Metode untuk membandingkan kepadatan optik noda standar dan noda uji
solusi
Untuk menentukan konsentrasi suatu zat, ambil bagian larutan uji, siapkan larutan berwarna untuk fotometri, dan ukur kerapatan optiknya. Kemudian dua atau tiga larutan standar berwarna dari analit dengan konsentrasi yang diketahui dibuat dengan cara yang sama dan kerapatan optiknya diukur pada ketebalan lapisan yang sama (dalam kuvet yang sama).
Kepadatan optik dari solusi yang dibandingkan akan sama dengan:
untuk solusi pengujian
untuk larutan standar
Membagi satu ekspresi dengan ekspresi lainnya, kita mendapatkan:
Karena 1 X = aku ST, E aku= konstanta, lalu
Metode perbandingan digunakan untuk penentuan tunggal.
Metode grafik bertingkat
Untuk menentukan kandungan suatu zat dengan metode grafik kalibrasi, siapkan rangkaian 5-8 larutan standar dengan konsentrasi berbeda (minimal 3 larutan paralel untuk setiap titik).
Saat memilih rentang konsentrasi larutan standar, prinsip-prinsip berikut digunakan:
Itu harus mencakup area tersebut kemungkinan perubahan konsentrasi larutan uji, diinginkan bahwa kerapatan optik larutan uji kira-kira berada di tengah kurva kalibrasi;
Diinginkan bahwa dalam kisaran konsentrasi ini pada ketebalan kuvet yang dipilih SAYA dan panjang gelombang analitik l hukum dasar penyerapan cahaya dipatuhi, yaitu jadwal D= /(C) linier;
Jangkauan operasi D, sesuai dengan kisaran larutan standar, harus memastikan reproduktifitas hasil pengukuran yang maksimal.
Di bawah kombinasi kondisi di atas, kerapatan optik larutan standar relatif terhadap pelarut diukur dan grafik ketergantungan D = /(C) diplot.
Kurva yang dihasilkan disebut kurva kalibrasi (grafik kalibrasi).
Setelah menentukan kerapatan optik larutan D x, temukan nilainya pada sumbu ordinat, dan kemudian pada sumbu absis - nilai konsentrasi yang sesuai C x. Metode ini digunakan saat melakukan analisis fotometri serial.
Metode Aditif
Metode aditif merupakan variasi dari metode perbandingan. Penentuan konsentrasi suatu larutan dengan metode ini didasarkan pada perbandingan kerapatan optik larutan uji dan larutan yang sama dengan penambahan zat yang ditentukan jumlahnya diketahui. Metode aditif biasanya digunakan untuk menyederhanakan pekerjaan, menghilangkan pengaruh pengotor asing yang mengganggu, dan dalam beberapa kasus untuk menilai kebenaran metode penentuan fotometrik. Metode aditif memerlukan kepatuhan wajib terhadap hukum dasar penyerapan cahaya.
Konsentrasi yang tidak diketahui ditemukan dengan perhitungan atau metode grafis.
Tunduk pada hukum dasar penyerapan cahaya dan ketebalan lapisan konstan, rasio bidang optik larutan uji dan larutan uji dengan aditif akan sama dengan rasio konsentrasinya:
Di mana Dx- kepadatan optik dari larutan uji;
Dx+a- kerapatan optik larutan uji dengan aditif;
Cx- konsentrasi zat uji yang tidak diketahui dalam larutan uji berwarna;
S a- konsentrasi aditif dalam larutan uji.
Metode aditif standar didasarkan pada kenyataan bahwa bagian yang tepat dari analit yang ada dalam campuran kontrol ditambahkan ke sampel campuran kontrol, dan kromatogram dari campuran kontrol asli dan campuran kontrol dengan aditif standar yang ditambahkan ke dalamnya adalah diambil.
Metode analisis. Sekitar 2 cm 3 campuran kontrol (800 mg) dipipet ke dalam labu yang telah ditimbang sebelumnya dengan ground stopper dan ditimbang, kemudian salah satu zat (100 mg) yang ada dalam campuran kontrol ditambahkan (seperti yang diarahkan oleh guru ) dan ditimbang kembali.
Selanjutnya diambil kromatogram campuran kontrol awal dan campuran kontrol dengan aditif standar dari komponen yang ditentukan. Luas di bawah puncak komponen yang dianalisis diukur pada kromatogram dan hasil analisis dihitung menggunakan rumus
,
(1.6)
Di mana S X– area di bawah puncak komponen yang dianalisis dalam sampel;
S x+st– area di bawah puncak komponen yang dianalisis dalam sampel setelah memasukkan aditif standarnya ke dalam sampel DENGAN st ;
DENGAN(X) – konsentrasi komponen yang dianalisis dalam sampel;
DENGAN st– konsentrasi aditif standar dari komponen yang dianalisis, %:
Di mana M ext– massa aditif, g;
M sampel – massa sampel yang dikromatografi, g.
