Langkah-langkah pekerjaan dalam analisis kimia terdiri atas :
- Sampling, yaitu mengambil cuplikan yang mewakili materi yang akan di analisa,
- Pengubahan keadaan cuplikan menjadi bentuk yang sesuai dengan kebutuhan pengukuran ,
- Pengukuran, dan
- Perhitungan serta interpretasi data yang diperoleh dari hasil pengukuran.
Untuk keperluan analisis kuantitatif langkah awal yang penting adalah sampling cuplikan harus representative, artinya dapat mewakili keseluruhan materi yang akan dianalisis. Contoh, jika berbentuk padatan, untuk memperoleh cuplikan yang homogeny biasanya cuplikan tersebut digerus atau digiling, kemudian diayak dengan menggunakan ayakan dengan ukuran (mesh) tertentu. Untuk memperkecil jumlah, sejumlah cuplikan dikumpulkan menjadi bentuk kerucut, lalu diratakan dan dibagi empat bagian. Dua bagian yang bersebrangan digunakan sebagai cuplikan. Jika masih terlalu banyak, bagian cuplikan yang diambil dibentuk kerucut lagi dan diperlukan sama seperti sebelumnya sehingga jumlah cuplikan memenuhi kelayakkan untuk analisis. Jika sampel berbentuk cairan, misalnya analisis kandungan logam berat dalam air sungai yang mengalir, maka perlu dilakukan pengambilan cuplikan air dari beberapa titik yang representatif pada setiap jarak 50 meter atau 100 meter. Disamping itu yang perlu diperhatikan adalah tingkat kedalaman (sedimen, pertengahan dan permukaan air).
Tahap ini sangat penting sekali, karena contoh yang keliru tidak akan menggambarkan bahan yang sesungguhnya, sehingga hasil analisa juga tidak banyak artinya.
(Dra. Hj. Astin P. Lukum, M.Si, BAHAN AJAR DASAR-DASAR KIMIA ANALITIK.Gorontalo: UNG)
SAMPLING DALAM ANALISIS
3.1 Pendahuluan
Pengetahuan yang baik dari proses sampling (penarikan sampel) dan tujuan analisis dapat menhindarkan kekeliruan yang dapat terjadi. Tingkat kepercayaan suatu data analisis seperti yang telah di bicarakan dalam bab sebelumnya, juga tergantung pada cara sampling yang digunakan dalam analisis kimia. Sampel harus bersifat mewakili (representative) keseluruhan bahan yang akan dianalisis dan harus homogen. Analisis yang baik harus sudah mengetahui dengan baik pentingnya sampling, latar belakang statistic sampel, metode umum sampling, pengetahuan mengenai cara-cara pemindahan dan penyimpangan sampel secara benar, kecerobohan yang dapat menimbulkan penyimpangan dalam sampling, pemakaian analisis dan terakhir mengetahui dari mana mendapatkan informasi-informasi tambahan mengenai sampling.
Pengetahuan yang baik dari proses sampling (penarikan sampel) dan tujuan analisis dapat menhindarkan kekeliruan yang dapat terjadi. Tingkat kepercayaan suatu data analisis seperti yang telah di bicarakan dalam bab sebelumnya, juga tergantung pada cara sampling yang digunakan dalam analisis kimia. Sampel harus bersifat mewakili (representative) keseluruhan bahan yang akan dianalisis dan harus homogen. Analisis yang baik harus sudah mengetahui dengan baik pentingnya sampling, latar belakang statistic sampel, metode umum sampling, pengetahuan mengenai cara-cara pemindahan dan penyimpangan sampel secara benar, kecerobohan yang dapat menimbulkan penyimpangan dalam sampling, pemakaian analisis dan terakhir mengetahui dari mana mendapatkan informasi-informasi tambahan mengenai sampling.
3.2 Defenisi
Sampling bukanlah suatu pengembangan yang modern tetapi pendahuluan metode staatistik dan control kualitas dalam berbagai industry telah berperan banyak terhadap kedudukannya sekarang ini. Penarikan sampel membutuhkan pengalaman. Dalam teknk sampling terdapat istilah-istilah yang perlu dimengerti secara jelas, misalkan sampel adalah bagian terpilih dari materi yang memiliki sifat-sifat yang pada dasarnya sama dengan keseluruhan materi. Suatu prosedur sampling terdiri atas langkah-langkah sampling yang berhasil. Suatu unit sampling dapat didefenisikan sebagai besar paket minimum materi yang akan digunakan sebagai sampel. Suatu penambahan dari sampel menyatakan sejumlah tertentu materi yang diambil dari setiap unit sampling. Sedangkan sampel bruto adalah satu yang dipersiapkan dengan mencampur berbagai penambahan bersama. Suatu subsample adalah suatu sampel bruto dengan ukuran lebih kecil. Sampel analisis adalah banyaknya sampel yang diambil untuk dianalisis.
3.3 Teori Sampling
Suatu sampel yang ideal harus memiliki semua sifat intensif yang identik dengan keseluruhan materi darimana dia berasal. Factor-faktor yang harus diperhatikan terutama adalah variasi yang diperbolehkan dalam materi, ketepatan metode pengujian dan keadaan dari materi yang digunakan.
Terdapat banyak kekeliruan nyata didalam sampling yang kita beri istilah kecerobohan sampling. Sebagai contoh, adalah suatu hal yang ceroboh manerima materi untuk dianalisis tanpa suatu pengetahuan mengenai latar belakangnya. Pemilihan yang random adalah sumber suatu penympangan dalam sampling. Pemisahan ukuran partikel dapat pula menghasilkan kesalahan yang serius. Tindakan-tindaakan ini dapat mengubah komposisi sampel dan ini harus dihindarkan. Pita perekat yang biasa digunakan tidak boleh dilekatkan langsung pada sampel mineral atau bijih-bijihan karena dapat menghasilkan informasi yang keliru tentang adanya seng oksida dari pita perekat.
3.4 Teknik Sampling
Berbagai teknik sampling gas-gas, cairan, dan padatan akan dibicarakan. Gas biasanya dikumpulkan dengan penghisapan, bilas, pemindahan dengan suatu cairan dan di ekspansikan dalam suatu wadah vakum. Sifat fisika dari pengotor (kontaminan) akan mempengaruhi metode sampling. Di dalam cairan, sampling suatu cairan murni atau cairan homogen tertentu prosedurnya sederhana karena biasanya cairan bersifat homogen. Terakhir di dalam hal sampel padat,sampling suatu padatan mnciptakan suatu variable yang tidak di jumpai dalam sampling cairan, yakni perbedaan ukuran partikel. Oleh karena itu, sampel yang digerus halus lebih disukai dari padatan heterogen. Umumnya sampling dengan tangan, tidak teliti. Saat ini mesin sampling mekanis banyak digunakan secara ekstensif karena alat tersebut lebih teliti dan lebih cepat untuk mengumpulkan sampel daripada sampling dengan tangan. Keseluruhan cara-cara sampling mekanis di atas, kesempurnaan pencampuran adalah yang plaing penting. Materi-materi yang halus dapat disampling yang disebut thief . kadangkala, thief ini bertindak juga mengukur secara cepat untuk sampling padatan dan cairan. Ditinjau dari prosedur sampling, dapat disimpulkan: materi yang akan di jadikan sampel harus dipecah-pecah menjadi satuan sampling nyata ataupun imajiner. Sangat berguna mengetahui varians relative di antara satuan dan dalam satuan sampling itu sendiri. Dengan melakukan analisis varians pada sampling berstrata maka dapat ditentukan apakah stratifikasi perlu dilanjutkan pada semua tingkat. Secara umum beberapa stratifikasi akan bermanfaat. Untuk materi tertentu ukuran sampel haruslah ukuran maksimum dari partikel. Penghausan sampel yang berlebih sebaiknya dihindarkan karena kadangkala butiran yang satu dapat berkomposisi berbeda dengan yang lainnya. Biasanya sampel bruto dikumpulkan untuk kemudian dikecilkan ukurannya untuk dianalisis.
