ANALISA INSTRUMEN Oleh :
DR.RASMIWETTI.MS
Tuju ujuan an Anal Analisa isa Mencari informasiKimia tentang komposisi suatu zat atau bahan. informasi yang dicari biasanya adalah jenis komponen yang ada dan jumlahnya
Tuju ujuan an Anal Analisa isa Mencari informasiKimia tentang komposisi suatu zat atau bahan. informasi yang dicari biasanya adalah jenis komponen yang ada dan jumlahnya
DASAR PENGUKURAN : Sifat-sifat kimia dan fisika
TEKNIK SPEKTROSKOPI Merupakan salah satu metoda analisa kimia yang didasarkan pada sifat interaksi antara radiasi elektromagnetik (REM)dan benda atau materi Interaksi dapat berupa : Absorpsi, emisi, transmisi dan refleksi cahaya oleh molekul atau atom atom dalam materi
PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, spektroskopi atom dan spektroskopi molekul.
yaitu
Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.
Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu (a) spektroskopi absorbsi, (b) spektroskopi emisi, (c) spektroskopi scattering, dan (d) spektroskopi fluoresensi.
PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI
Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.
Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu (a) spektroskopi absorbsi, (b) spektroskopi emisi, (c) spektroskopi scattering, dan (d) spektroskopi fluoresensi.
PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI
Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.
Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu (a) spektroskopi absorbsi, (b) spektroskopi emisi, (c) spektroskopi scattering, dan (d) spektroskopi fluoresensi.
RADIASI ELEKROMAGNETIK = GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Adalah sejenis energi yang disebarkan oleh suatu sumber cahaya dan bergerak lurus kedepan (kecuali kalau dibiaskan atau dipantulkan), bervibrasi tegak lurus pada arah gerakan sehingga menyerupai gelombang . dengan kecepatan yang sangat tinggi.
Radiasi elektromagnetik mempunyai dua sifat : sebagai gelombang dan materi Sifat Gelombang : Radiasi elektromagnetik mempunyai frekwensi () Energi radiasi (Power radiation). Radiasi elektromagnetik punya intensitas yang proporsional dengan energi radiasi yaitu jumlah energi dari seberkas sinar yang melewati luasan tertentu per detik. Difraksi.Bila seberkas radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui celah sempit, maka akan terjadi difraksi. Dalam difraksi terjadi perubahan/pemisahan panjang gelombang.
Sifat Partikel :
•
Radiasi elektromagnetik memiliki energi radiasi Energi radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam bentuk kwanta (atau foton), energi satu foton hanya akan bergantung pada frekwensi. E=h
•
Sifat partikel dari radiasi elektromagnetik ditunjukkan dengan efekfotolistrik
Radiasi elektromagnetik dapat bersifat : gelombang maupun partikel Peristiwa refleksi dan refraksi cahaya menunjukan bahwa cahaya bersifat gelombang Dalam proses foto listrik, cahaya dapat dianggap sebagai partikel foton berenergi Cahaya sebagai bentuk gelombang Gelombang pada dasarnya hanyalah suatu cara perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lainnya apakah itu perpindahan : sederhana seperti pada gelombang laut Rumit seperti gelombang cahaya.
SIFAT RADIASI ELEKTROMAGNETIK Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya. Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan komponen magnetik. Komponen elektrik inilah yang mempunyai peranan penting dalam spektroskopi daripada komponen listrik, karena interaksi gelombang elektromagnetik terutama terjadi antara medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan elektronik dari materi.
Menurut faham mekanika kuantum, tiap materi punya energi, dan energi tersebut berada dalam keadaan terkuantisasi. Atom adalah suatu materi sehingga atom juga punya energi yang terkuantisasi. Atom terdiri atas inti atom dan elektron. Atom punya gerak yaitu gerak translasi, rotasi dan vibrasi. Untuk atom diasumsikan bahwa inti atom adalah tetap. Elektron juga diasumsikan tidak bertranslasi (karena inti tetap, padahal gerakan elektron dikendalikan oleh inti dengan adanya gaya inti-elektron). Namun demikian elektron mengalami gerakan rotasi disekitar atom, sedang vibrasinya diabaikan. Karena atom terdiri dari inti dan elektron, padahal inti atom tetap, maka gerakan dalam suatu atom yang dibicarakan adalah gerakan elektron (rotasi elektron), sehingga dikatakan bahwa energi atom adalah energi dari elektron yang berotasi
Gelombang elektromagnetik dapat berupa cahaya tampak, sinar x, sinar UV, gelombang mikro, gelombang radio dsb
Karakteristik dari gelombang cahaya tersebut ditentukan oleh panjang gelombang, frekwensi atau bilangan gelombang
Panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan cahaya jarak antara dua puncak dinamakan p a n j a n g g e l o m b a n g sinar. (ini akan sama dengan jarak antara dua lembah atau dua posisi lain yang identik dalam gelombang)
puncak-puncak gelombang ini bergerak dari kiri ke kanan. Jika menghitung banyaknya puncak yang lewat tiap detiknya, akan mendapatkan f r e k u e n s i sinar. Frekuensi diukur dengan satuan p • utaran per detik•, atau disebut juga dengan Hertz, Hz. Putaran per detik dan Hertz mempunyai arti yang sama. Sinar oranye, sebagai contoh, mempunyai frekuensi sekitar 5 x 1014 Hz (sering dinyatakan dengan 5 x 108 MHz megahertz). Itu artinya terdapat 5 x 1014 puncak gelombang yang lewat tiap detiknya.
