Spektrofotometri Uv Dan Vis
-
Upload
arlatifaah -
Category
Documents
-
view
118 -
download
1
description
Transcript of Spektrofotometri Uv Dan Vis
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
1/14
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang sudah memberi taufik, hidayah,
serta inayahnya sehingga kita semua masih bisa beraktivitas sebagaimana seperti
biasanya termasuk juga dengan penulis, hingga penulis bisa menyelesaikan tugas
pembuatan makalah dengan judul Komponen Alat Spektrofotometri Ultraviolet-
Visibel (UV-Vis)
Makalah ini berisi mengenai Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel (UV-Vis)
beserta instrumen penyusunnya yang disajikan di dalam bentuk makalah. Makalah
ini disusun dengan harapan agar para pembaca bisa menambah wawasan serta
memperluas ilmu pengetahuan yang ada mengenai Spektrofotometer Ultraviolet-
Visibel(UV-Vis) yang kami sajikan di dalam sebuah susunan makalah yang
ringkas, mudah untuk dibaca serta mudah dipahami.
Semoga makalah ini bisa bermanfaat untuk para pembaca serta
memperluas wawasan mengenai Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel(UV-Vis)
serta seluk beluknya. Dan tidak lupa pula penulis mohon maaf atas kekurangan di
sana sini dari makalah yang penulis buat ini. Mohon kritik serta sarannya.
Terimakasih
18 Maret 2014
Penyusun
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
2/14
Komponen Alat Spektrofotometri Ultraviolet-Visibel (UV-Vis)
Pendahuluan
Radiasi serapan adalah radiasi elektromagnetik yang merupakan jenis
energi yang paling banyak digunakan , namun yang paling banyak dikenal adalah
energi panas dan sinar tampak, diikuti sinar gamma , sinar X , sinar ultra violet ,
gelombang mikro dan radiasi frekuensi radio. Absorpsi adalah suatu proses
dimana spesi kimia dalam media transparan melemahkan frekuensi dari radiasi
gelombang elektromagnetik.Kareteristik serapan spesi dijelaskan oleh spectrum
absorpsi yang merupakan penggambaran fungsi melemahnya berkas radiasi
terhadap panjang gelombang frekuensi atau angka gelombang.
Spektroskopi UV-Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang
menggunakan sumber radiasi elektromegnetik ultraviolet dekat (190-380) dan
sinar tampak (380-780) dengan menggunakan instrumen spektrofotometer.
Prinsip dari spektrofotometer UV-Vis adalah penyerapan sinar tampak untuk ultra
violet dengan suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari
tingkat energi dasar (ground state) ketingkat energi yang paling tinggi (excited
stated). UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul
yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai untuk
analisis kuantitatif ketimbang kualitatif. Pengabsorbsian sinar ultra violet atau
sinar tampak oleh suatu molekul umumnya menghasilkan eksitasi elektron
bonding, akibatnya panjang absorbsi maksimum dapat dikolerasikan dengan jenisikatan yang ada didalam molekul. Spektrofotometer terdiri atas spektrometer dan
fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang
gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang
ditranmisikan atau yang diabsorpsi. Spektrofotometer tersusun atas sumber
spektrum yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel
atau blangko dan suatu alat untuk mengukur pebedaan absorpsi antara sampel dan
blangko ataupun pembanding.
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
3/14
Spektrofotometer UV-Vis dapat melakukan penentuan terhadap sampel
yang berupa larutan, gas, atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan perlu
diperhatikan pelarut yang dipakai antara lain:
1. Pelarut yang dipakai tidak mengandung sistem ikatan rangkap terkonjugasi
pada struktur molekulnya dan tidak berwarna.
2. Tidak terjadi interaksi dengan molekul senyawa yang dianalisis.
3. Kemurniannya harus tinggi atau derajat untuk analisis.
Prinsip kerja Spektrofotometer UV/VIS
Spektrofotometri uv-vis mengacu pada hukum Lambert-Beer. Apabila
cahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya
tersebut akan diserap, sebagian dipantulkan dan sebagian lagi akan dipancarkan.
LAMBERT BEER
Jika suatu cahaya monokromatis dengan kekuatan Po dilewatkan kepada
balok yang tegak lurus pada permukaan dengan ketebalan b dan mengandung n
partikel pengabsorbsi, maka kekuatan cahaya menurun menjadi P.
