Nama : Qorry Dinnia FatmaNIM : 111810301035

TUGAS RESUME SPEKTROFOTOMETRI

1. UV-VIS Prinsip Dasar

UVPromosi elektron dari satu orbital molekul dengan tingkat energi elektronik tertentu ke orbital molekul lain dengan tingkat energi elektronik yang lebih tinggi. Transisi elektronik pada daerah UV adalah σ ke σ* maupun n ke σ*. VISPromosi elektron dari satu orbital molekul dengan tingkat energi elektronik tertentu ke orbital molekul lain dengan tingkat energi elektronik yang lebih tinggi.

Transisi elektronik pada daerah UV adalah 𝛑 ke 𝛑 * maupun n ke 𝛑 *. Instrumentasi

a. Sumber cahaya: UV

Sumber cahaya pada spektrofotometer harus memiliki pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber cahaya pada spektrofotometer UV menggunakan lampu Deuterium. Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm. Spektrum energy radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian

VISLampu 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 1000jam pemakaian

b. Wadah Sampel

Wadah sampel adalah sel untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahaya spektrofotometer

c. MonokromatorMonokromator adalah alat yang digunakan untuk memecah cahaya polikromatis menjadi cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang gelombang tertentu. Bagian-bagian monokromator, yaitu :

PrismaPrisma akan mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis.

Grating (kisi difraksi)Kisi difraksi memberi keuntungan lebih bagi proses spektroskopi. Dispersi sinar akan disebarkan merata, dengan pendispersi yang sama, hasil dispersi akan lebih baik. Selain itu kisi difraksi dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum.

Celah optisCelah ini digunakan 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.

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

d. DetektorDetektor akan menangkap sinar yang diteruskan oleh larutan. Sinar kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh amplifier dan dalam rekorder dan ditampilkan dalam bentuk angka-angka pada reader (komputer). Detektor dapat memberikan respons terhadap radiasi pada berbagai panjang gelombang

Zat-zat yang dapat terdeteksiSemua zat dapat terdeteksi dengan mengubahnya dalam bentuk larutan. Larutan yang dapat dianalisis merupakan larutan berwarna. Apabila larutan yang akan dianalisis merupakan larutan yang tidak berwarna, maka larutan tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi larutan yang berwarna. Kecuali apabila diukur dengan menggunakan lampu UV.Zat-zat yang dapat dideteksi dengan UV-VIS: 1. Golongan logam: aluminum, arsenic, cadmium, chromium, copper, iron, lead,

manganes, mercury, zinc2. Golongan anorganik nonlogam: ammonia, cyanide, fluoride,

chlorine(residual), nitrat, phosphate.3. Golongan Organik: phenol, dan surfactant4. Bidang klinis: total serum protein, uric acid, serum barbiturates, glucose, dan

protein-bound iodine

2. Fluorometri

Prinsip DasarEnergi yang diserap oleh molekul untuk transisi elektronik ke level energi yang lebih tinggi (first excited singlet) harus dilepaskan kembali pada waktu kembali ke level energi terendah (ground singlet). Energi yang dilepaskan ini dapat berupa panas dan untuk beberapa molekul tertentu sebagian dari energi yang diserap dipancarkan kembali berupa cahaya (fluoresensi). Apabila terjadi transisi dari ”first excited singlet” ke ”lowest triplet state” (intersystem crossing), maka elektronik state disebut fosforesensi.

Instrumen- Sumber energi eksitasi

Pada filter fluorometer ( fluorimeter ) digunakan lampu uap raksa sebagai sumber cahaya dan energi eksitasi diseleksi dengan filter. Pada spektrofluorimeter biasanya digunakan lampu Xenon ( 150 W ) yang memancarkan spectrum kontinu dengan panjang gelombang 200-800nm. Energi eksitasi diseleksi dengan monokromator eksitasi ( grating ).