Sinar mempunyai kecepatan tetap pada media apapun. Sebagai contoh, sinar selalu melaju pada kecepatan sekitar 3 x 108 meter per detik pada kondisi hampa. Ini merupakan kecepatan sebenarnya dari semua radiasi elektromagnetik ? tidak hanya sinar tampak
Terdapat hubungan yang sederhana antara panjang gelombang dan frekuensi dari suatu warna dengan kecepatan sinar :
PERHITUNGAN panjang gelombang dapat dihitung jika diketahui frekuensinya atau sebaliknya
HUBUNGAN FREKUENSI DAN PANJANG GELOMBANG jika menaikkan frekuensi, maka panjang gelombang akan berkurang.
sinar warna merah mempunyai panjang gelombang 650 nm, dan hijau 540 nm, manakah yang lebih tinggi frekuensinya? (hijau - panjang gelombang yang lebih pendek berarti frekuensinya lebih tinggi
Tiap frekuensi sinar mempunyai hubungan yang khas dengan energi, berikut adalah persamaan sederhananya:
frekuensi yang lebih tinggi, maka energi sinar akan lebih tinggi. Sinar dengan panjang gelombang sekitar 380 ? 435 nm terlihat sebagai warna-warna ungu. Berbagai warna merah mempunyai panjang gelombang sekitar 625 740 nm. Manakah yang energinya paling tinggi Sinar dengan energi paling besar akan mempunyai frekuensi paling tinggi - dan panjang gelombangnya paling pendek. Dengan kata lain, sinar ungu pada 380 nm adalah ujung dari urutan warna.
SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK Sinar tampak Diagram berikut menunjukkan gambaran spektrum sinar tampak
warna-warna utama dari spektrum sinar tampak adalah •
Warna
Panjang gelombang (nm)
•
Ungu
380 – 435
•
Biru
435 – 500
•
biru pucat
500 – 520
•
Hijau
520 – 565
•
Kuning
565 – 590
•
Oranye
590 – 625
•
Merah
625 - 740
Posisi spektrum sinar tampak dalam spektrum elektromagnetik •
Spektrum elektromagnetik tidak hanya terbatas pada warna-warna yang dapat kita lihat. Sangat mungkin mendapatkan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar ungu atau lebih panjang dari sinar merah. Pada spektrum yang lebih lengkap, akan ditunjukan ultra-unggu dan infra-merah, tetapi dapat diperlebar lagi hingga sinar-X dan gelombang radio, diantara sinar yang lain. Diagram berikut menunjukan gambaran posisi spektrum-spektrum tsb.
Menurut faham mekanika kuantum, tiap materi punya MATERI energi, dan energi tersebut berada dalam keadaan terkuantisasi. Atom adalah suatu materi sehingga atom juga punya energi yang terkuantisasi. Atom terdiri atas inti atom dan elektron. Atom punya gerak yaitu gerak translasi, rotasi dan vibrasi. Untuk atom diasumsikan bahwa inti atom adalah tetap. Elektron juga diasumsikan tidak bertranslasi (karena inti tetap, padahal gerakan elektron dikendalikan oleh inti dengan adanya gaya intielektron). Namun demikian elektron mengalami gerakan rotasi disekitar atom, sedang vibrasinya diabaikan. Karena atom terdiri dari inti dan elektron, padahal inti atom tetap, maka gerakan dalam suatu atom yang dibicarakan adalah gerakan elektron (rotasi
Bila suatu radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui materi, maka komponen listrik akan berinteraksi dengan atom dan molekul dalam materi tersebut. Macam interaksi yang terjadi bergantung pada macam materi :
sangat
1. Transmisi Radiasi. 2. Absorbsi Radiasi. Dalam absorbsi atom/molekul akan mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. 3. Hamburan Radiasi/Proses Scattering. Terjadi karena tumbukan antara radiasi elektromagnetik dengan partikel besar dalam medium.
Dalam suatu molekul suatu elektron dapat berada dalam salah satu dari beberapa tingkat energi yang berbeda; dikatakan bahwa energi itu merupakan sesuatu yang q u a n t i z e d Demikian pula energi energi yang rotasional, vibrasional dan energi lainnya dari suatu molekul adalah q u a n t i z e d . Sehingga suatu molekul tertentu dapat berada dalam berbagai tingkatan energi rotasional, vibrasional dan energi lainnya dan hanya dapat pindah dari tingkatan yang satu ke tingkatan yang lain apabila ada suatu loncatan yang melibatkan sejumlah energi tertentu
Molekul dapat memiliki berbagai jenis energi, antara lain : 1. Energi rotasional , yang disebabkan oleh perputaran molekul tersebut pada pusat gaya beratnya. 2. Energi vibrasional, energi yang disebabkan perpindahan periodik atom atomnya dari posisi keseimbangannya. 3. Energi elektronik, karena elektron elektron yang berhubungan dengan masing masing atom atau ikatan yang selalu dalam keadaan bergerak 4. Energi translasi, energi kinetik atom atau molekul yang dimiliki untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya. Etranslasi < Erotasional < Evibrasional < Eel ektronik
