Praktikum Kimia Analitik Lanjut 1 Sekola (1)

Praktikum Kimia Analitik Lanjut 1
Sekolah Tinggi Analis Bakti Asih

TEKNIK PENGUKURAN

Spektroskopi
Molekuler

Spektroskopi
Atomik

Elektroanalisis

Kolorimetri

SSA

Potensiometri

Spektrofotometri
UV – Visible

SEA

Konduktometri

ICP-AES

Kulometri

Hamburan Raman
Infra Merah

Amperometri
Voltametri
Polarografi

SPEKTROSKOPI MOLEKULER

Spektroskopi molekuler

Radiasi yang diadsorpsi

spektroanalisis yang mengukur jumlah radiasi
yang diadsorpsi, diemisikan atau dihamburkan
oleh molekul-molekul poliatomik

Radiasi elektromagnetik (REM)

Energi berupa partikelpartikel diskrit yang
disebut foton

Pengertian


 Pengukuran absorbansi atau transmitan dalam
spektroskopi sinar tampak digunakan untuk analisis
kualitatif dan kuantitatif spesies kimia
 Pada spektrofotometri visibel yang digunakan
sebagai sinar energi adalah cahaya tampak. Panjang
gelombang sinar tampak adalah 400-800 nm.

I0

I

Foton
Sumber
radiasi

Materi /
spesi kimia

Materi/spesi kimia dalam medium transparan secara selektif akan
menyerap frekuensi tertentu dari REM

Transisi elektron

Eksitasi atom/ion/molekul dari energi pada keadaan dasar ke
energi pada tingkat yang lebih tinggi

Teori kuantum

Setiap partikel (atom/ion/molekul) mempunyai energi
yang khas pada keadaan dasar (pada suhu kamar)

Absorpsi REM oleh partikel (atom/ion/molekul) dapat terjadi, hanya
bila energi foton besarnya tepat sama dengan perbedaan energi
antara keadaan dasar dengan keadaan energi yang lebih tinggi
dari partikel tsb

Pada kondisi ini foton ditransferkan ke partikel dan akan
menyebabkan terjadinya transisi elektron (eksitasi) ke
tingkat energi yang lebih tinggi

Molekul pada keadaan tereksitasi :
M + hƲ

M*

Pada periode tertentu M* akan kembali ke keadaan dasarnya (relaksasi)

dengan menstransfer kelebihan energi ke atom lain dalam medium,
menyebabkan kenaikkan suhu disekelilingnya

M*

M + panas

Bila cahaya monokromatis mengenai medium homogen yang
mengandung partikel molekul maka cahaya akan dipantulkan,
diserap, dan sisanya diteruskan

TUJUAN


 Menentukan kadar Fe3+ sebagai Fe(CNS)63metode spektrofotometri sinar tampak

dengan

Prinsip
1. Hukum Lambert Beer 

Jumlah radiasi yang diserap sebanding dengan tebal sel (b),
konsentrasi analit (c), koefisien absorptivitas molar
Bila konsentrasi (c) dalam molaritas (mol/L), maka a disebut ekstingsi
(ε)

Log

�0
��

=abc

I0 = Intensitas radiasi yang masuk
It = Intensitas yang diteruskan

a = absorptivitas molar
b = tebal sel
c = konsentrasi

Pendekatan Hukum Lambert-Beer:

Radiasi sinar datang harus monokromatis
Spesi-spesi penyerap tidak bereaksi satu dengan lainnya
Radiasi sinar datang tegak lurus dengan permukaan medium penyerap
Radiasi sinar melintasi medium dengan panjang yang sama
Intensitas radiasi sinar datang tidak terlalu besar karena akan terjadi
efek saturasi.
Konsentrasi analit dalam medium tidak terlalu besar (Absorbansi pada
pengukuran terbaik = 0,2 – 0,8).
Pengukuran absorbansi dilakukan pada panjang gelombang serapan
maksimum.



2. Hukum Planck
Energi foton sebanding dengan frekuensi radiasi atau
kecepatan cahaya dan berbanding terbalik dengan
panjang gelombang
�
E=hƲ=h
λ

h = konstanta Plank = 6,63 x 10 -34 Joule. detik)

E = energi foton
c= kecepatan cahaya (3 x 108 m / detik)
Λ = panjang gelombang



3. Reaksi pembentukan kompleks
reaksi antara ion Fe3+ sebagai atom
pusat dengan CNS- sebagai ligan
membentuk kompleks.

Reaksi


 Fe 3+ + CNSFerri kuning pucat
 [ CNS- ] rendah
 [ CNS- ] = 0,1 M
 [ CNS- ] > 2M

[ Fe (CNS)6]3-n n =1 .... 6
kompleks
[ Fe (CNS)]2+ n=1
[ Fe (CNS)2]1+ n=2
[ Fe (CNS)6]3- n=6
warna merah mantap



Alat spektrofotometer sinar tampak

Sumber
cahaya

Monokro
mator

Sel
serapan

Detektor

Pengukuran transmitan (T atau %T)
Pengukuran absorbansi (A)

Pencatat

Sebagai fungsi dari λ

Spektrofotometer
Panjang gelombang:
UV
: 200 – 380 nm
Tampak
: 400 – 800 nm
Sumber sinar :
wolfram dan Xe
Pemilih λ : monokromator
Sel serapan :

Kaca (tampak), kuarsa (UV), kristal
garam halogenida (IR)
Detektor : tabung foton hampa

Monokromator
Sumber sinar memancarkan sinar polikromatis
Pengukuran absorbansi diperlukan sinar monokromatis
Monokromator merubah sinar polikromatis menjadi monokromatis

Susunan monokromator :
λ1
λ2
Sumber
sinar

Celah
masuk

Lensa
pemusat

Lensa
kolimator

Celah
keluar

Sel

Prisma
Monokromator ditempatkan dalam kotak yang tidak tembus cahaya

Penyimpangan Hukum Lambert – Beer :
Terjadi reaksi
Fluktuasi sumber cahaya
Adanya cahaya sesatan

Absorpsi yang tidak seragam pada sel serapan

Cahaya sesatan : berkas sinar yang keluar dari monokromator disertai
sejumlah kecil sinar lain dengan panjang gelombang yang
berbeda

Mengganggu pengukuran

Sumber cahaya sesatan :
Pantulan sinar dari permukaan alat-alat optik pada spektrofotometer
- Dinding monokromator
- Butiran debu dalam ruang hampa udara akan
menghamburkan sinar
Cahaya sesatan sukar dihilangkan akan diserap oleh larutan

Nilai A atau T lebih besar atau
lebih kecil dari seharusnya

Diatasi dengan :
Memasang penghalang sinar pada tempat-tempat tertentu
Mewarnai bagian dalam dengan warna hitam tidak mengkilat
Memasang filter setelah monokromator
Memasang monokromator kedua setelah monokromator pertama

Detektor
Mengkonversi sinyal-sinyal cahaya menjadi sinyal listrik disebut
detektor fotolistrik .
Jenis-jenis detektor fotolistrik:
Sel lapisan penghalang (barrier-layer cell)
Terdiri dari elektroda besi yang dilapisi semikonduktor selenium , bekerja
pada λ 250 – 750 nm, respon dan tahanan internal rendah.
- Tabung Foto
Lebih sensitif dari detektor sel lapisan penghalang,

Bahan


 Pelarut yang tidak menyerap λ pengukuran : H2O ;
HCl
 KCNS 2M
 Fe (NH4)(SO4)2.12H2O
 HCl 4 M

Prosedur
1. Pembuatan standar
Larutan stok Fe (NH4)(SO4)2.12H2O
100 ppm
- Encerkan sampai 10 ppm
- Pipet x mL (0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25 ppm) ke dalam labu
ukur 25 mL
- Tambahkan 2 mL HCl 4 M
- Tambahkan 5 mL KCNS 2 M
- Tambahkan H2O sampai tanda batas
Larutan standar Fe (NH4)(SO4)2.12H2O variasi konsentrasi ( yang
memberikan absorbans ( 0,2-0,8)



2. Pembuatan Blanko

HCl 4M

-Pipet sebanyak 2 mL
-Masukkan dalam labu ukur 25 mL
-tambahkan larutan KCNS 2M sebanyak 5 mL
-Tambahkan air suling sampai tanda batas
-Homogenkan

Larutan Blanko



3. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
Larutan standar x ppm ( pilih salah satu
konsentrasi standar)
-Ukur absorbansinya pada berbagai panjang gelombang dari
400-800 nm dengan menggunakan spektrofotometer sinar
tampak
- Tentukan panjang gelombang maksimum

Panjang gelombang maksimum

4. Pembuatan Kurva Standar pada panjang
gelombang maksimum

Larutan Fe 3+ 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25 ppm
-ukur absorbansinya pada panjang glombang dengan
pengulang sebanyak 3 kali
-Buat grafik konsentrasi terhadap absorbansi
Kurva baku larutan Fe 3+

Penggunaan kurva kalibrasi pada analisis kuantitatif
Kurva kalibrasi terpisah
1,2
A
1,0
0,8
0,6
0,4
Absorbansi sampel

0,2
0,0

1

2

Konsentrasi
sampel

3

4

5
Mg/L

6



5. Penentuan Konsentrasi sampel
Larutan sampel
- Ukur absorbansinya pada panjang gelombang
maksimum
- Plotkan absorbansinya yang didapat pada
kurva standar
- Tentukan konsentrasi
Konsentrasi Larutan sampel

Perhitungan