Metode kalibrasi absolut (standardisasi eksternal)
Metode kalibrasi absolut terdiri dari pembuatan grafik kalibrasi ketergantungan luas puncak kromatografi ( S) pada kandungan zat dalam sampel kromatografi ( M). Kondisi yang diperlukan adalah keakuratan dan reproduktifitas takaran sampel, serta kepatuhan yang ketat terhadap mode pengoperasian kromatografi. Metode ini digunakan bila diperlukan untuk menentukan kandungan hanya komponen individual dari campuran yang dianalisis dan oleh karena itu perlu untuk memastikan pemisahan lengkap hanya puncak zat yang ditentukan dari puncak tetangganya dalam kromatogram.
Beberapa larutan standar dari komponen yang ditentukan disiapkan, jumlah yang sama dimasukkan ke dalam kromatografi, dan luas puncak ditentukan ( S 1 , S 2 , S 3). Hasilnya disajikan secara grafis (Gambar 1.3).
Gambar 1.3 – Grafik kalibrasi
Konsentrasi Saya Komponen dalam sampel (%) dihitung menggunakan rumus
Di mana M sampel– massa sampel yang dikromatografi, g;
M Saya- isi Saya komponen, diperoleh dari grafik kalibrasi (lihat Gambar 1.3), g.
1.2.3 Diagram blok kromatografi gas
Diagram blok kromatografi gas ditunjukkan pada Gambar 1.4.
Gambar 1.4 – Diagram blok kromatografi gas:
1 – silinder dengan gas pembawa; 2 – sistem pengeringan, pembersihan dan unit untuk mengatur dan mengukur laju pasokan gas pembawa; 3 – perangkat untuk memasukkan sampel (dispenser); 4 – alat penguap; 5 – kolom kromatografi; 6 – detektor; 7 – zona termostatik ( T Dan– suhu evaporator, T Ke – suhu kolom, T D – suhu detektor); 8 – kromatogram
Kolom kromatografi, biasanya baja, diisi dengan pembawa padat (gel silika, karbon aktif, bata merah, dll.) dengan fase diam yang diterapkan (polietilen glikol 4000 atau modifikasi lainnya, petroleum jelly, minyak silikon).
Suhu termostat evaporator 150 °C, suhu kolom 120 °C, dan termostat detektor 120 °C.
Gas pembawa – gas inert (nitrogen, helium, dll.).
Ketertarikan terhadap metode aditif dalam ionometri disebabkan karena peranannya yang lebih signifikan dibandingkan metode aditif pada metode analisis lainnya. Metode penambahan ionometri menawarkan dua keuntungan besar. Pertama, jika fluktuasi kekuatan ionik dalam sampel yang dianalisis tidak dapat diprediksi, maka penggunaan metode kurva kalibrasi umum memberikan kesalahan penentuan yang besar. Penggunaan metode aditif secara radikal mengubah situasi dan membantu meminimalkan kesalahan penentuan. Kedua, ada kategori elektroda yang penggunaannya bermasalah karena potensi penyimpangan. Dengan penyimpangan potensial sedang, metode penambahan secara signifikan mengurangi kesalahan penentuan.
Kepada masyarakat umum Modifikasi metode aditif berikut diketahui: metode aditif standar, metode aditif standar ganda, metode Gran. Semua metode ini dapat diurutkan menjadi dua kategori menurut kriteria matematis eksplisit yang menentukan keakuratan hasil yang diperoleh. Hal ini terletak pada kenyataan bahwa beberapa metode aditif harus menggunakan nilai kemiringan fungsi elektroda yang diukur sebelumnya dalam perhitungannya, sementara yang lain tidak. Menurut pembagian ini, metode penjumlahan standar dan metode Gran termasuk dalam satu kategori, dan metode penjumlahan standar ganda termasuk dalam kategori lain.
1. Metode penjumlahan standar dan metode Gran.
Sebelum menguraikan karakteristik individu dari satu atau beberapa jenis metode aditif, kami akan menjelaskan prosedur analisis dalam beberapa kata. Prosedurnya terdiri dari menambahkan larutan yang mengandung ion yang dianalisis sama ke sampel yang dianalisis. Misalnya untuk mengetahui kandungan ion natrium dilakukan penambahan larutan standar natrium. Setelah setiap penambahan, pembacaan elektroda dicatat. Tergantung pada bagaimana hasil pengukuran diproses lebih lanjut, metode tersebut akan disebut metode penjumlahan standar atau metode Gran.
