spektroskopi serapan atom

38
SPEKTROSKOPI SERAPAN ATOM LIA DESTIARTI, M.Si

Upload: frimuss-s

Post on 02-Jul-2015

436 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

LIA DESTIARTI, M.Si

Dalam Kimia Analitik, Atomic absorption spectroscopy (AAS) adalah teknik untuk menentukan konsentrasi terutama unsur logam. AAS dapat digunakan untuk menganalisa lebih dari 62 logam dalam larutan.

Proses Absorpsi Atom Sebuah atom netral dalam keadaan gas dapat mengabsorpsi radiasi dan memindahkan elektron ke keadaan tereksitasi. Transisi elektron sederhana mungkin terjadi tanpa muncul tingkatan energi vibrasi dan rotasi. Lebar celah menjadi lebih sempit! Terjadi pada P diskrit Na(g) 3s p 3p dan 3p p 5s sebagaimana transisi lainnya mungkin terjadi pada transisi energi foton yang tepat.

Klasifikasi Spektroskopi Atom Berdasarkan pada sifat radiasinya, spektroskopi atom dapat diklasifikasikan ke dalam (1) spektroskopi absorpsi atom, (2) spektroskopi emisi atom atau nyala atom, dan (3) spektroskopi fluoresensi atom.

Spektroskopi AtomSensitivitas : Ppm Ppb

Tabel berikut menunjukkan berbagai metode analisis berdasarkan spektroskopi atom

Tipe SpektroskopiAbsorpsi absorpsi atom (nyala) Absorpsi atom (tanpa nyala) Absorpsi sinar x Arc Spark Plasma argon Emisi atom atau emisi nyala Emisi sinar x Fluoresensi Fluoresensi atom (nyala) Fluoresensi atom (tanpa nyala) Fluoresensi sinar x

Metode AnalisisDiaspirasikan ke dalam nyala Dievaporasi dan dinyalakan di atas permukaan panas Tidak diperlukan Dipanaskan dalam busur (arc) listrik Dieksitasi dalam percikan api (spark) tegangan tinggi Dipanaskan dalam plasma argon Diaspirasikan ke dalam nyala Tidak diperlukan, sampel ditembak dengan elektron Diaspirasikan ke dalam nyala

Sumber RadiasiLampu katoda cekung Lampu katoda cekung Lampu sinar x Sampel Sampel Sampel Sampel Sampel Sampel dengan lampu) Sampel dengan lampu) Sampel dengan (dieksitasi radiasi dari (dieksitasi radiasi dari (dieksitasi radiasi sinar x)

Emisi

Dievaporasi dan dinyalakan di atas permukaan panas Tidak diperlukan

Sumber Radiasi

Radiasi Transmisi

Monokromator

Detektor

Sampel Radiasi Emisi

Monokromator

Detektor

Sampel Radiasi Fluoresensi 90o

Monokromator

Detektor

Sampel

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

Atomisasi Nyala

Spektroskopi AtomBerdasarkan pada absorpsi atau emisi radiasi oleh atom Spektrum garis yang spesifik dapat digunakan untuk analisis unsur baik kualitatif ataupun kuantitatif Analisis spektroskopi atomik hanya dapat dilakukan bila spesi kimia berada dalam bentuk atom Atomisasi : proses pembentukan atom dalam bentuk gas dari sampel

Bila suatu sampel larutan garam anorganik diaspirasikan ke dalam nyala api maka dalam nyala api akan terbentuk suatu larutan berbentuk gas yang disebut plasma. Plasma ini berisi partikel-partikel atom. Jadi dalam nyala api terdapat sampel yang telah teratomisasi atau direduksi menjadi atom-atomnya.

Spektroskopi Absorpsi Atom. Pada metode ini suatu sumber radiasi yang sesuai (lampu katoda cekung) dilewatkan ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah teratomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. Untuk membedakan antara radiasi yang berasal dari sumber radiasi dan radiasi dari nyala api, biasanya digunakan chopper yang dipasang sebelum radiasi dari sumber radiasi mencapai nyala api. Detektor disini akan menolak arus searah (DC) dari emisi nyala dan hanya mengukur arus bolak balik (signal absorpsi) dari sumber radiasi dan sampel. Konsentrasi unsur diukur berdasarkan perbedaan intensitas radiasi pada waktu ada atau tidaknya unsur yang diukur (sampel) di dalam nyala api.

Hukum Distri usi B ltzma :

Ni / No ! gi / goeNi No Ei Eo gi & go

( Ei Eo ) / kT

= banyaknya atom dalam keadaan tereksitasi = banyaknya atom dalam keadaan dasar = energi excited state = energi ground state = faktor statistik yang ditentukan oleh banyaknya tingkat energi yang mempunyai energi sama pada setiap tingkat energi

Tujuan atomizer adalah untuk membuat Ni/No sebesar mungkin, agar dimungkinkan terjadinya atom pada excited state sebesar mungkin. Temperatur yang diperlukan untuk atomisasi dapat dihitung dengan persamaan Boltzman diatas.

The technique typically makes use of a flame to atomize the sample, but other atomizers such as a graphite furnace are also used. Three steps are involved in turning a liquid sample into an atomic gas:

Types of pneumatic nebulizers: (a) concentric tube, (b) cross-flow, (c) fritted disk, (d) Babington.

Figure 9-2 Regions in a flame.

Figure 9-3 Temperature profiles in C for a natural gas/air flame.

A glow discharge atomizer

Bahan Bakar

22

Figure 9-10 Absorption of a resonance line by atoms.

Figure 9-16 Emission line profiles for a hollow-cathode lamp operated at high and low currents.

Atomisasi Nyala

25

Atomisasi Elektrotermal

26

Tehnik Atomisasi lain Glow discharge atomization Hydride atomization Cold vapor atomization

27

Perangkat Instrumen AASBERKAS TUNGGAL

BERKAS GANDA

28

SKEMA INSTRUMEN AAS

SUMBER RASIASI

SAMPEL

MONOKROMATOR

DETEKTOR

Sumber RadiasiDua jenis lampu AAS Hollow-Cathode Lamps Electrodeless-discharge Lamps

30

Hollow-Cathode Lamps

31

Electrodeless-discharge Lamps

32

radiation sources for AAS: Atomic absorption are potentially highly specific, because atomic absorption lines are remarkably narrow (0.002 to 0.005 nm), which leads to a problem for the quantitative measurement of atomic species using Beer s law. Line source from atomic emission. Hollow cathode lamp: most commonly used; Electrodeless discharge lamps: radiant intensity is one to two orders of magnitude greater than their hollow cathode counterparts; Inconvenience: A separate lamp for different element. source modulation: modulate the output of the source so that its intensity fluctuates at a constant frequency. Source modulation can eliminate interference caused by emission of radiation by the flame.

Spektroskopi Emisi Atom Flame Emission Spectroscopi Electric Arc Electric Spark Plasma

35

Chemical interference chemical interferences: various chemical processes occurring during atomization that alter the absorption characteristics of the analyte. formation of chemical compounds of low volatility: eliminated or moderated by using higher temperatures; releasing agent; dissociation equilibrium: with high temperature, there are many dissociation and association reactions lead to conversion of the metallic constituents to the elemental state. ionization equilibrium: Table 9-2