RADIASI ELEKTROMAGNETIK & INTERAKSINYA dg MATERI

Sifat Radiasi Elektromagnetik
Hubungan Kuantitatif Radiasi dengan Materi
Absorbansi

Absorbansi dengan simbol A dari suatu larutan merupakan logaritma dari 1/T atau logaritma I0/It.
Contoh :
bila A = 0 artinya radiasi diteruskan 100%
bila A = 1 artinya radiasi diteruskan 10%
Nama lain dari absorbansi adalah Optical Density (OD)
EXAMPLE
Absorptivitas dan Absortivitas Molar

Absorbansi berbanding lurus dengan tebal larutan ( b ) dan konsentrasi larutan ( C ), yaitu :

A = a b C
dimana:
A = absorbansi
a = konstanta proporsional disebut absorptivitas ……. L g-1 cm-1
b = ketebalan ……………………………. cm
C = konsentrasi larutan ………………… g L-1

Jika konsentrasi C dinyatakan dalam mol/liter (Molar) dan ketebalan dalam cm, maka absortivitas disebut absorptivitas molar ( ), sehingga :

A = b C

satuannya L mol-1cm-1

Hukum Beer menyatakan bahwa absorbansi berbanding lurus dengan ketebalan dan konsentrasi.
Rumus di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :
Radiasi dengan intensitas I0 yang dilewatkan bahan setebal b berisi sejumlah n partikel (atom, ion atau molekul) akan mengakibatkan intensitas berkurang menjadi It

I0 > It

X
Y
I - dI
b
It
Io

db
Berkurangnya intensitas radiasi tergantung dari luas penampang (S) yang menyerap partikel, di mana luas penampang ini sebanding dengan jumlah partikel (n). Sehingga:
sehingga

Bila diintegralkan
Luas penampang S dapat dinyatakan dalam volume V (cm) dan ketebalan b (cm) :
sehingga :

n/V menunjukkan banyaknya partikel/cm3, jadi besaran ini dapat dikonversi ke dalam konsentrasi dalam mol/L, yaitu :
atau
Sehingga:
Jadi
atau

Untuk campuran, Hk. Lambert-Beer bersifat aditif.

n
n
n
Total
n
Total
c
b
c
b
c
b
c
b
A
A
A
A
A
A
e
e
e
e
+
+
+
=
+
+
+
=
......
......
3
3
3
2
2
2
1
1
1
3
2
1
or
Apabila suatu berkas sinar radiasi dengan intensitas ( I0 ) dilewatkan melalui suatu larutan dalam wadah transparan maka sebagian radiasi akan diserap, sehingga intensitas radiasi yang diteruskan ( It ) menjadi lebih kecil dari (I0).
Transmitansi
Transmitansi dengan simbol T dari larutan merupakan fraksi dari radiasi yang diteruskan atau ditansmisikan oleh larutan, yaitu :

Interaksi Materi dan Radiasi GE
Types of interaction between radiation and matter

Reflection & scattering
(memantul dan hamburan)
2. Refraction & dispersion
(membias dan dispersi)
3. Absorption & transition
(penyerapan dan transisi)
4. Luminescence & emission
(pendaran dan emisi/pemancaran)
Sifat Partikel :
Radiasi elektromagnetik memiliki energi radiasi
Energi radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam bentuk kuanta (atau foton), energi satu foton hanya akan bergantung pada frekuensi.
E = h
Sifat partikel dari radiasi elektromagnetik ditunjukkan dengan efek fotolistrik
E = h = h c /
Keterangan:
E = energi foton dalam Joule
v = frekuensi radiasi elektromagnetik
h = tetapan Planck = 6,626 x 10–34 J.s
c = kecepatan cahaya = 3 x 108 m/s
= panjang gelombang
Spektrum Elektromagnetik
Tipe Radiasi
Frekuensi (Hz)
Panjang Gelombang
gamma-rays
1020-1024
<1 pm
X-rays
1017-1020
1 nm-1 pm
ultraviolet
1015-1017
400 nm-1 nm
visible
4-7.5x1014
750 nm-400 nm
near-infrared
1x1014-4x1014
2.5 µm-750 nm
infrared
1013-1014
25 µm-2.5 µm
microwaves
3x1011-1013
1 mm-25 µm
radio waves
<3x1011
>1 mm
Spektrum Elektromagnetik

warna yang teramati

Warna yang diserap

Panjang gelombang

Green

Red

700 nm

Blue-green

Orange-red

600 nm

Violet

Yellow

550 nm

Red-violet

Yellow-green

530 nm

Red

Green

500 nm

Orange

Blue

450 nm

Yellow

Violet

400 nm
Bila suatu radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui materi, maka komponen listrik akan berinteraksi dengan atom dan molekul dalam materi tersebut.

