Kimia Analisis II Prof. Dr. Sudibyo Martono, M.S., Apt. 2013, KA-II ke-3+4

Materi Kuliah Analisis Kuantitatif Instrumentasi Aplikasi Spektrofotometri - untuk senyawa tidak berwarna - untuk senyawa berwarna Manfaat nilai A11 cm untuk analisis 2013, KA-II ke-3+4

Analisis Kuantitatif Spektrofotometri 2013, KA-II ke-3+4

Spektrofotometri Analisis Kuantitatif 2013, KA-II ke-3+4

Dasar Analisis Kuantitatif Hukum Lambert-Beer A = A =  b c 2013, KA-II ke-3+4

Lambert’s Law of Absorption Lambert described how intensity changes with distance in an absorbing medium. The intensity I0 if a beam of light decreases exponentially as it passes though a uniform absorbing medium with the linear decay constant α. Restatement: In a uniform absorbing medium, the intensity of a beam of light decreases by the same proportion for equal path lengths traveled. The linear decay constant α is a characteristic of the medium. It has units of reciprocal length. α is the path length over which the intensity is attenuated to 1/e. Johann Heinrich Lambert 1728-1777 l The distance traveled through the medium is called the path length. α I0 I I(x) x Photo: http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/PictDisplay/Lambert.html 2013, KA-II ke-3+4

Hukum tersebut diturunkan dengan asumsi : HK. Lambert-Beer A = - log T =  b c Hukum tersebut diturunkan dengan asumsi : 1. Radiasi sinar datang adalah monokromatis 2. Zat pengabsorpsi bereaksi tidak saling tergantung pada proses absorpsi 2013, KA-II ke-3+4

Lanjutan… 3. Absorpsi terjadi dalam volume merata 4. Degradasi energi berjalan cepat (tidak ada fluorescensi) 5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi (namun pada konsen- trasi tinggi, keadaan tersebut tidak benar) 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

UV-VIS 2013

Mengapa pembacaan Absorban tidak boleh lebih dari satu 2013, KA-II ke-3+4

The Magnitude of Molar absorptivity is 0 to around 105 e = 0.87 x 1020 x P x a P: transition probability (0 to 1) a: cross sectional target area in square centimeters (for organic molecules, this number is around 10-15 cm2). Forbidden transition, P = 0.01; e < 103 Allowed transition, P = 0.1 to 1 Weak absorption, e = 103 L/ (mol*cm) Strong absorption, e = 104 to 105 L/ (mol*cm) 2013, KA-II ke-3+4

Penyimpangan Hk. Lambert-Beer Hukum ini dipenuhi apabila konsentrasi zat Penyimpangan hukum Lambert-Beer dapat diakibatkan oleh : 1. Keterbatasan alat 2. Efek keseimbangan kimia  10-2 Molar 2013, KA-II ke-3+4

1. Keterbatasan alat Radiasi nyasar yang mencapai detektor Terjadi perubahan sensitivitas detektor Fluktuasi tenaga sumber radiasi dan sistem amplifikasi detektor 2013, KA-II ke-3+4

2. Kesetimbangan kimia Zat pengabsorpsi berada dalam kesetimbangan HB = asam lemah Larutan dibufer dan larutan tidak dibufer ? 2013, KA-II ke-3+4

Fenobarbital 2013, KA-II ke-3+4

Fenobarbital dalam larutan bufer pH 9,2 Auksokrom 2013, KA-II ke-3+4 Kromofor

Spektrum Fenobarbital Ultraviolet Spectrum 2013, KA-II ke-3+4

Fenobarbital 2013, KA-II ke-3+4

Nilai E tersebut harus dinyatakan: Rumus Pendekatan Nilai E tersebut harus dinyatakan: pada pelarut tertentu pada  tertentu 2013, KA-II ke-3+4

Rumus Pendekatan A =  b c  = x M-1. cm-1 UV-VIS 2013

Bagaimana pelarut berpengaruh terhadap intensitas absorpsi ??? Absorbans vs Pelarut Bagaimana pelarut berpengaruh terhadap intensitas absorpsi ??? 2013, KA-II ke-3+4

Fenol dalam NaOH 2013, KA-II ke-3+4

Lanjutan… 2013, KA-II ke-3+4

Fenileprin NaOH HCl 2013, KA-II ke-3+4

Anilin vs Pelarut 1 10 mg/L dlm etanol 2 200 mg/L dlm 0,1N HCl 3 10 mg/L dlm (1+99) NaOH 2013, KA-II ke-3+4

