DASAR-DASAR ANALISIS SECARA FOTOMETRI
PENDAHULUAN Perkemb.awal Sifat-sifat kimia Perkemb. pesat 1930-an akibat perkembangan elektronik
Fotometri/Spectrophotometr y
*Cara analisis berdasarkan antar aksi antara zat dengan gelombang/radiasi elektromagnetik. * Metode analisis dengan menggunakan cahaya untuk mengukur konsentrasi zat
Spektrum Gelombang/Radiasi Elektromagnetik (REM)
Max Planck : Cahaya sebagai gelombang elektromagnetik dengan kec. Rambat 3 x 1010 cm/detik dalam ruang hampa udara yang memiliki energi yang terhimpun dalam paket-paket kecil (kuantum). Teori ini dikenal dengan nama teori kuantum. Th. 1905, Einstein mengembangkan Teori kuantum Planck. Cahaya memiliki sifat dualisme, yaitu cahaya mrpk partikelpartikel yang merambat lurus dan memiliki energi foton dan merupakan gelombang elektromagnetik.
Sifat-sifat Cahaya
E h
34
6.626 10
J s
υ λ c
8
c 2.99810 m/s
Istilah-istilah Berhubungan dengan Cahaya v = frekuensi osilasi : jumlah glombang dalam satu detik (Hertz /Hz) Λ = Panjang gelombang : jarak yang ditempuh gelombang selama satu getaran v = angka gelombang : jumlah satuan gelombang per satu cm.
Konsep Energi ΔE = h v = h c/λ
v = 1/λ Dimana : ΔE = perubahan energi eksitasi h = tetapan Planck = 6,62 x 10 -27 erg detik = 6,62 x 10 -34 joule detik
Electromagnetic Spectrum
Spektrum Elektromagnetik No. 1. 2. 3. 4.
Panjang Gelombang 0,05 – 1 Å 1 – 100 Å 10 -200 nm 200 – 400 nm
5. 6. 7.
400 – 800 nm 0,8 – 500 μm 106 – 108 nm
Jenis Sinar Sinar gamma Sinar X Sinar UV jauh Sinar UV dekat Sinar tampak Sinar IR Gelombang
Soal Sinar biru diketahui mempunyai panjang gelombang 560 nm. Berapakah frekuensi dan angka gelombang sinar ini ? 2. Bila diketahui konstanta Planck 6,62 x 10-34 joule detik. Berapakah energi yang diserap sinar tersebut ? 3. Bila sinar tersebut berinteraksi selama satu jam, berapakah energi yang diserap oleh materi? 1.
Macam-Macam Spektrum 1.
Spektrum Atom/Spektrum Garis Bila suatu atom diberi energi, maka akan terjadi perpindahan energi pada elektron terluar atom dari tingkat energi dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi, yang dinamakan atom tereksitasi. Energi ini bisa diberikan melalui energi cahaya atau panas dari nyala. Pada saat elektron tersebut kembali ke tingkat energi dasar, maka akan dipancarkan (emisi) sebagai cahaya monokromatik dengan panjang gelombang tertentu sesuai dengan beda energi pada keadaan dasar dengan pada keadaan eksitasi ( E =E’ - E ).
Macam-Macam Spektrum
Energi yang diserap oleh atom hingga tereksitasi sama dengan energi yang dipancarkan ketika atom kembali kekeadaan dasar. Karena elektron terluar atom dapat dieksitasi pada beberapa tingkat energi, maka akan dapat diamati beberapa garis spektrum yang bersama-sama yang disebut spektrum garis atau spektrum atom.Contohnya logam natrium bila dibakar dengan Bunsen akan memancarkan sinar berwarna kuning yang merupakan spektrum garis kuning ( = 589 nm). Karena garis yang diemisikan suatu spektrum garis merupakan karakteristik untuk unsur/atom bersangkutan, maka hal ini dapat kita gunakan untuk analisis secara kualitatif dengan reaksi nyala, maupun secara kuantitatif dengan fotometri nyala.
Macam-Macam Spektrum 330 nm E’’
589 nm E’
E° Spektrum Absorbsi dan Emisi Atom Natrium
Macam-Macam Spektrum 1.
Spektrum Molekul / Spektrum Pita Seperti halnya pada atom, elektron terluar dari molekulpun, seperti pasangan elektron dapat mengalami eksitasi dari tingkat energi dasar ke tingkat energi lebih tinggi bila diberikan suatu energi. Energi diperoleh dari absorpsi cahaya. Namun pada molekul bukan hanya elektron yang dieksitasi tetapi juga vibrasi (getaran), dan rotasi kerangka juga mengalami eksitasi. Dari sini umumya diperoleh pita emisi yang lebar yang merupakan gabungan garis-garis yang berdekatan dan tidak dapat dipisahkan, yang dinamakan s p e k t r u m p i t a atau s p e k t r u m molekul.
Macam-Macam Spektrum
Pada saat elektron kembali ke tingkat energi dasar secara bertahap atau kaskade, maka akan dipancarkan (emisi) sebagai cahaya (sinar) pada panjang gelombang tertentu, biasanya pada cahaya tampak. Peristiwa ini dinamakan fotoluminensi Bila molekul mengabsorpsi cahaya, maka akan terjadi penambahan energi eksitasi yang disebabkan oleh : Rotasi molekul ( R ), Vibrasi molekul ( S ), perpindahan pasangan elektron terluar dari tingkat energi dasar ( E ) ke tingkat energii lebih tinggi ( E’ ), dan ionisasi.
Macam-Macam Spektrum E’’
E’
E° Spektrum Absorsi dan Emisi Molekul
Macam-Macam Spektrum Energi pada molekul Etotal = Etranslasi + Evibrasi + Erotasi
Macam-Macam Spektrum
Fotometri nyala , yaitu analisis fotometri yang berdasarkan
pemancaran (emisi) sinar oleh atom-atom tereksitasi dengan menggunakan energi panas dari nyala. Fluorometri/spektrofluorometri, analisis fotometri yang berdasarkan pemancaran (emisi) sinar oleh molekul-molekul tereksitasi yang disebut fluoresensi dari suatu senyawa kimia. Spektrofotometri Serapan atom (AAS) , yaitu analisis fotometri yang berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh atomatom tereksitasi. Spektrofotometri Ultra Violet (UV) , yaitu analisis fotometri berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh molekulmolekul tereksitasi dalam daerah ultra violet. Spektofotometri Sinar Tampak (Visible) , yaitu analisis fotometri berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh molekulmolekul tereksitasi dalam daerah cahaya tampak. Spektrofotometri Infra Merah (IR) , yaitu analisis fotometri berdasarkan penyerapan (absorpsi) energi sinar oleh molekulmolekul tereksitasi dalam daerah infra merah.