Daftar Isi PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
~
batan
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, Rabu, 11 September 2013
METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS PENGUJIAN KADAR TITANIUM DAN ALUMINIUM DALAM ZIRKO NIL KLORIDA Purwanto A dan Farida Emawati Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan - BATAN
[email protected]
ABSTRAK METODE SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS PENGUJIAN KADAR TITANIUM DAN ALUMINIUM DALAM ZIRKO NIL KLORIDA. Telah dipelajari analisis Ti dan Al dalam zirkonil klorida (ZrOCI2.8 H20) dengan metode spektrofotometri. Analisis Ti berdasarkan terbentuknya kompleks berwarna kuning dari reaksi Ti(lV) dengan H202 dalam suasana asam sulfat. Analisis AI menggunakan pereaksi eriokrom sianin R dalam bufer asetat pH 6,0. terbentuk kompleks berwarna merah. Dipelajari pengaruh zirkonium, penentuan batas deteksi, uji presisi dan akurasi. Spektrofotometri analisis Ti diperoleh kondisi optimum : panjang gelombang (A) 400 nm, waktu kestabilan kompleks 5-15 menit, konsentrasi pengompleks H202 0,3%, konsentasi asam sulfat 1,0 M, batas deteksi 0, 103 pg/mL Kurva standar Ti konsentasi 1,0 - 30,0 pg/mL, linier dengan r = 0,999, adanya zirkonium konsentrasi 20 kalinya mengganggu. Kadar Ti dalam ZrOCI2.8 H20 produk lokal rerata 0,0048 ~ 0,0002 %. Uji presisi Ti diperoleh koefisien variasi 4,8 % dan akurasi 91,4 %. Kondisi optimum analisis Al diperoleh A 536 nm, kompleks stabil 7-10 menit, konsentrasi eriokrom sianin 3,73.10- M, asam askorbat 0,02%. Kurva standar AI konsentasi 10-50 ng/mL linier dengan r = 0,999. Zirkonium dengan konsentrasi 10 kalinya belum mengganggu. Larutan cuplikan dalam H2S04 0,5 M, diekstraksi dengan 30% trioktilamin-kerosin, fase air dianalisis kadar AInya. Kadar AI dalam ZrOCI2.8 H20 produk lokal rerata 0,0030 ~ 0,0001%. Uji presisi diperoleh 2,48 % dan akurasi 89,3%. Kata kunci : titanium, aluminum, zirconil klorida
ABSTRACT UV-VIS SPECTROPHOTOMETRY METHOD FOR THE DETERMINATION OF TITANIUM AND ALUMINUM IN ZIRCONYL CHLORIDE. Analysis of Ti and AI in zirconyl chloride (ZrOCI2.8 H20) with a spectrophotometric method has been studied. Analysis of Ti based on the formation of a yellow complex from the reaction of Ti (IV) with H202 in sulfuric acid solution. Studied the influence of zirconium, the determination of detection limits, precision and accuracy test. Spectrophotometric analysis of Ti obtained optimum conditions: wavelength (A) 400 nm, while the stability of complexes is 5-15 minutes, the concentration of complexing H202 is 0.3%, sulfuric acid concentrations is 1.0 M, the detection limit is 0.103 flg/mL. Standard curve was linear in the range of concentrations from 1.0 to 30.0 flg/mL with r = 0.999. Zirconium with 20 times concentration of Ti is interference. Content of Ti in ZrOCI2.8 H20 local products obtained average 0.0048 ± 0.0002%. Testing precision of Ti with coefficient variation is 4.8% and accuracy is 91.4%. Analysis of AI obtained optimum
conditions are : A. 536 nm, stable complexes is 7-10 minutes, the concentration of eriokrom cyanine is 3,73.10-5 M, ascorbic acid 0.02%. Standard curve AI with the range concentrations of 10-50 ng/mL is linear with r = 0.999. Zirconium with a concentration of 10 time is not interference. Samples solution in 0.5 M H2S04, extracted with 30% trioctylamine-kerosene, water phase was analyzed. Contents of AI in ZrOCI2.8 H20 local products obtained average 0.0030 .:!: 0.0001%. The precision is 2.48% and accuracy is 89.3%. Purwanto A, dkk.
ISSN 1410 - 8178
Buku I hal. 39
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi
Akselerator
dan Proses Bahan
Yogyakarta, Rabu 11 September 2013
@> batan
Key words: titanium, aluminum, zirconyl chloride
PENDAHULUAN
diaplikasikan untuk analisis pengotor dalam ZrOClz 8.H20 produk lokaI.
