SPEKTROFOTOMETRI UV-VISBagian Kimia AnalitikDepartemen Kimia FMIPAInstitut Pertanian Bogor
Spektroskopi absorpsi (radiasi elektromagnetik pada daerah 160-780 nm)
Aplikasinya sangat luasAnalisis kuantitatif senyawa organik dan anorganik
Berdasarkan pengukuran transmitans/absorban
(Hukum Lambert-Beer)
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
Pengukuran Transmitans & Absorbans
Penghamburan cahaya Pemantulan pada permukaan Dihamburkan dalam larutan molekul besar gelembung udara
Normalisasi dengan membandingkannya terhadap sel referensi Hanya mengandung pelarut pengukuran transmitans dibandingkan dengan hasil dari sel referensiEfek lainnya yang dapat mereduksi intensitas sumber:
Pengukuran Transmitans & Absorbans
Pengukuran Transmitans & Absorbans
Hukum Lambert-BougerLambert & Bouger menemukan bahwa intensitas energi tertransmisi menurun eksponensial jika panjang lintasan (b) yang dilewati energi radiasi tersebut meningkat
dP = k P dbdP/P = k db dP/P = k dbln P/P0 = k b log P/P0 = (k/2.303) bA = log P/P0 = (/2.303) b TAPanjang lintasanEfek panjang lintasan terhadap transmitans dan absorbansPanjang lintasan
Hukum BeerBeer (1852) menemukan bahwa konsentrasi (C) merupakan fungsi timbal balik eksponensial dari transmitans dan absorbans (proporsional langsung dengan konsentrasi)dP = P dCdP/P = dC dP/P = dCln P/P0 = C log P/P0 = (/2.303) C A = log P/P0 = (/2.303) C
Hukum BeerHukum Lambert - Beer A = bC absorptivitas molarEfek konsentrasi analat pada nilai transmitans dan absorbansnyaA[C][C]log T
Hukum Lambert-BeerA = bc
Hubungan ini dapat dijabarkan sebagai berikut:Perhatikan gambar diatas yang dapat dianggap sebagai blok materi pengabsorbsiSuatu radiasi elektromagnetik dengan kekuatan Po akan menabrak tegak lurus permukaan blok tersebutSetelah melewati materi dengan panjang b yang mengandung n atom/ion/molekul pengabsorbsi kekuatan radiasinya turun menjadi P akibat adanya absorbsi tersebut
Hukum Lambert-BeerDengan penampang lintang dari blok tersebut mempunyai luas S dan ketebalan yang sangat tipis dx terdapat dn partikel pengabsorbsi sehingga dapat dibayangkan penangkapan foton sehingga saat foton sampai di daerah tersebut dengan peluangnya maka absorpsi akan terjadi Total luas terproyeksi dari permukaan tempat penangkapan foton tersebut dalam suatu penampang lintang dS, dengan rasionya terhadap total luas dS/SKekuatan radiasi yang masuk dalam daerah Px adalah proporsional terhadap jumlah foton/cm2 dan dPx menunjukkan kuantitas absorbsi pada daerah tersebut, fraksi terabsorbsi dPx/Px sama dengan rerata probabilitas tangkapan foton, maka,
1
Hukum Lambert-BeerdS proporsional terhadap jumlah partikeldS = adn 2dengan dn = jumlah partikela = konstanta proporsionalitas (penampang lintang penangkapan)Kombinasi persamaan 1 dan 2 dengan melakukan pengintegralan pada interval 0 dan n akan diperoleh
Dengan mengkonversi menjadi logaritmanya
3
Hukum Lambert-BeerLuas penampang lintang S dapat diekspresikan sebagai volume (V) blok tersebut dalam cm3 dan panjang (b) dalam cmSubstitusinya terhadap persamaan 3 akan menghasilkan:
n/V dapat dikonversi menjadi mol/L sehingga
Nilai yang konstan kemudian dapat disatukan sebagai
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang lintasan (b)Pembaca Absorbans0.82SumberDetektor
Kebergantungan panjang lintasan (b)Pembaca Absorbans0.62SumberDetektorbSampelHukum Lambert-Beer: A = abc
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang lintasan (b)PembacaAbsorbans0.42SumberDetektorSampel
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang lintasan (b)PembacaAbsorbans0.22SumberDetektorSampel
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan konsentrasi (C)PembacaAbsorbans0.82SumberDetektor
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan konsentrasi (C)0.62SumberDetektorbSampelPembacaAbsorbans
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan konsentrasi (C)0.42bSumberDetektorSampelPembacaAbsorbans
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang gelombang (a)0.82SumberDetektorPembacaAbsorbans
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang gelombang (a)0.30bSumberDetektorPembacaAbsorbans
Hukum Lambert-Beer: A = abcKebergantungan panjang gelombang (a)0.80bSumberDetektorPembacaAbsorbans
Ada kalanya perubahan nilai serapan tidak linier dengan perubahan konsentrasi
kenaikan konsentrasi menjadi 2 x atau 3 x konsentrasi tidak mengubah nilai serapan menjadi 2 x atau 3 x serapan mula-mula
Ketidaklinieran hubungan antara serapan dengan konsentrasi tersebut dinamakan penyimpangan dari hukum Lambert-Beer.
Penyimpangan dari Hukum Lambert Beer: sebab kimia sebab instrumental sebab nyataPenyimpangan Hukum Lambert-Beer
Sebab kimia berkaitan dengan perubahan kimia yang terjadi pada zat yang diukur seperti ionisasi dan hidrolisis
Penyimpangan Hukum Lambert-BeerGb 13-3 (halaman 305) (Skoog et al. 1998)
Deviasi hukum Beer (sebab kimia)untuk larutan indikator HIn yang tidak terbufer
Untuk data lihat Tabel 13-2 (halaman 304)
Sebab instrumental berkaitan dengan keadaan alat kecapaian alat Ketidakmonokromatisan sinar absorptivitas serapan oleh zatPenyimpangan Hukum Lambert-BeerRadiasi polikromatis (Gb 13-4, halaman 305)
Deviations Beer's Law with polychromatic light. Here, two wavelenghts or radiation l1 and l2 have been assumed for which the absorber has the indicated molar absorptivities."
Fig. 13-5 hal 306The effect of polychromatic radiation upon the Beer's law relationship. Band A shows little deviation, because e does not change greatly throughout the band. Band B shows marked deviations because e undergoes significant changes in this region."Penyimpangan Hukum Lambert-Beer
Radiasi sesatanFig. 13-6, pg. 307"Apparent deviation from Beer's law brought about by various amounts of stray radiation."Penyimpangan Hukum Lambert-Beer
Sebab nyata berkaitan dengan konsentrasi larutan
Penyimpangan dapat terjadi di daerah konsentrasi terlalu pekat/terlalu encer konsentrasi terlalu encerterjadi efek penjenuhan sinar konsentrasi terlalu pekatinteraksi antar molekul zat penyerap yang berdekatan akan mengganggu serapan radiasi oleh molekul-molekul tersebutPenyimpangan Hukum Lambert-Beer
Efek Derau Instrumental Derau dari tiga tahapan pengukuran sinyal dalam spektofotometer memberikan kontribusi galat pada hukum Lambert-Beer
Kurva galat untuk berbagai kategori dari ketidakpastian instrumentalGalat dalam pengukuran spektrofoto-metri akibat adanya derau arus gelap dan posisi sel yang impresisi Efek Derau Instrumental
Kurva eksperimen yang berhubungan dengan ketidakpastian konsentrasi terhadap absorbans pada dua jenis spektrofotome-terEfek Derau Instrumental
Efek Lebar Celah Celah sempit Celah lebarResolusi meningkat tak terlalu baikDaya sinaran rendah (S/N ) tinggi (S/N )
Optimalkan dengan mempersempit lebar pita instrumen hingga tinggi pita konstan (terjadi jika lebar pita instrumen sebesar 0.1 lebar puncak (Gambar 13-8 dan 13-9; Skoog DA et al. 1998. Principles of Instrumental Analysis)
Wavelength extremes be wary of measurements below 380 nm in visible and 200 nm in UV stray scattered radiation is abundant, absorbance of optics increases
Tipe Instrumen
Diagram Optik Spectronic 20
************************************