SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

KELOMPOK 3 12-8Alisha Adriani PramestyDinda Nur AnnisaLivia Nurul RifianitaMonica Laudy KurniaSatrio Wahyu NugrohoSony YusupYusuf Noer Arifin

Prinsip Dasar

Spektrofotometri adalah suatu analisis secara instrumental yang berdasarkan interaksi cahaya atau sinar dengan suatu materi, alat yang digunakan dinamakan spektrofotometer.

Prinsip dasar dari spektrofotometer adalah Hukum Lambert – Beer.

Hukum Lambert

Hukum Lambert menjelaskan hubungan intensitas transimitansi (It) dan Absorbansi cahaya monokromatik dengan ketebalan media (t), dimana semakin tebal suatu media maka intensitas transmitansi semakin kecil dan absorbansi semakin besar.

A , I t t

Hukum Beer

Hukum Beer menjelaskan hubungan intensitas transimitansi (It) cahaya monokromatik dengan konsentrasi larutan (C), dimana semakin pekat suatu larutan maka intensitas transmitansi semakin kecil.

A , C t

Hukum Lambert-Beer Hukum Lambert – Beer menyatakan bahwa

apabila seberkas cahaya monokromatik melewati suatu media yang jernih dan transparan, maka menurunnya intensitas cahaya yang dilewatkan (It) sebanding dengan bertambahnya konsentrasi dan tebal media.

A = absorbansiε = koefisien ekstingsi Molar (M-

1cm-1)t = tebal media / kuvet (cm)C = konsentrasi larutan (M)

εtCA

Jenis Analat1. Ikatan rangkap terkonjugasi : Dua ikatan rangkap terkonjugasi

memberikan suatu kromofor, seperti dalam butadien akan mengabsorbsi pada 217nm.

2. Senyawa aromatik : cincin aromatik mengabsorbsi dalam daerah radiasi UV. Misal : benzen menunjukkan serapan pada panjang gelombang sekitar 255nm, begitu juga asam asetil salisilat.

3. Gugus karbonil : pada gugus karbonil aldehida dan keton dapat dieksitasi baik dengan peralihan n→p* atau p→p*.

4. Auksokrom : gugus auksokrom mempunyai pasangan elektron bebas, yang disebabkan oleh terjadinya mesomeri kromofor. Yang termasuk dalam gugus auksokrom ini adalah substituen seperti –OH, -NH2, -NHR, dan –NR2. Gugus ini akan memperlebar sistem kromofor dan menggeser absorbsi maksimum (lmax) ke arah l yang lebih panjang

5. Gugus aromatik : adalah yang mempunyai transisi elektron n→p, seperti nitrat (313 nm), karbonat (217 nm), nitrit (360 dan 280 nm), azida (230 nm) dan tritiokarbonat (500 nm).

Jenis Spektrofotometer UV-Vis1. Spektrofotometer single beam (berkas tunggal)

Pada alat ini hanya terdapat satu berkas sinar yang dilewatkan melalui kuvet. Blanko, larutan standar dan contoh diperiksa secara bergantian.

2. Spektrofotometer double beam (berkas ganda)Berbeda dengan single beam, pada alat ini

sinar dari sumber cahaya dibagi menjadi dua berkas oleh cermin yang berputar. Berkas pertama melalui kuvet berisi blanko dan berkas kedua melalui kuvet berisi standar atau contoh.

Spektrofotometer Single BeamSpektrofotometer Double Beam

Instrumentasi

Cahaya yang berasal dari lampu deuterium maupun wolfram yang bersifat polikromatis di teruskan melalui lensa menuju ke monokromator pada spektrofotometer dan filter cahaya pada fotometer.

Monokromator kemudian akan mengubah cahaya polikromatis menjadi cahaya monokromatis (tunggal).

Berkas-berkas cahaya dengan panjang tertentu kemudian akan dilewatkan pada sampel yang mengandung suatu zat dalam konsentrasi tertentu.

Oleh karena itu, terdapat cahaya yang diserap (diabsorbsi) dan ada pula yang dilewatkan (ditransmisi).

Cahaya yang dilewatkan ini kemudian di terima oleh detector. Detector kemudian akan menghitung cahaya yang diterima dan mengetahui cahaya yang diserap oleh sampel.

Cahaya yang diserap sebanding dengan konsentrasi zat yang terkandung dalam sampel sehingga akan diketahui konsentrasi zat dalam sampel secara kuantitatif.

