Spektro UV-VIS

Report
SPEKTROFOTOMETRI
KIMIA ANALISA
Spektroskopi

Spektroskopi molekuler adalah ilmu yang
mempelajari interaksi antara gelombang
elektromagnetik dengan materi

Metode spektroskopi digunakan untuk
menentukan, mengkonfirmasi struktur
molekul, dan untuk mengetahui kemurnian
suatu senyawa
Spektroskopi Konvensional
Tipe Spektroskopi


Spektroskopi Ultraviolet (UV) ---- Keadaan energi elektronik
Digunakan untuk ---- molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus
nitro


Spektroskopi Infrared (IR) ---- keadaan energi vibrasi
Digunakan untuk ---- gugus fungsional, struktur ikatan


Spektroskopi NMR ---- keadaan spin inti
Digunakan untuk ---- bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton
(inti hidrogen dan inti karbon 13)


Spektroskopi Massa ---- Penembakan elektron berenergi tinggi
Digunakan untuk ---- berat molekul, keberadaan nitrogen, halogen
SPEKTROSKOPI
ANALISIS FISIKOKIMIA YANG MEMBAHAS INTERAKSI
RADIASI ELEKTRO MAGNETIK DENGAN ATOM ATAU
MOLEKUL
SPEKTROFOTOMETER (INSTRUMENT = ALAT)
SPEKTROFOTOMETRI (METODE)
SPEKTROMETRI
Konsep dasar :
KITA DAPAT MELIHAT SUATU BENDA KARENA BENDA
TERSEBUT MEMANTULKAN “CAHAYA”
Bentuk Interaksi Radiasi
dengan Materi
ABSORPSI
REFLEKSI
–
EMISI
SCATTERING
Absorpsi
•
•
•
•
•
Berkas radiasi elektromagnet bila dilewatkan pada
sampel kimia maka sebagian akan terabsorpsi
Energi elektromagnet yang ditransfer ke molekul
sampel akan menaikan tingkat energi (tingkat
tereksitasi)
Eksitasi energi dapat berupa eksitasi elektronik,
vibrasi dan rotasi
Molekul akan dieksitasi sesuai dengan panjang
gelombang yang diserapnya
Hampir semua gugus fungsi organik memiliki
bilangan gelombang serapan khas di daerah yang
tertentu
20.000 m
LONG WAVE
MEDIUM WAVE
RADIO WAVE
SHORT WAVE
5 mm
MICRO WAVE
FAR INFRARED
HEAT RAYS
0,7  = 700 m = 700 nm
NEAR INFRARED
VISIBLE RAYS
400 nm
200 nm
500 Ao
0,05
INFRARED RAYS
NEAR ULTRAVIOLET
FAR ULTRAVIOLET
= VACUM UV
ULTRAVIOLETS
X RAYS
Ao
Y RAYS
> ENERGI
COSMIC RAYS
Spektroskopi IR
Spektroskopi Infra Merah

Merupakan suatu metode yang mengamati
interaksi molekul dengan radiasi
elektromagnetik yang berada pada daerah
panjang gelombang 0.75 – 1.000 µm atau
pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm-1
 Umumnya digunakan dalam penelitian dan
industri
 Menggunakan teknik absorpsi
Spektrofotometri UV-Vis

