Mengartikan Buku

8/18/2019 Mengartikan Buku

1/15

TUGAS

KIMIA ANALISIS II

OLEH :

NAMA : RISFIANI WULANDARI

NIM : F1F1 12 119

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2016


2/15

Mengart!an "#!#

In$tr#%en #nt#! $&e!tr'('t'%er

Kita telah mendiskusikan tentang prinsip teori dari penyerapan sinar elektromaknetik

pada bab 8 dan 9. Kita sekarang harus menyadari bagaimana prinsip ini digunakan pada

larutan dalam masalah kimia. Pada bab ini tidak bertujuan untuk menyajikan detail pengujian

dari semua komponen elektrik yang digunakan untuk ukuran penyerapan. Tetapi, kami

mengharapkan untuk membawa murid keluar dari “kotak-hitam, berputar pada knop” tingkat

pemahaman dari suatu maam instrument dan bagaimana !ungsinya.

"nstrument yang digunakan untuk mempelajari penyerapan emsisi dari ahaya

elektromaknetik sebagaai !ungsi dari panjanag gelombang yang dinamakan “spektrometer”

atau “spektro!otometer”. Prinsip #ptik dan elektronik yang bekerja pada instrumen ini pada

dasarnya sama untuk semua wilayah dari spektrum kosong ultra$iolet sampai in!ramerah

terjauh. %elain itu, Komponen penting dari spektro!otometer termkasud &'( sumber yang

stabil dari energi ahaya, &)( susunan dari lensa, ermin dan slits yang ditentukan, dikumpul

&dibuat paralel( dan !okus pada panaran sinar, &*( monokromator untuk menetapkan

panaran menjadi bagian panjang gelombang atau “bands” dari panjang gelombang, &+(

wadah transparan untuk memegang sampel, dan &( detektor radiasi dengan sistem

pembaaan terkait &meter atau reoreder(, instrumen komersial mungkin sangat kompleks,tapi semua %pektro!otometri respresent $ariasi diagram sederhana.

S#%"er )ar energ &en*naran

%umber dari energi penyinaran terdiri dari bahan yang membangkitkan menjadi energi

statis yang tinggi dengan menghentikan $oltage listrik yang tinggi atau dengan panas listrik.

%ebagai bahan yang kembali menjadi energi yang rendah atau area permukaan, sinar

edarannya dari mereka memanarkan !oton energik karakteristik yang sesuai dengan ,

perbedaan energi antara negara kuantum rendah keluar. beberapa bahan memiliki banyak

tingkat energi yang begitu dekat bersama-sama bahwa radiasi mengambil bentuk sebuah

lanjutan dari radiasi memperluas atas wilayah yang agak luas. sumber ideal radiasi untuk

pengukuran absopsi akan memanarkan spektrum kontinu tinggi intensitas, seragam atas

seluruh rentang panjang gelombang yang menarik. sayangnya, intensitas sumber nyata

ber$ariasi dengan panjang gelombang seperti yang ditunjukkan untuk sumber khas dalam

perubahan angka '/-). dalam daya listrik yang menyediakan energi untuk sumber

menggeser kur$a intensitas-panjang gelombang0 akibatnya, pasokan daya yang stabil

diperlukan untuk sekuensial pengukuran penyerapan banding ketika instrumen tunggal


3/15

digunakan. bijak lain, engkau intensitas radiasi insiden &" o dalam hukum bir ini (mungkin

sangat mungkin ber$ariasi antara waktu dari standarisasi dari instrument dan waktu dari

pengukuran intensitas yang ditransmisikan oleh sampel &"i( , menyebabkan kesalahan dalam

pengukuran sampel . instrumen balok ganda diranang si bahwa "o dan "i yang diukur dan

dibandingkan seara bersamaan0 di instrumen ini sumber stabilitas yang tinggi tidak begitu

penting . %umber juga harus memberikan intensitas yang ukup di seluruh kisaran panjang

gelombang untuk memungkinkan deteksi oleh perangkat yang sesuai.

%umber radiasi ultra$iolet. lampu hidrogen dan lampu deuteriuem adalah sumber

yang paling umum dari radiasi ultra$iolet. mereka terdiri dari sepasang elektroda yang diapit

tabung kaa yang tersedia dengan jendela kuarsa dan diisi dengan hidrogen atau gas

deuterium pada tekanan rendah. ketika tegangan tinggi stabil diterapkan pada elektroda,

sebagai elektron retrurn ke keadaan dasar, mereka memanarkan radiasi yang diteruskankan

di wilayah kira-kira antara '8/ dan */ nm. similiary lampu disharge 1enon digunakan

sebagai s sumber radiasi ultra$iolet. lampu 1enon nya juga memanarkan radiasi terlihat yang

mar munul sebagai radiasi liar di apliations ultra$iolet.

2ntuk spetro!otmetri serapan atom, sumber yang menghasilkan hanya garis tajam

dari elemen yang dimaksud adalah yang diinginkan, lampu katoda berongga yang

memberikan spektrum emisi karakteristik untuk unsur akan dijelaskan dalam bagian *-3

sumber radiasi terlihat. 4ampu tungsten adalah sumber yang paling memuaskan dan murah

radiasi in!ramerah terlihat dan dekat. 5ilamen dipanaskan oleh d-e power supply stabil, atau

dengan penyimpanan baterai. 5ilamen tungsten memanarkan radiasi terus menerus di

wilayah antara */ dan )// nm. 6ang adalah karbon memberikan radiasi yang terlihat lebih

intens. 7amun jarang digunakan.

%umber radiasi in!ramerah. 6ang globar dan pandangan marah nernst adalah sumber

utama radiasi in!ramerah. lobar adalah batang silikon karbida dipanaskan sampai sekitar

')//. "tu memanarkan radiasi terus menerus dalam ' sampai +/ wilayah nm. lobar

adalah di sumber yang sangat stabil dengan pro!il intensitas serupa dengan yang ditunjukkan

dalam !igur '/-). yang 7ernst pandangan marah adalah batang berongga :irkonium dan

yttrium oksida dipanaskan dipanaskan sampai sekitar '// ; oleh arus listrik. itu emmits

radiasi dalam kisaran antara /,+ dan )/


4/15

memiliki banyak keuntungan= &'( radiasi sempit akan memungkinkan resolusi band

penyerapan yang ukup dekat satu sama lain &)( dengan radiasi band sempit punaknya dapat

diukur maksimum penyerapan, ini meningkatkan sensiti$itas, dan &*( penyerapan radiasi

sempit yang dapat absrobed diukur.

jelas, kita harus menggunakan perangkat yang menyelesaikan lebar mengatasi pita

radiasi polikromatik luas dari sumber ke band sempit atau bahkan lebih baik, radiaiton

monohormati. da dua jenis menyelesaikan perangkat yang digunakan saat ini, !ilter dan

monohromators. 5ilter dibuat dari bahan khusus memungkinkan transmisi daerah panjang

gelombang hanya terbatas sementara menyerap sebagian besar radiasi dari panjang

gelombang lainnya. 5ilter biasanya mengirimkan radiasi dengan lebar pita yang e!ekti!

dide!inisikan sebagai rentang panjang gelombang di mana transmittae adalah setidaknya

satu-setengah dari $alue.this maksimum diilustrasikan pada gambar '/-* . >onohoromators

di sisi lain , biasanya mengatasi radiasi polyhromatis ke e!ekti! $ariying lebar band dari *

nm sampai /,' nm. ?i tahun lalu, !ilter instrumen yang umum karena tingginya biaya

monohromators, namun, pada saat ini, spektro!otometer yang dimasukkan monohromators

dapat dibeli untuk sebagai sedikit sebagai @ *//.

%eperti namanya, sebuah monokromator menyelesaikan es radiasi polikromatik

menjadi panjang gelombang indi$idu dan isolat wa$elengtht ini dan isolat tersebut panjang

gelombang dalam band yang sangat sempit. Komponen dari monohromators meliputi= n &'(

suatu elah entrae yang mengakui radiasi polikromatik dari sumber &)( perangkat

ollimating baik lensa atau ermin, &*( perangkat dispersi, baik prisma atau kisi-kisi, yang

mengatasi radiasi dalam panjang gelombang komponen0 &+( lensa !oussing atau ermin, dan

&( suatu elah keluar. %emua komponen dalam monohromators harus transparan dalam

rentang panjang gelombang untuk dipelajari, dan seluruh perakitan dipasang dalam kotak

kedap ahaya. >onokromator menggunakan prisma untuk dispersi seara skematis

diperlihatkan pada gambar '/-+. Aand lebar e!ekti! dari radiasi yang munul dari

monokromator tergantung pada beberapa !aktor, termasuk unsur pendispersi dan lebar elah

dari kedua entrae dan elah e1it1. ;elah sempit dibagi lebar mengisolasi band yang sempit0

namun, lebar elah juga membatasi intensitas yang menapai detektor. #leh karena itu, band

lebar minimum dapat ditentukan oleh sensiti! dari detektor. sejak e!ekti$itas unsur

pendispersi sangat penting, mari kita mempertimbangkan dua jenis yang paling banyak

digunakan, yaitu, prisma dan kisi-kisi prisma.

Prisma yang ditunjukkan pada gambar '/-+ menyelesaikan radiasi polikromatik

menjadi band keil od panjang gelombang masing-masing munul dari prisma di malaikat


5/15

yang sedikit berbeda. 2ntuk mengarahkan panjang gelombang tertentu diselesaikan trought

radiasi elah keluar, prisma diputar sampai panjang gelombang yang diinginkan &atau lebih

tepatnya, sebuah band panjang gelombang berpusat sekitar panjang gelombang ini(

di!okuskan pada alit keluar.

kami telah dissused prinsip re!raksi dan dide!inisikan indeks bias dalam bab 8.

Besolusi tinggi radiasi polikromatik &misalnya baik pemisahan sudut panjang gelombang(

mensyaratkan bahwa dispersi sebagai besar mungkin .dispersion yang Cuatitati$ely

dide!inisikan sebagai melakukanDdy, yang perubahan-sudut de$iasi sehubungan dengan

perubahan panjang gelombang. Kelemahan utama dari sebuah prisma adalah bahwa dispersi

ber$ariasi dengan panjang gelombang &lihat bagian 8-( dispersi. sebuah prisma lebih besar

untuk panjang gelombang dekat dengan band yang penyerapan sendiri. kibatnya, karena

bahan yang paling prisma absrob panjang gelombang rendah. >isalnya, prisma Cuatr:

e1ihibit dispersi tinggi dan resolusi ini sangat baik di sekitar )//nm, bagaimanapun, dispersi

dan resolusi miskin di sekitar 3// nm, di ht in!ramerah wilayah m prisma biasanya menyerap

pada panjang gelombang yang lebih panjang dan dengan demikian, dispersi dan resolusi

peningkatan witrh kekusutan panjang gelombang.

?alam hal resolusi, prisma melakukan yang terbaik pada panjang gelombang dekat

band absobtion sendiri. 7amun, sebagai band prisma penyerapan yang approhed, total

ditransmisikan penurunan daya radiasi. ;elah yang lebih luas mungkin diperlukan untuk

memiliki ukup bersinar elah daya potong. luas mungkin diperlukan dalam rangka untuk

memiliki daya yang ukup atas radiasi mengoperasikan detektor. Tapi elah yang lebih luas

lewat pita panjang gelombang yang lebih luas dengan kerugian yang signi!ikan dari resolusi,

akibatnya, resolusi tinggi memerlukan kombinasi yang paling menguntungkan dari

karakteristik dispersi dari bahan prisma dan lebar elah monokromator.

>ounting prisma. Prisma kuarsa /,E/ ornu umum, diilustrasikan pada gambar '/-

a.is terdiri dari obe -hal! kuarsa tangan kanan &F akti$itas optik( dan satu-setengah kidal

kuarsa &akti$itas -optial(. Penyemenan dua bentuk kuarsa bersama-sama dengan ara ini

menghilangkan bire!ringene radiasi saat melewati prisma &yaitu, satu gambar terbentuk

rahter dari dua0 yang akan terjadi dengan anisotropi kuarsa normal(. 6ang littrow prisma

adalah prisma */ yang melewati radiasi di kedua arah dengan re!leksi dari wajah

menerminkan alumina:ed atau keperakan. 6ang littrow prisma digunakan dalam banyak

ommersial instrumental dan diilustrasikan pada gambar '/-b

>ateri prisma. Aahan prisma digunakan dalam monokromatik ultra$iolet-tampak dan

in!ramerah harus dipilih dengan bijaksana untuk kinerja terbaik .both transparansi dan


6/15

dispersi harus dipertimbangkan. %ilika prisma berbagai jenis yang digunakan di daerah

ultra$iolet. Guart: &bentuk kristal silika( dan leburan prisma silika mengirimkan radiasi ke

sekitar )//nm bahkan berpikir band penyerapan lemah munul di sekitar )+ nm . %ilika

kelas tinggi mentransmisikan ke '8 nm. %ilika akhir yang lebih tinggi adalah transparan ke

dekat in!ramerah &*,*


7/15

nilai yang dikenal dengan $lues diamati. >erkuri yang produesw garis shrap +E,' nm dan

tabung disharge hidrogen memberikan garis yang ukup intens di EE,* nm0 salah satu dari

ini dapat digunakan untuk mengkalibrasi spektro!otometer. 7amun, itu diinginkan untuk

memiliki sejumlah poin kalibrasi. didymium kaa !ilter memiliki sembilan akurat diketahui,

band absobtion sempit di wilayah ++'-'/E3 nm. %ebuah polystyrene memiliki sejumlah besar

band absoption sangat tepat dikenal. 4ensa dan mirros. Badiasi ollimated dan di!okuskan

oleh lensa dan ermin. Aahan yang digunakan untuk lensa harus, tentu saja, harus transparan

terhadap radiasi yang digunakan. ?i wilayah in!ramerah ermin digunakan karena sebagian

besar bahan yang tidak ukup transparan terhadap radiasi in!ramerah kerugian energi yang

signi!ikan.

-enanganan $a%&e.

Wadah sampel . %ampel yang akan dipelajari di daerah ultra$iolet atau terlihat

biasanya gas atau solusi dan di masukkan ke dalam sel-sel atau Ku$et. Kuarsa atau leburan

silika sel digunakan di daerah ultra$iolet0 kaa biasa atau kuarsa lebih mahal digunakan di

daerah tampak. %el gas ber$ariasi dalam jalur panjang dari/,' sampai '//mm, sedangkan sel-

sel solusi memiliki panjang jalan yang khas dari ' sampai '/m. >iro sel dengan kondensor

%inar yang tersedia untuk sampel sangat keil. Jendela sel penyerapan harus tetap hati-hati

dan bersih0 noda sidik jari dan jejak sampel sebelumnya mungkin menyebabkan kesalahan

besar dalam pengukuran kuantitati!. Kuarsa dan sel kaa dapat dibersihkan oleh berkumur

dengan air atau, jika langkah-langkah lebih drastis yang diperlukan, dengan solusi deterjen

atau asam nitrat panas.

%ampel untuk analisis in!ramerah seperti gas, airan, atau padatan. %el gas in!ramerah

terdiri dari tabung kaa berbentuk silinder dengan jendela 7a;l, KAr, atau ;a5). panjang

jalur ber$ariasi dari beberapa senti meter hingga beberapameter &dengan beberapa re!leksi

dalam sel(. ;airan dipelajari salah satu layar yang baik tipis dari senyawa murni &biasanya

disebut sebagai teratur( atau sebagai larutan antara lempeng garam 7a;l, KAr, atau ;a5).

Piringan dipisahkan oleh /,/// ke /,' mm untuk airan “teratur” dan /,' sampai ' mm

untuk larutan. %el in!ramerah jelas harus tidak pernah timbul kontak dengan air. %el

in!ramerah harus dibersihkan hanya dengan pelarut organik. Lat padat yang diperiksa pada

in!ramerah saat ditekan akram KAr atau suspensi dalam airan berat molekul tinggi &mulls(.

;akram kalium bromida disiapkan dengan seksama menampurkan sekitar 'mg sampel padat

dan'//mg KAr kering dan kemudian menerapkannya pada tekanan )/,/// sampai /,///

lbDin.


8/15

Penyerapan biasanya ditempatkan setelah monokromator dalam instrumen ultra$iolet

dan $isibel agar mengurangi kemungkinan dekomposisi atau !louresense, yang mungkin

dikarenakan oleh panjang gelombang energi tinggi lainnya dari radiasi yang belum

terselesaikan. Pada instrumen in!ramerah, sampel ditempatkan sebelum monokromator

sehingga tidak akan menghalangi panaran ahaya yang ber!okus pada detektor. ?imanapun

sel ditempatkan, itu harus diposisikan sehingga peristiwa panaran sinar normal &tegak

lurus(ke jendela atau permukaan sel0 jika tidak, mungkin ada kerugian yang signi!ikan karena

re!leksi dan re!raksi. %elain itu, wadah harus dimasukkan sehingga permukaan sel yang sama

di presentasikan dengan radiasi sinar pengukuran berturut-turut. %el-sel persegi panjang yang

lebih baik untuk sel silinder. 7amun, jika sel-sel silinder yang lebih murah digunakan,

mereka harus bagaimanapun di tandai untuk memastikan bahwa posisi yang sama digunakan

dalam setiap pengukuran.

Pelarut . Pelarut yang digunakan dalam studi spektro!otometri harus melarutkan

sampel dan mengirimkannya di daerah panjang gelombang yang di teliti. Pelarut umum yang

digunakan dalam ultra$iolet dan $isibel terantum dalam Tabel '/-) bersama dengan batas

transparansi yang lebih rendah. Pita absorpsi pelarut yang umum dalam kisaran in!ramerah

dari ) sampai ' engingat

bahwa transmitan persen dari solusi harus berada dalam kisaran )/ sampai EI dan nilai-

nilai rendahI T, ketidak pastian yang sangat tinggi. kibatnya, sampel mungkin harus

dienerkan untuk memberikan absorbansi pada kisaran optimum.

Panjang jalur sel larutan in!ramerah ukup singkat, dan in!ramerah panjang jalur sel

larutan in!ramerah ukup singkat, dan pita serapan in!ramerah memiliki absorpti$ities molar

agak rendah. kibatnya, larutan yang ukup pekat dari komponen menyerap di perlukan

dalam rangka untuk mendapatkan absorbansi terukur. Konsentrasi urutan /, sampai '/

persen berat yang umum untuk studi in!ramerah. kurasi kuantitati! di wilayah in!ramerah

agak buruk dan dibatasi terutama oleh energi rendah radiasi in!ramerah di tambah dengan

sulitnya membangun '//I garis re!erensi T benar.

-erang!at )ete!$

?etektormenyerap energi dari !oton yang menyerang dan mengubah energi ini untuk

kualitas terukur seperti penggelapan piring !otogra!i, arus listrik, atau perubahan termal.


9/15

Kebanyakan detektor modern yang menghasilkan sinyal listrik yang akhirnya mengakti!kan

beberapa jenis meter atau perekam. ?etektor yang paling menghasilkan sinyal yang

kuantitati! terkait dengan daya radiasi menolok itu. suara dari detektor mengau padalatar

belakang sinyal yang dihasilkan bila tidak ada daya radiasi dari sampel menapai detektor.

suara ini mungkin disebabkan sinyal lain di sekitar unit detektor. Persyaratan penting untuk

detektor meliputi= &'( sensiti$itas tinggi dengan tingkat kebisingan yang rendah untuk

memungkinkan deteksi rendahnya tingkat daya radiasi, &)( waktu respon yang singkat, &*(

stabilitas jangka panjang untuk memastikan respon kuantitati!, dan &+( sinyal elektronik yang

mudah di perkuat untuk aparatur pembaaan khas. karakteristik kinerja dari detektor umum

dirangkum dalam tabel '/-+.

2ltra$ioletdandetektor radiasiterlihat.2ltra$ioletdan!otonterlihatdimilikienergi yang

ukup untuk menyebabkan ejeksi!otoelektron ketika mereka menyerang permukaan yang

telah diperlakukan dengan tipe tertentu dari senyawa. Penyerapan mereka mungkin juga

menyebabkan terikat, nononduting elektron untuk pindah keband konduksi dalam

semikonduktor tertentu. Kedua proses menghasilkan arus listrik yang berbanding lurus

dengan daya radiasi !oton diserap. Perangkat yang menggunakan sistem ini disebut detektor

!otolistrik dan sub-diklasi!ikasikan sebagai phototubes dan sel !oto$oltaik.

Phototubes. %ebuah tabung !oto terdiri dari= &'( kaa amplop die$akuasi &dengan

jendela kuarsa untuk digunakan di daerah ultra$iolet(, &)( katodasemi-silinder yang memiliki

permukaan dalam dilapisi dengan senyawa dengan elektron yang relati! longgar terikat,

seperti alkali atau alkalioksida bumi= dan &*( kawat logam anod apusat. Perbedaan potensi

alsekitar 9/ $olt diterapkan aroselektroda. 6ang unsur !oto dan sirkuit yang terkait

ditunjukkan seara skematis pada gambar '/-E. Badiasi masuk melalui jendela kuarsa dan

menyerang photo emissi$e jika katoda. 5oton di serap dan mentrans!er energi mereka

keelektron terikat longgar dari bahan permukaan. lektron melarikan diri

daripermukaandandikumpulkandi anodamenyebabkanarus mengalir dalam rangkaian. Jika

koleksi elektron pada dasarnya'//I e!isien, yang unsur !oto saat harus sebanding dengan

daya radiasi dari radiasi insiden. 7amun, besarnya arus !oto juga tergantung pada tegangan di

terapkan pada elektroda dan panjang gelombang radiasi insiden. rus tabung !oto

diberimeningkat daya radiasi dengan tegangan yang diberikan sampai dataran tinggi terapai

di mana ia tidak lagi tergantung pada tegangan. rias sensiti$itas unsur !oto dengan panjang

gelombang yang ditunjukkan pada gambar '/-3 jelas menunjukkan radiasi pita sempit akan

menghasilkan respon tabung !oto lebih linier dari radiasi pita lebar.


10/15

rus tabung !oto ukup keil &serendah '/-'' ampere( dan memerlukan ampli!ikasi

untuk mengoperasikan semua jenis umum dari perangkat pembaaan. "ni diapai dengan

menempatkan resistensi yang tinggi &B pada gambar '/-E( disirkuit tabung !oto dan

menerapkan perbedaan potensi allistrik &iB drop( resistorini sebagai masukan untuk sebuah

sirkuit ampli!ikasi. outputdari penguat kemudian di gunakan untuk menggerakkan meter

atau perekam.

%ebuah tabung !oto saat keil, yang dikenal sebagai arusgelap, yang diamati bahkan

ketika tidak ada radiasi insiden pada tabung !oto. "ni adalah hasil dari thermalaak. misi

elektron dari permukaan katoda. Aesarnya arus meningkat gelap dengan meningkatnya luas

permukaan katoda dan meningkatnya suhu.

Tabung photo multiplier. ?alam pembahasan photo tubes telah menunjukkan

mekanisme dimana elektron lepas diri dari permukaan photo emissi$e. Jika elektron

dikeluarkan adalah di perepat oleh medan listrik, itu memperoleh lebih banyak energi0 dan

jika menyerang permukaan elektron-akti! lain, mungkin mentrans!er beberapa energi,

mendepak beberapa elektron lebih. lektron ini pada gilirannya akan diperepat ke

permukaan lain dan produe e$en lebih elektron, dan sebagainya. "ni adalah prinsip tabung

photo multiplier0 penampang perangkat ini ditunjukkan seara skematis. %etiap berhasil

piring elektron-akti!, atau dydone, adalah pada poten silistrik yang lebih tinggi dan dengan

demikian bertindak sebagai tahap ampli!ikasi untuk !oton asli. %etelah sembilan tahapan

ampli!ikasi !oton asli telah diperkuat dengan !aktor sekitar. ?alam prakteknya, tabung photo

multiplier digunakan hanya untuk tingkat daya radiasi rendah0 jika tidak, mereka

menunjukkan ketidak stabilan besar. Photourent yang selanjutnya dapat di perkuat dengan

ara lain.

?etektor in!ramerah dekat. %el !oto kondukti! yang biasa digunakan untuk deteksi

dekat radiasi in!ra merah &/,8 sampai *pm(. lemen penginderaan adalah semikonduktor

&timbal sul!ida, timbal telluride, atau germanium dengan persenpengotor yang rendah(.

%etelah penahayaan dengan radiasi dari panjang gelombang yang tepat, elektron dari

semikonduktor, sebagian besar yang nononduting, yang meningkat menjadi band konduksi.

Mambatan listrik tetes, dan peningkatan besar dalam arus diatat jika tegangan keil di

terapkan. Besistensi tetes, dan peningkatan besar dalam arus di atat adalah tegangan keil

di terapkan. Theper lawanan dari sistem ini adalah seperti yang saat ini dapat diperkuat dan

akhirnya ditunjukkan pada meteran atau perekam.

?etektor in!ramerah dekat. %el!otokondukti! yang biasa digunakan untuk deteksi

dekat radiasi in!ra merah &/,8 sampai *pm(. lemen penginderaan adalah semikonduktor


11/15

&timbal sul!ida, timbaltelluride, atau germanium dengan persen pengotor yang rendah(.

%etelah penahayaan dengan radiasi dari panjang gelombang yang tepat, elektron dari

semikonduktor, sebagian besar yang nononduting, yang meningkat menjadi band konduksi.

Mambatan listrik tetes, dan peningkatan besar dalamarusdiatatjikategangan keilditerapkan.

Besistensi tetes, dan peningkatan besar dalam arus diatat adalah tegangan keil diterapkan.

Theper lawanan dari sistem ini adalah seperti yang saat ini dapat diperkuat dan akhirnya

ditunjukkan pada meteran atau perekam.

-ena%"a,an )an &e%"a+aan $gna. )et!t'r

%ignal elektronik diturunkan oleh radiasi detektor apa saja harus diartikan kedalam

sebuah !ormula yang mana peguji dapat menterjemahkan. Prosesnya biasanya berhasil

dengan ampli!ier, ampermeter, dan perekam potensiometri.

mpli!ier. 2ntuk diukur , banyaknya detektor signal harus ditambah kekuatannya dari

beberapa besarnya permintaan. %ebuah ampli!ier menerima sebuah “inputDmemasukan”

signal dari sirkuit dari komponen penginderaan dan, serangkaian operasi elektronik,

menghasilkanoutput sinyal yang banyak kali lebih besar dariinput. !aktorampli!ikasi&rasio

output keinput( disebut gain dari ampli!ier. Penguat sinyal input dan output biasanya

teganganlistrik. jika rangkaian detektor menghasilkan arus listrik, input diambil dari

penurunan tegangan pada resistor. dimasukkan ke sirkuit &lihat gambar '/-E atau '/-9(.

#leh karena itu input N "detetor B detetor &hukum #hm(

Pembaaan meteran. >embiarkan kita menggunakan meteran sebagai pembaaan alat

dalam sebuah instrumen ultra$iolet-$isible. Pada gambar '/-9, adalah aebuah ampermeter

yang mana ukuran listrik dalam sirkuit output. 2ntuk kenyamanan kita akan mengasumsikan

bahwa meter kalibrasi dalam '// di$isi. >enggunakan hukum #hm, $oltase output O "

output BO, dimana BO perlawanan sirkuit sirkuit &diasumsikan menjadi konstan(. Karena itu,

berdasarkan proporsionalis harus benar =

Pembaaan meter loutput O 4 intensitas

Keabsahan keseluruhan proporsionalitas membutuhkan ampli!ikasi linear dengan

ampli!er .k, dimana K adalah ampli!er gain. Kalibrasi kuantitati!. Bangkaikan digambar

pada gambar '/-9 dapat dengan mudah dimodi!ikasikan untuk mengimbangi arus gelap oleh

pengenalan sebuah penambahan sama tetapi lawan signal dalam input ampli!ier. %ignal

kompensasi disesuaikan jadi pembaaran ukuran meter / tanpa energi radiasi menolok

tabung !oto &shutter losed(. "nstrumen ini adalah “standar” dengan menggunakan sebuah


12/15

solution &biasanya pelarut( “hampa” dan menyesuaikan signal output sehingga ukuran meter

terbaa '//. Penyesuaian standarisasi ini dapat dibuat dari mem$ariasikan gain dari ampli!ier,

mem$ariasikan lebar elah, mem$ariasikan sensiti$itas meter &melangsir listrik(, atau dengan

sebagian menghalangi dengan seperangkat sikat. "nstrumen ini dikalibrasi sehingga ada '//

unit pada meteran dari 4N/ sampai 4N' dan unit-unit ini merupakan linear terhadap 4. Ketika

menyerap sampel diganti untuk “blankDkosong”, respon dektetor akan menampilkan antara /

dan '// unit pada meteran. ;ontohnya, jika respon dektetor untuk sampel tertentu

menghasilkan pembaaan meter dari 8/ unit &8/I transmitansi(, 4Nk &8/( dan "Nk &'//(,

dimana k adalah konstanta proporsionalitas dari detektor dan ampli!ier. Qalaupun, untuk

sampel ini, log "/D4Nlog '//D8/NNeb. Jika$ e dan b diketahui, konsentrasi menyerap

sampel dapat ditentukan.

%ebuah perekam potensiometri meman!aatkan desain “ nol-poin” dengan seara

mekanis menyesuaikan tegangan output menjadi sama dan berlawanan dengan sinyal output

dari dektektor penguat &ampli!ier(. &lihat gambar '/-'/(terdapat perbedaan antara dua output

digunakan untuk menggerakan keseimbangan mekanisme. %ebuah pena perekam diimpit

untuk keseimbangan mekanisme dan pena ini seara potongan berkelanjutan posisi &$oltase(

pada nol-poin. Jika ampli!ier output pengubah signal, pena akan seara otomatis berpindah

pada nol-poin baru. Posisi pena sekilas pada sebuah membaa meter, tetapi ini juga

meninggalkan bekas permanen diatas sebuah kertas gra!ik. %istem biasa untuk membaa

'//I transmiten ketika “blank” merupakan diantumkan dalam sinar radiasi sampel dan /I

transmitasi pada sampel objek buram ditempatkan pada sinar radiasi. 2ntuk itu, sebagai

gerakan pena membentang kertas, seara otomatis merekam transmintasi persen pada sampel

sebagai pengubah dengan panjang gelombang. Keepatan perubahan kertas gra!ik &garis

tegak lurus pada pena perjalanan( korespondin pada kurs otomatis pada perubahan panjang

gelombang radiasi dari monomakromator. "ni membuat sedikit perbedaan apakah pena dalam

satu arah dan kertas gra!ik berpindah dibawahnya dalam arah garis tegak lurus, atau kertas

diadakan perbaikan saat pena bergerak pada kertas dan pembawanya memanjang selama

sistem kedua kertas digunakan. ?engan ara ini, setelah instrumen distandarisasi, sebuah

spektrum absorpsi adalah perekam seara otomatis, seperti yang terlihat pada gambar '/-''.

Perekam potensiometri didiskusikan seara detail pada bagian )-).

O&era$ $ng.e/"ea% er$#$ )'#".e "ea%

?ua desain instrumen dasar yang digunakan dalam spektro!otometer komersial. %alah

satu desain hanya menggunakan balok tunggal, sedangkan yang lain memberikan sinar

ganda. Kami akan menekankan ultra$iolet dan instrumen terlihat dalam pembahasan berikut.


13/15

operasi single beam. %ebuah sinar radiasi dari sumber memasuki monokromator di mana ia

tersebar dengan sebuah prisma atau sebuah kisi. %ebagai unsur pendispersi diputar, berbagai

band diselesaikan radiasi yang di!okuskan pada elah keluar. Badiasi yang lewat melalui sel

dan ke detektor. instrumen dikalibrasi &/I dan '//I T( dan digunakan oleh metode yang

baru saja dijelaskan.

>etode single-beam membutuhkan stabil, komponen berkualitas tinggi dalam

sumber, detektor, dan ampli!ier untuk pengukuran presisi tinggi. Parameter penting tidak

dapat ber!luktuasi antara waktu '//I T kalibrasi dengan kosong dan penentuan transmitansi

sampel. instrumen langsung membaa menggunakan meter memberikan pembaaan langsung

dengan akurasi R ' sampai *I di transmitansi. 7ull-poin desain pembaaan jauh lebih akurat

&R /,)I pada transmitansi(, tetapi lebih mahal. Keuali akurasi tinggi diperlukan, instrumen

meteran pembaaan ukup memuaskan. instrumen single-beam lebih sederhana dan lebih

murah daripada double-beam, tetapi mereka tidak mudah disesuaikan dengan rekaman karena

perlunya kalibrasi pada setiap panjang gelombang.

operasi dobel-beam. instrumen double-beam mempekerjakan beberapa jenis beam

splitter sebelum sel sampel. %atu balok diarahkan melalui kosong sel &atau sel re!erensi(

dan balok lain melalui sel sampel. ?ua balok ini kemudian dibandingkan baik terus menerus

atau bergantian banyak kali per detik. ?engan demikian, dalam desain double-beam, !luktuasi

intensitas sumber, detektor respon penguat gain dikompensasikan dengan mengamati sinyal

rasio antara kosong dan sampel. %eperti bisa diduga, instrumen double-beem lebih anggih

elektronik dan mekanis dari menjadi desain balok tunggal dan akibatnya lebih mahal.

?alam ultra$iolet terlihat spektro!otometer double-beam, balok membelah terjadi

setelah monokromator, ermin permukaan depan dan, lebih umum, berputar ermin sektor

digunakan. ?alam ermin berputar sektor bergantian melewati dan menerminkan balok

beberapa kali kedua dan dengan demikian membagi balok dan juga hops itu. Badiasi

inang ini digunakan sebagai sumber masukan untuk a- ampli!ier, yang memberikan

stabilitas ampli!ikasi. %ebuah sistem nol pembaaan elektronik yang digunakan dalam jenis

instrumen. %alah satu desain ini seara skematis diperlihatkan pada gambar '/-'). Be!erensi

dan sampel balok seara bergantian menapai detektor pada inter$al yang tergantung pada

!rekuensi rotasi dari helikopter. instrumen menatat rasio sinyal re!erensi dan sampel. Jika

kekuatan panaran dari dua balok yang berbeda, sinyal ketidakseimbangan mengakti!kan

ser$omotor yang mendorong perekam potensiometri sehingga sinyal ketidakseimbangan

adalah elektronik nulled oleh atatan. Jembatan listrik dari perekam potensiometri


14/15

dikalibrasi dalam hal persen transmitansi dari sampel dan dengan demikian posisi titik

keseimbangan jembatan digunakan untuk menentukan persen transmitansi.

In$tr#%ena.at !,#$#$

%petro!otometer Aaush dan 4omb %petroni )/. instrumen dengan biaya

rendahDmurah ini terutama ook digunakan untuk pelajar. "nstrumen ini mempunyai jarak

dari *+/ sampai E) nm, yang mana dapat diperpanjang sampai sekitar 3/ nm dengan

modi!ikasi yang sederhana. %petroni )/ digambarkan seara skhematis dalam gambar '/ -

'*. Panaran dari satu lampu tungsten dibuyarkan melalui satu kisi di!raksi dengan E// baris

mm. ;elah-elah memberikan sebuah bandwidth yang konstan dari kisi )/ nm. ?iarahkan

oleh panjang gelombang terkalibrasi mengontrol tombol agar memilih panaran yang

diinginkan. "nstrumen distandar disasi seara terpisah pada setiap panjang gelombang dengan

&'( menyesuaikan kontrol ampli!ier tombol sehingga meter di bbaa /I Tbila tidak ada

radiasi menapai tabung !oto &menyesuaikan saat gelap( dan, &)( menyesuaikan kontrol

lampu sehingga meter bertuliskan '//I T dengan sel kosong dalam berkas. %ensiti$itas

%petroni )/ tabung !otoini miripdengan yang ditunjukkan pada gambar '/-3. Jelas bahwa

kalibrasi kosong untuk pembaaan '//I T membutuhkan intensitas lebih pada E// nm dari

pada +// nm0 kontrol ahaya menyesuaikan dalam melakukan pelemahan yang diinginkan.

Kalibrasi di atas harus di lakukan setiap kali panjang gelombang berubah.

Aekman ?2 spektro!otometer "ni adalah alat ultra$iolet tampak pertama yang

diproduksi dalam skala besar di negeri ini. ?iagram optik skematik instrumen ini ditunjukkan

pada ambar '/-'+. ?u meliputi daerah panjang gelombang '9/ nm sampai '/// nm

dengan menggunakan lampu di hidrogen untuk daerah ultra$iolet dan lampu E-$olt untuk

dekat in!ramerah daerah terlihat. */ kuarsa 4ittrow prisma diputar sehingga radiasi yang

tepatakan melewati elah tempat keluar. Kalibrasi dial yang melekat pada prisma

menunjukkan panjang gelombang yang digunakan. 4ebar elah disesuaikan seara manual.

?ua tabung !oto di pertukarkan digunakan0 salah satu yang paling sensiti! di daerah

ultra$iolet dan biru dan yang lainnya dikisaran merah.

?2 mempekerjakan desain keseimbangan pembaaan nol. "nstrumen yang

dikalibrasi dalam banyak ara yang sama seperti %petroni )/, keuali bahwa pengaturan

kosong &'//I T( dapat disesuaikan dengan mengubah baik lebar elah dan tentu saja

seseorang membaa potensi meter panggil bukannya meter.

>odel Perkin-lmer +E3 spektro!otometer. >odel +E3 adalah double beam khas,

media harga, otomatis merekam spektro!otometer in!ramerah. "ni beroperasi pada kisaran ),

sampai 'nm. %ebuah diagram skematik di tunjukkan pada ambar '/-'. Badiasi dari


15/15

sumber keramik di panaskan terbelah dua oleh pesawat ermin. ;ermin toroid ' ber!okus

balok sampel melalui area sampling ke pada sisir optik &'//I menyesuaikan attenuator

optik(0 toroid ermin ) ber!okus balok re!erensi ke atas irisan optik &balok re!erensi

attenuator(. %ampel ditempatkan hanya di depan sisir optik dan re!erensi & SkosongS( eli

hanya di depan wedge optik. %etelah melewati sampel dan SkosongS dua balok digabungkan

kembali oleh ermin sektor berbentuk setengah lingkaran yang berputar pada '* putaran per

detik. 5rekuensi aneh ini menghindari setiap kemungkinan inter!ene dari saluran listrik E/

M:. Aalok tunggal yang munul dari ermin sektor maka terdiri dari pulsa alternati! sampel

dan re!erensi radiasi yang akhirnya menjalani dispersi oleh salah satu atau lebih dipasang

kembali, ) dan '// garis per mm, untuk menutupi seluruh rentang spektral. radiasi tersebar

kemudian di!okuskan pada elah keluar sebagai radiasi yang akhirnya menapai elemen

termokopel penginderaan. Jika dua balok intensitas yang sama, termokopel menghasilkan

tegangan d- dan diperkuat. %inyal diperkuat digunakan untuk menggerakkan motor ser$o

yang bergerak di baji optik ke dalam atau keluar dari berkas re!erensi untuk menyamakan

&atau nol( intensitas sinar. Perekam pena digabungkan dengan wedge dan menatat posisinya.

Posisi baji dikalibrasi untuk sesuai dengan persen transmitansi dan dengan demikian pena

menatat transmitansi persen dari sampel di band panjang gelombang yang digunakan.

2ntuk beberapa penentuan in!ramerah rutin, khususnya dalam analisis komersial

dan an$ironmental, spektrometer in!ramerah nondispersi$e melayani tujuan. "nstrumen ini,

yang menggunakan sistem penyaringan yang unik, yang diuraikan dalam bagian )3-8.

%petro!luorimeters, radiasi berahaya dipanarkan dari sampel ke segala arah0 dan

lebih mudah untuk mengamati. itu di sebelah kanan sudut insiden tersebut radiasi dari

sumber. %ebuah diagram blok dari spektro!luorometer khas diberikan pada ambar '/-'E.

Karena intensitas !luoresensi atau pendar sebanding dengan intensitas sumber &ndari adalah

yang terbaik sangat lemah( sumber biasanya lampu 1enon ar kuat atau laser. !ilter atau

monokromator memilih sebuah band sempit ook untuk eksitasi sampel, ndari

monokromator kedua diperlukan dalam bearn luminesene.

Mengartikan Buku

Documents

Transcript of Mengartikan Buku