Monday, January 24, 2011

Sedikit tentang Spektroskopi

SPEKTROSKOPI
LUSTYYAH ULFA
2408100064 ~ KEL. 9

1.Prinsip Spektroskopi sebagai berikut, akan tetapi pengertian “Spektroskopi” itu sendiri adalah suatu metode yang mempelajari interkasi antara suatu materi dan radiasi gelombang elektromagnetik. Interaksi ini mengakibatkan terjadinya 3 kemungkinan yaitu absorpsi, emisi dan hamburan. Prinsip kerjanya yaitu, Jika suatu berkas sinar monokromatik melewati suatu medium homogen, sebagian dari sinar datang akan diabsorpsi dan sisanya akan di transmisikan. Hal ini sesuai dengan hukum Lamm Bert:
1. Hukum Lambert : Bila suatu sumber sinar monokromatik melewati medium transparan, maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi.
2. Hukum Beer : Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut.

2.Jenis-jenis spektroskopi yaitu berdasarkan:
a.Intensitas radiasi elektromagnetik, yang disebut spektroskopi elektromagnetik, antara lain: spektroskopi sinar , sinar X, sinar UV, sinar tampak, dan sinar infra red.
Akan tetapi yang sering digunakan dan dijumpai adalah spektroskopi UV dengan prinsip kerja melewatkan sinar putih pada medium yang berwarna, maka sebagian warna akn terserap. Media yang berbeda akan menyerap sinar dengan panjang gelombang yang berbeda. Hal inilah yang digunakan untuk mengidentifikasi suatu materi (keberadaan ionlogam). Dimana besarnya penyerapan tergantung konsentrasi materi. Lalu spectrometer kan menghitung banyaknya sinar yang terserap oleh berbagai senyawa yang dilewati spectrum UV.
Spektroskopi sinar infra red. Radiasi infra merah melewati monokromator kemudian berkas radiasi ini dipantulkan oleh cermin-cermin dan akhirnya ditangkap oleh detektor. Detektor pada spektrofotometer infra merah merupakan alat yang bisa mengukur atau mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas. Energi radiasi inframerah akan menyebabkan terjadinya pemanasan pada salah satu kawat detector, bisa berupa thermocouple atau bolometer dan panasnya ini sebanding dengan perbedaan gaya gerak listrik (emf) yang dihasilkan dari kedua kawat. Signal yang dihasilkan dari detektor kernudian direkam sebagai spektrum infra merah yang berbentuk puncak-puncak absorpsi. Spektrum infra merah ini menunjukkan hubungan antara absorpsi dan frekuensi atau bilangan gelombang atau panjang gelombang.
b.Amplitudo getaran makroskopik, disebut spektroskopi fotoakustik. Yaitu suatu gelombang elektromagnetik (misal cahaya laser) sebagai sumber radiasi dengan intensitas termodulasi dilewatkan pada sel fotoakustik yang berisi molekul-molekul gas penyerap. Bila molekul-molekul gas menyerap energi foton, maka molekul gas yang menduduki tingkat energi dasar E0 akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi E1. Molekul-molekul gas pada keadaan tereksitasi adalah tidak stabil dan cenderung akan kembali ke keadaan stabil (tingkat energi dasar) dengan melepaskan energi melalui proses de-eksitasi. non radiasi ini terjadi benturan antar molekul sehingga memungkinkan terjadinya pemanasan medium di dalam sel. Pada volume tetap pemanasan suhu ini mengakibatkan perubahan tekanan di dalam sel. Jika sumber radiasi yang datang pada gas cuplikan intensitasnya dimodulasi secara periodic maka akan didapatkan perubahan tekanan dalam sel secara periodik pula yang membangkitkan bunyi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi radiasi termodulasi.
c.Energi kinetic dari partikel, disebut spektroskopi electron, merupakan satu teknis analisi untuk meempelajari struktur elektronik dan dinamik di dalam atom dan molekul.
d.Rasio massa partikel dan atom, disebut spektroskopi massa, adalah suatu instrument yang dapat menyeleksi gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Molekul-molekul ditembak dengan berkas elektron berenergi tinggi dan hasilnya direkam sebagai spektrum dari pecahan-pecahan ion bermuatan positif.
e. Berdasarkan signal radiasi elektromagnetik :
(a) spektroskopi absorpsi, pengukuran spektrum serapan cahaya dari suatu atom, molekul atau bahan .
(b) spektroskopi emisi, pengukuran spektrum frekuensi suatu sumber cahaya.
(c) spektroskopi scattering atau Raman. Teknik ini berdasarkan hamburan dari cahya monokromatik yang biasanya berasal dari laser yang menimbulkan efek Raman. Efek Raman merupakan frekuensi dari foton yang dipancarkan ulang dapat dinaikkan atau diturunkan terhadap frekuensi asli cahaya monokromatik. Perubahan ini memberikan informasi tentang getaran, rotasi dan transisi frekuensi rendah yang lain pada molekul.
(d) spektroskopi fluoresensi. Fluoresensi spektroskopi menggunakan foton energi yang lebih tinggi untuk merangsang sampel, yang kemudian akan memancarkan foton energi yang lebih rendah.

