Spektrofotometri Emisi Atom

SPEKTROFOTOMETRI EMISI ATOM

(AES)

Pendahuluan

Spektrofotometri adalah ilmu yang mempelajari tentang penggunaan spektrofotometer.

Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer.Spektofotometer adalah

alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan,

direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometer menghasilkan

sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, dan fotometer adalah alat pengukur intensitas

cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi.

Spektroskopi emisi merupakan spektroskopi atom dengan menggunakan sumber eksitasi selain

nyala api seperti busur listrik atau bunga api. Belakangan ini sumber eksitasi yang sering digunakan

adalah plasma argon. Metode ini bersifat spesifik dan peka. Metode memerlukan persiapan sampel yang

minimum, seperti sampel dapat langsung diletakkan pada sumber eksitasi. Gangguan unsur-unsur lain

pada temperatur eksitasi lebih tinggi, namun semuanya tidak berarti. Karena pada saat yang sama dapat

diambil spektrum dari dua unsur atau lebih. Keterbatasannya adalah perekaman yang dilakukan pada

kertas fotografi, yang perlu dicetak dan diinterprestasi. Intensitas radiasi tidak selalu reprodusibel dan

kesalahan relatif melebihi 1-2% (Khopkar, 1990).

Sumber eksitasi sangat berpengaruh terhadap bentuk dan intensitas emisi. Selain menyediakan

energi yang cukup untuk menguapkan sampel, sumber juga menyebabkan eksitasi elektronik partikel-

partiekl elementer dalam gas. Garis spektrum kejadiannnya yang terakhir inilah berguna untuk analisis

spektroskopi emisi. Molekul tereksitasi pada fase gas mengemisi spektrum, yaitu akibat transisi dari suatu

energi tereksitasi (E2) ke suatu tingkat energi yang lebih rendah (E1) dengan pemancaran (emisi) foton

dengan energi hv.

hv = E2 – E1

Pada masing-masing tingkat elektronik suatu molekul, terdapat sejumlah subtingkat vibrasi, rotasi dengan

energi yang berbeda, sehingga radiasi molekul tereksitasi meliputi sejumlah frekuensi yang terkumpul

dalam pita-pita; masing-masing pita sesuai dengan suatu transisi dari suatu tingkat tereksitasi ke tingkat

energi elektronik lain yang lebih rendah. Sedangkan atom tereksitasi atau ion monoatom pada fase gas

mengemisikan spektrum garis. Pada spektrum suatu spesies monoatomik tidak dijumpai struktur halus

(fine structure) vibrasi dan rotasi, sehingga spektrum emisi merupakan suatu deret frekuensi individual

myang sesuai dengan transisi antara berbagai tingkat energi elektronik. Suatu garis spektrum mempunyai

ketebalan spesifik. Spektrum emisi, absorpsi atau pendar-fluor partikel atom terdiri dari garis-garis sempit

tertentu tempatnya yang berasal dari transisi elektronik elektron terluar (Khopkar, 1990).

Pengukuran dengan spektroskopi emisi dapat dimungkinkan karena masing-masing atom

mempunyai tingkat energi tertentu yang sesuai dengan posisi elektron. Pada keadaan normal, elektron-

elektron ini berada pada tingkat dasar dengan energi terendah. Penambahan energi baik secara termal

maupun elektrikal, menyebabkan satu atau lebih elektron diletakkan pada tingkat energi lebih tinggi,

menjauh dari inti. Elektron tereksitasi ternyata lebih suka kembali ke tingkat dasar dan pada proses ini

kelebihan energi dipancarkan dalam bentuk energi radiasi foton. Jika energi eksitasinya semakin besar,

maka energi emisinya juga semakin besar. Absorpsi sendiri (self absorpsion) kadangkala menurunkan

intensitas emisi.  (Khopkar, 1990).

