbuat dari baja tahan karat 304 untuk tipe 104 dan aluminium II OOfuntuk tipe 102. Komposisi baja tahan karat 304 adalah: C ;; 0.08 %; Si = 0,99 %; Mn = 1,99 %; Cr ;; 19,99 %; Ni;; 11,99 %; p;; 0,04 %; S = 0,03 % dan Fe = 64,89 % sedangkan komposisi aluminium 1I00f adalah Si ;; 1,00 %; Fe = 1,00 %; Cu = 0,20 %; Mn = 0,05 %; Zn = 0, I0 % dan AI;; 97,64 %(2). Logam Si termasuk salah satu komponen penyusun tangki reaktor sehingga kemungkinan dapat terkorosi dan menghasilkan produk korosi yang ada dalam reaktor Kartini. Analisis logam Si dapat dilakukan dengan berbagai metode. Basuki, dkk (3) telah melakukan monitoring terhadap kandungan Si dalam ATR sistem pendingin primer reaktor Kartini dengan menggunakan metode FAAS dengan limit deteksi 6,51 ppm dan dilaporkan bahwa kandungan Si tidak terdeteksi. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk analisis logam Si dalam konsentrasi yang sangat kecil (kelumit) adalah metode spektrofotomctri UV-Vis. Metode ini mempunyai beberapa keunggulan antara lain alatnya cukup sederhana, mudah dioperasikan, cepat dan biaya tidak mahal, sedangkan kelemahan metode ini karena sifatnya untuk multiunsur sehingga faktor interferensi dari unsur-unsur lain sangat berpengaruh, pemilihan panjang gelombang dan pH larutan juga tidak mudah, disamping itu diperlukan perlakuan awal terhadap sampel dan standar yang biasanya memakan waktu cukup lama karena harus dipilih bahan pengompleks yang tepal. Pada penelitian ini dilakukan pemutakhiran metode dengan modifikasi metode standar 4500Si02 0 Heteropoly Blue Method. Modifikasi terutama pada penggantian asam aminonaftolsulfonat dengan asam askorbat sebagai pereduksinya. Hal ini bertujuan untuk memperoleh limit deteksi yang lebih kecil dari 50 ppb dan prosedur preparasinya menjadi lebih mudah.
57
Menurut EI-Sayed, et.al (4) pad a penentuan silikat menggunakan asam askorbat memberikan hasil yang lebih baik jika dilihat dari waktu, sensitivitas, selektifitas dan limit deteksi nya.
TAT A KERJA Bahan Larutan standar Si 1000 ppm, fosfat 1000 ppm dan kromat 1000 ppm (Spectrosol buatan p.a, BOH), (NH4)6Mo7024.4 H20 p.a., C2Hg06 C2H202.2H20 p.a, HCI 37 % p.a, NaOH p.a, HF p.a., HCI04 p.a (semua buatan E Merck), HN03 supra pure, akuatrides. Alat Seperangkat alat spektrofotometer Double Beam, Shimadzu 160 I, pH meter 430, neraca analitik Mettler tipe PE 360, gelas laboratorium, botol plastik, botol pengaduk magnit, kompor listrik.
UV -Vis Corning alat-alat semprot,
Cara kerja
A. Pembuatan larutan pereak. ••i a.
Larutan NaOH 5 M Oitimbang 109 kristal NaOH, dimasukkan ke dalam labu takar 50 mL kemudian dilarutkan dengan akuatrides hingga tanda batas.
b.
Larutan
HCI 1: 1
Ke dalam labu takar 50 mL dimasukkan 25 mL HCI pekat, diencerkan dengan akuatrides tanda batas. c.
Larutan
sampai
bufer oksalat 0,69 M
Oitimbang 8,699 g kristal C2H2022H20, dimasukkan ke dalam labu takar ukuran 100 mL, kemudian ditambah akuatrides hingga tanda batas. d.
Larutan amonium molibdat Oibuat larutan induk amonium molibdat 0, I M dengan cara ditimbang 12,359 g kristal (NH4)6Mo7024.4H20 p.a., dimasukkan ke dalam beker gelas kemudian dilarutkan dengan 50 mL akuatrides dengan pengadukan dan sedikit pemanasan, setelah larut pH dibuat 7 8 dengan penambahan NaOH 5 M untuk mencegah terjadinya pengendapan, kemudian larutan dipindah ke dalam labu takar 100 mL dan ditepatkan dengan akuatrides hingga tanda
Prosiding PPI • PDlPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
58
ISSN 0216 - 3128 batas.
