SPEKTROFOTOMETER UV-Vis

I. PendahuluanSebagian besar metode analisis kimia berdasarkan pada interaksi antara radiasi elektromagnetik atau sinar dengan materiInteraksi tersebut meliputi : absorpsi (penyerapan), emisi (pancaran), refleksi (pemantulan), refraksi (pembiasan) dan transmisi.

Pendahuluan (lanjutan)Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang didasarkan pada pengukuran seberapa banyak energi radiasi diabsorpsi oleh suatu zat sebagai fungsi panjang gelombang.

ATOMMOLEKULABSORBSIAAS(Eksitasi)UV / VIS(Eksitasi)IR(Vibrasi)CAHAYA

SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK

II. Teori Dasar SpektrofotometriRadiasi Elektromagnetik (REM) adalah suatu jenis energi yang bergerak melalui suatu ruang dengan kecepatan yang sangat tinggiDapat bersifat sebagai gelombang maupun sebagai partikel/materi tergantung fenomena yang terjadi.

REM dinyatakan sebagai aliran dari partikel diskrit atau paket energi yang disebut Foton atau kuantum

Energi foton sebanding dengan frekuensi radiasi dan dinyatakan dalam rumus : E = h. v = h . c /

E = h. v = h . c /

Dimana : E = energi (Joule) h = 6,63 . 1034 Joule detik (konstanta Planck) v = frekuensi = jumlah/angka gelombang (cm-1) = 1/ c = kecepatan radiasi = panjang gelombang

Serapan molekulAbsorpsi terjadi , bila molekul/elektron tereksitasi

Perbedaan energi antara energi tingkat dasar dengan energi pada tingkat yang lebih tinggi merupakan karakteristik suatu molekul. Pada saat tereksitasi ataupun relaksasi terjadi transisi elektronik yaitu perpindahan dari suatu orbital molekul ke orbital lain dengan peningkatan atau penurunan energi molekul.

Ada beberapa macam transisi elektronik:Transisi elektron - *Transisi elektron *Transisi elektron n * dan n - *

Absorpsi molekular pada daerah UV-Vis berhubungan dengan struktur elektronik molekul dan eksitasi elektron yaitu 1. Eksitasi elektron (sigma) molekul memerlukan energi yang relatif besar yaitu energi yang dimiliki sinar pada daerah UV jauh (100 200 nm) dan tidak mempunyai arti yang penting untuk analisa.

2. Elektorn (phi) yang terdapat pada ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga lebih mudah dieksitasi dan energi yang dibutuhkan tidak begitu besar serta dimiliki oleh radiasi pada daerah UV dekat (200 280 nm).3. Elektron n ( electron sunyi) relatif lebih mudah dieksitasi oleh radiasi UV-VIS mirip dengan lektron (phi).

C. Serapan Cahaya

HUKUM LAMBERTS :

T = I / I0 dimana :I = Intensitas cahaya yang ditrasmisikan setelah mengenai sampelI0= Intensitas cahaya yang ditransmisikan oleh sumber cahaya

HUKUM BEERS :

A = log I0 / I = log 1/T = .c. b

dimana A = absorban/serapan absortivitas molar (l.mol-1cm-1) c = konsentrasi molar (mol/liter) b = panjang lintasan cahaya pada sel (cm)

Persamaan ini dikenal sebagai hukum Lambert-Beer , yang menjadi dasar untuk analisis kuantitatif.

A = log I0 / I = log 1/T = .c. b

Karena harga tetap untuk zat yang sama (pada panjang gelombang yang sama) dan b tetap, maka hubungan antara A dan c adalah linier

Daya serap (absorptivitas) dapat diinterpretasikan sebagai serapan dari suatu senyawa pada panjang gelombang tertentu dalam suatu larutan per unit konsentrasi , sehingga : - Jika c dinyatakan dalam molar (mol/liter), maka daya serapnya disebut absorpsivitas molar ( ) dengan satuan liter mol-1 cm 1 atau M-1 cm 1 .

Jika c dinyatakan dalam gram/liter, maka daya serapnya disebut absorpsivitas (a) dengan satuan L g-1 cm-1 .

- Jika c dinyatakan dalam %b/v (gram/100 ml), maka daya serapnya disebut daya serap jenis/spesifik ( E 1% 1 cm ) atau koefisien ekstingsi,yaitu nilai serapan teoritis suatu larutan zat dengan konsentrasi 1 % b/v ( 1 gram/100 ml) yang diukur dalam kuvet setebal 1 cm

III. Penerapan AnalisisDigunakan untuk analisi kualitatif dan kuantitatif berdasarkan puncak panjang gelombang serapan dan intensitasnya pada pelarut dan kondisi tertentu.Bagian molekul yang menyerap radiasi UV-Vis disebut gugus kromofor.

Penerapan analisis (lanjutan)Absorpsi radiasi oleh gugus kromofor dapat dipengaruhi oleh gugus lain yang terdapat dalam molekul yaitu gugus auksokrom yang mempunyai elektron non bonding, seperti gugus OH, -OCH3 , - NH2 yang dapat mengabsorpsi radiasi UV jauh tapi tidak mengabsorpsi didaerah UV dekat.

Analisa data spektrofotometriAnalisis Kualitatif (identifikasi): Membandingkan karakteristik spektrum serapan senyawa yang sedang diidentifikasi dengan senyawa pembanding

Analisa data spektrofotometriAnalisis Kuantitatif : . One Point Method: Membandingkan nilai absorban standar dengan analit (sampel yang akan dianalisis).Cc = Ac X Cs As . Multi Point Method: Membuat deret standar (kurva kalibrasi). y = bx + a

IV. Instrumentasi SpektrototometerJenis Spektrofotometer1.Single Beam: Satu berkas cahaya dari monokromator yang melewati sampel.

2.Double Beam: Cahaya dari monokromator dibagi menjadi dua berkas dengan intensitas sama

Peralatan Spektrofotometer

Keterangan:Sumber cahayaMonokromatorKompartemen sampelDetektorRecorder

Sumber CahayaSyarat: Bersifat kontinyu, energinya konstan pada daerah diinginkan.Jenis:Lampu deuterium, untuk daerah UVLampu tungsten, untuk daerah sinar tampak dan IR dekat.

MonokromatorFungsi: Memisahkan sinar polikromatis menjadi monokromatis.

Bagian penting monokromator:Celah (Slit)Sistem pendispersi: Prisma, kisi, filter

Kompartemen SampelSel atau Kuvet : harus terbuat dari bahan yang dapat meneruskan cahaya dari daerah spektrum yang digunakan.Bahan kuarsa dan silika lebur :untuk pengukuran di daerah ultraviolet dan cahaya tampak (200 350 nm).Bahan gelas maupun plastik hanya dapat digunakan pada daerah spektrum 375 2000 nm karena bahan ini juga menyerap kuat pada daerah UV.

DetektorDetektor berfungsi mengubah energi foton (sinar) menjadi energi listrik atau isyarat listrik

Syarat detektor yang baik :Mampu menangkap dan merespon energi foton pada daerah pj gelombang yg cukup lebarKepekaan tinggi dg noise rendah

Detektor yang baik (lanjutan)Respon cepatKestabilan yang cukup lamaIsyarat elektronik mudah diperbesarIsyarat elektronik sebanding dg intensitas sinar

PelarutSyarat:Melarutkan sampel dengan sempurnaMeneruskan sinar dari daerah panjang gelombang yang diinginkan, tidak mengabsorbsi sinar.Kemurnian tinggiInert/tidak bereaksi terhadap sampel

V. Pemeliharaan AlatTempat alat pada tempat yang bebas debu dan tidak terkena cahaya matahari langsungKelembaban terkontrol sekitar 60-70%Tegangan listrik harus stabilHidupkan min 2x seminggu untuk menjaga fungsi komponen elektroniknyaJangan sering memindah-mindahkan peralatan

Hal yang perlu diperhatikanSumber cahaya:Lampu UV / VIS : umur pemakaian efektif hanya 500 jam

Monokromator:Hindari air atau udara lembabPembersihan terhadap lensa dan prisma harus hati-hati jangan mengubah posisinya.

Hal yang perlu diperhatikanKuvet:Bilas kuvet yang akan digunakan dengan pelarutnyaCuci kuvet yang telah digunakan, simpan dalam keadaan keringBersihkan bagian luar dengan tissue halus dan permukaan yang dilewati sinar tidak boleh dipegang tangan langsung.

Hal yang perlu diperhatikan- Jika ada zat padat yang menempel pada kuvet, rendam kuvet dalam detergen , dicuci dan bilas beberapa kali dengan aquades.Bila tidak berhasil, rendam dalam larutan kalium dikromat dalam HNO3 pekat kmd bilas beberapa kali dengan aquades, lalu dikeringkan

VI. Kalibrasi Alat Spektrofotometer UV-VisA. Ketepatan Panjang GelombangMenggunakan gelas filter holmium oksida. Cara : Bandingkan data panjang gelombang spektrum hasil pengukuran dengan data standar spektrum gelas filter holmium oksida yang sudah diketahui. Toleransi yang diperbolehkan adalah 2 nm.

Kalibrasi Alat Spektrofotometer UV-VisB. Ketepatan Fotometri/AbsorbansiSerapan larutan yang diperoleh dari hasil pengukuran dibandingkan dengan data serapan acuan pada puncak 235 nm, 257 nm, 313 nm, dan 350 nm.Standar yang digunakan adalah larutan kaliumbikromat 0,06 gram/liter dalam asam sulfat 0,005 M dengan blangko larutan asam sulfat 0,005 M

TERIMA KASIH