- Kuvet untuk sampelSel spesimen yang digunakan dalam pengukuran fluoresensi dapat berupa tabung bulat atau sel empat persegi panjang (kuvet). Kuvet tidak boleh berfluoresensi dan tidak boleh tergores karena dapat menghamburkan.

- DetektorPada umumnya fluorometer menggunakan tabung-tabung fotomultiplier sebagai detektor, detektor ditempatkan di atas sebuah poros yang membuat sudut 900 dengan berkas eksitasi. Geometri sudut siku ini memungkinkan radiasi eksitasi menembus spesimen uji tanpa mengkontaminasi sinyal luaran yang diterima oleh detektor fluoresensi. Akan tetapi tidak dapat dihindarkan detektor menerima sejumlah radiasi eksitasi sebagai akibat sifat menghamburkan yang ada pada larutan itu sendiri atau jika adanya debu atau padatan lainnya. Untuk menghindari hamburan ini maka digunakan instrument yang bernama filter.

- Filterfilter atau monokromator berfungsi untuk menyeleksi panjang gelombang eksitasi dan emisi. Fluorometer

Filter pertama hanya meneruskan cahaya ultraviolet dari sumber cahaya yaitu radiasi dengan panjang gelombang yang cocok untuk eksitasi specimen uji. Filter kedua meloloskan hanya panjang gelombang yang sesuai dengan fluoresensi maksimum dari zat yang diperiksa dan menahan setiap cahaya eksitasi yang terhambur. Jenis filter kedua ini biasanya yang menahan panjang gelombang pendek.

Spektrofluorimeter Monokromator pertama mendispersikan cahaya dari sumber cahaya sehingga menghasilkan radiasi eksitasi yang monokromatis. Sample yang tereksitasi kemudian berfluoresensi sehingga merupakan sumber cahaya bagi monokromator kedua. Dengan alat ini dapat dibuat spekrum eksitasi maupun emisi.

Zat-zat yang dapat dianalisisSupaya terjadi fluoresensi, harus terjadi peresapan cahaya yang kuat oleh suatu molekul. Hal ini dapat terjadi pada senyawa aromatic, senyawa heterosiklik dan molekul dengan system konjugasi. Senyawa dengan transisi elektronik π -- π *, mempunyai kemungkinan yang lebih besar untuk berfluoresensi daripada transisi n -- π *. Misalnya, benzen dapat berfluoresensi sedangkan piridina tidak. Williams

(4), telah menyusun tabel dari beberapa senyawa yang dapat berfluoresensi. Beberapa diantaranya adalah :

Senyawa yang tidak berfluoresensi dapat diubah menjadi senyawa yang berfluoresensi dengan suatu pereaksi tertentu,. Metode ini penting baik untuk senyawa organic maupun aorganik, dan banyak senyawa anorganik membentuk kompleks yang mudah beerfluoresensi dengan pereaksi organik.

3. Spektrofotometri MS Prinsip Dasar

pengionisasian senyawa kimia untuk menghasilkan molekul atau fragmen molekul dan mengukur rasio massa / muatan.

Instrumen

Instrument MS terbagi 3 bagian :a. Sumber ion-ion mengubah molekul sample dari fasa gas menjadi ion-ion

(memindahkan ion-ion dalam larutan menjadi fasa gas )b. Massa analyzer memilih ion-ion berdasarkan massanya dengan menggunakan

medan elektromagnetik.c. Detektor : mengukur nilai kuantitas dan menyediakan data untuk menghitung

kelimpuhan masing-masing ion.Zat-zat yang dapat dianalisis Zat-zat yang dapat dianalisisProtein dan semua senyawa organik

4. Spektrometri Inframerah Prinsip Dasar

Pengamatan interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1

Instrumen Komponen utama dari instrumen spektrofotometri IR adalah:

Sumber RadiasiNerst Glower

Daerah Cuplikan/Sampel Monokromator

Prisma garam batu Detektor

Detektor termal Amplifier atau penguat Recorder

Ada dua tipe instrumentasi spektrofotometer infra merah yaitu1) Dispersive spektrofotometer.

