CATATAN KULIAH PENGANTAR SPEKSTOSKOPI Diah Ayu Suci Kinasih -24040115130099- Departemen Fisika Universitas Diponegoro Semarang 2016
PENGANTAR SPEKTROSKOPI Pengertian Berdasarkan teori klasik spektoskopi adalah ilmu yang mempelajari spektrum cahaya yang dipancarkan dari suatu zat. Sedangkan menurut teori modern (Mekanika Kuantum), spektroskopi merupakan interaksi radiasi gelombang elektromagnetik dengan materi. Kegunaan Spekstoskopi dapat di gunakan untuk mengetahui struktur penyusun suatu zat. Struktur zat tersebut dapat berupa atom, molekul dan lain-lain, yang dapat dikenali melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap oleh zat itu sendiri. Prinsip Kerja Spektroskopi Skema dasar spektroskopi dapat dijelaskan pada gambar dibawah ini Sumber Gambar 1 Skema dasar spektroskopi Semua informasi fisis yang berkaitan dari zat tersebut dapat diinterpretasikan dari spektrum warna yang ditangkap oleh detektor. Struktur penyusun suatu zat dicirikan dengan spektrum yang dipancarkan atau diserap, sehingga secara fundamental, spektroskopi sangat berguna bagi para ilmuwan untuk menjelaskan fenomena terjadinya alam semesta beserta isinya. Prinsip kerja spektroskopi secara umum menggunakan tiga komponen dasar yakni sumber radiasi, analiser, dan detektor, yang tersusun seperti pada gambar B.4. Analiser biasanya dapat berupa prisma, kisi difraksi, monokromator, atau
interferometer, yang berfungsi untuk menguraikan radiasi gelombang elektromagnetik dari sampel yang hendak diselidiki. Sumber radiasi Analiser Gambar 1.4 Prinsip dasar spektroskopi (model untuk spektroskopi emisi) Pada kasus emisi radiasi, obyek yang diselidiki adalah sumber radiasi itu sendiri Gambar B.4). Sedangkan pada kasus absorpsi, obyek yang diselidiki biasanya diletakkan di antara sumber radiasi dan analiser (gambar B.5a), dan pada kasus hamburan, model yang digunakan adalah gambar B.5b. Sumber radiasi Analiser Analiser a. absorpsi b. hamburan Gambar 1.5 a) model spektroskopi absorpsi, b) model spektroskopi untuk hamburan Besaran dan Daerah Kerja Spektroskopi Intensitas energi Gambar 1.2 Spektrum: dalam bentuk grafik intensitas fungsi energi
Secara umum, informasi yang diperoleh dari spektroskopi berupa data spektrum intensitas radiasi sebagai fungsi energi gelombang (energi dapat diganti dengan frekuensi, panjang gelombang, atau bilangan gelombang), seperti terlihat pada gambar B.2. Dalam spektroskopi, satuan intensitas tidak harus watt/m 2, namun dapat berupa volt, cacah, atau intensitas relatif. satuan energi dapat berupa joule atau ev, tergantung orde besar dan kepraktisan penulisan angka yang digunakan. Selain energi, besaran pada absis dapat pula diganti dengan frekuensi (Hz, MHz, atau GHz) atau panjang gelombang (km, m, m, nm, Å ataupun fm) tergantung kepraktisan dan orde besar yang dipancarkan. Relasi yang berkaitan antara energi gelombang elektromagnetik dengan frekuensi adalah persamaan E = hf, dengan E adalah energi foton, h konstanta Planck, dan f frekuensi foton. Relasi antara dan f dituliskan dengan = c/f dengan c adalah cepat rambat cahaya dalam ruang hampa. Dalam spektroskopi infrared dan cahaya tampak, satuan energi sering diganti dengan satuan bilangan gelombang yang bernotasi (relasi =1/ ) dan bersatuan cm -1. Daerah kerja spektroskopi meliputi energi gelombang elektromagnetik dari orde gelombang radio sampai dengan sinar gamma. Tabel 1.1 menampilkan daerah kerja spektroskopi, fenomena fisis yang melandasi, dan orde besar energi/frekuensi/panjang gelombang beserta satuan yang bersesuaian. Tabel 1.1 Daerah kerja spektroskopi, fenomena fisis yang melandasi, dan satuan Daerah kerja Fenomena fisis yang f E melandasi Gel. Radio Perubahan spin inti (NMR) 10-5 1 cm -1 1 km 3 khz atau elektron (ESR) 1 cm 30 GHz Elektron bebas pada antena Super struktur halus Pergeseran isotop Gel. Mikro Perubahan orientasi molekul 1-100 cm -1 1 cm 3 10 9 (Rotasi molekul) 100 m 3 10 12 Hz
Infra Merah Rotasi molekul Vibrasi molekul Transisi elektron terluar atom/molekul Cahaya Transisi elektron terluar Tampak pada atom atau molekul - UV Transisi elektron dalam Sinar-X Transisi elektron bagian dalam pada atom Ionisasi elektron bagian dalam suatu atom 100-10 4 100 m cm -1 10 4-10 6 cm - 1 1 m 1 m 10 nm 10 6-10 8 cm -1 10 nm 100 pm Sinar Reaksi nuklir > 10 8 cm -1 < 100 gamma pm - kosmis 3 10 12 3 10 14 Hz 3 10 14 3 10 16 Hz 3 10 16 3 10 18 Hz > 3 10 18 Hz 1,2 ev 1,2 kev Contoh Alat Spektroskopi 1. Atomic Absorption Spectrocopy (AAS) 2. X-Ray Spectroscopy 3. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 4. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) 5. Magnetic Resonance Imaging (MRI) 6. mikroskop elektron, 7. Scanning Electron Microscopy (SEM), 8. Transvers Electron Microscopy (TEM), 9. Atomic Force Microscopy (AFM), 10. Optical Multi Channel Analyzer (OMA), dan lain-lain.
Referensi: - Buku catatan perkuliah milik penulis untuk mata kuliah spektroskopi 1 - Bahan ajar lain yang di gunakan oleh dosen pengampu dalam mata kuliah spektroskopi 1
*** Terimakasih telah mengunduh dan membaca Rangkuman Spktroskopi 1 tentang. Saya menyadari bahwa rangkuman diatas belum sepenuhnya lengkap dan sesuai dengan standar kompetensi yang di capai sebagai bahan belajar mata kuliah yang mencakup tentang oleh karena itu sangat di sarankan untuk membaca dan memahami bukubuku text book yang berkaitan dengan materi. Semoga Bermanfaat ***