P
asir zirkon dari sumber daya alammengandung lokal selain mengandung zirkonium, banyak unsur-unsur antara lain Hf, Si, Ti, AI, Cr, Fe dan logarn tanah jarang. Mineral zirkon banyak dijumpai sebagai hasil sarnping dari pabrik timah Bangka dan dari tarnbangmineral Kalimantany,z,3) Pembuatan zirkonil klorida (ZrOClz 8 H20) dari bahan baku pasir sirkon tahap awal adalah proses peleburan pasir zirkon menggunakan N aOH, menghasilkan NaZZr03 sebagai produk antara yang selanjutnya diproses dengan pelindian air dan pelarutan menggunakan HCl menghasilkan ZrOCh, dengan persarnaan reaksi berikut : ZrSi04 + 4 NaOH ~
Na2Zr03 + Na2Si03 + H20
Na2Zr03 + 8 H20 + 2 HCI -7 ZrOCI28 H20 + 2 NaOH
Zirkonia merupakan salah satu bahan industri yang cukup potensial untuk dikembangkan. Zirkonium mempunyai sifat tahan suhu tinggi, tahan korosi, mempunyai tarnpang lintang serapan netron termal yang kecil, yaitu 0,18-0,2 barn, dan menaikkan sifat fisis terhadap logarn paduannya. Berdasarkan sifat-sifat tersebut, zirconium sering digunakan dalam berbagai bidang industri. Dalam bidang industri nuklir digunakan sebagai bahan struktur reaktor maupun kelongsong bahan bakar nuklir dan sebagai bahan bakar reaktor suhu tinggi dalam bentuk zirkon karbida (ZrC). Uji kualitas terhadap hasil produksi ZrOCh 8.HzO dari bahan lokal perlu dilakukan untuk mengetahui tingkat kemurnian hasiI. Penentuan kadar unSUf pengotor antara lain Ti dan AI, unsUfunsur ini dalam bahan dasar konsentrasinya cukup tinggi. Sehingga dalarn penelitian ini dipelajari analisis kadar Ti dan AI dalarn ZrOCh 8 H20 produk lokal buatan PT APB dengan metode spektrofotometri. Analisis AI menggunakan pereaksi eriokrom sianin R dalam media bufer asetat pH 6,0 dengan pereaksi ini kepekaannya tinggi dan batas deteksinya rendah.(4,S,6) Metode ini mempunyai keuntungan antara lain adalah sensitif, batas deteksinya rendah, mudah, akan tetapi memerlukan perlakuan awal untuk mengurangi atau menghilangkan unsUf-unsUf penganggu, dan diperlukan beberapa bahan kimia sebagai pereaksi. Untuk mendapatkan data pengujian yang valid, diperlukan validasi metode analisis antara lain : akurasi, presisi, batas deteksi, selektivitas, linieritas, kisaran konsentrasi. Sehingga tujuan penelitian ini adalah mendapatkan validitas metode spektrofotometri analisis Ti dan AI untuk
Buku I hal. 40
TAT A KERJA
Bahan kim ia : Larutan standar Ti 999 ± 5 mg/L dari (NH4)2TiF6, larutan standar Al 1000 ± 5 mg/L dari AI(N03h, hidrogen peroksida, H202, asam askorbat, C2Hg06, asam klorida, HCI., asam nitrat, HN03, asarn fosfat H3P04, eriokrom sianin R, C23HISNa309S, natrium asetat CH3COONa, asam asetat CH3COOH, asam askorbat, natrium hidroksida, NaOH., trioctylamine C24Hs1N, kerosen, zirkonil klorida, ZrOCh.8 H20. Semua bahan buatan Merck berkualitas p.a. akuabides dan cuplikan ZrOCh.8 H20 buatan lokaI.
Peralatan Seperangkat alat spektrofotometer Genesys, kuvet, pH meter "WTW", neraca analitik digital "Mettler", kompor pemanas dengan pengaduk magnet, mikro pipet "Transferpette" kapasitas 10-50 ilL, 50-250 ilL, 100--1000 ilL, sentrifuge "Labofuge", alat-alat gelas dan peralatan laboratorium lainnya (labu takar 10 mL, dan pipet ukur).
Cara kerja Optimasi analisis Ti Panjang gelombang (A.) optimum waktu kestabilan kompleks
Ti dan
Larutan standar Ti 1000 ppm dipipet 250 ilL dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL. Ditarnbah berturut-turut 0,5 mL H2S04 5 M, 2 mL H3P04 1,8 M, dan 0,5 mL HZ02 6%, ditambah akuabides volume ditepatkan tanda tera dan reaksi ditunggu 10 menit. Larutan di scan dari panjang gelombang (A.) 390 - 450 nm, dan dikoreksi terhadap larutan blangko. Dari kurva serapan terhadap panjang gelombang, ditentukan (A.) pada serapan maksimum. Larutan standar Ti 1000 ppm dipipet 250 ilL dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL. Ditarnbah 0,5 mL H2S04 5 M, 2 mL H3P04 1,8 M, dan 0,5 mL pengompleks H202 6%, stop watch dihidupkan. Larutan ditambah akuabides volume ditepatkan. Larutan diukur serapannya pada A. 400 nm selang waktu reaksi 2 hingga 30 menit, dievaluasi kestabilan serapan terhadap waktu reaksi.
Optimasi konsentrasi H2S04
ISSN 1410 - 8178
Purwanto, dkk
~
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi
batan
Akselerator
Optimasi konsentasi asarn sulfat terhadap larutan Ti (IV) 25 mgfL., dengan variasi konsentrasi 0,25 0,50 0,75 1,0 1,25 1,50 1,75 dan 2,0 M. Serapan dicatat untuk setiap variasi volume pada A. 400 nm. Dibuat kurva konsentrasi H2S04 (M) terhadap serapan.
