TAHAP-TAHAP PEKERJAAN ANALISIS KIMIA

.

KIMIA ANALITIK I

• Langkah langkah pokok metoda ilmiah• Menetapkan masalah• Melakukan kajian teoritik dan menarik

hipotesa• Melakukan eksperimen atau observasi• Mengolah data hasil observasi• Menarik kesimpulan

METODA ILMIAH DALAM ANALISIS KIMIA

• Masalah merupakan problema spesifik yang dicari jawabannya.

• Sumber masalah dalam kimia analisis adalah sampel atau cuplikan.

• Kajian teoritik sebelum melakukan analisis diperlukan untuk memberikan landasan berfikir yang benar.

• Melalui kajian teoritik dibuat hipotesis.

• Observasi merupakan inti dari kimia analisis untuk mengungkap kebenaran ilmiah.

• Hasil observasi adalah data

• Berdasarkan pengolahan data ditarik kesimpulan. Kesimpulan merupakan jawaban ilmiah atas masalah.

Uraian Materi :

1. Tahapan untuk Analisis Kuantitatif

2. Kesalahan dalam Analisis Kimia

3. Statistika sederhana untuk kimia

TAHAP-TAHAP PEKERJAAN ANALISISKIMIA

1. Tahapan untuk Analisis Kuantitatif

• Sampling

• Preparasi Sampel

• Pengukuran

• Perhitungan dan Interpretasi data

.

.

A. SAMPLING

Adalah suatu prosespengambilan

cuplikan/zat yan akan diteliti.

Cuplikan yang dianalisis harus bersifat

representatif, yakni dapat mewakili

keseluruhan materi yang akan dianalisis.

1. Tahapan untuk Analisis Kuantitatif

Teknik Sampling

• Obyek analisis tidak mungkin secara

keseluruhan dianalisis di laboratorium.

• Dari obyek analisis diambil sejumlah tertentu

yang representatif untuk dikumpulkan

menjadi sampel lapangan.

• Teknik sampling adalah cara pengambilan

sampel, contoh atau cuplikan dari bahan

ruah/lapangan yang menjadi obyek analisis

• Pengambilan sampel lapangan

• Pengurangan jumlah dan ukuran sampel

lapangan menjadi sampel laboratorium

• Pengurangan sampel laboratorium menjadi

sampel analitik

• Penyimpanan sampel analitik

Tahapan Sampling

SAMPLING

Syarat: Cuplikan harus representatif

Contoh: Sampel induk

Sampel primerA B C

1

43

2

2 + 3 1 + 4

dc

ba a b

c d

Sampel bulk

Sampel sub bulk

Sampel laboratorium

Contoh sampling :

1. Untuk menganalisis kandungan logam berat dalamair sungai yang mengalir, pengambilan cuplikandilakukan di beberapa titik pada setiap jarak 100meter. Selain itu kedalaman, jarak dari pinggir, danlingkungan sekitar sungai harus diperhatikan.

2. Jika berbentuk padatan, cuplikan harusdihomogenkan dengan cara digerus atau digiling,kemudian diayak menggunakan ayakan denganmesh (ukuran) tertentu. Untuk memperkeciljumlah, cuplikan dikumpulkan dalam bentuk kerucut,lalu diratakan dan dibagi empat bagian. Duabagian yang berseberangan akan digunakansebagai cuplikan.

B. PREPARASI SAMPEL PADAT

1. Cara basah

• Pelarutan langsung dengan air (zat padat dilarutkan dalam air larutan )

• Pelarutan dengan asam, seperti HNO3, H2SO4, HCl, HClO4, atau campurannya.

• Destruksi dengan air raja HNO3 p : HCl p = 1 : 3.

Terdapat 2 cara, yaitu:

1. Cara basah

2. Cara kering

2. Cara kering

Diabukan dalam furnace pada suhu tertentu. Jika diperlukan + “ashing aid”. Abu dilarutkan dalam asam, kemudian diencerkan secara kuantitatif.