Dibuat
larutan
amonium
molibdat
I. Diambil 25 mL larutan standar
dengan konsentrasi 0,09, O,OR, 0,07 dan 0,06 M yaitu dengan diambil larutan induk masingmasing sebanyak 9,8, 7 dan 6 mL dimasukkan ke labu ukur 10 mL, ditambah akuatrides sampai tanda batas. e.
Larutan
larutan
induk
asam
askorbat
dengan konsentrasi 0,1425 M dengan cara ditimbang 0,627 g kristal C2Hg06 dimasukkan ke dalam labu takar 25 mL, kemudian dilarutkan dengan akuatrides hingga tanda batas, larutan ini hanya bertahan 24 jam. 2. Dibuat larutan asam askorbat dengan konsentrasi 1,425.10'2 M, 2,850.10'2 M, 4,275.10'2 M, 5,700.10'2 M, dan 7,125.10'2 M yaitu dengan diambil larutan induk sebanyak 0,5 mL, 1,0 mL, 1,5 mL, 2,0 mL, dan 2,5 mL masing masing di masukkan ke labu ukur 5 mL dan ditambah akuatrides sampai tanda batas. f.
Larutan
standar
b.
Larutan
standar
fosfat
c.
kromat
Dibuat larutan standar kromat 10 ppm dari larutan standar kromat 1000 ppm Spectrosol dan larutan standar kromat 1250 ppb dari larutan standar kromat 10 ppm, dan larutan standar kromat 29,5 ppb, 59,0 ppb, 88,5 ppb, 118,0 ppb dan 147,5 ppb dari larutan standar kromat 1250 ppb. h.
Larutan
standar
i.
Larutan
spike
Diambil 0,18 mL larutan standar Si 10 ppm, dimasukkan ke dalam labu ukur 250 mL dan ditambah akuatrides sampai tanda batas.
B. Optimasi analisis Si a.
Penentuan panjang gelombang kompleks Silikomolibdenum
maksimum
kestabilan
kompleks
Optimasi askorbat
konsentrasi
reduktor
asam
I. Dilakukan dengan cara yang sarna seperti pada prosedur di atas, namun dilakukan variasi konsentrasi larutan pereduksi 1,425.10'2 M, 2,850.10,2 M, 4,275.10.2 M, 5,700.10'2 M, dan 7,125.10'2 M pad a panjang gelombang maksimum dan waktu kestabilan optimum hasil penentuan di atas. Percobaan diulang sebanyak 5 kali. 2. Dibuat grafik serapan terhadap konsentrasi reduktor, ditentukan konsentrasi reduktor optimum.
Si
Dibuat larutan standar Si 10 ppm dari larutan standar Si 1000 ppm Spectrosol dan larutan standar Si 0,57 ppm, 0,59 ppm, 0,288ppm, dan 0,342 ppm dari larutan standar Si 10 ppm.
Penentuan waktu Silikomolibdenum
I. Dilakukan dengan cara yang sarna seperti pada prosedur di atas, hanya saja larutan diukur serapannya untuk setiap selang waktu 5 men it, dimulai pada menit ke-2 sampai 35 menit pada panjang gelombang maksimum hasil penentuan di atas. Percobaan diulang sebanyak 3 kali. 2. Dibuat grafik serapan terhadap waktu, ditentukan waktu kestabilan kompleks.
Dibuat larutan standar fosfat 125 ppm dari larutan standar fosfat 1000 ppm Spectrosol dan larutan standar fosfat 2,95 ppm, 5,90 ppm, 8,85 ppm,II,80 ppm dan 14,75 ppm dari larutan standar fosfat 125 ppm. g.
Si 0,57
ppm, dimasukkan ke dalam labu ukur 50 mL, kemudian ditambah 0,5 mL larutan HCI I: 1 dan 1 mL larutan amonium molibdat 0,08 M, didiamkan selama 5 menit. 2. Ditambahkan asam oksalat 0,69 M didiamkan selama 2 menit dan ditambahkan I mL larutan induk asam askorbat 0,1425 M, ditambah akuatrides sampai tanda batas, didiamkan selama 5 rnenit. 3. Diukur serapannya dengan metode scan mode, diulang tiga kali. Interval panjang gelombang yang digunakan adalah 550 900 nm, sehingga diperoleh panjang gelombang maksimum rata-rata.
asam askorbat
I. Dibuat
Samin, dkk.
d.