3.5 Kriteria Secara Statistic Dari Sampling Yang Baik Dan Ukuran Yang Diperlukan
Skema sampling baru dapat dinyatakan bila rata-rata sampel memberikan sebuah estimasi yang tida menyimpang/bias dari rata-rata populasi sampel. Sampel juga harus memberikan sebuah estimasi yang tidak menyimpang dari varians populasi. Kedua hal tersebut dapat tercapai bila setiap unit ukuran yang mungkin terpilih mempunyai kesempatan yang sama harus mencapai estimasi nilai pusat dan penyebarannya seteliti mungkin. Ini di mugkan dengan prosedur stratifikasi. Factor penting berikutnya adalah estimasi ukuran sampel ang diperlukan dai materi yang bersifat partikel kasar. Untuk materi tersebut, berat sampel yan diambil secara acak harus makin besar dengan makin bertambahnya variasi komposisi, tergantung pada ketelitian analisis yang dikehendaki dan sifat ukuran partikelnya. Criteria utamanya adalah jumlah sample yang yang minimal yang dapat diambil sehingga kesalahan samplingnya masih di bawah batas.
Suatu prosedur sampling yang acak adalah prosedur di mana masing-masing porsi dari keseluruhan yang diberikan mempunyai kesempatan yang sama agar dapat muncul sebagai sample. Pada prakteknya pemilihan secara acak jarang digunakan dalam seri yang bertahap, tetapi sample diambil dari suatu interval. Suatu varisai kualitas dengan cara melingkar akan menghasilkan penarikan sample yang bias, ini dikenal dengan aliasing. Prosedur sampling yang seragam dapat memberikan komposisi rata-rata lebih teliti daripada suatu prosedur acak. Kesalahan lainnya dapat ditekan dengan memperbesar frekuensi sampling. Umunya masing-masing unit dianalisis secara terpisah dan hasilnya dirata-ratakan. Sebanyak n unit dicampur dengan baik dan dipisahkan menjadi n bagian sebelum dianalisis; ini meratakan komposisinya dan mengubah variansnya. Dengan cara ini hasil yang lebih tepat akan diperoleh dengan mencampur unit-unit dalam kelompok-kelompok dan melakukan sebanyak analisis pada kelompok hasil campuran daripada dengan menganalisis n unit secara terpisah. Campuran dianalisis dengan suatu metode di mana deviasi standar (σ) sebanding dengan besaran yang sedang ditentukan. Dengan suatu metode presisi relative yang konstan, presisi analitik tidak bergantung pada jumlah yang dianalisis. Kemudian yang terakhir suatu penentuan tunggal dilakukan pada campuran keseluruhan dengan metode di mana deviasi standar (σ) tidak tergantung pada besaran yang sedang ditentukan karena suatu penentuan tunggal pada sample hasil kombinasi akan memberikan hasil yang lebih teliti daripada hasil rata-rata analisis n unit yang terpisah.
3.6 Sampling Berstrata Terhadap Sampling Acak
Jika suatu materi yang akan diambil sampelnya dibagi-bagi menjadi unit-unit sampling, maka ada dua cara sampling acak. Sejumlah sample dapat dipilih secara acak dari badan materi atau sampling dapat distratifikasi dengan pertama kali memilih dari sejumlah unit-unit sampling dan kemudian dilakukan sekalli lagi sampling didalam unit-unit tersebut dengan prosedur acak. Prosedur dengan cara stratifikasi memberikan hasil yang seteliti cara acak sederhana dan memberikan hasil yang lebih baik bila varians antara anggota unitnnya sendiri. Untuk mengurangi samplingnya dengan menggunakan prosedur sampling non acak., populasi dibagi-bagi dengan prosedur acak menjadi sejumlah subbagian (seksi) dan bila varians diantara seksi adalah besar dibandingkan varians di dalam seksi, maka hasil yang lebih teliti akan didapat dengan secara dengan secara teliti mensampling masing-masing seksi. Prosedur berstrata tersebut mengandung suatu risiko penyimpangan. Risiko ini sebenarnya dapat dikurangi dengan membuat prosedur serepresentatif mungkin. Dalam istilah statistic, jika keseluruhan populasi yang akan disampling adalah homogen, maka sampling secara acak sederhana tidak lebih buruk daripada sampling berstrata, tetapi bila kita mempunyai subpopulasi yang berbeda (atau populasi heterogen) maka sampling subpopulasi dengan prosedur berstrata dapat diterima. Jika suatu estimasi rata-rata populasi adalah tidak menyimpang dengan estimasi varians minimum, maka jumlah sample yang diambil untuk tiap strata adalah diambil sesuai dengan ukuran strata dan standar deviasinya.
Jumlah sample didalam strata harus sesuai dengan ukuran strata, ini dikenal sebagai sampling representative yang memberikan estimasi yang tidak bias dari rata-rata populasi, tetapi menghasilkan varians estimasi yang besar, kecuali bila varians homogen diseluruh strata. Varians dari niali rata-rata tidak bergantung pada varians di antara strata. Prosedur berstrata harus memberikan hasil yang sangat baik bila varians di antara strata sebanding besarnya dengan varians dalam strata sendiri.
3.7 Transmisi Dan Penyimpanan Sampel
Selama pemindahan wadah, oksigen, karbon dioksida, cahaya, panas dan pencemar-pencemar lingkungan di atmosfer dapat mengubah keadaan sample. Oleh karena itu perlu diperhatikan secara seksama baik keadaan materi yang akan diambil sampelnya maupun pengujian yang akan dilakukan terhadap sample pada saat pemindahan sample. Harus benar-benar diperhatikan pada saat menarik sample dari suatu populasi dengan sejumlah unit terbatas yang akan di uji. Karena proses sampling meliputi pula berbagai operasi seperti penghancuran, penghalusan dan pembagian, maka selama penyimpanan tidak boleh ada kontaminasi, karena selain varians yang akan diberikan oleh operasi-operasi di atas, penyimpanan dan pemindahan akan memperbesar varians total. Masalah-masalah yang mungkin terjadi pada penyimpanan sample haruslah dikenal benar, jika tidak, maka gagallah usaha untuk menghasilkan tingkat akurasi dan presisi yang diinginkan.
Sampling dimaksudkan untuk memilih contoh yang dapat menggambarkan materi keseluruhan yang sebenarnya. Meski pun seorang analis sering langsung memperoleh analat yang sudah dalam ukuran laboratorium, hendaknya juga disadari bahwa informasi tentang bagaimana sampling dilakukan merupakan hal yang penting karena akan berkaitan dengan interpretasi data yang akan dilakukan.
Sampling yang dilakukan tergantung pada contoh yang akan diambil, misalnya sampling untuk menentukan polutan lingkunga yang terdapat dii air, udara dan tanah, sampling bahan industri, bahan makanan, barang tambang, sampling contoh yang bergerak dan sebagainya. Ada banyak teknik sampling yang dapat digunakan tergantung keadaan contoh yang akan diambil. Misalnya sampling batu bara dari suatu pertambangan. Langkah pertama adalah memillih sebagian besar batu bara, disebut contoh gross, yang meskipun tidak homogen tetapi merupakan susunan rata-rata dari seluruh massa. Contoh gross ini harus diubah menjadi contoh laboratorium yang lebih kecil baik bentuk mau pun jumlahnya. Contoh digiling atau dihancurkan dan secara sistematis dicampur dan dikurangi jumlahnya. Salah satu cara memperkecil jumlahnya adalah dengan mengumpulkan contoh menjadi bentuk kerucut, kemudian meratakan kerucutnya, dan membaginya menjadi empat bagian yang sama, dua bagian dibuang, dua bagian lagi dibentuk kerucut kembali, diratakan bagian kerucutnya, dibagi menjadi empat bagian yang sama, dan seterusnya sampai kemudian diperoleh contoh ukuran laboratorium. Di laboratorium contoh dihaluskan kembali dan contoh akhir laboratorium sekitar 1 g, diharapkan dapat mewakili keseluruhan contoh yang diambil.
Syarat sampel yang baik
Secara umum, sampel yang baik adalah yang dapat mewakili sebanyak mungkin karakteristik populasi. Dalam bahasa pengukuran, artinya sampel harus valid, yaitu bisa mengukur sesuatu yang seharusnya diukur. Kalau yang ingin diukur adalah masyarakat Sunda sedangkan yang dijadikan sampel adalah hanya orang Banten saja, maka sampel tersebut tidak valid, karena tidak mengukur sesuatu yang seharusnya diukur (orang Sunda). Sampel yang valid ditentukan oleh dua pertimbangan.
Pertama : Akurasi atau ketepatan , yaitu tingkat ketidakadaan “bias” (kekeliruan) dalam sample. Dengan kata lain makin sedikit tingkat kekeliruan yang ada dalam sampel, makin akurat sampel tersebut. Tolok ukur adanya “bias” atau kekeliruan adalah populasi.
Cooper dan Emory (1995) menyebutkan bahwa “there is no systematic variance” yang maksudnya adalah tidak ada keragaman pengukuran yang disebabkan karena pengaruh yang diketahui atau tidak diketahui, yang menyebabkan skor cenderung mengarah pada satu titik tertentu. Sebagai contoh, jika ingin mengetahui rata-rata luas tanah suatu perumahan, lalu yang dijadikan sampel adalah rumah yang terletak di setiap sudut jalan, maka hasil atau skor yang diperoleh akan bias. Kekeliruan semacam ini bisa terjadi pada sampel yang diambil secara sistematis
Contoh systematic variance yang banyak ditulis dalam buku-buku metode penelitian adalah jajak-pendapat (polling) yang dilakukan oleh Literary Digest (sebuah majalah yang terbit di Amerika tahun 1920-an) pada tahun 1936. (Copper & Emory, 1995, Nan lin, 1976). Mulai tahun 1920, 1924, 1928, dan tahun 1932 majalah ini berhasil memprediksi siapa yang akan jadi presiden dari calon-calon presiden yang ada. Sampel diambil berdasarkan petunjuk dalam buku telepon dan dari daftar pemilik mobil. Namun pada tahun 1936 prediksinya salah. Berdasarkan jajak pendapat, di antara dua calon presiden (Alfred M. Landon dan Franklin D. Roosevelt), yang akan menang adalah Landon, namun meleset karena ternyata Roosevelt yang terpilih menjadi presiden Amerika.
Setelah diperiksa secara seksama, ternyata Literary Digest membuat kesalahan dalam menentukan sampel penelitiannya . Karena semua sampel yang diambil adalah mereka yang memiliki telepon dan mobil, akibatnya pemilih yang sebagian besar tidak memiliki telepon dan mobil (kelas rendah) tidak terwakili, padahal Rosevelt lebih banyak dipilih oleh masyarakat kelas rendah tersebut. Dari kejadian tersebut ada dua pelajaran yang diperoleh : (1), keakuratan prediktibilitas dari suatu sampel tidak selalu bisa dijamin dengan banyaknya jumlah sampel; (2) agar sampel dapat memprediksi dengan baik populasi, sampel harus mempunyai selengkap mungkin karakteristik populasi (Nan Lin, 1976).
Kedua : Presisi. Kriteria kedua sampel yang baik adalah memiliki tingkat presisi estimasi. Presisi mengacu pada persoalan sedekat mana estimasi kita dengan karakteristik populasi. Contoh : Dari 300 pegawai produksi, diambil sampel 50 orang. Setelah diukur ternyata rata-rata perhari, setiap orang menghasilkan 50 potong produk “X”. Namun berdasarkan laporan harian, pegawai bisa menghasilkan produk “X” per harinya rata-rata 58 unit. Artinya di antara laporan harian yang dihitung berdasarkan populasi dengan hasil penelitian yang dihasilkan dari sampel, terdapat perbedaan 8 unit. Makin kecil tingkat perbedaan di antara rata-rata populasi dengan rata-rata sampel, maka makin tinggi tingkat presisi sampel tersebut.
Belum pernah ada sampel yang bisa mewakili karakteristik populasi sepenuhnya. Oleh karena itu dalam setiap penarikan sampel senantiasa melekat keasalahan-kesalahan, yang dikenal dengan nama “sampling error” Presisi diukur oleh simpangan baku (standard error). Makin kecil perbedaan di antara simpangan baku yang diperoleh dari sampel (S) dengan simpangan baku dari populasi (, makin tinggi pula tingkat presisinya. Walau tidak selamanya, tingkat presisi mungkin bisa meningkat dengan cara menambahkan jumlah sampel, karena kesalahan mungkin bisa berkurang kalau jumlah sampelnya ditambah ( Kerlinger, 1973 ). Dengan contoh di atas tadi, mungkin saja perbedaan rata-rata di antara populasi dengan sampel bisa lebih sedikit, jika sampel yang ditariknya ditambah. Katakanlah dari 50 menjadi 75.
Teknik-teknik pengambilan sampel
Secara umum, ada dua jenis teknik pengambilan sampel yaitu, sampel acak atau random sampling / probability sampling, dan sampel tidak acak atau nonrandom samping/nonprobability sampling. Yang dimaksud dengan random sampling adalah cara pengambilan sampel yang memberikan kesempatan yang sama untuk diambil kepada setiap elemen populasi. Artinya jika elemen populasinya ada 100 dan yang akan dijadikan sampel adalah 25, maka setiap elemen tersebut mempunyai kemungkinan 25/100 untuk bisa dipilih menjadi sampel. Sedangkan yang dimaksud dengan nonrandom sampling atau nonprobability sampling, setiap elemen populasi tidak mempunyai kemungkinan yang sama untuk dijadikan sampel. Lima elemen populasi dipilih sebagai sampel karena letaknya dekat dengan rumah peneliti, sedangkan yang lainnya, karena jauh, tidak dipilih; artinya kemungkinannya 0 (nol).
Dua jenis teknik pengambilan sampel di atas mempunyai tujuan yang berbeda. Jika peneliti ingin hasil penelitiannya bisa dijadikan ukuran untuk mengestimasikan populasi, atau istilahnya adalah melakukan generalisasi maka seharusnya sampel representatif dan diambil secara acak. Namun jika peneliti tidak mempunyai kemauan melakukan generalisasi hasil penelitian maka sampel bisa diambil secara tidak acak. Sampel tidak acak biasanya juga diambil jika peneliti tidak mempunyai data pasti tentang ukuran populasi dan informasi lengkap tentang setiap elemen populasi. Contohnya, jika yang diteliti populasinya adalah konsumen teh botol, kemungkinan besar peneliti tidak mengetahui dengan pasti berapa jumlah konsumennya, dan juga karakteristik konsumen. Karena dia tidak mengetahui ukuran pupulasi yang tepat, bisakah dia mengatakan bahwa 200 konsumen sebagai sampel dikatakan “representatif”?. Kemudian, bisakah peneliti memilih sampel secara acak, jika tidak ada informasi yang cukup lengkap tentang diri konsumen?. Dalam situasi yang demikian, pengambilan sampel dengan cara acak tidak dimungkinkan, maka tidak ada pilihan lain kecuali sampel diambil dengan cara tidak acak atau nonprobability sampling, namun dengan konsekuensi hasil penelitiannya tersebut tidak bisa digeneralisasikan. Jika ternyata dari 200 konsumen teh botol tadi merasa kurang puas, maka peneliti tidak bisa mengatakan bahwa sebagian besar konsumen teh botol merasa kurang puas terhadap the botol.
Di setiap jenis teknik pemilihan tersebut, terdapat beberapa teknik yang lebih spesifik lagi. Pada sampel acak (random sampling) dikenal dengan istilah simple random sampling, stratified random sampling, cluster sampling, systematic sampling, dan area sampling. Pada nonprobability sampling dikenal beberapa teknik, antara lain adalah convenience sampling, purposive sampling, quota sampling, snowball sampling.
Teknik sampling adalah cara pengambilan sam,pel, contoh atau cuplikan dari bahan ruah atau lapangan yang menjadi obyek analisis. Sampel yang diambil harus menggambarkan komposisi dari obyek analisis. Agar diperoleh keadaan yang representatif, proses pengambilan sampel harus sistematis, mengikuti langkah-langkah atau tahapan sampling. Tahapan sampling secara umum dapat digambarkan sebagai berikut :
- Pengumpulan sampel lapangan(gross sampel) dari unit-unit pengambilan sampel di lapangan. Cara penetapan unit pengambilan sampel berbeda-beda tergantung dari jenis bahannya.
- Pengurangan jumlah dan ukuran sampel di lapangan menjadi partikel-partikel dengan ukuran yang cocok untuk pengiriman ke laboratorium. Proses kedua ini menghasilkan sampel yang dikenal sebagai sampel laboratorium.
- Pengurangan sampel laboratorium menjadi sampel yang siap dianalisis, yang dikenal sebagai sampel analitik.
- Penyimpanan sampel analitik dengan cara-cara tertentu sesuai dengan sifat sampel analitik.
Perlakuan untuk menghasilkan sampel analitik untuk bahan kimia yang berbentuk cairan dan gas lebih mudah dibandingkan sampel berbentuk padatan, karena homogenitas dari cairan dan gas lebih tinggi dibandingkan bahan kimia padatan. Pengambilan sampel analitik dalam bentuk padatan harus memperhatikan beberapa hal berikut, agar sampel analitik reperesentatif untuk menggambarkan komposisi bahan kimia yang dianalisis.
Pengumpulan sampel lapangan dari unit-unit pengambilan sampel dilakukan secara sistematis berdasarkan waktu pengambilan atau jarak. Sampel yang diambil berdasarkan waktu adalah pengambilan jumlah tertentu secara periodik (misalnya tiap 30 menit) kemudian dikumpulkan dalam tempat tertentu sebagai sampel lapangan. Pengumpulan cara ini biasanya untuk proses yang kontinu, misalnya untuk analisis limbah. Untuk sampel berbentuk padatan atau bubuk halus, sampel lapangan yang diambil menurut jarak tertentu, seperti digambarkan secara skematis pada Gambar 1.3. Jumlah sampel lapangan yang terkumpul kadang-kadang mencapai 1000 kg.
Gambar 1.3 Skema Pengambilan Sampel Lapangan
Sampel lapangan perlu diperkecil ukuran dan jumlahnya. Untuk memperkecil ukuran sampel dapat digunakan mesin penghancuryaw crusher, ball mill, bila jumlah sampelnya sangat besar. Bila jumlah sampel lapangannya kecil, pengecilan ukuran dapat digunakan Mortar Platter dari baja atau Mortar Agate. Pengurangan jumlah sampel lapangan yang masih terlalu banyak dilakukan setelah penghalusan menghasilkan ukuran sekitar 1 inci. Pengurangan jumlah sampel dilakukan seperti pada Gambar l.4 dan 1.5.
Gambar 1.4 Pengurangan Jumlah Sampel Lapangan Tahap Awal
Sampel digundukkan, kemudian dibuat gundukan memanjang {long pile). Sampel diambil secara berselang-seling dari gundukan memanjang (daerah xxxx), kemudian dikumpulkan.
Pengecilan jumlah lebih lanjut menjadi partikel berukuran lulusan saringan 5 mesh kemudian dilakukan pengurangan jumlah melalui cara coning dan quartering. Sampel digundukkan, kemudian puncaknya diratakan dan dibagi menjadi 4 bagian. Dua bagiannya diambil secara berselang-seling dikumpulkan kembali menjadi sampel.
Gambar 1.5 Pengurangan Jumlah Sampel Lapangan Tahap Akhir
Proses penghasilan sampel dan coning, qaurtering dilakukan terus hingga diperoleh ukuran partikel sampel yang lolos ayakan berukuran 100 -200 mesh.
Penyimpanan sampel yang siap dianalisis kadang diperlukan untuk mencegah dekomposisi sampel sekecil mungkin. Beberapa proses yang dapat dicegah melalui cara penyimpanan yang baik adalah: penyerapan uap air oleh komponen-komponen sampel yang higroskopis, penyerapan C02 dari udara, serta oksidasi komponen-komponen sampel oleh oksigen dari udara. Wadah yang biasa dipakai untuk menyimpan sampel adalah botol polietilen bermulut lebar.
Mahasiswa pemula jarang menghadapi masalah pencuplikan sampel karena ia telah di beri sampel (contoh) yang homogen atau kira-kira demikian. Meskipun demikian ia harus menyadari pentingnya pencuplikan sampel dan harus mengetahui arah mana harus di ambil bila ia menghadapi suatu soal yang yang tak kenali. Akan di bahas dengan singkat pencuplikan zat padat, cairan dan gas untuk memberi gambaran umum kepada mahasiswa sifat dasar dari masalah-masalah yang terlibat.
Zat padat
Batubara teristimewa sukar untuk di cuplik dan akan digunakan untuk menggambarkan metode-metode yang digunakan untuk bahan padat. Langkah pertama dalam prosedur pencuplikan adalah memilih suatu porsi besar batubara, yang disebut sampel kasar(gross), yang meskipun tak homogen, mewakili komposisi rata-rata dari massa keseluruhan. Ukuran sampel yang diperlukan bergantung pada faktor-faktor seperti ukuran partikel dan homogenitas partikel. Dalam kasus batubara sampel kasar. Haruslah sekitar 500 kg jika partikel-partikelnya tak lebih dari sekitar 2,5 cm panjang, lebar ataupun tingginya.
Terdapat banyak teknik yang digunakan untuk memperoleh sampel kasar. Jika batubara itu dalam keadaan bergerak, pada suatu ban berjalan jenis tertentu, suatu bagian tertentu dapat disimpangkan secara sinambung untuk memberikan sampel kasar itu. Di pihak lain jika batubara itu akan disekopi dari dalam truk, dapatlah disisihkan tiap sekopan yang ke-50 untuk membentuk sampel (contoh).
Setelah sampel itu dipilih, batubara itu ditumbuk atau diremuk dan secar bersistem dicampur dan ukurannya dikurangi. Satu metode yang digunakan untuk mengurangi sampel batubara adalah dengan mengonggokkan sampel menjadi suatu kerucut dengan menggunakan sekop. Pejalkan kerucut itu. Kemudian dibagi empat sama besar dua bagian diantaranya dibuang .suatu peranti mekanis untuk membagi-bagi sampel disebut pengocok ( riftle).pengocok itu terdiridari sebarisan talang kecil melandai yang diatur sedemikian rupa sehingga tiap talang secara selang seling membuang sampel dalam arah yang berlawanan.dengan cara ini sampel itu terbagi dua secara otomatis.
Di laboratorium sampel dapat digerus lebih lanjut dengan lesung dan alu.Sering perlu menggerus sampel agar dapat lolos lewat ayakan dengan mesh tertentu.diharabkan bahwa sampel laboratoriumyang final.sekitar 1g,bersifat mewakili sampel kasar itu.Data analisis yang diperoleh tak dapat lebih baik dari pada keseksamaan yang dilakukan dalam prosedur pencuplikan sampel.
Cairan
Jika cairan yang akan dianalisis itu homongen.maka prosedur pencuplikan sampel bersifat langsung dan sederhana.proses itu akan jauh lebih sulit jika cairan itu heterogen sebagai contoh,dalam hal cairan yang mengalir dalam sistem pipa,sampel sering diambil dari titik-titik yang berlainan dalam sistem itu.dalam suatu danau atau sungai,sampel dapat diambil pada lokasi yang berlainan dan pada kedalaman yang berbeda-beda .kadang-kadangtidak dikehendaki satu sampel rata untuk sistemcair keseluruhan itu.misalnya,dalam menguji pemumian alamiah dari suatu sungai yang tercemar dengan limbah/kotoran.maka sampel dapat diambil pada sejumlah tempat kearah hilir dari masuknya kotoran tersebut.
Piranti yang disebut pencuplik caplok (grab samplers) dapat digunakan untuk mengumpulkan sampel dari perairan besar pada pelbagai kedalaman.piranti semacam ini terdiri dari suatu botol sampel dalam suatu wadah logam yang cukup berat untuk memaksa botol kosong itu terbenam pada kedalaman yang diinginkan.Botol sampel itu ditutup dengan suatu sumbat yang diberi tali dan ujungnya dipegangi oleh sipengambil sampel.Piranti itu diturunkan ke kedalaman yang diinginkan kemudian sumbat ditarik keluar dan botol sampel itu akan terisipenyublikan itu dilengkapi bola apung yang secara otomatis akan menyumbat botol setelah terisi cairan.
Gas
Dewasa ini orang berminat untuk mencuplik sampel udara berkat upaya yang diarahkan keperbaikan kualitas udara yang kita hirup.tentu saja udara merupakan campuran rumit yang mengandung materi butiran maupun sejumlah senyawaan gas.susunannya tergantung pada sejumlah faktor ,seperti misalnya lokasi,temperatur,angin,dan hujan.
Dalam mengumpulkan suatu sampel udara untuk analisis,volume yang diambil dan laju serta lamanya pencuplikan merupakan faktor-faktor penting.udara dialirkan lewat sederetan penyaring halus untuk mengucilkan materi butiran,dan lewat sekolom larutan dalam mana terjadi suatu reaksi kimia untuk memperangkap komponen yang diinginkan.setelah dikumpulkan pada suatu penyaring (filter),materi butiran dapat ditetapkan oleh analisis kimia atau dengan menimbangnya.
Persyaratan umum untuk pencuplikan zat padat,cairan dan gas dapat dicari dalam karya rujukan umum.2,3,4,5 pengarahan juga tersedia dalam penerbitan pelbagai kelompok,seperti misalnya American Society for Testing Materiaks,dan American Oil Chemists’Society.
Teori sampling
Suatu sampel yang ideal harus memiliki semua sifat intensif yang identik dengan keseluruhan materi dariman dia berasal.faktor-faktor yang harus diperhatikan terutama adalah variasi yang diperbolehkan dalam materi,ketepatan metode pengujian dan keadaan dari materi yang digunakan.
Terdapat banyak kekeliruan yang nyata di dalam sampling yang kita beri istilah kecerobohan sampling. Sebagai contoh,adalah suatu hal yang ceroboh menerima materi untuk dianalisis tanpa suatu pengetahuan mengenai latar belakangnya. Pemilihan yang random adalah sumber suatu penyimpangandalam sampling.pemisahan ukuran partikel dapat pula menghasilkan kesalahan yang serius.tindakan-tindakan ini dapat mengubah komposisi sampel dan ini harus dihindarkan.pita perekat yang biasa digunakan tidak boleh dilekatkan langsung pada sampel mineral atau bijih-bijihan karena dapat menghasilkan informasi yang keliru tentang adanya seng oksida dari pita perekat.
b. Pengubahan Keadaan Cuplikan
Sebelum dapat dilakukan suatu pengukuran fisika atau kimia untuk menetapkan banyaknya analit dalam larutan sample, biasanya perlu untuk memecahkan masalah “gangguan”. Misalnya, di andaikan si analisis ingin menetapkan banyaknya tembaga dalam suatu contoh dengan menambahkan kalium iodide dan mentitrasi ion yang dibebaskan dengan natrium tiosulfat. Jika larutan itu juga mangandung ion besi (III), maka ion ini akan mengganggu, karena ion ini juga mengoksidasi iodide menjadi iod. Gangguan itu dapat dicegah dengan menambahkan natrium fluoride kedalam larutan, yang akan mengubah besi (III) menjadi kompleks FeF63- yang stabil. Ini merupakan suatu contoh metode umum dalam mana gangguan-gangguan secara efektif “dilumpuhkan” dengan cara mengubah sifat dasar kimianya.
Pada umumnya cuplikan berbentuk padatan oleh karena itu perlu dilakukan pengubahan bentuk cuplikan tersssebut menjadi bentuk larutan sehingga dapat diukur. Untuk mengubah cuplikan bentuk cair dapat dilakukan dengan :
Cara basah yang dilakukan dengan pelarut langsung menggunakan pelarut air, asam-asam seperti asam nitrate, asam sulfat, asam klorida, asam perklorat atau campurannya,dan basa. Kerja pelarut asam pada umumnya karena kemampuan asam-asam untuk bertindak sebagai oksidator atau pengompleks. Campuran asam nitrate dan asam klorida pekat (1:3) yang dikenal sebagai air raja sangat reaktif untuk melarutkan cuplikan yang mengandung logam-logam seperti emas. Untuk cuplikan yang tahan terhadap air atau asam seperti silikat, dapat dilarutkan dengan menggunakan basa seperti natrium kiarbonat atau natrium karbonat atau natrium peroksida.
Cara kering, cuplikasi dilebur dengan cara dipijarkan, kemudian dilarutkan dengan air atau asam encer. Untuk mempercepat proses peleburan, biasanya ditambahkan beberapa tetes asam-asam pekat.
