Mangan (Mn) adalah unsur alami yang ditemukan di sungai, danau, dan air permukaan lainnya. Ini bermanfaat dalam jumlah kecil tetapi berbahaya ketika terlalu banyak. Pabrik yang menggunakan air permukaan untuk pekerjaan atau pelepasan limbah mereka harus mengawasi tingkat mangan dengan teliti. Hal ini menjaga mereka dalam aturan lingkungan dan membantu operasi mereka berjalan dengan lancar. Spektrofotometri penyerapan atom (AAS) adalah alat yang sangat tepat untuk menemukan mangan, menemukan bahkan jumlah super kecil, hingga tingkat bagian per miliar.
Pentingnya Pemantauan Mangan dalam Air Industri
Memperhatikan jumlah mangan sangat penting untuk mengikuti aturan, melindungi alam, dan menjaga pekerjaan pabrik efisien.
Dampak Kesehatan dan Lingkungan dari Kelebihan Mangan
Terlalu banyak mangan dalam air minum atau pabrik dapat menyebabkan masalah. Pada orang, terutama anak-anak, kadar mangan tinggi dapat merusak fungsi otak. Di alam, terlalu banyak mangan dapat membahayakan ikan dan makhluk air lainnya, mengganggu keseimbangan ekosistem.
Standar Peraturan untuk Tingkat Mangan di Air
Organisasi Kesehatan Dunia menetapkan batas 0,1 mg L ⁻ ¹ (1,8 μM) untuk mangan dalam air minum. Untuk limbah pabrik, batas biasanya berkisar dari 0,05 hingga 0,3 mg L. ⁻ Tergantung pada hukum lokal. Jadi, pabrik membutuhkan alat yang sangat baik untuk mengukur mangan secara akurat.
Tantangan Industri dalam Mengelola Kontaminasi Mangan
Pabrik yang menggunakan air permukaan sering menghadapi masalah karena kadar mangan berubah. Perubahan ini berasal dari musim, aliran hujan, atau limbah dari sumber hulu. Jika pabrik tidak memiliki sistem yang baik untuk memeriksa dan mengolah air, perubahan ini dapat menghancurkan mesin, berkualitas produk yang lebih rendah, atau menyebabkan pelanggaran aturan.
Prinsip Spektrofotometri Penyerapan Atom (AAS)
AAS adalah cara super sensitif untuk mengukur sedikit logam seperti mangan dalam campuran rumit seperti air permukaan.
Bagaimana Ukuran AAS Melacak Logam dalam Sampel Air
Survei Geologi AS telah menetapkan langkah-langkah yang jelas untuk pengujian air, seperti yang ditunjukkan dalam Kertas Pasokan Air 1549-C (1966) dan Kertas Pasokan Air 1540-G (1966). Langkah-langkah ini memastikan deteksi logam dapat dipercaya. AAS bekerja dengan mengubah sampel air menjadi partikel kecil. Kemudian, mengukur berapa banyak cahaya yang diserap partikel tersebut pada panjang gelombang tertentu. Hal ini mengikuti Hukum Beer-Lambert, di mana jumlah cahaya yang diserap menunjukkan berapa banyak logam yang ada.
Komponen Utama Spektrofotometer Serapan Atom
Mengetahui bagaimana setiap bagian bekerja membantu memastikan pengukuran benar.
Sumber Cahaya dan Monochromator
Lampu katoda berongga, dipanaskan selama 30 menit, mengirimkan cahaya pada 275,6 nm (2756 Å) untuk mangan. Monokromator memilih cahaya ini, menjaga elemen lain dari mengacaukan hasilnya.
Atomizer dan Sistem Pengantar Sampel
Sampel air masuk ke dalam api atau tungku grafit untuk memecahnya menjadi potongan-potongan kecil. Dengan mengubah campuran bahan bakar dan udara dalam pembakar atomizer, pekerja dapat membuat api yang berat udara atau berat bahan bakar, tergantung pada apa yang dibutuhkan.
Detektor dan Prosesor Sinyal
Detektor menangkap sinyal cahaya. Sinyal ini ditingkatkan dan dikirim ke sistem yang menunjukkan angka di layar. Angka itu cocok dengan jumlah logam dalam sampel.
