spektroskopi inframerah

18
SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Upload: imelda-yulianti

Post on 07-Apr-2016

414 views

Category:

Documents


70 download

DESCRIPTION

Kimia

TRANSCRIPT

Page 1: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Page 2: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH
Page 3: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Definisi Inframerah• Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari suatu

panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang mikro.

• Spektroskopi IR studi mengenai antara energi cahaya dan materi,

dimana energi yang dipancarkan berasal dari sinar infra merah.

• Spektrofotometer IR instrumen yang digunakan untuk mengukur

penyerapan radiasi inframerah pada berbagai panjang gelombang.

Page 4: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

TIPE TRANSISI DAN JENIS SPEKTRUM EM

JENIS REM TIPE TRANSISIX-ray Pemutusan ikatanUV/Visible ElektronikInframerah VibrasionalGelombang mikro RotasionalRadiofrekuensi Nuclear spin (Nuclear magnetic resonance)

Electronic spin (electron spin resonance)

Page 5: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

PEMBAGIAN SPEKTRUM IR

• Spektrum IR meliputi daerah serapan dengan λ = 0.78 – 1000 μm, ν = 12800-10 cm-1.

• Berdasarkan aplikasinya, spektrum IR dibagi:• 1. Spektrum IR jauh λ= 50-1000μm• 2. Spektrum IR sedang, λ= 2.5-50μm.• 3. Spektrum IR dekat, λ= 0.78-2.5μm.• Untuk keperluan analisis digunakan spektrum

IR sedang .

Page 6: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

• Di dalam spektroskopi IR jarang digunakan λ (panjang gelombang). Sedang pada spektr UV, spektrumnya ditunjukkan dengan λ (panjang gelombang).

• Posisi berkas vibrasi IR ditunjukkan dengan v (bilangan gelombang, wave number). Bilangan gelombang secara salah sering disebut frekuensi.

• Kalau misal 2.5 μm akan dikonversi ke bilangan gelombang menjadi = cm = 10000 = 4000 cm-1

• λ 2.5

V = 1 = 1 λ cm

V = c λ

V = bilangan gelombang λ = panjang gelombangV = frekuensiC = kecepatan cahaya

Page 7: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

VIBRASI MOLEKULER• Inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen, selalu

mengalami getaran (vibrasi) dengan cara serupa dengan dua bola yang terikat pegas.

• Frekuensi vibrasi dapat ditentukan dengan rumus Hooke:

• v= 1/2π √(k/µ) • v= 1/2πc √(k/µ)

k

m1 m2

V= frekuensi vibrasiµ = massa tereduksi = m1.m2 m1+m2

Page 8: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

• Vibrasi molekuler adalah perubahan-perubahan fisik yang terjadi pada ikatan-ikatan/gugus dalam molekul yang menyerap sinar IR tersebut.

• Ada 2 macam jenis vibrasi:• Vibrasi rentangan (stretching), atom bergerak terus

sepanjang ikatan sehingga perubahan jarak antar atom

• Vibrasi tekukan (bending), terjadi perubahan sudut-sudut ikatan antar atom

Page 9: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

• Dua molekul yang berbeda strukturnya, akan berbeda pula spektrum IR-nya:

• Karena macam ikatan yang berbeda akan menyebabkan frekuensi vibrasi yang berbeda pula.Walaupun ikatan sama, tetapi berada pada molekul yang berbeda (lingkungan berbeda) akan mempunyai frekuensi vibrasi yang tidak sama.Spektrum IR disebut sebagai

spektrum sidik jari, fingerprint spectrum.

Page 10: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Perhitungan frekuensi vibrasi• Hukum Hooke:

• Kalau dalam satuan massa atom (sma)

v= 1/2π √(k/µ)

v= 1/2πc √(k/µ)

µ = m1.m2 m1+m2 dalam gram

µ = M1.M2 (M1+M2) 6.02 1023

v = 4.12 √ k (M1+M2) M1.M2

Page 11: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Contoh….• Ikatan C=C• v = 4.12 √ k (M1+M2)

M1.M2 = 4.12 √ 10.105 (12+12) 12.12 = 1682 cm-1

• Ikatan C-H• v = 4.12 √ k (M1+M2) M1.M2• = 4.12 √ 5.105 (12+1)

12.1 = 3032 cm-1

K ikatan tunggal 5.105

K ikatan rangkap dua 10. 105

K ikatan rangkap tiga 15.105

Buat perkiraan untuk C=O, C-O, OH

Page 12: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

PENGGUNAAN SPEKTRUM IR

• Untuk identifikasi, dengan membandingkan spektra IR dari dua senyawa yang diperkirakan identik, kita dapat menyatakan apakah kedua senyawa tsb identik.

• Memberikan keterangan-keterangan tentang tipe-tipe ikatan (gugus2) dalam molekul. Setiap tipe ikatan ttt berada pada daerah tertentu dalam spektrum IR.

Page 13: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Sifat-sifat ikatan dan kecenderungan serapan

Dua atom dalam molekul diumpamakan sbg massa yang bervibrasi yang dihubungkan dg suatu pegas.

• Harga k bergantung macam ikatan. Harga k untuk ikatan rangkap tiga>rangkap dua> tunggal

• Harga µ bergantung pada massa atom

v= 1/2πc √(k/µ) µ = m1.m2 m1+m2

C C C C C C

2150 cm-1 1650 cm-1 1200 cm-1

C-H C-C C-O C-Cl C-Br C-I

3000cm-1 1200cm-1 1100 cm-1 800 cm-1 550 cm-1 500 cm-1

Page 14: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

• Vibrasi bending (tekukan) cenderung lebih mudah dibandingkan stretching rentangan C-H tekukan C-H 3000 cm-1 1340 cm-1

• Hibridisasi juga mempengaruhi tetapan gaya k. Urutan kekuatan ikatan sp>sp2>sp3. dan frekuensi C-H teramati sebagai berikut: =C-H =C-H -C-H

3300 cm-1 3100 cm-1 2900 cm-1

Page 15: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

• Resonansi juga mempengaruhi kekuatan dan panjang ikatan yang berartii juga mempengaruhi tetapan gaya k

C

O

C

O

R

O

R R

O

1720-1708 CM-1 C=O 1644-1617 cm-1 C=C1700-1675 cm-1 C=O

Page 16: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

• Gugus penarik elektron EWG meningkatkan frekuensi C=O karena EWG memperkuat ikatan C=O. Sebaliknya gugus pemberi elektron (EDG) menurunkan frekuensi C=O karena EDG memperlemah ikatan C=O

RC

O

OR RC

O

R

1735 cm-1 1715 cm-1

RC

O

H

1725 cm-1

Page 17: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

instrumentasi• Bagian pokok yaitu:1.Sumber cahaya inframerah “Nernst

glower”(camp. Oksida dari Zr, Y, Er, dsb), “Globar”(silicon karbida), berbagai bahan keramik.

2.Monokromator prisma & grating, namun kebanyakan prisma adalah NaCl

3.Detektor “Thermopile”

Page 18: SPEKTROSKOPI INFRAMERAH