Monokromator yang digunakan ialah double beam. Sedangkan detektor yang digunakan adalah tipe thermal transducer. Responnya lambat sehingga sinar harus dipotong-potong terlebih dahulu oleh chopper.

Gambar1. Skema alat spektrofotometer dispersive

Mekanisme kerja spektrofotometer Dispersive :Sinar radiasi IR sebelum menembus sampel dan refrence displit terlebih dahulu supaya pembacaan tidak lama. Setelah sinar IR displit, sinar terbagi menjadi dua arus, yaitu sinar yang menuju sampel dan sinar yang menuju larutan baku pembanding. Kemudian kedua berkas sinar tersebut masuk ke chopper sehingga keluar output sinar yang diteruskan ke monokromator. Sinar masuk melalui celah masuk atau entrance pada monokromator. Didalamnya terdapat gratting dan sinar difokuskan oleh gratting. Setelah itu sinar keluar melalui celah keluar atau extrance slit dan masuk ke alat scan frekuensi baru diteruskan ke detector. Oleh detector sinar diubah menjadi sinyal elektrik dan diperkuat oleh amplifier. Kemudian sinyal tersebut diinterpretasikan dalam bentuk spektrum infra merah dengan bantuan perangkat lunak dalam komputer.

2) FTIRFT-IR ini menggunakan suatu monokromator yang berbeda dengan monokromator pada spektrofotometer dispersive. Monokromator yang digunakan adalah monokromator Michelson Interferometer. Pada sistem optik ini terdapat 2 cermin yaitu cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin diam. Skema sistem optik ini seperti pada gambar dibawah :

Zat-zat yang dianalisis Gas

Sampel harus dimasukkan dalam sel gas kemudian sel ini dihadapkan langsung pada berkas sinar. Sejumlah kecil senyawa orhanik dapat ditentukan dalam bentuk gas, bahkan dalam sel yang dipanaskan.

Cair Sampel cair ditempatkan sebagai film yang tipis diantara dua lapis pelat kristal NaCl yang transparan terhadap IR. Sel ini akan dipecahkan untuk mengambil kembali larutan yang dianalisis, jika sampel yang dimiliki sangat sedikit dan harganya mahal.

PadatSampel dalam bentuk padatan dapat dibentuk pelet KBr, mull, dan bentuk film/lapisan tipis terlebih dahulu baru dianalisis

- Senyawa-senyawa yang dideteksi: yaitu semua senyawa organic meliputi alcohol, asam, dan amina.

5. AAS Prinsip Dasar

Prinsip dari spektrofotometri adalah terjadinya interaksi antara energi dan materi. Pada spektroskopi serapan atom terjadi penyerapan energi oleh atom sehingga atom mengalami transisi elektronik dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi. Dalam metode ini, analisa didasarkan pada pengukuran intesitas sinar yang diserap oleh atom sehingga terjadi eksitasi. Untuk dapat terjadinya proses absorbsi atom diperlukan sumber radiasi monokromatik dan alat untuk menguapkan sampel sehingga diperoleh atom dalam keadaan dasar dari unsur yang diinginkan.

Instrumentasi

Sumber CahayaSumber Cahaya yang diperlukan untuk menghasilkan sinar yang energinya akan diserap oleh atom bebas. Sumber cahaya yang dapat dipakai adalah:- Lampu katoda berongga (Hollow Cathode Lamp – HCL)- Electrodeless Discharge Lamp (EDL)- Continuum Source, High Pressure Xenon Arc.