Orbital-orbital yang terlihat dalam transisi elektronik

Tidak semua transisi dari orbital terisi ke orbital tak terisi terjadi. Di mana transisi adalah

“forbidden”, maka kebolehjadian terjadinya transisi adalah rendah dan intensitas jalur serapnyapun

rendah.

Karena elektron dalam molekul memiliki tenaga yang tak sama, maka tenaga yang diserap

dalam proses eksitasi dapat menyebabkan terjadinya 1 atau lebih transisi tergantung pada jenis elektron

yang terlihat.

Instrumentasi

Instrumen yang digunakan untuk mempelajari serapan atau emisi radiasi elektromagnetik

sebagai fungsi dari panjang gelombang disebut “spectrometer” atau spektrofotometer. Spektrofotometer

sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer. Spektrofotometer

menghasilkam sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat

pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diarbsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan

untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan

sebagai fungsi dari panjang gelombang.

Materi akan diuji juga bertindak sebagai elektroda bila materi tersebut tahan temperature tinggi.

Selain itu sampel diletakkan dalam suatu bintik kecil pada elektroda grafit atau karbon. Elektroda yang

lebih rendah biasanya adalah elektroda positif. Medium pengurai sinarnya dalam spektrograf dapat

berupa prisma, grafiting ataupun celah sempit (slit). Slit harus lurus dan bersih. Suatu plat fotografi dapat

merekam daerah spectrum 200-800 nm. Susunan prisma dapat beupa tipae cornu atau tipe littrow.

Beberapa peralatan menggunakan tipe grating  dengan liputan spectrum 220-780 nm. Proses fotografi

utnuk merekam intensitas garis masih sering dilakukan.

Kelebihan spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari

sinar putih dapt lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun

celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan

berbagai filter dengan berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang

gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar

monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada

spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat

pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang

kontinyu, monokromator, sel pengarbsorbsi untuk larutan sample dan blangko ataupun pembanding.

Interaksi materi dengan berbagai energi seperti energi panas, energi radiasi, energi kimia, dan

energi listrik selalu memberikan sifat-sifat yang karakteristik untuk setiap unsur (atau persenyawaan), dan

besarnya perubahan yang terjadi biasanya sebanding dengan jumlah unsur atau persenyawaan yang

terdapat di dalamnya. Di dalam kimia analisis yang mendasarkan pada proses interaksi itu antara lain

cara analisis spektrofotometri atom yang bisa berupa cara emisi dan absorbsi (serapan) (Sudjadi, 2007).

Pada cara emisi, interaksi dengan enegi menyebabkan eksitasi atom yang mana keadaan ini tidak

berlangsung lama dan akan kembali ke tingkat semula dengan melepaskan sebagian atau akan kembali

ke tingkat semula dengan melepaskan sebagian atau seluruh energi eksitasinya dalam bentuk radiasi.

Frekuensi radiasi yang dipancarkan bersifat karakteristik untuk setiap unsur dan intensitasnya sebanding

dengan jumlah atom yang tereksitasi dan yang mengalami proses deeksitasi. Pemberian energi dalam

bentuk nyala merupakan salah satu cara untuk eksitasi atom ke tingkat yang lebih tinggi. Cara tersebut

dikenal dengan nama spektrofotometri emisi nyala. (Sudjadi, 2007).

Pada absorbsi, jika pada populasi atom yang berada pada tingkat dasar dilewatkan suatu berkas radiasi

maka akan terjadi penyerapan energi radiasi oleh atom-atom tersebut. Frekuensi radiasi yang paling

banyak diserap adalah frekuensi radiasi resonan dan bersifat karakteristik untuk tiap unsur. Pengurangan

intensitasnya sebanding dengan jumlah atom yang berada pada tingkat dasar (Sudjadi, 2007).

Proses Pengukuran

Sebagian besar metode spektroskopi dibedakan sebagai atom atau molekul didasarkan pada apakah

digunakan atau tidak untuk atom atau molekul. Seiring dengan perbedaan itu, keduanya dapat

diklasifikasikan pada sifat interaksi sebagai berikut :

Ø  Penyerapan spektroskopi menggunakan kisaran spektrum elektromagnetik di mana suatu zat menyerap.

