SPEKTROFOTOMETRI UV-VISBagian Kimia AnalitikDepartemen Kimia FMIPAInstitut Pertanian Bogor

Spektroskopi absorpsi (radiasi elektromagnetik pada daerah 160-780 nm)

Aplikasinya sangat luasAnalisis kuantitatif senyawa organik dan anorganik

Berdasarkan pengukuran transmitans/absorban

(Hukum Lambert-Beer)

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

Pengukuran Transmitans & Absorbans

Penghamburan cahaya Pemantulan pada permukaan Dihamburkan dalam larutan molekul besar gelembung udara

Normalisasi dengan membandingkannya terhadap sel referensi Hanya mengandung pelarut pengukuran transmitans dibandingkan dengan hasil dari sel referensiEfek lainnya yang dapat mereduksi intensitas sumber:

Pengukuran Transmitans & Absorbans

Pengukuran Transmitans & Absorbans

Hukum Lambert-BougerLambert & Bouger menemukan bahwa intensitas energi tertransmisi menurun eksponensial jika panjang lintasan (b) yang dilewati energi radiasi tersebut meningkat

dP = k P dbdP/P = k db dP/P = k dbln P/P0 = k b log P/P0 = (k/2.303) bA = log P/P0 = (/2.303) b TAPanjang lintasanEfek panjang lintasan terhadap transmitans dan absorbansPanjang lintasan

Hukum BeerBeer (1852) menemukan bahwa konsentrasi (C) merupakan fungsi timbal balik eksponensial dari transmitans dan absorbans (proporsional langsung dengan konsentrasi)dP = P dCdP/P = dC dP/P = dCln P/P0 = C log P/P0 = (/2.303) C A = log P/P0 = (/2.303) C

Hukum BeerHukum Lambert - Beer A = bC absorptivitas molarEfek konsentrasi analat pada nilai transmitans dan absorbansnyaA[C][C]log T

Hukum Lambert-BeerA = bc

Hubungan ini dapat dijabarkan sebagai berikut:Perhatikan gambar diatas yang dapat dianggap sebagai blok materi pengabsorbsiSuatu radiasi elektromagnetik dengan kekuatan Po akan menabrak tegak lurus permukaan blok tersebutSetelah melewati materi dengan panjang b yang mengandung n atom/ion/molekul pengabsorbsi kekuatan radiasinya turun menjadi P akibat adanya absorbsi tersebut

Hukum Lambert-BeerDengan penampang lintang dari blok tersebut mempunyai luas S dan ketebalan yang sangat tipis dx terdapat dn partikel pengabsorbsi sehingga dapat dibayangkan penangkapan foton sehingga saat foton sampai di daerah tersebut dengan peluangnya maka absorpsi akan terjadi Total luas terproyeksi dari permukaan tempat penangkapan foton tersebut dalam suatu penampang lintang dS, dengan rasionya terhadap total luas dS/SKekuatan radiasi yang masuk dalam daerah Px adalah proporsional terhadap jumlah foton/cm2 dan dPx menunjukkan kuantitas absorbsi pada daerah tersebut, fraksi terabsorbsi dPx/Px sama dengan rerata probabilitas tangkapan foton, maka,

1

Hukum Lambert-BeerdS proporsional terhadap jumlah partikeldS = adn 2dengan dn = jumlah partikela = konstanta proporsionalitas (penampang lintang penangkapan)Kombinasi persamaan 1 dan 2 dengan melakukan pengintegralan pada interval 0 dan n akan diperoleh

Dengan mengkonversi menjadi logaritmanya

3

Hukum Lambert-BeerLuas penampang lintang S dapat diekspresikan sebagai volume (V) blok tersebut dalam cm3 dan panjang (b) dalam cmSubstitusinya terhadap persamaan 3 akan menghasilkan:

n/V dapat dikonversi menjadi mol/L sehingga

Nilai yang konstan kemudian dapat disatukan sebagai

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang lintasan (b)Pembaca Absorbans0.82SumberDetektor

Kebergantungan panjang lintasan (b)Pembaca Absorbans0.62SumberDetektorbSampelHukum Lambert-Beer: A = abc