Optimasi konsentrasi
pengompleks
I. Dilakukan dengan cara yang sarna seperti pada prosedur di ataS' namun dilakukan variasi konsentrasi larutan pengompleks amonium molibdat 0,06 M, 0,07 M, 0,08 M, 0,09 M, dan 0, 10M pada panjang gelombang maksimum dan waktu kestabilan dan konsentrasi reduktor optimum hasil penentuan di atas. Percobaan diulang sebanyak 5 kali.
Prosldlng PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
-
ISSN 0216 - 3128
Samin, dkk.
59
0,69 M, didiamkan selama 2 menit, kemudian ditambahkan 1 mL larutan
2. Dibuat grafik serapan terhadap konsentrasi pengompleks, ditentukan konsentrasi pengompleks optimum. c.
Pengaruh
ion-ion fosfat dan kromat
I. Disiapkan 8 buah labu takar 50 mL, masingmasing diisi dengan larutan standar Si 0,288 ppm, diberi label A, B, C, D, E, F, G, dan H.
2. Ke dalam labu A, B, dan C ditambah I mL akuades, sedangkan pada labu D, E, F, G, dan H ditambah 1 mL larutan kromat dengan konsentrasi 29,5 ppb, 59,0 ppb, 88,5 ppb, 118,0 ppb dan 147,5 ppb. 3. Disiapkan 8 buah labll takar 50 mL, masingmasing diisi dengan larutan standar Si 0,57 ppm, diberi labell, J, K, L, M, N, 0 dan P. 4. Ke dalam labll I, J dan K ditambah 1 mL akuades, sedangkan pada labu L, M, N, 0 dan P ditambah 1 mL larutan fosfat dengan konsentrasi 2,95 ppm, 5,90 ppm, 8,85 ppm,ll,80 ppm dan 14,75 ppm. 5. Ke dalam semua labu ditambahkan 0,5 mL larutan HCI 1:1 dan 1 mL larutan amonium molibdat dengan konsentrasi hasil optimasi, didiamkan selama 5 men it. 6. Ditambah lagi dengan 1 mL larutan asam oksalat 0,69 M, didiamkan selama 2 menit, ditambah 1 mL larutan pereduksi asam askorbat dengan konsentrasi hasil optimasi, ditambah akuatrides sampai tanda tera, reaksi ditunggu 5 menit. 7. Larutan diamati serapannya pada panjang gelombang maksimum, dibuat grafik antara konsentrasi ion pengotor terhadap serapan Si. 8. Percobaan dilakukan 5 kali dan dilakukan uji F dan uji t terhadap hasil pengukuran.
C. Validasi metode a. Penentuan
limit deteksi
I. Pembuatan •
•
•
pereduksi dengan konsentrasi hasil optimasi, ditambah akuadest sampai tanda batas. •
Larutan diukur serapannya pad a waktu kestabilan optimum, dibuat kurva antara serapan kompleks lawan konsentrasi Si.
2. Pengukuran •
•
•
•
larutan
blanko
Diambil 25 mL akuatrides ditempatkan dalam 5 labu ukur 50 mL, ditambahkan 0,5 mL HCI I: I dan I mL larutan ammonium molibdat dengan konsentrasi hasil optimasi, didiamkan selama 5 menit. Ditambahkan lagi I mL asam oksalat 0,69 M dan didiamkan selama 2 men it, kemudian ditambahkan 1 mL larutan pereduksi dengan konsentrasi hasil optimasi, ditambah akuadest sampai tanda batas. Larutan diukur serapannya pada waktu kestabilan optimum dengan akuatrides sebagai larutan pembanding, dilakukan pengulangan 7 kali. Serapan larutan blanko diinterpolasikan ke dalam kurva standar, sehingga diperoleh konsentrasi Si dalam larutan blanko. Hasil interpolasi digunakan untuk mencari harga IDL (Instrument Detection Level)
3. Pengukuran
larutan
spike
Prosedur kerja sarna seperti pada pengukuran larutan blanko di atas, hanya saja akuatrides diganti dengan larutan spike. Serapan larutan spike diinterpolasikan ke dalam kurva kalibrasi standar, sehingga diperoleh konsentrasi Si dalam larutan spike. Hasil interpolasi digunakan untuk mencari harga MDL ( Method Detection Level).