Bagian-Bagian Instrumen Lampu Tungsten (Wolfram)

☻ Untuk sampel pada daerah tampak☻ Mirip dengan lampu bola pijar biasa☻ Memiliki panjang gelombang antara 350-2200 nm.☻ Spektrum radiasianya berupa garis lengkung.☻Umumnya memiliki waktu 1000 jam pemakaian

Lampu Deuterium ☻ Dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm☻ Spektrum energi radiasinya lurus☻ Digunakan untuk mengukur sampel yang terletak pada daerah UV☻ Memiliki waktu 500 jam pemakaian

1. Sumber Cahaya

Wolfram / Tungsten

Deutrium

2. Monokromator

Prisma֍ Berfungsi mendispersikan radiasi elektromagnetik

sebesar mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis Kisi difraksi

֍ Berfungsi menghasilkan penyebaran dispersi sinar secara merata, dengan pendispersi yang sama, hasil dispersi akan lebih baik.

֍ Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum. Celah optis֍ berfungsi untuk mengarahkan sinar monokromatis yang

diharapkan dari sumber radiasi.֍ Apabila celah berada pada posisi yang tepat, maka radiasi

akan dirotasikan melalui prisma, sehingga diperoleh panjang gelombang yang diharapkan. Filter

֍ berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang yang dipilih.

3. Kompartemen sampel Digunakan sebagai tempat diletakkannya

kuvet. Kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk menaruh sampel yang akan dianalisis.

Kuvet yang baik harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :a.  Permukaannya harus sejajar secara optisb.  Tidak berwarna sehingga semua cahaya dapat di transmisikanc.   Tidak ikut bereaksi terhadap bahan-bahan kimiad.  Tidak rapuhe. Bentuknya sederhana

Terdapat berbagai jenis dan bentuk kuvet pada spektrofotometer. Umumnya pada pengukuran di daerah UV, digunakan kuvet yang terbuat dari bahan kuarsa atau plexiglass. Kuvet kaca tidak dapat mengabsorbsi sinar uv, sehingga tidak digunakan pada saat pengukuran di daerah UV.  Oleh karena itu, bahan kuvet dipilih berdasarkan daerah panjang gelombang yang digunakan. Gunanya agar dapat melewatkan daerah panjang gelombang yang digunakan.

• UV : fused silika, kuarsa • Visible : gelas biasa, silika atau plastik • IR : KBr, NaCl, IRTRAN atau kristal dari senyawa

ion Bahan Panjang gelombang (nm)

Silika 150-3000Gelas 375-2000Plastik 380-800

4.      Detektor Fungsinya untuk merubah sinar menjadi energi

listrik yang sebanding dengan besaran yang dapat diukur.

Syarat-syarat ideal sebuah detektor adalah :1.    Kepekaan yang tinggi.2.    Perbandingan isyarat atau signal dengan

bising tinggi.3.    Respon konstan pada berbagai panjang

gelombang.4.    Waktu respon cepat dan signal minimum

tanpa radiasi.5.    Signal listrik yang dihasilkan harus

sebanding dengan tenaga radiasi.

CONTOH PENGOLAHAN DATA PENGUKURAN ABSORBANSIInstrumen : U-1500 Spektrofotometer (Hitachi)

No. Volume Standar Induk (mL)

Konsentrasi (ppm)

Absorbansi

1. 0 0 0,0002. 1 0,02 0,0133. 2 0,04 0,0254. 4 0,08 0,0405. 6 0,12 0,0846. 10 0,20 0,146

Simplo 0,082Duplo 0,082

r : 0,99Slope : 0,731Intersept : - 4,71x10-3

CONTOH PENGOLAHAN DATA

PERHITUNGAN= 20 = x Catatan : karena absorbansi sampel sama, maka ppm nitrit dalam sampel adalah = x

Kurva Kalibrasi Standar Hubungan antara absorbansi terhadap

konsentrasi akan linear (A≈C) apabila nilai absorbansi larutan antara 0,2-0,8 (0,2 ≤ A ≥ 0,8) atau sering disebut sebagai daerah berlaku hukum Lambert-Beer. Jika absorbansi yang diperoleh lebih besar maka hubungan absorbansi tidak linear lagi. Kurva kalibarasi hubungan antara absorbansi versus konsentrasi.

Kurva Kalibrasi Standar

Kurva standar merupakan kurva yang dibuat dari sederetan larutan standar.

Fungsi : untuk menunjukkan besarnya konsentrasi larutan sampel

Keterangan: Kurva standart menunjukkan hubungan antara

konsentrasi larutan ( sumbu-x) dengan absorbansi larutan (sumbu-y).

Dari kurva standart akan dihasilkan suatu persamaan y = mx + c, dengan m : kemiringan garis, dan c: konstanta

Grafik Kurva Kalibrasi

Perhitungan

Y = mx + cY = Aborbanm = Slope X = konsentrasiC = Intersep

m= 0.0216Y = mx + c0.8750 = 0.0216x + 0.000X = 40.51%