Senin, 26 November 2012

Spektrofotometri

| | 0 komentar


Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi. Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari.
        Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.
         Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik.
           Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu:
1) Sebagai gelombang
2) Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton.
            Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak.

              Hubungan dari ketiga parameter di atas dirumuskan oleh Planck yang dikenal dengan persamaan Planck. Hubungan antara panjang gelombang frekuensi dirumuskan sebagai


c = λ . v atau λ = c/v atau v = c/λ
 

Persamaan Planck: hubungan antara energi tiap foton dengan frekuensi


E = h . v
E = h . c/ λ

dimana
          E = energi tiap foton
           h = tetapan Planck (6,626 x 10-34 J.s),
          v = frekuensi sinar
         c = kecepatan cahaya (3 x 108 m.s-1).
 Dari rumus di atas dapat diketahui bahwa energi dan frekuensi suatu foton akan berbanding terbalik dengan panjang gelombang tetapi energi yang dimiliki suatu foton akan berbanding lurus dengan frekuensinya.
  Misalnya: energi yang dihasilkan cahaya UV lebih besar dari pada energi yang dihasilkan sinar tampak. Hal ini disebabkan UV memiliki panjang gelombang (λ) yang lebih pendek (100–400 nm) dibanding panjang gelombang yang dimiliki sinar tampak (400–800 nm).



 Interaksi antara materi dengan cahaya disini adalah terjadi penyerapan cahaya, baik cahaya Uv, Vis maupun Ir oleh materi sehingga spektrofotometri disebut juga sebagai spektroskopi absorbsi.
            Dari 4 jenis spektrofotometri ini (UV, Vis, UV-Vis dan Ir) memiliki prinsip kerja yang sama yaitu “adanya interaksi antara materi dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu”. Perbedaannya terletak pada panjang gelombang yang digunakan.
Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdiri dari :
sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out (pembaca).
Fungsi masing-masing bagian:
1. Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Untuk sepktrofotometer
  • UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavi hidrogen
  • VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram
  • UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator.
  • Infra merah, lampu pada panjang gelombang IR.
 2. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monaokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik.
Jika digunakan grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan.
Pada gambar di atas disebut sebagai pendispersi atau penyebar cahaya. dengan adanya pendispersi hanya satu jenis cahaya atau cahaya dengan panjang gelombang tunggal yang mengenai sel sampel. Pada gambar di atas hanya cahaya hijau yang melewati pintu keluar. Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada gambar.


3. Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel
- UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Cuvet biasanya berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm.
- IR, untuk sampel cair dan padat (dalam bentuk pasta) biasanya dioleskan pada dua lempeng natrium klorida. Untuk sampel dalam bentuk larutan dimasukan ke dalam sel natrium klorida. Sel ini akan dipecahkan untuk mengambil kembali larutan yang dianalisis, jika sampel yang dimiliki sangat sedikit dan harganya mahal.

4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :
  • Kepekaan yang tinggi
  • Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
  • Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.
  • Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
  • Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

Macam-macam detektor :
  • Detektor foto (Photo detector)
  • Photocell, misalnya CdS.
  • Phototube
  • Hantaran foto
  • Dioda foto
  • Detektor panas

5. Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detektor.

