Ida Musfiroh

Fluorometri

PendahuluanFotoluminesensi :

Peristiwa dimana suatu senyawa kimia dapat dieksitasikan oleh cahaya dan kemudian memancarkan kembali sinar dengan panjang gelombang yang sama atau berbeda dengan panjang gelombang semula (panjang gelombang eksitasi)

PendahuluanPeristiwa fotoluminesensi dibagai menjadi 2

yaitu : 1. Fluoresensi2. Fosforesensi

LuminescenceEmission of radiation, which occurs during returning

of excitated molecules to ground stateFluorescence, phosphorescence – excitation is

caused by absorption of radiation Chemiluminiscence – excitation is caused by

chemical reaction

Teori Fluoresensi dan Fosforesensi

Bila dua atom saling berikatan menjadi suatu molekul maka pasangan elektron yang membentuk ikatan antara kedua atom dianggap menempati suatu orbital molekul yang terbentuk sebagai hasil tumpang tindih dua buah orbital atom pembentum molekul.

Dari hasil kombinasi ini akan terbentuk dua macam orbital molekul yaitu orbital ikatan dan orbital anti ikatan

Teori Fluoresensi dan FosforesensiOrbital ikatan yang mempunyai energi

lebih rendah akan ditempati elektron elektron ikatan dengan keadaan azas (ground state)

Dan pada orbital ikatan dan anti ikatan disuperposisikan juga tingkat energi vibrasim sehingga jika molekul menyerap energi sinar maka akan terjadi transisi dari tingkat energi ikatan dan anti ikatan yang diikuti oleh transisi energi vibrasi

Hukum PauliBahwa molekul mempunyai jumlah

elektron genap dan bila molekul tersebut dalam keadaan azas maka elektron elektron tersebut akan menempati berbagai orbital.

Menurut Pauli, elektron yang berpasangan harus harus mempunyai spin yang berlawanan

(↑↓)

Tingkat EnergiTingkat energi di dalam molekul yang spin

elektronnya berpasangan disebut tingkat energi elektron singlet

Bila salah satu elektron keadaan singlet azas menyerap energi cahaya (tereksitasi) maka ada dua kemungkinan :a. Transisi ke tingkat energi elektron tereksitasi

singlet (S) yang mana spin elektron yang tereksitasi masih

dalam arah yang berlawananb. Transisi ke tingkat energi elektron tereksitasi triplet (T) yang

mana spin elektron berubah dari semula berlawanan

menjadi searah

Singlet state dan Triplet State

S0 S1 T1

E

Singlet state - spins of two electrons are paired

Triplet state - spins of two electrons are unpaired

Perbedaan sifat molekul singlet dan triplet

Molekul dalam keadaan singlet bersifat diamagnetik (berpasangan), keadaan triplet bersifat paramagnetik

Kemungkinan terjadinya transisi singlet → triplet lebih kecil dari pada transisi singlet → singlet , akibatnya usia rata rata (life time) eksitasi triplet lebih lama dibanding rata rata eksitasi singlet

Jika transisi terjadi dari singlet → triplet, maka peristiwa ini disebut lintasan antar sistem (Inter System Crossing) → yang mendasari FOSFORESENSI

Energy level diagram for photoluminescent molecules

Radiationless transitions:

VR –vibrational relaxationIC- internal conversionISC –intersystem crossing

E

Radiation transitions:

Fluorescence - transition to the ground state with the same multiplicity S1S0

probability of fluorescence is higher than phosphorescence

PhosphorescencePhosphorescence – – transition between states with different multiplcity Ttransition between states with different multiplcity T11SS00

Stokes´ shift

Wavelength of emitted radiation is longer because its energy is lower

E = h . c/

Stokes´ shift

Wavelength difference between absorption (excitation) and fluorescence (emission) maximum

http://psych.lf1.cuni.cz/fluorescence/soubory/principy.htm

Quantitative fluorescent measurement

If = f .Ia = f (I0 - It) It = I0 .10-cd

If = f .I0(1- 10-cd)

cd < 0,01 10-cd ln10.(1- cd)

If = 2,3.f.d.c = .c

I0 It

If

intensity of fluorescence If

intensity of absorption Ia

f = =

Ia = I0 - It

sample

Fluorescence efficiency (f ) is the fraction of the incident radiation which is emitted as fluorescencef < 1

The dependence of intensity of fluorescence to concentration of fluorophore

Fluorescence measurement

sample

emission monochromator

detector

sourceexcitation

monochromator

Read-out