bab6 spectroscopy

8/8/2019 Bab6 Spectroscopy

http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 1/20

SPECTROSCOPY



Introduction to SpectroscopyIntroduction to Spectroscopy

Spectrophotometry (spectrometry)± measurement of absorption and

the emissions of light by a body of mass.

-the use of absorption, emission, or scattering of electromagneticradiation by matter to qualitatively and quantitatively study the

matter or to study physical processes.

Body of mass/matter/atom/molecule

Absorption (absorb ± to take up) ± a transition from a lower level to

a higher level with transfer of energy from radiation field to an

absorber, atom, molecules or solids.

Emission (emit ± to give off) ± a transition from a higher level to a

lower level with transfer of energy from the emitter to the radiation

field.

Scattering ± redirection of light due to its interaction with matter.

Might or might not occur with transfer of energy. Might or might

not have different wavelength from the light of incident.



ATOM,

MOLECULE,

MATTER,

SAMPLE

LIGHT,

RADIATION,

ELECTROMAGNETIC

SPECTRUM

ABSORPTION

EMISSION

SCATTERING



Two fundamental variables for measurement in

spectroscopy method

-Wavelenght (or energy) of the radiation

-Amount of the radiation at that wavelenght

The wavelenght that are absorbed and emitted:-depends on the identity of the compound/matter

-remains the same regardless of the quantity of the analyte

present

-HOWEVER. The amount of light absorbed or emitted does

depend on the amount of analyte present in the light path



P

R = 1

P

v : nombor gelombang iaitu bilangan gelombang bagi satu unit jarak

c : halaju cahaya

R : frekuensi iaitu bilangan gelombang yang melepasi suatu titik dalam

masa tertentu (Hz, s-1)

P: panjang gelombang iaitu jarak yang dilalui semasa satu kitaran

lengkap

h : pemalar Planck (6.62 x 10-34 Js)

E : tenaga foton (joule)

E = hR=

hc

P = hcv



AIR AIRGLASS

Frequency is fixed by the source. P

must decrease as radiation passes

from a vacuum to some other medium.



type wavelenght application

Radio-wave 1- 100 m NMR, ESR

Micro-wave 0.1 ± 100 cm Spec. mw

IR 0.75 ± 1000 um IR, Raman

uv-vis 10 -750 nm Uv-vis, AAS,

AES, pendafluor

X-ray 102 ± 100 A pendafluor.,

XRD

Gamma ray 100 ± 1 A Neutron

activation

Spectrum electromagnet

Shorter wavelenght have greater energy. That is why uv

radiation from the sun burns you



Apabila satu sinaran yang pada julat tenaga tertentu dikenakan

pada sampel. Sampel tersebut akan menyerap pada nilai tenaga

tertentu yang sesuai dengannya (ciri-cirinya).

Tenaga sinaran, Efoton akan dipindahkan drpd foton ke atom,

ion atau molekul. Menyebabkan elekron yang berada pada

keadaan aras kepada keadaan teruja.

Penyerapan sinaran oleh molekul boleh menyebabkan 3 jenisperalihan tenaga iaitu peralihan elektron, getaran(vibration) dan

putaran(rotation).

E jumlah = Eelektron + Egetaran + Eputaran

Molekul yang boleh menyerap tenaga foton dari sinaran

ultralembayung dipanggil kromofor.



E0

E1

V = 0

V = 1

V = 2

V = 3

V = 4

V = 0

V = 1

V = 2

V = 3

V = 4

v = 1v = 2

v = 1

v = 2

electronic

getaran

putaran



Jenis gelombang Perubahan asas penggunaan

radio Perubahan elektromagnet

(orientasi spin)

Spekroskopi resonan

magnet nukleus (NMR)

dan resonan spin

elektron (ESR)

mikro Putaran molekul Spektroskopi

gelombang mikro

Inframerah Getaran molekul Spektroskopi

inframerah (IR),

spektroskopi Raman

Nampak-

ultralembayung

Perpindahan elektron Spektroskopi UV/VIS,

serapan atom (AAS),

pancaran atom (AES),

pendafluor

Sinar-x Perubahan tenaga bagi e di

petala K dan L

Spektroskopi

pendafluor, pembelauansinar-x

Sinar gamma Perubahan konfigurasi

nukleus

Spektroskopi

Mossbauer,Analisis

pengaktifan



Punca sinaran Monokromator

Sel sampelPengesan

Perekod

Diagram bagi suatu spektrometer



Quantitative calculation

Radiation absorbed by solution of absorbing analyte can be

quantitaively related to its concentration

Hukum Beer Lambert

C detector I0

Sinaran tuju

I

sinaranterhantar

(kehantaran)bI

Io

T =

% T = 100T

% T = 100I

Io

T ± kehantaran / transmittance



Kuantiti sinaran yang diserap sebagai keserapan (absorbance)

A = - log T

A = - log I/Io

A = b c

- kedayaserapan molar (molar absorptivity)

b ± jarak laluan (pathlenght)

C ± kepekatan molar analyte



Contoh 1

Suatu larutan mengandungi CrO4- 6.94 x 10-6 M. Didapati memberikan

peratus kehantaran 81.4 dalam sel 1.00 cm. kira A, dan jarak laluan

yang diperlukan spaya%

T=

10.

