Upload
abel
View
180
Download
10
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Kimia Analisis II. Prof. Dr. Sudibyo Martono, M.S., Apt. Materi Kuliah. Analisis Kuantitatif Instrumentasi Aplikasi Spektrofotometri - untuk senyawa tidak berwarna - untuk senyawa berwarna Manfaat nilai A 1 1 cm untuk analisis. Analisis Kuantitatif Spektrofotometri. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Prof. Dr. Sudibyo Martono, M.S., Apt.
Kimia Analisis II
2013, KA-II ke-3+4 1
2013, KA-II ke-3+4
Materi KuliahAnalisis Kuantitatif
Instrumentasi
Aplikasi Spektrofotometri- untuk senyawa tidak berwarna- untuk senyawa berwarna
Manfaat nilai A11 cm untuk analisis
2
Analisis KuantitatifSpektrofotometri
2013, KA-II ke-3+4 3
42013, KA-II ke-3+4
Spektrofotometri
Analisis Kuantitatif
52013, KA-II ke-3+4
Dasar Analisis Analisis KuantitatifKuantitatif
Hukum Lambert-Beer
A = logTPP
log 010
A = b c
2013, KA-II ke-3+4
6
Lambert’s Law of Absorption
xeII
IxI
0
dd
• The intensity I0 if a beam of light decreases exponentially as it passes though a uniform absorbing medium with the linear decay constant α.
Restatement: In a uniform absorbing medium, the intensity of a beam of light decreases by the same proportion for equal path lengths traveled.
• The linear decay constant α is a characteristic of the medium. It has units of reciprocal length. α is the path length over which the intensity is attenuated to 1/e.
Photo: http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/PictDisplay/Lambert.html
αI0
I(x)
x
Lambert described how intensity changes with distance in an absorbing medium.
xeIxI 0)(
leII 0
I
l
xeII
xII
0
dd
Johann Heinrich Lambert1728-1777
The distance traveled through the medium is called the path length.
2013, KA-II ke-3+4 7
A = - log T = b cHukum tersebut diturunkan dengan
asumsi :1. Radiasi sinar datang adalah monokromatis2. Zat pengabsorpsi bereaksi tidak saling tergantung pada proses pada proses absorpsi absorpsi
HK. Lambert-Beer
2013, KA-II ke-3+4 8
3. Absorpsi terjadi dalam volume merata4. Degradasi energi berjalan cepat (tidak ada fluorescensi)5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi (namun pada konsen- trasi tinggi, keadaan tersebut tidak benar)
Lanjutan…
92013, KA-II ke-3+4
102013, KA-II ke-3+4
112013, KA-II ke-3+4
122013, KA-II ke-3+4
13UV-VIS 2013
142013, KA-II ke-3+4
Mengapa pembacaan Absorban tidak boleh lebih dari
satu
2013, KA-II ke-3+4 15
The Magnitude of Molar absorptivity is 0 to around 105
= 0.87 x 1020 x P x aP: transition probability (0 to 1) a: cross sectional target area in square centimeters (for organic molecules, this number is around 10-15 cm2).
Forbidden transition, P = 0.01; < 103
Allowed transition, P = 0.1 to 1 Weak absorption, = 103 L/ (mol*cm)Strong absorption, = 104 to 105 L/ (mol*cm)
162013, KA-II ke-3+4
Penyimpangan Hk. Lambert-Beer
Hukum ini dipenuhi apabila konsentrasi zat
Penyimpangan hukum Lambert-Beer dapat diakibatkan oleh :
1. Keterbatasan alat2. Efek keseimbangan kimia
10-2 Molar
172013, KA-II ke-3+4
1. Keterbatasan alat
1. Radiasi nyasar yang mencapai detektor
2. Terjadi perubahan sensitivitas detektor
3. Fluktuasi tenaga sumber radiasi dan sistem amplifikasi detektor
182013, KA-II ke-3+4
2. Kesetimbangan kimia
Zat pengabsorpsi berada dalam kesetimbangan
]HB[]B[]H[Ka
HB = asam lemahLarutan dibufer dan larutan tidak dibufer ?