kurva kalibrasi standar
Diambil 0,5 mL , 1,0 mL, 1,5 mL, 2,0 mL dan 2,5 mL larutan Si 10 ppm, ditempatkan dalam 5 labu ukur 50 mL, ditambah akuatrides sampai tanda batas. Dari masing-masing larutan diambil 25 mL, dimasukkan kedalam labu ukur 50 mL, ditambahkan 0,5 mL HCI I: I dan 1 mL larutan ammonium molibdat dengan konsentrasi hasil optimasi, didiamkan 5 menit. Ditambahkan lagi 1 mL asam oksalat
b. Validasi metode dengan Standar
Spectrosol
Prosedur kerja untuk validasi metode dengan standar Spectrosol sarna dengan prosedur di atas, hanya saja larutan spike diganti dengan tarutan standar Spectrosol Si 0,30 ppm dan larutan blanko sebagai larutan pembanding. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali. Serapan larutan standar Spectrosol Si diinterpolasikan ke dalam kurva standar sehingga diperoleh konsentrasi Si dalam larutan standar Spectrosol.
Prosiding PPI • PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
ISSN 0216-3128
60
D, Penentuan Si dalam larutan cuplikan Air tangki reaktor sebanyak 2 liter dimasukkan ke dalam gelas beker, dipanaskan pada suhu ± 90°C, dipekatkan hingga volume ± 150 mL. Setelah dingin dipindah secara kuantitatif ke dalam labu takar 200 mL ( pemekatan 10 kali). Dan pemekatan 10 kali dip:pet 100 mL dipekatkan lagi menjadi 50 mL (pemekatan 2 kali) sehingga pemekatan adalah 20 kali. Dari Jarutan terakhir ini siap untuk dianalisis. Prosedur kerja seJanjutnya sarna seperti pada cara di atas, hanya saja standar Spektrosol diganti dengan larutan cuplikan ATR Kartini. Percobaan diulang 7 kali. Nilai serapan larutan cuplikan ATR diinterpolasikan ke kurva standar sehingga diperoleh konsentrasi Si dalam larutan cuplikan ATR.
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Optimasi kondisi pengukuran a. Optimasi
panjang gelombang maksimum
Panjang gelombang maksimum (Amaks) kompleks Silikomolibdenum diperoleh dan nilai absorbansi (A) hasil pengukuran kompleks pada panjang gelombang 550 - 900 nm. Hasil rerata dari 3 kali pengukuran diperoleh absorbansi maksimum pada panjang gelombang 813 nm ( lihat Gambar I ) ..
Samin, dkk.
prod uk oksidasi-reduksi fotokimia. Semakin besar kecenderungan perpindahan elektron, semakin kecil energi yang diperlukan pada proses perpindahan elektron, dan menyebabkan kompleks mengabsorbsi radiasi pada A yang lebih besar. b. Optimasi waktu kestabilan
kompleks
Penentuan waktu kestabilan kompleks optimum adalah waktu pada saat absorbansi tidak mengalami perbedaan yang terlalu signifikan, hal ini menunjukkan kompleks Silikomolibdenum stabil. Hasil rerata dari 3 kali pengukuran menunjukkan absorbansi kompleks pad a 813 nm mulai stabil setelah 25 menit dari saat pemberian larutan reduktor. Gambar 2 menunjukkan kurva absorbansi rata-rata kompleks Silikomolibdenum lawan waktu. Waktu kestabilan yang digunakan adalah yang mempunyai harga 2s/Arata•rata yang paling kecil, hal ini menunjukkan bahwa pada kelompok tersebut tidak ada perbedaan harga absorbansi yang terlalu signifikan. Berdasarkan hasil penelitian, pada menit ke 25 sampai 35 mempunyai nilai absorbansi yang hampir sarna dan juga wama biru yang tetap hal ini menunjukkan bahwa kompleks sudah stabil. Kecepatan terbentuknya kompleks Silikomolibdenumtresebut dipengaruhi oleh kekuatan larutan reduktomya (asam askorbat) yang mereduksi kompleks Silikomolibdat (berwama kuning) menjadi Silikomolibdenum (berwama biru). Waktu kestabilan ditetapkan pada menit ke 25.
