ANALISIS SPEKTROANALISIS SPEKTROSKOPISKOPISpektroskopi adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. tentang interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Metode pengukuran yang didasarkan pada pengetahuan Metode pengukuran yang didasarkan pada pengetahuan tentang spektroskopi disebut tentang spektroskopi disebut spektrometrspektrometri.i.

Berdasarkan pada perbedaan keadaan materi, dibedakan:1. Spektroskopi molekuler (molecular spectroscopy) 2. Spektroskopi atom (atomic spectroscopy)

Berdasarkan sumber energi radiasi yang dipakai, dibedakan:1. Spektrometri sinar dan sinar x2. Spektrometri UV-Vis3. Spektrometri IR4. Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (NMR) 5. Spektrometri Raman, dan sebagainya.

MATERIMATERI Menurut faham mekanika kuantum, tiap materi punya energi,

dan energi tersebut berada dalam keadaan terkuantisasi. Atom adalah suatu materi sehingga atom juga punya energi yang terkuantisasi. Atom terdiri atas inti atom dan elektron. Atom punya gerak yaitu gerak translasi, rotasi dan vibrasi. Untuk atom diasumsikan bahwa inti atom adalah tetap.

Elektron juga diasumsikan tidak bertranslasi (karena inti tetap, padahal gerakan elektron dikendalikan oleh inti dengan adanya gaya inti-elektron). Namun demikian elektron mengalami gerakan rotasi disekitar atom, sedang vibrasinya diabaikan. Karena atom terdiri dari inti dan elektron, padahal inti atom tetap, maka gerakan dalam suatu atom yang dibicarakan adalah gerakan elektron (rotasi elektron), sehingga dikatakan bahwa energi atom adalah energi dari elektron yang berotasi.

22

42 1

8 nh

emzEn

Untuk meninjau energi elektron dalam suatu atom dapat ditinjau dari :

1.Teori Mekanika Klasik2.Teori Mekanika Kuantum3.Teori Mekanika Gelombang

Elektron pada suatu atom tidak berkeliaran, melainkan terikat ke inti sehingga energinya negatif (-).

Energi elektron pada bilangan kuantun n dirumuskan :

Dari persamaan diatas, jelas bahwa Dari persamaan diatas, jelas bahwa E sangat bergantung E sangat bergantung pada z (nomor atom)pada z (nomor atom) atau atau energi akan berbeda jika atomnya energi akan berbeda jika atomnya berbedaberbeda. .

Tingkat energi atom akan berbeda juga dengan tingkat energi Tingkat energi atom akan berbeda juga dengan tingkat energi ionnya. Hal ini disebabkan karena perbedaan gaya tarik ionnya. Hal ini disebabkan karena perbedaan gaya tarik antara inti dengan elektron pada atom atau ion. antara inti dengan elektron pada atom atau ion.

Untuk Na ( e = 11, muatan = 0) maka gaya tarik elektron Untuk Na ( e = 11, muatan = 0) maka gaya tarik elektron dengan inti kurang efektif. Untuk Na+ (e = 10, muatan = +1) dengan inti kurang efektif. Untuk Na+ (e = 10, muatan = +1) maka gaya tarik elektron dengan inti lebih efektif. maka gaya tarik elektron dengan inti lebih efektif.

Sehingga dapat dikatakan bahwa atom atau ion memiliki Sehingga dapat dikatakan bahwa atom atau ion memiliki tingkat energi yang karakteristik. Hal ini mengakibatkan tingkat energi yang karakteristik. Hal ini mengakibatkan spektroskopi atom juga karakteristikspektroskopi atom juga karakteristik..

Contoh :Contoh :

SIFAT RADIASI SIFAT RADIASI ELEKTROMAGNETIKELEKTROMAGNETIK

Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya. elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya.

Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan komponen magnetik. komponen magnetik.

Komponen elektrik inilah yang mempunyai peranan penting Komponen elektrik inilah yang mempunyai peranan penting dalam spektroskopi daripada komponen listrik, karena dalam spektroskopi daripada komponen listrik, karena interaksi gelombang elektromagnetik terutama terjadi antara interaksi gelombang elektromagnetik terutama terjadi antara medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan elektronik dari materi.elektronik dari materi.

Radiasi elektromagnetik Radiasi elektromagnetik mempunyai dua sifat : sebagai mempunyai dua sifat : sebagai gelombang dan materigelombang dan materi

Sifat Gelombang :Sifat Gelombang : Radiasi elektromagnetik mempunyai frekwensi (Radiasi elektromagnetik mempunyai frekwensi ()) Energi radiasi (Power radiation). Radiasi Energi radiasi (Power radiation). Radiasi

elektromagnetik punya intensitas yang proporsional elektromagnetik punya intensitas yang proporsional dengan energi radiasi yaitu jumlah energi dari dengan energi radiasi yaitu jumlah energi dari seberkas sinar yang melewati luasan tertentu per seberkas sinar yang melewati luasan tertentu per detik. detik.