Proses Absorbsi Cahaya pada Spektrofotometri
            Ketika cahaya dengan panjang berbagai panjang gelombang (cahaya polikromatis) mengenai suatu zat, maka cahaya dengan panjang gelombang tertentu saja yang akan diserap. Di dalam suatu molekul yang memegang peranan penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang ada hingga terbentuk suatu materi. Elektron-elektron yang dimiliki oleh suatu molekul dapat berpindah (eksitasi), berputar (rotasi) dan bergetar (vibrasi) jika dikenai suatu energi.
            Jika zat menyerap cahaya tampak dan UV maka akan terjadi perpindahan elektron dari keadaan dasar menuju ke keadaan tereksitasi. Perpindahan elektron ini disebut transisi elektronik. Apabila cahaya yang diserap adalah cahaya inframerah maka elektron yang ada dalam atom atau elektron ikatan pada suatu molekul dapat hanya akan bergetar (vibrasi). Sedangkan gerakan berputar elektron terjadi pada energi yang lebih rendah lagi misalnya pada gelombang radio.
            Atas dasar inilah spektrofotometri dirancang untuk mengukur konsentrasi suatu suatu yang ada dalam suatu sampel. Dimana zat yang ada dalam sel sampel disinari dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Ketika cahaya mengenai sampel sebagian akan diserap, sebagian akan dihamburkan dan sebagian lagi akan diteruskan.
             Pada spektrofotometri, cahaya datang atau cahaya masuk atau cahaya yang mengenai permukaan zat dan cahaya setelah melewati zat tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah It/I0 atau I0/It (perbandingan cahaya datang dengan cahaya setelah melewati materi (sampel)). Proses penyerapan cahaya oleh suatu zat dapat digambarkan sebagai berikut:
 
Gambar Proses penyerapan cahaya oleh zat dalam sel sampel. dari gambar terlihat bahwa zat sebelum melewati sel sampel lebih terang atau lebih banyak di banding cahaya setelah melewati sel sampel

          Cahaya yang diserap diukur sebagai absorbansi (A) sedangkan cahaya yang hamburkan diukur sebagai transmitansi (T), dinyatakan dengan hukum lambert-beer atau Hukum Beer, berbunyi:

jumlah radiasi cahaya tampak (ultraviolet, inframerah dan sebagainya) yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu fungsi eksponen dari konsentrasi zat dan tebal larutan”.

              Berdasarkan hukum Lambert-Beer, rumus yang digunakan untuk menghitung banyaknya cahaya yang hamburkan:

dan absorbansi dinyatakan dengan rumus:

dimana I0 merupakan intensitas cahaya datang dan It atau I1 adalah intensitas cahaya setelah melewati sampel.
Rumus yang diturunkan dari Hukum Beer dapat ditulis sebagai:


A= a . b . c atau A = ε . b . c


dimana:
   A = absorbansi
  b atau terkadang digunakan l = tebal larutan (tebal kuvet diperhitungkan juga umumnya 1 cm)
c = konsentrasi larutan yang diukur
ε = tetapan absorptivitas molar (jika konsentrasi larutan yang diukur dalam molar)
a = tetapan absorptivitas (jika konsentrasi larutan yang diukur dalam ppm).

              Secara eksperimen hukum Lambert-beer akan terpenuhi apabila peralatan yang digunakan memenuhi kriteria-kriteria berikut:
  1. Sinar yang masuk atau sinar yang mengenai sel sampel berupa sinar dengan dengan panjang gelombang tunggal (monokromatis).
  2. Penyerapan sinar oleh suatu molekul yang ada di dalam larutan tidak dipengaruhi oleh molekul yang lain yang ada bersama dalam satu larutan.
  3. Penyerapan terjadi di dalam volume larutan yang luas penampang (tebal kuvet) yang sama.
  4. Penyerapan tidak menghasilkan pemancaran sinar pendafluor. Artinya larutan yang diukur harus benar-benar jernih agar tidak terjadi hamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid atau suspensi yang ada di dalam larutan.
  5. Konsentrasi analit rendah. Karena apabila konsentrasi tinggi akan menggangu kelinearan grafik absorbansi versus konsntrasi.

            Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:
  1. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.
  2. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.
  3. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).


