makalah instrumen

Makalah kimia instrumentasi

Disusun Oleh :

                                  

                                    Rahmadani                              (408231039)

                                    Nirmala Haytai                        (082244710007)

                                   

                                 

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang mana atas berkat dan rahmatnya, kami dapat menyelesaikan tugas makalah kami yang berjudul “Konsep Dasar Instrumentasi” ini.

Makalah ini diajukan untuk tugas presentasi kelompok di semester ini. Proposal ini berisikan hal – hal yang berkaitan dengan konsep – konsep dasar kimia instrumentasi.. Yang diharapkan menjadi masukan bagi rekan – rekan mahasiswa dan masyarakat, pada khususnya yang menggeluti ilmu kimia.

Tak lupa ucapan terima kasih kami ucapkan kepada bapak “Agus Kembaren, M.si.” selaku dosen Kimia Instrumentasi semester ini; juga kepada para penulis dan penerbit,blogger, yang tulisannya kami pakai sebagai referensi; serta rekan – rekan mahasiswa khususnya mahasiswa nondik ‘08 yang telah banyak memberikan bantuan dan informasi dalam penyelesaian proposal ini.

Makalah ini juga masih banyak terdapat kesalahan. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi penyempurnaan makalah – makalah berikutnya.

.

                                                                             Medan, Mei 2011

                                                                                                              

                                                                                                            Penulis

DAFTAR ISI

                                                                                                                      

Kata Pengantar……………………………………………………………..ii

Daftar Isi…………………………………………………………………...iii

Pendahuluan……………………………………………………………….1

            Definisi Instrumen………………………………………………....2

            Piranti Ukur……………………………………………………......2

Pembahasan……………………………………………………………......3

            Istilah Yang Digunakan Dalam Alat Ukur ………...…………...…3

            Metoda Analisis…………………………………………………....3

            Kecermatan…………………………………………………….......6

            Ketelitian…………………………………………………………..6

            Sensitifitas…………………………………………………………7

            Galat pada Analisis Instrumen………………………………….....7

            Derau Instrumen…………………………………………………...8

Daftar Pustaka……………………………………………………………..9

BAB I

PENDAHULUAN

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:suhu / temperatur, tekanan, kecepatan aliran, ketinggian cairan / level, Konduktifitas, kepadatan benda dan kekentalan (viskositas).

Setiap alat yang digunakan dan dioperasikan dalam sebuah pabrik dilengkapi dengan instrumen untuk mengukur parameterparameter tertentu sesuai kondisi operasi yang harus selalu dipantau setiap saat. Instrumen yang dimaksud terdiri dari dua macam yaitu instrumen lokal dan instrumen panel. Skala ukur yang terbaca dalam instrumen lokal merupakan kontrol terhadap skala ukur instrumen panel. Instrumentasi merupakan salah satu ilmu teknik yang makin terasa keperluannya dalam kehidupan sehari-hari untuk mendapatkan nilai pengukuran yang lebih akurat.Untuk mendasari pengetahuan yang diperlukan dalam kegiatan mengukur maka di bawah ini dibahas terlebih dahulu tentang satuan dan standardnya serta konsep angka penting dan galat.

Definisi Instrumen (Instrument)

Instrumen atau piranti ukur merupakan piranti untuk mengukur sesuatu besaran selama dipengamatan. Piranti itu dapat berupa instrumen tuding (indicating instrument) dan dapat berupa instrumen rekan (recording instrument) Istilah “INSTRUMEN” digunakan dua maksud yaitu  :

ü  Instrumen murni yang terdiri dari mekanisme dan bagian-bagian yang di bangun didalam wadah (rumah) atau piranti yang berkaitan dengan itu

ü  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”.

Piranti Ukur

ü  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.

ü  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.

BAB II

PEMBAHASAN

Pada dasarnya pengukuran (intrumentasi) bertujuan untuk mendapatkan informasi mengenai sifat-sifat fisik, kimia dan biologi dari suatu keadan atau proses atau untuk pengaturan sesuai dengan informasi yang diinginkan.Bantuan alat atau instrumen diperlukan untuk mentransformasikan informasi tersebut secara kualitatif dan kuantitatif untuk dapat ditanggapi oleh indera.

2.1. Istilah Yang Digunakan Dalam Alat Ukur

        1            Kepekaan (sensitivity) instrumen adalah perbandingan antara gerakan linear jarum penunjuk pada instrumen itu dengan perubahan variabel yang diukur yang menyebabkan gerakan itu.

        2            Ketelitian (accuracy) instrumen adalah penyimpangan terhadap masukan yang diketahui. Ketelitian biasanya dinyatakan dalam persentase.

        3            Ketepatan atau presisi (precision) instrumenadalah kemampuan instrumen menghasilkan kembali bacaan tertentu dengan ketelitian yang diketahui.