Difraksi.Bila seberkas radiasi elektromagnetik Difraksi.Bila seberkas radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui celah sempit, maka akan terjadi dilewatkan melalui celah sempit, maka akan terjadi difraksi. Dalam difraksi terjadi perubahan/pemisahan difraksi. Dalam difraksi terjadi perubahan/pemisahan panjang gelombang.panjang gelombang.

Sifat Partikel :Sifat Partikel :

Radiasi elektromagnetik memiliki energi radiasiRadiasi elektromagnetik memiliki energi radiasi

Energi radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam Energi radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam bentuk kwanta (atau foton), energi satu foton hanya bentuk kwanta (atau foton), energi satu foton hanya akan bergantung pada frekwensi.akan bergantung pada frekwensi.

E = h E = h Sifat partikel dari radiasi elektromagnetik ditunjukkan Sifat partikel dari radiasi elektromagnetik ditunjukkan

dengan efekfotolistrik dengan efekfotolistrik

h h

ee

logamlogam

Terjadi pelepasan elektron logam, bila energi radiasi yang Terjadi pelepasan elektron logam, bila energi radiasi yang diberikan sesuai. diberikan sesuai. Energi elektron yang dipancarkan ternyata sebanding dengan Energi elektron yang dipancarkan ternyata sebanding dengan frekwensi radiasi yang diberikan.frekwensi radiasi yang diberikan.

E elektron = h E elektron = h - W - W

Efek fotolistrik mudah terjadi pada logam yang mempunyai Efek fotolistrik mudah terjadi pada logam yang mempunyai potensial ionisasi rendah seperti logam-logam alkali. Efek potensial ionisasi rendah seperti logam-logam alkali. Efek fotolistrik penting dalam spektroskopi khususnya pada fotolistrik penting dalam spektroskopi khususnya pada rancangan suatu detektor.rancangan suatu detektor.

I

G

I = Intensitas radiasi

V yang dihasilkan sebanding dengan I

V I

ada beda potensial (V)

Interaksi Radiasi elektromagnetik dengan MateriInteraksi Radiasi elektromagnetik dengan Materi

Bila suatu radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui Bila suatu radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui materi, maka komponen listrik akan berinteraksi materi, maka komponen listrik akan berinteraksi dengan atom dan molekul dalam materi tersebut. dengan atom dan molekul dalam materi tersebut.

Macam interaksi yang terjadi sangat bergantung pada Macam interaksi yang terjadi sangat bergantung pada macam materi :macam materi :

1.1. Transmisi RadiasiTransmisi Radiasi. . 2.2. Absorbsi RadiasiAbsorbsi Radiasi. Dalam absorbsi atom/molekul . Dalam absorbsi atom/molekul

akan mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih akan mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.tinggi.

3.3. Hamburan Radiasi/Proses ScatteringHamburan Radiasi/Proses Scattering. Terjadi karena . Terjadi karena tumbukan antara radiasi elektromagnetik dengan tumbukan antara radiasi elektromagnetik dengan partikel besar dalam medium.partikel besar dalam medium.

PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPIPENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI

Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. atom dan spektroskopi molekul.

Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.elektronik, vibrasi dan rotasi.

Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu menjadi empat golongan yaitu (a)(a)spektroskopi absorbsi, spektroskopi absorbsi, (b)(b)spektroskopi emisi, spektroskopi emisi, (c)(c)spektroskopi scattering, dan spektroskopi scattering, dan (d)(d)spektroskopi fluoresensi.spektroskopi fluoresensi.

Spektroskopi Absorbsi :Spektroskopi Absorbsi :

1.1. Spektroskopi absorbsi sinar xSpektroskopi absorbsi sinar x2.2. Spektroskopi absorbsi UV-VakumSpektroskopi absorbsi UV-Vakum3.3. Spektroskopi UV-VisSpektroskopi UV-Vis4.4. Spektroskopi Infra Merah (IR)Spektroskopi Infra Merah (IR)5.5. Spektroskopi Gelombang MikroSpektroskopi Gelombang Mikro6.6. Spektroskopi Resonansi Magnetik Inti (NMR)Spektroskopi Resonansi Magnetik Inti (NMR)7.7. Spektroskopi Resonansi Spin elektron (ESR)Spektroskopi Resonansi Spin elektron (ESR)8.8. Spektroskopi “Photoacoustic”Spektroskopi “Photoacoustic”

Spektroskopi “Scattering” :Spektroskopi “Scattering” :Spektroskopi RamanSpektroskopi Raman

Spektroskopi Fluoresensi :Spektroskopi Fluoresensi :

1.1. Spektroskopi Fluoresensi Sinar xSpektroskopi Fluoresensi Sinar x2.2. Spektroskopi Fluoresensi UV-VisSpektroskopi Fluoresensi UV-Vis

SPEKTROSKOPI ATOMSPEKTROSKOPI ATOM

Teknik spektroskopi atom didasarkan pada Teknik spektroskopi atom didasarkan pada absorpsiabsorpsi, , emisiemisi atau atau fluoresensifluoresensi dari radiasi elektromagnetik oleh partikel-partikel dari radiasi elektromagnetik oleh partikel-partikel atom. atom.