HB H + + B -
192013, KA-II ke-3+4
Fenobarbital
C
H3C-H2CC
C
NH
NH
C O
O
O
202013, KA-II ke-3+4
Fenobarbital dalam larutan bufer pH 9,2
C
H3C-H2CC
C
NH
N
C O
O
O
_
Kromofor
Auksokrom
212013, KA-II ke-3+4
Spektrum Fenobarbital
C
H3C-H2CC
C
NH
N
C O
O
O
_
Ultraviolet Spectrum
C
H3C-H2CC
C
NH
N
C O
O
O
_
222013, KA-II ke-3+4
Fenobarbital
C
H3C-H2CC
C
NH
NH
C O
O
O
2013, KA-II ke-3+4 23
Rumus Pendekatan
%1cm1E
Nilai E tersebut harus dinyatakan:- pada pelarut tertentu
- pada tertentu
Rumus Pendekatan
A = b c
= x M-1. cm-1
10BM1%
1cmA
UV-VIS 2013 24
2013, KA-II ke-3+4 25
Bagaimana pelarut berpengaruh terhadap intensitas absorpsi
???
Absorbans vs Pelarut
2013, KA-II ke-3+4 26
Fenol dalam NaOH
OH
NaOH
ONa
2013, KA-II ke-3+4 27
Lanjutan…
ONa O- Na+
2013, KA-II ke-3+4 28
Fenileprin
NaOH HCl
2013, KA-II ke-3+4 29
Anilin vs PelarutNH2
10 mg/L dlm etanol
200 mg/L dlm 0,1N HCl
10 mg/L dlm (1+99) NaOH
1
2
3
2013, KA-II ke-3+4 30
Anilin dalam HCl
NH2
HCl
NH3Cl
2013, KA-II ke-3+4 31
UV Excitation of 1,3-butadiene
1,3-butadiene
*
2013, KA-II ke-3+4 32
Benzen kromoforA1%
1 cm
2013, KA-II ke-3+4 33
Pelarut yang digunakan pada penelitian
Spektrofotometri harus :
- dapat melarutkan sampel- mentransmisikan sinar
pada daerah yang diperiksa
Pemilihan Pelarut
2013, KA-II ke-3+4 34
Lower Transparency Limits of Solvents Used in Ultraviolet
Solvent(high purity)
TransparencyLimit, nm
Acetone 330Benzene 285Carbon
tetrachloride265
Carbon disulfide 375Chloroform 245Cyclohexane 215Dichloromethane 235Dioxane 225
2013, KA-II ke-3+4 35
Lower Transparency Limits of Solvents Used in Ultraviolet
Solvent(high purity)
TransparencyLimit, nm
Ethanol 95 % 205Ethyl ether 205iso-Octane 215Isopropanol 215Methanol 215Pyridine 305Water 200Xylene 295
2013, KA-II ke-3+4 36
Bagaimana seharusnya kita membaca :
Pada rentang nilai berapa ?Haruskah pada maks ?
Absorban & Transmitans
2013, KA-II ke-3+4 37
Untuk optimumnya dibaca pada nilai :
Absorban
Transmitan
Absorban & Transmitan
0,2 - 0,8
65 % - 15 %Bagaimana dengan nilai di luar rentang tersebut ?
2013, KA-II ke-3+4 38
Di bawah kondisi terbaik, ketepatan prosedur fotometri
masih dibatasi oleh dua hal :
- Absorbans rendah- Absorbans tinggi
Kesalahan Fotometri
2013, KA-II ke-3+4 39
Absorbans di maks ???
40 2013, KA-II ke-3+4
The best range of this spectrophotometer is A=0.1 to A=1.0, because of lower errors. A=0.4 is best.