Perhitungan metode penjumlahan standar adalah sebagai berikut:
Cx = DC (10DE/S - 1)-1 ,
dimana Cx adalah konsentrasi yang diinginkan;
DC adalah jumlah aditif;
DE adalah respons potensial terhadap pengenalan aditif DC;
S adalah kemiringan fungsi elektroda.
Perhitungan dengan metode Gran terlihat lebih rumit. Ini terdiri dari memplot grafik dalam koordinat (W+V) 10 E/S dari V,
dimana V adalah volume bahan tambahan yang ditambahkan;
E - nilai potensial sesuai dengan aditif yang dimasukkan V;
W adalah volume sampel awal.
Grafiknya berupa garis lurus yang memotong sumbu x. Titik potong tersebut sesuai dengan volume aditif yang ditambahkan (DV), yang setara dengan konsentrasi ion yang diinginkan (lihat Gambar 1). Dari hukum ekuivalen dapat disimpulkan bahwa Cx = Cst DV / W, dimana Cst adalah konsentrasi ion dalam larutan yang digunakan untuk memasukkan bahan aditif. Terdapat beberapa bahan tambahan, yang secara alami meningkatkan keakuratan penentuan dibandingkan dengan metode bahan tambahan standar.
Sangat mudah untuk melihat bahwa dalam kedua kasus kemiringan fungsi elektroda S muncul. Oleh karena itu, tahap pertama dari metode aditif adalah kalibrasi elektroda untuk penentuan nilai kemiringan selanjutnya. Nilai absolut dari potensi tidak dilibatkan dalam perhitungan, karena untuk memperolehnya hasil yang dapat diandalkan Yang penting adalah konsistensi kemiringan fungsi kalibrasi dari sampel ke sampel.
Sebagai tambahan, Anda tidak hanya dapat menggunakan larutan yang mengandung ion penentu potensial, tetapi juga larutan zat yang mengikat ion tertentu dalam sampel menjadi senyawa yang tidak terdisosiasi. Prosedur analisis tidak berubah secara mendasar. Namun untuk kasus ini ada beberapa karakteristik, yang harus diperhitungkan. Ciri-cirinya adalah grafik hasil percobaan terdiri dari tiga bagian, seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Bagian pertama (A) diperoleh dalam kondisi dimana konsentrasi zat pengikat lebih kecil dari konsentrasi zat penentu potensial. Bagian selanjutnya dari grafik (B) diperoleh dengan perbandingan yang kira-kira setara dari zat-zat di atas. Dan terakhir, bagian ketiga dari grafik (C) berhubungan dengan kondisi di mana jumlah zat pengikat lebih besar daripada jumlah zat penentu potensial. Ekstrapolasi linier bagian A dari grafik ke sumbu x menghasilkan nilai DV. Wilayah B biasanya tidak digunakan untuk penentuan analitis.
Jika kurva titrasi simetris terpusat, maka wilayah C dapat digunakan untuk memperoleh hasil analisis. Namun, dalam kasus ini, ordinatnya harus dihitung sebagai berikut: (W+V)10 -E/S.
Karena metode Gran memiliki keunggulan lebih besar dibandingkan metode aditif standar, diskusi lebih lanjut terutama akan membahas metode Gran.
Keuntungan menggunakan metode ini dapat diungkapkan dalam poin-poin berikut.
1. Mengurangi kesalahan penentuan sebanyak 2-3 kali lipat karena bertambahnya jumlah pengukuran dalam satu sampel.
2. Metode aditif tidak memerlukan stabilisasi kekuatan ionik yang cermat dalam sampel yang dianalisis, karena fluktuasinya lebih besar tercermin dalam nilai absolut potensial daripada kemiringan fungsi elektroda. Dalam hal ini, kesalahan penentuan berkurang dibandingkan dengan metode kurva kalibrasi.
3. Penggunaan sejumlah elektroda menimbulkan masalah, karena adanya potensial yang tidak cukup stabil memerlukan prosedur kalibrasi yang sering. Karena dalam banyak kasus penyimpangan potensial memiliki pengaruh yang kecil terhadap kemiringan fungsi kalibrasi, memperoleh hasil dengan menggunakan metode penambahan standar dan metode Gran secara signifikan meningkatkan akurasi dan menyederhanakan prosedur analisis.
