Analisis Instrumen UV-Vis

Analisis InstrumenSpektrofotometri Ultraviolet dan Sinar Tampak (UV-Vis)

Universitas Negeri MalangFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamProgram Studi Pendidikan Kimia

LOGO

Spektrofotometri Ultraviolet dan Sinar Tampak

Topik

1. Pendahuluan

2. Spektra Ultraviolet dan Tampak

3. Tipe Transisi Elektron

LOGO


Metode spektroskopi dengan menggunakan pengukuran serapan siinar tampak dan ultraviolet dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif

Analisis kuantitatif terkait dengan penentuan identitas zat yang dianalisa

Analisa kuantitatif terkait dengan jumlah zat yang dianalisa

LOGO


Syarat utama zat yang dapat dianalisis dengan metode spektrofotometri sinar tampak atau ultraviolet adalah memiliki kepekaan untuk menyerap sinar dengan panjang gelombang yang terletak di daerah sinar tampak atau ultraviolet

LOGO


Panjang gelombang cahaya ultraviolet dan sinar tampak jauh lebih pendek daripada gelombang radiasi inframerah.

• Spektrum ultraviolet terentang dari panjang gelombang 100 – 400 nm

• Spektrum sinar tampak terentang dari panjang gelombang 400 – 800 nm

ultraviolet sinar tampak inframerah

Panjang gelombang bertambah, energi berkurang

LOGO


• Penyerapan sinar tampak dan ultraviolet oleh suatu molekul dapat menyebabkan transisi elektronik, yaitu eksitasi elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi yang berenergi lebih tinggi.

• Proses penyerapan energi sendiri terdiri dari beberapa tahap, yaitu :Tahap 1 : M + hv M*Tahap 2 : M* M + heat

LOGO


Syarat utama suatu senyawa agar dapat dianalisis dengan metode spektrofotometri sinar tampak atau ultraviolet adalah kemampuan melakukan transisi elektron akibat menyerap sinar tampak atau sinar ultraviolet.

Senyawa-senyawa yang menyerap cahaya di rentangan ultraviolet dan sinar tampak dikatakan mempunyai gugus kromofor. Kromofor adalah bagian dari molekul yang biasanya berwarna (chroma = warna) karena menyerap cahaya di daerah ultraviolet dan sinar tampak. Senyawa penyerap dapat berupa molekul, ion tak jenuh, ion kompleks anorganik, senyawa khelat maupun senyawa aromatis.

LOGO


Transisi elektronik dari orbital π, σ, dan n

Transisi Panjang gelombang

(nm)

Contoh molekul

σ σ* <200 C-C, C-H

n σ* 160 – 260 H2O, CH3OH, CH3Cl

π π* 200 – 500 C=C, C=O

n π* 250 – 600 C=O, C=N, N=N, N=O

LOGO


Molekul atau Ion tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua atau rangkap tiga

Molekul atau ion tidak jenuh memiliki ikatan rangkap dua atau ikatan rangkap tiga, mempu menyerap radiasi di daerah ultraviolet-sinar tampak. Dalam ikatan kovalen rangkap dua terdapat satu ikatan σdan satu ikatan π , sedangkan pada ikatan kovalen rangkap tiga terdapat satu ikatan dan dua ikatan σ π . Ikatan lebih kuat daripada σikatan π sehingga eksitasi elektron akan lebih mudah terjadi jika berasal dari elektron yang terlibat dalam ikatan π . Jika senyawa yang mengandung ikatan kovalen rangkap menyerap radiasi sinar ultraviolet atau sinar tampak maka elektron pada ikatan akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, misalnya ke π* .

LOGO


Molekul atau ion tidak jenuh yang mengandung elektron non bonding (elektron n)

Energi dari transisi ini termasuk energi dengan kekuatan sedang (medium) yakni antara 200 nm sampai 700 nm. Hidrokarbon tidak jenuh yang mempunyai banyak orbital akan mengalami transisi tipe ini.

LOGO


Kromofor berupa ion-ion senaywa kompleks anorganik atau senyawa khelat

Hampir seluruh senyawa kompleks logam transisi menyerap radiasi di daerah UV-VIS akibat penyerapan radiasi yang digunakan untuk melakukan transisi elektron orbital d yang dimiliki oleh senyawa tersebut. Transisi elektron antar orbital d pada senyawa atau ion kompleks dapat terjadi karena pembentukan ion komples akan diikuti oleh splitting orbital d dari atom atau ion logam transisi.

Transisi elektron antar orbital d yang dikenal dengan transisi d d terjadi bila elektron pada kelompok orbital d yang memiliki tingkat energi lebih rendah berpindah ke orbital d yang memiliki tingkat energi yang lebih tinggi. Proses transisi antra orbital d ini dapat berlangsung bila ada penyerapan radiasi sinar UV-VIS. Besarnya energi radiasi yang diserap tergantung pada perbedaan tingkat ebergi dari kedua kelompok orbital d yang sangat dipengaruhi oleh jenis ligan terikat.

LOGO


Kromofor berupa senyawa aromatik

Spektrum serapan ultraviolet pada senyawa hidrokarbon aromatik dikarakterisasikan oleh tiga pita serapan yang diakibatkan oleh transisi . Sebagai contoh benzena mempunyai serapan kuat pada 184 nm, kemudian pita serapan yang lebih lemah pada 204 nm dan pita yang paling lemah terjadi pada 256 nm. Ketiga pita karakteristik pada benzena tersebut sangat dipengaruhi oleh substitusi pada cincin benzena. Karakter dari spektrum aromatik akan berubah jika ada satu atau lebih gugus substituen di cincin benzena. Jika ada gugus fungsi yang tidak menyerap di daerah ultraviolet namun terikat di cincin benzena, maka gugus fungsi ini akan membuat puncak serapan kromofor akan bergeser dan kemungkinan besar intensitasnya juga akan berubah. Substituen semacam ini disebut juga dengan auksokrom, misalnya gugus-gugus OH, NH2

LOGO


Keuntungan terbesar dari spektroskopi UV-Vis ini adalah kenyataan bahwa analisis campuran masih dimungkinkan tanpa memisahkan komponen penyusunnya. Hal ini disebabkan karena panjang gelombang serapan maksimum untuk masing-masing komponen tidak sama. Absorbansi total dari campuran adalah jumlah absorbansi tiap komponennya. Dengan cara melakukan pengukuran di panjang gelombang maksimum masing-masing komponen maka perhitungan konsentrasi masing-masing komponen dapat dilakukan. Gambaran teknik ini dapt dilihat pada penjelasan berikut:

Dalam praktiknya dilakukan dua pengukuran di dua panjang gelombang masing-masing komponen, dan untuk keduanya berlaku hubungan:

LOGO


Konsentrasi dari ion logan Titanium dan Vanadium dalam sebuah campuran dapat ditentukan dengan mengukur serapan menggunakan spektrofotometri UV-Vis. Absortivitas molar untuk kompleks logam tersebut pada dua panjang gelombang yang berbeda adalah sebagai berikut:

Jika sampel tersebut dianalisis menggunakan sebuah sel dengan tebal 1 cm, absorbansi pada 410 nm adalah 0,715 dan absorbansi pada 460 nm adalah 0,657 berapakah konsntrasi molar dari kedua ion logam tersebut dalam sampel?

ε410 ε460

Ti2+ 0,152 1,03

V2+ 0,037 0,050

Analisis Instrumen UV-Vis

Documents

Transcript of Analisis Instrumen UV-Vis