Anilin dalam HCl 2013, KA-II ke-3+4

UV Excitation of 1,3-butadiene *  1,3-butadiene 2013, KA-II ke-3+4

Benzen kromofor A1%1 cm 2013, KA-II ke-3+4

Pemilihan Pelarut - dapat melarutkan sampel Pelarut yang digunakan pada penelitian Spektrofotometri harus : - dapat melarutkan sampel - mentransmisikan sinar pada daerah yang diperiksa  2013, KA-II ke-3+4

Lower Transparency Limits of Solvents Used in Ultraviolet (high purity) Transparency Limit, nm Acetone 330 Benzene 285 Carbon tetrachloride 265 Carbon disulfide 375 Chloroform 245 Cyclohexane 215 Dichloromethane 235 Dioxane 225 2013, KA-II ke-3+4

Lower Transparency Limits of Solvents Used in Ultraviolet (high purity) Transparency Limit, nm Ethanol 95 % 205 Ethyl ether iso-Octane 215 Isopropanol Methanol Pyridine 305 Water 200 Xylene 295 2013, KA-II ke-3+4

Absorban & Transmitans Bagaimana seharusnya kita membaca : Pada rentang nilai berapa ? Haruskah pada maks ? 2013, KA-II ke-3+4

Untuk optimumnya dibaca pada nilai : Absorban Transmitan 0,2 - 0,8 65 % - 15 % Bagaimana dengan nilai di luar rentang tersebut ? 2013, KA-II ke-3+4

Di bawah kondisi terbaik, ketepatan prosedur fotometri masih dibatasi Kesalahan Fotometri Di bawah kondisi terbaik, ketepatan prosedur fotometri masih dibatasi oleh dua hal : - Absorbans rendah - Absorbans tinggi 2013, KA-II ke-3+4

Absorbans di maks ??? 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

The best range of this spectrophotometer is A=0. 1 to A=1 The best range of this spectrophotometer is A=0.1 to A=1.0, because of lower errors. A=0.4 is best.

Transmitan 65 – 15 % 2013, KA-II ke-3+4

Absorban vs indeks bias A = Absorban ε = koefisien ekstingsi molar (M-1.cm-1) b = tebal larutan (kuvet) (cm) C = konsentrasi larutan (Molar, M) n = indeks bias larutan 2013, KA-II ke-3+4

Koef. korelasi, r ≥ 0,999 Make a dilution series of a known quantity of analyte and measure the Absorbance. Plot concentrations v. Absorbance.

What concentration do you think the unknown sample is ?

Instrumen 2013, KA-II ke-3+4

alat yang digunakan untuk mempelajari sebagai fungsi panjang gelombang Spectrophotometer alat yang digunakan untuk mempelajari sebagai fungsi panjang gelombang absorpsi atau emisi radiasi elektromagnetik 2013, KA-II ke-3+4

Sumber radiasi ideal untuk Sumber energi radian - bahan ~pemanasan listrik ? - proses emisi foton ? mengemisikan spektrum kontinu, dengan : - intensitas tinggi - intensitas seragam Sumber radiasi ideal untuk pengukuran absorpsi : 2013, KA-II ke-3+4

intensitas sumber energi yang sebenarnya bervariasi Lanjutan…. Namun intensitas sumber energi yang sebenarnya bervariasi dengan nilai  2013, KA-II ke-3+4

Light Sources UV Spectrophotometer 1. Hydrogen Gas Lamp 2. Mercury Lamp Visible Spectrophotometer 1. Tungsten Lamp InfraRed (IR) Spectrophotometer 1. Carborundum (SIC)

Spektrofotometer 2013, KA-II ke-3+4

Conventional Spectrophotometer Schematic of a conventional single-beam spectrophotometer

Monokromator 2013, KA-II ke-3+4

Prisma 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Effective Bandwidth 2013, KA-II ke-3+4

Bandwidth vs Intensity 2013, KA-II ke-3+4

Conventional Spectrophotometer Schematic of a conventional single-beam spectrophotometer

Pengukuran Single beam mutlak memerlukan pensuplai energi yang stabil Pensuplai energi tak stabil : Dapat mengakibatkan intensitas radiasi sinar datang P0 bervariasi 2013, KA-II ke-3+4

Variasi dapat terjadi : Lanjutan….. Variasi dapat terjadi : antara waktu standardisasi instrumen dan waktu pengukuran intensitas sinar yang ditransmisikan P berakibat Kesalahan pengukuran 2013, KA-II ke-3+4

Conventional Spectrophotometer Optical system of a double-beam spectrophotometer

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Broad spectra Overlapping vibrational and rotational peaks Solvent effects 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Terima Kasih 2013, KA-II ke-3+4

Aplikasi Spektrofotometri Penetapan Kadar Senyawa Obat Secara Spektrofotometri Ultraviolet 2013, KA-II ke-3+4

Adakah kromofor dan auksokrom ? PK. Meloksikam Sifat fisika-kimia ? Adakah kromofor dan auksokrom ? 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Spektrum Meloksikam 363 nm 2013, KA-II ke-3+4

205 nm 363 nm 2013, KA-II ke-3+4

UV Spectrum Meloksikam 205 nm 363 nm 2013, KA-II ke-3+4

Hasil kurva baku Meloksikam Y = [ 0.054 + 0.001 ] X – [ 0.008 + 0.003] r = 0.999 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Hasil penetapan 2013, KA-II ke-3+4

Aplikasi Spektrofotometri Penetapan Kadar Senyawa Obat Secara Spektrofotometri Visibel 2013, KA-II ke-3+4

Spektrofotometri Visibel PK. Nitrit Secara Spektrofotometri Visibel 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Terima Kasih 2013, KA-II ke-3+4

Aplikasi Spektrofotometri Penetapan Kadar Senyawa Obat Secara Spektrofotometri Ultraviolet 2013, KA-II ke-3+4

Sulfadiazin  = 270 nm 2013, KA-II ke-3+4

Pada pelarut dan  tertentu Rumus Pendekatan Pada pelarut dan  tertentu 2013, KA-II ke-3+4

Apa Manfaat Untuk Analisis Kuantitatif ??? 2013, KA-II ke-3+4

Dalam etanol p.a, Sulfadiazin memiliki maks 270 nm dengan Nilai = 844 2013, KA-II ke-3+4

Perkiraan Nilai Absorban Berdasarkan Perhitungan Teorits Dari Nilai dalam literatur 2013, KA-II ke-3+4

Larutan induk Sulfadiazin 100 mg/100 mL (= 1 µg/µL) Dipipet …. µL larutan induk, masukkan ke labu 25,0 mL. Tambahkan etanol ad 25,0 mL. No. Li (µL) Tambahan etanol (mL) Kadar (mg/25mL) Absorban teoritis 1 50 24,950 0,05 0,169 2 100 24,900 0,10 0,338 3 150 24,850 0,15 0,506 4 200 24,800 0,20 0,675 5 250 24,750 0,25 0,844 Y = b X + a r = …… ? 2013, KA-II ke-3+4

Hasil Pengukuran Pada Spektrofofometer Nilai Absorban Nyata Berdasarkan Hasil Pengukuran Pada Spektrofofometer pada Nilai  maks 2013, KA-II ke-3+4

Larutan induk Sulfadiazin 100 mg/100 mL (= 1 µg/µL) Dipipet …. µL larutan induk, masukkan ke labu 25,0 mL. Tambahkan etanol ad 25,0 mL. No. Li (µL) Tambahan etanol (mL) Kadar (mg/25mL) Absorban nyata 1 50 24,95 0,05 0,170 2 100 24,90 0,10 0,337 3 150 24,85 0,15 0,512 4 200 24,80 0,20 0,679 5 250 24,75 0,25 0,850 Y = 3,404 X - 0,001 r = 0,9999 2013, KA-II ke-3+4

Aplikasi Spektrofotometri Penetapan Kadar Senyawa Obat Secara Spektrofotometri Visibel 2013, KA-II ke-3+4

Sulfadiazin  = 270 nm 2013, KA-II ke-3+4

Sisa HNO2 dihilangkan dgn: NaNO2 / HCl  HNO2 + NaCl NaNO2 / HCl + Sulfadiazin Sisa HNO2 dihilangkan dgn: pe + an NH4SO3H ; pemanasan, atau Urea [ CO(NH2)2 ] 2013, KA-II ke-3+4

Spektrofotometri visibel NED.2HCl  = 545 nm Spektrofotometri visibel 2013, KA-II ke-3+4

Bagaimana Cara Mengalisis Campuran Dua Senyawa ? ? ? 2013, KA-II ke-3+4

Two-Component Mixture A B A + B A + B A B Example of a two-component mixture with little spectral overlap 2013, KA-II ke-3+4

Two-Component Mixture Y X + Y X + Y X Y Example of a two-component mixture with significant spectral overlap 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4

Terima Kasih E-mail: sudib_kekes@yahoo.co.id 2013, KA-II ke-3+4

2013, KA-II ke-3+4