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang lintasan (b)PembacaAbsorbans0.42SumberDetektorSampel

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang lintasan (b)PembacaAbsorbans0.22SumberDetektorSampel

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan konsentrasi (C)PembacaAbsorbans0.82SumberDetektor

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan konsentrasi (C)0.62SumberDetektorbSampelPembacaAbsorbans

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan konsentrasi (C)0.42bSumberDetektorSampelPembacaAbsorbans

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang gelombang (a)0.82SumberDetektorPembacaAbsorbans

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang gelombang (a)0.30bSumberDetektorPembacaAbsorbans

Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang gelombang (a)0.80bSumberDetektorPembacaAbsorbans

Ada kalanya perubahan nilai serapan tidak linier dengan perubahan konsentrasi

kenaikan konsentrasi menjadi 2 x atau 3 x konsentrasi tidak mengubah nilai serapan menjadi 2 x atau 3 x serapan mula-mula

Ketidaklinieran hubungan antara serapan dengan konsentrasi tersebut dinamakan penyimpangan dari hukum Lambert-Beer.

Penyimpangan dari Hukum Lambert Beer: sebab kimia sebab instrumental sebab nyataPenyimpangan Hukum Lambert-Beer

Sebab kimia berkaitan dengan perubahan kimia yang terjadi pada zat yang diukur seperti ionisasi dan hidrolisis

Penyimpangan Hukum Lambert-BeerGb 13-3 (halaman 305) (Skoog et al. 1998)

Deviasi hukum Beer (sebab kimia)untuk larutan indikator HIn yang tidak terbufer

Untuk data lihat Tabel 13-2 (halaman 304)

Sebab instrumental berkaitan dengan keadaan alat kecapaian alat Ketidakmonokromatisan sinar absorptivitas serapan oleh zatPenyimpangan Hukum Lambert-BeerRadiasi polikromatis (Gb 13-4, halaman 305)

Deviations Beer's Law with polychromatic light. Here, two wavelenghts or radiation l1 and l2 have been assumed for which the absorber has the indicated molar absorptivities."

Fig. 13-5 hal 306The effect of polychromatic radiation upon the Beer's law relationship. Band A shows little deviation, because e does not change greatly throughout the band. Band B shows marked deviations because e undergoes significant changes in this region."Penyimpangan Hukum Lambert-Beer

Radiasi sesatanFig. 13-6, pg. 307"Apparent deviation from Beer's law brought about by various amounts of stray radiation."Penyimpangan Hukum Lambert-Beer

Sebab nyata berkaitan dengan konsentrasi larutan

Penyimpangan dapat terjadi di daerah konsentrasi terlalu pekat/terlalu encer konsentrasi terlalu encerterjadi efek penjenuhan sinar konsentrasi terlalu pekatinteraksi antar molekul zat penyerap yang berdekatan akan mengganggu serapan radiasi oleh molekul-molekul tersebutPenyimpangan Hukum Lambert-Beer

Efek Derau Instrumental Derau dari tiga tahapan pengukuran sinyal dalam spektofotometer memberikan kontribusi galat pada hukum Lambert-Beer

Kurva galat untuk berbagai kategori dari ketidakpastian instrumentalGalat dalam pengukuran spektrofoto-metri akibat adanya derau arus gelap dan posisi sel yang impresisi Efek Derau Instrumental

Kurva eksperimen yang berhubungan dengan ketidakpastian konsentrasi terhadap absorbans pada dua jenis spektrofotome-terEfek Derau Instrumental

Efek Lebar Celah Celah sempit Celah lebarResolusi meningkat tak terlalu baikDaya sinaran rendah (S/N ) tinggi (S/N )

Optimalkan dengan mempersempit lebar pita instrumen hingga tinggi pita konstan (terjadi jika lebar pita instrumen sebesar 0.1 lebar puncak (Gambar 13-8 dan 13-9; Skoog DA et al. 1998. Principles of Instrumental Analysis)

Wavelength extremes be wary of measurements below 380 nm in visible and 200 nm in UV stray scattered radiation is abundant, absorbance of optics increases

Tipe Instrumen

Diagram Optik Spectronic 20

************************************