Spektroanalisis yang mengukur jumlah radiasi elektromagnetik yang diadsorpsi, diemisikan atau dihamburkan oleh molekul-molekul poliatomik (materi)

Spektroanalisis yang mengukur jumlah radiasi elektromagnetik yang diadsorpsi, diemisikan atau dihamburkan oleh molekul-molekul poliatomik (materi)

Energi yang menyerupai partikel-partikel diskrit yang disebut foton atau kuantum

Energi yang menyerupai partikel-partikel diskrit yang disebut foton atau kuantum

Gelombang Cahaya

Parameter Gelombang

Definisi

Amplitudo (A) Gelombang sinusoidal sebagai puncak maksimum

Periode (P) Waktu radiasi satu amplitudo (detik) Kecepatan (Vi ) Kecepatan propagasi REM dalam suatu

medium (m/detik) Kecepatan radiasi dalam medium vakum C = 3,00 x 108 m/detik

Bilangan gelombang (Ʋ)

Kebalikan panjang gelombang (cm-

1), berbanding lurus dengan frekuensi

Ʋ = 1/λ, dan Ʋ = k. Ʋ (k = konstanta)

Amplitudo (A) : Gelombang sinusoidal sebagai puncak maksimum

Periode (P) : Waktu (detik) radiasi satu amplitudo

Frekuensi (Ʋ) : Jumlah osilasi per detik.

Ʋ = 1/P

Parameter gelombangParameter gelombang

Kecepatan (Vi ) : Kecepatan propagasi REM dalam suatu medium (m/detik)

Kecepatan radiasi dalam medium vakum :

C = 3,00 x 108 m/detik

Bilangan gelombang (Ʋ) : Kebalikan panjang gelombang (cm-1), berbanding lurus dengan frekuensi

Ʋ = 1/λ, dan Ʋ = k. Ʋ (k = konstanta)

5,00 µm x 10-4 cm/µm

1= 2000 cm-1

Soal : Hitung bilangan gelombang radiasi bila λ = 5,00 µm

Ʋ =

Energi foton (E)

= h ν Frekuensi (detik-1)

Konstanta Plank’s

λ ν = c Kecepatan cahaya

3x 108 m/detik

c λ

ν =

Panjang gelombang

meningkat

Energi dan frekuensi menurun

Ʋ = 1

λ=

1

5,00 x 10 -4 cm = 2000 cm-1

E = h C Ʋ

= 3,98 x 10-20 Joule

= 6,63 x 10 -34 J. det (3,00 x 1010 cm/det) x 2000 cm-1

Soal : Hitung E (J) suatu foton bila λ = 5,00 µm

Hubungan E foton dengan panjang gelombang REM dan refraksi indek medium

E = h C

λ n

Soal : Suatu REM dengan panjang gelombang 443 nm merambat dalam medium metanol (n = 1.329). Hitung kecepatan dalam metanol,

frekuensi radiasi, energi dan periode.

Kecepatan (V) = Cn =

3,0 x 10 8 m/det

1,329 = 2,256 x 108 m/det

Frekuensi λƲ =Cn

(λ = 443 nm = 443 x 10-9 m)

(443 x 10-9 m) Ʋ = 3,0 x 108

1,329Ʋ = 5,09 x 1014 HZ

Energi : E = h Ʋ

= 6,63 x 10-34 J. det (5,09 x 1014 det-1) = 3,37 x 10-19 J

Periode : T = 1Ʋ

=1

5,09 x 1014 det-1= 1,96 x 10-15 det

Jenis-jenis Radiasi

Jenis radiasi

Panjang gelombang

Interaksi

γ < 10 nm Emisi nuklir

Sinar X < 10 nm Ionisasi atomik

UV 10 -380 nm Transisi elektronik

Tampak 380 – 800 nm Transisi elektronik

IR 800 nm – 100 μm Interaksi ikatan

Radio meter Absorpsi nuklir

Cahaya monokromatis mengenai medium transparan, maka intensitas cahaya yang diteruskan akan berkurang sesuai dengan ketebalan medium

It = I0 e-kl

It = intensitas cahaya yang diteruskan

I0 = Intensitas cahaya masuk pada medium penyerap

k = tetapan pada panjang gelombang yang digunakan

l = tebal medium

Intensitas cahaya monokromatis yang masuk akan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi larutan pengadsorpsi secara linier