        4            Ketakpastian (uncertainty) instrumen adalah daerah deviasi dari nilai pengukuran alat (instrumen).

        5            Kalibrasi (calibration) instrumen adalah membandingkan nilai ukuran instrumen dengan nilai ukuran standar.

        6            Standar ukuran  adalah nilai ukuran yang sudah disepakati sebagai patokan dalam melakukan pengukuran.

        7            Teknik analisis merupakan suatu fenomena ilmiah dasar yang telah terbukti berguna untuk memberikan informasi mengenai susunan zat-zat yang dianalisis. Sedangkan metoda analisis merupakan penerapan yang spesifik dari suatu teknik analisis untuk memecahkan persoalan analisis.

2.2. Metoda Analisis

Spektroskopi

Merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan  sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.

Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

A =     log ( Io / It )         =  a b c

Keterangan  : Io = Intensitas sinar dating                              

                       It  = Intensitas sinar yang diteruskan              

                       A  = Absorban

                       a   = Absorptivitas                                           

                       b   = Panjang sel/kuvet

                       c   = konsentrasi (g/l)

Adapun jenis – jenis spektroskopi meliputi :

·         Spektrofotometri UV/Vis

·         Spektrofotometri infra merah

·         Spektrofotometri fluoresensi dan fosforesensi

·         Spektrofotometri serapan atom

·         Spektrometri raman

·         Spektrometri resonansi magnet inti

·         Spektrometri radiokimia

·         Spektrometri sinar X

Kromatografi

Kromatografi adalah teknik untuk memisahkan campuran menjadi komponennya dengan bantuan perbedaan sifat fisik masing-masing komponen. Alat yang digunakan terdiri atas kolom yang di dalamnya diisikan fasa stasioner (padatan atau cairan). Campuran ditambahkan ke kolom dari ujung satu dan campuran akan bergerak dengan bantuan pengemban yang cocok (fasa mobil). Pemisahan dicapai oleh perbedaan laju turun masing-masing komponen dalam kolom, yang ditentukan oleh kekuatan adsorpsi atau koefisien partisi antara fasa mobil dan fasa diam (stationer).

Komponen utama kromatografi adalah fasa stationer dan fasa mobil dan kromatografi dibagi menjadi beberapa jenis bergantung pada jenis fasa mobil dan mekanisme pemisahannya.

Adapun jenis – jenis kromatografi adalah :

·         Kromatografi cair knerja tinggi

·         Kromatografi gas cair dan padat

·         Kromatografi elusi CO2 pada superkritik

·         Kromatografi planar

Klasifikasi Teknik

Teknik Elektrokimia

·         Potensiometri

·         Voltametri

·         Coulometri

·         Elketrogravimetri

·         Amferometri

Teknik Berbagai fenomena ilmiah

·         Analisis termik

·         Spektrometri massa

·         Kinetika reaksi

·         Teknik terpadu

·         GC/FT-IR/MS

·         HPLC/FT-IR/MS

·         MS-MS

Pada era modern persoalan utama proses analisis adalah sangat kecilnya kadar senyawa yang dianalisis dan kompleksnya matriks sampel yang dianalisis. Kesahihan metoda analisis adalah suatu prosedur yang digunakan untuk membuktikan bahwa metoda analisis tersebut secara taat asas memberikan hasil seperti yang diharapkan dengan kecermatan dan ketelitian yang memadai.

2.3. Kecermatan

Kecermatan adalah keterdekatan hasil analisis yang diperoleh dengan memakai metoda tersebut dengan harga sebenarnya. Biasanya dinyatakan dengan persen perolehan kembali terhadap sample yang kadarnya diketahui dengan pasti. Persyaratan perolehan kembali metoda analisis adalah 80 – 120%.

2.4. Ketelitian

Ketelitian adalah simpangan baku atau simpangan relatif dari beberapa kali penentuan kuantitatif terhadap sample yang dianalisis dengan metoda terpilih yang dilaksanakan dengan normal. Makin kecil simpangan baku makin baik metoda tersebut.

2.5. Sensitifitas

Sensitifitas adalah batas terkecil yang dapat ditentukan untuk analisis kuantitatif (masih memberikan tanggap detektor yang berbeda dengan pembanding) = limit of detection.

2.6. Galat pada Analisis Instrumen

Galat atau Angka penting adalah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran, yang terdiri dari angka eksak dan satu angka terakhir yang ditaksir (atau diragukan). Misalnya kita mengukur panjang suatu benda dengan mistar berskala mm dan melaporkan hasilnya dalam 4 angka penting, didapat 114,5 mm. Jika panjang benda tersebut kita ukur dengan jangka sorong maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka penting, misalnya 114,40 mm, dan jika diukur dengan mikrometer sekrup maka hasilnya dilaporkan dalam 6 angka penting, misalnya 113,390 mm. Ini menunjukkan bahwa banyak angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran mencerminkan ketelitian suatu pengukuran. Makin banyak angka penting yang dapat dilaporkan,makin teliti pengukuran tersebut.

