Estimasi Ketidakpastian (uncertainty)

            Hasil pengukuran adalah nilai perkiraan atau estimasi dari kuantitas yang diukur. Ketidakpastian dari pengukuran kuantitatif tidak dilaporkan sebagai nilai tunggal tetapi dilaporkan dengan suatu rentang nilai yang diperkirakan nilai benar berada didalam nilai tersebut. Hasil pengukuran yang bervariasi mencerminkan penyimpangan yang disebabkan oleh faktor kinerja alat, metode pengukuran, kondisi lingkungan, dan sebagainya.  Dalam pengukuran kimia melalui banyak tahapan dan memakai beberapa alat sehingga harus dihitung ketidakpastiannya.

Sumber Ketidakpastian

            Setiap faktor dalam tahap pengukuran mempunyai potensi timbulnya ketidakpastian. Faktor tersebut antara lain :

1.    Ketidaklengkapan definisi atau spesifikasi dari kuantitas yang diukur.

2.   Ketidaksempurnaan penerapan metode atau prosedur pengukuran yang   digunakan di laboratorium.

3.    Kondisi lingkungan pengukuran.

4.    Pengambilan contoh.

5.    Efek peralatan kerja.

6.    Efek personil.

7.    Efek lain dalam pengujian kimia seperti : persiapan contoh, efek kontaminasi, kemurnian reagent, dan lain sebagainya.

Sumber Informasi Untuk Pengukuran Ketidakpastian

 Sumber data dan informasi yang digunakan untuk evaluasi ketidakpastian pengukuran. Ada 3 sumber data dan informasi yang umum digunakan :

 1.       Spesifikasi Pabrik

     

    Pabrik memberikan informasi terkait spesifikasi dari alat ukur yang kita beli. Sebagai contoh, Spesifikasi pabrik untuk pipet volumetrik 100 mL kelas A adalah 100 ± 0.08 mL. Dari informasi tersebut, kita mendapatkan keterangan bahwa ketidakpastian dari pipet volumetrik 100 mL tersebut adalah ± 0.08 mL.

 2.       Data Pustaka

        Selain dari data spesifikasi pabrik, ada sumber ketidakpastian yang datanya diperoleh dari literatur. Contoh,  pada literatur (IUPAC) ketidakpastian berat atom H adalah ± 0.00007

 3.       Data Validasi Metode atau data dari Log Book

    Sumber ketidakpastian ada yang menggunakan data dari data validasi metode. Contohnya, ketidakpastian asal akurasi dan ketidakpastian asal presisi. 

Tahapan Estimasi Ketidakpastian

Tahap I : Menentukan spesifikasi kuantitas yang diukur dengan formula atau persamaan.

            Pernyataan ditulis secara jelas tentang apa yang akan diukur termasuk hubungan antara besaran ukur dan input besaran (seperti besaran yang diukur, konstanta, nilai standar kalibrasi, dan sebagainya).

Tahap II : Identifikasi sumber ketidakpastian.

1.      Membuat daftar dari semua ketidakpastian .

2.      Membuat diagram fishbone.

Parameter yang termasuk sumber ketidakpastian tersebut digunakan untuk membentuk cabang utama dari diagram. Penambahan faktor lain yang mempengaruhi pengukuran ditulis sebagai cabang dari cabang utama diagram.

Tahap III : Kuantifisasi komponen ketidakpastian.

Semua komponen ketidakpastian dikuantifikasi. Yaitu nilai yang dikontribusikan oleh masing-masing sumber ketidakpastian tersebut.

Tahap IV : Perhitungan ketidakpastian gabungan.

1.      Aturan ketidakpastian gabungan.

Penggabungan ketidakapstian baku ada tiga aturan, yaitu :

a.       Aturan penjumlahan atau pengurangan.

Model : Y = a + b + c

Ketidakpastian gabungan :

µc (Y) = 

b.      Aturan perkalian atau pembagian.

Model Y = a. b. c atau a. b/c

Ketidakpastian gabungan

µc (Y) = 
c.       Aturan yang melibatkan pangkat.

Model : Y = aⁿ

Ketidakpastian gabungan

µc (Y) = 

2.      Aturan ketidakpastian diperluas.

Ketidakpastian baku gabungan yang diperoleh dikalikan dengan faktor cakupan yang dipilih untuk memperoleh ketidakpastian diperluas. Ketidakpastian yang diperluas dihitung sebagai berikut :

U = k x µc (Y)

Untuk ketidakpastian diperluas pada tingkat kepercayaan 95% digunakan faktor cakupan (k) = 1,96 atau 2, sedangkan tingkat kepercayaan 99% menggunakan faktor cakupan (k) = 3

3.      Pelaporan hasil pengujian.

Pembuatan laporan hasil uji dan ketidakpastian menggunakan formula = ( Y ± U ) (satuan), dengan menambahkan pernyataan tingkat kepercayaan dan faktor cakupan.

sebagai contoh, jika penetapan logam menghasilkan nilai 3.12 ppm dengan ketidakpastian 0.98 ppm, maka dituliskan nilainya 3.12±0.98 ppm