4. Metode penambahan standar memungkinkan Anda mengontrol kebenaran setiap penentuan analitis. Pengendalian dilakukan pada saat pengolahan data eksperimen. Karena beberapa titik percobaan mengambil bagian dalam pemrosesan matematis, menggambar garis lurus melalui titik tersebut setiap kali menegaskan bahwa bentuk matematika dan kemiringan fungsi kalibrasi tidak berubah. Jika tidak, tampilan grafik yang linier tidak dijamin. Dengan demikian, kemampuan mengontrol kebenaran analisis pada setiap penentuan meningkatkan keandalan hasil.
Seperti telah disebutkan, metode penambahan standar memungkinkan penentuan menjadi 2-3 kali lebih akurat dibandingkan metode kurva kalibrasi. Namun untuk memperoleh keakuratan definisi tersebut, satu aturan harus digunakan. Penambahan yang terlalu besar atau kecil akan mengurangi keakuratan penentuan. Jumlah aditif yang optimal harus sedemikian rupa sehingga menyebabkan respons potensial 10-20 mV untuk ion bermuatan tunggal. Aturan ini mengoptimalkan kesalahan analisis acak, namun, dalam kondisi di mana metode aditif sering digunakan, kesalahan sistematis yang terkait dengan perubahan karakteristik elektroda selektif ion menjadi signifikan. Kesalahan sistematis dalam hal ini sepenuhnya ditentukan oleh kesalahan perubahan kemiringan fungsi elektroda. Jika kemiringan berubah selama percobaan, maka kondisi tertentu kesalahan relatif dalam penentuan kira-kira sama dengan kesalahan relatif dari perubahan kemiringan.
DI DALAM satu metode solusi standar mengukur nilai sinyal analitik (y st) untuk larutan yang konsentrasi zatnya diketahui (C st). Kemudian besarnya sinyal analitik (yx) diukur untuk larutan yang konsentrasi zatnya (Cx) tidak diketahui.
Metode perhitungan ini dapat digunakan jika ketergantungan sinyal analitik terhadap konsentrasi digambarkan dengan persamaan linier tanpa suku bebas. Konsentrasi zat dalam larutan standar harus sedemikian rupa sehingga nilai sinyal analitik yang diperoleh dengan menggunakan larutan standar dan larutan dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui sedekat mungkin satu sama lain.
DI DALAM metode dua solusi standar mengukur nilai sinyal analitik untuk larutan standar dengan dua konsentrasi zat yang berbeda, salah satunya (C 1) lebih kecil dari konsentrasi yang diharapkan tidak diketahui (C x), dan yang kedua (C 2) lebih besar.
atau 
Metode dua larutan standar digunakan jika ketergantungan sinyal analitik terhadap konsentrasi digambarkan dengan persamaan linier yang tidak melalui titik asal.
Contoh 10.2.Untuk menentukan konsentrasi suatu zat yang tidak diketahui, dua larutan standar digunakan: konsentrasi zat yang pertama adalah 0,50 mg/l, dan yang kedua - 1,50 mg/l. Kepadatan optik dari larutan ini masing-masing adalah 0,200 dan 0,400. Berapa konsentrasi suatu zat dalam larutan yang kerapatan optiknya 0,280?
Metode Aditif
Metode aditif biasanya digunakan dalam analisis matriks kompleks, ketika komponen matriks mempengaruhi besarnya sinyal analitik dan tidak mungkin untuk menyalin komposisi matriks sampel secara akurat. Metode ini hanya dapat digunakan jika grafik kalibrasinya linier dan melewati titik asal.
Menggunakan metode perhitungan bahan tambahan Pertama, besarnya sinyal analitik diukur untuk sampel dengan konsentrasi zat (yx) yang tidak diketahui. Kemudian sejumlah analit tertentu ditambahkan ke sampel ini dan nilai sinyal analitik (y ext) diukur kembali.
Jika perlu memperhitungkan pengenceran larutan
Contoh 10.3. Larutan awal dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui memiliki kerapatan optik 0,200. Setelah 5,0 ml larutan dengan konsentrasi zat yang sama 2,0 mg/l ditambahkan ke 10,0 ml larutan ini, kerapatan optik larutan menjadi 0,400. Tentukan konsentrasi zat dalam larutan aslinya.
