Lambert Beer

1

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Hukum Penyerapan CahayaHukum Penyerapan Cahaya

Hukum Lambert-Beer memberikan hubungan antara intensitas cahaya yang diserap dengan tebal medium dan jumlah spesi penyerap.

Lambert

Lambert : Jumlah sinar yang diserap sebanding dengan tebal medium menyerap.Beer : Jumlah sinar yang diserap sebanding dengan jumlah spesi penyerap.

2

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

- d I/d N = K .I

Besarnya pengurangan intensitas sinar proporsional dengan jumlah spesi yang menyerap.

di mana :I = Intensitas sinarN = Jumlah spesi penyerap pada jalan sinarK = Konstanta proporsinal

(HUKUM LAMBERT - BEER)


3

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

I

0

N

0dN K

IdI

K.NIoI

ln


4

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Karena N bergantung pada konsentrasi dan panjangjalan sinar (tebal medium penyerap), maka :

k’ dalam hal ini merupakan tetapan yang melibatkanabsorptivitas dan konversi ln ke logaritmik,

K N = k’ b cK N = k’ b c

log I / Io = - a b clog I / Io = - a b c


5

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

I/Io adalah ukuran besarnya intensitas cahaya yangditransmisikan spesi penyerap (larutan penyerap).

CCIoIo

II

bb

I/Io dikenal sebagai TRANSMITANS (T)I/Io dikenal sebagai TRANSMITANS (T)

-log T = A A = Absorbans-log T = A A = Absorbans

A = a b cA = a b c


6

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Besaran A (absorbans) digunakan untuk menghasilkan hubungan dengan konsentrasi, sedangkan T (transmitans)diukur secara langsung pada spektrofotometer.Walaupun kebanyakan spektrofotometer mampu menye-diakan baik pembacaan A maupun T, namun pembacaannilai T lebih sering digunakan, dan selanjutnya dikonversike nilai A.

Walaupun kebanyakan spektrofotometer mampu menye-diakan baik pembacaan A maupun T, namun pembacaannilai T lebih sering digunakan, dan selanjutnya dikonversike nilai A.

-log T = A A = Absorbans-log T = A A = Absorbans


7

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Contoh HitunganContoh Hitungan

Hitung nilai absorbans suatu larutan yang menghasilkanpengukuran %T sebesar 89 pada 400 nm.

% T = T 100

T = 89/100 = 0,89

A = - log T = - log 0,89 = 0,051

8

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Tiap spektrofotometer berbeda dalam berbagai hal, oleh karena itu absorptivitas sebaiknya ditentukan dengan menggunakan suatu standar.

Berbagai macam konsentrasi standar dalam hal inidapat digunakan.Berbagai macam konsentrasi standar dalam hal inidapat digunakan.

Jika besaran konsentrasi yang digunakan adalah molar (mol/Liter) maka digunakan besaran yang dikenal sebagai absorptivitas molar.

Penentuan AbsorptivitasPenentuan Absorptivitas

9

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Suatu larutan mengandung 4,50 ppm spesi berwarna. Larutan ini mempunyai absorbans 0,30 pada 530 nm jika digunakan kuvet 2,00 cm. Hitung absorptivitasnya.

A = a b cA = a b c

dimana :A = absorbansb = tebal larutana = absorptivitas c = konsentrasi

dimana :A = absorbansb = tebal larutana = absorptivitas c = konsentrasi


10

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

ppm) cm)(4,5 (2,00abs 0,30

bcA

a

= 0,033 abs cm-1 ppm-1

Perhatikan satuan absorptivitas yang diperoleh. Satuan ini berkesesuain dengan bagaimana hitunganbersangkutan dilakukan.

Perhatikan satuan absorptivitas yang diperoleh. Satuan ini berkesesuain dengan bagaimana hitunganbersangkutan dilakukan.


11

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Menghitung absorbans merupakan halyang relatif sederhana

Menghitung absorbans merupakan halyang relatif sederhana

Dua jenis pendekatan dapat dilakukan :

absorptivitas diketahui atau diperoleh melalui pengukuran suatu standar,

metoda perbandingan pengukuran dari contoh dan standar.

Penentuan AbsorbansPenentuan Absorbans

12

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Suatu larutan Co(H2O)2+ memiliki absorbans sebesar 0,20 pada 530 nm dalam kuvet 1,00 cm. Nilai absorptivitas molar larutan ini = 10 L mol-1 cm-1. Hitung konsentrasi larutan tersebut.

Suatu larutan Co(H2O)2+ memiliki absorbans sebesar 0,20 pada 530 nm dalam kuvet 1,00 cm. Nilai absorptivitas molar larutan ini = 10 L mol-1 cm-1. Hitung konsentrasi larutan tersebut.

A = b cA = b c

dimana : A = 0,20 ; = 10 dan b = 1 cm

C = A / ( .b) = 0,020 M


13

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Absorbans suatu larutan MnO4- yang tak

diketahui konsentrasinya = 0,500 pada 525 nm.

