Kimia Analisis Instrumental

Dasar analisis : Absorbsi sinar ultraviolet (UV) dan

Visibel (Vis.) atau tampak oleh suatu molekul yang memiliki gugus kromofor

Gugus kromofor : ▪ Ikatan rangkap

▪ Gugus-gugus : Azo (N=N), solfonil (-SO3H), dsb

▪ Memberikan larutan berwarna

Sinar UV λ : 200-400 nm Sinar visible λ : 400-800 nm

Posisi sinar UV dan visibel dalam Spektrum cahaya/sinar :

SPEKTRUM WARNA

410 430 480 500 530 560 580 610 680 720nm

Warna yang diserap

Warna yang diamati

λ

λλ(nm)(nm) Warna yang diserapWarna yang diserap Warna yang diamati Warna yang diamati

410410

430430

480480

500500

530530

560560

580580

610610

680680

720720

VioletViolet

Biru-violetBiru-violet

BiruBiru

Hijau-biruHijau-biru

HijauHijau

Kuning-hijauKuning-hijau

KuningKuning

JinggaJingga

MerahMerah

Merah-purpleMerah-purple

Kuning-hijauKuning-hijau

KuningKuning

JinggaJingga

MerahMerah

Merah purpleMerah purple

VioletViolet

Biru-violetBiru-violet

BiruBiru

Hijau-biruHijau-biru

Hijau Hijau

Ketika suatu molekul menyerap sinar UV atau visibel, maka akan terjadi transisi elektron dari tingkat tenaga dasar (M) ke tingkat tenaga tereksitasi (M*).

Elektron yang terlibat dalam ikatan rangkap dan gugus kromofor :

▪ σ σ *▪ n π * ▪ π π *

Elektron dalam orbital d dan f : terjadi pada logam transisi dan logam transisi dalam, misal

pada senyawa kompleks Transfer muatan :

dari donor ke aseptor elektron, misal pada senyawa kompleks

Molekul organik

Energi makin kecil

σ *

σ

hv

hv: emisiAbs

10-9 - 10-8 detik.

π

Π*

hvAbs

hv emisi

Spektrum kontinyu

Panjang gelombang (λ)

Absorbansi

Spectronic 20 D single beam Spectrofotometer double beam

Susunan komponen alat

Sumber sinar

MonokromatorSel Sampel

Dertektor

Rekorder

Double beam

Sumber sinar : UV : lampu D dan H Visibel : W dan Xe

Monokromator : Penyaring sinar polikromatis menjadi

monokromatis Silt atau lensa atau cermin

Sel sampel : Kuvet kuarsa : UV dan visibel Kuvet plastik : Visibel

Kuvet

Kuvet dan alatnya

Detektor : Jenis Foton Menangkap energi foton, mengubah

menjadi sinyal listrik yang diperkuat dengan amplifier

Recorder : Merekam sinyal listrik yang telah

diperkuat dari detektor Menampilkan out put : angka atau

spektra

Hukum Beer : Jika sinar dengan intensitas awal Io dilewatkan larutan

dengan konsentrasi C maka intensitas berkurang menjadi It yang sebanding dengan konsentrasi C, atau :

Io / It = k. C Hukum Lambert-Beer-Buoguer

Jika sinar dengan intensitas awal Io dilewatkan larutan setebal b maka intensitas berkurang menjadi It yang sebanding dengan b :

Io / It = k.b

Hukum Lambert –Beer : Io / It = e k b C

ln Io / It = k.b.C log Io / It = k/2,303 .b C = abCJuga : It/ Io x 100 % = T % log Io / It = log I/T = AJadi

A = abC = b. C

A linier terhadap CA

C

Untuk absorpsi Untuk konsentrasi yang relatif

rendah, konsentrasi besar : terjadi interaksi antar analit sehingga mengurangi absorpsi radiasi penyimpangan

Kesalahan minimal :jika A = 0,44 atau 0.2-0.8

C sangat kecil, maka A terlalu kecil, sehingga It ≈ Io akibatnya kesalahan besar

Membandingkan absorbansi (A) standar dengan absorbansi (A) sampel : Standar tunggal Deret standar : Kurva standar Adisi standar

