ISSN 0852-4777 , A'NALISIS ZIRKONI{l¥

ANALISIS ZIRKONIUM SECARA SPEKTROPHOTOMETRI UV-VIS

*Noviarty, **Yusuf Nampira~ ***Supardi

ABSTRAK

Telah dilakukan analisis zirkonium menggunakan metode spektrophotometri UV-,VIS. Dalam analisis

tersebut zirkonium diubah menjadi senyawa kompleks aktif ultra violet-visibel. Zirkonium

dikomplekskan dengan larutan arsenazo II, dan larutan asam khlorida sebagai larutan penstabH

kompleks. HasH analisis ini menunjukkan bahwa konsentrasi asam khlorida dalam media air akan

mempengaruhi besar serapan sinar UV-VIS. Penentuan zirkonium dengan metode ini lebih sesuai

dHakukan pada cuplikan dengan kadar zirkonium di bawah 25 ppm.

PENDAHULUAN TATA KERJA

Dalam pengujian ketahanan paduan

zirkanium terhadap air pendingin selama

proses penggunaannya dalam reaktor dan

adanya interaksi bahan bakar terhadap

kelongsong akibat dari kenaikan temperatur

saat terjadinya reaksi inti, maka dibutuhkan

suatu pemodelan pengujiannya [1.21.

Bahan

larutan zirkonium spek arsenazo II

asam khlorida

air bebas mineral

paduan zirkonium "JAERI" 219; 221; 222; dan

Z23

Untuk memonitor kejadian tersebut

dibutuhkan suatu metode analisis zirkonium

yang:. sesuai terhadap zirkonium dalam

cuplikan. Analisis zirkonium dapat dilakukan

dengan beberapa metode, di antaranya

menggunakan metoda analisis spektro-

photometri UV-VIS [11.

Peralatan

gelas piala teflon

pemanas listrik

labu ukur

pipet gondokspektrophotometer UV-VIS PERKIN ELMER

Lamda 15.

CARA KERJA

Metode analisis spektrophotometri UV-

VIS didasarkan pada pengukuran sinar

ultraviolet yang terserap oleh senyawa unsur

yang dianalisis dalam cuplikan. Oalam hal ini,

zirkonium terlebih dahulu dikomplekskan

dengan senyawa arsenazo II. Pembentukan

senyawa kompleks sangat dipengaruhi oleh

kandungan zirkonium dan lingkungan cuplikan

zirkonium berada. Oi samping itu, kestabilan

kompleks zlrkonlum dengan arsenazo II juga

dipengaruhi oleh waktu, sehingga perlu

ditambahkan larutan asam khlorida sebagai

penstabil. Oleh sebab itu, perlu dicari

parameter yang tepat sehingga analisis dapat

memberikan hasil yang menggambarkan

kandungan zirkonium sebenarnya dalam

cuplikan (1.3J.

A. Penentuan maks!mum panjang gelom-

bang sinar UV-VIS yang diserap senya-

wa komplf!ks zirkonium-arsenazo II

Ke dalam larutan mengandung 20 ppm

zirkonium ditambahkan 3 ml arsenazo II 100

ppm dan 3 ml larutan asam khloridCJ 6: 1,

kemudian diencerkan hingga volume larutan

25 ml dengan air bebas mineral, Larutanterse but digunakan untuk penyapuan panjang

gelombang sinar UV-VIS (dari 750-400 nm).

Sebagai larutan standar pembCJnding

digunakan larutan yang dibuat dari 3 nillarutan

arsenazo II ditambah 3 ml asam khlorida 6:1

dan diencerkan hingga volume 25 ml denganair bebas mineral. '

27URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000,

NOVIARTY. YUSUF NAMPIRA, clan SUPARDI Analisis Zirkonium Secara Spektrophotometri UV-VIS

B. Peilgaruh konsentrasi asam khlorida

dalam larutan terhadap besarnya

serapan

memberikan intensitas serapan pad a panjang

gelombang 676 nm dan 624 nm. Selanjutnya,

pengukuran intensitas serapan kompleks

zirkonium-arsenazo II dilakukan pada panjang

gelombang 676 nm.Larlltan kompleks zirkonium-arsenazo II

seperti larutan di atas distabilkan dengan

larutan penstabil asam khlorida (6:0), (6: 1),

(6:2), (6:3), (6:4), (6:5), (6:6).. Larutan tersebutdiukur intensitas serapanrlya p~da panjang

gelombang ya~g memberikan serapan

optimum.

1.5

1.2.