3.Contoh aplikasi sistem fotonika dengan prinsip spektroskopi, antara lain:
a.Analisa Struktur Kristal “Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD)”
Difraksi Sinar X merupakan teknik yang digunakan dalam karakteristik material untuk mendapatkan informasi tentang ukuran atom dari material kristal maupun nonkristal. Difraksi tergantung pada struktur kristal dan panjang gelombangnya. Jika panjang gelombang jauh lebih dari pada ukuran atom atau konstanta kisi kristal maka tidak akan terjadi peristiwa difraksi karena sinar akan dipantulkan sedangkan jika panjang gelombangnya mendekati atau lebih kecil dari ukuran atom atau kristal maka akan terjadi peristiwa difraksi. Ukuran atom dalam orde angstrom (Å) maka supaya terjadi peristiwa difraksi maka panjang gelombang dari sinar yang melalui kristal harus dalam orde angstrom (Å). Metode yang digunakan dslam menentukan struktur Kristal dengan difraksi sinar – x ini terdiri dari metode Kristal tunggal dan metode serbuk. Pada metoda kristal tunggal, sebuah kristal yang berkualitas baik diletakkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi pada salah satu sumbu kristalnya. Ketika kristal itu diputar pada salah satu sumbu putar, seberkas sinar X monokromatik dipancarkan ke arah kristal. Jika seberkas sinar-X di jatuhkan pada sampel kristal, maka bidang kristal itu akan membiaskan sinar-X yang memiliki panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal tersebut. Sinar yang dibiaskan akan ditangkap oleh detektor kemudian diterjemahkan sebagai sebuah puncak difraksi. Makin banyak bidang kristal yang terdapat dalam sampel, makin kuat intensitas pembiasan yang dihasilkannya. Tiap puncak yang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu dalam sumbu tiga dimensi. Puncak-puncak yang didapatkan dari data pengukuran ini kemudian dicocokkan dengan standar difraksi sinar-X untuk hampir semua jenis material. Standar ini disebut JCPDS (Joint Committee Powder Diffractionn Standard)
b.Kedokteran
NIRS (Near Near-infrared Spectroscopy) merupakan satu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 800 sampai 2500 nm). Dikatakan “inframerah dekat” (IMD) karena wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang merah yang tampak. umum dipakai dalam diagnostik medis, terutama dalam pengukuran kadar oksigen darah, atau juga kadar gula darah. Meskipun bukan teknik yang sangat sensitif, NIRS “tidak menakutkan” pasien/subjek karena tidak memerlukan pengambilan sampel (non-invasif) dan dilakukan langsung dengan menempelkan sensor di permukaan kulit. Teknik ini juga dipakai dalam pengukuran dinamika perubahan senyawa tertentu dalam suatu organ, misalnya perubahan kadar hemoglobin di suatu bagian otak akibat aktivitas saraf tertentu. Dalam penggunaan fisiologis semacam ini, NIRS dapat dikombinasi dengan teknik lain, seperti MRI atau CT-scan.
c.Ilmu pangan dan kimia pertanian
Spektroskopi menggunakan NIRS dalam bidang ini disukai karena tidak memerlukan persiapan sampel yang rumit. Selain itu, seringkali sampel bisa digunakan lagi untuk keperluan lain; misalnya, benih bisa langsung ditanam setelah diukur kandungan asam lemaknya. Instrumentasi NIRS yang berkembang pesat dengan dengan penggunaan komputer membuat alat ini populer. Walaupun demikian, kalibrasi NIRS sangat kritis dalam bidang ini mengingat bahan sampel mengandung campuran berbagai macam zat. Proses adjustment dalam analisis untuk menghasilkan informasi dapat memberikan nilai-nilai yang kurang akurat.

No comments:

Post a Comment