Syarat Hukum Beer:
- Konsentrasi harus rendah- Zat yang diukur harus stabil- Cahaya yang dipakai harus monokromatis- Larutan yang diukur harus jernih
P = Po 10-abc
-log P/P = abc
-log T = abc
A = abc
Dimana :
T : transmisi c: konsentrasi larutan
A : absorbansi b: tebal media/kuvet
a: absorptivitas (tergantung satuan [ ] ); a(ppm) dan (Molar)
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
4/14
Berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari:
Spektrofotometer Optika Sinar Tunggal (Single Beams Optic).
- Semua cahaya melewati seluruh sel sampel.- Contoh alat spektrofotometer single beam adalah spektronik 20.- Alat ini merupakan desain paling awal tetapi masih banyak digunakan
baik dalam pengajaran maupun laboratorium industry.
Spektrofotometer Optika Sinar Ganda (Double Beams Optic).
- Cahaya terbagi ke dalam dua arah/berkas.- Berkas cahaya pertama melewati sel pembanding, dan cahaya yang
lainnya melewati sel sampel.
- Berkas cahaya kemudian bergabung kembali, masuk ke detektor.- Detektor merespon cahaya netto dari kedua arah- Beberapa alat double beam memiliki dua detektor, sampel dan sinar
penghubung diukur pada waktu yang sama.
APLIKASI UV-VIS SPEKTROFOTOMETRI
Syarat pengukuran dengan spektrofotometer VISIBLE:
- Sampel dalam larutan menyerap sinar tampak (350-770 nm)- Larutan sampel harus bening dan berwarna- Pelarut tidak menyerap sinar tampakSyarat pengukuran dengan spektrofotometer UV:
- Sampel dalam larutan menyerap sinar UV (180-350 nm)
- Molekul senyawanya memiliki ikatan rangkap atau electron nonbonding
- Larutan bening dapat tidak berwarna
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
5/14
Instrumentasi Spektrofotometer UV-Vis
1. Sumber SinarSumber sinar yang baik untuk pengukuran absorbansi harus memancarkan
spektrum yang kontinue dan merata di daerah panjang gelombang yang di
kehendaki.
Sumber sinar untuk uv digunakan lampu deuterium. Lampu ini terdiri dari
sepasang elektroda yang dipatri di dalam tabung kaca tertutup yang salah satu
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
6/14
bagian dindingnya tersebut dari bahan kuarsa dan diisi dengan gas
hidrogen/deuterium pada tekanan rendah. Bila terhadap kedua elektroda
dihubungkan dengan tegangan listrik stabil maka antara kedua elektroda terjadi
elektron discharge. Elektron tersebut akan bertumbuh dengan molekul gas H2atau
D2 . Akibatnya elektron elektron gas H2/D2 akan tereksitasi. Pada saat turun
kembali ke keadaan asas seraya memancarkan sinar yang membentuk spektrum
yang kontinue yang meliputi daerah panjang gelombang antara 180 350 mm
sebagai sumber sinar tampak biasa digunakan lampu kawat wolfram.
Sumber sinar untuk vis digunakan Lampu Tungsten (Wolfram) : Lampu
ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak. Bentuk lampu ini
mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang gelombang antara 350-
2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis lengkung. Umumnya memiliki
waktu 1000 jam pemakaian. Lampu tersebut terbuat dari tabung kuarsa yang
berisi filamen tungsten dan sejumlah kecil iodine.
2. MonokromatorMonokromator berfungsi menguraikan berkas radiasi dari sumber yang
kontinue menjadi sinar yang monokromatis (panjang gelombang tunggal). Unsur
penting sebuah monokromator adalah sistem celah dan sistem dispersif. Radiasi
dari sumber difokuskan ke celah masuk kemudian dikumpulkan oleh sebuah lensa
sehingga sinar paralel jatuh pada unsur dispersi yang merupakan sebuah prisma
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
7/14
atau sebuah kisi difraksi. Dengan pemutaran prisma,bermacam macam bagian
spektrum yang dihasilkan oleh unsur dispersi difokuskan ke celah keluar menuju
ke sel cupikan atau blanko.