Ini termasuk spektroskopi serapan atom dan molekul berbagai teknik, seperti inframerah, ultraviolet-

tampak dan spektroskopi gelombang mikro .

Ø  Emisi spektroskopi menggunakan berbagai spektrum elektromagnetik substansi yang dapat memancar.

Zat yang pertama harus menyerap energi. Energi ini bisa dari berbagai sumber, yang menentukan nama

emisi berikutnya, seperti luminescence. Luminescence teknik molekuler termasuk spectrofluorimetry .

Spektroskopi Emisi Atom (AES)

Spektroskopi emisi atom (AES) adalah metode analisis kimia yang menggunakan intensitas

cahaya yang dipancarkan dari api, plasma , atau percikan pada panjang gelombang tertentu untuk

menentukan jumlah suatu unsur dalam sampel. Panjang gelombang dari garis spektral atom memberikan

identitas elemen sedangkan intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan jumlah atom unsur.

AES menyerap  cahaya menggunakan atom bebas. AES  adalah instrumen yang menggunakan

prinsip ini, bertujuan untuk menganalisis konsentrasi logam dalam larutan. Zat dalam suatu larutan

mengalami penguapan, dan dipecah menjadi atom terfragmentasi menjadi nyala atau plasma.

Dalam emisi atom, sampel terkena energi tinggi, lingkungan termal untuk menghasilkan atom

keadaan tereksitasi, yang mampu memancarkan cahaya. Sumber energi bisa menjadi busur listrik, api,

atau lebih baru-baru ini, sebuah plasma. Spektrum emisi dari elemen terkena seperti sumber energi

terdiri dari kumpulan panjang gelombang emisi yang diijinkan, biasanya disebut garis emisi, karena sifat

diskrit dari panjang gelombang dipancarkan. Spektrum emisi ini dapat digunakan sebagai karakteristik

yang unik untuk identifikasi kualitatif elemen. Atom emisi dengan menggunakan busur listrik telah banyak

digunakan dalam teknik analisis. Emission kualitatif juga dapat digunakan untuk menentukan berapa

banyak elemen hadir dalam sampel. Untuk analisis “kuantitatif”, intensitas cahaya yang dipancarkan pada

panjang gelombang elemen yang akan ditentukan diukur. Intensitas emisi pada panjang gelombang ini

akan lebih besar sebagai nomor atom dari unsur analit meningkat. Teknik fotometri nyala api adalah

sebuah aplikasi dari emisi atom untuk analisis kuantitatif.

Elektroda yang biasa digunakan untuk berbagai bentuk AES adalah  grafit. Grafit merupakan

pilihan yang baik untuk bahan elektroda karena konduktif.  Logam yang digunakan sebagai elektroda

akan dpakai selama pemakaian dan logam yang dipakai tentunya tidak boleh mengganggu proses.

Analisis kualitatif dilakukan dengan membandingkan panjang gelombang garis intens dari sampel

elemen telah diketahui. Pada umumnya setidaknya ada  tiga baris intens sampel yang harus cocok

dengan elemen sudah diketahui untuk menyimpulkan bahwa sampel mengandung elemen-elemen

tersebut.

 Gambar 1. Skema Percobaan AAS

Cara Kerja

Seperti dalam spektroskopi AAS, sampel harus dikonversi menjadi atom bebas, biasanya dalam suhu

eksitasi sumber yang tinggi. Sampel cair adalah nebulasi dan dibawa ke sumber eksitasi oleh gas yang

mengalir. sampel padat dapat diperkenalkan ke sumber oleh lumpur atau ablasi laser dari sampel solid di

dalam aliran gas. Zat padat juga dapat langsung menguap oleh percikan antara elektroda. Sumber

eksitasi harus dilarutkan, memisahkan menjadi atom.