Ketiga teknik analisis tersebut menghasilkan data spektrum Ketiga teknik analisis tersebut menghasilkan data spektrum atom pada daerah UV-Vis dan daerah sinar x. Untuk atom pada daerah UV-Vis dan daerah sinar x. Untuk mendapatkan spektrum UV-Vis, sampel perlu diatomisasi. mendapatkan spektrum UV-Vis, sampel perlu diatomisasi. Dalam hal ini molekul (sampel) diuraikan dan diubah menjadi Dalam hal ini molekul (sampel) diuraikan dan diubah menjadi partikel atom berbentuk gas. partikel atom berbentuk gas.

Spektrum absorpsi, emisi dan fluoresensi dari atom suatu unsur Spektrum absorpsi, emisi dan fluoresensi dari atom suatu unsur terdiri dari sejumlah garis dengan panjang gelombang tertentu terdiri dari sejumlah garis dengan panjang gelombang tertentu yang merupakan sifat khas dari unsur.yang merupakan sifat khas dari unsur.

Klasifikasi Spektroskopi AtomKlasifikasi Spektroskopi Atom

Berdasarkan pada sifat radiasinya, spektroskopi atom dapat Berdasarkan pada sifat radiasinya, spektroskopi atom dapat diklasifikasikan ke dalam diklasifikasikan ke dalam

(1)(1) spektroskopi absorpsi atom, spektroskopi absorpsi atom, (2)(2) spektroskopi emisi atom atau nyala atom, dan spektroskopi emisi atom atau nyala atom, dan (3)(3) spektroskopi fluoresensi atom.spektroskopi fluoresensi atom.

Tipe Tipe SpektroskopiSpektroskopi Metode AnalisisMetode Analisis Sumber RadiasiSumber Radiasi

AbsorpsiAbsorpsi absorpsi atom absorpsi atom (nyala)(nyala)Absorpsi atom Absorpsi atom (tanpa nyala)(tanpa nyala)Absorpsi sinar xAbsorpsi sinar x

Diaspirasikan ke dalam nyalaDiaspirasikan ke dalam nyala

Dievaporasi dan dinyalakan di atas Dievaporasi dan dinyalakan di atas permukaan panaspermukaan panasTidak diperlukanTidak diperlukan

Lampu katoda cekungLampu katoda cekung

Lampu katoda cekungLampu katoda cekung

Lampu sinar xLampu sinar x

EmisiEmisi ArcArcSparkSpark

Plasma argonPlasma argonEmisi atom atau Emisi atom atau emisi nyalaemisi nyalaEmisi sinar x Emisi sinar x

Dipanaskan dalam busur (arc) listrikDipanaskan dalam busur (arc) listrikDieksitasi dalam percikan api Dieksitasi dalam percikan api (spark) tegangan tinggi(spark) tegangan tinggiDipanaskan dalam plasma argonDipanaskan dalam plasma argonDiaspirasikan ke dalam nyalaDiaspirasikan ke dalam nyala

Tidak diperlukan, sampel ditembak Tidak diperlukan, sampel ditembak dengan elektrondengan elektron

SampelSampelSampelSampel

SampelSampelSampelSampel

SampelSampel

FluoresensiFluoresensi Fluoresensi atom Fluoresensi atom (nyala)(nyala)

Fluoresensi atom Fluoresensi atom (tanpa nyala)(tanpa nyala)

Fluoresensi Fluoresensi sinar xsinar x

Diaspirasikan ke dalam nyalaDiaspirasikan ke dalam nyala

Dievaporasi dan dinyalakan di atas Dievaporasi dan dinyalakan di atas permukaan panaspermukaan panas

Tidak diperlukanTidak diperlukan

Sampel (dieksitasi Sampel (dieksitasi dengan radiasi dari dengan radiasi dari lampu)lampu)Sampel (dieksitasi Sampel (dieksitasi dengan radiasi dari dengan radiasi dari lampu)lampu)Sampel (dieksitasi Sampel (dieksitasi dengan radiasi sinar x)dengan radiasi sinar x)

Tabel berikut menunjukkan berbagai metode analisis Tabel berikut menunjukkan berbagai metode analisis berdasarkan spektroskopi atomberdasarkan spektroskopi atom

Sumber RadiasiSumber Radiasi MonokromatorMonokromator DetektorDetektor

Radiasi Radiasi TransmisiTransmisi

SampelSampel

MonokromatorMonokromator DetektorDetektor

Radiasi Radiasi EmisiEmisi

SampelSampel

Sumber radiasi

Sumber radiasi

MonokromatorMonokromator DetektorDetektor

Radiasi Radiasi FluoresensiFluoresensi

SampelSampel

9090oo

Gambar. Prinsip Spektroskopi Nyala: (a) Absoprsi Atom, (b) Emisi Atom dan (c) Fluoresensi Atom

Bila suatu sampel larutan garam anorganik diaspirasikan ke Bila suatu sampel larutan garam anorganik diaspirasikan ke dalam nyala api maka dalam nyala api akan terbentuk suatu dalam nyala api maka dalam nyala api akan terbentuk suatu larutan berbentuk gas yang disebut plasma. larutan berbentuk gas yang disebut plasma.

