Spektrofotometri Infra Merah1.ppt

04/18/23 Analisis Spektroskopi 1

Infrared SpectrometryInfrared SpectrometryInfrared SpectrometryInfrared Spectrometry

Henry K.S.Henry K.S.


Buat apa belajar Spectrometry IR ?


Introduction to Infrared Spectrometry

• Wavelength : 0.78 – 1000 µm• Wavenumber : 12800 – 10 cm-1

• Infrared Spectral Region :- Near IR- Middle IR- Far IR


Infrared Spectral Region

Region Wavelength range (µm)

Wavenumber range (cm-1)

NearMiddleFarMost used

0.78 – 2.52.5 – 5050 – 10002.5 - 15

12800 – 40004000 – 200200 – 104000 - 670


Infrared Spectrum


Infrared Spectrum• Daerah Gugus Fungsi, pada

bilangan gelombang 4000 hingga 1600 cm-1

• Daerah sidik jari , pada rentang bilangan gelombang 1600 – 670 cm-1


Interaksi molekul dengan radiasi sinar

infra merah• Dipengaruhi oleh bentuk dan struktur

molekul• Molekul yang tidak simetris akan

memberikan perubahan netto moment dwikutub sehingga terjadi perbedaan muatan listrik pada kedua kutubnya, sehingga tiap-tiap gugus akan mempunyai vibrasi alamiah yang besarnya berbeda-beda.


• Apabila vibrasi alamiah gugus molekul cocok dengan frekuensi radiasi IR maka akan terjadi interaksi medan listrik yang menyebabkan perubahan-perubahan vibrasi yang menandakan absorpsi radiasi IR oleh gugus molekul yang diikuti oleh perubahan amplitudo vibrasi molekul

• Demikian pula halnya dengan rotasi molekul asimetri terjadi karena adanya perbedaan momen dwikutub.


• Untuk senyawa-senyawa homonuklear spt N2, O2 atau Cl2, tidak terjadi perubahan netto moment dwi kutub selama rotasi atau vibrasi sehingga senyawa tersebut tidak mengabsorpsi radiasi sinar infra merah


Transisi Rotasional• Energi rotasional memberikan

serapan pada bilangan gelombang 100 cm-1 atau kurang (daerah infra merah jauh)


Transisi Vibrasional• Energi vibrasional memberikan

serapan pada daerah infra merah tengah.


Tipe vibrasi molekular• Vibrasi ulur (streching)


• Vibrasi tekuk (bending)


Teori Kuantum Vibrasi Molekul

Hukum Hooke:

F = -ky

E = ½ ky2


Frekuensi Vibrasional

m

kvm 2

1

k

mm

mmkvm 2

1

.

)(

2

1

21

21


Vibrational Energy

kh

vE22

1

kh

E2

v = bil. Kuantum vibrasional

h = konstanta planck


Wavenumber

k

xk

cv 12103.5

2

1

k = 5.102 N/m (untuk ikatan tunggal)

k = n kali lipat untuk ikatan rangkap


Contoh Soal• Hitung bilangan gelombang yang

ditunjukkan oleh puncak dari vibrasi ulur gugus karbonil ( C=O )


Jawab• m carbon = 12x10-3 kg/mol x 1 atom

6.0x1023 atom/mol = 2.0 x 10-26 kg

• m oksigen = 2.7 x 10-26 kg• µ = 1.1 x 10-26 kg• Bil gelombang = 1.6 x 103 cm-1


Oscilator anharmonik


Vibrational Modes• Molekul linier, macam vibrasi =

3N-5• Molekul non linier, macam vibrasi

= 3N-6 • N menunjukkan jumlah atom

dalam molekul


• Pada kenyataannya, vibrasi fundamen-tal suatu molekul terhadap radiasi IR jumlah macamnya akan lebih kecil (berkurang) yang digambarkan sebagai puncak-puncak pada spektrum IR. Puncak-puncak spektrum IR ini dikenal sebagai serapan fundamental


Beberapa hal yang menyebabkan serapan fundamental kurang dibandingkan vibrasi fundamental:

1. Terdapat satu atau lebih vibrasi funda-mental yang tidak disertai perubahan netto momen dwikutub

2. Terdapat 2 atau lebih vibrasi fundamen-tal yang identik sehingga akan menghasil-kan satu macam serapan fundamental


3. Terdapat satu atau lebih vibrasi fundamental yang intensitasnya sangat kecil sehingga tidak mengha-silkan tanggapan detektor

4. Terdapat satu atau lebih vibrasi fundamental yang terletak di luar rentang gelombang penentuan


ContohMolekul CO2 (linier):

Jumlah vibrasi = 3N – 5 = 3x3 – 5

= 4


Vibrational CouplingPada molekul, di samping terjadi

reduksi vibrasi fundamental juga terjadi antaraksi vibrasi-vibrasi dalam molekul itu yang dikenal sebagai coupling. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya pergeseran puncak spektra


Contoh Frekuensi C-O stretching pada:

Methanol : 1034 cm-1

Ethanol : 1053 cm-1

2-butanol : 1105 cm-1


Instrumentasi Spektrofotometer Infra

Merah


Mula-Mula


SAAT INI


Sample Sample CompartmentCompartment

IR SourceIR Source DetectorDetector


Instrumentasi Spektrofotometer IR

1. Sumber radiasi- Nernst Glower- Globar Source- Nichrome Wire- Mercury Arc- Tungstent Filament Lamp- Carbon Dioxide Laser Source


2. Sample cell3. Monochromator4. Transducer:

- Thermal Transducer- Pyroelectric Transducer- Photoconducting Transducer

5. Recorder


Light PathLight Path(shown by red line)(shown by red line)


Well-definedWell-definedpeaks are peaks are labeled with the labeled with the Wavenumbers Wavenumbers of the of the Absorption Absorption Maxima.Maxima.


Tipe Spektrofotometer IR

• Dispersive grating spectrophotometer• Non Dispersive Photometer• Fourier Transform Infra Red (FTIR)


Dispersive Spectro


FTIR

Spektrofotometri Infra Merah1.ppt

Documents

Transcript of Spektrofotometri Infra Merah1.ppt