Optimasi konsentrasi pengompleks H202 Variasi konsentrasi pengompleks terhadap larutan Ti(IV) 25 mgfL., dengan konsentrasi H202 : 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 % dan serapan dicatat untuk setiap variasi volume H202 6% pada A. 400 nm. Dibuat kurva konsentrasi pengompleks H202 (%) terhadap serapan.
Pengaruh zirkonium terhadap analisis Ti.
I
uji
selektivitas
Dibuat 3 buah larutan Ti 25,0 mg/L dalarn labu takat 10 mL, dibuat 10 buah larutan Ti 25,0 mg/L ditarnbah matriks zirkonium 25,0 mg/L, 50 mg/L hingga 500 mg/L, dilanjutkan hingga 2500 mg/L. Dibuat seri larutan standar Ti 5-25 mg/L, diukur serapannya pada A. 400 nm. Dengan persarnaan garis kurva standar, dihitung konsentrasi Ti 25 mg/L murni dibandingkan dengan konsentrasi Ti dengan adanya pengaruh unsur matriks Zr, dievaluasi penyimpangannya.
Preparasi sam pel untuk pengujian Ti Pemisahan zirkonium dengan titanium dilakukan dengan cara titanium direaksikan dengan H202 terjadi kompleks TiO(OHh berwarna kuning, sedangkan zirkonium diendapkan dengan H3P04, kemudian dipisahkan dengan disaring atau disentrifuge. Titanium berada dalam filtrat, diukur absorbansinya pada panjang gelombang 400 nm dikoreksi terhadap blanko. Apabila asarn fosfat ditambahkan terlebih dahulu ke dalarn larutan cuplikan, baru kemudian ditambahkan H202 maka yang terjadi Ti dan Zr akan mengendap bersamasarna sehingga tidak terpisah antara Ti dengan Zr. Ketika kedua campuran H202 dan Na-fosfat ditambahkan ke dalarn larutan yang mengandung zirkonium, yang membentuk endapan fosfat adalah zirkonium. Cuplikan zirkonil klorida ditirnbang tepat 0,500 g, dirnasukkan ke dalam beker gelas kapasitas 50 mL dilarutkan dengan 4,0 mL akuabides, ditambah 2,0 mL H2S04 5 M dan 0,5 mL H202 6%, terjadi kompleks Ti dengan H202 berwama kuning. Larutan mengandung zirkonium ditarnbah 2 mL H3P04 1,8 M dan akuabides hingga volume tepat 10 mL. Terbentuk endapan putih dari Zr(HP04h atau ZrO(H2P04)2,(7) endapan disaring filtrat diukur absorbansinya pada A. 400 run, ditentukan kadar Ti dengan plot kurva standar.
Purwanto A, dkk.
don Proses Bahan
Yogyakarta, Rabu, 11 September 2013 Uji presisi dan akurasi (uji recovery) Presisi
ditentukan
dari koefisien
varlaSl
(KV) dengan menghitung simpangan baku (0-) pengulangan pengujian larutan contoh uji minimal 7 kali pengulangan, dihitung dengan rumus : % KV = ~ x 100. Untuk menentukan uji recovery dibuat
X
kurva standar Ti konsentrasi 1,0 sid 5,0 ppm, persarnaan garis regresi dari kurva kalibrasi ini digunakan untuk menentukan kadar Ti dalarn cuplikan. Selanjutnya ke dalarn larutan contoh tersebut di spike dengan larutan standar Ti konsentrasi 2,5 llg/mL dan dihitung konsentrasi Ti. Selisih antara konsentrasi Ti hasil uji (sarnpel ditarnbah standar Ti) dengan harga sesungguhnya dikalikan 100 merupakan prosen recovery.
Optimasi analisis AI Penentuan panjang gelombang dan waktu kestabilan kompleks
(A.)
optimum
Larutan standar Ai 10 ppm dipipet 250 ilL dimasukkan ke dalarn labu takar 10 mL, ditarnbah berturut-turut 2 mL larutan bufer asetat pH 6,0, 200 ilL asarn askorbat 1 % 200 ilL larutan H2S04 0,02 N, 200 ilL pereaksi eriokrom sianin 0,13 %. Larutan ditarnbah akuabides volume ditepatkan dan reaksi ditunggu 10 menit. Diukur absorbansinya dari A. 400 hingga 600 nm, dan dikoreksi terhadap larutan blangko. Dari kurva serapan terhadap panjang gelombang, ditentukan (A.) pada serapan maksimum. Larutan standar Ai 10 ppm dipipet 250 ilL ditarnbah berturut-turut : 2 ml bufer asetat pH 6, 200 ilL asarn askorbat 1 % 200 ilL larutan H2S04 0,02 N, 200 ilL pereaksi eriokrom sianin 0,13 %. Larutan ditambah akuabides volume ditepatkan dan stop watch dihidupkan. Diukur serapannya pada A. 534 nm setiap selang waktu 1 hingga 30 menit, dievaluasi kestabilan serapan terhadap waktu. Dilakukan pula optirnasi konsentrasi pengompleks eriokrom sianin dan konsentrasi asam askorbat 0,02%.