Macam interaksi yang terjadi sangat bergantung pada macam materi :

Transmisi Radiasi.
Absorbsi Radiasi. Dalam absorbsi atom/molekul akan mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Hamburan Radiasi/Proses Scattering. Terjadi karena tumbukan antara radiasi elektromagnetik dengan partikel besar dalam medium.
Interaksi Radiasi dan Materi
Interaksi Radiasi dan Materi
Dari fenomena gelombang
Dari fenomena energi
Metode refraksi
Metode refleksi
Metode absorpsi
Metode emisi

Grafik hubungan antara absorbansi (A) terhadap konsentrasi (C) akan menghasilkan garis lurus melalui titik (0,0).
HUKUM LAMBERT-BEER

LIMITASI HUKUM LAMBERT-BEER
Menurut Hk. Lambert-Beer, A berbanding lurus dengan panjang lintasan (b) dan konsentrasi (c), sehingga:
1. A tidak mempunyai limitasi terkait dengan b.
Gunakan sel yang tipis untuk sampel dengan konsentrasi tinggi.
Gunakan sel yang tebal untuk sampel dengan konsentrasi rendah.
Contoh: Jika A = 0.410 dalam kuvet (b = 1.0 cm)
Sehingga jika: b = 2.0 cm, A = 0.820
b = 0.1 cm, A = 0.041
Radiasi elektromagnetik mempunyai dua sifat :
sebagai gelombang dan materi (partikel)
Sifat Gelombang :
Radiasi elektromagnetik mempunyai frekuensi ( )
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.

Asumsi:
1. Radiasi sinar datang harus monokromatis.
2. Spesi penyerap (molekul, atom, ion, dll) independen satu sama lain.
3. Radiasi sinar datang merupakan berkas paralel yang tegak lurus dengan permukaan media penyerap.
4. Radiasi sinar melintasi media penyerap dengan panjang yang sama.
5. Media penyerap homogen dan tidak menyebabkan penghamburan sinar.
6. Radiasi sinar datang mempunyai intensitas yang tidak terlalu besar yang menyebabkan efek saturasi.
Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya.
Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan komponen magnetik.
Interaksi gelombang elektromagnetik terjadi antara medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan elektronik dari materi.
Radiasi Elektromagnetik
RADIASI ELEKTROMAGNETIK & INTERAKSINYA DENGAN MATERI
Program Studi Pendidikan Kimia
Fakultas Tarbiyah dan Keguruan
UIN Sunan Gunung Djati Bandung
KIMIA ANALITIK INSTRUMEN
SPEKTROSKOPI UV-VIS
Materi selanjutnya……….
Radiasi Elektromagnetik

Penjalalan energi sinar, digambarkan sebagai medan listrik dan medan magnet
Frekuensi radiasi GE tetap, laju dan panjang gelombang tergantung media tempat penjalarannya
Laju tercepat dalam vacuum
Panjang gelombang ( ) :
Jarak dari puncak ke puncak antara gelombang.
Frekuensi ( ) :
Jumlah osilasi lengkap (jumlah unit panjang gelombang lengkap) yang dibuat gelombang per detik. Satu osilasi per detik = satu hertz (Hz).
Bilangan gelombang ( )


2. Chemical Deviation
A berbanding lurus dengan konsentrasi (c), kecuali:
untuk konsentrasi yang terlalu tinggi atau jika terjadi reaksi kimia
a. Biasanya, A menjadi nonlinier jika C > 0.10 M
Pada konsentrasi diatas 0.10 M, jarak antar molekul analit menjadi cukup dekat, yang mempengaruhi distribusi muatan, sehingga mengubah cara molekul melakukan serapan (mengubah e).
b. A menjadi nonlinier jika terjadi reaksi kimia.
Jika analit mengalami assosiasi, dissosiasi atau bereaksi dengan pelarut atau komponen lain dalam larutan, penyimpangan Hk. Lambert-Beer akan terjadi.

3. Instrumental Deviation
a. Efek Radiasi Polikromatik
Idealnya, monokromator akan melewatkan radiasi monokromatis, tetapi kenyataannya monokromator akan melewatkan radiasi berupa pita. Bandwidth spektrometer akan mempengaruhi linieritas Hk. Lambert-Beer.
Pengukuran dilakukan pada max untuk memperkecil error.
A

REM sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang.
QUIZ

Seorang mahasiswa UIN Bandung melakukan pengukuran suatu larutan dengan alat spectronic 20 dan diperoleh data sebagai berikut:
% T
Absorbansi
20

40

60

80

Hitung absorbansi dari larutan tersebut
Jika absortivitas molar suatu kompleks berwarna pada 240 nm adalah 3,20 x 103, hitung absorbansi suatu larutan dengan konsentrasi 5,0 x 10-5 M bila lebar selnya 50 nm dan diukur pada 240 nm.
3.

b. Hamburan cahaya
3. Instrumental Deviation
Click to edit Master title style
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
FOURTH LEVEL
Fifth level
Sixth level
Seventh level
Eighth level
Ninth level

25

Second level
Third level
FOURTH LEVEL
Fifth level
Sixth level
Seventh level
Eighth level
Ninth level

#
27

28

29

30

31

32

33

24

26

5

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level



Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

4


Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

9

18

3

20

21

19

2

6

22

1

7


Click to edit Master subtitle style

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#
Click to edit Master subtitle style

#
11

10


#
13

17

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#


#
23

16

15

8

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#

#

9/10/2013

#

Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

#

RADIASI ELEKTROMAGNETIK & INTERAKSINYA dg MATERI

Recommend Documents