.

Menghilangkan Adanya Interferensi

Contoh 1:Al 3+ maupun ion Fe3+ sama-sama membentuk kompleks berwarna merah dengan aluminon, sedangkan Fe2+ tidak.

Apa yang harus dilakukan jika suatu sampel hanya akan diukur konsentrasi Al3+nya ???

Contoh 2:Ion Mg2+ dan Fe3+ dapat mengendap dengan oksalat (pada proses gravimetri). Pada pH 6,5 ion besi dapat mengendap sebagai hidroksidanya, sedangkan ion magnesium tidak.

Apa yang harus dilakukan jika suatu sampel hanya akan diukur konsentrasi Mg2+???

C. PENGUKURAN

.

Metode Pengukuran untuk analisis kuantitatif

Contoh:

• Metode Konvensional : Volumetri dan Gravimetri

• Metode fisiko-kimia modern : - Elektrokimia

- Spektrofotometri

• D. perhitungan dan interpretasi Data

Data hasil pengukuran diolah

sedemikian rupa, ditafsirkan dengan

cara-cara analitik, dan dinyatakan

sedemikian, sehingga dapat dipahami

artinya.

Tafsiran dari data yang diperoleh tidak selalu mudah dan sederhana, karena pada setiap pekerjaan analisis selalu terjadi kesalahan-kesalahan

Perhitungan Statistik untuk membantu dalam pengambilan

kesimpulan/Keputusan

Home

2. KESALAHAN DALAM ANALISIS KIMIA

Kesalahan tak tentu/ Indeterminat Error Sumber penyebab Kesalahan tak dapat ditentukan secara pasti.

Contoh:

- Kebisingan & penyimpangan dalam rangkaian elektronika

- Getaran dalam suatu gedung

- Perubahan kondisi lingkungan kerja

Kesalahan tertentu/ Determinant Error/ Kesalahan sistematik

- Kesalahan Metode/ Cara Analisis : Umumnya bersumber dari adanya zat lain yang mempengaruhi hasil pengukuran. Hasilpengukuran bisa menjadi lebih besar atau lebih kecil dari yang seharusnya

- Kesalahan Operasional: Umumnya terjadi karena keterbatasan kemampuan analis/operator

- Kesalahan Instrumental: Ketidakmampuan alat ukur untuk bekerja sesuai standar yang diperlukan

Perumusan Kesalahan Relatif

Biasanya dinyatakan dengan:

Hasil sebenarnya – Hasil pengamatan

% Kesalahan = x 100%

Hasil sebenarnya

Home

STATISTIKA SEDERHANA UNTUK ANALISIS

KIMIA1. Mean (harga rata-rata, x ), merupakan ukuran kecenderungan

sentral.

x1 + x2 + x3 + ... + xn

X =

n

2. Simpangan baku (S), merupakan ukuran variabilitas hasil analisis

( x – x )2

S =

n – 1

JK

S =

n - 1

3. Relative Standard Deviation (R.S.D)

s

R.S.D =

x

4. Coefficient of Variation (C.V.)

s x 100

C.V. =

x

Contoh :

Analisis terhadap bijih besi menghasilkan ukuran persen massa besi:

7,08 ; 7,21 ; 7,12 ; 7,09 ; 7,16 ; 7,14 ; 7,07 ; 7,14 ; 7,18 ; 7,11.

Hitung rata-rata, Simpangan baku, dan koefisien variasi!