Pada kondisi pengukuran yang sama, larutan 1 10-4 M MnO4

- memberikan absorbans sebesar 0,200.

Hitung konsentrasi larutan tak diketahui.

Absorbans suatu larutan MnO4- yang tak

diketahui konsentrasinya = 0,500 pada 525 nm.

Pada kondisi pengukuran yang sama, larutan 1 10-4 M MnO4

- memberikan absorbans sebesar 0,200.

Hitung konsentrasi larutan tak diketahui.


14

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i


Dalam soal ini, ketebalan larutan (b) tak diketahui, namun harus diingat bahwa kondisi kedua pengukuranadalah sama,

Dalam soal ini, ketebalan larutan (b) tak diketahui, namun harus diingat bahwa kondisi kedua pengukuranadalah sama,

AcontohAcontoh

AstandarAstandar

b ccontoh b ccontoh

b cstandar b cstandar

__________ = ____________________ = __________

AcontohAcontoh

AstandarAstandar

ccontoh ccontoh

cstandar cstandar

__________ = ____________________ = __________

15

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Konsentrasi larutan contoh dapat dihitung sbb :Konsentrasi larutan contoh dapat dihitung sbb :

ccontohccontoh

AcontohAcontoh

AstandarAstandar

cstandarcstandar= ________= ________

ccontoh = (0,500/0,200) 1,0 10-4 M = 2,5 10-4 M

!!! Jika diasumsikan bahwa analisis dilakukan pada daerah linier dari metoda yang digunakan !!!

!!! Jika diasumsikan bahwa analisis dilakukan pada daerah linier dari metoda yang digunakan !!!


16

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

- log I/Io = a b c- log I/Io = a b c

log Io/I = a b clog Io/I = a b c

-log T = a b -log T = a b

cc

-log T = A-log T = A

A = a b A = a b

cc

A = A = b b

cc

- log I/Io = a b c- log I/Io = a b c

log Io/I = a b clog Io/I = a b c

-log T = a b -log T = a b

cc

-log T = A-log T = A

A = a b A = a b

cc

A = A = b b

cc

Rangkuman PersamaanRangkuman Persamaan

Gu

naka

n d

en

gan

bija

kG

unaka

n d

en

gan

bija

k

17

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Pengukuran sebaiknya dilakukan pada panjang gelombang dimana absorbans maksimum.Panjang gelombang yang digunakan ini yang di kenal sebagai max.

Pengukuran sebaiknya dilakukan pada panjang gelombang dimana absorbans maksimum.Panjang gelombang yang digunakan ini yang di kenal sebagai max.max akan memberikan respon maksimum sehingga menghasilkan kepekaan yang tinggi dan limit deteksi yang rendah.

max akan memberikan respon maksimum sehingga menghasilkan kepekaan yang tinggi dan limit deteksi yang rendah.Hal ini juga akan memperkecil kesalahan dalam pengukuranHal ini juga akan memperkecil kesalahan dalam pengukuran

Pengukuran AbsorbansPengukuran Absorbans

18

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

perubahan kecil pada selamapengukuran berlangsung dapatmenghasilkan perubahan yangbesar pada pengukuran, jika ti-dak dilakukan pada maks.

Kesala

han

kecil

Kesala

han

besar

maks

A

Perubahan yang samapada


19

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Penyimpangan hubungan A terhadap C

kebanyakan spesi penyerap hanya dapat memberikan respon linier pada interval konsentrasi tertentu

Metoda analisis hanyadapat digunakan padadaerah linier.

Metoda analisis hanyadapat digunakan padadaerah linier.

daer

ah li

nier

CC

AA


20

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

daer

ah lini

er

CC

AA


dapat disebabkan oleh derau latar belakang, interferens atau kurang-nya kepekaan

dapat disebabkan oleh “self-absorption” atau ketakcukupan intensitas cahaya yang melewati sel

21

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Kesalahan dapat terjadi selama pengukuran absorbans:

pada konsentrasi rendah - perubahan kecil pada konsentrasi dapat menghasilkan perubahan besar pada nilai %T

pada konsentrasi tinggi - perubahan %T sangat kecil

sebaiknya pengukuran %T dilakukan pada rentang 20 - 80 %T untuk mengurangi kesalahan pengukuran


22

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

konsentrasi

%T

C kecil %T besarC kecil %T besar

%T kecil C besar%T kecil C besar


23

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Dapat bersumber dari derau peralatan yang meyebabkan kesalahan pengukuran transmitan.