0.2794
I
0.2784
.~
.
0.2774 ./I • 0.21'64 ./I < 0.2754 =
0.2744
1....·IB ...•
0.2734
5
'5
20
25
30
35
•••• a••••(.ni.) •
so
Gambar 2. Kurva kestabilan Silikomolibdenum
••
kompleks
Gamba~ 1. Spektra kompleks Silikomolibdenum
c. Optimasi konsentrasi
Menurut Clesceri, et al(5), panjang gelombang maksimum (Amaks) kompleks Silikomolibdenum adalah 815 nm, sedangkan metode ini menghasilkan Amaks 813 nm. Selisih harga 2 nm tidak menunjukkan perbedaan yang terlalu signifikan. Kompleks Silikomolibdenum mempunyai Amak. yang besar hal ini karena kadang-kadang disosiasi kompleks tereksitasi dapat terjadi, menghasilkan
Optimasi konsentrasi reduktor dilakukan dengan variasi konsentrasi asam askorbat 1,425.10.2 M, 2,850.10.2 M, 4,275.10.2 M, 5,700.10.2 M, dan 7,125.10.2 M. Konsentrasi reduktor yang optimum didapat dari harga absorbansi kompleks Silikomolibdenum yang paling besar. Hasil ratarata dari 5 kali percobaan diperoleh konsentrasi reduktor yang paling optimum yaitu 2,850.) 0.2 M. Gambar 3 menunjukkan kurva absorbansi rata-rata
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
reduktor
ISSN 0216 - 3128
SambI, dkk.
kompleks Silikomolibdenum versus konsentrasi reduktor. Agen pereduksi dalam hal ini asam askorbat mereduksi asam silikomolibdat menjadi silikomolbdenum. Bilangan oksidasi Mo berubah dari VI menjadi V, dan reaksi redoks yang terjadi ditandai dengan berubahnya wama kuning menjadi biru. Kompleks silikomolibdat mempunyai Amaks pada 4\ 0 nm ( C\esceri, et.al ) sedangkan silikomolibdenum pada 813 nm. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh konsentrasi reduktor adalah 2,850. I 0.2 M, hal ini menunjukkan bahwa asam askorbat dengan konsentrasi 2,850.\ 0.2 M sudah dapat mereduksi sitikoblibdat menjadi silikomolibdenum secara sempuma.
61
akseptor elektron, dan ikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen koordinasi. 0.32
.
.~ -!o
"
0.31 0.3
...
<
0.29 0.28 0.08
0.07
0.08
0.09
Gambar 4. Kurva absorbansi Silikomolibdenum vs pengompleks
0.1
kompleks konsenlrasi
0.3
'"
0.29
= -e ....
0.28
•
<
2. Pengaruh a. Pcngarllh
ion fosfat dan kromat ion fosfat
0.27 0.28 2.85
143
4.28
7.13
5.7
Gambar 3. Kurva absorbansi kompleks Silikomolibdenum v.~ klJluenlrasi reauklor d. Optimasi molibdat
konsentrasi
pengompleks
amonium
Optimasi konsentrasi pengompleks dilakukan dengan variasi konsentrasi amonium molibdat mulai 0,06 M, 0,07 M, 0,08 M, 0,09 M, dan 0, 10M .. Konsentrasi pengompleks yang optimum didapat dari harga absorbansi kompleks Silikomolibdenum yang paling besar. Hasil rata-rata dari 5 kali percobaan diperoleh konsentrasi pengompleks yang paling optimum yaitu 0,09 M. Gambar 4 menunjukkan kurva absorbansi rata-rata kompleks Silikomolibdenum versus konsentrasi pengompleks. Ion heptamolibdat dalam larutan membentuk kesetimbangan sebagai berikut (5): M070246-
B 4Mo03 + 3MoOt
Ion yang berperan dalam reaksi pembentukan kompleks silikomolibdenum adalah ion MoOt. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh konsentrasi pengompleks adalah 0,09 M, hal ini menunjukkan bahwa ion heptamolibdat dengan konsentrasi 0,09 M sudah mampu membentuk kompleks dengan silika secara sempuma. Ion heptamolibdat berfungsi sebagai donor elektron dan logam Si sebagai