Plasma ini berisi partikel-partikel atom. Plasma ini berisi partikel-partikel atom.

Jadi dalam nyala api terdapat sampel yang telah teratomisasi Jadi dalam nyala api terdapat sampel yang telah teratomisasi atau direduksi menjadi atom-atomnya.atau direduksi menjadi atom-atomnya.

Spektroskopi Absorpsi Atom.Spektroskopi Absorpsi Atom.

Pada metode ini suatu sumber radiasi yang sesuai (lampu Pada metode ini suatu sumber radiasi yang sesuai (lampu katoda cekung) dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi katoda cekung) dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah teratomisasi, kemudian radiasi tersebut sampel yang telah teratomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. diteruskan ke detektor melalui monokromator. Untuk membedakan antara radiasi yang berasal dari sumber Untuk membedakan antara radiasi yang berasal dari sumber radiasi dan radiasi dari nyala api, biasanya digunakan chopper radiasi dan radiasi dari nyala api, biasanya digunakan chopper yang dipasang sebelum radiasi dari sumber radiasi mencapai yang dipasang sebelum radiasi dari sumber radiasi mencapai nyala api. nyala api.

Detektor disini akan menolak arus searah (DC) dari emisi nyala Detektor disini akan menolak arus searah (DC) dari emisi nyala dan hanya mengukur arus bolak balik (signal absorpsi) dari dan hanya mengukur arus bolak balik (signal absorpsi) dari sumber radiasi dan sampel. sumber radiasi dan sampel.

Konsentrasi unsur diukur berdasarkan perbedaan intensitas Konsentrasi unsur diukur berdasarkan perbedaan intensitas radiasi pada waktu ada atau tidaknya unsur yang diukur (sampel) radiasi pada waktu ada atau tidaknya unsur yang diukur (sampel) di dalam nyala api.di dalam nyala api.

Spektroskopi Emisi Atom.Spektroskopi Emisi Atom.

Pada metode ini atom-atom unsur dalam nyala api akan Pada metode ini atom-atom unsur dalam nyala api akan tereksitasi. Pada waktu atom-atom kembali ke tingkat dasar tereksitasi. Pada waktu atom-atom kembali ke tingkat dasar akan memancarkan radiasi elektromagnetik yang disebut akan memancarkan radiasi elektromagnetik yang disebut radiasi emisi dimana energi radiasi emisi ini sama dengan radiasi emisi dimana energi radiasi emisi ini sama dengan energi radiasi eksitasi. energi radiasi eksitasi.

Jadi sumber radiasi disini berasal dari sampel. Intensitas Jadi sumber radiasi disini berasal dari sampel. Intensitas radiasi emisi ini kemudian dideteksi oleh detektor setelah radiasi emisi ini kemudian dideteksi oleh detektor setelah melalui monokromator. Dalam hal ini konsentrasi unsur melalui monokromator. Dalam hal ini konsentrasi unsur sebanding dengan intensitas radiasi, artinya terdapat sebanding dengan intensitas radiasi, artinya terdapat hubungan linear antara intensitas radiasi dengan konsentrasi hubungan linear antara intensitas radiasi dengan konsentrasi unsur.unsur.

Spektroskopi Fluoresensi Atom.Spektroskopi Fluoresensi Atom.

Pada metode ini seperti pada spektroskopi absorpsi atom Pada metode ini seperti pada spektroskopi absorpsi atom untuk membentuk partikel-partikel atom diperlukan nyala api. untuk membentuk partikel-partikel atom diperlukan nyala api.

Energi radiasi yang diserap oleh partikel atom akan Energi radiasi yang diserap oleh partikel atom akan dipancarkan kembali ke segala arah sebagai radiasi dipancarkan kembali ke segala arah sebagai radiasi fluoresensi dengan panjang gelombang yang karakteristik. fluoresensi dengan panjang gelombang yang karakteristik.

Sumber radiasi ditempatkan tegak lurus terhadap nyala api Sumber radiasi ditempatkan tegak lurus terhadap nyala api sehingga hanya radiasi fluoresensi yang dideteksi oleh sehingga hanya radiasi fluoresensi yang dideteksi oleh detektor setelah melalui monokromator. Intensitas radiasi detektor setelah melalui monokromator. Intensitas radiasi fluoresensi ini berbanding lurus dengan konsentrasi unsur.fluoresensi ini berbanding lurus dengan konsentrasi unsur.

KOMPONEN SPEKTROSKOPIKOMPONEN SPEKTROSKOPI

AtomizerAtomizerPiranti (device) untuk merubah materi menjadi atom-atom Piranti (device) untuk merubah materi menjadi atom-atom bebas. Karena umumnya atom-atom berada dalam keadaan bebas. Karena umumnya atom-atom berada dalam keadaan berikatan pada suhu rendah, maka umumnya melibatkan suhu berikatan pada suhu rendah, maka umumnya melibatkan suhu tinggi. tinggi.

Ada dua jenis atomizer :Ada dua jenis atomizer :

Atomizer untuk spektroskopi emisiAtomizer untuk spektroskopi emisi : Terjadi perubahan : Terjadi perubahan dari materi menjadi atom bebas dalam keadaan excited dari materi menjadi atom bebas dalam keadaan excited state.state.

Hukum Distribusi Boltzman :Hukum Distribusi Boltzman :kTEE

oioioieggNN /)(//

Ni = banyaknya atom dalam keadaan tereksitasiNi = banyaknya atom dalam keadaan tereksitasiNo = banyaknya atom dalam keadaan dasarNo = banyaknya atom dalam keadaan dasarEi = energi excited stateEi = energi excited stateEo = energi ground stateEo = energi ground stategi & go = faktor statistik yang ditentukan oleh banyaknya gi & go = faktor statistik yang ditentukan oleh banyaknya

tingkat energi yang mempunyai energi sama tingkat energi yang mempunyai energi sama pada setiap tingkat energipada setiap tingkat energi

Tujuan atomizer adalah untuk membuat Ni/No sebesar Tujuan atomizer adalah untuk membuat Ni/No sebesar mungkin, agar dimungkinkan terjadinya atom pada excited mungkin, agar dimungkinkan terjadinya atom pada excited state sebesar mungkin. state sebesar mungkin.

Temperatur yang diperlukan untuk atomisasi dapat dihitung Temperatur yang diperlukan untuk atomisasi dapat dihitung dengan persamaan Boltzman diatas.dengan persamaan Boltzman diatas.

Beberapa type atomizer yang dapat dipakai :Beberapa type atomizer yang dapat dipakai :

Nyala ApiNyala Api

Tidak semua atom dapat diatomisasi dengan nyala api untuk Tidak semua atom dapat diatomisasi dengan nyala api untuk keperluan spektroskopi emisi. Umumnya atomisasi nyala keperluan spektroskopi emisi. Umumnya atomisasi nyala hanya dipakai untuk beberapa unsur dari golongan alkali, hanya dipakai untuk beberapa unsur dari golongan alkali, seperti Na, K, Ca, Mg dan Li. Dengan nyala api ini atom seperti Na, K, Ca, Mg dan Li. Dengan nyala api ini atom cenderung berada pada ground state.cenderung berada pada ground state.

Daftar bahan bakar dan oksidan yang banyak dipakaiDaftar bahan bakar dan oksidan yang banyak dipakai

BahanBakarBahanBakar OksidanOksidan Suhu Maksimum (Suhu Maksimum (ooC)C)

PropanaPropanaPropanaPropanaHidrogenHidrogenHidrogenHidrogenHidrogenHidrogenAsetilenAsetilenAsetilenAsetilenAsetilenAsetilen

SianogenSianogen

UdaraUdaraOksigenOksigenArgonArgonUdaraUdara

OksigenOksigenUdaraUdara

OksigenOksigenNN22OO

OksigenOksigen

172517252900290015771577204520452677267723002300306030602955295545004500

ARC dan SPARKARC dan SPARK

Terdiri dari elektrodeTerdiri dari elektrode

V

elektrodeelektrode

elektrodeelektrode

Tempat sampelTempat sampel

V = Tegangan tinggiV = Tegangan tinggi

Biasanya dipakai dalam SpectrographBiasanya dipakai dalam Spectrograph

Plasma (Inductively Coupled Plasma, ICP)Plasma (Inductively Coupled Plasma, ICP)Sistem plasma yang dibuat dengan melibatkan energi dari Sistem plasma yang dibuat dengan melibatkan energi dari microwavemicrowave

ArgonArgon

Sampel MSampel M

Kumparan/koil yang memancarkan energi Kumparan/koil yang memancarkan energi pada daerah microwavepada daerah microwave

Ar Ar Ar*Ar* hv

Ar* + M Ar* + M M* + ArM* + Ar

M* M* M + hM + h (emisai dari M) (emisai dari M)

Jadi plasma tersebut terdiri dari sistem campuran atom Jadi plasma tersebut terdiri dari sistem campuran atom ground state, atom excited state dan ion.ground state, atom excited state dan ion.

Sumber RadiasiSumber Radiasi

Spektroskopi emisiSpektroskopi emisiAtomizer berfungsi ganda, selain untuk atomisasi unsur juga Atomizer berfungsi ganda, selain untuk atomisasi unsur juga berfungsi sebagai sumber radiasi.berfungsi sebagai sumber radiasi.