Spektrum emisi dapat digunakan untuk menentukan komposisi material, karena berbeda untuk

setiap elemen dari tabel periodik . Karakteristik spektrum emisi dari beberapa elemen secara jelas terlihat

dengan mata telanjang ketika elemen-elemen yang dipanaskan. Sebagai contoh, ketika kawat platina

dicelupkan ke dalam strontium nitrat dan kemudian dimasukkan ke dalam api, atom strontium

memancarkan warna merah. Demikian pula, ketika tembaga dimasukkan ke dalam api, api menjadi hijau.

Karakteristik ini pasti memungkinkan elemen yang akan diidentifikasi dengan spektrum emisi atom

mereka. Tidak semua lampu yang dipancarkan oleh spektrum dapat dilihat dengan mata telanjang, juga

termasuk sinar ultra violet dan infra merah lampu, emisi yang terbentuk ketika gas bersemangat dilihat

secara langsung meskipun suatu spektroskop.

Metode ini menggunakan eksitasi nyala api; di mana atom bebas dengan panas api untuk

memancarkan cahaya. This method commonly uses a total consumption burner with a round burning

outlet. Metode ini biasanya menggunakan burner konsumsi total dengan outlet terbakar bulat. A higher

temperature flame than atomic absorption spectroscopy (AA) is typically used to produce excitation of

analyte atoms. Sebuah api suhu yang lebih tinggi daripada spektroskopi serapan atom (AAS) biasanya

digunakan untuk menghasilkan eksitasi atom analit. Since analyte atoms are excited by the heat of the

flame, no special elemental lamps to shine into the flame are needed. Karena atom analit sangat sensitif

oleh panas api, tidak ada lampu elemen khusus untuk bersinar ke dalam api diperlukan. A high resolution

can be used to produce an emission intensity vs. spectrum over a range of wavelengths showing multiple

element excitation lines, meaning multiple elements can be detected in one run. Sebuah resolusi tinggi

polikromator dapat digunakan untuk menghasilkan intensitas emisi vs panjang gelombang spektrum

memiliki rentang panjang gelombang eksitasi unsur yang menunjukkan jalur ganda, yang berarti

beberapa elemen dapat dideteksi dalam satu kali. Alternatively, a can be set at one wavelength to

concentrate on analysis of a single element at a certain emission line. Cara lainnya, monokromator dapat

diatur pada satu panjang gelombang untuk berkonsentrasi pada analisis elemen tunggal pada garis emisi

tertentu. Plasma emission spectroscopy is a more modern version of this method. Plasma spektroskopi

emisi adalah versi lebih modern dari metode ini.

Gambar 3. Alat ICP-AES

See for more details.ICP-AES  adalah salah satu spektroskopi atom dengan beberapa teknik analisis

yang tersedia. ICP-AES memanfaatkan plasma sebagai atomisasi dan sumber eksitasi. Plasma adalah

suatu elektrik netral, terionisasi menjadi gas yang terdiri dari ion, elektron, dan atom. Matahari, petir, dan

aurora borealis adalah contoh plasma yang ditemukan di alam.

Sumber emisi atom yang sempurna akan memiliki karakteristik sebagai berikut:

1.      Lengkap dengan penghapusan sampel dari dalam matriks aslinya rangka dengan meminimalkan

interferensi.

2.      Adanya  proses atomisasi tetapi minimum dalam proses ionisasi dari semua elemen yang akan

dianalisis.

3.      Terdapat sebuah sumber energi untuk mengontrosl eksitasi, yang memungkinkan energi yang tepat

diperlukan untuk merangsang semua elemen tanpa ionisasi yang cukup.

4.      Terdapat suatu lingkungan kimia yang inert, yang menahan pembentukan molekul yang tidak diinginkan

yang mempengaruhi keakuratan pengukuran.

5.      Terdapat suatu sumber yang dapat menangani berbagai pelarut, baik organik maupun  anorganik di

alam.

