Radiasi Elektromagnetik Power Point

ANALISA INSTRUMEN

Oleh :

DR.RASMIWETTI.MS

ANALISA INSTRUMEN

Oleh :

DR.RASMIWETTI.MS

Tujuan Analisa KimiaMencari informasi tentang

komposisi suatu zat atau bahan.Mencari informasi tentang komposisi suatu zat atau bahan.

informasi yang dicari biasanya adalah

jenis komponen yang ada dan jumlahnya

DASAR PENGUKURAN : Sifat-sifat kimia dan fisika

DASAR PENGUKURAN : Sifat-sifat kimia dan fisika

Merupakan salah satu metoda analisa kimia yang didasarkan pada sifat interaksi antara radiasi elektromagnetik (REM)dan benda atau materiInteraksi dapat berupa : Absorpsi, emisi, transmisi dan refleksi cahaya oleh molekul atau atom atom dalam materi

TEKNIK SPEKTROSKOPI

Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. spektroskopi atom dan spektroskopi molekul.

Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.

PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI

Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi dibagi

menjadi empat golongan yaitu menjadi empat golongan yaitu (a)(a) spektroskopi absorbsi, spektroskopi absorbsi, (b)(b) spektroskopi emisi, spektroskopi emisi, (c)(c) spektroskopi scattering, dan spektroskopi scattering, dan (d)(d) spektroskopi fluoresensi.spektroskopi fluoresensi.

PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPIPENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI

Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. molekul.

Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.

Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu menjadi empat golongan yaitu (a)(a) spektroskopi absorbsi, spektroskopi absorbsi, (b)(b) spektroskopi emisi, spektroskopi emisi, (c)(c) spektroskopi scattering, dan spektroskopi scattering, dan (d)(d) spektroskopi fluoresensi.spektroskopi fluoresensi.

PENGGOLONGAN SPEKTROSKOPIPENGGOLONGAN SPEKTROSKOPI

Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. molekul.

Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.melibatkan energi elektronik, vibrasi dan rotasi.

Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu menjadi empat golongan yaitu (a)(a) spektroskopi absorbsi, spektroskopi absorbsi, (b)(b) spektroskopi emisi, spektroskopi emisi, (c)(c) spektroskopi scattering, dan spektroskopi scattering, dan (d)(d) spektroskopi fluoresensi.spektroskopi fluoresensi.

RADIASI ELEKROMAGNETIK = GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Adalah sejenis energi yang disebarkan oleh suatu sumber cahaya dan bergerak lurus kedepan (kecuali kalau dibiaskan atau dipantulkan), bervibrasi tegak lurus pada arah gerakan sehingga menyerupai gelombang . dengan kecepatan yang sangat tinggi.

Adalah sejenis energi yang disebarkan oleh suatu sumber cahaya dan bergerak lurus kedepan (kecuali kalau dibiaskan atau dipantulkan), bervibrasi tegak lurus pada arah gerakan sehingga menyerupai gelombang . dengan kecepatan yang sangat tinggi.

Sifat Gelombang :Radiasi elektromagnetik mempunyai frekwensi ()Energi radiasi (Power radiation). Radiasi elektromagnetik punya intensitas yang proporsional dengan energi radiasi yaitu jumlah energi dari seberkas sinar yang melewati luasan tertentu per detik. Difraksi.Bila seberkas radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui celah sempit, maka akan terjadi difraksi. Dalam difraksi terjadi perubahan/pemisahan panjang gelombang.

Radiasi elektromagnetik mempunyai dua sifat : sebagai gelombang dan materi

Radiasi elektromagnetik mempunyai dua sifat : sebagai gelombang dan materi

Sifat Partikel :

• Radiasi elektromagnetik memiliki energi radiasiEnergi radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam bentuk kwanta (atau foton), energi satu foton hanya akan bergantung pada frekwensi.

E = h • Sifat partikel dari radiasi elektromagnetik

ditunjukkan dengan efekfotolistrik

Sifat Partikel :

• Radiasi elektromagnetik memiliki energi radiasiEnergi radiasi elektromagnetik dipancarkan dalam bentuk kwanta (atau foton), energi satu foton hanya akan bergantung pada frekwensi.