Spektroskopi absorbsiSpektroskopi absorbsiDiperlukan sumber radiasi. Ada dua macam sumber radiasi, Diperlukan sumber radiasi. Ada dua macam sumber radiasi, yaitu :yaitu :

Sumber radiasi kontinuSumber radiasi kontinu : yaitu sumber radiasi yang : yaitu sumber radiasi yang memancarkan radiasi pada berbagai panjang gelombang. memancarkan radiasi pada berbagai panjang gelombang. Contoh : Lampu deuteurium (D2) untuk UV, lampu wolfram Contoh : Lampu deuteurium (D2) untuk UV, lampu wolfram (W) untuk visible.(W) untuk visible.

SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOMSPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM

Teknik analisis spektroskopi absorpsi atom, emisi atom dan Teknik analisis spektroskopi absorpsi atom, emisi atom dan fluoresensi atom mempunyai dasar yang sama yaitu absorpsi, fluoresensi atom mempunyai dasar yang sama yaitu absorpsi, emisi atau fluoresensi radiasi elektromagnetik oleh partikel-emisi atau fluoresensi radiasi elektromagnetik oleh partikel-partikel atom pada daerah UV-Vis. Dalam spektroskopi absorpsi partikel atom pada daerah UV-Vis. Dalam spektroskopi absorpsi atom yang diukur adalah radiasi yang diserap oleh atom-atom atom yang diukur adalah radiasi yang diserap oleh atom-atom yang tidak tereksitasi, sedangkan dalam spektroskopi emisi yang tidak tereksitasi, sedangkan dalam spektroskopi emisi atom yang diukur adalah radiasi yang dipancarkan dengan atom yang diukur adalah radiasi yang dipancarkan dengan panjang gelombang tertentu oleh atom-atom yang tereksitasi.panjang gelombang tertentu oleh atom-atom yang tereksitasi.

Pemakaian teknik spektroskopi absorpsi atom jauh lebih luas Pemakaian teknik spektroskopi absorpsi atom jauh lebih luas dibandingkan dengan kedua teknik lainnya, yaitu spektroskopi dibandingkan dengan kedua teknik lainnya, yaitu spektroskopi ifluoresensi atom dan emisi atom. Dewasa ini teknik ifluoresensi atom dan emisi atom. Dewasa ini teknik spektrokopi absorpsi atom adalah terbaik dan paling sesuai spektrokopi absorpsi atom adalah terbaik dan paling sesuai dalam analisis dari unsur-unsur secara rutin dimana waktu yang dalam analisis dari unsur-unsur secara rutin dimana waktu yang diperlukan cepat dan mudah.diperlukan cepat dan mudah.

Teknik spektroskopi yang didasarkan pada absorpsi atom Teknik spektroskopi yang didasarkan pada absorpsi atom adalah paling spesifik karena garis spektrum absorpsi atom adalah paling spesifik karena garis spektrum absorpsi atom sangat sempit dan juga karena energi transisi elektron sangat sangat sempit dan juga karena energi transisi elektron sangat karakteristik untuk setiap unsur. Pada spektroskopi absorpsi karakteristik untuk setiap unsur. Pada spektroskopi absorpsi molekul tidak dijumpai adanya masalah garis spektrum yang molekul tidak dijumpai adanya masalah garis spektrum yang sempit.sempit.

Hukum Lambert-Beer hanya dapat diterapkan untuk radiasi Hukum Lambert-Beer hanya dapat diterapkan untuk radiasi monokromatik yaitu hubungan linier antara absorbansi dan monokromatik yaitu hubungan linier antara absorbansi dan konsentrasi jika lebar pita (bandwidth) dari sumber radiasi lebih konsentrasi jika lebar pita (bandwidth) dari sumber radiasi lebih sempit dari lebar puncak absorpsi.sempit dari lebar puncak absorpsi.

SENSITIVITAS DAN LIMIT DETEKSISENSITIVITAS DAN LIMIT DETEKSI

Dalam spektroskopi absorpsi atom terdapat dua istilah yang Dalam spektroskopi absorpsi atom terdapat dua istilah yang perlu diperhatikan yaitu sensitivitas dan limit deteksi. Jika suhu perlu diperhatikan yaitu sensitivitas dan limit deteksi. Jika suhu yang digunakan terlalu tinggi maka sensitivitasnya menurun yang digunakan terlalu tinggi maka sensitivitasnya menurun karena atom-atom akan terionisasi lebih lanjut. Ionisasi lebih karena atom-atom akan terionisasi lebih lanjut. Ionisasi lebih lanjut ini pada suhu tinggi dapat diatasi dengan penambahan lanjut ini pada suhu tinggi dapat diatasi dengan penambahan senyawa yang lebih mudah terionisasi (senyawa golongan alkali) senyawa yang lebih mudah terionisasi (senyawa golongan alkali) dalam sampel.dalam sampel.

