SPEKTROFOTOMETRI

SPEKTROMETRI ULTRAVIOLET/TAMPAKDisusun Oleh:LEO SAPUTRA SNIM. 06121010030PEND. KIMIA= ANALISA INSTRUMEN =1Spektroskopi ultra violet merupakan suatu teknik analisis yang berdasarkan atas pengukuran serapan suatu larutan yang dilalui radiasi monokromatis ultra violet. Serapan molekul di daerah ultra violet bergantung kepada struktur elektronik dari molekul dan penyerapan sejumlah energi akan menyebabkan elektron pada tingkat dasar tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi. Sinar Ultraviolet tidak dapat dideteksi oleh mata kita, sehingga senyawa yang dapat menyerap sinar ini merupakan senyawa yang tidak memiliki warna, bening dan transparan. Untuk sampel keruh harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Spektroskopi ultra violet memberikan informasi ikatan rangkap atau konyugasi aromatik dalam suatu molekul dan adanya atom yang memiliki pasangan elektron bebas (Silverstein et al.,1981).

SpektroskopiSpektroskopi molekuler adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan materiMetode spektroskopi digunakan untuk menentukan, mengkonfirmasi struktur molekul, dan untuk mengetahui kemurnian suatu senyawa3Spektroskopi Konvensional

4Tipe SpektroskopiSpektroskopi Ultraviolet (UV) ---- Keadaan energi elektronikDigunakan untuk ---- molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus nitro

Spektroskopi Infrared (IR) ---- keadaan energi vibrasiDigunakan untuk ---- gugus fungsional, struktur ikatan

Spektroskopi NMR ---- keadaan spin intiDigunakan untuk ---- bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton (inti hidrogen dan inti karbon 13)

Spektroskopi Massa ---- Penembakan elektron berenergi tinggiDigunakan untuk ---- berat molekul, keberadaan nitrogen, halogen

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Nuclear Spin States Use The number, type, and relative position of protons (Hydrogen nuclei) and Carbon-13 nuclei

Mass Spectrometry (MS) Hi-Energy Electron Bombardment Use Molecular Weight, Presence of Nitrogen, Halogens

Spektroskopi Ultraviolet (UV) ---- Keadaan energi elktronikDigunakan untuk ---- molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus nitro

Spektroskopi Infrared (IR) ---- keadaan energi vibrasiDigunakan untuk ---- gugus fungsional, struktur ikatan

Spektroskopi NMR ---- keadaan spin intiDigunakan untuk ---- bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton (inti hidrogen dan inti karbon 13)

Spektroskopi Massa ---- Penembakan elektron berenergi tinggiDigunakan untuk ---- berat molekul, keberadaan nitrogen, halogen

5SPEKTROSKOPI ANALISIS FISIKOKIMIA YANG MEMBAHAS INTERAKSI RADIASI ELEKTRO MAGNETIK DENGAN ATOM ATAU MOLEKULSPEKTROFOTOMETER (INSTRUMENT = ALAT)SPEKTROFOTOMETRI (METODE)SPEKTROMETRI

Konsep dasar :KITA DAPAT MELIHAT SUATU BENDA KARENA BENDA TERSEBUT MEMANTULKAN CAHAYA

6Bentuk Interaksi Radiasi dengan Materi ABSORPSIEMISIREFLEKSISCATTERING7AbsorpsiBerkas radiasi elektromagnet bila dilewatkan pada sampel kimia maka sebagian akan terabsorpsiEnergi elektromagnet yang ditransfer ke molekul sampel akan menaikan tingkat energi (tingkat tereksitasi) Eksitasi energi dapat berupa eksitasi elektronik, vibrasi dan rotasiMolekul akan dieksitasi sesuai dengan panjang gelombang yang diserapnya Hampir semua gugus fungsi organik memiliki bilangan gelombang serapan khas di daerah yang tertentu 8 RADIO WAVEINFRARED RAYSVISIBLE RAYSULTRAVIOLETSX RAYSY RAYSCOSMIC RAYS20.000 m5 mm0,7 = 700 m = 700 nm400 nm500 Ao0,05 Ao200 nmSHORT WAVENEAR INFRAREDFAR INFRAREDHEAT RAYSMICRO WAVEMEDIUM WAVELONG WAVEFAR ULTRAVIOLET = VACUM UVNEAR ULTRAVIOLET> ENERGI9

10Spektrofotometri UV-VisRadiasi elektromagnetik, yang mana sinar UV-Vis merupakan salah satunya, dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang

11Spektrofotometri UV-VisDimensi panjang gelombang adalah panjang [L] yang dapat dinyatakan dalam unit-unit berikut :1 angstrom () = 10-8 cm = 10-10 m1 nanometer (nm) = 10-7 cm = 10-9 m = 1 milimikron (m) = 10 1 mikrometer (m) = 10-6 m = 10-4 cm = 1 mikron () merupakan simbol yang umum digunakan untuk panjang gelombang12Ada hubungan antara energi yang dimiliki radiasi elektromagnetik, frekuensi, dan panjang gelombangE = h . = c / sehinggaE = h.c / dimana :E = energi radiasi cahayah = tetapan Planck 6,626 x 10-34 Joulec = kecepatan cahaya 3 x 1010 cms-1 = panjang gelombang = frekuensi (Hertz)13Warna sinar tampak dapat dihubungkan dengan panjang gelombangnya. Sinar putih mengandung radiasi pada semua panjang gelombang di daerah sinar tampak.Cara kerja spektrofotometer membaca sampel adalah dengan absorpsi, jika salah satu komponen warna putih dihilangkan (di absorpsi) maka sinar yang dihasilkan akan nampak sebagai komplemen warna yang diserap tadi.

14Panjang GelombangWarna yang diserapWarna yang diamati/warna komplemanter400 435 nmUngu (lembayung)Hijau kekuningan450 480 nmBiruKuning480 490 nmBiru kehijauanOrange490 500 nmHijau kebiruanMerah500 560 nmHijauMerah anggur560 580 nmHijau kekuninganUngu (lembayung)580 595 nmKuningBiru595 610 nmOranyeBiru kekuningan610 750 nmMerahHijau kebiruanHubungan antara warna dengan panjang gelombang sinar tampak15DESAIN DASAR INSTRUMENTASI SPEKTROFOTOMETER ULTRA VIOLET/TAMPAK SRMSKDAVDSR = SUMBER RADIASIM= MONOKROMATORSK= SAMPEL KOMPARTEMEND= DETEKTORA= AMPLIFIER/PENGUAT SINYALVS= VISUAL DISPLAY16Hukum Lambert-BeerDimana,A= serapanIo = Intensitas sinar yang datang I = Intensitas sinar yang diteruskan = absorptivitas molar = panjang atau tebal larutanc = konsentrasi larutan

17Perlu diketahui juga bahwa :Kuantitas spektroskopi yang diukur biasanya adalah transmitans (T)Dan besar T = I/Io, sehingga dapat dinyatakan bahwa A = log 1/T18ABSORPSI ENERGI DIREKAM SEBAGAI ABSORBANS (BUKAN TRANSMITAN SEPERTI PADA SPEKTRA INFRA MERAH)ABSORBANS PADA PANJANG GELOMBANG TERTENTU DIDEFINISIKAN SEBAGAI :A = log Io/IABSORBANS SUATU SENYAWA PADA PANJANG GELOMBANG TERTENTU BERTAMBAH DENGAN MAKIN BANYAKNYA MOLEKUL MENGALAMI TRANSISI 1900,51,01,21,5200250300350400 nm ABSORBNSPANJANG GELOMBANGmak = 232 nm (CH2)2C=CHCCH3OSpektrum ultraviolet Mesitil oksida 9,2 x 10-5 M, sel 1,0-cm20SPEKTRUM MESITIL OKSIDA MENUNJUKKAN SUATU HASIL SUSURAN (SCANNING) DARI PANJANG GELOMBANG 200 SAMPAI DENGAN 400 nm.DIBAWAH 200 nm ADA ABSORPSI OLEH KARBONDIOKSIDA YANG ADA DI UDARA, 100 200 nm TIDAK DI SCANDISEKITAR 200 nm JUGA AKAN ADA GANGGUAN ABSORPSI OLEH METANOL SEANDAINYA METANOL DIPAKAI SEBAGAI PELARUTPANJANG GELOMBANG PADA TITIK TERTINGGI DARI KURVA/SPEKTRUM DISEBUT PANJANG GELOMBANG TERTINGGI (mak). UNTUK MESITIL OKSIDA PADA 232 nmSPEKTROFOTOMETER UV-VISIBLE DIGUNAKAN TERUTAMA UNTUK ANALISIS KUANTITATIF, UNTUK KUALITATIF PERLU DIKONFIRMASI DENGAN ANALISIS INSTRUMENTAL LAINNYA 21ABSORBANS TERGANTUNG PADA 1. STRUKTUR ELEKTRONIK SENYAWA2. KONSENTRASI LARUTAN SAMPEL3. PANJANGNYA SEL TEMPAT SAMPEL ( 1 cm)KARENANYA ABSORPSI ENERGI DISEBUT PULA SEBAGAI ABSORPTIVITAS MOLAR ( ) KADANG KADANG DISEBUT KOEFISIEN EKSTINGSI MOLAR DAN BUKAN SEBAGAI ABSORBANS SEBENARNYA.SERINGKALI SPEKTRA UV DIALUR ULANG UNTUK MENUNJUKKAN ATAU log DAN BUKAN A SEBAGAI ORDINAT.