Adanya gangguan atau interferensi dari suatu konstituen terhadap pengukuran konstituen tertentu perlu diperhatikan. Misalnya, jika kita ingin menganalisis kadar aluminium dalam suatu cuplikan yang mengandung besi dalam jumlah yang besar dengan cara spektrofotometri menggunakan pereaksi aluminon. Baik ion Al 3+ maupun ion Fe3+ sama-sama membentuk kompleks berwarna merah dengan aluminon. Oleh karena itu, sebelum direaksikan dengan aluminon, Fe3+ harus diubah terlebih dahulu menjadi Fe2+ dengan menambahkan tioglikolat. Ion Fe2+ tidak membentuk kompleks berwarna dengan aluminon. Cara lain untuk menghilangkan gangguan dari konstituen lain adalah dengan pemisahan. Misalnya pada penentuan Mg dengan metode gravimetri menggunakan pengendap oksalat. Kalo dalam cuplikan terkandung pula ion besi, maka ion tersebut dapat turut mengendap sebagai oksalat, disamping ion Mg. Oleh karena itu, sebelum ditambahkan pereaksi oksalat, ion besi diendapkan terlebih dahulu sebagai hidroksida pada pH sekitar 6,5. Besi (III) mengendap sebagai hidroksida, sedangkan Mg(II) tidak,sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan.
Pengubahan analit ke dalam bentuk yang sesuai dengan pengukuran umumnya dengan melarutkan contoh. Kebanyakan contoh yang dianalisis larut dalam air. Akan tetapi tidak sedikit zat-zat yang terdapat di alam tidak larut dalam air. Dua cara yang paling umum untuk melarutkan contoh adalah:
• dengan asam-asam klorida, nitrat, sulfat atau perklorat
• dengan zat pelebur asam atau basa yang diikuti dengan perlakuan air atau
asam
Kerja pelarut asam tergantung pada beberapa faktor:
1. Reduksi ion hidrogen oleh logam yang lebih aktif dari hidrogen, misalnya:
Zn(s) + 2H+ •
Zn2+ + H2 (g)
2. Kombinasi ion hidrogen dengan anion suatu asam lemah, misalnya:
CaCO3(p) + 2H+ •
Ca2+ + H2O + CO2(g)
3. Sifat-sifat oksidasi dari anion asam, misalnya:
3Cu(p) + 2NO3-+ 8H+ •
3Cu2+ + 2NO(g) + 4H2O
4. Kecenderungan anion dari asam untuk membentuk kompleks yang larut dengan kation zat yang ada dalam larutan, misalnya:
3+ 2+
Fe +Cl -• FeCl
Sebelum melakukan pengukuran maka faktor interferensi atau pengganggu harus dihilangkan terlebih dulu. Faktor ini dapat dihilangkan dengan berbagai cara misalnya dengan mengkompleks zat pengganggu, mengendapkan, menguapkan, mengekstraksi, atau pun dengan melakukan elektrolisa dan kromatografi.
c. pengukuran
Sifat kimia dan fisika digunakan dasar untuk melakukan pengukuran baik kuantitatif dan kualitatif serta melibatkan reaksi-reaksi kimia didalamnya, seperti volumetric dan gravimetric. Kedua metode tersebut dikatakan klasik namun masih digunakan hingga sekarang, karena menunjukkan ketelitian dan kecermatan yang handal. Selain itu penggunaan instrument moderen yang lebih canggih yang juga didasarkan sifat fisika kimia, sekarang ini lebih disukai untuk pengukuran karena memiliki tingkat ketelitian dan kecermatan yang tinggi serta effisien, efektif, mudah dan cepat dalam pengoperasiannya.
Berbagai sifat fisika dan kimia dapat digunakan untuk melakukan pengukuran. Teknik pengukuran yang digunakan dapat dilakukan dengan cara klasik yang berdasarkan reaksi kimia atau dengan cara instrumen yang berdasarkan sifat fisikokimia.
d. perhitungan serta interprestasi data hasil pengukuran
Hasil pengukuran dengan cara titrasi atau gravimetric misalnya, data selanjutnnya diolah berdasarkan hubungan stoikiometri yang sederhana berdasarkan reaksi kimia yang terjadi. Sedangkan dari hasil pengukuran dengan spektrofotometer, diperoleh data berupa absorbans, yang dapat dihubungkan dengan konsentrasi atau kadar suatu zat dalam cuplikan. Perlu di ingat, bahwa hasil-hasil yang diperoleh dengan cara-cara analitik tidaklah selalu mudah dan sederhana. Oleh karena itu cara statistika kimia dapat digunakan untuk meminimalisasi kesalahan-kesalahan yang di buat selama pengerjaan dan pengukuran, agar dapat diperoleh tafsiran data dan kesimpulan yang tepat dengan tingkat kepercayaan yang tinggi.
Langkah terakhir dalam tahapan analisis dikatakan selesai bila hasil analisis telah dinyatakan sedemikian rupa sehingga dapat dipahami oleh si peminta analisis. Umumnya kadar analat dinyatakan dengan perhitungan persen. Seperti pada volumetri dan gravimetri perhitungan persen diperoleh dari hubungan stoikiometri sederhana berdasarkan reaksi kimianya, sedangkan dalam cara spektroskopi diperoleh dari hubungan absorban dan konsentrasi analat dalam larutan. Cara-cara statistik biasanya digunakan untuk menginterpretasi data yang diperoleh.
Pengumpulan sampel lapangan dari unit-unit pengambilan sampel dilakukan secara sistematis berdasarkan waktu pengambilan atau jarak. Sampel yang diambil berdasarkan waktu adalah pengambilan jumlah tertentu secara periodik (misalnya tiap 30 menit) kemudian dikumpulkan dalam tempat tertentu sebagai sampel lapangan. Pengumpulan cara ini biasanya untuk proses yang kontinu, misalnya untuk analisis limbah. Untuk sampel berbentuk padatan atau bubuk halus, sampel lapangan yang diambil menurut jarak tertentu, seperti digambarkan secara skematis pada Gambar 1.3. Jumlah sampel lapangan yang terkumpul kadang-kadang mencapai 1000 kg.
Gambar 1.3 Skema Pengambilan Sampel Lapangan
Sampel lapangan perlu diperkecil ukuran dan jumlahnya. Untuk memperkecil ukuran sampel dapat digunakan mesin penghancuryaw crusher, ball mill, bila jumlah sampelnya sangat besar. Bila jumlah sampel lapangannya kecil, pengecilan ukuran dapat digunakan Mortar Platter dari baja atau Mortar Agate. Pengurangan jumlah sampel lapangan yang masih terlalu banyak dilakukan setelah penghalusan menghasilkan ukuran sekitar 1 inci. Pengurangan jumlah sampel dilakukan seperti pada Gambar l.4 dan 1.5.
Gambar 1.4 Pengurangan Jumlah Sampel Lapangan Tahap Awal
Sampel digundukkan, kemudian dibuat gundukan memanjang {long pile). Sampel diambil secara berselang-seling dari gundukan memanjang (daerah xxxx), kemudian dikumpulkan.
Pengecilan jumlah lebih lanjut menjadi partikel berukuran lulusan saringan 5 mesh kemudian dilakukan pengurangan jumlah melalui cara coning dan quartering. Sampel digundukkan, kemudian puncaknya diratakan dan dibagi menjadi 4 bagian. Dua bagiannya diambil secara berselang-seling dikumpulkan kembali menjadi sampel.