2013, KA-II ke-3+4 42
Transmitan 65 – 15 %
432013, KA-II ke-3+4
Absorban vs indeks bias
22 2nncbεA
A = Absorbanε = koefisien ekstingsi molar (M-1.cm-1)
b = tebal larutan (kuvet) (cm)C = konsentrasi larutan (Molar, M)
n = indeks bias larutan
Make a dilution series of a known quantity of analyte and measure the Absorbance. Plot concentrations v. Absorbance.
Koef. korelasi, r ≥ 0,999
What concentration do you think the unknown sample is ?
462013, KA-II ke-3+4
Instrumen
2013, KA-II ke-3+4 47
alat yang digunakan untuk mempelajari
sebagai fungsi panjang gelombang
Spectrophotometer
absorpsi atau emisi radiasi elektromagnetik
2013, KA-II ke-3+4 48
- bahan ~pemanasan listrik ?- proses emisi foton ?
mengemisikan spektrum kontinu, dengan :- intensitas tinggi
- intensitas seragam
Sumber energi radian
Sumber radiasi ideal untuk pengukuran absorpsi :
2013, KA-II ke-3+4 49
Namunintensitas sumber energi yang
sebenarnya bervariasi dengan nilai
Lanjutan….
Light Sources UV Spectrophotometer
1. Hydrogen Gas Lamp
2. Mercury Lamp
Visible Spectrophotometer
1. Tungsten Lamp
InfraRed (IR) Spectrophotometer
1. Carborundum (SIC)
512013, KA-II ke-3+4
Spektrofotometer
Conventional Spectrophotometer
Schematic of a conventional single-beam spectrophotometer
2013, KA-II ke-3+4 53
Monokromator
542013, KA-II ke-3+4
Prisma
552013, KA-II ke-3+4
2013, KA-II ke-3+4 56
Effective Bandwidth
2013, KA-II ke-3+4 57
Bandwidth vs Intensity
Conventional Spectrophotometer
Schematic of a conventional single-beam spectrophotometer
2013, KA-II ke-3+4 59
mutlak memerlukan pensuplai energi yang stabil
Pensuplai energi tak stabil :
Dapat mengakibatkan intensitas radiasi sinar datang P0 bervariasi
Pengukuran Single beam
2013, KA-II ke-3+4 60
Variasi dapat terjadi :antara waktu standardisasi
instrumen dan waktu pengukuran intensitas sinar yang ditransmisikan
P
berakibat
Kesalahan pengukuran
Lanjutan…..
Conventional Spectrophotometer
Optical system of a double-beam spectrophotometer
2013, KA-II ke-3+4 62
2013, KA-II ke-3+4 63
2013, KA-II ke-3+4 64
2013, KA-II ke-3+4 65
2013, KA-II ke-3+4 66
Broad spectra
• Overlapping vibrational and rotational peaks
• Solvent effects
672013, KA-II ke-3+4
682013, KA-II ke-3+4
692013, KA-II ke-3+4
702013, KA-II ke-3+4
712013, KA-II ke-3+4
722013, KA-II ke-3+4
Terima KasihTerima Kasih
732013, KA-II ke-3+4
Aplikasi Spektrofotometri
Penetapan KadarSenyawa Obat
SecaraSpektrofotometri Ultraviolet
742013, KA-II ke-3+4
PK. Meloksikam
Sifat fisika-kimia ?Adakah kromofor dan auksokrom ?
752013, KA-II ke-3+4
762013, KA-II ke-3+4
Spektrum Meloksikam
363 nm
772013, KA-II ke-3+4
363 nm
205 nm
782013, KA-II ke-3+4
UV Spectrum Meloksikam205 nm
363 nm
792013, KA-II ke-3+4
Hasil kurva baku Meloksikam
Y = [ 0.054 + 0.001 ] X – [ 0.008 + 0.003]r = 0.999
802013, KA-II ke-3+4
812013, KA-II ke-3+4
Hasil penetapan
822013, KA-II ke-3+4
Aplikasi Spektrofotometri
Penetapan KadarSenyawa Obat
Secara
Spektrofotometri Visibel
832013, KA-II ke-3+4
PK. Nitrit Secara
Spektrofotometri Visibel
842013, KA-II ke-3+4
852013, KA-II ke-3+4
862013, KA-II ke-3+4
872013, KA-II ke-3+4
882013, KA-II ke-3+4
892013, KA-II ke-3+4
Terima KasihTerima Kasih
902013, KA-II ke-3+4
Aplikasi Spektrofotometri
Penetapan KadarSenyawa Obat
SecaraSpektrofotometri Ultraviolet
912013, KA-II ke-3+4
Sulfadiazin
N
N
H2N SO
ONH
= 270 nm
922013, KA-II ke-3+4
Rumus Pendekatan
%1cm1E
Pada pelarut dan tertentu
932013, KA-II ke-3+4
Apa Manfaat
Untuk Analisis Kuantitatif
???
