Recommended
More Related Content
Similar to UV.ppt
Similar to UV.ppt (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (20)
UV.ppt
- 2. • Spektroskopi merupakan bagian ilmu yg mempelajari tentang cahaya dimana salah satu sifatnya dinyatakan dg panjang gelombang (λ)→ dg satuan nm, Ȧ, dll atau dinyatakan dg satuan bilangan gelombang (λ=1/ϑ) • Spektrofotometri (spektrometri) ialah pengukuran absorbsi dan emisi cahaya yang melalui suatu materi/zat tertentu
- 3. SIFAT DARI SINAR Bagian dari gelombang elektromagnetik yang mampu berinteraksi dengan materi hanya komponen listrik saja
- 4. λ = jarak dua buah puncak A = amplitudo = jarak dari simpul perpotongan ke puncak
- 5. • Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik, yaitu aliran paket energi yg bergerak dg kec. Tinggi • Paket energi cahaya disebut foton, dirumuskan E = hυ E = energi cahaya yg diserap H = tetapan Planck (6,62 x 10-27 erg.det-1) Υ = frek. Radiasi, Hz (c/λ) c= = kec. Cahaya = 3x 1010 cm.det-1
- 6. Daerah sinar Panjang gelombang Sinar Ý 0,005-1,4 A Sinar X 0,1-10 nm UV-vakum 10-200 nm UV dekat 200-400 nm Sinar tampak 400-800 nm Sinar IR dekat 0,8-25 µm IR asasi (fundamental) 25-50 µm IR jauh 50-300 µm Gelombang micro 0,3 mm-0,5 m Gelombang radio 0,5-300 m Sinar X, UV-Vis dinyatakan dalam λ IR dinyatakan dalam ϑ NMR dan gelombang radio dinyatakan dalam mHz
- 7. Daerah sinar tampak adalah daerah sinar yg terlihat seperti pelangi dg panjang gelombang 400-800 nm Sinar ultra lembayung < 400 nm dpt dideteksi dg film fotografik atau dlm sel fotol Sinar infra merah > 800 nm dpt dideteksi secara fotografik atau dg menggunakan detektor panas seperti thermopile
- 8. Energi/sinar akan mengalami : 1. Sinar diteruskan semua,ex : kaca, plastik 2. Sinar diserap semua, ex: benda hitam sempurna 3. Sinar sebagian diserap, sebagian diteruskan Fenomena inilah yang digunakan dalam analisis sampel E=hυ
- 9. • Tenaga sinar E=hυ akan menaikkan tingkatan tenaga yg rendah (ground state) ke tingkatan yg lebih tinggi (excited state) disebut peristiwa eksitasi
- 10. • Jika energi yang dikenakan pada materi dihilangkan maka energi sistem akan turun ke ground state dg melepaskan energi dlm bentuk panas atau cahaya
- 11. Hukum Lambert • Jika cahaya dialirkan melalui suatu larutan, maka pengurangan intensitas cahaya persatuan panjang larutan sebanding dg intensitas cahaya • dP = k1P db P = intensitas cahaya yg dialirkan melalui larutan B = tebal lapisan larutan/panjang jalan yg ditempuh oleh sinar
- 12. Hukum Beer • Jika cahaya dialirkan melalui suatu larutan maka pengurangan intensitas per satuan konsentrasi sebanding dg intensitas cahaya • dP = k3C dC P = intensitas cahaya yg dialirkan melalui suatu larutan C = konsentrasi
- 13. HUKUM Lambert-Beer • Log P0 = A = a b c P a = absortivitas, jika c dlm g/L ε = absortivitas mplar, jika c dlm mol/L c = konsentrasi larutan P0 = daya radiasi masuk b = tebal sel (cm)
- 14. • Besaran dapat juga dlm bentuk transmittan -log T = a b c T = P P0 Jadi A = log P0 = -log T P T dinyatakan dlm % . Misal % T = 40 berarti T = 40 % ,yang diserap 60 %
- 18. Alat spektrofotometer UV-Vis Sumber sinar monokromator Sel serapan Detektor Rekorder