Radiasi elektromagnetik, yang mana sinar
UV-Vis merupakan salah satunya, dapat
dianggap sebagai energi yang merambat
dalam bentuk gelombang
Spektrofotometri UV-Vis
Dimensi panjang gelombang adalah panjang [L]
yang dapat dinyatakan dalam unit-unit berikut :
 1 angstrom (Å) = 10-8 cm = 10-10 m
 1 nanometer (nm) = 10-7 cm = 10-9 m = 1
milimikron (mμ) = 10 Å
 1 mikrometer (mμ) = 10-6 m = 10-4 cm = 1
mikron (μ)
 λ merupakan simbol yang umum
digunakan untuk panjang gelombang
Ada hubungan antara energi yang dimiliki
radiasi elektromagnetik, frekuensi, dan panjang
gelombang
E=h.γ
γ = c / λ sehingga
E = h.c / λ
dimana :
E = energi radiasi cahaya
h = tetapan Planck 6,626 x 10-34 Joule
c = kecepatan cahaya 3 x 1010 cms-1
λ = panjang gelombang
γ = frekuensi (Hertz)
• Warna 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.
Hubungan antara warna dengan panjang gelombang
sinar tampak
Panjang Gelombang
Warna yang diserap
Warna yang diamati/warna
komplemanter
400 – 435 nm
Ungu (lembayung)
Hijau kekuningan
450 – 480 nm
Biru
Kuning
480 – 490 nm
Biru kehijauan
Orange
490 – 500 nm
Hijau kebiruan
Merah
500 – 560 nm
Hijau
Merah anggur
560 – 580 nm
Hijau kekuningan
Ungu (lembayung)
580 – 595 nm
Kuning
Biru
595 – 610 nm
Oranye
Biru kekuningan
610 – 750 nm
Merah
Hijau kebiruan
INSTRUMENTASI SPEKTROFOTOMETER ULTRA
VIOLET/NAMPAK DESAIN DASARNYA SAMA DENGAN
SPEKTROFOTOMETER INFRA MERAH
SR
M
SK
SR
= SUMBER RADIASI
M
= MONOKROMATOR
SK
= SAMPEL KOMPARTEMEN
D
= DETEKTOR
A
= AMPLIFIER/PENGUAT SINYAL
VS
= VISUAL DISPLAY
D
A
VD
Hukum Lambert-Beer
Dimana,
A= serapan
Io = Intensitas sinar yang datang
I = Intensitas sinar yang diteruskan
ε = absorptivitas molar
ι = panjang atau tebal larutan
c = konsentrasi larutan
Perlu diketahui juga bahwa :
Kuantitas spektroskopi yang diukur biasanya
adalah transmitans (T)
Dan besar T = I/Io, sehingga dapat
dinyatakan bahwa
A = log 1/T
ABSORPSI ENERGI DIREKAM SEBAGAI ABSORBANS (BUKAN
TRANSMITAN SEPERTI PADA SPEKTRA INFRA MERAH)
ABSORBANS PADA PANJANG GELOMBANG TERTENTU
DIDEFINISIKAN SEBAGAI :
A = log Io/I
ABSORBANS SUATU SENYAWA PADA PANJANG GELOMBANG
TERTENTU BERTAMBAH DENGAN MAKIN BANYAKNYA
MOLEKUL MENGALAMI TRANSISI
Spektrum ultraviolet Mesitil oksida 9,2 x 10-5 M, sel 1,0-cm
1,5
mak = 232 nm
O
1,2
ABSORBNS
(CH2)2C=CHCCH3
1,0
0,5
0
200
250
300
PANJANG GELOMBANG
350
400 nm
SPEKTRUM 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 SCAN
DISEKITAR 200 nm JUGA AKAN ADA GANGGUAN ABSORPSI
OLEH METANOL SEANDAINYA METANOL DIPAKAI SEBAGAI
PELARUT
PANJANG GELOMBANG PADA TITIK TERTINGGI DARI
KURVA/SPEKTRUM DISEBUT PANJANG GELOMBANG
TERTINGGI (mak). UNTUK MESITIL OKSIDA PADA 232 nm
SPEKTROFOTOMETER UV-VISIBLE DIGUNAKAN
TERUTAMA UNTUK ANALISIS KUANTITATIF, UNTUK
KUALITATIF PERLU DIKONFIRMASI DENGAN
ANALISIS INSTRUMENTAL LAINNYA
ABSORBANS TERGANTUNG PADA
1. STRUKTUR ELEKTRONIK SENYAWA
2. KONSENTRASI LARUTAN SAMPEL
3. 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
ORDINAT.
 DAN BUKAN A SEBAGAI
NILAI log  TERUTAMA BERMANFAAT BILA HARGA 
SANGAT BESAR
 = A/c.l
 = ABSORPTIVITAS MOLAR (M-1 cm-1)
A = ABSORBANS
c = konsentrasi sampel dalam M
l = panjang sel, dalam cm
ABSORPTIVITAS MOLAR (BIASANYA DILAPORKAN PADA
mak) MERUPAKAN SUATU NILAI YANG MENCAKUP
KONSENTRASI DAN PANJANG SEL
Contoh 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 c
c = 0,001/(12.000 M-1cm-1 x 1 cm)
c = 1,2 x 10-7 M
sehingga
Sehingga konsentrasi X minimum yang dapat dideteksi adalah
1,2 x 10-7 M
Hukum Lambert Beer
Hukum Lambert Beer menyatakan
bahwa intensitas yang diteruskan oleh
larutan zat penyerap berbanding lurus
dengan tebal dan konsentrasi larutan
Hukum Lambert Beer
Dalam Hk. Lambert Beer ada beberapa batasan,
yaitu :
 Sinar yang digunakan dianggap monokromatis
 Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang
mempunyai penampang luas yang sama
 Senyawa yang menyerap dalam larutan tsb tidak
tergantung terhadap yang lain dalam lar tsb
 Tidak terjadi peristiwa fluoresensi
 Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi
larutan
Analisis 2 campuran bersamaan
Bila 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 kecil
 Dua buah kromofor yang berbeda akan
mempunyai kekuatan absorpsi cahaya yang
berbeda pula pada satu daerah panjang
gelombang

Analisis 2 campuran bersamaan
Untuk kasus analisis multikomponen dapat
digunakan persamaan :
A
senyawa X, Ax = ax bx cx atau Ax = x lx cx
senyawa Y, Ay = ay by cy atau Ay = y ly cy
Karena biasanya tebal civet sama, sehingga l atau
b dapat dianggap tetap
A= c
Absorbans total merupakan jumlah dari absorbans
tiap komponen maka :
A1 = x1 l Cx + y1 l Cy
A2 = x2 l Cx + y2 l Cy
A1
= absorbans terukur pada λ1
A2
= absorbans terukur pada λ2
x1
= absorptivitas molar X pada λ1
x2
= absorptivitas molar X pada λ2
y1
= absorptivitas molar Y pada λ1
y2
= absorptivitas molar Y pada λ2
Cx
= konsentrasi molar pada X
Cy
= konsentrasi molar pada Y
l
= tebal cuvet
Contoh perhitungan :
Absorbansi obat A dengan konsentrasi 0,0001 M dalam
cuvet 1 cm adalah 0,982 pada λ 420 nm, dan sebesar 0,216
pada λ 505 nm. Absorbansi obat B dengan konsentrasi
0,0002 M adalah 0,362 pada λ 420 nm, dan sebesar 1,262
pada λ 505 nm. Absorbansi campuran 2 obat adalah 0,820
pada λ 420 nm, dan sebesar 0,908 pada λ 505 nm.
Berapakah konsentrasi masing-masing obat A dan obat B ?
Spektrofotometer UV-Vis
Shimadzu UV 2401PC
Komponen Instrumentasi UVVis

Sumber Radiasi
– Lampu wolfram

Kuvet (Sample Container)
– Kuarsa atau silika

Monokromator
– Prisma kaca atau kuarsa

Detektor
– Fotolistrik

Pencatat
Spektrofotometer UV-Vis

Menurut konfigurasi optiknya,
spektrofotometer UV-Vis dibagi menjadi
– Single Beam
– Double Beam
– Multi Channel
Single Beam
Double Beam
Double Beam – In Time
Multi Channel
•Tanpa monokromator
•Mendispersikan cahaya dengan panjang gelombang yang sama
•Mahal
•Resolusi terbatas

similar documents