Pengaruh zirkonium a. Dibuat larutan Ai murni tanpa adanya zirkonium. b. Dibuat larutan AI dengan adanya zirkonium berbagai variasi konsentrasi.
Pembuatan kurva standar AI Disiapkan 6 labu ukur 10 mL, 1 untuk larutan blangko dan 5 untuk larutan standar. Lima labu ukur tersebut ditambahkan larutan standar Al 10 ppm dengan variasi volume: 20 ilL; 40 ilL; 60 ilL; 80 ilL; 100 ilL. Ditambahkan berturut-turut 2 mL larutan bufer asetat pH 6,0, 200 ilL asam askorbat 1 % 200 ilL larutan H2S04 0,02 N,
ISSN 1410 - 8178
Buku I hal. 41
PENELITIAN
PRO SIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR
@>
Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, Rabu 11 September 2013 kemudian ditambah 200 ilL pereaksi eriokrom sianin 0,13 %. Larutan ditambah akuabides volume ditepatkan, didiamkan 7 menit kemudian diukur absorbansinya pada A. 536 nm. Dibuat kurva konsentrasi terhadap absorbansi, dihitung slope (b), intersep (a) dan koefisien. korelasi (r) Preparasi cuplikan untuk analisis AI. Cuplikan zirkonil klorida dipanaskan dalam oven pada suhu 80°C selama 1 jam. Setelah dingin ditimbang tepat 0,400 gram, dimasukkan ke dalam labu takar 10 mL, ditambah 1 mL H2S04 5 M, diencerkan dengan akuades hingga tanda. Larutan yang terjadi konsentrasi Zr 10,0285 g/L dalam asam sulfat 0,5 M. Larutan dimasukkan ke dalam erlenmeyer, ditambah 10 mL 30% Tri-n-oktilarnin70% kerosen diekstraksi 15 menit, dipisahkan antara fase organik dan fase air. Fase air diperkirakan masih mengandung sedikit zirkonium dipisahkan dengan diendapkan menggunakan NaOH berlebihan. Zirkonium mengendap sebagai Zr(OH)4 yang tidak larut dalam kelebihan pereaksi. Sedangkan Al ikut mengendap sebagai AI(OHh, tetapi larut dalam kelebihan pereaksi, ini merupakan perbedaan antara Zr dengan AI(7).Fase air dipipet 5 mL ditambah 3 mL NaOH 10% diaduk sambil dipanaskan, terbentuk endapan putih, kemudian disaring., filtrat ditambah akuades hingga 10 mL, dianalisis kadar Al-nya.
batan
H2S04 (M) terhadap serapan konsentrasi ditunjukkan pada Gambar 2. Dari percobaan diperoleh bahwa pada konsentrasi H2S04 0,25-0,75M, serapan masih naik, sedangkan pada 1,0 dan 1,25 M serapannya terbesar, sehingga diperoleh konsentrasi H2S04 optimum 1,0 M. Serapan
0,380 0.375 0,370
:::~::::
0,365 0.360 0,355
I.
",
Gambar 1. Variasi konsentrasi pengompleks (%) terhadap Ti 25 Ilg/mL
::::~::::.
0.380 0.370 0,360
HASIL DAN PEMBAHASAN
I
,
,
,
"
,
0,75 1,00 1,25 1,50 Konsentrasi
Variasi konsentrasi pengompleks terhadap larutan Ti(IV) 25 mg/L., dengan konsentrasi H202 : 0,15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1,05 1,20 % dan serapan dicatat untuk setiap variasi volume pada A. 400 nm. Kurva konsentrasi pengompleks (%) terhadap serapan ditunjukkan pada Gambar 1.
H202
0,400 T~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~: ~:~:~: ~~~:~:~: ~:~:~] 0,390
0,00 0,25 0,50
Optimasi konsentrasi pengompleks H202
I
H..o, (%)
0,350
Penentuan titanium secara kolorimetri dengan pengompleks hidrogen peroksida berdasakan terbentuknya senyawa kompleks berwama kuning yang diperkirakan adalah [Ti02(S04h]2+ atau [Ti(H202ht+·(6,7) Dilakukan optimasi metode analisis unsur Ti dan validasi metode analisis. Validasi metode dengan menentukan batas deteksi, uji selektivitas dengan mempelajari pengaruh unsur mayor zirkonium, penyiapan larutan sampel dengan pelarutan, pemisahan zirkonium dengan unsur pengotor.
..
