Bab6 Spectroscopy
-
Upload
adib89kundang -
Category
Documents
-
view
230 -
download
0
Transcript of Bab6 Spectroscopy
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 2/20
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.
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 3/20
ATOM,
MOLECULE,
MATTER,
SAMPLE
LIGHT,
RADIATION,
ELECTROMAGNETIC
SPECTRUM
ABSORPTION
EMISSION
SCATTERING
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 4/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 5/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 6/20
AIR AIRGLASS
Frequency is fixed by the source. P
must decrease as radiation passes
from a vacuum to some other medium.
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 7/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 8/20
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.
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 9/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 10/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 11/20
Punca sinaran Monokromator
Sel sampelPengesan
Perekod
Diagram bagi suatu spektrometer
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 12/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 13/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 14/20
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.
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 15/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 16/20
Punca
sinaran pengatom Monokro
-mator pengesan
perekodSistem
pensampel
Skema diagram untuk AAS
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 17/20
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
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 18/20
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+
8/8/2019 Bab6 Spectroscopy
http://slidepdf.com/reader/full/bab6-spectroscopy 19/20
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.