= 0,50 mg/l
Beras. 10.2. Metode grafis aditif
DI DALAM metode grafis aditif mengambil beberapa bagian (aliquot) dari sampel yang dianalisis, tidak menambahkan bahan tambahan pada salah satunya, dan menambahkan berbagai jumlah yang tepat dari komponen yang ditentukan ke bagian lainnya. Untuk setiap alikuot, besarnya sinyal analitik diukur. Kemudian diperoleh ketergantungan linier dari besarnya sinyal yang diterima terhadap konsentrasi aditif dan diekstrapolasi hingga berpotongan dengan sumbu x (Gbr. 10.2). Ruas yang dipotong oleh garis lurus ini pada sumbu absis akan sama dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui konsentrasinya.2. METODE ANALISIS FISIK DAN FISIK-KIMIA Layanan analitis perusahaan mencakup pengendalian proses teknologi, pengendalian bahan mentah dan produk jadi. Kontrol proses teknologi Sebagai aturan, hal itu harus dilakukan dengan cepat, efisien, sesuai dengan kecepatan proses teknologi, namun dalam banyak kasus cukup dilakukan hanya untuk komponen individual. Untuk tujuan ini, metode yang cepat dan sering kali berkesinambungan, sebaiknya yang sepenuhnya atau sebagian otomatis, harus digunakan. Pengendalian bahan mentah dan produk jadi seringkali bersifat selektif, terpisah, namun memerlukan presisi tinggi dan penentuan beberapa komponen secara simultan (dan seringkali beberapa lusin). Dengan volume produksi yang besar, dan oleh karena itu aliran sampel yang besar, untuk memecahkan masalah yang diperlukan, layanan analitis perusahaan harus memiliki laboratorium modern spektral, analisis spektral sinar-X, peralatan yang memadai untuk melakukan metode analisis fisika-kimia. Akibatnya, dalam layanan analitik perusahaan teknik metalurgi dan mesin selama beberapa dekade terakhir, peran metode analisis kimia klasik telah berubah secara mendasar: gravimetri dan titrimetri, yang telah berubah dari sumber utama informasi pengukuran untuk semua jenis kontrol. menjadi sarana untuk melakukan penentuan secara presisi zat dalam jumlah besar dan rata-rata, serta sebagai alat untuk menilai keakuratan penentuan instrumen dan kalibrasi bahan acuan (RM). 41 2.1. SAMPEL REFERENSI Sampel standar (RM) adalah bahan yang disiapkan secara khusus, yang komposisi dan sifat-sifatnya telah ditetapkan secara andal dan disertifikasi secara resmi oleh lembaga metrologi negara khusus. Bahan referensi (RM) adalah standar komposisi kimia bahan. Mereka diproduksi dan disertifikasi di lembaga metrologi khusus. Sertifikasi CRM adalah penetapan kandungan yang tepat dari masing-masing elemen atau komponen CRM melalui analisis menggunakan metode paling andal di beberapa laboratorium analitik terbesar dan paling dihormati di negara ini, yang disertifikasi di tingkat negara bagian. Hasil analisis yang diperoleh di sana dibandingkan dan diolah di kantor pusat. Berdasarkan data rata-rata yang diperoleh, paspor RM disusun, yang menunjukkan kandungan bersertifikat dari masing-masing elemen. Selain sampel standar negara, dimungkinkan untuk menghasilkan sampel perbandingan di masing-masing industri, institusi, dan laboratorium. Untuk menilai kebenaran hasil analisis saat menggunakan metode apa pun, dipilih RM yang komposisinya paling dekat dengan yang dianalisis. 42 2.2. SINYAL ANALITIK. METODE MENGHITUNG KONSENTRASI Analisis kimia, yaitu serangkaian tindakan yang bertujuan untuk memperoleh informasi tentang komposisi kimia objek yang dianalisis, apapun metode analisisnya (metode kimia klasik atau metode instrumental), mencakup tiga tahap utama: – pengambilan sampel; – persiapan sampel untuk analisis; – analisis kimia untuk mendeteksi suatu komponen atau menentukan kuantitasnya. Saat melakukan analisis, pada tahap akhir analisis, sinyal analitik diukur, yang merupakan rata-rata dari pengukuran apa pun kuantitas fisik S, secara fungsional berhubungan dengan isi komponen yang ditentukan melalui relasi S = f (c). Sinyal analitik, tergantung pada jenis analisisnya, dapat berupa massa sedimen dalam gravimetri, kerapatan optik dalam spektroskopi serapan, intensitas emisi garis spektrum, derajat kehitaman