0,350 0.00 0.15 0,30 0,45 0,60 0,75 0,90 1.05 1,20 1,35
H2S04
:
1,75 2,00
2,25
(M)
Gambar 2. Serapan kompleks Ti-H202 pada variasi konsentrasi asam sulfat Uji selektivitas analisis Ti
pengaruh
Zr
terhadap
Selektivitas suatu metode adalah kemampuannya yang hanya mengukur zat tertentu saja secara cermat dan seksama dengan adanya komponen-komponen lain yang mungkin ada dalam matriks sampel. Dalam percobaan ini unsur mayor adalah zirkonium, sehingga dipelajari pengaruh zirkonium terhadap Ti 25 ppm. Selektivitas ditentukan dengan membandingkan hasil analisis Ii yang mengandung matriks Zr dengan tanpa matriks. Penyimpangan hasil merupakan selisih dari hasil uji keduanya. Pengaruh matriks zirkonium terhadap pengujian Ti 25,0 ppm, data percobaan ditunjukkan T abel 1.
Optimasi konsentrasi H2S04 Optimasi asam sulfat terhadap larutan Ti 25 llg/mL., dengan variasi konsentrasi 0,25 0,50 0,75 1,01,25 1,50 1,75 dan 2,0 M. Serapan dicatat untuk setiap variasi konsentrasi pada A. 400 nm. Kurva
Buku I hal. 42
ISSN 1410 - 8178
Purwanto, dkk
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
~
Pusat Teknologi
batan Tabel1.
Akselerator
Serapan Ti 25 ppm tanpa adanya zirkonium dan dengan adanya zirkonium
Ti 0,367 0,363 0,368 -10,373 1000 250 500 750 125 A Zr Bias 1250 Kons.Ti 25,0 8,644 25,0 0,384 0,402 5,186 0,426 17,288 29,088 25,0 2500 0,393 0,396 26,730 26,944 7,779 26,087 27,373 0,383 26,015 4,898 (ppm) -1,655 24,586 -0,226 24,944 -0,512 24,872 0400 nm (%) (ppm) No
mengandlll1g zirkonium, yang membentuk endapan fosfat adalah zirkonium. Endapan disaring filtrat dianalisis pada A400 nm ditentukan kadar Ti dengan teknik plot kurva standar, hasil analisis kadar Ti disajikan pad a Tabel 2. Tabel2.
143
2
No o
400 nn
Kurva standar Ti KUlVastandar Ti dibuat kisaran konsentrasi 1,0-5,0 Ilg/mL. Diamati serapannya pada A 400 nm terhadap blanko, dibuat kurva antara konsentrasi Ti terhadap serapan ditlll1jukkan pada Gambar 3. Serapan 0,060 Y = 0,0105 X + 0,0017
Kans. Kadar Ti Ti Kans.Ti 0,032 0,031 2,3072 0,0461 0,0475 47,451 46,144 0,0047 0,0046 0,654 0,0007 0,00468 0,0472 0,00005 47,124 2,3725 Serapan ·Kons. Tireg (0 g/mL) (%)gIg) ..... g!.Q~.?? (mg/g) ~04L (0 .....
*Konsentrasi.Tireg dihitlll1g dengan persamaan Y = 0,0153 X - 0,0043 r= 0,99951 Kadar Ti dalam zirkonil klorida produk lokal rata-rata 0,0472 ± 0,007 mg/g.
Uji presisi analisis Ti Uji presisi dilakukan dengan menghitlll1g koefisien variasi (KV) dari standar deviasi terhadap analisis tujuh larutan cuplikan, data percobaan ditlll1jukkan pada tabel3. Tabel3. Uji presisi analisis kadar Ti
R = 0,9997
0,040
Na.
0,030 0,020 0,010 0,000 0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
Gambar 3. KUlVa standar Ti 1,0 dalam suasana asam sulfat
Serapan Kans.regr 000 u/mL
Analisis Ti dalam zirkonil klorida. Cuplikan zirkonil klorida ditimbang tepat 0,500 g, dilarutkan dengan 4,0 mL akuabides, ditambah 2,0 mL H2S04 5 M dan 0,5 mL H202 6%, terjadi kompleks Ti dengan H202 berwarna klll1ing. Larutan mengandung zirkonium ditambah 2 mL H3P04 1,8 M dan akuabides hingga volume tepat 10 mL. Terbentuk endapan putih dari Zr(HP04)2 atau ZrO(H2P04h,(7). Ketika kedua campuran H202 dan asam fosfat ditambahkan ke dalam larutan yang
I
m
Kadar Ti
I
~50
0,028
2,505
50,0952.9.!9_~91
0,025
2,219
44,3810
0,0444 ... "-.
3
0,026
2,314
46,2857
0,0463
0,0046
4
0,027
2,410
48,1905
0,0482 ---
0,0048-
50,0952 •••_ ••••• _·••_ •••••__ H.
Dari kurva standar Ti diperoleh hubungan linier antara konsentrasi (X) terhadap serapan (Y) dengan persamaan garis Y = 0,0 105 X + 0,0017, koefisien korelasi (r) = 0,9999
o
Kons. Ti
2
6 0,028 C':::0:028
5,0 llg/mL
Kans.Ti
_1
5,00
Konsentrasi Ti (mg/L
Purwanto A, dkk.
Hasil analisis kadar Ti dalam zirkonil klorida lokal
Sd = Rerata =
Larutan mengandlll1g Ti 25,0 ppm dengan adanya Zr 250 ppm Tabel 1. menyebabkan penyimpangan hasil sebesar 5 %, jadi adanya zirkonium 10 kalinya mulai menganggu.
