Putri Mandasari Pasaribu “Spektroskopi Optik” DUSUN OLEH : Chasea Frans Nando Melika Simbolon Putri Mandasari Pasaribu Sobhan FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2012/2013

Materi yang akan dibahas Definisi Spektroskopi optik Alat-alat Spektroskopi dan Fungsinya Radiasi Elektromagnetik Proses Absorsi cahaya pada spektroskopi Faktor penyebeb kesalahan dalam spektroskopi optik

1. Definisi Spektroskopi Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut.Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer.

Kuantitas fisik yang diukur pada Spektroskopi Jenis spektroskopi tergantung dari kuantitas fisik yang diukur. Kuantitas yang diukur adalah jumlah atau intensitas dari sesuatu. Intensitas radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dan jumlah yang diserap dipelajari di spektroskopi elektromagnetik. Amplitudo getaran-getaran makroskopik dipelajari di spektroskopi akustik dan spektroskopi mekanika dinamik. Energi kinetik dari partikel dipelajari di spektroskopi energi elektron dan spektroskopi elektron Auger. Rasio massa molekul dan atom dipelajari di spektrometri massa, kadang-kadang disebut juga dengan spektroskopi massa.

Jenis – Jenis Spektroskopi Spektroskopi terdiri dari 4 macam, yaitu Spektroskopi Elektromagnetik Spektroskopi yang berdasarkan dari Intensitas radiasi elektromagnetik yang dipancarkan dan jumlah yang diserap. Spektroskopi Akustik Spektroskopi yang berdasarkan Amplitudo getaran-getaran makroskopik. Spektroskopi energi elektron Spektroskopi yang berdasarkan energi kinetik dari partikel. Spektrometri massa Spektroskopi berdasarkan Rasio massa molekul dan atom.

Pembagian Spektroskopi berdasarkan materi yang dilibatkan   1. Spektroskopi Molekuler Spektroskopi molekular adalah teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi senyawa organik dan anorganik dalam spesi molekular. Spektroskopi molekuler berdasarkan atas radiasi ultraviolet, sinar tampak, dan infrared. Banyak digunakan untuk identifikasi dari banyak spesies organik, anorganik, maupun biokimia.

Spektroskopi Atomik Spektroskopi atom adalah penentuan komposisi unsur dengan spektrum elektromagnetik atau massa.Studi tentang spektrum elektromagnetik disebut Spektroskopi Atom optik. Elektron ada di tingkat energi dalam atom. Tingkat ini telah didefinisikan dengan baik energi dan elektron yang bergerak antara mereka harus menyerap atau memancarkan energi sama dengan perbedaan antara mereka.. Ilmu spektroskopi atom telah menghasilkan tiga teknik untuk menggunakan analisis: Atomic Absorption. Atomic Emission. Atomic Fluorescence

Atomic Absorption Spektroskopi serapan atom adalah teknik untuk menentukan konsentrasi logam tertentu elemen dalam sampel. Teknik ini dapat digunakan untuk menganalisis konsentrasi lebih dari 70 jenis logam yang berbeda dalam suatu larutan. Teknik ini memanfaatkan spektrometri penyerapan untuk menilai konsentrasi dari analit dalam sampel. Ini karena itu sangat bergantung pada hukum Beer-Lambert. Cara kerja Untuk menganalisis sampel untuk konstituen atom, ia harus di-atomisasi dahulu. Sampel kemudian harus diterangi oleh cahaya. Cahaya ditransmisikan akhirnya diukur oleh suatu detektor. Dalam rangka mengurangi efek dari emisi dari alat penyemprot (misalnya radiasi benda hitam ) atau lingkungan, spektrometer adalah biasanya digunakan antara pengabut dan detektor.  

Atomic Emission Spektroskopi emisi atom (AES) adalah metode analisis kimia yang menggunakan intensitas cahaya yang dipancarkan dari api, plasma ,busur, atau percikan pada panjang gelombang tertentu untuk menentukan jumlah suatu unsur dalam sampel. Panjang gelombang dari garis spektral atom memberikan identitas elemen sedangkan intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan jumlah atom unsur. Cara Kerja Seperti dalam spektroskopi AA, sampel harus dikonversi menjadi atom bebas, biasanya dalam suhu eksitasi sumber-tinggi. Sampel Cair adalah nebulasi dan dibawa ke sumber eksitasi oleh gas yang mengalir. sampel padat dapat diperkenalkan ke sumber oleh lumpur atau ablasi laser dari sampel solid di dalam aliran gas. Padat juga dapat langsung menguap dan gembira oleh percikan antara elektrode atau dengan sebuah pulsa laser. Sumber eksitasi harus desolvate, memisahkan menjadi atom, dan atom analit merangsang.

Atomic Fluorescene Fluoresensi spektroskopi alias atau metode spektrofluorometri, adalah jenis spektroskopi elektromagnetik yang menganalisis fluoresensi dari sampel. Ini melibatkan menggunakan berkas cahaya, biasanya sinar ultraviolet , bahwa eksitasi elektron pada molekul senyawa tertentu dan menyebabkan mereka memancarkan cahaya dari energi yang lebih rendah, biasanya, tetapi tidak harus, cahaya tampak. Cara Kerja Cahaya dari sumber eksitasi melewati filter atau monokromator, dan pemogokan sampel. Sebagian cahaya insiden diserap oleh sampel, dan beberapa molekul dalam sampel berpendar. Lampu neon yang dipancarkan ke segala arah. Beberapa lampu neon ini melewati filter kedua atau monokromator dan mencapai detektor, yang biasanya diletakkan pada suhu 90 ° untuk insiden sinar untuk meminimalkan risiko memantulkan cahaya yang ditransmisikan atau kejadian mencapai detektor.

Perbedaan Spekroskopi Molekuler dan Atomik Contoh spektroskopi Molekuler dan Atomik

Radiasi Elektromagnetik Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu: 1. Sebagai gelombang 2. Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton. Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak. c = λ . v atau λ = c/v atau v = c/λ

Instrumen pada spektrofotometri Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdiri dari : sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out (pembaca).

Fungsi masing-masing bagian Spektroskopi optik 1. Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Untuk sepktrofotometer UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavi hidrogen VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator. Infra merah, lampu pada panjang gelombang IR.

2. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monaokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik. Jika digunakan grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan. Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada gambar.

3. Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. IR, untuk sampel cair dan padat (dalam bentuk pasta) biasanya dioleskan pada dua lempeng natrium klorida. Untuk sampel dalam bentuk larutan dimasukan ke dalam sel natrium klorida. Sel ini akan dipecahkan untuk mengambil kembali larutan yang dianalisis, jika sampel yang dimiliki sangat sedikit dan harganya mahal.

4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor : Kepekaan yang tinggi Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi Respon konstan pada berbagai panjang gelombang. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi. Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

Proses Absorbsi Cahaya pada Spektrofotometri Ketika cahaya dengan panjang berbagai panjang gelombang (cahaya polikromatis) mengenai suatu zat, maka cahaya dengan panjang gelombang tertentu saja yang akan diserap. Di dalam suatu molekul yang memegang peranan penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang ada hingga terbentuk suatu materi. Elektron-elektron yang dimiliki oleh suatu molekul dapat berpindah (eksitasi), berputar (rotasi) dan bergetar (vibrasi) jika dikenai suatu energi. Gambar Proses penyerapan cahaya oleh zat dalam sel sampel. dari gambar terlihat bahwa zat sebelum melewati sel sampel lebih terang atau lebih banyak di banding cahaya setelah melewati sel sampel

Faktor-faktor penyebab kesalahan dalam menggunakan spektrofotometer Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).

Thank you