E = h • Sifat partikel dari radiasi elektromagnetik

ditunjukkan dengan efekfotolistrik

Radiasi elektromagnetik dapat bersifat : gelombang maupun partikel

Peristiwa refleksi dan refraksi cahaya menunjukan bahwa cahaya bersifat gelombang Dalam proses foto listrik, cahaya dapat dianggap sebagai partikel foton berenergi

Cahaya sebagai bentuk gelombang

Gelombang pada dasarnya hanyalah suatu cara perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lainnya apakah itu perpindahan :sederhana seperti pada gelombang laut Rumit seperti gelombang cahaya.

Radiasi elektromagnetik dapat bersifat : gelombang maupun partikel

Peristiwa refleksi dan refraksi cahaya menunjukan bahwa cahaya bersifat gelombang Dalam proses foto listrik, cahaya dapat dianggap sebagai partikel foton berenergi

Cahaya sebagai bentuk gelombang

Gelombang pada dasarnya hanyalah suatu cara perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lainnya apakah itu perpindahan :sederhana seperti pada gelombang laut Rumit seperti gelombang cahaya.

Cahaya mempunyai kesamaan sifat dengan radiasi elektromagnetik, terutama mengenai sifat penjalarannya.

Cahaya terdiri dari 2 komponen, yaitu komponen listrik dan komponen magnetik.

Komponen elektrik inilah yang mempunyai peranan penting dalam spektroskopi daripada komponen listrik, karena interaksi gelombang elektromagnetik terutama terjadi antara medan listrik gelombang elektromagnetik dengan gerakan elektronik dari materi.

SIFAT RADIASI ELEKTROMAGNETIK

SIFAT RADIASI ELEKTROMAGNETIK

Menurut faham mekanika kuantum, tiap materi punya energi, dan energi tersebut berada dalam keadaan terkuantisasi. Atom adalah suatu materi sehingga atom juga punya energi yang terkuantisasi. Atom terdiri atas inti atom dan elektron. Atom punya gerak yaitu gerak translasi, rotasi dan vibrasi. Untuk atom diasumsikan bahwa inti atom adalah tetap.

Elektron juga diasumsikan tidak bertranslasi (karena inti tetap, padahal gerakan elektron dikendalikan oleh inti dengan adanya gaya inti-elektron). Namun demikian elektron mengalami gerakan rotasi disekitar atom, sedang vibrasinya diabaikan. Karena atom terdiri dari inti dan elektron, padahal inti atom tetap, maka gerakan dalam suatu atom yang dibicarakan adalah gerakan elektron (rotasi elektron), sehingga dikatakan bahwa energi atom adalah energi dari elektron yang berotasi

Gelombang elektromagnetik dapat berupa cahaya tampak, sinar x, sinar UV, gelombang mikro, gelombang radio dsb

Karakteristik dari gelombang cahaya tersebut ditentukan oleh panjang gelombang, frekwensi atau bilangan gelombang

Panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan cahaya

jarak antara dua puncak dinamakan panjang gelombang sinar. (ini akan sama dengan jarak antara dua lembah atau dua posisi lain yang identik dalam gelombang)

puncak-puncak gelombang ini bergerak dari kiri ke kanan. Jika menghitung banyaknya puncak yang lewat tiap detiknya, akan mendapatkan frekuensi sinar. Frekuensi diukur dengan satuan putaran per detik, atau disebut juga dengan Hertz, Hz. Putaran per detik dan Hertz mempunyai arti yang sama.Sinar oranye, sebagai contoh, mempunyai frekuensi sekitar 5 x 1014 Hz (sering dinyatakan dengan 5 x 108 MHz - megahertz). Itu artinya terdapat 5 x 1014 puncak gelombang yang lewat tiap detiknya.

puncak-puncak gelombang ini bergerak dari kiri ke kanan. Jika menghitung banyaknya puncak yang lewat tiap detiknya, akan mendapatkan frekuensi sinar. Frekuensi diukur dengan satuan putaran per detik, atau disebut juga dengan Hertz, Hz. Putaran per detik dan Hertz mempunyai arti yang sama.Sinar oranye, sebagai contoh, mempunyai frekuensi sekitar 5 x 1014 Hz (sering dinyatakan dengan 5 x 108 MHz - megahertz). Itu artinya terdapat 5 x 1014 puncak gelombang yang lewat tiap detiknya.

Sinar mempunyai kecepatan tetap pada media apapun. Sebagai contoh, sinar selalu melaju pada kecepatan sekitar 3 x 108 meter per detik pada kondisi hampa. Ini merupakan kecepatan sebenarnya dari semua radiasi elektromagnetik ? tidak hanya sinar tampak

Sinar mempunyai kecepatan tetap pada media apapun. Sebagai contoh, sinar selalu melaju pada kecepatan sekitar 3 x 108 meter per detik pada kondisi hampa. Ini merupakan kecepatan sebenarnya dari semua radiasi elektromagnetik ? tidak hanya sinar tampak

Terdapat hubungan yang sederhana antara panjang gelombang dan frekuensi dari suatu warna dengan kecepatan sinar :

Terdapat hubungan yang sederhana antara panjang gelombang dan frekuensi dari suatu warna dengan kecepatan sinar :

PERHITUNGAN

panjang gelombang dapat dihitung jika diketahui frekuensinya atau sebaliknya

jika menaikkan frekuensi, maka panjang gelombang akan berkurang.jika menaikkan frekuensi, maka panjang gelombang akan berkurang.

HUBUNGAN FREKUENSI DAN PANJANG GELOMBANG

sinar warna merah mempunyai panjang gelombang 650 nm, dan hijau 540 nm,

manakah yang lebih tinggi frekuensinya? (hijau - panjang gelombang yang lebih pendek berarti frekuensinya lebih tinggi

Tiap frekuensi sinar mempunyai hubungan yang khas dengan energi, berikut adalah persamaan sederhananya:

frekuensi yang lebih tinggi, maka energi sinar akan lebih tinggi.

Sinar dengan panjang gelombang sekitar 380 ? 435 nm terlihat sebagai warna-warna ungu. Berbagai warna merah mempunyai panjang gelombang sekitar 625 -740 nm. Manakah yang energinya paling tinggi - Sinar dengan energi paling besar akan mempunyai frekuensi paling tinggi - dan panjang gelombangnya paling pendek. Dengan kata lain, sinar ungu pada 380 nm adalah ujung dari urutan warna.

frekuensi yang lebih tinggi, maka energi sinar akan lebih tinggi.

Sinar dengan panjang gelombang sekitar 380 ? 435 nm terlihat sebagai warna-warna ungu. Berbagai warna merah mempunyai panjang gelombang sekitar 625 -740 nm. Manakah yang energinya paling tinggi - Sinar dengan energi paling besar akan mempunyai frekuensi paling tinggi - dan panjang gelombangnya paling pendek. Dengan kata lain, sinar ungu pada 380 nm adalah ujung dari urutan warna.

SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK

SPEKTRUM ELEKTROMAGNETIK Sinar tampak

Diagram berikut menunjukkan gambaran spektrum sinar tampak

• Warna Panjang gelombang (nm)• Ungu 380 – 435• Biru 435 – 500• biru pucat 500 – 520• Hijau 520 – 565• Kuning 565 – 590• Oranye 590 – 625• Merah 625 - 740

warna-warna utama dari spektrum sinar tampak adalah

warna-warna utama dari spektrum sinar tampak adalah

• Spektrum elektromagnetik tidak hanya terbatas pada warna-warna yang dapat kita lihat. Sangat mungkin mendapatkan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar ungu atau lebih panjang dari sinar merah.Pada spektrum yang lebih lengkap, akan ditunjukan ultra-unggu dan infra-merah, tetapi dapat diperlebar lagi hingga sinar-X dan gelombang radio, diantara sinar yang lain. Diagram berikut menunjukan gambaran posisi spektrum-spektrum tsb.

