Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) adalah alat analisis yang digunakan untuk mengukur konsentrasi unsur logam dalam suatu sampel dengan tingkat akurasi dan presisi tinggi. Hitachi ZA4000 merupakan salah satu model AAS generasi terbaru yang menggabungkan teknologi flame (FAAS) dan graphite furnace (GFAAS) dalam satu sistem, sehingga memungkinkan pengujian berbagai jenis logam dengan sensitivitas tinggi. Artikel ini akan membahas secara lengkap prinsip kerja, prosedur pengujian, kalibrasi, aplikasi, serta perawatan AAS ZA4000.
1. Prinsip Kerja AAS ZA4000
AAS bekerja berdasarkan prinsip penyerapan cahaya oleh atom-atom logam dalam keadaan dasar (ground state). Ketika sampel dipanaskan (dalam flame atau furnace), atom-atom logam akan menyerap cahaya pada panjang gelombang spesifik yang dipancarkan oleh lampu katoda hollow (HCL). Besarnya penyerapan (absorbansi) sebanding dengan konsentrasi logam dalam sampel.
Fitur Utama Hitachi ZA4000:
- Dual-mode operation: Bisa digunakan untuk Flame AAS (FAAS) dan Graphite Furnace AAS (GFAAS).
- Sistem otomatis: Dilengkapi dengan auto-sampler, auto-dilution, dan background correction (D2 lamp & Zeeman).
- Deteksi ultra-sensitif: Mampu mendeteksi logam hingga level ppb (part per billion).
- Software canggih: Dilengkapi dengan Hitachi LabSolutions untuk pengolahan data dan validasi hasil.
2. Persiapan Sampel untuk Pengujian AAS
Sebelum pengujian, sampel harus dipersiapkan dengan benar untuk menghindari interferensi dan mendapatkan hasil akurat.
Jenis Sampel yang Bisa Dianalisis:
- Cair: Air minum, limbah industri, larutan ekstrak tanaman.
- Padat: Tanah, makanan, bahan biologis (harus dilakukan digesti asam terlebih dahulu).
- Gas: Emisi industri (jarang, biasanya menggunakan metode khusus).
Proses Preparasi Sampel:
- Digesti Asam (untuk sampel padat):
- Sampel dipanaskan dengan asam kuat (HNO₃, HCl, atau campuran HClO₄ + HNO₃) dalam microwave digester.
- Contoh: Pengujian logam berat (Pb, Cd, Hg) dalam beras atau sayuran.
- Filtrasi (untuk sampel cair):
- Menyaring partikel padat menggunakan membran 0,45 µm.
- Pengenceran (jika konsentrasi terlalu tinggi).
3. Prosedur Pengujian dengan AAS ZA4000
A. Pengujian Flame AAS (FAAS)
Digunakan untuk logam dengan konsentrasi relatif tinggi (ppm).
Contoh logam: Cu, Fe, Zn, Ca, Mg, Na, K.
Langkah Pengujian:
- Hidupkan alat dan lampu katoda (HCL/EDL) sesuai logam target.
- Atur parameter:
- Panjang gelombang (λ) (misal: Cu = 324,7 nm).
- Lebar slit (slit width).
- Jenis nyala (air-asetilen atau N₂O-asetilen).
- Lakukan kalibrasi menggunakan larutan standar (0, 1, 2, 5 ppm).
- Suntikkan sampel ke dalam flame menggunakan nebulizer.
- Baca absorbansi dan hitung konsentrasi berdasarkan kurva kalibrasi.
B. Pengujian Graphite Furnace AAS (GFAAS)
Digunakan untuk logam dengan konsentrasi rendah (ppb).
Contoh logam: Pb, Cd, As, Hg, Cr.
Langkah Pengujian:
- Pasang graphite tube dan atur program pemanasan:
- Drying (menghilangkan pelarut).
- Ashing (menghancurkan matriks organik).
- Atomisasi (mengubah logam menjadi atom bebas).
- Cleaning (membersihkan residu).
- Kalibrasi menggunakan standar (0, 2, 5, 10 ppb).
- Masukkan sampel dengan auto-sampler.
- Analisis data menggunakan software LabSolutions.
4. Validasi dan Kontrol Kualitas
Untuk memastikan hasil akurat, dilakukan:
- Blanko (larutan tanpa analit) untuk koreksi background.
- Spike recovery (penambahan standar ke sampel) untuk menghitung %recovery.
- Penggunaan CRM (Certified Reference Material) untuk verifikasi akurasi.
5. Aplikasi AAS ZA4000 di Berbagai Bidang
| Bidang | Contoh Pengujian |
|---|---|
| Lingkungan | Analisis Pb, Cd, Hg dalam air limbah. |
| Pertanian | Deteksi logam berat dalam pupuk & tanah. |
| Makanan | Uji kandungan Fe, Zn, Cu dalam susu & beras. |
| Kesehatan | Analisis logam dalam darah & urin. |
| Industri | Kontrol kualitas bahan baku kimia. |
6. Perawatan dan Troubleshooting AAS ZA4000
Perawatan Rutin:
- Flame AAS:
- Bersihkan nebulizer & burner head setiap hari.
- Periksa tekanan gas asetilen & udara.
- Graphite Furnace AAS:
- Ganti graphite tube jika sudah rusak.
- Kalibrasi auto-sampler secara berkala.
Masalah Umum & Solusi:
| Masalah | Penyebab | Solusi |
|---|---|---|
| Signal tidak stabil | Nebulizer tersumbat | Bersihkan dengan larutan HNO₃ 10%. |
| Sensitifitas rendah | Lampu katoda lemah | Ganti lampu HCL. |
| Baseline berfluktuasi | Kontaminasi gas | Gunakan gas murni (high purity). |
7. Kelebihan AAS ZA4000 Dibandingkan Spektrometri Lain
- Deteksi lebih spesifik (hanya mengukur logam tertentu).
- Sensitifitas tinggi (GFAAS bisa sampai 0,1 ppb).
- Multi-element analysis (dengan fast sequential mode).
- Minimal sampel (hanya butuh 10–50 µL untuk GFAAS).
Kesimpulan
AAS ZA4000 Hitachi merupakan alat yang sangat handal untuk analisis logam dengan akurasi tinggi. Dengan kemampuan dual-mode (Flame & Furnace), alat ini cocok untuk berbagai aplikasi, mulai dari lingkungan, makanan, hingga medis. Pemahaman yang baik tentang prosedur pengujian, kalibrasi, dan perawatan akan memastikan hasil analisis yang presisi dan akurat.
Referensi:
- Hitachi High-Tech. (2020). ZA4000 Series Atomic Absorption Spectrophotometer User Manual.
- EPA Method 7000B (Flame AAS) & 7010 (Graphite Furnace AAS).
- Skoog, D. A., et al. (2013). Principles of Instrumental Analysis.
Bagi laboratorium yang membutuhkan analisis logam dengan presisi tinggi, AAS ZA4000 Hitachi adalah pilihan yang sangat direkomendasikan!