Gambar 1.5 Pengurangan Jumlah Sampel Lapangan Tahap Akhir
Proses penghasilan sampel dan coning, qaurtering dilakukan terus hingga diperoleh ukuran partikel sampel yang lolos ayakan berukuran 100 -200 mesh.
Penyimpanan sampel yang siap dianalisis kadang diperlukan untuk mencegah dekomposisi sampel sekecil mungkin. Beberapa proses yang dapat dicegah melalui cara penyimpanan yang baik adalah: penyerapan uap air oleh komponen-komponen sampel yang higroskopis, penyerapan C02 dari udara, serta oksidasi komponen-komponen sampel oleh oksigen dari udara. Wadah yang biasa dipakai untuk menyimpan sampel adalah botol polietilen bermulut lebar.
Mahasiswa pemula jarang menghadapi masalah pencuplikan sampel karena ia telah di beri sampel (contoh) yang homogen atau kira-kira demikian. Meskipun demikian ia harus menyadari pentingnya pencuplikan sampel dan harus mengetahui arah mana harus di ambil bila ia menghadapi suatu soal yang yang tak kenali. Akan di bahas dengan singkat pencuplikan zat padat, cairan dan gas untuk memberi gambaran umum kepada mahasiswa sifat dasar dari masalah-masalah yang terlibat.
Zat padat
Batubara teristimewa sukar untuk di cuplik dan akan digunakan untuk menggambarkan metode-metode yang digunakan untuk bahan padat. Langkah pertama dalam prosedur pencuplikan adalah memilih suatu porsi besar batubara, yang disebut sampel kasar(gross), yang meskipun tak homogen, mewakili komposisi rata-rata dari massa keseluruhan. Ukuran sampel yang diperlukan bergantung pada faktor-faktor seperti ukuran partikel dan homogenitas partikel. Dalam kasus batubara sampel kasar. Haruslah sekitar 500 kg jika partikel-partikelnya tak lebih dari sekitar 2,5 cm panjang, lebar ataupun tingginya.
Terdapat banyak teknik yang digunakan untuk memperoleh sampel kasar. Jika batubara itu dalam keadaan bergerak, pada suatu ban berjalan jenis tertentu, suatu bagian tertentu dapat disimpangkan secara sinambung untuk memberikan sampel kasar itu. Di pihak lain jika batubara itu akan disekopi dari dalam truk, dapatlah disisihkan tiap sekopan yang ke-50 untuk membentuk sampel (contoh).
Setelah sampel itu dipilih, batubara itu ditumbuk atau diremuk dan secar bersistem dicampur dan ukurannya dikurangi. Satu metode yang digunakan untuk mengurangi sampel batubara adalah dengan mengonggokkan sampel menjadi suatu kerucut dengan menggunakan sekop. Pejalkan kerucut itu. Kemudian dibagi empat sama besar dua bagian diantaranya dibuang .suatu peranti mekanis untuk membagi-bagi sampel disebut pengocok ( riftle).pengocok itu terdiridari sebarisan talang kecil melandai yang diatur sedemikian rupa sehingga tiap talang secara selang seling membuang sampel dalam arah yang berlawanan.dengan cara ini sampel itu terbagi dua secara otomatis.
Di laboratorium sampel dapat digerus lebih lanjut dengan lesung dan alu.Sering perlu menggerus sampel agar dapat lolos lewat ayakan dengan mesh tertentu.diharabkan bahwa sampel laboratoriumyang final.sekitar 1g,bersifat mewakili sampel kasar itu.Data analisis yang diperoleh tak dapat lebih baik dari pada keseksamaan yang dilakukan dalam prosedur pencuplikan sampel.
Cairan
Jika cairan yang akan dianalisis itu homongen.maka prosedur pencuplikan sampel bersifat langsung dan sederhana.proses itu akan jauh lebih sulit jika cairan itu heterogen sebagai contoh,dalam hal cairan yang mengalir dalam sistem pipa,sampel sering diambil dari titik-titik yang berlainan dalam sistem itu.dalam suatu danau atau sungai,sampel dapat diambil pada lokasi yang berlainan dan pada kedalaman yang berbeda-beda .kadang-kadangtidak dikehendaki satu sampel rata untuk sistemcair keseluruhan itu.misalnya,dalam menguji pemumian alamiah dari suatu sungai yang tercemar dengan limbah/kotoran.maka sampel dapat diambil pada sejumlah tempat kearah hilir dari masuknya kotoran tersebut.
Piranti yang disebut pencuplik caplok (grab samplers) dapat digunakan untuk mengumpulkan sampel dari perairan besar pada pelbagai kedalaman.piranti semacam ini terdiri dari suatu botol sampel dalam suatu wadah logam yang cukup berat untuk memaksa botol kosong itu terbenam pada kedalaman yang diinginkan.Botol sampel itu ditutup dengan suatu sumbat yang diberi tali dan ujungnya dipegangi oleh sipengambil sampel.Piranti itu diturunkan ke kedalaman yang diinginkan kemudian sumbat ditarik keluar dan botol sampel itu akan terisipenyublikan itu dilengkapi bola apung yang secara otomatis akan menyumbat botol setelah terisi cairan.
Gas
Dewasa ini orang berminat untuk mencuplik sampel udara berkat upaya yang diarahkan keperbaikan kualitas udara yang kita hirup.tentu saja udara merupakan campuran rumit yang mengandung materi butiran maupun sejumlah senyawaan gas.susunannya tergantung pada sejumlah faktor ,seperti misalnya lokasi,temperatur,angin,dan hujan.
Dalam mengumpulkan suatu sampel udara untuk analisis,volume yang diambil dan laju serta lamanya pencuplikan merupakan faktor-faktor penting.udara dialirkan lewat sederetan penyaring halus untuk mengucilkan materi butiran,dan lewat sekolom larutan dalam mana terjadi suatu reaksi kimia untuk memperangkap komponen yang diinginkan.setelah dikumpulkan pada suatu penyaring (filter),materi butiran dapat ditetapkan oleh analisis kimia atau dengan menimbangnya.
Persyaratan umum untuk pencuplikan zat padat,cairan dan gas dapat dicari dalam karya rujukan umum.2,3,4,5 pengarahan juga tersedia dalam penerbitan pelbagai kelompok,seperti misalnya American Society for Testing Materiaks,dan American Oil Chemists’Society.
Teori sampling
Suatu sampel yang ideal harus memiliki semua sifat intensif yang identik dengan keseluruhan materi dariman dia berasal.faktor-faktor yang harus diperhatikan terutama adalah variasi yang diperbolehkan dalam materi,ketepatan metode pengujian dan keadaan dari materi yang digunakan.
