ICP (inductively couple plasma) OES

Seiring semakin pedulinya pencemaran terhadap lingkungan terutama pencemaran logam, maka analisa senyawa logam semakin dibutuhkan. Untuk itu kecepatan hasil analisa dibutuhkan. AAS sebenarnya mampu digunakan untuk pmbacaan senyawa inorganik. Sayangnya, AAS membutuhkan waktu yang lebih lama dalam analisa multi elemen karena harus mengganti lampu yang spesifik untuk salah satu senyawa. Misal, untuk menganalisa tembaga digunakan lampu tembaga.

Inductively Couple Plasma (ICP) adalah alat yang dapat mendeteksi senyawa logam dengan pembakaran menggunakan plasma. Plasma yang dihasilkan dari gas argon akan membakar sampel yang telah ternebulasi sehingga terjadi atomisasi dilanjutkan dengan ionisasi. Elektron terluar akan tereksitasi kemudian kembali lagi (emisi) dan mengeluarkan energi cahaya dengan panjang gelombang yang spesifik di setiap senyawa logam. Sistem pembacaan multi elements secara simultan akan memudahkan analisis dan mempercepat keluarnya hasil.

ICP dapat digunakan dalam analisis kuantitatif untuk jenis sampel bahan-bahan alam seperti batu, mineral, tanah, endapan, air, dan jaringan tanaman atau hewan, mineralogi, pertanian, kehutanan, peternakan, kimia ekologi, industri makanan, termasuk analisis air yang tidak bisa dilakukan dengan metode AAS seperti Sulfur, Fosfor, Titanium, dan Zirconium.

Prinsip Kerja ICP-OES

Pada analisa menggunakan ICP, sampel yang akan dianalisis harus berbentuk larutan. Untuk sampel padatan, diperlukan preparasi sampel dengan proses destruksi. metode ini pada umumnya menggunakan destruksi asam. 

Sampel berupa cairan akan didorong oleh pompa peristaltik masuk ke nebulizer dan akan dikabutkan dalam sistem nebulizer. Gas argon biasa digunakan untuk proses pengkabutan. Dari nebulizer, sampel yang berupa kabut akan masuk kedalam torch. Biasanya, torch terbuat dari quartz. Torch ini terletak didalam dan dikelilingi oleh water-cooled coil of a radio frequency  generator. Gas argon yang mengalir ke dalam torch diubah menjadi plasma. Ini sama seperti prinsip kerja radio frekwensi pada antenna.

Pembentukan induksi plasma sangat bergantung pada kekuatan magnetic field dan pola yang mengikuti aliran gas. Induksi dari magnetic field yang yang menghasilkan frekuensi tinggi annular arus listrik di dalam konduktor.  Suhu yang dihasilkan dari plasma berkisar 7000 K. 

Untuk mencegah kemungkinan short-circuiting serta meltdown, plasma harus diisolasi dari lingkungan instrumen. Isolasi dapat dilakukan dengan aliran gas-gas melalui sistem. Tiga aliran gas melalui sistem – outer gas, intermediate gas, dan inner atau carrier gas. Outer gas biasanya menggunakan gas argon atau nitrogen. Outer gas berfungsi untuk mempertahankan plasma, menjaga posisi plasma, dan osilasi panas plasma dari luar torch sedangkan untuk intermediate gas dan inner atau carrier gas biasanya menggunakan gas argon. Adapun fungsi carrier gas adalah untuk membawa sampel ke plasma.

 Energi dari plasma akan mengeksitasi elektron orbital terluar yang kemudian diemisikan kembali sehingga melepaskan energi cahaya dengan panjang gelombang yang spesifik.  Cahaya emisi oleh atom suatu unsur pada ICP harus dikonversi ke suatu sinyal listrik yang dapat diukur kuantitasnya. prosesnya adalah mengubah cahaya tersebut kedalam komponen radiasi dan kemudian mengukur intensitas cahaya dengan photomultiplier tube pada panjang gelombang spesifik untuk setiap elemen. Cahaya emisi oleh atom dikonversikan ke sinyal listrik oleh photomultiplier dalam detektor. Intensitas sinyal akan dibandingkan dengan intensitas standar yang diketahui konsentrasinya yang telah diukur sebelumnya.

 Beberapa elemen biasanya memiliki lebih dari satu panjang gelombang spesifik dalam spektrum yang dapat digunakan untuk analisis. Dengan demikian, Pilihan panjang gelombang yang paling sesuai sangat mempengaruhi akurasi. Biasanya, operator akan memilih panjang gelombang dengan intensitas tertinggi dengan mempertimbangkan interferensi dari pembacaan logam lain.  

ICP memiliki kemampuan mengidentifikasi dan mengukur semua elemen  secara bersamaan. Kemampuan deteksi ICP pada umumnya rendah untuk sebagian besar elemen dengan rentang dari 1 – 100 mg/L. ICP mampu menyelesaikan pembacaan  berbagai elemen yang dianalisis dalam jangka waktu yang singkat dan hanya menggunakan ±5 ml sampel. Walaupun secara teori, semua unsur kecuali argon dapat ditentukan menggunakan ICP, namun beberapa unsur tidak stabil sehingga  memerlukan langkah khusus untuk menanganinya. Selain itu, ICP memiliki kesulitan menganalisis senyawa halogen.

Pada elemen tertentu, ICP OES dapat diturunkan limit deteksinya jika menggunakan metode hydride. Untuk senyawaan trace metal terkadang dibutuhkan limit deteksi yang cukup rendah, namun tidak semua logam bisa menggunakan metode hydride dalam analisisnya.