Prinsip kerja monokromator :
Radiasi dari sumber sinar difokuskan ke celah masuk lalu ke unsur dispersif
(filter/prisma/kisi) lalu ke celah keluar.
CELAH (SLIT)Berfungsi untuk menentukan perfomance karakteristik dan kualitas
monokromator. Ada celah masuk dan ada celah keluar pada setiap
monokromator, fungsinya menentukan sifat monokromatis sinar hasil dan resolusi
panjang gelombang. Lebar celah dapat diubah-ubah. Untuk analisa kualitatif
butuh resolusi panjang gelombang sempit. Makin sempit lebar celah, makin kecil
intensitas sinar maka butuh detector yang lebih peka. Pada analisa kuanitatif butuh
celah yang lebih lebar.
UNSUR DISPERSIF (Filter/Prisma/Kisi)Merupakan filter optik yang berfungsi untuk menyerap warna komplementer
sehingga cahaya tampak yang diteruskan merupakan cahaya yang berwarna sesuai
dengan filter optik yang dipakai. Pemutaran secara mekanis pada prisma atau
grating akan menghasilkan berbagai spectrum yang difokuskan ke celah keluar
lalu mengenai sampel.
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
8/14
Jenis-jenis monokromator:
Gelas atau larutan berwarna
Gelas, menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang kira-kira 150 nm.
Gelatin diberi warna, menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang lebih
lebar.
Filter interferensi
Terdiri dari 2 potong kaca dengan bagian cermin pada bagian dalam.
Menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang 30-50 nm.
Prisma
Terbuat dari kwarsa, menghasilkan panjang gelombang 10-20 nm.
Ada 2 macam/tipe yaitu :
Tipe Cornu : sudut optik 60
Tipe Littrow : sudut optik 30 dan salah satu sisi tegak dilapisi logam Al
atau Ag.
Kisi difraksi atau diffraction grating
Terdiri dari permukaan gelas dilapisi film sangat tipis dari logam.
Film tipis tersebut berlubang-lubang kecil, bentuk garis-garis memanjang
(1200 tiap cm) sehingga sinar yang jatuh kepermukaan film akan dipantulkan dan
sebagai sinar dengan panjang gelombang tertentu.
Pada spektrofotometer UV-Visible modern dipakai system monokromator
ganda (double monochromator system) yaitu dua monokromator dipasang paralel,
yang terdiri dari prisma dan kisi.
3. Cuvet atau SelSel atau cuvet ialah wadah untuk menempatkan cuplikan maupun blanko.
Tebal cuvet umumnya bernilai 1 cm. Wadah tempat sample biasanya berbentuk
kuvet bundar atau kotak. Bahan kuvet berpengaruh terhadap panjang gelombangyang dipakai.
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
9/14
Macam-macam jenis kuvet :
(1). Gelas
Umum digunakan pada 300-1000 nm, biasanya memiliki panjang 1 cm
(atau 0.1; 0.2; 0.5; 2; atau 4 cm). Khusus untuk sinar uv adalah kwarsa,
sedangkan untuk visibel adalah gelas atau kaca.
(2). Kwarsa
Mahal, range (190-1000 nm)
(3). Sel otomatis (flow through cells)
(4). Matched cells
(5). Polistirene range (340-1000 nm)
(6). Micro cells
Kuvet yang baik harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :
a. Permukaannya harus sejajar secara optis
b. Tidak berwarna sehingga semua cahaya dapat di transmisikan
c. Tidak ikut bereaksi terhadap bahan-bahan kimia
d. Tidak rapuh serta bentuknya sederhana
4.
Detektor
Suatu detektor berfungsi menyerap sinar yang mengenainya dan
mengubahnya menjadi suatu besaran yang dapat diukur. Detektor yang digunakan
pada spektrofotometer uv-vis berupa alat foto-listrik. Yang mengubah energi sinar
menjadi energi listrik atau isyarat listrik. Isyarat yang dihasilkan berbanding lurus
dengan intensitas sinar yang mengenalnya.
Syarat-syarat detektor :
a. Kepekaan yang tinggi
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
10/14
b. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi
c. Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
d. Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi
Selain itu juga detektor harus menghasilkan signal yang mempunyai
hubungan kuantitatif dengan intensitas sinar, dapat menangkap atau merespon
energi sinar, peka dengan noise rendah, waktu respon pendek, stabil, dapat
memperkuat isyarat listrik dengan mudah, dimana isyarat listrik yang dihasilkan
berbanding lurus dengan intensitas.