Sensitivitas ditentukan sebagai konsentrasi dari suatu unsur Sensitivitas ditentukan sebagai konsentrasi dari suatu unsur dalam ng/mL atau ppm yang menghasilkan signal transmitansi dalam ng/mL atau ppm yang menghasilkan signal transmitansi sebesar 0,99 atau signal absorbansi sebesar 0,0044 sedangkan sebesar 0,99 atau signal absorbansi sebesar 0,0044 sedangkan limit deteksi ditentukan sebagai konsentrasi terendah dari suatu limit deteksi ditentukan sebagai konsentrasi terendah dari suatu yang menghasilkan signal sama dengan dua kali standar deviasi yang menghasilkan signal sama dengan dua kali standar deviasi signal background atau dua kali ari baseline noise.Baik signal background atau dua kali ari baseline noise.Baik sensitivitas maupun limit deteksi nilainya bervariasi dankeduanya sensitivitas maupun limit deteksi nilainya bervariasi dankeduanya tergantung pada suhu nyala, tipe instrumen, dan metode analisis.tergantung pada suhu nyala, tipe instrumen, dan metode analisis.

PEMILIHAN NYALAPEMILIHAN NYALA

Dalam analisis spektroskopi absorpsi atom, jenis nyala yang Dalam analisis spektroskopi absorpsi atom, jenis nyala yang sering digunakan adalah udara-asetilena, N2O-asetilena, sering digunakan adalah udara-asetilena, N2O-asetilena, udara-hidrogen dan argon-hidrogen. Pemilihan nyala yang udara-hidrogen dan argon-hidrogen. Pemilihan nyala yang sesuai terutama didasarkan pada sifat-sifat unsur. Dari keempat sesuai terutama didasarkan pada sifat-sifat unsur. Dari keempat jenis nyala selain berbeda dalam suhu nyala juga berbeda jenis nyala selain berbeda dalam suhu nyala juga berbeda dalam daya pereduksi dan transmitansnya.dalam daya pereduksi dan transmitansnya.

InterferensiInterferensiDalam spektroskopi absorpsi atom dijumpai dua jenis Dalam spektroskopi absorpsi atom dijumpai dua jenis

interferensi yaitu, interfrensi spektra dan interferensi kimia. interferensi yaitu, interfrensi spektra dan interferensi kimia. Interferensi spektra terjadi bila spektra absorpsi bahan Interferensi spektra terjadi bila spektra absorpsi bahan pengganggu bertumpang tindih (overlap) atau terletak dekat pengganggu bertumpang tindih (overlap) atau terletak dekat sekali dengan spektra analat yang tidak mungkin dipisahkan sekali dengan spektra analat yang tidak mungkin dipisahkan dengan monokromator. Interferensi kimia disebab-kan dari dengan monokromator. Interferensi kimia disebab-kan dari terbentuknya berbagai proses kimia.terbentuknya berbagai proses kimia.

Interferensi SpektraInterferensi SpektraDalam Spektrokopi absorpsi atom sangat jarang terjadi Dalam Spektrokopi absorpsi atom sangat jarang terjadi

interferensi yang disebabkan tumpang tindihnya garis emisi interferensi yang disebabkan tumpang tindihnya garis emisi spektra karena garis emisi dari HCL sangat sempit. Interferensi spektra karena garis emisi dari HCL sangat sempit. Interferensi spektra akan terjadi jika selisih dua garis emisi kurang dari 0,1 spektra akan terjadi jika selisih dua garis emisi kurang dari 0,1 A. Misal V pada 3082,11 A dengan Al pada 3082,15 A. A. Misal V pada 3082,11 A dengan Al pada 3082,15 A.

Interferensi ini dapat diatas dengan menggunakan panjang Interferensi ini dapat diatas dengan menggunakan panjang gelombang yang lain seperti 3092,7 A untuk Al atau dengan gelombang yang lain seperti 3092,7 A untuk Al atau dengan menghilangkan V terlebih dahulu. Interferensi spektra juga menghilangkan V terlebih dahulu. Interferensi spektra juga dihasilkan oleh adanya produk pembakaran yang mempunyai dihasilkan oleh adanya produk pembakaran yang mempunyai spektra absorpsi lebar atau produk yang radiasi terpencar. spektra absorpsi lebar atau produk yang radiasi terpencar.

Interferensi KimiaInterferensi KimiaInterferensi kimia lebih umum terjadi daripada interferensi Interferensi kimia lebih umum terjadi daripada interferensi spektra. spektra.

Proses yang menyebabkan interferensi kimia adalah Proses yang menyebabkan interferensi kimia adalah (1)(1) pembentukan senyawa dengan volatilitas rendah, pembentukan senyawa dengan volatilitas rendah, (2)(2) kesetimbangan disosiasi, dan kesetimbangan disosiasi, dan (3)(3) ionisasi dalam nyala.ionisasi dalam nyala.

