Thermo Gravimetric Analyzer (TGA)

Metode TGA merupakan prosedur yang cukup banyak dilakukan dalam karakterisasi bahan. Pada prinsipnya metode ini mengukur berkurangnya massa material ketika dipanaskan dari suhu kamar sampai suhu tinggi yang biasanya sekitar 900C. Alat TGA dilengkapi dengan timbangan mikro didalamnya sehingga secara otomatis berat sampel setiap saat bisa terekam dan disajikan dalam tampilan grafik.

Pada pemanasan yang kontinyu dari suhu kamar, maka pada suhu – suhu tertentu material akan kehilangan cukup signifikan dari massanya. Kehilangan massa pada suhu tertentu dapat mengindikasikan kandungan dari bahan uji, meski tidak bisa secara spesifik merujuk pada suatu senyawa tertentu seperti yang misalnya ditunjukkan oleh puncak – puncak dari histogram FTIR ataupun XRD. Sehingga biasanya TGA digunakan untuk melakukan analisa proximate seperti kadar air, kadar senyawa volatil dan kadar abu dalam bahan.

Sebenarnya TGA bisa beroperasi dalam kondisi inert dengan mengalirkan gas tertentu seperti nitroen ataupun helium. Tapi TGA juga bisa beroperasi dalam atmosfer gas non-inert seperti udara dan oksigen yang memungkinkan terjadinya reaksi dengan sampel dengan adanya kenaikan suhu. Sehingga disini TGA juga bisa berfungsi sebagai reaktor untuk menganalisa massa bahan yang bereaksi dalam kondisi operasi tertentu. Salah satu contohnya pada penelitian mencari katalis yang tepat untuk membakar soot (partikel karbon yang terkandung dalam asap knalpot mesin disel), yang dilakukan dengan cara soot dicampur katalis dimasukkan dalam TGA jika dinaikkan suhunya dan dialirkan udara maka akan terjadi reaksi pembakaran yang akan menurunkan massa yang terdeteksi oleh TGA. Katalis yang baik tentunya bisa menurunkan suhu reaksi yang signifikan dibandingkan tidak memakai katalis.

Cara pemakaian alat ini sangatlah mudah. Material yang berupa serbuk cukup dimasukkan kedalam cawan kecil dari bahan platina, atau alumina ataupun teflon seperti pada gambar dibawah ini. Pemilihan bahan dari cawan ini perlu disesuaikan dengan bahan uji. Pastikan bahan uji tidak bereaksi dengan bahan cawan serta tidak lengket ketika dipanaskan.
Image161

Analisa memerlukan juga bahan standar sebagai referensi dan penyeimbang dari timbangan mikro. Biasanya dipakai alumina sebagai standar yang juga perlu dimasukkan dalam cawan. Alumina dan bahan uji kemudian dimasukkan kedalam alat TGA seperti gambar dibawah ini.

Image163

Yang perlu dilakukan dengan sangat hati – hati adalah ketika meletakkan cawan – cawan diatas pan timbangan. Karena lengan dari pan timbangan sangat mudah patah sehingga dalam menempatkan dan mengambil kontainer perlu dilakukan dengan hati – hati.

Setelah sampel dimasukkan maka kita bisa memprogram urutan pemanasannya. Pemanasan bisa diprogram sesuai dengan kebutuhan misalkan kita bisa mengatur memanaskan sampel sampai 110 C dan ditahan 10 menit kemudian pemanasan dengan cepat dilanjutkan sampai 900 C kemudian suhu diturunkan menjadi 600 C ditahan selama 30 menit. Kita dapat memprogram temperatur dan juga kecepatan pemanasan, alat ini bisa memanaskan sampai sekitar 1000 C dengan kecepatan sampai 100 C/menit atau lebih tergantung tipe alat.

Dibawah ini contoh hasil analisa TGA dari sampel yang mengandung karbon.

Untuk garis hijau adalah grafik weight loss (TG) fungsi waktu, sedangkan merah adalah temperatur fungsi waktu sedangkan biru adalah DTA fungsi waktu. Bisa dilihat pada grafik TG pada suhu sekitar 100 C, 200 C dan 500 C terjadi penurunan berat yg signifikan yg kemungkinan besar dikarenakan kehilangan air, unsur volatil dan karbon secara berurutan.

18 Komentar Add your own

  • 1. Khoirul  |  Agustus 5, 2009 pukul 1:27 am

    Terimakasih. Saya dpt manfaat dr artikel ini. Kl ada artikel lain yg terkait, mohon dkirimkan ke email.
    Terimakasih sebelumnya..

    Balas
    • 2. materialcerdas  |  Agustus 5, 2009 pukul 11:51 pm

      Terimakasih atas komentarnya, saya senang jika tulisan saya bisa memberikan manfaat bagi pembaca blog ilmiah ini

      Balas
  • 3. mai  |  November 19, 2011 pukul 7:49 am

    gimana cara membahas atau menganalisa hasil dari grafik TGA yg di dpt…??