Jawab :

X = 7,13 % ; s = 0,045 % ; C.V. = 0,63%

5. Batas Kepercayaan, merupakan daerah di sekitar harga yang

sesungguhnya

Nilai t diperoleh dari Tabel t pada derajat kebebasan (D.B.) = n - 1

Contoh:

Hasil analisis massa nikel (mg) yang terkandung dalam 1 g suatu bahan galian

adalah : 5,0 ; 5,3 ; 5,7 ; 4,8 ; 5,2

Hitung batas kepercayaan pada tingkat kepercayaan 95%Jawab:

x = 5,2 ; s = 0,3 ; sx = 0,134

Maka = 5,20 + 0,37. Jadi 95% dipercaya bahwa massa nikel berada pada

range : 4,83 – 5,57.

x

x

x t S

SS

n

Sx t

n

Tabel untuk tdengan tingkat kepercayaan 90% - 99%

P

DB

t

0.1 0,05 0,02 0,01 0,001

1 6.31 12,71 31,82 63,36 636,62

2 2.92 4,30 6,97 9,93 31,60

3 2.35 3,18 4,54 5,84 12,94

4 2,13 2,78 3,75 4,60 8,61

5 2,02 2,57 3,37 4,03 6,86

6 1,94 2,45 3,14 3,71 5,96

7 1,90 2,37 3,00 3,50 5,41

8 1,86 2,31 2,90 3,36 5,04

9 1,83 2,26 2,82 3,25 4,78

10 1,81 2,23 2,76 3,17 4,59

11 1,80 2,20 2,72 3,11 4,44

12 1,78 2,18 2,68 3,06 4,32

13 1,77 2,16 2,65 3,01 4,22

14 1,76 2,15 2,62 2,98 4,14

15 1,75 2,113 2,60 2,95 4,07

16 1,75 2,12 2,58 2,92 4,02

17 1,74 2,11 2,58 2,90 3,97

18 1,73 2,10 2,57 2,88 3,92

19 1,73 2,09 2,55 2,86 3,88

20 1,73 2,09 2,54 2,85 3,85

6. Ukuran Penolakan data Hasil Pengamatan (Uji Q)

Digunakan untuk menguji adanya data yang meragukan/

mencurigakan, apakah data tersebut perlu dibuang atau tidak.

xc = data yang mencurigakan

Q = Xc - Xd xd = data terdekat

Xb - Xk xb = data terbesarxk = data terkecil

Apabila Q hitung > Qtabel , artinya data yang mencurigakan berada di luar

range, sehingga harus dibuang.

.

Tabel Nilai Kuesien Penolakan, Q

Jumlah

Pengamatan

Q0,90

3

4

5

6

7

8

9

10

0,90

0,76

0,64

0,56

0,51

0,47

0,44

0,41

.

• Contoh

• Hasil penentuan kadmium dalam sampel debu adalah ;

• 4,3 ;4,1 ; 4,0 dan 3,2 mikrogram/gram.

• A pakah data 3,2 dibuang

Contoh Uji Q :

Dari hasil analisis diperoleh normalitas suatu larutan:0,1014;0,1012;0,1016;0,1019. Data yang dicurigai :0,1019.

Tentukan apakah data terakhir perlu dibuang atautidak!

0,1019 0,10160,43

0,1019 0,1012Q

Dari tabel, harga Q untuk n=4 adalah 0,76

Karena Qhitung(0,43)<Qtabel(0,76), maka data tersebut tidakperlu dibuang.

7. Membandingkan dua set data

a. Uji F

Untuk menguji presisi dari dua metode yang dibandingkan, apakah

berbeda atau tidak

Jika Fhitung < Ftabel , berarti dapat diperbandingkan

b.Uji t

Untuk menguji rata-rata dari dua metode yang dibandingkan,

apakah berbeda atau tidak

x1 - x2 (n1-1)s12 + (n2-1)s2

2

t = sp =

sp 1/n1 + 1/n2 n1 + n2 – 2

Jika thitung > ttabel , berarti berbeda secara signifikan

Ket : SI2 = Nilai Varians Terbesar

SII2= Nilai Varians terkecil

2

2

( )

( )

I

II

S terbesarF

S terkecil

Nilai angka banding variansi F

DB1= der. bebas variansi terbesar ; DB2= der. bebas variansi terkecil P=0,05

DB1

DB2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 161,4 199,7 215,6 224,6 230,2 234,0 236,8 238,9 240,5 241,9

2 18,51 19,0 19,16 19.25 19,50 19,33 19,35 19,37 19,38 19,40

3 10,13 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,81 8,79

4 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 6,00 5,96

5 6.61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,77 4,74

6 5,99 5,14 4,76 4,53 4,29 4,28 4,21 4,15 4,10 4,06

7 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,68 3,64

8 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,39 3,35

9 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,18 3,14

10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 3,02 2,98

11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,85

12 4,75 3,89 3,49 3,26 3,11 3,00 2,91 2,85 2,80 2,75

13 4,67 3,81 3,41 3,18 3,03 2,92 2,83 2,77 2,71 2,67

14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,76 2,70 2,65 2,60

15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,71 2,64 2,51 2,54

16 4,49 3,63 3,24 3,01 2,85 2,74 2,66 2,59 2,54 2,49

17 4,45 3,59 3,20 2,96 2,81 2,70 2,61 2,55 2,49 2,45

18 4,41 3,55 3,16 2,93 2,77 2,66 2,58 2,51 2,56 2,41

19 4,38 3,52 3,13 2,90 2,74 2,63 2,54 2,48 2,42 2,38

20 4,35 3,49 3,10 2,87 2,71 2,60 2,51 2,45 2,39 2,35

Nilai angka banding variansi FDB1= derajat bebas variansi terbesar ; DB2= derajat bebas variansi terkecil

P=0,01

DB1

DB21 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 4052 5000 5403 5625 5764 5859 5928 5982 6022 6056

2 98,50 99,00 99,17 99,25 99,30 99,33 99,36 99,37 99,39 99,40

3 34,12 30,82 29,46 28,71 28,24 27,91 27,67 27,49 27,35 27,23

4 21,20 18,00 16,69 15,98 15,52 15,21 14,98 14,80 14,66 14,55

5 16,26 13,27 12,06 11,39 10,97 10,46 10,46 10,29 10,16 10,05

6 13,75 10,92 9,78 9,15 8,75 8,47 8,26 8,10 7,98 7,87

7 12,25 9,55 8,45 7,85 7,46 7,19 6,99 6,84 6,72 6,62

8 11,26 8,65 7,59 7,01 6,63 6,37 6,18 6,03 5,91 5,81

9 10,56 8,02 6,99 6,42 6,06 5,80 5,61 5,47 5,35 5,26

10 10,04 7,56 6,55 5,99 4,64 5,39 5,20 5,06 4,94 4,85

11 9,65 7,21 6,22 5,67 5,32 5,07 4,89 4,74 4,63 4,54

12 9,33 6,93 5,95 5,41 5,06 4,82 4,64 4,50 4,39 4,30

13 9,07 6,70 5,74 5,21 4,86 4,62 4,44 4,30 4,19 4,10

14 8,86 6,51 5,56 5,04 4,69 4,46 4,28 4,14 4,03 3,94

15 8,68 6,36 5,42 4,89 4,56 4,32 4,14 4,00 3,89 3,80

16 8,53 6,23 5,29 4,77 4,44 4,20 4,03 3,89 3,78 3,69

17 8,40 6,11 5,18 4,67 4,34 4,10 3,93 3,79 3,68 3,59

18 8,29 6,01 5,09 4,58 4,25 4,01 3,84 3,71 3,60 3,51

19 8,18 5,93 5,01 4,50 4,17 3,94 3,77 3,63 3,52 3,43

20 8,10 5,85 4,94 4,43 4,10 3,87 3,70 3,56 3,46 3,37

Contoh :

Hasil pengukuran dua metode adalah sbb:

Bandingkan presisi dan rata-rata kedua metode!