0,050
dan Proses Bahan
Yogyakarta, Rabu, 11 September 2013
7
_
0,026 Rerata Sd %KV
2,505 2,S05 2,314 2,3959
---
..............
0,0501 --_.-
50,0952
0,0501 ~_._ _ ..__
46,2857
0,0463
47,918 ~
----
.__
0,0044
.
0,0050 -.-------
.•.•.........
- 0,0050 - -••......•..
-
.
0,0046
~047~ ..
0,0048
9.!.QQ?~..
Q,oogL
4,830
Uji perolehan kembali (recovery) Uji akurasi dilakukan dengan cara menganalisis kadar Ti dibuat 7 buah larutan. Masing-masing ditambah dengan 250 ilL larutan standar Ti 1000 mg/L (2,50 llg/mL), dilakukan preparasi seperti pada pembuatan kurva standar. Dihitung konsentrasi Ti da\am sampe\ sebe\um dan setelah diadisi menggunakan persamaan regresi dari kurva standar, data percobaan ditunjukkan pada Tabel4.
ISSN 1410 - 8178
Buku I hal. 43
NUKLIR
@>
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
batan
Yogyakarta, Rabu 11 September 2013 Tabel4.
Uji perolehan kembali Ti dalam sampel yang diadisi dengan , "" -..--., - .. 2,50 )..lg/mL
---_.-----. ---- -.--------
-- -
..
....
..................................... ........ ................. ............... ...... ...
............ .........
Hasil Uji adisi Ti dalam 2,6803 0,048 0,050 2,2041 2,0136 88,16 4,6000 4,4095 2,3959 0,053 0,055 0,049 0,052 =91,43 107,21 2,1088 2,3946 95,78 99,59 4,8857 5,0762 4,5048 4,7905 2(%) ,3959 80,54 Serapan 2,4898 84,35 ecovery ons.reg sampel No. =9,695 (0 g/mL) ID o/mL\
..."....... ............ ·M......... .. .....·
/mU 1
PRO SIDING SEl\1INAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
PENELITIAN
---
-----. ... ...
Serapan
0.800
... -----------.---
0.600
Rerata Sd
_____________________________ II 0,400 0.200
----------====~~:;:--=::::::;::::==-~1, .---~----------------------------------------------I ii
0.000 0.5
1.0
1.5 Vol. Eriokrom
2.0 0,01%
2.5
3.0
(mL)
Gambar 5. Pengaruh konsentrasi pengompleks eriokrom sianin 0,01 % terhadap serapan AI 250 )..lg/L Dari Gambar 5, diperoleh bahwa pada penambahan pengompleks 0,5 hingga 1,5 mL serapan masih naik, ligan belum cukup mengompleks logam AI. Setelah penambahan 2,0 mL serapan naik dan jumlah ligan telah Optimasi am11isis AI Panjang gelombang kestabilan kompleks
maksimum dan waktu
mengompleks seluruh logam AI, sehingga direroleh pengompleks optimum 2,0 mL atau 3,73.10- M. Kurva standar AI
Penentuan panjang gelombang kompleks AI dengan eriokrom sianin dalam larutan bufer asetat pH 6,0 dengan mengukur serapan pada A 400 nm hingga 600 nm, spektra ditunjukkan Gambar 4, dari spektra diperoleh puncak serapan tertinggi pada A 534 nm.
Kurva standar Al dibuat dengan kisaran konsentrasi 20-100 )..lg!L.Diamati serapannya pada A 534 nm terhadap larutan blanko, dibuat kurva antara konsentrasi AI ()..lg!L) terhadap serapan ditunjukkan pada Gambar 6. 0.300
$erapan
0.450
0.250
0.400
0.200
0.350---.--.-.--~\-----.-----
----- .-~~~~=--=~~~------~-~-=---.---.-J...., __.
~.~:~ -:~~:::-=-~--·-:~i~~=:~::.:~==~~~~~0.100
~:::~ ==--=ii~==--\\.~==-0,050
MOO
/'""
~
+-~-"':,...,~~+_~~+_~~
-~
_
.•..... - ......• ,.......~'__I
Gambar 4.
Gelombang
Waktu kestabilan kompleks diamati dari menit ke 2 hingga 30 menit dari saat direaksikan dengan pengompleks eriokrom sianin. Dari beberapa kali percobaan diperoleh bahwa serapan stabil sesaat yaitu pada 7-10 menit, setelah ini serapan kurang stabil, semakin turun dengan bertambahnya waktu .. pengompleks
Dilakukan variasi volume pengompleks eriokrom sianin 0,01%, terhadap larutan Al konsentasi 250 0 g/L. Volume pengompleks (mL) : 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 dan 3,0 serapan dicatat untuk setiap variasi volume pada A 534 nm. Kurva antara volume pengompleks (mL) terhadap serapan ditunjukkan pada Gambar 5. Buku I hal. 44
__
Y
= 0
---.-----
--·--
..· .. 1
0.000 o
20
40 60 Konsentrasi (ppb)
80
100
10m ~
Spektra kompleks AI-eriokrom sianin R dalam bufe asetat pH 6,0
Optimasi konsentrasi
_Z
--==----T~-·--====~·~·~·~_· ~=o',~~~~~: ---.-.-.