- 19. Monokromator • Digunakan untuk memilih λ yang kita inginkan • Dg prisma/kisi difraksi sinar polikromatis dapat diuraikan menjadi komponen2 λ-nya dan dengan memakai lensa atau celah yang sempit, komponen ini dpt dipisahkan menjadi pita2 yg sempit. • Keuntungan yg diperoleh adalah puncak dpt diukur pd nilai serapan yg maksimum dan hal ini mempertinggi kepekaan pengukuran • Penyerapan sinar dg pita yg sempit akan memenuhi Hukum Lambert Beer dg lebih baik karena hanya λ yang diserap akan terukur. Dengan demikian dapat dibuat spektrum serapan yaitu kurva A thd λ
- 21. Sel atau kuvet • Terbuat dari bahan yg dpt meneruskan sinar dan tdk menyerap cahaya dari daerah spektrum yang dipakai. • Sel untuk blanko dan sel utk cuplikan harus matched.Artinya mempunyai sifat optik yang sama yaitu panjang jalan sinar, sifat2 pemantulan sinar, karakteristik transmisi(penerusan sinar) harus sama
- 22. • Sel ada yg berbentuk silinder (seperti tabung reaksi), dan persegi • Bentuk silinder lebih murah tapi harus diberi tanda sendiri supaya penempatannya selalu sama. Pasangan silinder harus dimatched sendiri. • Bentuk persegi adalah paling baik walau harga mahal. Pasangan yang sudah dimatched dapat dibeli. • Dinding sel yg ditembusi sinar dijaga kebersihannya karena akan menimbulkan kesalahan besar pada pengukuran kuantitatif. • Dinding sel yang akan dikenai sinar jangan dipegang langsung • Sel yang terbuat dari kaca dan kwarsa dapat dibersihkan dengan air. Bila belum cukup dapat dibersihkan dg larutan detergen atau dg asam nitri hangat • Jangan mengeringkan sel dg oven
- 24. Single beam, 1 set kuvet. Pelarut dan (pelarut+cuplikan) diukur sendiri Double beam, 2 set. Pelarut dan (pelarut+cuplikan) dikenai sinar yg sama pelarut pelarut + cuplikan
- 25. Penggunaan sinar tampak/ultra lembayung • Analisis kuantitatif • Analisis kualitatif, berguna untuk mengetahui ada atau tdknya gugus fungsional tertentu. Misalnya gugus karbonil, aromatik, nitro, dan lain-lain dalam senyawa organik
- 26. Hal-hal yg harus diperhatikan pada prosedur analisis kuantitatif • Pembentukan molekul yg dapat menyerap sinar pada daerah uv-vis • Pemilihan panjang gelombang • Pembuatan kurva kalibrasi • Pengukuran absorbans atau % T cuplikan
- 27. Pembentukan molekul yg dpt menyerap sinar uv-vis • Langkah ini dilakukan bila senyawa yg dianalisis tdk melakukan penyerapan pada daerah sinar ini dengan cara mereaksikannya dg pereaksi yg dapat menyerap • Misalnya ion Fe3+ warnanya sangat lemah (kuning), jadi absorbansinya kecil. Direaksikan dg KCNS atau pereaksi 1,10-fenantrolin akan timbul senyawa kompleks berwarna yg menyerap dg kuat dan dpt digunakan utk analisis besi dlm kadar kecil
- 28. Pereaksi yang dipakai harus memenuhi syarat • Reaksinya harus selektif dan sensitif • Tdk boleh membentuk warna dg zat2 lain yg ada dlm larutan • Reaksinya dg zat yg dianalisis harus berlangsung dg cepat dan sempurna • Warna yg ditimbulkan harus stabil utk jangka waktu yg tdk terlalu pendek • Pengaruh pH thd kompleks berwarna yg terjadi harus diketahui
- 29. Pemilihan panjang gelombang Bila tdk ada zat lain yg mengganggu, maka λ yg digunakan adalah A maksimum ,sebabnya ialah : Perubahan serapan utk setiap satuan konsentrasi adaah paling besar pd λ maksimum sehingga diperoleh kepekaan analisis yg maksimum pula Disekitar λ maksimum bentuk kurva serapan adalah datar, pada kondisi demikian hukum Lambert-Beer akan dipenuhi dg baik
- 30. Pembuatan kurva kalibrasi • Dibuat sejumlah larutan dg berbagai konsentrasi yg diketahui (larutan baku). • Absorban diukur (terhadap blanko) kemudian dibuat grafik A vs c • Bila hukum Lambert-Beer terpenuhi maka grafik ini akan berbentuk garis lurus yang melalui titik nol koordinat yang disebut kurva kalibrasi • Lereng atau slope kurva=a (absortivitas) atau ε (absortivitas molar)
- 31. Kurva baku sering dicek utk mencegah penyimpangan yg disebabkan oleh • Kekuatan ion yang tinggi dari medium • Perubahan suhu yang agak besar • Penggunaaan sinar polikromatik • Adanya reaksi kimia
- 32. Pengukuran A cuplikan • Pembentukan warna cuplikan harus dilakukan pada kondisi yang sama pada pembentukan warna pada standar • Konsentrasi yg dicari dibuat sedemikian rupa sehingga A 0,12-1,0 atau %T 0,10-0,75 (10- 75%) dg anggapan kesalahan pembacaan ±0,005 atau %T=0,5%. Ini disebut kesalahan fotometrikdg nilai konsentrasi C sebesar 1-2% bila nilai A yg diukur 0,15-1,0
- 33. Kesalahan-kesalahan yg bergantung pada T • Kesalahan yg bersumber pada penyiapan cuplikan • Ketidaksempurnaan kuvet • Ketidakpastian pemasangan panjang gelombang • Perubahan intensitas pancaran sumber sinar
- 34. Analisis kualitatif • Berguna untuk mengetahui ada/tidaknya gugus fungsional tertentu
- 35. Macam ikatan • Ikatan σ, lebih kuat dan stabil • Ikatan π lemah, mudah putus • Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutus suatu ikatan. Semakin banyak ikatan maka energi ikatan juga semakin besar
- 36. + overlap Ikatan σ Ikatan σ *
- 38. Ikatan tunggal (ikatan σ)
- 39. Ikatan tunggal (ikatan σ) Ikatan rangkap (ikatan π)
- 40. • Non bonding elektron (n)/done pair electron/pasangan elektron bebas • Contoh C=O
- 41. Bagian cuplikan yang mana yang dapat menyerap sinar uv-vis? cuplikan E=hυ
- 43. energi σ π n π * σ* σ- σ * π-π * n-σ * n- π * bonding bonding nonbonding antibonding antibonding
- 44. • Jika dikenai energi E=hυ dimana E>Eσ maka ikatan σ akan putus menghasilkan ikatan σ anti bonding. Tetapi ini jarang terjadi karena dibutuhkan energi yang besar untuk eksitasi σ – σ *.Jadi senyawa yang hanya memiliki ikatan σ saja(contoh:alkana) apabila diukur spektrofotometri uv-vis tidak memberikan respon • Ikatan π jika dikenai energi yang tinggi (E>Eπ) maka ikatan akan putus menghasilkan π antibonding • Untuk nonbonding elektron akan mudah sekali mengalami eksitasi jika dikenai sinar/energi karena ada elektron bebas yang tdk berikatan
- 45. Senyawa λmax (nm) εmax H2O 167 1480 CH3OH 184 150 CH3Cl 173 200 CH3I 258 365 (CH3)2S 229 140 (CH3)2O 184 2520 CH3NH2 215 600 (CH3)3N 227 900 Absorbsi senyawa tidak jenuh ( transisi n-σ*)
- 47. • Kromofor adalah gugus fungsional tdk jenuh yg dapat menyerap sinar radiasi elektromagnetik pada daerah uv-vis • Pergeseran batokromik (red shift) ialah pergeseran serapan ke arah λ yang lebih panjang • Pergeseran hipsokromik (blue shift) ialah pergeseran serapan ke arah λ yang lebih pendek
- 48. • Transisi π→π* keadaan tereksitasi lebih terkutub (polar) daripada keadaan dasar. Akibatnya pada transisi π→π* dalam pelarut terkutub absorbsi akan bergeser ke arah panjang gelombang lebih besar (batokrom) • Molekul yg memiliki elektron bebas dapat berinteraksi dg pelarut berikatan hidrogen secara baik dalam keadaan dasar daripada keadaan tereksitasi. Akibatnya, absorbsi transisi n→π* bergerak ke panjang gelombang kecil bila kemampuan pelarut untuk membentuk ikatan hidrogen bertambah (hipsokrom)
- 49. Kromofor Contoh Pelarut Λmaks, nm εmax Alkena C6H13CH=CH2 n-heptana 177 13000 Alkena terkonyugasi CH2=CHCH=CH2 n-heptana 217 21000 Alkuna C5H11CΞC-CH3 n-heptana 178 10000 196 2000 225 160 Karbonil CH3C=OCH3 n-heksana 186 1000 280 16 CH3C=OH n-heksana 180 besar 293 12 Karboksil CH3C=OOH etanol 204 41 Amido CH3C=ONH2 air 214 60 Azo CH3N=NCH3 etanol 339 5 Karakteristik absorbsi gugus kromofor
- 50. Kromofor Contoh Pelarut Λmax, nm εmax Nitro CH3NO2 Isooktana 280 22 Nitroso C4H9NO Etil eter 300 100 665 20 Nitrat C2H5ONO2 Dioksan 270 12 Aromatik Benzen n-heksana 204 7900 256 200
- 51. Syarat pelarut • Dapat melarutkan cuplikan • Dapat meneruskan sinar dari daerah panjang gelombang yang dipakai • Tidak boleh menyerap sinar tersebut • Kemurniannya tinggi
- 52. Pelarut Batas tembus sinar (nm) Pelarut Batas tembus sinar (nm) Aseton 330 Etanol 95 % 205 Benzen 285 Dietil eter 205 CCl4 265 Iso oktana 215 Kloroform 245 Isopropanol 215 Diklorometana 235 Metanol 215 Karbondisulfid a 375 Piridin 305 Sikloheksana 215 Air 200 Dioksan 320 Silena 295 Batas tembus sinar terendah untuk pelarut didaerah uv-vis
- 53. • Senyawa 1,3-butadiena • CH2=CH2-CH2=CH2 mempunyai angka serapan dasar λ=217 nm • Jika atom H diganti gugus alkil maka λ akan bertambah 5 nm sifat aditif • Jika jumlah atom H yang diganti nxR maka λ=λ dasar(217 nm)+(nx5 nm)
- 54. Sistem diena tertutup Angka dasar serapan λ =253 nm Pada ujung2nya mengalami substitusi R disebut “sisa cincin” Setiap sisa cincin nambah λ 5 nm Angka serapan aditif 253 nm + (nx5 nm)
- 55. • Lima buah sampel air sungai Gadjah Wong yang masing2 volumenya 10 mL diambil dan dimasukkan ke dalam 5 buah labu ukur 25 mL. Ke dalam labu ukur tersebut ditambahkan 0,5,10,15, dan 20 mL larutan standar Fe2+ 10 ppm dan pengompleks 1,10 fenantrolin.Setelah diencerkan hingga 25 mL absorbansi 5 larutan tersebut diukur pada 510 nm dan dihasilkan absorbansi berturut-turut 0,214;0,425;0,685;0,825 dan 0,970. Buatlah persamaan regresi liniernya dan tentukan konsentrasi Fe2+ dalam sungai tersebut
- 56. Bagian cuplikan yang mana yang dapat menyerap sinar uv-vis? cuplikan E=hυ
- 57. • Yang berperan dalam menyerap sinar adalah ikatan • Energi dari luar yang diserap akan menyebabkan eksitasi dan jika energinya cukup besar maka ikatan dapat putus
- 58. Daftar Pustaka • Harvey, D., Modern Analytical Chemistry, 2000, The McGraw Hill Companies, North America. • Rubinson, K.A., Rubinson, J.F., Contemporary Instrumental Analysis, 2000, Prentice-Hall, New Jersey
- 59. • Skoog, D.A., Principles of Instrumental Analysis, 1985, third Edition, Saunders College Publishing, America • Skoog,D.A., West,D.M., Holler,F.J., Crouch,S.R., Fundamentals of Analytical Chemistry, 2004, Thomson Learning, America