Metode baru (1) Metode Standar (2)

Rata-rata 7,85% 8,03%

Simpangan baku 0,130% 0,095%

Jumlah sampel 5 6

Jawab:

0,132

F = = 1,87

0,0952

(5-1) x 0,0169 + (6-1) x 0,0090 7,85 – 8,03

Sp = = 0,112 ; t = = 2,66

9 0,112 1/5+1/6

Harga F tabel pada p = 5% untuk derajat kebebasan 4 dan 5 adalah 5,19.

Jadi Fhitung< Ftabel, artinya Kedua harga presisi dapat diperbandingkan.

Harga t berdasarkan tabel pada derajat kebebasan 9 dan tingkat

kepercayaan 95% adalah 2,26. Jadi t hitung > t tabel , artinya kedua rata-rata

berbeda secara signifikan.

8. Presisi (kecermatan)

Kemiripan ukuran dalam satu set data, ditunjukkan dengan harga

simpang baku

9. Akurasi (ketepatan)

Ukuran kedekatan nilai hasil percobaan (xi) atau rata-rata ( x ) ke

nilai yang sebenarnya ( )

Kesalahan absolut = xi - atau x -

Kesalahan absolutKesalahan Relatif =

Kesalahan ppt = kesalahan relatif x 1000

Ketepatan dan Kecermatan

Ketepatan: besar atau kecilnya penyimpangan yangdiberikan oleh hasil pengukuran dibandingkandengan nilai sebenarnya.

Kecermatan: menyangkut keberulangan hasil pengukuran yangdapat pula dinyatakan oleh besar kecilnyasimpangan baku.

.

Contoh:

Hitung kesalahan absolut, persen kesalahan dan kesalahan ‘parts per thousand” untuk rata-rata dari data set berikut:

Xi (mg) = 8,33 ; 8,29 ; 8,28 ; 8,34 ; 8,36

= 8,27 mg

Jawab :

X = 8,32 mg

Kesalahan absolut = 8,32 – 8,27 = 0,05 mg

kesalahan absolut 0,05% kesalahan = x 100 = x 100 = 0,6

8,27

0,05Kesalahan ppt = x 1000 = 6

8,27

x x

xx xx x

xx xX

XX

XX

X

X

XX

X

AB C D

Keterangan:

A : Presisi baik, akurasi baik

B : Presisi baik, akurasi tidak baik

C : Presisi tidak baik, akurasi baik (rata-rata)

D : Presisi tidak baik, akurasi tidak baik

1. Normalitas suatu larutan ditentukandengan empat kali titrasi. Hasilnya adalah0,2041 ; 0,2039 ; 0,2049 dan 0,2043.Hitunglah harga rata-rata, standar deviasidan koefisien variasinya.

2. Seorang ahli Kimia menetapkan persentase besi dalam suatu bijih. Hasil yang diperoleh adalah sbb :ẋ = 15,30s = 0,10 n = 4Hitung pada bats ketangguhan 99% ?

3. Tetapkan batas ketangguhan 95% dan99% untuk dari data berikut :x = 38,3 ; Sx = 2,9 ; n = 10

4. Analisis A melaporkan persentase besidalam suatu sample sbb :16,65 ; 16,70 ; 16,68 ; 16,60 ; dan 16,63Hitunglah : nilai rata-rata, standar deviasidan koefisien variasi.Apabila nilai persentase besi tersebutadalah 16,55%, Hitunglah kesalahan mutlakdan kesalahan relatif .

6. Mahasiswa M,N,O,P melaporkan hasil analisanya seperti gambar di bawah ini

• 7. seorang teknisi memperoleh hasil untuk konsentrasi (mg/dL) kolesterol dalam darah sebagai berikut :

• 240 ; 265 ; 230 ; 238 ;244

a. adakah sesuatu hasil yang dapat ditolak oleh uji Q.

b. Berapa nilai yang harus dilaporkan sebagai konsentrasi.