makalah instrumentasi analitik agung
DESCRIPTION
intrumentasi analitikTRANSCRIPT
MAKALAH INSTRUMENTASI ANALITIK
ALAT-ALAT ANALISA DAN UKUR
DI SUSUN OLEH :
AGUNG SUHARMANTO / 140405019
DEPARTEMENT TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Makalah Tentang Alat Instumentasi Analisa dengan sebaik-baiknya.
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan Tugas dari Ibu Mersi Suraini Sinaga S.T., M.T untuk dapat nilai A.
Penulisan makalah ini didasarkan pada hasil dari literatur-literatur yang ada baik dari buku maupun sumber lainnya.
Saya menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari yang diharapkan. Adapun kritik dan saran yang bersifat membangun akan saya terima dengan senang hati. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pihak-pihak yang membacanya.
Medan, 26 Oktober 2015
Praktikan
Agung Suharmanto
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Pendahuluan
Istilah instrumentasi berasal dari kata instrument atau peralatan. Sehingga secara
khusus instrumentasi merupakan suatu bidang keahlian yang berkaitan dengan
pengembangan peralatan, khususnya peralatan untuk pengukuran dan pengendalian.
Bidang keahlian Instrumentasi yang merupakan bidang multidisiplin memerlukan
pengetahuan komprehensif yang meliputi aspek dasar sain (khususnya Fisika) dan
aplikasinya dalam sebuah perangkat (instrumen). Bidang ini menjadi signifikan
khususnya dalam dunia modern yang banyak mempergunakan peralatan dalam
mendukung aktivitas manusia.
Dewasa ini, pengetahuan dan teknologi yang mendukung sistem-sistem
peralatan ukur dan kendali dari yang sederhana dan kompleks dibangun
menggunakan sistem elektronik, optik dan pneumatik (mekanik). Sehingga keahlian
yang dikembangkan dalam bidang instrumentasi difokuskan pada tiga hal tersebut.
Untuk membangun knowledge dan skill sebagai sarjana bidang instrumentasi,
mahasiswa akan mempelajari dasar-dasar ilmu Fisika, khususnya yangberkaitan
dengan mekanika, gelombang, optika dan elektromagnetika baik secara teori maupun
praktek. Selanjutnya mahasiswa akan mempelajari bagaimana instrumen bekerja
melalui pengetahuan dalam bidang bahan (sensor dan aktuator), elektronika analog
dan digital, perangkat mikrokontroller dan komputer (hardware dan software),
system optik (lensa, serat optic, perangkat-perangkat optika modern), system
mekanik dan penumatik), serta bagaimana signal/informasi harus diolah dengan
menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak. Dengan mempelajari
pengetahuan dan ketrampilan tersebut mahasiswa akan mengerti bagaimana sebuah
instrument bekerja dan disusun serta bagaimana bagian-bagian penyusun instrument
bekerja.
1.2 Tujuan
Untuk mengetahui alat-alat analisa yang terdapat di lab maupun di pabrik.
1.3 Rumusan Masalah
Apakah Alat-alat analisa dan alat-alat ukur ?
BAB II
ISI
2.1 . X Ray Diffractometer (XRD)
X Ray diffractometer merupakan suatu alat yang digunakan untuk mendeteksi
unsur atau senyawa yang terkandung dalam suatu padatan. Alat ini bekerja
berdasarkan difraksi sinar X oleh unsur atau senyawa dalam suatu padatan. Setiap
unsur mempunyai intensitas pemantulan sinar X yang berbeda jika disinari pada
sudut tertentu .
Cara Kerja XRD
1. Sampel padat diletakkan pada suatu preparat kaca
menyinari sampel
2. Sumber sinar bergerak mengelilingi sampel sambil
3. Detector menangkap pantulan sinar dari sampel
4. Alat perekam merekam intensitas pantulan sinar untuk
5. Hasil analitis dalam bentuk grafik sudut penyinaran vs
Gambar XRD
Kelebihan dan Kekurangan XRD
Kelebihan
- Dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai
unsur
- Sampel yang dipakai tidak harus murni
Kekurangan
Tidak dapat digunakan langsung pada sampel cair atau gas.
Penggunaan XRD
- Analisis struktur kristal suatu material
- Mengidentifikasi jenis-jenis struktur kubus yang dimiliki oleh suatu material
- Pada saat ini XRD dapat menangani berbagai masalah,seperti material
bangunan, pertambangan dan mineral, riset serta pengembangan plastik dan
polimer, lingkungan,obat-obatan (pharmaceutical), forensik, semikonduktor
dan film tipis, nanoteknologi dan material baru, analisis struktural untuk riset
material dan kristalografi.
2.2 Manometer
Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada audit energi untuk
mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua
adalah manometer kolom cairan .
Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa U (lihat
Gambar 9) yang diisi cairan setengahnya (biasanya berisi minyak, air atau air raksa)
dimana pengukuran dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin
terjadi karena atmosfir) diterapan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian
cairan memperlihatkan tekanan yang diterapan.
Prinsip Kerja Manometer
Prinsip kerja manometer adala h sebagai berikut:
Gambar 9a. Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi
cairan
setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi.
Gambar 9b. Bila tekanan positif diterapan pada salah satu sisi kaki tabung,
cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung
yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian , “h”, merupakan penjumlahan hasil
pembacaan diatas dan dibawah angka nol yang menunjukan adanya tekanan.
Gambar 9c. Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung, cairan
akan
meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan
ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah
nol yang menunjukan jumlah tekanan vakum.
Penggunaan Manometer
Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk menentukan
perbedaan tekanan diantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara.
Perbedaan tekanan kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di
saluran dengan menggunakan persamaan Bernoulli (Perbedaan tekanan = v2/2g).
Rincian lebih lanjut penggunaan manometer diberikan pada bagian tentang
bagaimana mengoperasikan manometer. Manometer harus sesuai untuk aliran
cairan. Kecepatan aliran cairan diberikan oleh perbedaan tekanan = f LV2/2gD
dimana f adalah faktor gesekan dari bahan pipa, L adalah jarak antara dua titik
berlawanan dimana perbedaan tekanan diambil, D adalah diameter pipa dan g
adalah kontanta gravitasi.
Mengoperasikan manometer
Tidak mudah untuk menjelaskan pengoperasian manometer dengansatu cara,
sebab terdapat banyak macam manometer yang membutuhkan cara penanganan
yang berbeda. Tetapi, beberapa tahapan operasinya sama. Selama audit energi,
kecepatan aliran udara disaluran dapat diukur dengan menggunakan tabung
pitot dan aliran dihitung dengan menggunakan manometer. Sebuah lubang
pengambil contoh dibuat disaluran (tabung pembawa gas buang) dan tabung
pitot dimasukkan kedalam saluran. Kedua ujung tabung pitot terbuka
disambungkan ke dua manometer yang terbuk a. Perbedaan tingkat pada
manometer menghasilkan total kecepatan tekanan. Sebagai contoh, dalam kasus
manometer digital pembacaan ditampilkan dalam mm dari kolom air.
2.3 Termometer
Termometer adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur suhu cairan,
permukaan atau gas, sebagai contoh gas buang setelah pembakaran. Termometer
diklasifikasikan sebagai kontak termometer atau non kontak termometer atau
termometer inframerah dan diterangkan dibawah ini.
Termometer infra merah dapat digunakan untuk mengukur suhu dimana sensor
konvensional tidak dapat digunakan atau tidak dapat menunjukkan pembacaan yang
akurat, seperti sebagai berikut:
Bila dibutuhkan pengukuran pada respon yang cepat, seperti pengukuran pada
benda yang bergerak (contoh: rol, mesin bergerak atau belt conveyor).
Bilamana pengukuran non kontak dibutuhkan karena adanya bahan pencemaran
atau berbahaya (seperti: tegangan tinggi).
Jarak yang terlalu jauh atau tinggi.
Suhu yang terlalu tinggi untuk termokopel atau kontak sensor lainnya.
Obyek dalam keadaan vakum atau pada kondisi atmosfir terkontrol lainnya .
Obyek dikekelingi oleh medan listri (seperti induksi panas)
Gambar Termometer Inframerah
Penggunaan Termometer
Pada audit energi, suhu merupakan salah satu parameter yang penting untuk
diukur dalam rangka menentukan kehilangan atau memebuat keseimbangan
energi panas. Pengukuran suhu diambil pada audit unit pendingin udara, boiler,
tungku, sistim steam, pemanfaatan kembali panas, penukar panas dan lain
sebagainya. Selama audit, suhu dapat diukur dari:
Udara ambien
Air pendingin/ chilled water di plant pendingin.
Udara masuk kedalam unit handling udara pada plant pendingin udara. Air
pendingin masuk dan keluar pada menara pendingin.
Permukaan jalur pemipa an steam, boiler, kiln.
Air masuk boiler.
Gas buang.
Kondensat yang kembali.
Pemanasan awal pasokan udara untuk pembakaran.
Suhu dari bahan bakar minyak.
Mengoperasikan te rmometer.