Sistem AtomisasiSistem pengatoman yang lazim digunakan pada setiap alat AAS, antara lain : a. Sistem pengatoman dengan nyala api

Menggunakan nyala api untuk mengubah larutan berbentuk ion menjadi atom bebas. Ada 2 bagian penting pada sistem pengatoman dengan nyala api, yaitu sistem pengabut (nebulizer) dan sistem pembakar (burner), sehingga sistem ini sering disebut sistem BURNER-NEBULIZER. Sebagai bahan bakar yang menghasilkan api merupakan campuran dari gas pembakar dengan oksidan dan penggunaannya tergantung dari suhu nyala api yang dikehendakib. Sistem pengatoman dengan tungku grafit

Sistem ini hanya dapat diterapkan pada unsur-unsur yang dapat membentuk hidrida, dimana senyawa hidrida dalam bentuk uapnya akan menyerap sinar dari HCL. Sistem ini biasanya dilakukan dengan mereduksi unsur sehingga menjadi valensi yang lebih rendah, kemudian dibentuk sebagai hidrida. Sistem ini banyak dilakukan untuk analisa unsur-unsur seperti As, Bi dan Se.c. Sistem pengatoman dengan uap dingin

Sistem ini hanya dilakukan untuk analisa unsur Hg, karena Hg mempunyai tekanan uap yang tinggi, sehingga pada suhu kamar Hg akan berada pada kesetimbangan antara fasa uap dan fasa cair. Cara menganalisis Hg dengan mereduksi merkuri (Hg2+) menjadi merkuro (Hg22+), kemudian uapnya dialirkan secara kontinu kedalam sel serapan yang ditempatkan diatas burner (tidak dipanaskan) dan penyerapan terjadi karena Hg berbentuk uap.

d. Sistem pengatoman sampel padat Sistem ini dilakukan pada sampel dengan potensial eksitasi yang rendah atau

dengan energi yang rendah sudah bisa tereksitasi dan unsur tersebut berada pada sampel yang sederhana yang ikatannya mudah lepas. Pengatoman biasanya dilakukan dengan menaruh sampel kedalam suatu wadah sampel, kemudian dipanaskan dengan nyala api dan uap-uap yang terbentuk dialirkan kedalam sel serapan seperti dilakukan pada Hg.

Sistem Optik

- Lensa Lensa dan cermin yang memfokuskan cahaya radiasi dari HCL, mula-mula

pada daerah atomisasi (nyala, grafit, tabung kuarsa) kemudian slit masuk monokromator dan detektor. Pada SSA slit yang dipakai mempunyai bandwidth 0,2 -2 nm.- Monokromator

Monokromator pada SSA berfungsi sebagai pemilih panjang gelombang cahaya (λ) yang akan digunakan dalam penetapan. Cahaya polikromatis yang keluar/ditransmisikan dari nyala akan dijadikan monokromatis, kemudian dijatuhkan ke detektor. Monokromator yang biasa digunakan adalah grating yang sering dikombinasikan dengan prisma. Cahaya polikromatis akan didispersikan oleh alat ini, kemudian λ yang diinginkan dilewatkan melalui sebuah slit.

Detektor dan Set Pembaca SinyalDetektor spektometer AAS umumnya adalah tabung pengganda foton yang bekerja pada daerah UV/Vis dari spektrum tersebut. Set pembaca sinyal dapat berupa galvanometer sederhana, voltmeter digital, atau dapat didigitalkan dan diproses sdengan komputer.

c.Zat yang Dapat Terdeteksi

Logam-logam yang dapat dideteksi menggunakan AAS: Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Fe, Ga, Ge, Hg, K, Li, Mn, Mg, Mo, Na, Ni, Pb, Pd, Pt, Sb, Se, Si, Sn, Sr, Ti, V, Zn

6. AESa. Prinsip Dasar

Atomic Emission Spectroscopy (AES) adalah teknik spektroskopi yang memanfaatkan panjang gelombang foton yang dipancarkan oleh atom selama masa transisinya dari fase eksitasi menuju ground state. Pada AES, eksitasi terhadap sampel tidak dilakukan dengan melakukan penyorotan. Sampel diberi energi tinggi dalam lingkungan termal, agar menghasilkan atom tereksitasi yang dapat mengemisikan cahaya.

b. Instrumentasi

c. Zat yang Dapat TerdeteksiLogam-logam yang dapat dideteksi dengan AES: Ag, Al, As, AU, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Fe, Ga, Ge, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Pd, Pt, Sb, Se, Si, Sr, Ti, V, Zn/

