Teknik Spektroskopi PDF 2024

Teknik Spektroskopi Divisi Kimia Analitik FMIPA IPB 2024  Teknik Spektroskopi Spektroskopi: ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan materi Spektro(foto)metri: definisi yang lebih sempit, merupakan pengukuran kuantitatif dari intesitas radiasi elektrom...

Teknik Spektroskopi Divisi Kimia Analitik FMIPA IPB 2024  Teknik Spektroskopi Spektroskopi: ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan materi Spektro(foto)metri: definisi yang lebih sempit, merupakan pengukuran kuantitatif dari intesitas radiasi elektromagnetik pada satu atau lebih panjang gelombang menggunakan suatu detektor Spektrum (pl. spektra): tampilan dari intensitas absorbsi, emisi, atau hamburan radiasi oleh suatu sampel vs kuantitas yang berhubungan dengan energi foton seperti panjang gelombang (λ) atau frekuensi(ν). Untuk spektrum massa merupakan hubungan antara intensitas dan m/z  Teknik Spektroskopi Tipe Spektroskopi Molekul Spektrofotometri ultraviolet-sinar tampak (UV-Vis) (absorpsi/luminesensi) – Menggunakan transisi elektron untuk menentukan pola ikatan Spektrofotometri inframerah (IR) – Mengukur frekuensi vibrasi ikatan pada molekul yang digunakan dalam menentukan gugus fungsi Spektrometri massa (MS) – Fragmentasi molekul dan mengukur massa molekul Spektrometri resonansi magnet inti (RMI/NMR) – Deteksi sinyal dari atom C dan H, dan dapat digunakan dalam membedakan isomer  Teknik Spektroskopi Tipe spektroskopi atom Spektrometri serapan atom/emisi/fluoresensi (AAS/AES/AFS) – Menggunakan transisi elektron melalui atomisasi Spektrometri Sinar-X – Absorpsi, fluoresensi, difraksi Spektrometri massa (MS) Teknik Spektrosopi Radiasi Elektromagnetik 1 Sifat gelombang/partikel Sifat Gelombang 2 Spektrum Elektromagnetik: difraksi, refraksi, refleksi, dan polarisasi Sifat mekanika kuantum 3 Efek fotoelektrik/keadaan energi/emisi/absorpsi/relaksasi/ ketidakpastian pengukuran Aspek kuantitatif dalam pengukuran 4 Emisi, absorpsi, hukum Lambert-Beer  Radiasi Elektromagnetik (REM) Sifat seperti gelombang - Model gelombang sinusoidal klasik (medan listrik dan magnet) - Tidak memerlukan medium untuk tr ansmisinya (dapat bergerak pada ke Radiasi elektro- adaan vakum) magnetik Sifat seperti partikel Partikel diskret atau paket gelombang yang disebut foton  Radiasi Elektromagnetik Panjang gelombang (λ) → jarak antara dua puncak gelombang Frekuensi (v) → jumlah gelombang yang melintasi satu titik tertentu selama waktu tertentu Energi → E=hc/λ h = tetapan Planck (6,626x10-27 erg dtk) c = kecepatan cahaya = 3x108 m/dtk λ semakin besar, energi radiasi semakin kecil Spektro(foto)meteri  Sifat Mekanika Kuantum REM Cahaya monokromatis dari suatu frekuensi akan menyebabkan elektron keluar dari suatu permukaan logam. Energi foton (partikel cahaya) seba nding dengan energi fotoelektron yang keluar ditambah dengan energi y ang diperlukan untuk mengeluarkannya dari permukaan (fungsi kerja).  Keadaan Energi 1. Atom, ion, & molekul berada dalam keadaan energi diskret. Ketika mereka mengubah keadaan energinya, mereka akan melepaskan atau menyerap energi setara dengan perubahan tingkatan energinya. 2. Frekuensi radiasi yang terserap atau dilepas berhubungan dengan perbedaan tingkat energi: E1 - E0 = hν = hc/λ Atom & ion elemental memiliki keadaan elektronik. Molekul juga memiliki keadaan vibrasi dan rotasi. - Keadaan energi terendah suatu atom atau molekul disebut keadaan dasar (ground state). - Keadaan energi lebih besar disebut keadaan tereksitasi (excited states). Interaksi REM dan Materi  Interaksi REM dan Materi Dari fenomena gelombang refraksi dan refleksi Dari fenomena energi absorpsi dan emisi Absorpsi Absorpsi cahaya oleh atom, ion atau molekul akan mempromosikannya dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi tertentu Atomic absorption – relatively few frequencies absorbed; electrons in highest occupie d orbitals promoted to lower unoccupied orbitals Molecular Absorption – many more possible frequencies are absorbed; combinations of electronic, vibrational, and rotational transitions involved Proses Absorpsi  Emisi Emisi terjadi ketika atom atau molekul dalam keadaan tereksitasi berelaksasi ke keada an energi yang rendah dengan melepaskan energi berupa foton. Eksitasi dapat diseba bkan oleh: 1. Elektron atau pengeboman (bombardment) partikel elementer (emisi sinar X); 2. Arus listrik atau panas (UV, sinar tampak, emisi IR) 3. Cahaya (fluoresens) 4. Reaksi kimia eksotermik (kemiluminesens). Spektrum garis untuk atom yang berfase gas Spektrum pita untuk radikal fase gas atau molekul kecil Spektrum kontinyu untuk padatan terpanaskan → radiasi badan hitam (blackbody radi ation /incandescence) Proses Emisi dan Kemiluminesens Proses Emisi dan Spektrum Garis Individual atoms, well separated, in a gas phase  Proses Emisi dan Spektrum Pita Vibrational levels Small molecules and radicals  Proses Emisi dan Spektrum Kontinyu Produced when solid are heated to incandescence. Blackbody Radiation (Thermal Radiation)  Relaksasi Proses relaksasi mengizinkan suatu atom atau molekul yang ter eksitasi kembali ke keadaan dasarnya. Relaksasi nonradiasi: energi terlepas oleh sebab lainnya bukan karena emisi foton Fluoresens resonans: frekuensi radiasi emisi identik dengan fre kuensi radiasi eksitasinya (atom) Fluoresens nonresonans: frekuensi radiasi emisi lebih rendah di bandingkan dengan frekuensi radiasi eksitasinya (molekul); Stok es shift Fosforesens: melibatkan keadaan elektronik intermediet yang memiliki waktu pendek  Photoluminesens Fluoresens dan fosforesens Photoluminesens Penyerapan Sinar P0 A = − log T = log P  Spektro(foto)metri Color of a solution. White light from a lamp or the sun strikes the solution of Fe(SCN)2+. The fairly br oad absorption spectrum shows a maximum absorb ance in the 460 to 500 nm range. The complementa ry red color is transmitted.  Pertanyaan dan Latihan Nyatakan frekuensi dari sinar x yang panjang gelombangnya 2.65Å What is the purpose of (a) the 0% T adjustment and (b) the 100%T adjustment of a spectrophotometer Cari unit satuan untuk menyatakan panjang gelombang dan simbolnya dan nama untuk jenis radiasinya (type of radiation) Apa beda emisi dengan luminesensi Bagaimana membuktikan gelas warna biru menyerap sinar merah Bila sinar diserap 50% setelah melewati sampel maka nilai A adalah Terima Kasih