22NILAI log TERUTAMA BERMANFAAT BILA HARGA SANGAT BESAR = A/c.l = ABSORPTIVITAS MOLAR (M-1 cm-1)A = ABSORBANSc = konsentrasi sampel dalam Ml = panjang sel, dalam cmABSORPTIVITAS MOLAR (BIASANYA DILAPORKAN PADA mak) MERUPAKAN SUATU NILAI YANG MENCAKUP KONSENTRASI DAN PANJANG SEL 23Contoh perhitungan :Absorptivitas molar suatu senyawa kompleks X adalah 12.000 M-1cm-1. Minimum absorbansi yang dapat dideteksi adalah 0,001 jika dukur pada suatu sel (cuvet) berketebalan 1 cm. Berapakah konsentrasi minimum komplek X tersebut yang dapat dideteksi ?

Jawab :0,001 = 12.000 M-1cm-1 x 1 cm x csehinggac = 0,001/(12.000 M-1cm-1 x 1 cm)c = 1,2 x 10-7 M

Sehingga konsentrasi X minimum yang dapat dideteksi adalah 1,2 x 10-7 M24Hukum Lambert BeerHukum Lambert Beer menyatakan bahwa intensitas yang diteruskan oleh larutan zat penyerap berbanding lurus dengan tebal dan konsentrasi larutan25Hukum Lambert BeerDalam Hk. Lambert Beer ada beberapa batasan, yaitu :Sinar yang digunakan dianggap monokromatisPenyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang luas yang samaSenyawa yang menyerap dalam larutan tsb tidak tergantung terhadap yang lain dalam lar tsbTidak terjadi peristiwa fluoresensiIndeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan

26Analisis 2 campuran bersamaanBila diinginkan pengukuran 2 buah senyawa secara bersama-sama secara spektrofotometri, maka dapat dilakukan pada 2 panjang gelombang yang mana masing-masing komponen tidak saling menggangu atau gangguan dari komponen yang lain paling kecilDua buah kromofor yang berbeda akan mempunyai kekuatan absorpsi cahaya yang berbeda pula pada satu daerah panjang gelombang27Analisis 2 campuran bersamaanUntuk kasus analisis multikomponen dapat digunakan persamaan :A senyawa X, Ax = ax bx cx atau Ax = x lx cxsenyawa Y, Ay = ay by cy atau Ay = y ly cyKarena biasanya tebal civet sama, sehingga l atau b dapat dianggap tetapA = cAbsorbans total merupakan jumlah dari absorbans tiap komponen maka :A1 = x1 l Cx + y1 l CyA2 = x2 l Cx + y2 l Cy28A1= absorbans terukur pada 1A2= absorbans terukur pada 2x1= absorptivitas molar X pada 1x2= absorptivitas molar X pada 2y1= absorptivitas molar Y pada 1y2= absorptivitas molar Y pada 2Cx= konsentrasi molar pada XCy= konsentrasi molar pada Yl= tebal cuvet

29Contoh perhitungan :Absorbansi obat A dengan konsentrasi 0,0001 M dalam cuvet 1 cm adalah 0,982 pada 420 nm, dan sebesar 0,216 pada 505 nm. Absorbansi obat B dengan konsentrasi 0,0002 M adalah 0,362 pada 420 nm, dan sebesar 1,262 pada 505 nm. Absorbansi campuran 2 obat adalah 0,820 pada 420 nm, dan sebesar 0,908 pada 505 nm. Berapakah konsentrasi masing-masing obat A dan obat B ?30Spektrofotometer UV-Vis

Shimadzu UV 2401PC31Komponen Instrumentasi UV-VisSumber RadiasiLampu wolframKuvet (Sample Container)Kuarsa atau silikaMonokromatorPrisma kaca atau kuarsaDetektorFotolistrik Pencatat32Spektrofotometer UV-Vis

33Menurut konfigurasi optiknya, spektrofotometer UV-Vis dibagi menjadiSingle BeamDouble BeamMulti Channel34Single Beam

Teacherworkshops.pdf35Double Beam

Teacherworkshops.pdf36Double Beam In Time

Teacherworkshops.pdf37Multi Channel

Tanpa monokromatorMendispersikan cahaya dengan panjang gelombang yang samaMahalResolusi terbatasTeacherworkshops.pdf38TERIMA KASIH