Penyebab galat pada analisis instrument adalah:

·         Prosedur analisis

·         Zat yang ditentukan

·         Instrumen

·         Faktor manusia yang mengerjakan

1. Galat Sistematik

Galat Sistematik (determinate errors) disebut juga galat prosedur, adalah hasil analisis yang menyimpang secara tetap dari kadar sebenarnya karena kesalahan prosedur.

Untuk menghindari galat adalah:

·         Kalibrasi instrumen secara berkala

·         Pemilihan metoda dan prosedur dari badan resmi

·         Pemakain bahan kimia dengan derajat p.a.

·         Peningkatan pengetahuan dan kemampuan para peneliti

2. Galat tidak sistemik (indeterminate errors)

Galat tidak sistemik disebut juga galat rawu (random) adalah penyimpangan yang tidak tetap dari hasil penentuan kadar yang disebabkan fluktuasi dari instrumen yang dipakai (derau) penyebab biasanya tidak diketahui dan tidak terkontrol. Derau bisa terjadia pada tiap bagian instrumen dan terakumulasi

2.7. Derau Instrumen (noise)

Derau instrumen adalah tanggap detektor yang merupakan fluktuasi yang rawu yang tidak disebabkan oleh materi yang dianalisis.Sumber : tranduser, prosesor, perekam (read out). Jenis – jenis noise :

1. Johnson noise (thermal noise)

Disebabkan oleh kenaikan temperatur yang mempengaruhi elektron-elektron pada elemen atau arus listrik

2. Shot noise

Disebabkan oleh temperatur tapi efeknya lebih rendah dan terjadi pada entrumen yang menggunakan semikonduktor dengan prinsip pengalihan arus listrik

3. Flicker noise

Dipengaruhi besarnya frekuensi

4. Environmental noise

Disebabkan oleh energi lingkungan dimana kita bekerja seperti medan listrik, medan magnet, radiasi elektromagnetik, getaran mekanik dan interaksi listrik. Dikurangi dengan pemasangan ground.

DAFTAR PUSTAKA

Day dan Underwood. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta. Erlangga

Fahron. 2009. Dasar Instrumentasi Industri. http://duniakarya.wordpress.com/2009/10/07/dasar-instrumentasi/ (accessed May 2011)

Khopkar. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta. UI-Press

Hendayana, S. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Semarang. IKIP Semarang Press

1. Supandi

·         apa beda spektrofotometri dengn spektrometri

spektrometri: lebih bnyak dr segi kualitatif. kl spektrofotometri: bnyk kuantitatif. makanya di buku2 bnyk menyatakan spektrometri.

·         noise dipengaruhi suhu, noise terjadi pd spek apa aj

noise merupakan tanggap detektor yang merupakan fluktuasi yang rawu yang tidak disebabkan oleh materi yang dianalisis. sumber: tranduser, prosesor, keluaran (read out). misalnya pada IR, noisenya bisa terjadi pada puncak2 yg dibawahnya yg bisa mempengaruhi spectra(hasil) yang diperoleh.

·         Spektrometri raman?

didaerah sidik jari pake IR sulit membacanya, maka raman membuat bantuan yang mudah untuk membacanya. tp tidak perlu qt memcari daerah sidik jari karena qt hanya menginginkan gugus yang tidak mendetail.  jika ingin mengetahui daerah yang sidik jari secara mendetail baru memakai raman. karena raman bisa memisahkan daerah sidik jari yg diinginkan.

·         Teknik terpadu

terpadu= GC. GC punya detector, detector akan muncuk spectra dimana akan menunjukkan senyawa dalam waktu resensi, tetapi senyawa itu tidak diketahui, maka harus dimasukkan standart. jk senyawa adalah senyawa baru, maka masukkanlah ujung detector dan diganti dengan spektroskopi massa, maka akan difrakmentasi, maka akan dapat molekul, struktur dll.

misalnya: kromatografi ujungnya diganti dgn AAS, misalnya mw spesisi Arsen, untuk menentukan As²⁺, maka pisahkan AS2+ dgn As3+, lalu

tp dalam prakteknya da masalah, dimana interfras yg akibat ada tekanan maka alatnya ngawur.

2. Tiasina

·         simpangan baku?

·         bagaimana cara mengukur simpangan baku pada metoda?

cara menghitungnya seperti

3. ikhmam

·         Fluorensiresensi dan fosforesensi

flouresensi

·         knapa ada factor instrument? galat pda instrument

instrument itu alat yg digunakan untuk mengukur suatu zat, jd apabila alat yg digunakan bisa bermasalah jadi bisa mengakibatkan galat dan tidak bisa diganti menjadi alat karena berbeda antara alat dengan instrument. seperti analisis instrument tidak bisa diganti menjadi analisis alat.