Q9

t1.6

C. Penentuan batas pe'1gukuran zirkonium

Deret larutan kompleks zirkonium-

arsenazo II dan larutan penstC3bil asam

khlorida 6: 1 dibuat seperti pad a cara (A),

dengan konsentrasi zirkonium dalam larutan

tersebut sebesar 0, 3, 7, ~5, 17, 19, 25, 28,

dan 30 ppm. Larutan tersebut diukur intensitas

serapannya pada panjailg gelomb';tng sera pan

optimum.

/

(,90,00 1'0,110

Gambar 1. Spektrum serapan sinar UV-VIS

kompleks zirkonium-arsenazo IIDo Penentuan kandungan zirkonium dalam

pacluan zirkonium Kompleks zirkonium di dalam larutan air

mudah mengalami reaksi hidrolisis yang

menyebabkan terjadinya pengurangankandungan kompleks zirkonium-arsenazo II

yang aktif menyerap sinar UV-VIS. Kecepatan

reaksi hidrolisis kompleks tersebut sangat

dipengaruhi oleh lingkungan Jarutan. Dalam

penelitian ini, digunakan larutan asam khlorida

sebagai penstabil larutan kompleks zirkonium-

arsenazo II.

Sekitar 0,05 9 paduan zirkonium

dilarutkan dalam 1 ml larutan campuran asam

khlorida dan asam florid a (1:1), kemudian

dikeringkan dan ditambahkan 1 ml (optimum)

asam perchlorat, dipanaskan hingga kering.

Endapan yang terbentuk dilarutkan dalam air

bebas mineral sampai volume larutan 100 mi.

Ke dalam 0.5 ml larutan tersebut ditambahkan

3 mllarutan arsenazo II dan 3 mllarutan asam

khlorida 6: 1, kemudian diencerkan hingga

volume larutan 25 ml dengan air bebas

mineral. Larutan ko.npleks yang terbentuk

diukur intensitas serapannya pada panjang

gelombang serapan optimum.

Kestabilan dari kompleks zirkonium-

arsenazo II meningkat dengan naikny~

konsentrasi asam khlorida dalam larutan. Hal

ini ditunjukkan dengan kenaikan kandungan

asam khlorida dalam larutan yang menaikkan

intensitas serapannya, dan perolehan

intensitas sera pan optimum pada

perbandingan HCI-air 6: 1, seperti terlihat pada

Gambar 2.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penyapuan panjang gelombang

sinar, UV~VIS terhadap larutan kompleks

zirkonium-arsenazo II standar memberikan

spektrum sera pan seperti pada Gambar 1.

Spektrum serapan senyawa tersebut

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI200028

;

NOVIARTY, YUSUFNAMPlRAN, dan SUPARDI. Analisis Zirkontum Secara Spektrometri UV -VIS

arsenazo II yang terbentuk, yang berhubungan

dengan perbandingan mole antara zirkoniumdengan arsenazo II. Pad a konsentrasizirkonium di atas 25 ppm dengan kandungan

arsenazo II sebesar 120 ppm terjadi

penurunan kandungan kompleks yang aktif

menyerap sinar UV-VIS.

Ketepatan penentuan zirkonium denganmetoda di alas ditunjukkan oleh hasil

pengukuran pelarutan paduan zirkonium"JAERI". Dalam pengukuran tersebut hasi!

yang diperoleh mempunyai penyimpangansekitar 0,1% jika dibandingkan dengan

kandungan zir~onium hasil perhitungan sepertiterlihat pada Tabel1.

-v

\dum air daIa"n 61.dure I-() ~-

Gambar 2. Pengaruh konsentrasi asamkhlorida terhadap serapan sinar UV-VIS padakompleks zirkonium-arsenazo II.

Kenaikan kandungan zirkonium dalam

larutan menyebabkan kenaikan kandungan

komplek zirkonium-arsenazo II. Keadaan ini

menyebabkan kenaikan serapannya terhadapsinar UV-VIS pad a panjang gelombang 676

nm, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.

KESIMPULAN

Oari percobaan di atas dapat

disimpulkan bahwa pengukuran zirkonium

menggunakan metode spektrophotometri UV-VIS dap;3t digunakan untuk analisis zirkonium

berkadar rendah (di bawah 25 ppm). Senyawa

komplek zirkonium-arsenazo II ini akan stabilbila ditambahkan larutan asam khlorida 6: 1.

DAFTARPUSTAKA

1. ASTM, Designation: 495-78 (1985), 845-

850.

2. BENEDICT, PIGFORD, T. H., lEVI, H. W.,

"Nuclear' Chemical Engineering"~ 2nd

edition, Ch 7, (1983).

3. SKOOG, D. A., WEST, D. M., "Principles of

Instrumental Analysis", Copyright 1971 by

HOLT, RINEHART and WINSTON, Inc.USA (1971),67-107.

