Praktikum Kimia Analitik Lanjut 1 Sekola (1)

(1)

(2)

TEKNIK PENGUKURAN

Spektroskopi Molekuler

Spektroskopi

Atomik Elektroanalisis

Kolorimetri

Spektrofotometri UV – Visible

(3)

SPEKTROSKOPI MOLEKULER

Spektroskopi molekuler spektroanalisis yang mengukur jumlah radiasi yang diadsorpsi, diemisikan atau dihamburkan oleh molekul-molekul poliatomik

Radiasi yang diadsorpsi Radiasi elektromagnetik (REM)

Energi berupa partikel-partikel diskrit yang

(4)





Pengukuran absorbansi atau transmitan dalam

spektroskopi sinar tampak digunakan untuk analisis

kualitatif dan kuantitatif spesies kimia



Pada spektrofotometri visibel yang digunakan

sebagai sinar energi adalah cahaya tampak. Panjang

gelombang sinar tampak adalah 400-800 nm.

(5)

Sumber radiasi

I₀ I

Foton

Materi / spesi kimia

Materi/spesi kimia dalam medium transparan secara selektif akan menyerap frekuensi tertentu dari REM

Transisi elektron

(6)

Teori kuantum Setiap partikel (atom/ion/molekul) mempunyai energi yang khas pada keadaan dasar (pada suhu kamar)

Absorpsi REM oleh partikel (atom/ion/molekul) dapat terjadi, hanya bila energi foton besarnya tepat sama dengan perbedaan energi antara keadaan dasar dengan keadaan energi yang lebih tinggi dari partikel tsb

Pada kondisi ini foton ditransferkan ke partikel dan akan menyebabkan terjadinya transisi elektron (eksitasi) ke tingkat energi yang lebih tinggi

Molekul pada keadaan tereksitasi :

(7)

Pada periode tertentu M

*

akan kembali ke keadaan dasarnya (relaksasi) dengan menstransfer kelebihan energi ke atom lain dalam medium,

menyebabkan kenaikkan suhu disekelilingnya

M

*

M + panas

(8)





Menentukan kadar Fe

3+

_{sebagai Fe(CNS)}

63-

dengan

metode spektrofotometri sinar tampak

(9)



1. Hukum Lambert Beer

Prinsip

Jumlah radiasi yang diserap sebanding dengan tebal sel (b), konsentrasi analit (c), koefisien absorptivitas molar

Bila konsentrasi (c) dalam molaritas (mol/L), maka a disebut ekstingsi (ε)

Log

�

0

�

_�

= a b c

I₀= Intensitas radiasi yang masuk I_t = Intensitas yang diteruskan a = absorptivitas molar

(10)

Intensitas radiasi sinar datang tidak terlalu besar karena akan terjadi efek saturasi.

Konsentrasi analit dalam medium tidak terlalu besar (Absorbansi pada pengukuran terbaik = 0,2 – 0,8).

Pengukuran absorbansi dilakukan pada panjang gelombang serapan maksimum.

Pendekatan Hukum Lambert-Beer:

Radiasi sinar datang harus monokromatis

Spesi-spesi penyerap tidak bereaksi satu dengan lainnya

(11)



2. Hukum Planck

Energi foton sebanding dengan frekuensi radiasi atau

kecepatan cahaya dan berbanding terbalik dengan

(12)



3. Reaksi pembentukan kompleks

reaksi antara ion Fe

3+

sebagai atom

pusat dengan CNS

-

_{sebagai ligan}

(13)





Fe

3+

_{+ CNS}

-

_{[ Fe (CNS)}

6

]

3-n

n =1 .... 6

Ferri kuning pucat kompleks



[ CNS

-

_{] rendah [ Fe (CNS)]}

2+

_n=1



[ CNS

-

_{] = 0,1 M [ Fe (CNS)}

2

]

1+

n=2



[ CNS

-

_{] > 2M [ Fe (CNS)}

6

]

3-

n=6

warna merah mantap

(14)



Sumber

cahaya Monokro mator

Sel

serapan

Detektor Pencatat

Pengukuran transmitan (T atau %T)

Pengukuran absorbansi (A) Sebagai fungsi dari λ

(15)

Spektrofotometer

Panjang gelombang:

UV : 200 – 380 nm

(16)

(17)

Monokromator

Sumber sinar memancarkan sinar polikromatis

Pengukuran absorbansi diperlukan sinar monokromatis

Monokromator merubah sinar polikromatis menjadi monokromatis Susunan monokromator :

λ1

λ2

Sumber sinar

Celah

masuk Lensa _kolimator

Prisma

Lensa

pemusat Celah _keluar

Sel

(18)

Penyimpangan Hukum Lambert – Beer : Terjadi reaksi

Fluktuasi sumber cahaya Adanya cahaya sesatan

Absorpsi yang tidak seragam pada sel serapan

Cahaya sesatan : berkas sinar yang keluar dari monokromator disertai

sejumlah kecil sinar lain dengan panjang gelombang yang berbeda

(19)

Sumber cahaya sesatan :

Pantulan sinar dari permukaan alat-alat optik pada spektrofotometer

- Dinding monokromator

- Butiran debu dalam ruang hampa udara akan menghamburkan sinar

Cahaya sesatan sukar dihilangkan akan diserap oleh larutan

Nilai A atau T lebih besar atau lebih kecil dari seharusnya

Diatasi dengan :

Memasang penghalang sinar pada tempat-tempat tertentu Mewarnai bagian dalam dengan warna hitam tidak mengkilat Memasang filter setelah monokromator

(20)

(21)

(22)

Detektor

Mengkonversi sinyal-sinyal cahaya menjadi sinyal listrik disebut detektor fotolistrik .

Jenis-jenis detektor fotolistrik:

Sel lapisan penghalang (barrier-layer cell)

Terdiri dari elektroda besi yang dilapisi semikonduktor selenium , bekerja pada λ 250 – 750 nm, respon dan tahanan internal rendah.

- Tabung Foto

Lebih sensitif dari detektor sel lapisan penghalang,

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)



Bahan



Pelarut yang tidak menyerap

λ

pengukuran : H

₂

O ;

HCl



KCNS 2M



Fe (NH

₄

)(SO4)

₂

.12H

₂

O

(28)

1. Pembuatan standar

- Tambahkan H2O sampai tanda batas

(29)



2. Pembuatan Blanko

HCl 4M

-Pipet sebanyak 2 mL

-Masukkan dalam labu ukur 25 mL

-tambahkan larutan KCNS 2M sebanyak 5 mL -Tambahkan air suling sampai tanda batas -Homogenkan

(30)



Larutan standar x ppm ( pilih salah satu

konsentrasi standar)

3. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum

-Ukur absorbansinya pada berbagai panjang gelombang dari 400-800 nm dengan menggunakan spektrofotometer sinar tampak

- Tentukan panjang gelombang maksimum

(31)

4. Pembuatan Kurva Standar pada panjang

gelombang maksimum

Larutan Fe 3+ _{0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25 ppm}

-ukur absorbansinya pada panjang glombang dengan pengulang sebanyak 3 kali

-Buat grafik konsentrasi terhadap absorbansi

(32)

Penggunaan kurva kalibrasi pada analisis kuantitatif

(33)



5. Penentuan Konsentrasi sampel

Larutan sampel

Konsentrasi Larutan sampel

- Ukur absorbansinya pada panjang gelombang maksimum

- Plotkan absorbansinya yang didapat pada kurva standar

(34)

