Tim Dosen MKDU Kimia Dasar II

Presentasi berjudul: "Tim Dosen MKDU Kimia Dasar II"— Transcript presentasi:

1 Tim Dosen MKDU Kimia Dasar II
Spektroskopi Tim Dosen MKDU Kimia Dasar II

2 Spektroskopi Spektroskopi merupakan cabang ilmu yang berhubungan dengan gelombang elektromagnetik yang diterjemahkan ke dalam komponen-komponen panjang gelombang untuk menghasilkan spektra, merupakan plot beberapa fungsi dari intensitas radian versus panjang gelombang atau frekuensi.

3 Interaksi Radiasi elektromagnetik dengan bahan
sinar datang (Po) transmisi (P) sinar diserap refleksi (R)

4 Absorption Spectrometry
sinar datang (Po) transmisi (P) sinar diserap refleksi (R) fluoresen (F) Non-Destructive Analysis Fluorometry

5 Bentuk Interaksi Radiasi dengan Materi
ABSORPSI REFLEKSI SCATTERING EMISI

6 Radiasi elektromagnetik

7 Radiasi elektromagnetik dianggap sebagai gerakan gelombang dengan panjang gelombang

8 Peran Spektroskopi Membedakan struktur molekular.
Indentifikasi molekul yang tidak diketahui Mendeteksi molekul yang sudah diketahui Mengukur konsentrasi

9 Macam spektroskopi Spektroskopi Molekuler Spektroskopi Atomik

10 Spektroskopi Spektroskopi atomik adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan atom Spektroskopi atomik digunakan untuk penentuan kualitatif dan kuantitatif dari sekitar 70 elemen. Ciri khas S. Atomik adalah bahwa dalam s. atomik, sampel harus diatomkan terlebih dahulu

11 Spektroskopi Spektroskopi molekuler adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara gelombang elektromagnetik dengan materi Spektroskopi molekular adalah teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi unsur organik dan anorganik dalam spesi atom Metode spektroskopi digunakan untuk menentukan, mengkonfirmasi struktur molekul, dan untuk mengetahui kemurnian suatu senyawa

12 Spektroskopi Atomik

13 Peta Konsep Definisi Metode: Flame Aplikasi: Elektrotermal IPC
Lingkungan Industri Spektroskopi Atomik Jenis: 1. AAS 2. AES 3. AFS

14 Dalam Dunia Industri Spektroskopi Atomik sering digunakan untuk identifikasi kandungan unsur tertentu. Terutama dalam industri farmasi Contoh: untuk mengetahui kandungan mineral tertentu dalam bahan makanan atau obat-obatan. Seperti selenium yang berpotensi sebagai obat kanker

15 Untuk Lingkungan Teknik Spektroskopi Atomik banyak digunakan untuk menentukan konsentrasi pencemar logam berat dalam lingkungan. Contohnya untuk mengukur kadar pencemaran logam berat pada suatu ekosistem

16 AES (Atomic Emission Spectroscopy)
Atomic Emission Spectroscopy (AES) adalah teknik spektroskopi yang memanfaatkan panjang gelombang foton yang dipancarkan oleh atom selama masa transisinya dari fase eksitasi menuju fase istirahat. Kurang akurat dan memiliki ketilitian rendah untuk perhitungan bersifat kuantitatif. Karena tidak semua atom tereksitasi berelaksasi pada saat yang bersamaan

17 AES (Cont’d) Pada AES, eksitasi terhadap sampel tidak dilakukan dengan melakukan penyorotan. Tetapi eksitasi atom dilakukan dengan memberikan kalor atau tegangan listrik (arc)

18 Hasil Pembacaan Dan Analisa Kuantitatif
Analisa Kuantitatif dari AES digunakan dengan melihat tinggi plot (kurva) dari spektrum. Semakin tinggi berarti semakin besar konsentrasinya. Untuk perhitungan dilakukan permbandingan terhadap suatu faktor pembanding dengan komposisi diketahui

19 AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)
AAS adalah suatu teknik spektroskopi yang memanfaatkan besarnya gelombang elektromagnetik yang diserap pada frekuensi tertentu oleh zat tertentu untuk bereksitasi Gelombang elektromagnetik yang diserap dihasilkan oleh suatu sumber cahaya AAS dapat menentukan lebih dari 67 jenis logam yang berbeda yang terkandung dalam suatu larutan. AAS sangat sensitif dan akurat karena dapat mengukur hingga bagian per milyar dari suatu berat (μg dm-3).

20 Prinsip dasar instrumentasi AAS dan AES

21 AFS (Atomic Flourescence Spectroscopy
Atomic Fluoresence Spectroscopy (AFS) adalah salah satu jenis spektroskopi elektromagnetik yang menganalisis fluorescence dari atom sampel. Didalamnya meliputi penggunaan sorotan sinar, biasanya sinar ultraviolet, yang mengeksitasi elektron dalam atom dan menyebabkannya memancarkan sinar. Alat untuk mengukur fluorescence disebut fluorometers atau fluorimeter.

22 AFS (Cont’d) Keuntungan Fluoroscence: Kerugian Fluoroscence:
Mempunyai sensitivitas yang tinggi Spesifikasi tinggi Large linear dynamic system Kerugian Fluoroscence: Senyawa fluororesce yang lain harus dihilangkan jika terjadi overlape spectra Senyawa dengan konsentrasi tinggi akan mempengaruhi sensitivitas Adanya reaksi fotokimia

23 Rangkaian Instrumen AFS

24 Spektroskopi Molekuler

25 Spektroskopi Konvensional

26 Tipe Spektroskopi Spektroskopi Ultraviolet (UV)
Digunakan untuk ---- molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus nitro Spektroskopi Infrared (IR) Digunakan untuk ---- gugus fungsional, struktur ikatan Spektroskopi NMR Digunakan untuk ---- bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton (inti hidrogen dan inti karbon 13) Spektroskopi Massa Digunakan untuk ---- berat molekul, keberadaan nitrogen, halogen – Nuclear Magnetic Resonance (NMR) – Nuclear Spin States • Use – The number, type, and relative position of protons (Hydrogen nuclei) and Carbon-13 nuclei – Mass Spectrometry (MS) – Hi-Energy Electron Bombardment • Use – Molecular Weight, Presence of Nitrogen, Halogens Spektroskopi Ultraviolet (UV) ---- Keadaan energi elktronik Digunakan untuk ---- molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus nitro Spektroskopi Infrared (IR) ---- keadaan energi vibrasi Digunakan untuk ---- gugus fungsional, struktur ikatan Spektroskopi NMR ---- keadaan spin inti Digunakan untuk ---- bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton (inti hidrogen dan inti karbon 13) Spektroskopi Massa ---- Penembakan elektron berenergi tinggi Digunakan untuk ---- berat molekul, keberadaan nitrogen, halogen

27 Daerah Utama Spektrum Elektromagnetik
Fenomena Terlibat Transisi spin elektron Kulit bagian dalam d – d dan f – f Rotasi molekuler Vibrasi molekuler Kulit valensi Transisi spin inti T r a n s i s i e l e k t r o n i k Spektroskopi Teknik NMR ESR Infrared Visible Ultraviolet X-Ray Microwave 1010 1012 108 104 106 102 Frekuensi (Hz) Energi kJ mol-1

28 Spektrometri Inframerah
Spektroskopi Inframerah (IR) Transisi elektron antar tingkat energi rotasi dan vibrasi Gugus fungsional dalam suatu Senyawa organik

29 Spektrometri Inframerah

30 Vibrasi molekul Jenis vibrasi:
Vibrasi ulur (Stretching Vibration), yaitu vibrasi yang mengakibatkan perubahan panjang ikatan suatu ikatan Vibrasi tekuk (Bending Vibrations), yaitu vibrasi yang mengakibatkan perubahan sudut ikatan antara dua ikatan

31 Vibrasi ulur Dapat terjadi secara: Simetris Asimetris

32 Vibrasi tekuk Dibagi menjadi: Scissoring Rocking Wagging Twisting

33 Spektroskopi Infra Merah
Merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 – µm atau pada bilangan gelombang – 10 cm-1 Umumnya digunakan dalam penelitian dan industri Menggunakan teknik absorpsi

34 Sumber Radiasi Argon 100 – 160 nm Tungsten 350 – 800 nm
Deuterium 160 – 360 nm Xenon 200 – 900 nm

35 Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk penafsiran IR
Spektrum harus terselesaikan dan intensitas cukup memadai. Spektrum diperoleh dari senyawa murni. Spektrofotometer harus dikalibrasi sehingga pita yang teramati sesuai dengan frekuensi atau panjang gelombangnya. Metode persiapan sampel harus ditentukan. Jika dalam bentuk larutan, maka konsentrasi larutan dan ketebalan sel harus ditunjukkan. 3. Kalibrasi dapat dilakukan dengan menggunakan standar yang dapat diandalkan, seperti polistirena film. Karena polistirena memiliki stabilitas dimensi yang tinggi dan shrinkage yang rendah

36 Daerah serapan IR Daerah gugus fungsi cm-1 Daerah serapan sebagian besar gugus fungsi Daerah sidik jari cm-1 Setiap molekul memiliki pola (khas)

37 Daerah serapan IR

38 Komponen grafik baseline peak
Transmitans % menyatakan banyaknya intensitas cahaya yang kembali ke detektor Wavenumber menyatakan panjang gelombang yang dipancarkan (cm-1)

39 Memahami spektrum infra merah
Asam etanoat mempunyai struktur sebagai berikut: Dari struktur diatas dapat diketahui bahwa senyawa tersebut terdiri dari ikatan-ikatan sebagai berikut : Ikatan rangkap karbon-oksigen, C=O Ikatan tunggal karbon-oksigen, C-O Ikatan oksigen-hidrogen, O-H Ikatan karbon-hidrogen, C-H Ikatan tunggal karbon-karbon, C-C

40 CH3COOH Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi tekuk, khususnya vibrasi rocking (goyangan), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm-1. Karena di daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah antara 2000 – 400 cm-1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut.

41 The compound is octanoic acid
The broad intense absorption band seen here is characteristic of a carboxylic acid dimer. CH aliphatic assymmetric stretch CH aliphatic symmetic stretching vibrational band Absorption in this region is due to CH3. Note the weak band just below 1400. This is the methyl bending vibrational band Due to coupling of the in-plane OH bending and CO stretching of the dimer OH out-of-plane bending of the dimer. The compound is octanoic acid

42 Senyawa tersebut adalah cyclohexanol.
3350 – frekuensi vibrasi stretching OH frekuensi vibrasi stretching CH alifatik asimetris (intensitas kurang dari 2860 adalah frekuensi vibrasi stretching simetris Karakteristik penyerapan CH2 Penyerapan CO Senyawa tersebut adalah cyclohexanol.