Spektrum UV, VIS, UV-VIS dan IR
          Data-data yang dikeluarkan oleh UV atau VIS dapat berupa absorbansi atau transmitansi yang langsung dibaca pada spektrofotometer. Namun untuk UV, VIS, UV-VIS dan IR data yang dikeluarkan dapat berupa spektrum jika telah dihubungkan dengan komputer.
          Spektrum yang dikeluarkan oleh UV, VIS dan UV-VIS berupa pita yang lebar sedangkan pada pita yang dikeluarkan oleh IR berupa garis atau puncak tajam.
          Pita melebar dari UV-VIS disebabkan karena energi yang dimiliki selain menyebabkan transisi elektronik terjadi pula rotasi dan vibrasi elektron dalam molekul. Sedangkan pada IR hanya terjadi vibrasi elektron maka spektrum yang dihasilkan berupa garis atau puncak tajam. Selain pada IR, spektrum berupa garis dapat terjadi pula pada spektroskopi NMR karena hanya terjadi rotasi elektron.
          Spektrum yang dihasilkan dari setiap spektroskopi berbeda antara satu dengan yang lainnya. Para kimiawan spektrum UV, VIS maupun IR dapat dibedakan dengan mudah. Spektrum yang dihasilkan oleh UV, VIS dan UV-VIS tidak berbeda jauh namun sangat sangat berbeda bila dibanding spektrum IR. Untuk membedakannya dapat dilihat pada gambar:

Gambar spektrum UV. Namun spektrum dari spektrofotometer VIS dan UV-VIS menyerupai spektrum UV


Gambar spektrum IR. Pita tertinggi mengarah ke bawah sedangkan pada UV pita yang paling tinggi mengarah ke atas hal ini disebabkan spektrofotometer IR ditulis dalam bentung bilangan gelombang




Read more...

Senin, 12 November 2012

Ion Selektife Elektroda (ISE)

| | 0 komentar



Metoda potensiometri telah digunakan untuk mendeteksi titik akhir titrasi.Sekarang, metode ini dapat digunakan secara langsung untuk menentukan konsentrasi suatu ion  (Ion selective electrode)
Metoda potensiometris didasarkan pada pengukuran beda potensial yang terjadi antara sepasang elektroda dalamlarutan yakni elektroda pembanding (EP) dengan elektroda indikator (EI) iontertentu dimana besarannya merupakan fungsi logaritma dari aktifitas ion tertentuyang ditunjuknya. Penentuan secara langsung suatu ion dalam larutandimungkinkan dengan pemilihan elektroda indicator bagi ion dimaksud.Pada elektroda ion selektif sistem elektrodanya menggunakan suatu sistem penyekat khusus yang memungkinkan dia dapat respon selektif terhadap iontertentu, dapat berupa membran gelas, kristal garam tertentu maupun resin penukar ion.
Hubungan yang linear antara besaran dengan potensial dengan konsentrasi ionsianida dapat dialurkan pada yaitu:a.Kurva semi logaritma dimana besaran konsentrasi ion pada absis denganskala log-nya dan potensial sel (E) pada skala biasa b.Pada grafik biasa (mm block) antara beda potensial terhadap nilai minuslogaritma konsentrasi ionnya
Elektroda ini mengandung membran gelas, kristal atau cairan yangmempunyai sifat perbedaan potensial antara membran dan elektrolit yang kontak dengan membran tersebut ditentukan oleh aktifitas dari ion tertentu. Elektrodamembran yang paling tua dan paling banyak digunakan adalah elektroda gelas.Elektroda ini dikatakan selektif-ion karena hanya spesifik untuk ion H+. Elektrodaini dapat dilihat pada Gambar.
Adapun klasifikasi elektroda selektif ion berdasarkan membran yangdigunakan yaitu:

a.Membran Kristal :
·         -Kristal tunggal.
·         -Polikristalin atau Kristal campuran.

b.Non kristalin membrane :
·         -Gelas
·         -Cairan
·         -Cairan polimer