atau kecerahan garis analitik dalam spektroskopi emisi, kekuatan arus difusi dalam amperometri, nilai ggl sistem, dan lain-lain. Ketika suatu komponen terdeteksi, kemunculan sinyal analitik dicatat, misalnya kemunculan warna, endapan dalam larutan, garis dalam spektrum, dll. Saat menentukan jumlah suatu komponen, nilai sinyal analitik diukur, misalnya massa sedimen, intensitas garis spektrum, nilai kekuatan arus, dll diukur S = f(c) ditentukan melalui perhitungan atau percobaan dan dapat disajikan dalam bentuk rumus, tabel atau grafik, sedangkan kandungan komponen yang ditentukan dapat dinyatakan dalam satuan massa, dalam mol atau dalam konsentrasi. . 43 Karena setiap definisi analitis mewakili keseluruhan sistem proses yang kompleks, kemudian pada saat mengukur sinyal analitik, yang merupakan fungsi dari kandungan komponen yang ditentukan, sinyal latar analitis, yang secara fungsional berkaitan dengan kandungan komponen pengganggu yang menyertainya, serta “kebisingan” yang timbul pada peralatan pengukuran, diukur secara bersamaan. Sinyal analitis yang berguna, yang sebenarnya merupakan fungsi dari isi komponen yang dianalisis, adalah perbedaan antara sinyal analitis yang diukur dan sinyal latar belakang analitis. Secara teoritis tidak mungkin untuk memperhitungkan pengaruh hasil analisis dari masing-masing faktor yang bekerja secara bersamaan. Untuk secara eksperimental memperhitungkan pengaruh-pengaruh ini dan mengisolasi sinyal analitis yang berguna, teknik-teknik tertentu digunakan, khususnya standar yang digunakan. Sampel standar (CO) atau, lebih sering, standar laboratorium yang serupa dengan sampel standar industri dari produk saat ini atau dalam bentuk campuran bahan kimia buatan digunakan sebagai standar. Komposisinya di semua komponen sama persis dengan komposisi sampel yang dianalisis. Teknik pengukurannya, apapun metode analisis instrumental yang digunakan, didasarkan pada salah satu dari tiga hal metode yang mungkin : – metode perbandingan (metode standar); – metode grafik kalibrasi (kalibrasi); – metode aditif. Pendekatan penghitungan konsentrasi berdasarkan pengukuran nilai sinyal fisik Set standar dan sampel yang dianalisis San juga tidak bergantung pada metode analisis spesifik yang digunakan. Mari kita pertimbangkan lebih detail masing-masing metode perhitungan ini. Metode perbandingan paling sering digunakan untuk penentuan tunggal. Caranya, ukur nilai sinyal analitik pada sampel pembanding (dalam sampel referensi) Himpunan dengan konsentrasi yang diketahui dari 44 himpunan komponen yang ditentukan, lalu ukur nilai sinyal analitik pada sampel uji Sx. Parameter terukur S berhubungan dengan konsentrasi berbanding lurus dengan ketergantungan Set = k · set dan Sx = k · сx. Karena koefisien proporsionalitas k bernilai konstan, maka Set / set = Sx / cx dan konsentrasi komponen yang ditentukan dalam sampel yang dianalisis cx dapat dihitung dengan menggunakan rumus cx = (set ·Sx) / Set Metode kurva kalibrasi adalah digunakan untuk penentuan serial. Dalam hal ini, serangkaian 5–8 standar (larutan atau sampel padat) dengan kandungan berbeda dari komponen yang ditentukan disiapkan. Untuk seluruh rangkaian, dalam kondisi yang sama, nilai nilai sinyal analitik diukur, setelah itu grafik kalibrasi dibuat pada koordinat S – c, dengan nilai variabel bebas (c ) diplot sepanjang sumbu absis, dan fungsinya (S) sepanjang sumbu ordinat. Konsentrasi cx yang tidak diketahui ditentukan secara grafis dari nilai sinyal Sx yang diukur. Jika ketergantungan yang dihasilkan S - с adalah nonlinier, maka grafiknya dibuat dalam koordinat semi-logaritma atau logaritma: logS – с, S – logс atau logS – logс. Pembuatan plot biasanya dilakukan dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (OLS). Kemiringan garis menentukan sensitivitas metode. Semakin besar sudut kemiringan kurva terhadap sumbu absis maka semakin kecil kesalahan penentuannya. Grafik kalibrasi juga dapat direpresentasikan sebagai persamaan linier S = a + b c. Metode aditif digunakan untuk menentukan kandungan kecil komponen pada