Terdapat banyak kekeliruan yang nyata di dalam sampling yang kita beri istilah kecerobohan sampling. Sebagai contoh,adalah suatu hal yang ceroboh menerima materi untuk dianalisis tanpa suatu pengetahuan mengenai latar belakangnya. Pemilihan yang random adalah sumber suatu penyimpangandalam sampling.pemisahan ukuran partikel dapat pula menghasilkan kesalahan yang serius.tindakan-tindakan ini dapat mengubah komposisi sampel dan ini harus dihindarkan.pita perekat yang biasa digunakan tidak boleh dilekatkan langsung pada sampel mineral atau bijih-bijihan karena dapat menghasilkan informasi yang keliru tentang adanya seng oksida dari pita perekat.
b. Pengubahan Keadaan Cuplikan
Sebelum dapat dilakukan suatu pengukuran fisika atau kimia untuk menetapkan banyaknya analit dalam larutan sample, biasanya perlu untuk memecahkan masalah “gangguan”. Misalnya, di andaikan si analisis ingin menetapkan banyaknya tembaga dalam suatu contoh dengan menambahkan kalium iodide dan mentitrasi ion yang dibebaskan dengan natrium tiosulfat. Jika larutan itu juga mangandung ion besi (III), maka ion ini akan mengganggu, karena ion ini juga mengoksidasi iodide menjadi iod. Gangguan itu dapat dicegah dengan menambahkan natrium fluoride kedalam larutan, yang akan mengubah besi (III) menjadi kompleks FeF63- yang stabil. Ini merupakan suatu contoh metode umum dalam mana gangguan-gangguan secara efektif “dilumpuhkan” dengan cara mengubah sifat dasar kimianya.
Pada umumnya cuplikan berbentuk padatan oleh karena itu perlu dilakukan pengubahan bentuk cuplikan tersssebut menjadi bentuk larutan sehingga dapat diukur. Untuk mengubah cuplikan bentuk cair dapat dilakukan dengan :
Cara basah yang dilakukan dengan pelarut langsung menggunakan pelarut air, asam-asam seperti asam nitrate, asam sulfat, asam klorida, asam perklorat atau campurannya,dan basa. Kerja pelarut asam pada umumnya karena kemampuan asam-asam untuk bertindak sebagai oksidator atau pengompleks. Campuran asam nitrate dan asam klorida pekat (1:3) yang dikenal sebagai air raja sangat reaktif untuk melarutkan cuplikan yang mengandung logam-logam seperti emas. Untuk cuplikan yang tahan terhadap air atau asam seperti silikat, dapat dilarutkan dengan menggunakan basa seperti natrium kiarbonat atau natrium karbonat atau natrium peroksida.
Cara kering, cuplikasi dilebur dengan cara dipijarkan, kemudian dilarutkan dengan air atau asam encer. Untuk mempercepat proses peleburan, biasanya ditambahkan beberapa tetes asam-asam pekat.
Adanya gangguan atau interferensi dari suatu konstituen terhadap pengukuran konstituen tertentu perlu diperhatikan. Misalnya, jika kita ingin menganalisis kadar aluminium dalam suatu cuplikan yang mengandung besi dalam jumlah yang besar dengan cara spektrofotometri menggunakan pereaksi aluminon. Baik ion Al 3+ maupun ion Fe3+ sama-sama membentuk kompleks berwarna merah dengan aluminon. Oleh karena itu, sebelum direaksikan dengan aluminon, Fe3+ harus diubah terlebih dahulu menjadi Fe2+ dengan menambahkan tioglikolat. Ion Fe2+ tidak membentuk kompleks berwarna dengan aluminon. Cara lain untuk menghilangkan gangguan dari konstituen lain adalah dengan pemisahan. Misalnya pada penentuan Mg dengan metode gravimetri menggunakan pengendap oksalat. Kalo dalam cuplikan terkandung pula ion besi, maka ion tersebut dapat turut mengendap sebagai oksalat, disamping ion Mg. Oleh karena itu, sebelum ditambahkan pereaksi oksalat, ion besi diendapkan terlebih dahulu sebagai hidroksida pada pH sekitar 6,5. Besi (III) mengendap sebagai hidroksida, sedangkan Mg(II) tidak,sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan.
Pengubahan analit ke dalam bentuk yang sesuai dengan pengukuran umumnya dengan melarutkan contoh. Kebanyakan contoh yang dianalisis larut dalam air. Akan tetapi tidak sedikit zat-zat yang terdapat di alam tidak larut dalam air. Dua cara yang paling umum untuk melarutkan contoh adalah:
• dengan asam-asam klorida, nitrat, sulfat atau perklorat
• dengan zat pelebur asam atau basa yang diikuti dengan perlakuan air atau
asam
Kerja pelarut asam tergantung pada beberapa faktor:
1. Reduksi ion hidrogen oleh logam yang lebih aktif dari hidrogen, misalnya:
Zn(s) + 2H+ •
Zn2+ + H2 (g)
2. Kombinasi ion hidrogen dengan anion suatu asam lemah, misalnya:
CaCO3(p) + 2H+ •
Ca2+ + H2O + CO2(g)
3. Sifat-sifat oksidasi dari anion asam, misalnya:
3Cu(p) + 2NO3-+ 8H+ •
3Cu2+ + 2NO(g) + 4H2O
4. Kecenderungan anion dari asam untuk membentuk kompleks yang larut dengan kation zat yang ada dalam larutan, misalnya:
3+ 2+
Fe +Cl -• FeCl
Sebelum melakukan pengukuran maka faktor interferensi atau pengganggu harus dihilangkan terlebih dulu. Faktor ini dapat dihilangkan dengan berbagai cara misalnya dengan mengkompleks zat pengganggu, mengendapkan, menguapkan, mengekstraksi, atau pun dengan melakukan elektrolisa dan kromatografi.
c. pengukuran
Sifat kimia dan fisika digunakan dasar untuk melakukan pengukuran baik kuantitatif dan kualitatif serta melibatkan reaksi-reaksi kimia didalamnya, seperti volumetric dan gravimetric. Kedua metode tersebut dikatakan klasik namun masih digunakan hingga sekarang, karena menunjukkan ketelitian dan kecermatan yang handal. Selain itu penggunaan instrument moderen yang lebih canggih yang juga didasarkan sifat fisika kimia, sekarang ini lebih disukai untuk pengukuran karena memiliki tingkat ketelitian dan kecermatan yang tinggi serta effisien, efektif, mudah dan cepat dalam pengoperasiannya.
Berbagai sifat fisika dan kimia dapat digunakan untuk melakukan pengukuran. Teknik pengukuran yang digunakan dapat dilakukan dengan cara klasik yang berdasarkan reaksi kimia atau dengan cara instrumen yang berdasarkan sifat fisikokimia.
d. perhitungan serta interprestasi data hasil pengukuran
Hasil pengukuran dengan cara titrasi atau gravimetric misalnya, data selanjutnnya diolah berdasarkan hubungan stoikiometri yang sederhana berdasarkan reaksi kimia yang terjadi. Sedangkan dari hasil pengukuran dengan spektrofotometer, diperoleh data berupa absorbans, yang dapat dihubungkan dengan konsentrasi atau kadar suatu zat dalam cuplikan. Perlu di ingat, bahwa hasil-hasil yang diperoleh dengan cara-cara analitik tidaklah selalu mudah dan sederhana. Oleh karena itu cara statistika kimia dapat digunakan untuk meminimalisasi kesalahan-kesalahan yang di buat selama pengerjaan dan pengukuran, agar dapat diperoleh tafsiran data dan kesimpulan yang tepat dengan tingkat kepercayaan yang tinggi.
Langkah terakhir dalam tahapan analisis dikatakan selesai bila hasil analisis telah dinyatakan sedemikian rupa sehingga dapat dipahami oleh si peminta analisis. Umumnya kadar analat dinyatakan dengan perhitungan persen. Seperti pada volumetri dan gravimetri perhitungan persen diperoleh dari hubungan stoikiometri sederhana berdasarkan reaksi kimianya, sedangkan dalam cara spektroskopi diperoleh dari hubungan absorban dan konsentrasi analat dalam larutan. Cara-cara statistik biasanya digunakan untuk menginterpretasi data yang diperoleh.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar