DASAR-DASAR ANALISISSECARA FOTOMETRI

1

PENDAHULUAN

Perkemb.awal Sifat-sifat kimia Perkemb. pesat 1930-an akibat

perkembangan elektronik

2

Fotometri/Spectrophotometry*Cara analisis berdasarkan antar aksi

antara zat dengan gelombang/radiasi elektromagnetik.

* Metode analisis dengan menggunakan cahaya untuk mengukur konsentrasi

zat

3

Spektrum Gelombang/Radiasi Elektromagnetik (REM) Max Planck : Cahaya sebagai gelombang

elektromagnetik dengan kec. Rambat 3 x 1010 cm/detik dalam ruang hampa udara yang memiliki energi yang terhimpun dalam paket-paket kecil (kuantum). Teori ini dikenal dengan nama teori kuantum.

Th. 1905, Einstein mengembangkan Teori kuantum Planck. Cahaya memiliki sifat dualisme, yaitu cahaya mrpk partikel-partikel yang merambat lurus dan memiliki energi foton dan merupakan gelombang elektromagnetik.

4

Sifat-sifat Cahaya

m/s 102.998c cλυ 8sJ 10626.6 34 hE

5

Istilah-istilah Berhubungan dengan Cahaya

v = frekuensi osilasi : jumlah glombang dalam satu detik (Hertz /Hz)

Λ = Panjang gelombang : jarak yang ditempuh gelombang selama satu getaran

v = angka gelombang : jumlah satuan gelombang per satu cm.

6

Konsep Energi

ΔE = h v = h c/λ

v = 1/λ

Dimana :

ΔE = perubahan energi eksitasi

h = tetapan Planck = 6,62 x 10-27 erg detik

= 6,62 x 10-34 joule detik

7

Electromagnetic Spectrum

8

Spektrum ElektromagnetikNo. Panjang Gelombang Jenis Sinar

1. 0,05 – 1 Å Sinar gamma

2. 1 – 100 Å Sinar X

3. 10 -200 nm Sinar UV jauh

4. 200 – 400 nm Sinar UV dekat

5. 400 – 800 nm Sinar tampak

6. 0,8 – 500 μm Sinar IR

7. 106 – 108 nm Gelombang radio

9

10

Soal

1. Sinar biru diketahui mempunyai panjang gelombang 560 nm. Berapakah frekuensi dan angka gelombang sinar ini ?

2. Bila diketahui konstanta Planck

6,62 x 10-34 joule detik. Berapakah energi yang diserap sinar tersebut ?

3. Bila sinar tersebut berinteraksi selama satu jam, berapakah energi yang diserap oleh materi?

11

Macam-Macam Spektrum1. Spektrum Atom/Spektrum Garis Bila suatu atom diberi energi, maka akan terjadi

perpindahan energi pada elektron terluar atom dari tingkat energi dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi, yang dinamakan atom tereksitasi.

Energi ini bisa diberikan melalui energi cahaya atau panas dari nyala.

Pada saat elektron tersebut kembali ke tingkat energi dasar, maka akan dipancarkan (emisi) sebagai cahaya monokromatik dengan panjang gelombang tertentu sesuai dengan beda energi pada keadaan dasar dengan pada keadaan eksitasi ( E =E’ - E ).

12

Macam-Macam Spektrum Energi yang diserap oleh atom hingga tereksitasi sama dengan

energi yang dipancarkan ketika atom kembali kekeadaan dasar. Karena elektron terluar atom dapat dieksitasi pada beberapa

tingkat energi, maka akan dapat diamati beberapa garis spektrum yang bersama-sama yang disebut spektrum garis atau spektrum atom.Contohnya logam natrium bila dibakar dengan Bunsen akan memancarkan sinar berwarna kuning yang merupakan spektrum garis kuning ( = 589 nm).

Karena garis yang diemisikan suatu spektrum garis merupakan karakteristik untuk unsur/atom bersangkutan, maka hal ini dapat kita gunakan untuk analisis secara kualitatif dengan reaksi nyala, maupun secara kuantitatif dengan fotometri nyala.

13

Macam-Macam Spektrum

E’’

E’

E°

330 nm

589 nm

Spektrum Absorbsi dan Emisi Atom Natrium

14

Macam-Macam Spektrum1. Spektrum Molekul / Spektrum Pita Seperti halnya pada atom, elektron terluar dari

molekulpun, seperti pasangan elektron dapat mengalami eksitasi dari tingkat energi dasar ke tingkat energi lebih tinggi bila diberikan suatu energi.

Energi diperoleh dari absorpsi cahaya. Namun pada molekul bukan hanya elektron yang

dieksitasi tetapi juga vibrasi (getaran), dan rotasi kerangka juga mengalami eksitasi. Dari sini umumya diperoleh pita emisi yang lebar yang merupakan gabungan garis-garis yang berdekatan dan tidak dapat dipisahkan, yang dinamakan spektrum pita atau spektrum molekul.

15

Macam-Macam Spektrum Pada saat elektron kembali ke tingkat energi

dasar secara bertahap atau kaskade, maka akan dipancarkan (emisi) sebagai cahaya (sinar) pada panjang gelombang tertentu, biasanya pada cahaya tampak. Peristiwa ini dinamakan fotoluminensi

Bila molekul mengabsorpsi cahaya, maka akan terjadi penambahan energi eksitasi yang disebabkan oleh : Rotasi molekul ( R ), Vibrasi molekul ( S ), perpindahan pasangan elektron terluar dari tingkat energi dasar ( E ) ke tingkat energii lebih tinggi ( E’ ), dan ionisasi.

16

Macam-Macam Spektrum

E’’

E’

E°

Spektrum Absorsi dan Emisi Molekul

17

Macam-Macam Spektrum

Energi pada molekul

Etotal = Etranslasi + Evibrasi + Erotasi

18

Macam-Macam Spektrum Fotometri nyala, yaitu analisis fotometri yang berdasarkan

pemancaran (emisi) sinar oleh atom-atom tereksitasi dengan menggunakan energi panas dari nyala.

Fluorometri/spektrofluorometri, analisis fotometri yang berdasarkan pemancaran (emisi) sinar oleh molekul-molekul tereksitasi yang disebut fluoresensi dari suatu senyawa kimia.

Spektrofotometri Serapan atom (AAS), yaitu analisis fotometri yang berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh atom-atom tereksitasi.

Spektrofotometri Ultra Violet (UV), yaitu analisis fotometri berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh molekul-molekul tereksitasi dalam daerah ultra violet.

Spektofotometri Sinar Tampak (Visible), yaitu analisis fotometri berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh molekul-molekul tereksitasi dalam daerah cahaya tampak.

Spektrofotometri Infra Merah (IR), yaitu analisis fotometri berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh molekul-molekul tereksitasi dalam daerah infra merah.

19