Pengaruh ion fosfat dipelajari dengan menambahkan larutan fosfat dengan konsentrasi 2,95 ppm, 5,90 ppm, 8,85 ppm, II ,80 ppm dan 14,75 ppm dalam tarutan uji yang mengandung SiO/'. Hasil uji F menunjukkan bahwa penambahan ion fosfat dengan berbagai variasi konsentrasi, menerima 1-10. Hipotesis Ho dimaksudkan untuk mengetahui galat sistematik dan galat acak yang bisa menyebabkan hasil percobaan tidak sarna dengan harga yang sebenamya. Uji F dan uji t perlu dilkukan bersama sarna dengan tujuan untuk mengetahui apakah harga yang diperoleh sarna dengan harga yang sebenamya atau tidak karena adanya galat sistem dan galat acak tersebut. Hipotesis diterima jika Fhitung< Ftabel, nilai Fhitung dari tiap variasi konsentrasi fosfat ditunjukkan oleh Tabel I. Hasil uji t menunjukkan bahwa penambahan ion fosfat 14,75 ppm, menolak Ho. Nilai t hitungdari tiap variasi konsentrasi fosfat ditunjukkan oleh Tabel 2. Hipotesis diterima jika thitung< tlabel. a. Pcngaruh
ion kromat
Pengaruh ion kromat dipelajari dengan menambahkan larutan kromat dengan variasi konsentrasi 29,5 ppb, 59,0 ppb, 88,5 ppb, 118,0 ppb dan 147,5 ppb dalam larutan uji yang mengandung SiO/'. Hasil uji F menunjukkan bahwa penambahan ion kromat dengan berbagai variasi konsentrasi, menerima Ho yang ditunjukkan oleh Tabel 3. Hasil uji t menunjukkan bahwa penambahan ion kromat pada berbagai konsentrasi menerima Ho. Nilai t hitung dari tiap variasi konsentrasi kromat ditunjukkan oleh Tabel 4.
Pro5iding PPI • PD(PTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
ISSN 0216 - 3128
62
Tabel 1. Uji F untuk mengetahui ISiO/1
0,30
0,30
pengaruh
penambahan
ion fosfat
pengaruh
penambahan
ion fosfat
pengaruh
penambahan
ion fosfat
- -- 0,3041 ppm Ho diterima 0,3008 14,75 0,3027 0,2939 5,90 8,85 Ftabel Hipotesis 5,8700 3,1100 0,3004 0,295 11,80 2,0457 0,8492 2,59 1,1446 1,4806 1,8436 I Fhitung (POtl Arata-rata
Tabel 2. Uji t untuk mengetahui ISiO/I,
Samin, dkk.
- --0,3041 ppm Ho ditolak 0.7333 0.8043 Ho diterima ttabel 2,1009 0,3008 0,3004 0,295 2,59 5,90 8,85 I 14,75 2,2667 0,2939 Hipotesis 2, I1,8773 2, 11,80 0,2692 0,3027 I009 009 thitung (POtl, Arata_rata
Tabel 3. Uji F untuk mengetahui
- - -0,1193 ISiO/1 0,288
Ho ppb diterima 1,4739 29,500 59,000 88,500 0,1185 0,1193 I1,7747 147,500 0,1181 0, 18,000 II 56 5,8700 5,8700 3,6468 1,1593 0,1191 Hipotesis Ftabel 1,4160 Fhitung ICr3+1 Arata_rata
Tabel 4. Uji t untuk mengetahui
pengaruh
penambahan
ion kromat
- - -0,1193 ISiO/1 0,288
ppb Ho diterima ttabel 2,1009 2,1009 0,4444 147,500 1,9437 29,500 59,000 0,1185 0, 0,1156 0,1181 I 193 0,1053 0,0000 0,6218 118,OCO 88,500 0,1191 Hipotesis thitung (Cr3+1, Arata-rata
3. Validasi metode a. Penentuan Penentuan tahapan
limit deteksi limit deteksi yaitu
dilakukan
pembuatan
kurva
melalui
j
standar,
pengukuraan larutan blanko, dan pengukuran larutan spike. Kurva standar kompleks Silikomolibdenum seperti pada Gambar 5, mempunyai persamaan regresi Y = 0,4453 X + 0,0011 dengan r = 0,9989.
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
ISSN 0216 - 3128
Samitl, dkk.
Tabel 5 menunjukkan absorbansi dan konsentrasi Si044• hasil pengukuran larutan blanko 0.25 .Q '115
e«iii1;
0.2 0.1 0.15 0.05
o 0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
b. Validasi metode dengan standar
0.3
.~ 0.2 ••
.•. is
••
.•.
<
Tabel 5. Harga Si044-
absorbansi dan konsentrasi hasH interpolasi larutan blanko.
0.1
0.1
0.3
0.2
L"sent.r1Il
B1anko
Absorbansi 0,0609 0,0599 0,1354 0,1345 0,1320 ppm 0,0605 0,1334 0,0614 0,0610 0,0614 0,1343 ISiO/I,
Spectrosol
D. Metode modifikasi standar 4500-Si02 Heteropoly Blue Method ini divalidasi menggunakan standar Spectrosol. Hasil dari kedua uji validasi metode tersebut dibandingkan. Gambar 6 menunjukkan kurva standar untuk validasi metode dengan persamaan regresi Y = 0,5009 X + 0,0036 dengan r = 0,9978. Hasil uji validasi metode dengan standar Spectrosol adalah recovery 98,457 %, RSD 2,853 %, D 1,90 %, bias -0,0046 dan presisi 0,0119.
Kon ••entra ••151(ppml
Gambar 5. Kurva standar kompleks Silikomolibdenum untuk .penentuan limit deteksi
63
0.4
0.5
i I iCtP'M)
Gambar 6. Kurva standar kompleks Silikomo/ibdenum untuk validasi metode 4. Analisis cuplikan ATR
Sedangkan Tabel 6menunjukkan absorbansi dan konsentrasi Si044- hasil pengukuran larutan spike. Tabel 6. Harga Si044•
absorbansi dan konsentrasi hasH interpolasi larutan spike.
Absorbansi 0,1462 0,0662 0,0667 0,1473 0,0658 0,0660 0,1457 0,1453 Larutan spike [Si044-], ppm
Berdasarkan data yang diperoleh dari hasil pengukuran larutan blanko diperoleh harga IDL sebesar 0,0035 ppm dengan RSD sebesar 0,879 %. Metode penentuan silika reaktif dalam penel;itian ini mempunyai limit deteksi (MDL) yaitu 2,2 ppb dengan RSD sebesar 0,479 %, rekoveri 103,326 % dan D sebesar -3,253 %.
Dari 7 kali pengukuran cuplikan ATR Kartini diperoleh rata-rata konsentrasi Si adalah 0,2801 ± 0,0078 ppm dengan RSD sebesar 1,3924 %. Gambar 7 menunjukkan kurva standar untuk analisis cuplikan ATR Kartini, dengan persamaan regresi Y = 0,4409 X + 0.0033 dan r = 0,9962. Berdasarkan hasil penelitian, kandungan silika reaktif dalam cuplikan ATR Kartini adalah 0,280 I ± 0,0078 ppm, berarti masih memenuhi persyaratan kualitas kimia air untuk ATR karena kandungan Si < I ppm sesuai LAK, sehingga tidak menimbulkan masalah dalam operasi reaktor. Namun menurut konsep Marcel Pourbaix, suatu logam dianggap dalam keadaan terkorosi bila konsentrasi ion-ionnya dalam larutan > 10-6 M, sedangkan konsentrasi Si dalam ATR adalah 4,7xlO·6 M, sehingga menurut konsep Marcel Pourbaix dapat dikatakan telah terjadi korosi Si dalam ATR. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai sumber Si dalam ATR tersebut apakah memang merupakan produk korosi atau berasal dari sumber lain. Resin pada sistem pemumian ATR yang telah lama digunakan akan mengalami penurunan kualitas sehingga kemampuannya untuk melakukan pertukaran ion menjadi berkurang, hal ini memungkinkan logam Si dapat lolos dan masuk ke dalam ATR.
Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
-
ISSN 0216-3128
64
Pengelolaan Perangkat SATAN, Yogyakarta, 2003.
0.3,!'1I"'
· •
'r\
2.
0.2
·
...
<
0.2
0.3 Konnnl.asl
7.
0.•
0.5
51 (ppm)
2.
3.
4.
UCAP AN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ida Rahmawati, FMIPA UNS yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini hingga selesai.
4.