batas sensitivitas instrumental metode, serta dalam kasus sulitnya mereproduksi latar belakang kompleks untuk komponen yang ditentukan. Dalam metode perhitungan aditif, sinyal analitik dari sampel Sx yang dianalisis dengan konsentrasi komponen analit cx yang tidak diketahui diukur terlebih dahulu. Kemudian aditif standar dengan kandungan himpunan yang diketahui dimasukkan ke dalam sampel yang sama dan nilai sinyal analitik Sx+et diukur kembali. Konsentrasi cx yang tidak diketahui ditemukan dengan perhitungan: Sx = k cx, Sx+et = k (cx + set), dari mana cx = set · Sx / (Sx+et - Sx) Rumusnya hanya valid jika, sebagai hasilnya setelah diperkenalkannya aditif, total volume larutan praktis tidak berubah, yaitu larutan dengan konsentrasi tinggi komponen yang ditentukan. Selain metode perhitungan, juga digunakan metode penjumlahan secara grafis. Metode titrasi didasarkan pada serangkaian pengukuran sinyal analitik selama titrasi (lihat bagian 1.4.), jika perubahan konsentrasi disertai dengan perubahan sifat fisik (potensial, arus, serapan, kerapatan optik) . Perubahan ini digambarkan secara grafis: nilai volume titran yang ditambahkan diplot pada sumbu absis, dan nilai yang terkait dengan konsentrasi (atau logaritmanya) dengan ketergantungan fungsional diplot pada sumbu ordinat. Ketergantungan yang dihasilkan disebut kurva titrasi. Pada kurva ini ditentukan suatu titik yang sesuai dengan perbandingan ekuivalen suatu zat dan titran, yaitu titik ekuivalen atau volume ekuivalen titran. Kurvanya dapat berupa logaritmik (titrasi potensiometri) atau linier (fotometri, titrasi amperometri). Konsentrasi dihitung dengan cara yang sama seperti pada titrasi normal (lihat bagian 1.4). 46 2.3. METODE ANALISIS OPTIK Metode spektroskopi terapan (spectral method) didasarkan pada studi tentang interaksi radiasi elektromagnetik dengan atom atau molekul (ion) zat yang diteliti. Akibat interaksi tersebut, muncul sinyal analitik yang berisi informasi tentang sifat-sifat zat yang diteliti. Frekuensi (panjang gelombang) sinyal bergantung pada sifat spesifik senyawa yang dianalisis, yaitu dasar analisis kualitatif, dan intensitas sinyal sebanding dengan jumlah zat dan merupakan dasar kuantitatif. penentuan. Untuk tujuan analisis, wilayah spektrum dari 106 hingga 1020 Hz digunakan. Wilayah ini meliputi gelombang radio, gelombang mikro, radiasi infra merah (termal), sinar tampak, ultraviolet dan sinar-x. Wilayah optik meliputi radiasi infra merah (IR), sinar tampak (V) dan ultraviolet (UV). Metode analisis yang didasarkan pada interaksi radiasi elektromagnetik di wilayah tertentu dengan atom dan molekul suatu zat disebut metode spektral optik. Spektrum (dari bahasa Latin spektrum - representasi) adalah sekumpulan nilai berbeda yang dapat diambil oleh besaran fisika tertentu. Analisis spektral optik meliputi metode serapan dengan menggunakan spektrum serapan molekul (ion) dan atom pada daerah B-, UV- dan IR, dan metode emisi dengan menggunakan spektrum emisi atom dan ion pada daerah UV- dan B-. Dengan menggunakan metode analisis serapan dan emisi di daerah UV dan B, masalah penentuan komposisi unsur suatu sampel dapat diselesaikan. Metode penyerapan yang didasarkan pada studi tentang spektrum molekul atau ion disebut serapan molekuler, dan metode yang didasarkan pada studi tentang spektrum atom disebut serapan atom. 47 2.3.1. Spektroskopi serapan molekul (fotoelektrokolorimetri) Analisis serapan kuantitatif dilakukan pada daerah spektrum tampak, ultraviolet dan inframerah. Analisis serapan kuantitatif pada wilayah spektral ini didasarkan pada penggunaan hukum Bouguer-Lambert-Beer. Jika intensitas radiasi monokromatik datang yang melewati larutan penyerap cahaya dilambangkan dengan I0, intensitas radiasi keluaran dinotasikan dengan I, maka – log (I / I0) = A = ε l s, dimana A adalah serapan (lama sebutannya adalah kerapatan optik D) ; c - konsentrasi molar; l adalah ketebalan lapisan penyerap, cm; ε adalah koefisien serapan molar, yang sama dengan kerapatan optik larutan pada konsentrasi larutan c = 1 mol/l dan tebal lapisan