Sampel

Larutan jernih

Larutan jernih berwarna

perlakuan

pengompleks

analisis

Data hasil analisis

Analisis multi komponen : Dalam suatu larutan sampel yang terdapat 2

komponen ( X dan Y) yang mengabsorpsi pada 2 panjang gelombang (λ1 dan λ2) sepanjang tidak saling mengganggu, maka konsentrasi masing-masing komponen dapat dihitung dengan rumus :

A(λ1) = x(1) b Cx + Y(1) b CY

A(λ2) = x(2) b Cx + Y(2) b CY

dapat dihitung dengan megukur A dari larutan standar masing-masing komponen

CONTOH 1

Volume larutan standar

PO4 = 20 ppm (mL)

Volume larutan pengompleks dan air

(mL)

Absorbansi

0 50 0,0125 45 0,192

10 40 0,36615 35 0,56420 30 0,71225 25 0,865

Diberikan data hasil pengukuran fosfat dalam air sungai, dengan alat spektrofotometer absorpsi visible, sebagai berikut :Apabila sampel air sungai sebanyak 10 ml yang direaksikan dengan pengompleks dan diencerkan menjadi 250 ml memberikan Absorbansi = 0,42, maka hitunglah berapa mg/L konsentrasi fosfor total (sebagai P) dalam air sungai tersebut. MA P = 31 O=16

CONTOH 2

•Senyawa quinine dalam tablet antimalaria akan dianalisis secara spektrofotometri UV-visibel. Untuk itu,1 buah tablet dilarutkan dalam air sehingga volumenya = 250 mL. Dari larutan tersebut diambil 20 mL dan diencerkan menjadi 100 mL, kemudian diukur dengan alat spektrofotometer UV-Vis dan memberikan transmitansi = 25,18 %. Jika 20 mL larutan sampel hasil pelarutan tersebut ditambah dengan 10 mL larutan standar yang mengandung quinine 25 ppm, dan volume akhir dibuat 100 ml, ternyata memberikan transmitansi = 22,16 %. Tentukan berapa mg quinine terkandung dalam setiap tablet tersebut ?

CONTOH 3

Larutan Absorbansi

= 510 = 656Co(II) : 10-5M 0,364 0,012Ni(II) : 10-5 M 0,055 0,175Sampel 0,446 0,326

•Penentuan konsentrasi ion Ni2+ dan Co2+ dalam suatu sampel dilakukan secara simultan yang didasarkan pada pembentukan kompleks dengan 2,3-quinoxalinedithiol pada panjang gelombang 510 nm dan 656nm. Suatu sampel 0,425 gram dilarutkan dan diencerkan menjadi 50 ml. Sebanyak 10 ml dari larutan tersebut dikomplekskan dengan 2,3-quinoxalinedithiol dan diencerkan menjadi 50 ml. Jika diberikan data seperti yang tercantum dalam dalam tabel di bawah maka hitung berapa % kadar Ni dan Co dalam sampel tersebut. MA dari Ni = dan Co =

Aplikasi metode Logam (Fe2+, Fe3+, Cr3+, CrO4

=, Al3+, Ti4+, Si4+ dsb)

Non-logam anorganik (PO43-, NO3- , NH4+,

S=, CN- dsb)

Non –logam organik (fenol, aspartam, surfaktan, glukosa, kreatinin, dsb)

Contoh pengompleksNo

Ion /analit Pengompleks Warna

1 Fe(III) CNS- /H+ Merah

2 Fe(II) O-fenantrolin Kuning

3 Cr(VI) Difenil karbasid/H+ Kuning

4 PO43- Ammonium molibdat/

SnCl2Biru

5 S= FeCl3 + p-amino dimetil anilin

Biru

6 F- Zr-alizarin Merah –kuning

7 Alkil benzena sulfonat Metilen biru/kloroform Biru

8 Fenol ? ?

9 Aspartam Ninhidrin Pink

Kelemahan metode : Memerlukan sejumlah pereaksi

▪ Pengompleks yang spesifik untuk setiap analit▪ Pengompleks sering tidak selektif gangguan

▪ Pengkondisi (asam/basa)▪ Reduktor/oksidator

Memerlukan waktu yang lebih lama Kurang praktis

Kelebihan : Selektif ? Sensitif Penggunaannya lebih luas

Interferensi/Gangguan : Jika 2 zat (ion logam; anion; zat organik)

membentuk senyawa kompleks berwarna dengan 1 pereaksi Absorbansi yang terukur pada panjang gelombang tertentu merupakan absorbansi dari ke 2 zat (akumulasi) efek??