6.      Memiliki sebuah sumber yang disesuaikan untuk menangani zat padat, cairan, atau gas.

7.      Murah untuk membelinya dan pemeliharaannya.

8.      Mudah dioperasikan.

 Dalam spektroskopi optik, energi diserap untuk memindahkan elektron ke tingkat  energi yang

lebih besar  atau energi yang dipancarkan sebagai elektron bergerak dari tingkat yang lebih besar

energinya ke  kurang  dalam bentuk foton.  Panjang gelombang dari energi radiasi yang dipancarkan

secara langsung berkaitan dengan transisi elektronik yang telah terjadi. Karena setiap elemen struktur

elektronik adalah unik, panjang gelombang cahaya yang dipancarkan adalah properti unik dari setiap

elemen individu.  Sebagai konfigurasi orbit dari atom besar mungkin rumit, ada banyak transisi elektronik

yang dapat terjadi, setiap transisi mengakibatkan emisi panjang gelombang karakteristik cahaya.

Dalam emisi atom, sampel dikondisikan pada energi tinggi, lingkungan termal untuk

menghasilkan atom dalam keadaan tereksitasi, yang mampu memancarkan cahaya. Sumber energi

dapat menjadi busur listrik, api, atau lebih baru-baru ini, plasma. Spektrum emisi adalah elemen terpapar

seperti sumber energi terdiri dari kumpulan panjang gelombang emisi yang diijinkan, biasanya disebut

garis emisi, karena sifat diskrit panjang gelombang yang dipancarkan. Spektrum emisi ini dapat

digunakan sebagai karakteristik yang unik untuk identifikasi kualitatif elemen. Atom emisi yang

menggunakan busur listrik telah banyak digunakan dalam teknik analisis. Emisi kualitatif juga dapat

digunakan untuk menentukan berapa banyak elemen ada dalam sampel. Untuk kuantitatif  "analisis",

intensitas cahaya yang dipancarkan pada panjang gelombang dari elemen harus ditentukan dan diukur.

Intensitas emisi pada panjang gelombang ini akan bertambah besar sebagai jumlah atom pada analit

yang meningkat.. Teknik flame photometry adalah aplikasi dari emisi atom untuk analisis kuantitatif.

Metode Eksitasi

Nyala, busur api arus bolak-balik (AC arc), busur api arus searah (DC arc) dan bunga api arus

bolak-balik (AC spark) merupakan metode-metode lazim untuk eksitasi. Masing-masing metode meliuti

pemasukan sampel ke dalam sumber dalam bentuk teruapkan dan eksitasi elektron ke tingkat energy

lebih tinggi. Eksitasi nyala sebaiknya didiskusikan pada fotometri nyala.

Pada DC arc, dengan tegangan 50-300 volt dihasilkan temperature 4000-80000K. Emisinya

adalah akibat atom netral. Arus yang digunakan berkisar antara 1-300 ampere. Busur api DC timbul di

antra elektroda karbon, grafit, elektroda kadangkala dapat diamati kerlap-kerlip busur api tersebut antara

elektroda. Penguapan selektif dapat saja terjadi. Busur api adalah sumber sensitif, terutama untuk deteksi

konsentrasi rendah. Kepekaan busur api DC dapat dinaikan dengan suatu alat pendukung. Busur api AC

menggunakan beda potensial 1000 bolt atau lebih. Elektroda api diberi jarak antara 0,5-3 mm. Untuk

mendapatkan hasil reprodusibel, jarak pemisahan antara dua elektroda, tegangan dan arus harus benar-

benar dikendalikan. Busur api AC lebih stabil dibandingkan busur api dc lebih besar daripada  busur api

ac, menghasilkan energy eksitasi lebih tinggi. Transfer tegangan tinggi 10-50 kV antara dua elektroda

menghasillkan api. Bunga api lebih baik daripada busur api bila yang dikehendaki adalah presisi yang

tinggi. Transfer tegangan tinggi 10-50 kV antara dua elektroda menghasilkan api. Bunga api lebih baik