Pembentukan senyawa dengan volatilitas rendahPembentukan senyawa dengan volatilitas rendah

Kemungkinan terjadinya interferensi yang paling umum adalah Kemungkinan terjadinya interferensi yang paling umum adalah disebabkan oleh terbentuknya senyawa (dari anion dan analat) disebabkan oleh terbentuknya senyawa (dari anion dan analat) dengan volatilitas rendah sehingga laju atomisasi menjadi dengan volatilitas rendah sehingga laju atomisasi menjadi berkurang. Berkurangnya laju atomisasi menyebabkan hasil berkurang. Berkurangnya laju atomisasi menyebabkan hasil yang diperoleh menjadi rendah. Sebagai contoh : penurunan yang diperoleh menjadi rendah. Sebagai contoh : penurunan absorbanssi dalam analisis Ca karena kenaikan konsentrasi absorbanssi dalam analisis Ca karena kenaikan konsentrasi sulfat atau pospat. Penurunan absorbansi ini sekitar 30-50% sulfat atau pospat. Penurunan absorbansi ini sekitar 30-50% sampai rasio anion (sulfat/pospat) terhadap Ca 1 : 2. sampai rasio anion (sulfat/pospat) terhadap Ca 1 : 2. Interferensi karena kationadalah Al dalam analisis Mg, karena Interferensi karena kationadalah Al dalam analisis Mg, karena terbentuknya Al/Mg oksida yang stabil terhadap panas yang terbentuknya Al/Mg oksida yang stabil terhadap panas yang mengakibatkan hasil analisis Mg menjadi rendah.mengakibatkan hasil analisis Mg menjadi rendah.

Interferensi ini dapat diatasi dengan menggunakan nyala Interferensi ini dapat diatasi dengan menggunakan nyala dengan suhu yang lebih tinggi. dengan suhu yang lebih tinggi.

Cara lain dengan penambahan Cara lain dengan penambahan releasing agentreleasing agent yaitu suatu yaitu suatu kation yang mudah bereaksi dengan interferen sehingga dapat kation yang mudah bereaksi dengan interferen sehingga dapat mencegah interaksi dengan analat. mencegah interaksi dengan analat. Contoh : penambahan ion Sr atau La akan memperkecil Contoh : penambahan ion Sr atau La akan memperkecil interferensi pospat dalam analisis Ca, juga ion Sr atau La interferensi pospat dalam analisis Ca, juga ion Sr atau La sebagai sebagai releasing agentreleasing agent pada analisis Mg dengan adanya Al. pada analisis Mg dengan adanya Al.

Penambahan Penambahan protective agentprotective agent yaitu suatu pereaksi yang dapat yaitu suatu pereaksi yang dapat mencegah pembentukan senyawa stabil tapi volatil seperti mencegah pembentukan senyawa stabil tapi volatil seperti EDTA, APDC dan 8-hidroquinolin. Dengan penambahan EDTA, EDTA, APDC dan 8-hidroquinolin. Dengan penambahan EDTA, maka interferensi Al, Si, pospat dan sulfat dalam analisis Ca maka interferensi Al, Si, pospat dan sulfat dalam analisis Ca dapat dikurangi.dapat dikurangi.

Kesetimbangan DisosiasiKesetimbangan Disosiasi

Dalam nyala, reaksi disosiasi menyebabkan senyawa logam Dalam nyala, reaksi disosiasi menyebabkan senyawa logam diubah menjadi unsur-unsurnya berbentuk gas. Reaksi ini diubah menjadi unsur-unsurnya berbentuk gas. Reaksi ini dalam keadaan setimbang :dalam keadaan setimbang :

MO M + O⇄MO M + O⇄M(OH)M(OH)22 M + 2 OH atau lebih umum⇄ M + 2 OH atau lebih umum⇄MA M + A⇄MA M + A⇄

Reaksi disosiasi oksida dan hidroksida logam sangat Reaksi disosiasi oksida dan hidroksida logam sangat mempengaruhi spektra absorpsi dan emisi. Oksida logam mempengaruhi spektra absorpsi dan emisi. Oksida logam dan hidroksida logam dari logam alkali lebih mudah dan hidroksida logam dari logam alkali lebih mudah terdisosiasi sehingga intensitas garis spektra tinggi terdisosiasi sehingga intensitas garis spektra tinggi (absorbansi tinggi) sekalipun pada suhu yang relatif rendah.(absorbansi tinggi) sekalipun pada suhu yang relatif rendah.

Ionisasi Dalam NyalaIonisasi Dalam Nyala

Ionisasi atom dalam nyala dengan udara sebagai oksidan Ionisasi atom dalam nyala dengan udara sebagai oksidan dapat diabaikan. Akan tetapi jika menggunakan oksigen atau dapat diabaikan. Akan tetapi jika menggunakan oksigen atau NN22O sebagai oksidan maka kemungkinan terjadi ionisasi O sebagai oksidan maka kemungkinan terjadi ionisasi

sangat besar. sangat besar. Apabila banyak atom yang terionisasi dalam nyala maka Apabila banyak atom yang terionisasi dalam nyala maka absorbansi yang teramati akan berkurang. absorbansi yang teramati akan berkurang.

Untuk mengatasi interferensi ionisasi dapat dilakukan dengan Untuk mengatasi interferensi ionisasi dapat dilakukan dengan menggunakan suhu nyala yang lebih rendah serta menggunakan suhu nyala yang lebih rendah serta penambahan logam alkali dengan potensial ionisasi yang penambahan logam alkali dengan potensial ionisasi yang rendah.rendah.