0.050
460 500 520 540 560 560 600 Panjang
u_.
0.150
Gambar 6. Kurva standar aluminium 20 - 100 )..lg/L dalam bufer asetat pH 6,0 Dari kurva standar AI diperoleh hubungan linier antara konsentrasi (X) terhadap serapan Y, dengan persamaan garis regresi Y = 0,003 X 0,009, koefisien korelasi (r) = 0,9999 Penentuan batas deteksi AI Kurva standar Al konsentrasi 0,10 hingga 0,30 ppm diperoleh persamaan regresi linier Y= 1,8211 X + 0,00234 r = 0,998. Batas deteksi Al yang ditentukan dengan cara kurva standar didapat 0,020 ppm, dengan cara pengukuran delapan buah larutan blanko diperoleh 0,027 ppm.
ISSN 1410 - 8178
Purwanto, dkk
@
batan
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi. Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, Rabu, 11 September 2013
Analisis kadar AI dalam fase air dari ekstraksi larutan cuplikan zirkonil klorida.
3 7
2
Tabel 5. Hasil analisis kadar AI dalam zirkonil klorida produk lokal ---. Kons.AI Kons. AI 1,20 0,0012 0,0001 (ppm) 0,0293 0,060 0,0283 0,0266 0,0028 0,0027 0,0266 28,26 26,59 0,065 0,0283 28,31 0,068 0,066 0,067 0,0287 0,0290 0,0029 0,0287 0,0293 0,0290 28,65 29,34 28,99 Serapan 'Kons. reg Kadar) (D (mq/q) (%q/q)
-.-
......
No
=
presisi ditentukan dengan menghitung koefisien variasi dari sirnpangan baku (0') pengulangan 7 kali pengujian, diperoleh konsentrasi AI rerata 0,028 ± 0,0012 mg/g, sehingga koefisien variasi (KV) =
0,0012 x 100 = 4,29 %. 0,028 KESIMPULAN Serapan maksimum kompleks Ti dengan pada panjang gelombang (A.) 400 nm, waktu kestabilan kompleks 5-30 menit, konsentasi H202 optimum 0,3%. Larutan mengandung Ti 25,0 ppm dengan adanya Zr 150 ppm menyebabkan penyimpangan sebesar 1,7%, konsentrasi zirkonium 10 kalinya mulai menganggu menyebabkan penyimpangan 5 %. Pemisahan zirkonium dengan titanium dengan cara Ti dikompleks dengan H202 dan zirkonium diendapkan dengan H3P04, dipisahkan dengan disaring. Kadar Ti dalam zirkonil klorida adalah 0,048 ± 0,002 mg/g. Uji presisi analisis Ti terhadap 7 larutan sampel diperoleh 4,8% dan uji recovery diperoleh 91,43 ± 9,70 %. Serapan maksimum kompleks AI dengan eriokrom sianin dalam larutan bufer asetat pH 6,0 pada panjang gelombang (A.) 536 nm, konsentrasi eriokrom sianin 3,73.10-5 M. Cuplikan zirkonil klorida 0,400 g dalam 10 mL asam sulfat 0,5 M, diekstraksi dengan 30% TNOA-kerosen, fase air dianalisis, kadar AI dalam zirkonil klorida rerata 0,0283 ± 0,0012 mg/g. Uji presisi analisis Al terhadap 7 larutan cuplikan diperoleh 4,29 % dan recovery 89,27 ± 2,36 %. H202
*Kons.regdihitung dengan persamaan : Y = 2,9129 X - 0,0175 Kadar AI dalam zirkonil klorida 0,0283 ± 0,0012 mg/g.
Uji akurasi AI (recovery) Perolehan kembali (recovery) dilakukan dengan menganalisis AI dalam filtrat, dipipet 0,5 mL dibuat 8 buah larutan. Masing-masing ditambah dengan 50 ~L larutan standar AI 10 mg/L (0,050 mg/L), dilakukan preparasi seperti pada pembuatan kurva standar. Dihitung konsentrasi AI dalam sampel sebelum dan setelah diadisi menggunakan persamaan regresi dari kurva standar, data percobaan uji perolehan kembali ditunjukkan pada Tabel 6. Tabel 6. Uji recovery terhadap 0,05 mg/L AI yang diadisikan ke dalam cuplikan Perolehan Adisi AI dalam Kembali 88,67 89,36 0,191 0,0283 0,0716 86,61 0,195 0,0433 90,73 0,197 0,198 91,42 0,194 0,189 0,199 92,10 90,04 0,196 534nm 85,24 86,61 (%) Sampel ".9-,Q?~§_. "Q,Q'?'?§".. "..9..!Q..~.~.3 .... 9!Q4.~.?,," ._Q,!M.?O __Qi~.??~_ ...Q,Q46L_ .9..t91.R_ 0,0743 0,0709 Recovery Hasil uji* __ _.Q.9:!~ "Q,Q1.4.9.. "" .Q,Q4.4~._ .... _ (mg/L) (mqlL) _.. .Q,Q~_. 0,04?6 Serapan D
= 89,27 ~ 2,36 %
*) Dihitung dengan persamaan Y = 2,9129 X - 0,0 175
Konsentrasi AI dalam sampel rerata 0,0283 mg/L. Larutan standar AI yang ditambahkan ke dalam sampel adalah 0,050 mg/L (0,05 mL AI 10 mg/L dalam volume akhir 10 mL). Dari Tabel 6. diperoleh bahwa uji recovery terhadap 8 buah larutan standar Al 0,05 mg/L yang ditambahkan ke dalam sampel adalah 89,27 ± 2,36 %. Sedangkan Purwanto A, dkk.