daripada busur api bila yang dikehendaki adalah presisi yang tinggi. Sedangkan busur api lebih baik bila

dikehendaki kepekaan yang tinggi. Bunga api mengeksitasikan jumlah spektrum ion. Bersifat reprodisibel,

jarak pemisahan antara dua elektroda menghasilkan api. Bunga api  mengeksitasikan jumlah spectrum

ion. Bersifat reprodisibel, stabil dan dengan sampel berjumlah sedikit. Larutan berkonsentrasi tinggi dapat

digunakan tetapi efek pemanasannya berkurang. Ia berguna untuk analisis dengan titik leleh rendah. Pita

sianogen tidak mengganggu pengukuran. Kelemahannya metode tersebut ialah dapat memberikan

indikasi yang tidak representative dari suatu konsentrasi zat.

Analisis Kualitatif dan Kuantitatif dengan Spektroskopi Emisi

Unsur  yang terdapat dalam suatu sampel dapat ditentukan dengan membandingkan spectrum

sampel dalam suatu sampel dapat ditentukan dengan membandingkan spectrum sampel dengan

spectrum zat murni atau degnan mengukur panjang gelombang garis dan memperhatikan unsur elemen

yang bersesuaian dalam tabel. Jika tiga atau lebih garis-garis suatu unsure yang bersesuaian dalam

tabel. Jika tiga atau lebih garis-garis suatu unsure teridentifikasi, maka ini sudah cukup untuk suatu

identifikasi. Garis-garis RU (rares ultimates) dan RU powder adalah garis dari masing-masing unsur yang

hilang terakhir kali apabila konsentrasi unsur-unsur berkurang secara bertahap. Ini adalah garis-garis

yang persisten. Garis-garis ini berguna untuk mendeteksi konsentrasi yang rendah. Bubuk dari 50 unsur-

unsur menunjukan RU (rares ultimates) sehingga disebut juga RU powder. Garis ini dapat digunakan

sebagai penolong tambahan untuk mengidentifikasi unsur-unsur.

Dalam analisis kuantitatif, umumnya metode standar dalam digunakan. Dengan metode ini kondisi seperti

waktu penyinaran  tidaklah perlu terlalu dikendalikan. Pada cara stnadar dalam, intensitas sampel diukur

dan dibandingkan dengan garis standar dalam. Ini dapt berupa salah satu garis yang sama, yang bersal

dari berbaagi zat yang sengaja ditambahkan dengan perbnadingan konsentrasi teentu ke dalam sampel .

Perbandingan intensitas garis tersebut terhadap intensitas garis dari standar dalam tidak dipengaruhi

oleh perubahan kondisi analisis. Intensitas kedua garis akan berubh dengan perbandingan yangsama bila

terjadi kondisi. Namun kadangkala perubahannya tidak sebanding, pada keadaan ini, maka garis-garis

tersebut dikenal sebagai pasangan fiksasi sedangkan bila perubahannya sebanding disebut pasangan

homolog. Cara yang sangat berguna utnuk memandingkan intensitas garis sampel dari standar dalam

adalah dengan mengukur kerapatan kedua garis pada film atau lempeng degnan mempergunakan

densitometer. Untuk perhitungan, dibuat suatu kurva antara perbandingan kerapatan-kerapatannya dan

log konsentrasi.

Terdapat dua metode penyinaran sampel, yakni metode sector log dan sector step. Kedua

sector ini diletakkan sebelum slit (celah) selama penyinaran. Garis yang dihasilkan melalui sector yang

berbeda menghasilkan panjang yang berbeda pula. Yang lebih kuat akan lebih panjan, sedangkan yang

lemah akan lebih pendek karena pencahayaan yang lebih sedikit. Jika C konsentrasi; D kerapatan; P

intensitas  garis tersebut; keudian h tinggi garis bayingan mak karena tinggi garis sebanding degan

intensitas yang diketahui, kita akan mendapatkan log C sebanding log P dan log h sebanding log P,

berarti  log h sebanding log C. Biasanya kita mengalurkan grafik antara perbedaan tinggi standar dalam

sampel  yang ada terhadap log konsentrasi di mana akan menghasilkan garis lurus.