Termokopel (termometer kontak) terdiri dari dua logam yang tidak sama,
digabung menjadi satu pada ujungnya. Bila gabungan dua logam dipanaskan
atau didinginkan, tegangan akan dihasilkan yang dapat dikorelasikan kembali
kepada suhu. Probe dimasukkan kedalam aliran cairan atau gas untuk mengukur
suhunya, misalnya: gas buang, udara auat air panas. Probe jenis daun digunakan
untuk mengukur suhu permukaan. Pada hampir semua kasus, termokopel secara
langsung memberikan pembacaan pada unit yang dihendaki (derajat Celsius atau
Fahrenheit pada panel digital)
Pengoperasi termometer non kontak atau termometer infra merah sangat
sederhana. Termometer infra merah (seperti pistol) ditujukan langsung ke
permukaan dimana suhu harus diukur. Hasil pengukuran dibaca secara langsung
dari panel.
2.4 Lux Meter Cahaya bisa dikatakan sebagai suatu bagian yang mutlak dari kehidupan manusia.
Untuk mendukung teknik pencahayaan buatan yang benar, tentu saja perlu diketahui
seberapa besar intensitas cahaya tersebut dibutuhkan pada suatu tempat. Maka, untuk
mengetahui seberapa besar intensitas cahaya tersebut itu dibutuhkan suatu alat ukur
cahaya dapat digunakan untuk mengukur besarnya cahaya dalam satuan lux.
Lux meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya
di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada
dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui
besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan
linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan
ditanpilkan pada sebuah tampilan digital ataupun non digital.
Pengkalibrasian alat ukur ini dilakukan dengan jarak antara sumber cahaya ke
sensor sebesar 100 cm atau 1meter dan dalam posisi tegak lurus. Untuk mendapatkan
sumber cahaya digunakan sebuah lampu dan pengkalibrasian ini dilakukan dalam
sebuah ruangan dengan kondisi ruangan gelap.dapat dilihat pada gambar:
Prosedur pengukuran
1) Hubungkan lampu TL ke sumber tegangan kemudian hubungkan
dengan RLC Meter.
2) Hubungkan lampu TL ke sumber tegangan kemudian hubungkan
dengan Tang Meter.
3) Hubungkan lampu TL ke sumber tegangan kemudian ukur intensitas
cahayanya dengan menggunakan Lux Meter.
4) Hubungkan lampu Pijar ke sumber tegangan kemudian ukur
intensitas cahayanya dengan menggunakan Lux Meter.
5) Catatlah hasil yang di dapat.
2.5 Spektofotometer Serapan Atom (AAS)
Spektrofotometer serapan atom merupakan alat untuk menganalisa unsur-unsur
logam dan semi logam dalam jumlah renik (trace) Prinsip kerja dari AAS adalah
adanya interaksi antara energi (sinar) dan materi (atom). Jumlah radiasi yang terserap
tergantung pada jumlah atom-atom bebas yang terlibat dan kemampuannya untuk
menyerap radiasi
Bagian-bagian AAS
1. Sumber sinar
2. Sistem pengatoman (Atomizer)
3. Monokromator
4. Detektor
5. Sistem pembacaan
Cara Kerja AAS
1. Sumber sinar yang berupa tabung katoda berongga (Hollow Chatode Lamp)
menghasilkan sinar monokromatis yang mempunyai beberapa garis resonansi
di dalam atomizer dengan nyala api yang dihasilkan dari
3. Monokromator akan mengisolasi salah satu garis resonansi
yang berasal dari sumber sinar
listrik dalam detektor
5. Energi listrik dari detektor inilah yang akan menggerakkan jarum dan
mengeluarkan grafik
6. Sistem pembacaan akan menampilkan data yang dapat dibaca dari grafik
Gambar AAS
Kelebihan dan Kekurangan AAS
Kelebihan
- Kepekaan lebih tinggi
- Sistemnya relatif mudah
- Dapat memilih temperatur yang dikehendaki
Kekurangan
- Hanya dapat digunakan untuk larutan dengan konsentrasi rendah
- Memerlukan jumlah larutan yang cukup relatif besar
(10-15 ml)
- Efisiensi nebulizer untuk membentuk aerosol rendah
- Sistem atomisasi tidak mampu mengatomkan secara langsung sampel padat
Penggunaan AAS
Menentukan konsentrasi/ kadar debu atau partikulat
yang mengandung logam-logam berat seperti Pb, Cd,
As, Sb, Zn, Cr dan Tl (Tellurium) yang keluar dari
cerobong pabrik
BAB III
KESIMPULAN
Alat- alat analisa dan alat ukur adalah AAS, Luxmeter, termometer,
Manometer dan XRD.
Alat-alat analisa memiliki kelebihan dan kelemahan yang berbeda dan
memiliki prinsip kerja yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
Warman, Budi. 2006. Pedoman Efisiensi energi untuk Industri di Asia.
www.energyefficiencyasia.org. Diakses 26 oktober 2015
Bilal, Datmi. 2008. Alat Analisa. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik.
Universitas Sebelas Maret.