DAFT AR PUST AKA I. MAIRODI., Proses Pembuatan Bahan Sodium Zircon ate Dari Zircon Sebagai Bahan Baku Pembuatan Zirconia. Theses From JBPTITBTF, Program Teknik Fisika ITB, Maret 2007. http://digilib. tf.itb. ac 2. DWI RETNANI SUDJOKO, Pembuatan Zirkonia Kestabilan Parsial Dengan Cara Pengendapan., Prosiding PPI PDIPTN, PT APB, BAT AN Yogyakarta, 2008. 3. POERNOMO H., Informasi Umum Zirkonium, Pusat Teknologi Akseleator dan Proses Bahan, BAT AN, Yogyakarta, April 2012. 4. ANONIM; Standard Method for The Examination of Water arid Waste Water, APHA Standard Methods, 18th Edition, 1992. 5. WOOD D.F., JONES J.T., Spectrophotometric determination of small amounts of titanium in zirconium alloys, hafnium, niobium and other metals, with diantipyrinylmeth. Analvtica Chimica Acta Vo1.47. Issue 2, September 1969
ISSN 1410 - 8178
Buku I hal. 45
PENELITIAN
PRO SIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR
Pusot Teknologi Akselerotor don Proses Bahan Yogyakarta, Rabu 11 September 2013 6. SANDEL, E.B., and ONISHI, H., "Photometric Determination of Trace of Metals General Aspects ", Fourth edition, Part I, Thon Willey and Sons Publishers, Inc., New York 1978. 7. VOGEL'S., Textbook of Quantitative Inorganic Analysis, Fourth Edition 1978. , ISBN 0-58240710-9 8. RUSYIDI, S., Metoda Analisis Titanium Dalam Ilmenit Bangka Dengan Pereaksi Perhidrol Secara Spektrofotometri. Prosiding Seminar Geologi Nuklir dan Sumber Daya Tambang, P2BGGN BATAN, 2004, ISBN 979-8769-12-D, http://www.dbriptek.ristek.go.id 9. YOKY EDY SAPUTRA., Verifikasi dan Validasi Metoda di Laboratorium, Juli 2009, http://en,wikipedia.org/wiki/accuracy and precision.
10. ANONIM., Validasi Metode Pengl!iian, hUp://ivakuvagava. wordpress.com diakses02/12/2009
TANYA JAWAB
~
batan
MV Purwani ~ Pada tata kerja sebaiknya dibuat dalam blok diagram ~ Apa kegunaan ekstraksi? ~ Bagaimana ketelitian dan ketepatannya analisis Ti jika dibanding dengan AAS?
Purwanto A Analisis Al dalam Zirkonil klorida ekstraksi dengan tujuan memisahkan Zr dari unsur-unsur pengotornya. Logam pengotor (AI) berada pada fase air, untuk dianalisis sedangkan zirconium berada dalam fase organik. Meskipun Zr tidak terekstraksi 100% ke fase organic, masih ada sebagian yang tinggal dalam fase air bersama dengan AI, namun masih ada toleransi saat zr mengganggu dalam analisis AI. <} Analisis Ti dengan UV- VIS ini dilakukan tahun 2012, saat itu AAS belum dapat menganalisis Ti karena tidak ada lampu Ti. Belum dilakukan evaluasi hasil analisis Ti antara AAS dengan UV- Vis.
<} Dilakukan
Anna R ~ Terbentuk warna kuning pada analisis Ti disebabkan oleh apa? ~ Apakah nantinya warna kuning tersebut permanen? ~ Apakah timbulnya warna kuning adalah yang diinginkan ?
Purwanto A <} Pada analisis titanium dengan pereaksi H2 O2
terbentuk kompleks berwarna kuning dari senyawa [Ti02(S04)d2+ atau [Ti(H20~d4+ <} Pada analisis spektrofotometri, memang diperlukan/dibuat menjadi senyawa berwarna (chromophor) agar menyerap sinar pada daerah panjang gelombang UV atau visible. <} Bila unsur yang akan dianalisa dalam larutan tidak berwarna, maka ditambah zat pembentuk warna (dye agent) agar terjadi kompleks senyawa berwarna. Keuntungan penggunaan pengompleks warna sensitivitasnya menjadi tinggi dan batas deteksinya menjadi rendah.
Buku I hal. 46
ISSN 1410 - 8178
Purwanto, dkk