Metode Emisi Nyala

Salah satu langkah dalam prosedur emisi nyala atau fotometri nyala melibatkan penyemprotan

sampel ke nyala. Radiasi dari sumber akan diuraikan untuk mendapatkan daerah spectrum yang

diinginkan. Intensitas dari radiasi spektrum tersebut diukur. Dengan system penyemprotan diharapkan

distribusi yagn seragam dari sampel masuk ke nyala sehingga masalah-masalah yang berhubungan

degan busur api dan bunga api dapat dihindarkan.

Fotometer nyala tersusun dari pengatur tekanan, pengukur aliran untuk gas bakar, atomizer,

pembakaran, sistem optic dari detector fotosensitif dan pencatat.

1.      Pengaturan tekanana dan pengukur aliran gas yang diinginkan. Diperlukan tekanan bahan bakar

sbersar 10 pon dan 25 pon untuk oksigen. Diafragma ganda dan jarum penunjuk diinginkan untuk

mengawasi aliran gas, pengukur putaran (rotatometer diatur dengan kecepatan aliran gas 2-10 ft/jam).

2.      Atomiser diguanakan untuk memasukan cairan sampel ke nyala dengan kecepatan tetap. Atomiser

diklasifikasikan menjadi 2, yaitu yang menyemprotkan sampel ke tempat pengkondensasi untuk

menghilangkan partikel-partikel yang besar dan tipe yang lainnya adalah yang menyemprotkan sampel

langsung ke nyala. Yang pertama memerlukan + 4-25 ml sampel per menit di mana 5 % yang sampel ke

nyala. Pada metode yang kedua diguankan bubuk kental .

3.      Pelarut gliserin dapat digunakan. Pembakaran haruslah menghasilkan nyala yang baik. Pembakaran

meker baik digunakan untuk suhu rendah. Suatu kisi logam pada bagian mulut pembakar berguna

menghindarkan samburan api ke dalam. Suatu kombinasi pembakar dan penghisap mempertemukan

sampel secara langsung dengan nyala.

4.      Sistem optik. Berfungsi untuk mengumpulkan dan membuat cahaya monok romatis serta memfokuskan

detector dengan mengatur cermin cekung dari nyala. Filter absorbs ataupun filter interferensi

memisahkan radiasi tertentu, tetapi pemisahan yang lebih baik dapat diperoleh dengan monokromatis.

Celah yang baik diperlukan mempersempit cahaya.

5.      Detektor fotosensitif seperti sel lapisan barrier kurang baik,sebab responnya tidak dapat

dilipatgandakan. Fotometer filter nyala baik sebagai detector tetapi suhunya harus diawasi. Fotometer

filter nyala baik sebagai detector tetapi suhunya harus diawasi. Fotometer nyala di mana lebar pita dari

energy radiasi yang sampai ke detector kecil menggunakan fototube dan amplifier.

Prinsip Dasar Fotometri Nyala

Secara umum nyala mengubah padatan atau cairan ke bentuk uap dan memecahkanny ke

bentuk molekul atu atom-atom yang sederhana. Mereka akhirnya mengeksitasi   partikel-partikel tersebut

sehingga menghasilkan emisi cahaya. Pada nyala ini, air atau pelarut diuapkan dan garam-garam kering

tinggal dalam nyala. JIka pemanasan diteruskan pada suhu yang lebih tinggi, garam-garam tersebut

diuapkan dn molekul terdisosiasi menjadi atom-atom netral dimana akan menunjuakn emisi. Uap atom

logam atau molekul yang mengandung atom-atom yang diinginkan dieksitasi oleh energy termal dri nyala.