    Balas
    • 4. materialcerdas  |  Desember 11, 2011 pukul 10:13 am

      Maaf baru bisa balas, menganalisa grafik TGA salah satunya bisa dengan cara menghubungkan suhu dengan kehilangan berat dari bahan yg dianalisa. Misalkan bahan uji adalah sejenis biomasa (serbuk kayu) ketika dinaikkan suhunya dengan alat terebut dengan dialiri udara maka pada suhu 100 C dia akan ada penurunan berat (weight loss) dikarenakan kehilangan air. Berapa persen yg hilang pada kisaran suhu tersebut bisa dipakai untuk mengestimasi kandungan air dalam bahan. Kemudian sekitar suhu 200-300 C maka akan ada kehilangan berat berikutnya akibat hilangnya kandungan volatile material (sejenis selulosa) dalam bahan kemudian pada suhu lebih tinggi sekitar 500 C akan ada kehilangan berat akibat pemecahan unsur lignin. Terakhir yg tersisa adalah abu. TGA umumnya dipakai sebagai perkiraan kasar kandungan2 zat terutama kadar air, volatil material, karbon dan abu. Namun jika digabung dengan alat lain bisa cukup powerful misalnya digabung dengan GC atau FTIR untuk analisa gas yg timbul akibat pemanasan secara lebih detil. Mohon lihat lagi artikel diatas yang sudah saya tambah contoh hasil analisa dari alat ini.

      Balas
  • 5. mai  |  Desember 12, 2011 pukul 7:49 am

    Terimakasih sebelumnya… sjauh ini saya mengerti.
    ada sedikit perbedaan dalam grafik yg ada diatas dengan punya saya. Punya saya tidak ada fungsi waktu.

    Balas
  • 6. mai  |  Januari 3, 2012 pukul 2:39 pm

    Bisa kah saya minta penjelasan tentang STA (stimulus termal analisis)….???

    Balas
  • 7. tb  |  Juli 8, 2012 pukul 7:17 pm

    maturnuwon

    Balas
  • 8. purnomo  |  November 21, 2012 pukul 10:11 pm

    tulisan2nya sudah bagus, akan lebih bagus lagi jika dalam tulisan disertai sumber/referensi nya. tks

    Balas
  • 9. fithri  |  April 22, 2013 pukul 3:03 pm

    Dimana analisa TGA ini ,dan brp biayanya persampel??

    Balas
    • 10. mai  |  April 23, 2013 pukul 2:24 pm

      Coba hubungi material sains UI atau BATAN.

      Masalah harga klw tdk salah ingat 250 rb.

      Balas
  • 11. zulkili  |  November 22, 2013 pukul 3:45 am

    dlm analisa TGA ini, alat-alatnya apa saja yg dipakai?
    gmn prinsip krja alatnya

    Balas
  • 12. Nanang  |  Desember 27, 2013 pukul 6:00 am

    untuk grafik DTG (derivative weight) diambil dari data mana ya gan? grafik contoh khan hanya TG, Heat flow ama suhu, sy sering menemukan grafik DTG di journal, tp kok kalo nguji nggak pernah dapat data DTG. nuhun

    Balas
    • 13. materialcerdas  |  Desember 27, 2013 pukul 8:31 am

      Yg grafik DTA muncul secara otomatis line warna biru, DTA adalah turunan dari TG line warna ijo.

      Balas
  • 14. Nanang  |  Desember 27, 2013 pukul 8:45 am

    Konfirmasi ulang, mass loss-warna ijo, heat flow-warna biru, dan temperature-warna merah, yang belum saya pahami darimanakah dapat DTG (derivative weight) dengan satuan %/min, kalo turunan dari TG line, bagaimana saya bisa memperoleh data turunan tsb?, dari jurnal yg saya baca, dr DTG kita bisa mengetahui dengan jelas munculnya peak2 degradasi sampel. salam

    Balas
  • 15. Nanang  |  Desember 31, 2013 pukul 8:10 am

    Alhamdulillah, akhirnya pertanyaan saya terjawab sudah, DTG (derivative weight) diperoleh mempergunakan software TA Instruments Universal Analysis 2000 dengan mempergunakan kurva mass loss-warna ijo, seperti yang di jelaskan mas Admin, terimakasih banyak atas informasi-nya. salam

    Balas
  • 16. marsha  |  Januari 9, 2014 pukul 2:50 am

    terima kasih tulisannya sangat membantu.
    di Laboratorium Karakterisasi Material Teknik Material dan Metalurgi FTI ITS juga ada uji TGA, DSC, SEM, dan XRD.

    Balas
  • 17. ryma  |  Januari 20, 2015 pukul 3:31 am

    Untuk uji xrd sendiri, berapa harganya?

    Balas
  • 18. Dewi Nur Aprilia  |  November 9, 2015 pukul 1:26 am

    terima kasih artikel nya bermanfaat sekali untuk saya. jika boleh tau, apakah ada referensi yang dipakai disini?

    Balas

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Trackback this post  |  Subscribe to the comments via RSS Feed


%d blogger menyukai ini: