tugas analitik-Spektofotometri

8/10/2019 tugas analitik-Spektofotometri

1/21

SPEKTROFOTOMETRI

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada

panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau

kisi difraksi dengan detektor vacum fototube atau tabung foton hampa.

Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu suatu alat yang

digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik kuantitatif maupun kualitatif,

dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi

dari konsentrasi. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu

pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi.

Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan

dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas

untuk komponen yang berbeda.

Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasar sumber cahaya

yang digunakan, diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Spektrofotometri Visible (Spektro Vis)

Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energiadalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum

elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang

sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm. Sehingga semua sinar yang dapat dilihat

oleh kita, entah itu putih, merah, biru, hijau, apapun.. selama ia dapat dilihat oleh

mata, maka sinar tersebut termasuk ke dalam sinar tampak (visible).

Sumber sinar tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampuTungsten . Tungsten yang dikenal juga dengan nama Wolfram merupakan unsur

kimia dengan simbol W dan no atom 74. Tungsten mempunyai titik didih yang

tertinggi (3422 C) dibanding logam lainnya. karena sifat inilah maka dapat

digunakan sebagai sumber lampu.

Sample yang dapat dianalisa dengan metode ini hanya sample yang

memilii warna. Hal ini menjadi kelemahan tersendiri dari metode

spektrofotometri visible.


2/21

Oleh karena itu, untuk sample yang tidak memiliki warna harus terlebih

dulu dibuat berwarna dengan menggunakan reagent spesifik yang akan

menghasilkan senyawa berwarna. Reagent yang digunakan harus betul-betul

spesifik hanya bereaksi dengan analat yang akan dianalisa. Selain itu juga produk

senyawa berwarna yang dihasilkan harus benar-benar stabil.

2. Spektrofotometri UV (ultraviolet)

Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV

berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang

gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.

Deuterium disebut juga heavy hidrogen, yaitu merupakan isotop hidrogen. Inti

atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen

hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron.

Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa

yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki

warna yaitu bening dan transparan.

Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna

dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat langsung dianalisa

meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sample keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah

sample harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi

suspensi.

3. Spektrofotometri UV-Vis Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV

dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV

dan sumber cahaya visible. Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak

tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat

digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna.

4. Spektrofotometri IR (Infra Red)


3/21

Spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra

merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan

jauh. Infra merah pada spektrofotometri adalah infra merah jauh dan pertengahan

yang mempunyai panjang gelombang 2.5- 1000 m.

Pada spektro IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif,

namun biasanya lebih kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan

untuk mengidentifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa

organik. Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya

suatu gugus fungsi spesifik.

Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

A = log ( Io / I 1 ) = a b c

Keterangan :

Io = Intensitas sinar datang

I1 = Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absorptivitas

b = Panjang sel/kuvet

c = konsentrasi (g/l)

A = Absorban

Keuntungan dari spektrofotometer untuk keperluan kuantitatif antar lain

adalah :

Dapat digunakan secara luas Memiliki kepekaan yang tinggi Keselektifannya cukup baik

Syarat larutan yang dapat digunakan untuk analisis campuran dua komponen

adalah :

Komponen-komponen dalam larutan tidak boleh saling bereaksi. Penyerapan komponen-komponen tersebut tidak sama. Komponen harus menyerap pada panjang gelombang tertentu.
http://www.chem-is-try.org/wp-content/uploads/2009/08/Hukum_Lambert_Beer.jpg


4/21

Larutan senyawa berwarna mampu menyerap sinar tampak yang

melalui larutan tersebut. Jumlah intensitas sinar yang diserap tergantung pada

macam yang ada di dalam larutan, konsentrasi panjang jalan dan intensitas sinar

yang diserap dinyatakan dalam Hukum Lambert yang sudah dijelaskan di

atas.Warna zat yang menyerap menentukan panjang gelombang sinar yang akan

diserap, warna yang diserap merupakan warna komplemen dari warna yang

terlihar oleh mata.


5/21

SPEKTROFOTOMETER UV-VISPENDAHULUAN

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri darispectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrumdengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitascahaya yang di transmisikan atau yang di absorpsi.Spektrofotometri UV-VIS ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UVdan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UVdan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudahmenggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu

photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Untuk sistemspektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan.Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga

untuk sample tak berwarna. Spektroskopi ultraviolet-visible atau spektrofotometriultraviolet-visible (UV-Vis atau UV / Vis) melibatkan spektroskopi dari fotondalam daerah UV-terlihat. Ini berarti menggunakan cahaya dalam terlihat dan

berdekatan (dekat ultraviolet (UV) dan dekat dengan inframerah (NIR)) kisaran.Penyerapan dalam rentang yang terlihat secara langsung mempengaruhi warna

bahan kimia yang terlibat. Di wilayah ini dari spektrum elektromagnetik, molekulmengalami transisi elektronik. Teknik ini melengkapi fluoresensi spektroskopi, difluoresensi berkaitan dengan transisi dari ground state ke eksited state.

Penyerapan sinar uv dan sinar tampak oleh molekul, melalui 3 proses yaitu :a. Penyerapan oleh transisi electron ikatan dan electron anti ikatan.

b. Penyerapan oleh transisi electron d dan f dari molekul kompleks.c. Penyerapan oleh perpindahan muatan.

Interaksi antara energy cahaya dan molekul dapat digambarkan sbb :E = hv

Dimana , E = energy (j oul e/second)h = tetapan plankv = fr ekuensi foton

Penyerapan sinar uv-vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional/gugus kromofor(gugus dengan ikatan tidak jenuh) yang mengandung electron valensi dengantingkat eksitasi yang rendah. Dengan melibatkan 3 jenis electron yaitu : sigma, phidan non bonding electron. Kromofor-kromofor organic seperti karbonil, alken,azo, nitrat dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak.Panjang gelombang maksimalnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yangdigunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elekron bebas,seperti hidroksil, metoksi dan amina. Terikatnya gugus auksokrom pada guguskromofor akan mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjanggelombang yang lebih besar (bathokromik) yang disertai dengan peningkatanintensitas (hyperkromik).

KEGUNAAN SPEKTROSKOPI UV-VIS


6/21

UV-Vis spektroskopi secara rutin digunakan dalam kuantitatif penentuan larutandari logam transisi ion dan sangat dikonjugasikan senyawa organik.a. Larutan ion logam transisi dapat berwarna (misalnya, menyerap cahaya) karenaelektron dalam atom logam dapat tertarik dari satu negara elektronik lainnya.

Warna larutan ion logam sangat dipengaruhi oleh kehadiran spesies lain, sepertianion tertentu atau ligan. Sebagai contoh, warna larutan encer tembaga sulfatadalah biru yang sangat terang; menambahkan amonia meningkat dan perubahanwar na panjang gelombang serapan maksimum ( m a x).

b. Senyawa organik, terutama mereka yang memiliki tingkat tinggi konjugasi, juga menyerap cahaya pada daerah UV atau terlihat dari spektrumelektromagnetik. Pelarut untuk penentuan ini sering air untuk senyawa larut dalamair, atau etanol untuk senyawa organik yang larut. (Pelarut organik mungkinmemiliki penyerapan sinar UV yang signifikan; tidak semua pelarut yang cocokuntuk digunakan dalam spektroskopi UV. Ethanol menyerap sangat lemah di

paling panjang gelombang.).Polaritas pelarut dan pH dapat mempengaruhi penyerapan spektrum senyawa organik. Tirosin, misalnya, peningkatan penyerapan maksimum dan koefisien molar kepunahan ketika pH meningkat 6-13atau ketika polaritas pelarut berkurang.c. Sementara kompleks transfer biaya juga menimbulkan warna, warna seringterlalu kuat untuk digunakan dalam pengukuran kuantitatif. Hukum Beer-Lambertmenyatakan bahwa absorbansi larutan berbanding lurus dengan konsentrasispesies menyerap dalam larutan dan panjang jalan. Jadi, untuk tetap jalan panjang,UV / VIS spektroskopi dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi dalamlarutan penyerap. Perlu untuk mengetahui seberapa cepat perubahan absorbansidengan konsentrasi. Ini dapat diambil dari referensi (tabel koefisien molarkepunahan), atau lebih tepatnya, ditentukan dari kurva kalibrasi.

INSTRUMENTASI UV-VISSpektroskofi UV-VIS memiliki instrumentasi yang terdiri dari lima komponenutama, yaitu ;1. Sumber radiasi Sumber energy cahaya yang biasa untuk daerah tampak dari spectrum itu maupundaerah ultraviolet dekat dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar dengankawat ranbut terbuat dari wolfram. Pada kondisi operasi biasa, keluaran lampuwolfram ini memadai dari sekitar 235 atau 350 nm ke sekitar 3 m. energy yangdipancarkan olah kawat yang dipanaskan itu beraneka ragam menurut panjang

gelombangnya. Panas dari lampu wolfram dapat merepotkan; sringkali rumahlampu itu diselubungi air atau didinginkan dengan suatu penghembus angin untukmencegah agar sampel ataupun komponen lain dari instrument itu menjadi hangat.

2. Wadah sampel Kebanyakan spektrofotometri melibatkan larutan dan karenanyan kebanyakanwadah sampel adalah sel untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahayaspektrofotometer. Sel itu haruslah meneruskan energy cahaya dalam daerahspektral yang diminati: jadi sel kaca melayani daerah tampak, sel kuarsa atau kacasilica tinggi istimewa untuk daerah ultraviolet. Dalam instrument, tabung reaksisilindris kadang-kadang diginakan sebagai wadah sampel. Penting bahwa tabung-

tabung semacam itu diletakkan secara reprodusibel dengan membubuhkan tanda


7/21

pada salah satu sisi tabunga dan tanda itu selalu tetaparahnya tiap kali ditaruhdalam instrument. Sel-sel lebih baik bila permukaan optisnya datar. Sel-sel harusdiisi sedemikian rupa sehingga berkas cahaya menembus larutan, denganmeniscus terletak seluruhnya diatas berkas. Umumnya sel-sel ditahan pada

posisinya dengan desain kinematik dari pemegangnya atau dengan jepitan berpegas yang memastikan bahwa posisi tabung dalam ruang sel (dari) instrumentitu reprodusibel.

3. Monokromator Monokromator ini adalah piranti optis untuk memencilkan suatu berkas radiasidari sumber berkesinambungan, berkas mana mempunyai kemurnian spectralyang tinggi dengan panjang gelombang yang diinginkan. Radiasi dari sumberdifokuskan ke celah masuk, kemudian disejajarkan oleh sebuah lensa atau cerminsehingga suatu berkas sejajar jatuh ke unsure pendispersi, yang berupa prismaatau suatu kisi difraksi. Dengan memutar prisma atau kisi itu secara mekanis,aneka porsi spectrum yang dihasilkan oleh insur disperse dipusatkan pada celahkeluar, dari situ, lewat jalan optis lebih jauh, porsi-porsi itu menjumpai sampel.

4. DetektorDetector dapat memberikan respons terhadap radiasi pada berbagai panjanggelombang Ada beberapa cara untuk mendeteksi substansi yang telah melewatikolom. Metode umum yang mudah dipakai untuk menjelaskan yaitu penggunaanserapan ultra-violet. Banyak senyawa-senyawa organik menyerap sinar UV dari

beberapa panjang gelombang. Jika anda menyinarkan sinar UV pada larutan yangkeluar melalui kolom dan sebuah detektor pada sisi yang berlawanan, anda akanmendapatkan pembacaan langsung berapa besar sinar yang diserap. Jumlahcahaya yang diserap akan bergantung pada jumlah senyawa tertentu yangmelewati melalui berkas pada waktu itu. Anda akan heran mengapa pelarut yangdigunakan tidak mengabsorbsi sinar UV. Pelarut menyerapnya! Tetapi berbeda,senyawa-senyawa akan menyerap dengan sangat kuat bagian-bagian yang berbedadari specktrum UV. Misalnya, metanol, menyerap pada panjang gelombangdibawah 205 nm dan air pada gelombang dibawah 190 nm. Jika andamenggunakan campuran metanol-air sebagai pelarut, anda sebaiknyamenggunakan panjang gelombang yang lebih besar dari 205 nm untuk mencegah

pembacaan yang salah dari pelarut.