Dari tingkat tereksitasi, elektron cenderung untuk kembali ke keadaan dasar dengan radiasi meisi. Suatu

unsure akan memperlihatkan sifat-sifat spectrum yang khas. Biasanya spectrum garis diperoleh dari atom

sedangkan molekul menghasilkan spectrum pita ataupun pita kontinu. Eksitasi menyebabkan elektron

naik ke tingkat energy yang lebih tinggi. Kembalinya elektron ke tingkat dasr disertai dengan energy

radiasi. Radiasi emisi untuk tingkat energy E1 dan E2 dari 2 keadaan dinyatakan dengan persamaan :

(hv=(E1-E2). Elektron mungkin kembali tidak langsung ke keadaaan dasar, tetapi melalui tahap-tahap

yang menghasilkan beerapa spektrumgaris. Seperti digambarkan sebelumnya, diagram tingkat energy

berbentuk sederhana untuk molekul mono atau diatomic seperti Na atau Mg,  tetapi lebih rumit utnuk

unsure-unsur transsi dan golongan utama seperti Al. Dalam semua hal garis-garis tersebut disebabkan

transisi elektron antara keadaan dasar. Transisi yang terjadi untuk logam-logam alkali adalah seperti: Li

(671 nm) ; Na (590nm); K (767,5) Ca(423nm) .Transisi tingkat energy dapat diatut dengan mengawasi

temperature nyala. Transisi dari keadaan energi   eksitasi terendah dari ion atam ke keadaan dasar lebih

disukai. Biasanya atom –atom netral mengemisi gari-garis tertentu, tetapi untuk unsure-unsur golongan

ke dua , blok S, garis daapt juga dihasilkan dari ionisasi atom pada suhu tinggi. Seperti dibicarakan

sebelumnya, spectrum ioin tidaklah sampai dengan atom netral. Biasanya spektrum atomnya mirip

dengan ion-ion yang mempunyai nomer atom berikutnya, misalnya:spekturm ion AI, mirip dengan unsur

Mg. Molekul menghasilkan spektrum pita sebab mempunyai eksitasi rotasi dalam, vibrasi dan elektron. Ini

menyebabkan distribusi eksitasi, sehingga spektrum pita dihasilkan, bukan garis.

Nyala dari latar belakan seringkai harus diperhitungkan. Nyala hydrogen menghasilkan

pergandingan sinyal sampel logam terhadap latar belakang dengan paling baik. Pengukuran intensitas

spektrum garis tergantung pada jumlah garam-garam yang ada dalam nyala; jumlah disoiasinya; ionisasi;

atom-atom tereksitasi; kesempatan melakukan transisi dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar dan

absorbs diri. Setelah disosiasi, variasi intensitas emisi terhadap temperature diatur dengan energi 

eksitasinya . Ionisasi akan mengurangi konsentrasi dari atom netral yang ada dalam nyal, sehingga

mengurangi intensitas dari emisi. Besarnya energi untuk disoiasi dri logam ke atom-atom  nya adalah

mendekati potensial ionisasi atau energies ionisasi atom.

Faktor-faktor yang berhubungan dengan variasi intensitas emisi dlam nyala, misalnya

disebabkan oleh pembentukan hidroksida dari dalam nyala, misalnya disebabkan oleh pembentukan oelh

pembentukan hidroksida dari logam-logam alkali. Osigen-asetilen menyediakan lingkungan yang sesuai

untuk terbentuknya atom-atom bebasdari unsur yang senang membentuk molekul monoksida . Biasanya

zat dilarutkan dalam pelarut hidrokarbon, Intensitas emisi akan bertambah dengan menggunakan pelarut

organic atau campurang pelarut organic-air. Teknik ekstraksi pelarut dapat dimanfaatkan utnuk

tercapainya pemisahan analitik kemudian fase organiknya dapat langsung disedot kea rah nyala untuk

menaikan intensitas emisi. Pelaksanaan ekstraksi dan fotometri nyala secara serentak memberikan hasil

yang baik