It = I0 e-kc C = konsentrasi

Log I0

It= a b c

I0 = Intensitas radiasi yang masuk

It = Intensitas yang diteruskan

A = absorptivitas molar

B = tebal sel

C = konsentrasi

Pendekatan Hukum Lambert-Beer

Radiasi sinar datang monokromatis

Tidak terjadi reaksi diantara komponen-komponen sampel

Radiasi sinar datang harus tegak lurus dengan permukaan sampel

Radiasi sinar melintasi medium dengan panjang yang sama

Intensitas radiasi sinar datang tidak terlalu besar

Konsentrasi analit tidak terlalu besar

Pengukuran dilakukan pada panjang gelombang serapan maksimum

Metode Kolorimetri Visual : Metode Deret Standar

Spektroanalisis

Analisis Kolorimetri

1 2 3 4 5

Deret larutan standar

Sampel

[sampel] = [standar 3]Panjang jalan sinar harus sama

Cermin

Sumber cahaya

Mono- kromator

Sel cuplikan

Detektor Pencatat

Transmitan (T atau %T)

Absorbansi (A)

λ1

λ2

Sumber sinar

Celah masuk

Celah keluar

Lensa kolimator

Lensa pemusat

Prisma Sel cuplikan

Monokromator ditempatkan dalam kotak yang tidak tembus cahayaMerubah sinar polikromatis dari sumber sinar menjadi sinar monokromatis

untuk pengukuran absorbansi

Susunan monokromator

Analisis Kualitatif

Spektrum absorpsi molekuler

Spektrum analit dibandingkan

dengan spektrum material standar

Transisi elektronik Interaksi ikatanVibrasi

Rotasi

Analisis Kuantitatif

Hukum Lambert & Beer

Po

P

b

C

PPo

Cahaya setelah melewati larutan dengan konsentrasi C, dan tebal larutan b

= Transmitan (T)

- Log (T) = A A = a b c

Absorbansi Vs Transmitan

Hitung absorbansi larutan yang diukur pada panjang gelombang 400 nm, dan diketahui %T adalah 89

Hitung absorbansi larutan yang diukur pada panjang gelombang 400 nm, dan diketahui mempunyai nilai % T = 89

%T = 89 = 89/100 = 0,89

A = - log T = - log 0,89 = 0,051

Contoh 1

Penentuan absorptivitas

Setiap instrumen mempunyai sensitivitas yang berbeda

Penentuan absortivitas mengunakan larutan standar (konsentrasi M, N, ppm,……)

Bila digunakan konsentrasi M ε = absortivitas molar

Suatu larutan berwarna dengan konsentrasi 4,50 ppm, diketahui mempunyai absorbansi 0,3 pada panjang gelombang 530 nm, yang diukur pada sel 2,00

cm. Hitung nilai absortivitas

Contoh 2

Contoh 3Contoh 3

Suatu lartan Co(H2O)2- mempunyai absorbansi 0,2, panjang sel 1 cm diukur pada serapan 530 nm, bila diketahui ε = 10 L N-1 cm-1 hitung konsentrasi larutan

A = 0,2; a = 10; b = 1 cm C = 0,02 M

Perhitungan absorbansi sederhana dapat dilakukan melalui dua pendekatan: 1. Penggunaan standar 2. Metode perbandingan : pengukuran sampel yang diketahui dan tidak diketahui

Contoh 4

Larutan sampel yang mengandung MnO4- diukur serapannya

pada panjang gelombang 525 nm, dan diketahui absorbansi =

0,50. Pada kondisi yang sama dilakukan pengukuran larutan

MnO4- dengan konsentrasi 1,0 x 10-4 M, absorbansi diketahui

0,2. Htung konsentrasi sampel

Contoh 4 :

Ekstingsi dan tebal sel cuplikan tidak diketahui, karena pengukuran dilakukan pada kondisi yang sama maka nilai ε dan b akan sama

A Sampel ε. b. c Sampel A Standar ε. b. c Standar

=

A Sampel C Sampel A Standar C Standar

=

A Sampel A Standar

=Csampel CStandarx

Csampel = (0,500/0,200) x (1,0 x 10-4 M)

= 2,6 x 10-4 M

Asumsi pengukuran dilakukan pada daerah

linier