1%1cmA
942013, KA-II ke-3+4
Sulfadiazin
1%1cmA
Dalam etanol p.a, Sulfadiazin memiliki
maks 270 nm dengan
Nilai = 8441%1cmA
952013, KA-II ke-3+4
Perkiraan Nilai Absorban
Berdasarkan Perhitungan Teorits Dari Nilai
dalam literatur
1%1cmA
962013, KA-II ke-3+4
Larutan induk Sulfadiazin 100 mg/100 mL (= 1 µg/µL)
Dipipet …. µL larutan induk, masukkan ke labu 25,0 mL. Tambahkan etanol ad 25,0 mL.No. Li (µL) Tambahan etanol
(mL)Kadar
(mg/25mL)Absorban
teoritis1 50 24,950 0,05 0,1692 100 24,900 0,10 0,3383 150 24,850 0,15 0,5064 200 24,800 0,20 0,6755 250 24,750 0,25 0,844
Y = b X + a r = …… ?
972013, KA-II ke-3+4
Nilai Absorban Nyata
Berdasarkan Hasil Pengukuran Pada Spektrofofometer
pada Nilai maks
982013, KA-II ke-3+4
Larutan induk Sulfadiazin 100 mg/100 mL (= 1 µg/µL)
Dipipet …. µL larutan induk, masukkan ke labu 25,0 mL. Tambahkan etanol ad 25,0 mL.No. Li (µL) Tambahan etanol
(mL)Kadar
(mg/25mL)Absorban
nyata1 50 24,95 0,05 0,1702 100 24,90 0,10 0,3373 150 24,85 0,15 0,5124 200 24,80 0,20 0,6795 250 24,75 0,25 0,850
Y = 3,404 X - 0,001 r = 0,9999
992013, KA-II ke-3+4
Aplikasi Spektrofotometri
Penetapan KadarSenyawa Obat
SecaraSpektrofotometri Visibel
1002013, KA-II ke-3+4
Sulfadiazin
N
N
H2N SO
ONH
= 270 nm
1012013, KA-II ke-3+4
N
N
H2N SO
ONHNaNO2 / HCl +
NaNO2 / HCl HNO2 + NaCl
N
N
SO
ONHN
+Cl N
Sisa HNO2 dihilangkan dgn: pe + an NH4SO3H ; pemanasan, atau Urea [ CO(NH2)2 ]
Sulfadiazin
1022013, KA-II ke-3+4
N
N
SO
ONHNCl
NH-CH2-CH2-NH2. 2HCl
+ +N
N NN
N
SO
ONHH2N-CH2-CH2-HN
= 545 nmSpektrofotometri visibel
NED.2HCl
1032013, KA-II ke-3+4
Bagaimana Cara
Mengalisis Campuran
Dua Senyawa
? ? ?
1042013, KA-II ke-3+4
Two-Component Mixture
Example of a two-component mixture with little spectral overlap
A B
A + B
A B A + B
1052013, KA-II ke-3+4
Two-Component Mixture
Example of a two-component mixture with significant spectral overlap
X
Y
X + Y
X Y X + Y
1062013, KA-II ke-3+4
1072013, KA-II ke-3+4
1082013, KA-II ke-3+4
1102013, KA-II ke-3+4