Posisi spektrum sinar tampak dalam spektrum elektromagnetik

Menurut faham mekanika kuantum, tiap materi punya energi, dan energi tersebut berada dalam keadaan terkuantisasi. Atom adalah suatu materi sehingga atom juga punya energi yang terkuantisasi. Atom terdiri atas inti atom dan elektron. Atom punya gerak yaitu gerak translasi, rotasi dan vibrasi. Untuk atom diasumsikan bahwa inti atom adalah tetap.

Elektron juga diasumsikan tidak bertranslasi (karena inti tetap, padahal gerakan elektron dikendalikan oleh inti dengan adanya gaya inti-elektron). Namun demikian elektron mengalami gerakan rotasi disekitar atom, sedang vibrasinya diabaikan. Karena atom terdiri dari inti dan elektron, padahal inti atom tetap, maka gerakan dalam suatu atom yang dibicarakan adalah gerakan elektron (rotasi elektron), sehingga dikatakan bahwa energi atom adalah energi dari elektron yang berotasi

MATERIMATERI

Bila suatu radiasi elektromagnetik dilewatkan melalui materi, maka komponen listrik akan berinteraksi dengan atom dan molekul dalam materi tersebut.

Macam interaksi yang terjadi sangat bergantung pada macam materi :

1. Transmisi Radiasi. 2. Absorbsi Radiasi. Dalam absorbsi

atom/molekul akan mengalami eksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.

3. Hamburan Radiasi/Proses Scattering. Terjadi karena tumbukan antara radiasi elektromagnetik dengan partikel besar dalam medium.

Dalam suatu molekul suatu elektron dapat  berada dalam salah satu dari beberapa tingkat energi yang berbeda; dikatakan bahwa energi itu  merupakan sesuatu yang quantizedDemikian pula energi energi yang rotasional,  vibrasional dan energi lainnya dari suatu molekul  adalah quantized . Sehingga suatu molekul  tertentu dapat berada dalam berbagai tingkatan  energi rotasional, vibrasional dan energi lainnya dan hanya dapat pindah dari tingkatan yang satu  ke tingkatan yang lain apabila ada suatu loncatan  yang melibatkan sejumlah energi tertentu

Dalam suatu molekul suatu elektron dapat  berada dalam salah satu dari beberapa tingkat energi yang berbeda; dikatakan bahwa energi itu  merupakan sesuatu yang quantizedDemikian pula energi energi yang rotasional,  vibrasional dan energi lainnya dari suatu molekul  adalah quantized . Sehingga suatu molekul  tertentu dapat berada dalam berbagai tingkatan  energi rotasional, vibrasional dan energi lainnya dan hanya dapat pindah dari tingkatan yang satu  ke tingkatan yang lain apabila ada suatu loncatan  yang melibatkan sejumlah energi tertentu

Molekul dapat memiliki berbagai  jenis energi, antara lain : 1. Energi rotasional , yang disebabkan oleh perputaran molekul  tersebut pada pusat gaya beratnya.2. Energi vibrasional, energi yang disebabkan perpindahan periodik atom atomnya dari posisi keseimbangannya.3. Energi elektronik, karena elektron elektron yang berhubungan dengan masing masing atom atau ikatan yang selalu dalam keadaan bergerak4. Energi translasi, energi kinetik atom atau molekul yang dimiliki untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya.Etranslasi  <  Erotasional  <  Evibrasional  <  Eelektronik

.

Berdasarkan pada perbedaan keadaan materi, dibedakan:

1. Spektroskopi molekuler (molecular spectroscopy)

2. Spektroskopi atom (atomic spectroscopy)

Berdasarkan sumber energi radiasi yang dipakai, dibedakan:

1. Spektrometri sinar dan sinar x2. Spektrometri UV-Vis3. Spektrometri IR4. Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (NMR) 5. Spektrometri Raman, dan sebagainya

Berdasarkan pada perbedaan keadaan materi, dibedakan:

1. Spektroskopi molekuler (molecular spectroscopy)

2. Spektroskopi atom (atomic spectroscopy)

Berdasarkan sumber energi radiasi yang dipakai, dibedakan:

1. Spektrometri sinar dan sinar x2. Spektrometri UV-Vis3. Spektrometri IR4. Spektrometri Resonansi Magnetik Inti (NMR) 5. Spektrometri Raman, dan sebagainya