Dapat dikatakan bahwa elektroda ion selektif terdiri atas membran yangresponsif secara selektif terhadap suatu spesies ion tertentu dan mengadakankontak bagian luarnya dengan larutan yang akan ditentukan. Sedang bagian dalam berisi larutan yang mempunyai aktifitas tertentu yang mengadakan kontak denganelektroda pembanding.Membran yang digunakan dapat berupa polimer ataupun membran cair yangterdiri atas pelarut yang tidak bercampur dengan air dan suatu reagen yang bersifat sebagai pengekstraksi melalui mekanisme chelat. Jika membran cair tersebut memisahkan dua larutan, selektivitas ion tercapai terlebih dahulu melaluiselektif ion tertentu melalui fase membran dan juga melalui perbedaan mobilitasion dalam membran. Biasanya penukar ion seperti TOA, Amberlit LA-1, LA-2,Aliquot 336S atau penukar kation cair seperti asam bis 2-etilheksilfosfat(HDEHP), asam dinonilnaftalen sulfonat (DNS) digunakan sebagai bahanmembran.Elektroda selektif dapat digunakan sebagai detektor titik akhir dalam titrasiatau langsung ditentukan konsentrasinya dari pengukuran potensial. Selainmembran polimer, membrane padat lainnya adalah elektroda enzim yang saat ini juga sudah tersedia. Salah satu contoh pemakaian elektroda membran cair adalah penentuan ion Ca dimana garam Ca dari asam dodesilfosfat merupakan komponenaktif dalam pelarut di-n-asetilfenil fosfonat. Sedang membran cair anion selektif diperoleh dengan menggunakan spesies kationik yang secara selektif menarik anion kedalam pelarut organik. 

PRINSIP KERJA ISE

Elektroda Selektif ion (ESI) adalah sel paro elektrokimia (elektroda) yang menggunakan membran selektif ion sebagai elemen  pengenal (sensor), karenanya ESI akan lebih merespon analit yang disensornya dibandingkan ion lain yang berada bersama-sama dalam sampel. Membran merupakan lapisan tipis bersifat semipermeabel yang memisahkan 2 fasa dengan permeabilitas yang terkontrol.
Pada saat kontak dengan larutan analit, bahan aktif membran akan mengalami disosiasi menjadi ion-ion bebas pada antarmuka membran dengan larutan. Jika anion yang berada dalam larutan dapat menembus batas antarmuka membran dengan larutan yang tidak saling campur, maka akan terjadi reaksi pertukaran ion dengan ion bebas pada sisi aktif membran sampai mencapai kesetimbangan  elektrokimia.

Cara Kerja :

1. Isi ke botol digital buret dengan larutan standar 1000 ppm CN-, set alatdengan menekan tombol Fill , kemudian tombol Clear, minimumkan speedregulatornya.


2. Siapkan 6 buah labu ukur 50 mL, kepada labu ke dua masukkan ujung buret, masukkan 50 mL, tekan dengan hati – hati tombol Go gunamengeluarkan 0,050 mL larutan standar sianida 1000 ppm CN-

3.Dengan cara yang sama keluarkan 0,200 ; 0,800 ; 3,200 ; 12,800 mLlarutan standar sianida 1000 ppm ke dalam labu ke 3 s/d ke 6.

4. Tambahkan masing – masing 5 mL NaOH 1 N, lalu encerkan sampaitanda batas dengan aquadest, maka akan didapatkan deretan standar 0 ; 1,0 ;4,0 ; 16,0 ; 64,0 ; 256,0 ppm CN-

5.Pasangkan elektroda ion selektif sianida pada alat pH / ion meter, celupkanelektroda bersama termometer kepada larutan blanko. Ukur suhunya dan atur tombol koreksi suhu pada nilai suhu larutan dengan menekan tombol up /down.6.Tekan mode untuk memilih fungsi mV, biarkan stabil dan catat nilai beda potensial yang ditunjukkan sebagai E dalam mV.




Read more...

Entri Populer

kebersamaan IPOG :)

kebersamaan IPOG :)
ririn, moemoe, riu, vievie, kaka, bluup, sari, ouce

Playboy Pink

thank you

About Me

Foto Saya
Devi Sintya Pangestika
Jesus † | ♥Sylvester | path : Devi Sintya Pangestika | ig : devibluup
Lihat profil lengkapku
Visitors
Locations of Site Visitors

aku ^devibluup^

aku ^devibluup^

about me n my blog^^

Hey, I'm Devi sintya Pangestika, call me 'bluup', 17 th, Medical Analyst Laboratory

my updates twitter

Powered By Blogger

clock

You can replace this text by going to "Layout" and then "Page Elements" section. Edit " About "

country visitors

free counters

Histats

Diberdayakan oleh Blogger.

Followers

 
 
 
top