5. RekorderDan di dalam rekorder signal tersebut direkam sebagai spektrum yang berbentuk puncak-puncak. Spektrum absorpsi merupakan plot antara absorbans sebagaiordinat dan panjang gelombang sebagai absis.

PRINSIP KERJA UV-VISPada prinsipnya spektroskopi UV-Vis menggunakan cahaya sebagai tenaga yangmempengaruhi substansi senyawa kimia sehingga menimbulkan cahaya.Cahayayang digunakan merupakan foton yang bergetar dan menjalar secara lurus danmerupakan tenaga listrik dan magnet yang keduanya saling tagak lurus. Tenagafoton bila mmepengaruhi senyawa kimia, maka akan menimbulkan tanggapan

(respon), sedangkan respon yang timbul untuk senyawa organik ini hanya respon


8/21

fisika atau Physical event. Tetapi bila sampai menguraikan senyawa kimia makadapat terjadi peruraian senyawa tersebut menjadi molekul yang lebih kecil atauhanya menjadi radikal yang dinamakan peristiwa kimia atau Chemical event.Spektroskopi UV-Vis digunakan untuk cairan berwarna. Sehingga sampel yang

akan diidentifikasi harus diubah dalam senyawa kompleks. Analisis unsur berasaldari jaringan tanaman, hewan, manusia harus diubah dalam bentuk larutan,misalnya destruksi campuran asam (H2SO4+ HNO3 + HClO4) pada suhu tinggi.Larutan sample diperoleh dilakukan preparasi tahap berikutnya dengan pereaksitertentu untuk memisahkan unsur satu dengan lainya, misal analisis Pb denganekstraksi dithizon pada pH tertentu. Sampel Pb direaksikan dengan amoniumsitrat dan natriun fosfit, pH disesuaikan dengan penambahan amonium hidroksidakemudian ditambah KCN dan NH2OH.HCl dan ekstraksi dengan dithizon.

CARA KERJACara kerja alat spektrofotometer UV-Vis yaitu sinar dari sumber radiasiditeruskan menuju monokromator, Cahaya dari monokromator diarahkan terpisahmelalui sampel dengan sebuah cermin berotasi, Detektor menerima cahaya darisampel secara bergantian secara berulang ulang, Sinyal listrik dari detektordiproses, diubah ke digital dan dilihat hasilnya, perhitungan dilakukan dengankomputer yang sudah terprogram.

PROSEDUR PEMAKAIAN UV-VISProsedur Pemakaian Spektrofotometer UV-Vis sebagai berikut:1. Sampel dilarutkan dalam pelarut2. Sampel dimasukkan dalam kuvet3. Dalam keadaan tertutup, atur T = 0% (dalam beberapa instrumen, ini disebut0%T. Dark

current control).4. Dalam keadaan terbuka, atur T = 100% (A=0). Gunakan cell penuh dengan

pelarut murni5. Masukkan sampel dan ukur %T (atau A)

APLIKASI UV-VIS1. Studi F otoelektrokimia L apisan Tipis CdS H asil Deposisi M etode CBD

Lapisan tipis CdS dideposisi pada substrat gelas berlapis TCO dengan metodeCBD (Chemical Bath Deposition) menggunakan bahan dasar CdCl2 sebagai

sumber ion Cd2+ dan (NH2)2 SC (Thiourea) sebagai sumber ion S2-.Karakterisasi XRD lapisan tipis yang diperoleh memperlihatkan puncak- puncak karakteristik CdS polikristal dengan struktur kubik (zincblende).Absorbansi dan transmitansi optik dengan spektroskopi UV-VISmemperlihatkan daerah absorbsi pada rentang cahaya tampak (300 nm - 500nm) dengan maksimum pada sekitar 330 nm. Karakterisasi fotoelektrokimiadilakukan di dalam sel elektrokimia yang berisi elektrolit 1M NaOH danelektrolit mengandung kompleks iodida. Respon arus foto (photocurrent)elektroda CdS di dalam sel fotoelektrokimia memperlihatkan kebergantungan

pada panjang gelombang cahaya datang dan bersesuaian dengan absorbansioptik spektroskopi UV-VIS. Lebar celah pita energi (energy bandgap)

ditentukan melalui kurva (Jphhv)2 vs hv (energi foton), diperoleh lebar pita


9/21

energi sebesar 2.45 eV. Hubungan rapat arus foto terhadap energi foton cahaya(hv) juga diperlihatkan dari kurva Jph vs hv.

2. M eneli ti Pengaruh Kelembaban Terhadap Absorbansi Optik L apisan Gelatin

Penelitian ini menyajikan studi tentang pengaruh kelembaban terhadapabsorbansi optik lapisan gelatin. Cahaya yang melewati atau diserap film

gelatin dideteksi menggunakan spektrometer dengan panjang gelombang antara

292 nm sampai 591 nm dalam rentang daerah ultraungu (UV) cahaya tampak

(visible). Absorbansi optik lapisan gelatin dipindai (di-scan) dengan perlakuan

variasi kelembaban udara (kelembaban nisbi, RH). Film gelatin dideposisi

menggunakan spin-coater pada kecepatan putar tertentu di atas substrat kaca


10/21


11/21

Perubahanintensitas sinar menghasilkan suatu gelombang interferens.

Gelombang ini diubahmenjadi sinyal oleh detektor, diperkuat oleh penguat,

lalu diubah menjadi sinyaldigital. Pada sistem optik FTIR, radiasi laser

diinterferensikan dengan radiasiinframerah agar sinyal radiasi inframerah

diterima oleh detektor secara utuh danlebih baik (Khopkar, 2008 : 111).

Teknik pengoperasian FTIR berbeda dengan spektrofotometer infra merah.

Pada FTIR digunakan suatu interferometer Michelson sebagai pengganti

monokromator yang terletak di depan monokromator. Interferometer ini akan

memberikan sinyal ke detektor sesuai dengan intensitas frekuensi vibrasi

molekul yang berupa interferogram (Bassler, 1986 : 225).

Interferogram juga memberikan informasi yang berdasarkan pada

intensitas spektrum dari setiap frekuensi. Informasi yang keluar dari detektor

diubah secara digital dalam komputer dan ditransformasikan sebagai domain,

tiap-tiap satuan frekuensi dipilih dari interferogram yang lengkap (fourier

transform). Kemudian sinyal itu diubah menjadi spektrum IR sederhana.

Spektroskopi FTIR digunakan untuk: mendeteksi sinyal lemah, menganalisissampel dengan konsentrasi rendah dan analisis getaran (Margono, 2000).

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya

terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan

ikatan yang menghubungkannya.Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu

molekul tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul

dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu vibrasi regangan (stretching)dan vibrasi bengkokan (bending) (Fessenden, 1994 : 152)

Dalam vibrasi regangan, atom bergerak terus sepanjang ikatan yang

menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya,

walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu

Regangan Simetri(unit struktur bergerak bersamaan dan Searah dalam satu

bidang datar) dan Regangan Asimetri (unit struktur bergerak bersamaan dan


12/21

tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar). Jika sistemtiga atom

merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebihbesar, maka dapat

menimbulkan vibrasibengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi

osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasibengkokan ini terbagi

menjadi empatjenis, yaitu Vibrasi Goyangan (Rocking - unit struktur bergerak

mengayunasi metri tetapi masih dalam bidang datar),VibrasiGuntingan

(Scissoring - unit struktur bergerak mengayunsimetri dan masih dalam bidang

datar), VibrasiKibasan (Wagging - unit struktur bergerak mengibas keluar dari

bidang datar), danVibrasiPelintiran (Twisting - unit struktur berputar

mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di

dalam bidang datar) ( Christian, 1994 : 485).

Kloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl 3). Kloroform

dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius, meskipun

kebanyakan digunakan sebagai pelarut nonpolar di laboratorium atau industri.

Wujudnya pada suhu ruang berupa cairan, namun mudah menguap. Pada suhu

normal dan tekanan, kloroform adalah cairan yang sangat mudah menguap,

jernih, tidak berwarna, berat, sangat bias, tidak mudah terbakar. Hal ini

ditemukan pada Juli 1831 oleh dokter Amerika Samuel Guthrie (1782-1848),

dan independen beberapa bulan kemudian oleh Prancis Eugne Soubeiran

(1797-1859) dan Justus von Liebig (1803-1873) di Jerman. Kloroform yang

bernama dan kimia ditandai pada tahun 1834 oleh Jean-Baptiste Dumas (1800-

1884). sifat anestesi tersebut dicatat awal tahun 1847 oleh Marie-Jean-Pierre

Flourens (Agung, 2011).

Natrium benzoat adalah garam sodium dari asam benzoat dan ada dalam

bentuk garam ketika dilarutkan dalam air. Hal ini dapat diproduksi dengan

mereaksikan sodium hidroksida dengan asam benzoat. Rumus kimia natrium

benzoat yaitu C 6H5COONa, dan struktur bangunnya sebagai berikut :


13/21


14/21

Atomic Absorption Spectroscopy

PENGERTIAN

Spektrometri Serapan Atom (SSA) merupakan Metode pengukuran serta alat-alat

untuk mengukur interaksi materi dengan energi yang didasari oleh adanya

serapan(absorbsi) cahaya pada panjang gelombang tertentu oleh atom-atom bebas

fasa gas dalam keadaan dasar

Absorbsi (serapan) atom adalah suatu proses penyerapan bagian sinar oleh

atom-atom bebas pada panjang gelombang ( ) tertentu dari atom itu sendiri

sehingga konsentrasi suatu logam dapat ditentukan. Karena absorbansi sebanding

dengan konsentrasi suatu analit, maka metode ini dapat digunakan untuk sistem

pengukuran atau analisis kuantitatif.

AAS memiliki range ukur optimum pada panjang gelombang 200-300 nm PRINSIP DASAR

Spektroskopi Serapan Atom didasari oleh adanya serapan (absorbsi) energi radiasi

- Cahaya Utraviolet (UV) atau Tampak (VIS) - oleh atom-atom bebas suatu

unsur(g) dalam keadaan dasar di dalam nyala api. PRINSIP DASAR INSTRUMEN AAS Prinsip Dasar: penyerapan cahaya atau radiasi oleh atom-atom suatu unsur

dalam keadaan dasar yang berada dalam nyala api instrumen AAS Teknik analisis AAS didasarkan pada penguraian molekul menjadi atom

(atomisasi) dengan energi dari nyala api atau arus listrik Sebagian besar atom akan berada pada ground state, dan sebagian kecil

(tergantung suhu) yang tereksitasi akan memancarkan cahaya dengan

panjang gelombang yang khas untuk atom tersebut ketika kembali keground state

Gambar Alat AAS SHIMADZU Skema Instrumen AAS Instrumentasi ASS Instrumen AAS terdiri dari Sumber Radiasi

Hollow Cathode Lamps


15/21


16/21

keadaan dasar maupun keadaan tereksitasi, dipengaruhi oleh komposisi

nyala. Tanpa nyala ( Furnace Atomization) Sistem pemanasan dengan tanpa nyala ini dapat melalui 3 tahap yaitu :

pengeringan ( drying) yang membutuhkan suhu yang relatif rendah,

pengabuan ( ashing ) yang membutuhkan suhu yang tinggi karena untuk

menghilangkan matriks kimia dengan mekanisme volatilasi atau pirolisis,

dan pengatoman ( atomising ). Pada umumnya waktu dan suhu pemanasan

tanpa nyala dilakukan dengan cara terprogram. Sistem Pengkabutan (Nebulizer) Sumber Atomisasi Terdiri dari nebulizer, yaitu sistem pembakar-pengabut, untuk mengubah

larutan uji menjadi atom-atom dalam bentuk gas. Fungsi pengabut adalah

menghasilkan kabut atau aerosol larutan uji. Larutan yang akan dikabutkan

ditarik ke dalam pipa kapiler oleh aksi semprotan udara yang ditiupkan

melalui ujung kapiler, diperlukan aliran gas bertekanan tinggi untuk

menghasilkan aerosol yang halus.

Monokromator untuk memisahkan garis resonansi dari semua garis yang tak diserap yang

dipancarkan oleh sumber radiasi. Monokromator yang digunakan oleh AAS adalah kisi difraksi. Detektor Detektor sebagai prosesor sinyal. Prosesor sinyal memisahkan sinyal ac

dari sumber radiasi HCL yang telah dimodulasi dari sinyal dc yang

dihasilkan dari nyala api. Logaritma dari rasio komponen acuan dan sampel dari sinyal ac ini

kemudian dihitung dan dikirim ke komputer atau perangkat pembacaan

untuk ditampilkan sebagai absorbansi. Analisis Kualitatif AAS Suatu grafik yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap

dengan frekuensi (panjang gelombang) sinar merupakan spektrum

absorpsi. Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur


17/21

kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga

berbeda. Dengan demikian, spektra dapat digunakan sebagai bahan

informasi yang bermanfaat untuk analisis kualitatif. Analisa Kuantitatif AAS

Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada panjang gelombang tertentu sebanding

dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi, sehingga spektra absorpsi

dapat digunakan untuk analisis kuantitatif.

Analisis Kuantitatif AAS dapat dilakukan melalui Metode Kurva Kalibrasi, dan Metode Standar Adisi. Analisa Kuantitatif AAS Kurva Kalibrasi

Menguji sederet larutan standar yang mengandung unsur yang

dianalisis dengan variansi konsentrasi yang diketahui untuk

memperoleh absorbansinya. Hasil yang diperoleh diplot hubungan

konsentrasi ( x) dan absorbansinya ( y) sehingga diperoleh

persamaan garis.

y = mx + c Absorbansi sampel diukur dan harganya dimasukkan ke dalam

persamaan garis dan diperoleh konsentrasi unsur dalam sampel

(harga x). ANALISIS KUANTITATIF AAS Standar Adisi

Sampel diencerkan dengan larutan standar dengan konsentrasi yang

diketahui pada rentang pengukuran hingga volume tertentu dan diukurabsorbansinya.

Konsentrasi unsur dalam sampel ditentukan dari persamaan garis deret

standar lalu dikurangi dengan konsentrasi larutan standar yang ditambahkan Atomic Emission Spectroscopy PRINSIP DASAR AES Spektroskopi emisi atom adalah studi tentang radiasi yang dipancarkan

oleh atom tereksitasi dan ion monoatomik.


18/21

Atom tereksitasi dan ion berelaksasi ke keadaan dasar. Relaksasi sering

mengakibatkan emisi cahaya menghasilkan spektrum garis di daerah

spektrum tampak dan UV. Spektrum yang dipancarkan dapat digunakan

untuk identifikasi kualitatif unsuryang ada dalam sampel dan untuk

analisis kuantitatif unsur seperti pada konsentrasi rendah, mulai part per

miliar (ppb) hingga persen. PRINSIP DASAR AES

Ketika energi diberikan pada suatu atom, maka energi sebesar a dan b

menyebabkan eksitasi atom, energi sebesar c menghasilkan ionisasi atom dan

energi sebesar d menyebabkan ionisasi dan eksitasi atom. Keadaan tersebut

merupakaan keadaan tidak stabil dan secara spontan atom akan melepaskan energi

emisi agar diperoleh keadaan yang lebih stabil. Energi emisi e merupakan energi

emisi ion sedangkan f, g, dan h merupakan energi emisi atom. Energi emisi dan

panjang gelombang dihubungkan oleh persamaan E = hc/ PRINSIP DASAR AES Spektroskopi emisi atom merupakan teknik multiunsur dengan

kemampuan untuk menentukan logam, metaloid, dan beberapa unsur non

logam secara bersamaan dalam berbagai sampel cair, padat, dan gas.Perbedaan utama pada berbagai jenis spektroskopi emisi atom terletak

pada sumber eksitasi dan jumlah energi yang diberikan pada atom atau ion

(efisiensi eksitasi dari sumber). Atomic Emission Spectroscopy

AES

= Atomic Emission Spectroscopy

= Auger Electron SpectrometryAtomic Emission Spectroscopy

||

Optical Emission Spectroscopy

(OES) Instrumentasi

Instrumentasi dari AES tidak jauh berbeda dengan AAS. Bahkan

Instrumentasi AAS merupakan pengembangan lebih lanjut dari


19/21

instrumentasi AES dengan beberapa instrumen tambahan seperti Hollow

Cathode. Berikut merupakan bagian dari instrumen AES: Skema Fotometri Nyala/ AES. CARA KERJA AES

1. Flame Emission Spectroscopy

Sampel akan dibakar menggunakan flame atau api hingga menjadi gas. Panas dari

flame akan menguapkan larutan dan memutus ikatan kimia untuk membentuk

atom yang bebas. Energi panas juga mengeksitasi atom ke excited state yang akan

mengemisikan cahaya ketika atom-atom tersebut kembali ke ground state. Setiap

elemen mengemisikan panjang gelombang yang spesifik dan terdispersi melalui

grating atau prisma dan terdeteksi dispektrometer. Contd

2. Inductive Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy

Teknik ini menggunakan ICP untuk menghasilkan atom yang tereksitasi

dan ion yang menghasilkan radiasi elektromagnetik dari berbagai variasi panjang

gelombang. Setiap elemen pada tabel periodik mempunyai panjang gelombang

yang khas. Detektor pada ICP terletak di bawah dan mendeteksi panjang

gelombang ini dan juga intensitasnya, serta menghitung jumlah masing-masingelemen yang terdapat pada sampel.

Contd

3. Spark and Arc Atomic Emission SpectroscopySpark atau arc AES

Digunakan untuk menganalisa elemen logam pada sampel yang solid.

Untuk material yang non-konduktif, sampel ditaburi dengan bubuk grafit untuk

membuatnya menjadi konduktif. Pada metode arc tradisional, sampel solid

dihancurkan selama analisa. Arus elektrik pada arc atau spark yang dilewatkan pada sampel akan memanaskan sampel ke temperature tinggi sehingga akan

mengeksitasi atomnya. Atom yang akan dianalisa memiliki karakteristik panjang

gelombang tertentu yang akan terdispersi pada monokromator dan akan terdeteksi.

Karena kondisi dari arc dan spark yang tidak terkontrol dengan baik, analisa yang

dapat dilakukan hanya kualitatif. Namun, sumber spark yang modern dengan

muatan yang terkontrol dan adanya gas argon dapat menganalisa kuantitatif . CARA KERJA AAS


20/21

Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu,

tergantung pada sifat unsurnya Spektrometri Serapan Atom (SSA)

meliputi absorpsi sinar oleh atom-atom bebas unsur logam yang masih

berada dalam keadaan dasarnya (Ground state). Sinar yang diserap

biasanya ialah sinar ultra violet dan sinar tampak. Prinsip Spektrometri

Serapan Atom (SSA) adalah absorpsi radiasi UV dan VIS oleh atom

bebas. Hukum absorpsi sinar (Lambert-Beer) yang berlaku pada spektrofotometer

absorpsi sinar ultra violet, sinar tampak maupun infra merah, juga berlaku

pada Spektrometri Serapan Atom (SSA). Analisis AES Kualitatif Kuantitatif Analisis Kualitatif Penentuan unsur-unsur dalam sampel dapat dilakukan secara kualitatif

dengan mengamati emisi pada panjang gelombang karakteristik dari

elemen.

Analisis Kualitatif Contoh: Emisi pada 766,5 nm menunjukkan bahwa kalium terdapat dalam sampel,

sedangkan emisi kuning cerah natrium pada 589 nm menunjukkan

kehadirannya. Analisis Kuantitatif Metode Kurva Kalibrasi

Metode Standar Adisi Metode Kurva Kalibrasi Dalam metode ini dibuat suatu seri larutan standar dengan berbagai

konsentrasi dan intensitas emisi dari larutan tersebut diukur dengan AES.

Langkah selanjutnya adalah membuat grafik antara konsentrasi dengan

intensitas emisi yang merupakan garis lurus yang melewati titik nol

dengan slope = . b atau = a.b. Metode Kurva Kalibrasi


21/21

Metode Kurva Kalibrasi Konsentrasi larutan sampel dapat dicari setelah intensitas emisi larutan

sampel diukur dan diintrapolasi ke dalam kurva kalibrasi atau dimasukkan

ke dalam persamaan garis lurus yang diperoleh dengan menggunakan

program regresi linear pada kurva kalibrasi. Metode Kurva Kalibrasi Metode Standar Adisi Metode Standar Adisi Metode Standar Adisi Cx dapat dipeoleh dari:

Cx = b. Cs / m.Vx

tugas analitik-Spektofotometri

Documents

Transcript of tugas analitik-Spektofotometri