Detektor uv-vis (uv-sinar tampak) termasuk kedalam deterktor universal
yang merupakan detektor yang paling banyak digunakan diantara detektor
spektrometer massa, detektor spektrometer infra merah dan detektor indeks bias,
karena sentivitasnya baik, mudah menggunakannya, tidak merusak senyawa yang
dianalisis, dan memungkinkan untuk melakukan elusi ber-gradien. Ada yang
dipasang pada panjang gelombang tetap, yaitu pada panjang gelombang 254 nm,
dan ada juga yang panjang gelombangnya dapat dipilih sesuai yang diinginkan,
antara 190-600 nm. Detektor dengan panjang gelombang bervariabel ini ada yang
dilengkapi alat untuk memilih panjang gelombang secara otomatis dan dapat me-
nol-kan sendiri (auto zero). Detektor jenis ini juga ada ayang menggunakan drode
arrays (sebagai pengganti photo tube), sehingga dapat melakukan pembacaan
absorban yang kontinyu pada berbagai macam panjang gelombang.Berikut jenis-
jenis detektor UV-Vis, yaitu :
Barrier layer cell (photo cell atau photo votaice cell)
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
11/14
Photo tubeLebih sensitif dari photo cell, memerlukan power suplay yang stabil dan
amplifier
Photo mulipliersSangat sensitif, respon cepat, digunakan dalam instrumen double beam
panguatan internal.
5. RekorderFungsi rekorder mengubah panjang gelombang hasil deteksi dari detektor
yang diperkuat oleh amplifier menjadi radiasi yang ditangkap detektor
kemudian diubah menjadi sinyal-sinyal listrik dalam bentuk spektrum.
Spektrum tersebut selanjunya dibawa ke monitor sehingga dapat dibaca
dalam bentuk transmitan.
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
12/14
6. Read Outa) Null balance
menggunakan prinsip null balance potentiomer, tidak nyaman, banyak
diganti dengan pembacaan langsung dan pembacaan digital.
b) Direct readers
absorbansi (A), konsentrasi (C), dan persen transmitan (%T), dibaca
langsung dari skala
c) Pembacaan digital
mengubah signal analog ke digital dan menampilkan peraga angka light
emithing diode (LED), sebagai A, %T, atau C.Dengan pembacaan meter
seperti gambar, akan lebih mudah dibaca skala transmitannya, kemudian
menentukan absorbansi dengan A = - log T.
Gambar. Pembaca transmitansi dan absorbansi pada spektrofotometer
Dengan pembacaan meter seperti gambar diatas, akan lebih mudah dibaca
skala transmitannya, kemudian menentukan absorbansi dengan A= -lig T. Skema
dasar instrumen single beam dan double beam seperti disajikan pada gambardibawah ini :
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
13/14
Fitur instrumen single beamBiaya rendah, tujuan dasar untuk mengukur A, C, atau %T pada panjang
gelombang terpisah. 100% T(OA) harus diatur pada setiap panjang gelombang
tidak dapat digunakan untuk meneliti spektra.
Fitur instrumen double beamDigunakan untuk meneliti spektra pada panjang gelombang lebih tinggi (190-880)
nm. Dapat menghasilkan spektra A vs %v Atau spektra derivatif 1st, 2nd, 3rd, 4th.
Dapat digunakan untuk pengukuran A atau %T saja pada panjang gelombang
tertentu.
-
5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis
14/14
Daftar Pustaka
Hendayana, Sumar (2009).Penuntun Praktikum Kimia Analitik Instrumen.
Bandung:Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI
Mulja, M, Suharman. 1995. Analisis Instrumental. Surabaya: Airlangga
University Press
Khopkar, S.M. 1990.Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press
Rohman, Abdul, Ibnu Gholib Gandjar, 2007,Kimia Farmasi Analisis, Pustaka
Pelajar, Yogyakarta.
Sabarudin, Akhmad, dkk. (2000).Kimia Analitik. Bandung : IKIP Semarang
Wiryawan, adam. 2011. sistem dispersi. Available online at http://www.chem-is
try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_serapan_ultraviolet-
tampak__uv-vis_/sistim-dispersi/