7. Turbidimetria. Prinsip Dasar

Sinar yang datang mengenai suatu partikel ada yang diteruskan dan ada yang dipantulkan, sinar yang diteruskan digunakan sebagai dasar pengukuran. Ketika cahaya melewati cairan yang berisi padatan tersuspensi, cahaya berinteraksi dengan partikel dan partikel menyerap energy cahaya dan memancarkan kembali cahaya ke segala arah.

b. Instrumentasi

Sumber cahaya, beberapa sumber cahaya yang biasa digunakan antara lain adalah lampu pijar, lampu merkuri, lampu tungsten.

Filter, syarat-syarat filter yang digunakan adalah :- Jika pelarut dan partikel yang terdispersi tidak berwarna maka digunakan filter

light- Jika pelarut dan partikel terdispersi berwarna kuning kecoklatan maka

digunakan filter light- Jika pelarut dan partikel terdispersi berwarna coklat maka digunakan filter

dark Kuvet, untuk tempat sampel Detektor, pada turbidimeter digunakan detector phototube, sedangkan pada

nefelometer digunakan photomultiliertubec. Zat yang Dapat Terdeteksi

Senyawa-senyawa yang dapat dideteksi dengan turbidimeter: Ag+, Ca2+, Cl-, CN-, CO3

-, F-, dan SO42-, serta dapat digunakan untuk analisis protein.

8. NMRa. Prinsip Dasar

Spektroskopi NMR (Nuclear Magnetic Resonance) didasarkan pada pengukuran absorbsi radiasi elektromagnetik pada daerah frekuensi radio 4-600 MHz atau panjang gelombang 75-0,5 nm oleh partkel (inti atom) yang berputar di dalam medan magnet.

b. Instrumentasi

Cara kerja dari masing-masing komponen peralatannya: 1) Magnet: akurasi dan kualitas suatu alat NMR yang tergantung pada kekuatan

magnetnya. Resolusi akan bertambah dengan kenaikkan kekuatan medannnya, bila medan magnitnya homogen elektromagnit dan kumpaaran superkonduktor (selenoids).

2) Generator Medan magnet penyapu : suatu pasangan kumparan terletak sejajar terhadap permukaan magnet, digunakan untuk mengubah medan magnit pada suatu range yang sempit. Dengan memvariasikan arus searah melalui kumparan ini, medan efektif dapat diubah-ubah dengan perbedaan sekitar 10-3 gauss.

3) Sumber frekuensi radio : sinyal frekuensi oskilasi radio (transmiter) disalurkan pada sepasang kumparan yang possinya 90º terhadap jalar dan magnit. Suatu oskilator yang tetap sebesar 60, 90 atau 100 MHz digunakan dalam NMR beresolusi tinggi.

4) Detektor sinyal : sinyal frekuensi radio yang dihasilkan oleh inti yang beresolusi dideteksi dengan kumparan yang mengitari sampel dan tegak lurus terhadap sumber. Sinyal listrik yang dihasilkan lemah dan biasanya dikuatkan dulu sebelum dicatat.

5) Rekorder: pencatat sinyal NMR disinkronisasikan dengan sapuan medan, rekorder mengendalikan laju sapuan spektrum. Luas puncak dapat digunakan untuk menentukan jumlah relatif inti yang mengabsorpsi.

6) Tempat sampel dan probe: tempat sampel merupakan tabung gelas berdiameter 5mm dan dapat diisi cairan sampai 0,4 ml. Probe sampel terdiri atas tempat kedudukan sampel, sumber frekuensi penyapu dan kumparan detector dengna sel pembanding. Detector dan kumparan penerima diorientasikan pada 90º. Probe

sampel menggelilingi tabung sampel pada ratusan rpm dengan sumbu longitudinal.

c. Zat yang Dapat TerdeteksiSenyawa-senyawa yang dapat dideteksi: senyawa organic, dan berbagai macam inti meliputi: 1H, 13C, 15N, 19F, dan 13P.