Contoh2

A sample in a 1.0cm cell is determined with a spectrometer to transmitt

80% light at certain wavelenght. If the absorptivity of this substance is

2.0.What is the concentration of substance

Contoh3

A solution containing 1.00 mg ion thiocyanate in 100 mL was observed to

transmit 70% of the incident light compared to an approriate blank.What

is the absorbance of the solution.

Contoh 4

A compound has FW 280 absorbed 65% of the radiation at a certain

wavelenght in a 2 cm cell at a concentration 15 ug/L. calculate its molar absorptivity.



Spektroskopi Serapan AtomSpektroskopi Serapan Atom

(Atomic Absorption Spectroscopy)(Atomic Absorption Spectroscopy)

Proses serapan cahaya oleh atom menjadi asas kepada kaedah ini.

Prinsip:

Apabila sejumlah sinaran/cahaya pada nilai tenaga @ panjanggelombang tertentu dilalukan pada sampel (atom). Atom tersebut akan

menyerap sebahagian cahaya tersebut dan yang selebihnya akan terus

melalui sampel dan dikesan oleh pengesan. Kuantiti cahaya yang diserap

adalah berkadaran dengan kuantiti atom yang ada. Jika kedua-dua

keamatan cahaya (hantar dan lepas) ini diukur maka kuantiti atom yang

menyerap cahaya juga akan dapat diukur.

Prinsip pengiraan adalah berdasarkan hukum Beer Lambert



Punca

sinaran pengatom Monokro

-mator pengesan

perekodSistem

pensampel

Skema diagram untuk AAS



Punca Sinaran

Untuk membekalkan sinaran pada nilai tenaga tertentu bersesuaian

dengan analit yang hendak ditentukan

- lampu katod berongga- lampu nyahcas tanpa elektrod

Pengatom

Untuk mengubah bentuk analit dalam sampel menjadi atom-atom terlebihdahulu dan seterusnya dapat menyerap sinaran yang dihantar oleh punca

sinaran

- Pengatoman nyala

- 10%menjadi atom

- DL: 1-20 ppb

- Pengatoman elektroterma

- ~ 100%menjadi atom

- DL: 0.002 ± 0.01 ppb



Kesan Gangguan

1. Gangguan spektrum 3. Gangguan Kimia

2. Gangguan pengionan 4. Gangguan fizikal

Gangguan spektrum terjadi apabila jirim2 /zarah2 lain selain analit

daripada proses pengatoman menyebarkan sinaran dari punca atau

apabila penyerapan/pemancaran oleh spesies yang mengganggu itu

bertindih atau hampir sama dengan penyerapan analit.Eg. Gariasan vanadium pd 308.211 nm mengganggu analisis alumunium

pd 308.215 nm. Diatasi dengan menggunakan garisan resonans

alumunium yg lain iaitu pd 309.27 nm.

Gangguan kimia terjadi apabila berlaku berbagai proses tb kimiasemasa pengatoman yg mengubah ciri-ciri npenyerapan analit.

Eg. Bagi penentuan Ca2+. Fosfat akan berTB dengan ion-ion Ca2+

menghasilkan kalsium pirofosfat dlm nyalaan. Sebatian ini stabil

haba. Maka kurang ion Ca2+



Gangguan pengionan terjadi apabila nyalaan digunakan pada suhu

yang terlalu tinggi untuk analit.

Eg. K K+ + e-

Diatasi dengan memasukkan Na ke dalam larutan sampel.

Gangguan fizikal terjadi disebabkan oleh perubahan sifat fizikal

larutan seperti kelikatan, tegangan permukaan, tekanan wap atau suhu.

Perubahan ini akan mempengaruhi kadar sedutan, penebulaan(nebulization) dan kecekapan pengatoman.



PUNCAMINYAK MENJADI KRISIS

ISU ITU SUDAH TERKENAL,SELESAI SUDAH KIMIA ANALISIS,

TINGGAL DIUJI SEMASA FINAL.

bab6 spectroscopy

Documents