Metode untuk Mendeteksi Mangan Menggunakan AAS
Untuk mendapatkan hasil yang baik saat menguji mangan dengan AAS, pekerja harus mengikuti langkah-langkah hati-hati dari mengumpulkan sampel hingga menganalisisnya.
Teknik Pengumpulan dan Pelestarian Sampel
Sampel air harus dikumpulkan dalam wadah bersih yang tidak akan bocor logam. Mereka disaring melalui membran 0,45 μm untuk menghindari penyumbatan atomizer. Tepat setelah mengumpulkan, pekerja menambahkan asam nitrat (HNO) ₃) Untuk menjaga sampel stabil.
Persiapan Standar Kalibrasi untuk Analisis Mn
Standar untuk pengujian mangan dibuat seperti ini:
- Solusi Standar IPanas 0,5 g MnSO ₄·H₂ O pada 120 ° C selama satu jam. Campurkan dalam 100 ml air murni dengan 1 ml H ₂SO₄ 5 ml formalin. Kemudian, tambahkan lebih banyak air untuk membuat 100 mL (1,00 mL = 0,105 mg mangan).
- Solusi Standar IIAmbil 10 mL Solusi Standar I dan tambahkan air untuk membuat 100 mL (1,00 mL = 0,0105 mg mangan).
- Standar Kerja: Buat satu set solusi dari 0,00 hingga 1,0 mg L ⁻ 1 dengan menambahkan air ke Standard Solution II. Ini digunakan untuk menggambar grafik untuk membandingkan dengan sampel yang tidak diketahui.
Kondisi Operasi untuk Deteksi Mn yang Akurat dengan AAS
Beberapa hal perlu diatur tepat untuk hasil yang baik:
Pemilihan Panjang Gelombang untuk Deteksi Mangan
Cahaya 275,6 nm (2756 Å) dipilih untuk mangan. Ini super jelas dan menghindari campuran dengan unsur-unsur seperti besi atau magnesium.
Penggunaan Teknik AAS Api vs. Tungku Grafit
Api AAS bekerja dengan baik untuk kadar mangan di atas 1 mg L ⁻¹. Untuk tingkat yang lebih rendah, di bawah 1 mg L ⁻ ¹, tungku grafit AAS (GFAAS) lebih baik. GFAAS dapat menemukan sebanyak 0,01 mg L ⁻ ¹ dengan ekspansi skala 10x, membuatnya sangat tepat.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Akurasi Pengukuran Mn dengan AAS
Bahkan dengan pengaturan terbaik, beberapa hal dapat mengacaukan pengukuran.
Interferensi Matrix dan Strategi Dilusi Sampel
Magnesium tidak menyebabkan masalah ketika unsur lain, seperti natrium, berada dalam sampel. Tetapi jika ada terlalu banyak padatan atau bit larut, itu dapat membuat hasilnya tidak jelas. Menambahkan air untuk menipisakan sampel atau menggunakan metode khusus yang disebut tambahan standar dapat membantu. Tambahan standar sangat bagus ketika padatan dalam air membuatnya sulit untuk cocok dengan standar air murni.
Kalibrasi Instrumen dan Ukuran Kontrol Kualitas
Setiap kelompok sampel membutuhkan tes kosong, tes ulang, sampel spiked, dan pemeriksaan dengan standar yang diketahui. Langkah-langkah ini menjaga hasilnya dapat dipercaya. Karena mendapatkan hasil yang sama setiap kali sulit, pekerja membuat grafik baru untuk setiap kelompok sampel.
Pemeliharaan rutin untuk memastikan stabilitas instrumen
Menjaga mesin dalam kondisi yang baik adalah kunci. Pekerja harus membersihkan pembakar, mengganti lampu lama, memeriksa aliran gas, dan sering mengatur ulang mesin. Langkah-langkah ini menjaga hasilnya stabil.
Teknik Menghapus Mangan dari Air Permukaan
Menemukan mangan tidak cukup. Pabrik juga harus mengeluarkannya sebelum melepaskan atau menggunakan kembali air.
Penggunaan Kalium Permanganat atau Klorin sebagai Oksidan
Kalium permanganat (KMnO) ₄) adalah bahan kimia yang paling umum untuk menghilangkan mangan. Pekerja menambahkannya antara langkah pengolahan udara dan penyaringan. Hal ini membuat mangan lebih mudah ditangkap.
Media penyaringan Cocok untuk Penghapusan Mn
Pasir halus, dengan ukuran antara 0,55 dan 0,75 mm, berfungsi dengan baik ketika hanya mangan yang perlu dihapus. Pasir ini menjebak mangan tanpa menyumbat terlalu cepat.
Metode Pertukaran Ion dan Filtrasi Membran
Metode mewah seperti pertukaran ion dan penyaringan membran dapat memilih mangan. Tetapi ini sering membutuhkan langkah tambahan untuk mempersiapkan air, tergantung pada kondisi awal.
Integrasi AAS dalam alur kerja pengolahan air industri
Menggunakan AAS dalam pekerjaan pabrik sehari-hari membantu membuat pilihan cerdas di pabrik pengolahan air.
Pemantauan Real-Time di Pabrik Pengolahan Menggunakan AAS
AAS biasa membutuhkan waktu untuk menyiapkan sampel, jadi tidak segera. Tapi mesin baru dapat menjalankan sampel hampir tanpa henti. Ini memberikan pembaruan cepat tentang kadar mangan selama perawatan, membantu pekerja bertindak cepat.
Logging Data dan Analisis Tren untuk Optimalisasi Proses
Mesin AAS baru bekerja dengan program komputer untuk menyimpan hasil. Pekerja dapat melihat hasil ini dari waktu ke waktu. Dengan melihat pola, mereka dapat menyesuaikan bahan kimia seperti KMnO ₄ atau klorin. Hal ini menjaga kadar mangan dalam batas yang aman dan membuat pekerjaan lebih efisien.
PERSEE: Produsen Instrumen Analisis Terpercaya
Beijing Purkinje General Instrument Co., Ltd.Dimulai pada tahun 1991, adalah perusahaan yang berfokus pada membangun dan menjual alat ilmu pengetahuan. Ini memiliki sertifikasi seperti ISO9001, ISO14001, OHSAS18001, dan CE. Perusahaan ini membuat alat canggih, termasuk seri A3 untuk menemukan jumlah logam kecil. Ini menawarkan Bantuan di seluruh dunia dan berfokus pada kualitas dan ide-ide baru.
Model seperti A3F dan A3G Dirancang untuk Deteksi Logam yang Dapat Diandalkan
yang A3F (api) dan A3G (tungku grafit) model dibuat untuk menemukan mangan secara akurat pada tingkat yang berbeda. Mereka memiliki pembakar yang dikodekan, yang membuatnya lebih aman dan lebih dapat diandalkan.
Ringkasan dan Key Takeaways
Menemukan dan menghilangkan mangan dari air permukaan adalah bagian besar dari mengelola sistem air pabrik. Spektrofotometri penyerapan atom adalah alat yang sangat dapat dipercaya. Dengan pengaturan dan standar yang tepat, dapat melihat mangan pada tingkat super kecil, turun ke bagian per miliar.
FAQ
Q1: Seberapa akurat spektrofotometri penyerapan atom saat menguji konsentrasi mangan yang rendah?
A: Spektrofotometri penyerapan atom sangat tepat pada tingkat rendah. Hal ini dapat mengulang hasil dalam sekitar ± 0,02 mg L ⁻ Saat menggunakan langkah-langkah setup yang tepat.
Q2: Bisa api AAS digunakan jika air permukaan memiliki kadar mangan yang sangat rendah (< 1 mg L) ⁻¹)?
A: Flame AAS bekerja dengan ekspansi skala 10x untuk tingkat rendah. Tetapi tungku grafit AAS lebih baik untuk tingkat di bawah 1 mg L ⁻¹. Bisa ditemukan sekitar 0,01 mg L ⁻ 1, membuatnya super sensitif.
Q3: Apa yang membuat seri A3 PERSEE cocok untuk aplikasi industri?
A: Seri A3 stabil, mudah digunakan, dan memiliki perangkat lunak cerdas. Hal ini membuatnya bagus untuk pekerja dengan tingkat keterampilan yang berbeda dan untuk penggunaan non-stop di pabrik.