penyerap l = 1 cm. Absorbansi (densitas optik) diukur menggunakan instrumen yang disebut fotoelektrokolorimeter. Oleh karena itu, metode ini disebut fotoelektrokolorimetri atau fotometri saja. Metode fotometrik telah dikembangkan untuk secara praktis menentukan semua elemen dalam analisis berbagai macam objek. Hampir selalu, pengukuran serapan cahaya didahului dengan konversi komponen yang ditentukan ke komponen baru bentuk kimia, ditandai dengan daya serap yang kuat, yaitu memiliki bernilai tinggi koefisien serapan molar. Paling sering ini adalah senyawa kompleks berwarna dengan ligan anorganik atau organik. Karena terdapat hubungan linier antara nilai serapan (kerapatan optik) dan konsentrasi, dengan mengukur nilai kerapatan optik, konsentrasi larutan yang dianalisis dapat dihitung. Untuk melakukannya, Anda dapat menggunakan metode perbandingan, metode grafik kalibrasi, atau metode penjumlahan. 48 Metodologi untuk melakukan analisis unsur dalam spektroskopi serapan molekul meliputi: – pengambilan sampel rata-rata; – mengambil sampel suatu zat sampel atau mengukur volume larutan untuk sampel cair; – pembubaran sampel (dalam air, dalam asam mineral atau campurannya, dalam alkali) atau penguraian sampel melalui peleburan yang selanjutnya dipindahkan ke dalam larutan; – pemisahan komponen-komponen yang mengganggu atau penyamarannya; – melakukan reaksi analitis; – pengukuran sinyal analitis; – perhitungan isi komponen yang ditentukan. Soal No. 3 membahas penggunaan metode grafik kalibrasi, yang biasanya digunakan untuk penentuan seri ganda. Untuk memperoleh serangkaian larutan standar dengan konsentrasi yang meningkat, digunakan metode pengenceran larutan standar primer awal yang dibuat dari logam murni, garam, oksida, dan sampel standar. Kemudian larutan yang telah disiapkan difotometer (densitas optiknya diukur) dan, berdasarkan hasil fotometrik, grafik kalibrasi dibuat dalam koordinat kerapatan optik - volume larutan standar, karena penghitungan ulang volume ke konsentrasi pasti memerlukan pembulatan data. saat membuat grafik, dan oleh karena itu, mengurangi keakuratan penentuan. Dengan menggunakan grafik yang sudah jadi, kandungan unsur dalam larutan yang dianalisis ditentukan setelah mengukur kerapatan optiknya. Baik larutan standar untuk membuat kurva kalibrasi maupun larutan uji harus dibuat dengan menggunakan metode yang sama dalam labu takar dengan kapasitas yang sama dan mempunyai kira-kira komposisi yang sama untuk semua komponen, yang berbeda hanya pada isi komponen yang ditentukan. 49 Grafik kalibrasi yang dibuat dapat digunakan untuk penentuan berulang kandungan unsur dalam sampel dengan jenis yang sama. Contoh. Penentuan fotoelektrokolorimetri kandungan silikon dalam baja dilakukan berdasarkan pembentukan kompleks silikon-molibdenum berwarna biru dengan menggunakan metode grafik kalibrasi. Sampel baja seberat 0,2530 g dilarutkan dalam asam dan, setelah perlakuan yang sesuai, diperoleh 100 ml larutan uji. Aliquot (bagian yang sama) dari larutan ini dengan volume 10 ml ditempatkan dalam labu ukur dengan kapasitas 100 ml, semua reagen yang diperlukan ditambahkan dan 100 ml larutan berwarna kompleks silikon-molibdenum biru diperoleh. Kerapatan optik (penyerapan) larutan ini adalah Ax = 0,192. Untuk memplot grafik, larutan standar (referensi) disiapkan dengan kandungan silikon 7,2 μg/ml (T(Si) = 7,2 μg/ml). Volume V larutan standar yang diambil untuk memplot grafik sama dengan 1,0; 2.0; 3.0; 4.0; 5.0; 6,0ml. Nilai terukur dari kepadatan optik Aet dari solusi ini sesuai dengan nilai berikut: 0,060; 0,105; 0,150; 0,195; 0,244; 0,290. Tentukan kandungan (fraksi massa) silikon dalam sampel baja yang diteliti. Solusi Pemecahan masalah tersebut meliputi langkah-langkah sebagai berikut: 1. Pembuatan grafik kalibrasi. 2. Penentuan dari grafik kalibrasi kandungan silikon yang sesuai dengan nilai kerapatan optik larutan yang diteliti. 3. Perhitungan isi ( fraksi massa) silikon dalam sampel baja yang dianalisis, dengan mempertimbangkan pengenceran larutan yang dianalisis. 50
Memuat...