Dapat bersumber dari derau peralatan yang meyebabkan kesalahan pengukuran transmitan.Hubungan antara kesalahan pengukuran T dan ke tidak pastian penentuan konsentrasi dapat diperkirakan dengan menggunakan Hukum Lambert-Beer

Hubungan antara kesalahan pengukuran T dan ke tidak pastian penentuan konsentrasi dapat diperkirakan dengan menggunakan Hukum Lambert-Beer

c = _ ____ b1

log T

Kesalahan FotometrikKesalahan Fotometrik

24

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i


bTT

c

434,0

c = _ ____ b1

log T _ ____=0,434 b

ln T

TTTc

c

log

0,434

c

c

T

Kesalahan relatif ter-hadap konsentrasi

Kesalahan multakpembacaan T

25

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Kesalahan Relatif terhadap nilai %T

80% 20%

kesala

han

rela

tif

%T


26

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Jika dua atau lebih spesi menyerap cahaya pada panjang gelombang yang sama maka absorbans yang dihasilkan adalah jumlah absorbans masing-masing spesi.

AT = a1b1c1 + a2b2c2 + ….. + anbncn

Karena digunakan sel/kuvet dengan ketebalan yang sama maka :

AT = (a1c1 + a2c2 + ….. + ancn) / b

Pengukuran Multi-KomponenPengukuran Multi-Komponen

27

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Larutan senyawa kompleks ML dapat

menyerap sinar pada 522 nm dengan

nilai absorptivita molar 1,18 × 104.

Larutan ini juga mengandung 1,00 × 10-4

M kelebihan pereaksi (L) yang

mempunyai absortivita molar sebesar

5,12 × 102 pada 522 nm. Jika absorbans

total campuran larutan di atas yang

diukur dalam kuvet 1,00 cm pada 522

nm adalah 0,727 ; hitunglah konsentrasi

senyawa kompleks ML tersebut.


28

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

AT = ML cML + L cL

0,727 = 1,18 × 104 cML + (5,12 × 104 )(10-4 M)

cML = 5,72 × 10-5 M


29

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Atom, ion dan molekul dapat tereksitasi melalui berbagai macam proses.

Ketika kembali ke keadaan azas, kelebihan energinya akan dilepas.

Dalam beberapa kasus, proses relaksasi akan menghasilkan pemancaran radiasi elektromagnetik.

Jenis emisi elektromagnetik ini khas/karakteristik bagi suatu spesi.

Atom, ion dan molekul dapat tereksitasi melalui berbagai macam proses.

Ketika kembali ke keadaan azas, kelebihan energinya akan dilepas.

Dalam beberapa kasus, proses relaksasi akan menghasilkan pemancaran radiasi elektromagnetik.

Jenis emisi elektromagnetik ini khas/karakteristik bagi suatu spesi.

Emisi radiasi elektromagnetikEmisi radiasi elektromagnetik

30

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Spektra garis - spesi atomikdapat berupa garis-garis sempit, namun tetap rumit akibat terjadinya berbagai transisi elektronik dan transisi-transisi lainnya

IE

panjang gelombang

Jenis SpektrumJenis Spektrum

31

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Spektra pita - spesi molekularSpektra pita - spesi molekular

Dapat berupa pita lebar yang terdiri dari berbagai garisyang berbeda.Molekul selain memiliki orbital molekul, juga memilikitingkat energi vibrasi dan rotasi

Dapat berupa pita lebar yang terdiri dari berbagai garisyang berbeda.Molekul selain memiliki orbital molekul, juga memilikitingkat energi vibrasi dan rotasi


32

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Spektra kontinuSpektra kontinu

Dihasilkan oleh berbagai padatan yang dipanaskan hingga berpijar.

Cahaya diemisikan pada rentang energi yang lebar.

Panjang gelombang maksimum cahaya yang diemisikan merupakan fungsi temperatur dari materi yang berpijar.

Dihasilkan oleh berbagai padatan yang dipanaskan hingga berpijar.

Cahaya diemisikan pada rentang energi yang lebar.

Panjang gelombang maksimum cahaya yang diemisikan merupakan fungsi temperatur dari materi yang berpijar.


33

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Fluorosensipenyerapan foton yang selanjutnya

diikuti dengan emisi foton sekunder

Fosforesensisama dengan fluorosensi tetapi terjadi

penundaan emisi foton sekunder. Penundaan emisi dapat terjadi dalam beberapa detik hingga beberapa jam.


Fluorosensi dan Fosforesensi

34

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

Pada emisi, intensitas sinar yang diemisikan proporsional dengan konsentrasi spesi yang diukur.

Pada emisi, intensitas sinar yang diemisikan proporsional dengan konsentrasi spesi yang diukur.

C = k IC = k I

dimana :C = konsentrasik = tetapan proporsionalitasI = intesitas sinar


35

mba_2009mba_2009

KI3

12

1 A

nalisis

Sp

ektr

om

etr

iK

I31

21

An

alisis

Sp

ektr

om

etr

i

S E L E S A IS E L E S A I

Muhammad Bachri [email protected]

Kelompok Keilmuan Kimia AnalitikFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Bandung

Lambert Beer

Documents

Transcript of Lambert Beer