EL-SA YED, A.Y., HUSSEIN, Y.Z and MOHAMMED, M.A, " Simultaneous Determination of Phosphate and Silicate in Detergents and Waters by First Derivative Spectrophotometry ", The Analyst, 200 I, hal. 1810 - 1815.
5.
CLESCERI, L.S., GREENBERG, A.E.,and EATION, A.D., " Standard Methods for The Examination Water and Wastewater" , 20th Edition, American Public Assosiation, American Water Works Assosiation, Watcr Environmental Federation (1998).
TANYAJAWAB Dwi Biynntoro Apakah setiap analisis Si perlu dioptimasi lagi ? Untuk alat yang sejenis di Instansi lain apakah sudah pemah dibandingkan dengan alat yang dipakai di PT APB ? Snmin Kondisi optimum analisis Si sudah didapat. jadi tidak perlu dioptimasi lagi. Sudah dibandingkan dengan alat Spektrofotometer di MIPA UNS. karena Laboratorium MIPA UNS sudah terakreditasi, hasilnya hampir sama.
Paryadi Pad a umumnya recovery paling banyak 100%, mengapa sampai 103,025% ?
DAFT AR PUST AKA I.
SUTJIPTO, LAHAGU, F., dan SARJONO, Y, " Penentuan Produk Korosi di dalam Air
SASUKI, K.T., SARJONO, Y, SUTJIPTO, SUPRIY ANTO dan SUKARMAN, A, " Kimia Air Reaktor Kartini di Yogyakarta", Seminar Kimia Air, P2TKN Serpong, Jakarta, P3TM BATAN, Yogyakarta, 2003.
Kurva standar kompleks Silikomolibdenum untuk penentuan kandungan Silikat dalam A TR
Hasil optimasi analisis Si secara Spektrofotometri UV -VIS menggunakan modifikasi metode standar 4500-Si02 D. Heteropoly Blue Method adalah panjang gelombang maksimum (}I.maks) pada 813 nm, waktu kestabilan kompleks pada 25 men it, 2,850.10'2 M, dan konsentrasi reduktor konsentrasi pengompleks 0,09 M. Penambahan ion fosfat dengan konsentrasi ~14,75 ppm akan berpengaruh terhadap penentuan silika reaktif dengan menurunkan absorbansi kompleks Silikomolibdenum, sedangkan penambahan ion kromat sampai dengan konsentrasi 147,5 ppb tidak berpengaruh terhadap penentuan silika. Metode pcncntuan silika dalam pCllclitian ini mempunyai limit deteksi (MOL) = 2,2 ppb dengan RSD = 0,479%, dan recovery = 103,253%. Uji validasi metode menggunakan standar Spectrosol adalah rekoveri 98,457 %, RSD 2,853 %, 0 1,90 %, bias -0,0046 dan presisi 0,0119 .. HasH analisis silika dalam ATR Reaktor Kartini yaitu 280,10 ± 7,80 ppb dengan RSD 1,392%.
P3TM
3.
KESIMPULAN I.
Nuklir,
Pendingin Reaktor Kartini dengan Metode Analisis Pengaktifan Neutron ", Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah, Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Tekn%gi Nuklir, PPNY -SATAN, Yogyakarta, 1991.
...
Gambar
Samin, dkk.
SUMIJANTO," Studi Pengaruh Ion CI dan Cu Terhadap Integritas Tangki Reaktor Kartini ", Prosiding Seminar Nasional Penelitian dan
Samin Pada validasi metode uji, hasil recovery dapat diterima jika diperoleh 80 - 120%, pada
Proslding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006
ISSN 0216-3128
SlImi", dkk.
65
penelitian ini hasil recovery diperoleh 103,025%, hal ini disebabkan oleh berbagai faktor ketidakpastian antara lain faktor manusia, faktor kemurnian standar dan faktor ketelitian.
Recovery (%) = (C I - C2) / C3 x 100%
Recovery dapat dihitung dengan persamaan :
C3 = konsentrasi analit yang ditamhahkan dalam sampel
C I = konsentrasi analit dalam campuran sampel + sejumlah tertentu analit C2 = Konsentrasi analit dalam sampel
KE DAFTAR ISI
Prosiding Pustek Akselerator
PPI • PDIPTN 2006 dan Proses Bahan·
Yogyakarta,
10 Juli 2006
BATAN
ke