Gambar 3. Pengaruh kandungan zirkoniumterhadap intensitas serapan sinarUV-VIS pada kompleks zirkonium-arsenazo II.

Hubungan kenaikan kandungan zlrkonium

terhadap intensitas serapan sinar UV-VISrelatif linier yang berlangsung hingga

kandungan zirkonium konsentrasi 25 ppm.

Pad a konsentrasi lebih besar daripada 25 ppm

terlihat intensitas serapan mengalami

penurunan. Hal ini disebabkan terjadinya

kejenuhan senyawa kompleks zirkonium-

Para Penulis adalah

*Pejabat Fungsional Pranata Nuklir dan

**Pejabat Fungsional Peneliti, dankeeduanya adalah Stat Bidang Teknologi Daur

Ulang dan Pasca Iradiasi, P2TBDU, BATAN

***Staf Bidang Teknologi Bahan Bakar

Reaktor Riset, P2TBDU, BAT AN

NOVIARTY, YUSUFNAMPIRA, dan SUPARDI Analisis Zirkonium Secara .spektrophotometri U~'-VIS.Tabel Hasil analisis larutan paduan zirkcnium "JAERI" menggunakan metode spektrophotometri

UV-VIS

Cuplikan(kode)

Kandungan Zr hasilpengukuran (ppm)

% kandungan Zr hasil

pengukuran

Kandungan Zr hasil

perhitungan (ppm)No

1;

2.

3

4

Z 19

Z 21

Z 22

Z 23

11.91

12.53

10.27

11.03

11.9212.5410.2811.04

99.99.99.99.

TANYAJAWAB

Noviarty1 Syafruddin

Apa yang menyebabkan perbedaan hasil

pengukuran dengan has!1 perhitungan ?

Apa pula yang menyebabkan besar

perbedaan tersebut sarna (sebesar 0,1%)

untuk setiap cuplikan ?

.Batas pengukuran intensitas serapan sinar

UV-VIS pad a konsentrasi 25 ppm

merupakan hasil analisis kami.

.Konsentrasi di atas 25 ppm juga kami

lakukan yaitu pada konsentrasi 28 ppm dan

konsentrasi 30 ppm, ternyata terjadi

penurunan penyerapan intensitas sinar UV-

VIS seperti terlihat pad a Gambar 3.Noviarty

3. Syamsul FatimahPad a perhitungan, zirkonium yang

terkandung di dCJlam padu,an zirkonium

tersebut dianggap 100%, dan hal ini tidak

mungkin, karena di dalam suatu paduan

tentu saja ada Ullsur-unsur lain dan

menurut hasil analisis sekitar 0.1 %.

Perbedaan antara cuplikan satu dengan

cuplikan lainnya sarna sekitar 0,1%, karena

perlakuan pada setiap sampel sarna.

.Dalam analisis ini asam khlorida sang at

mempengaruhi penentuan zirkonium.

Apakah dilakukan variasi konsentrasi asam

khlorida ? Berapakah konsentrasi optimum

serapannya? Apakah asam khlorida dapat

diganti dengan unsur lain?

.Pad a tayangan grafik terdapat 2 puncak,

dan dalam anal is is zirkonium diharapkan

semua zirkonium dalam sampel terikat

menjadi senyawa kompleks. Bagaimanamenyimpulkan puncak optimum zirkonium

tersebut ? Apakah pad a puncak yang paling

tinggi ? dan puncak yang rendah tersebut

apa?

2. Ghaib Widodo

.Telah dijelaskan bahwa zirkonium berkon-

sentrasi di bawah 25 ppm dapat dianalisis

menggunakan metode spektrophotometriUV-VIS. Mohon penjelasan darimana di

dapat angka 25 ppm itu ?

.Apakah di atas 25 ppm telah dicoba '?

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-ApriI200030

8990

90

90

NOVIARTY, YUSUFNAMPIRAN, dan SUPARDI Analisis Zirkonium Secara Spektrometri UV-VIS

Noviarty

Variasi konsentrasi asam khlorida dilakukan

yaitu dari perbandingan asam khlorida

pekat dengan perbandingan 6:0, 6: 1, 6:2,6:3, 6:4, 6:5, 6:6. Konsentrasi optimum

sera pan yang diperoleh terjadi pad a

perbandingan 6:1 dan 6:0. Sementara,

penggunaan asam lain sebagai pengganti

asam khlorida belum kami lakukan.

Kedua puncak padaspektrum merupakan

puncak serapan untuk senyawa zirkonium-arsenazo II. Hal ini ditunjukkan pula pada

peningkatan konsentrasi zirkonium .dalamlarutan yang ditandai dengan kenaikan

kedua puncak yang dihasilkan.

URANIA No. 21-22/Thn.VI/Januari-AoriI2000 31