ABSORBANSI: APA ITU, CONTOH DAN LATIHAN YANG DISELESAIKAN - FISIK - 2025

The absorbansi adalah logaritma dengan tanda negatif dari hasil bagi antara intensitas cahaya muncul dan insiden intensitas cahaya pada sampel dari solusi tembus yang telah diterangi dengan cahaya monokromatik. Hasil bagi ini adalah transmitansi.

Proses fisik cahaya yang melewati sampel disebut transmisi cahaya, dan absorbansi adalah ukurannya. Oleh karena itu, absorbansi menjadi logaritma terkecil dari transmitansi dan merupakan data penting untuk menentukan konsentrasi sampel yang umumnya terlarut dalam pelarut seperti air, alkohol, atau lainnya.

Gambar 1. Diagram proses absorbansi. Disiapkan oleh F. Zapata

Untuk mengukur absorbansi, diperlukan alat yang disebut elektro-fotometer, yang dengannya arus diukur yang sebanding dengan intensitas cahaya yang terjadi di permukaannya.

Saat menghitung transmitansi, sinyal intensitas yang sesuai dengan pelarut saja umumnya diukur terlebih dahulu dan hasil ini dicatat sebagai Io.

Kemudian sampel terlarut ditempatkan dalam pelarut dengan kondisi pencahayaan yang sama. Sinyal yang diukur dengan elektro-fotometer dilambangkan sebagai I, yang memungkinkan transmisi T dihitung sesuai dengan rumus berikut:

T = I / I atau

Ini adalah kuantitas tanpa dimensi. Absorbansi A dengan demikian dinyatakan sebagai:

A = - log (T) = - log (I / I o)

Absorbansi dan absorptivitas molar

Molekul penyusun zat kimia mampu menyerap cahaya, dan salah satu ukurannya adalah absorbansi. Ini adalah hasil interaksi antara foton dan elektron molekuler.

Oleh karena itu, besarannya akan bergantung pada kepadatan atau konsentrasi molekul yang menyusun sampel dan juga pada jalur optik atau jarak yang ditempuh oleh cahaya.

Data percobaan menunjukkan bahwa absorbansi A berbanding lurus dengan konsentrasi C dan jarak d yang ditempuh cahaya. Jadi untuk menghitungnya berdasarkan parameter ini, rumus berikut dapat dibuat:

A = ε⋅C⋅d

Dalam rumus di atas, ε adalah konstanta proporsionalitas yang dikenal sebagai absorptivitas molar.

Absorptivitas molar bergantung pada jenis zat dan panjang gelombang yang diukur absorbansi. Absorptivitas molar juga sensitif terhadap suhu sampel dan pH sampel.

Hukum Beer-Lambert

Hubungan antara absorbansi, absorptivitas, konsentrasi, dan jarak ketebalan jalur yang diikuti cahaya dalam sampel dikenal sebagai hukum Beer-Lambert.

Gambar 2. Hukum Beer-Lambert. Sumber: F. Zapata,

Berikut ini beberapa contoh cara menggunakannya.

Contoh

Contoh 1

Selama percobaan, sampel diterangi dengan cahaya merah dari laser helium-neon, yang panjang gelombangnya 633 nm. Sebuah elektro-fotometer mengukur 30 mV saat sinar laser mengenai langsung dan 10 mV saat melewati sampel.

Dalam hal ini transmitansi adalah:

T = I / Io = 10 mV / 30 mV = ⅓.

Dan absorbansi adalah:

A = - log (⅓) = log (3) = 0,48

Contoh 2

Jika bahan yang sama ditempatkan dalam wadah yang ketebalannya setengah dari yang digunakan dalam Contoh 1, beri tahu berapa banyak elektro-fotometer yang akan menandai ketika cahaya dari laser helium-neon melewati sampel.

Harus diperhatikan bahwa jika ketebalan berkurang setengahnya, maka absorbansi yang sebanding dengan ketebalan optik berkurang setengahnya, yaitu A = 0,28. Transmisi T akan diberikan oleh hubungan berikut:

T = 10-A = 10 ^ (- 0,28) = 0,53

Elektro-fotometer akan membaca 0,53 * 30 mV = 15,74 mV.

Latihan terselesaikan

Latihan 1

Kami ingin menentukan absorptivitas molar dari senyawa berpemilik tertentu yang ada dalam larutan. Untuk melakukan ini, larutan diterangi dengan cahaya dari lampu natrium 589 nm. Sampel akan ditempatkan dalam wadah sampel setebal 1,50 cm.

Titik awalnya adalah larutan dengan konsentrasi 4,00 × 10 ^ -4 mol per liter dan transmitansi diukur, menghasilkan 0,06. Dengan menggunakan data ini, tentukan absorptivitas molar sampel.

Larutan

Pertama, absorbansi ditentukan, yang didefinisikan sebagai logaritma terkecil ke basis sepuluh transmisi:

A = - log (T)

A = - log (0,06) = 1,22

Kemudian hukum Lambert-Beer digunakan yang menetapkan hubungan antara absorbansi, absorptivitas molar, konsentrasi dan panjang optik:

A = ε⋅C⋅d

Memecahkan absorptivitas molar, diperoleh hubungan berikut:

ε = A / (C⋅d)

mengganti nilai yang diberikan yang kita miliki:

ε = 1,22 / (4,00 × 10 ^ -4 M⋅1,5 cm) = 2030 (M⋅cm) ^ - 1

Hasil di atas telah dibulatkan menjadi tiga digit signifikan.

Latihan 2

Untuk meningkatkan ketepatan dan menentukan kesalahan pengukuran absorptivitas molar sampel dalam latihan 1, sampel diencerkan berturut-turut menjadi setengah konsentrasi dan transmitansi diukur dalam setiap kasus.

Mulai dari Co = 4 × 10 ^ -4 M dengan transmitansi T = 0.06, diperoleh urutan data berikut untuk transmitansi dan absorbansi yang dihitung dari transmitansi:

Co / 1–> 0,06–> 1,22

Co / 2–> 0,25–> 0,60

Co / 4–> 0,50–> 0,30

Co / 8–> 0,71–> 0,15

Co / 16–> 0,83–> 0,08

Co / 32–> 0,93–> 0,03

Co / 64–> 0,95–> 0,02

Co / 128–> 0,98–> 0,01

Co / 256–> 0,99–> 0,00

Dengan data ini, lakukan:

a) Grafik absorbansi sebagai fungsi konsentrasi.

b) Kesesuaian linier dari data dan temukan kemiringannya.

c) Dari kemiringan yang diperoleh, hitung absorptivitas molar.

Larutan

Gambar 3. Absorbansi vs Konsentrasi. Sumber: F. Zapata.

Kemiringan yang diperoleh merupakan hasil kali daya serap molar dan jarak optik, sehingga membagi kemiringan dengan panjang 1,5 cm diperoleh daya serap molar.

ε = 3049 / 1,50 = 2033 (M⋅cm) ^ - 1

Latihan 3

Dengan data dari latihan 2:

a) Hitung absorptivitas untuk setiap bagian data.

b) Tentukan nilai rata-rata absorptivitas molar, deviasi standar dan kesalahan statistik yang terkait dengan rata-rata.

Larutan

Absorptivitas molar dihitung untuk setiap konsentrasi yang diuji. Ingatlah bahwa kondisi pencahayaan dan jarak optik tetap sama.

Hasil absorptivitas molar adalah:

2033, 2007, 2007, 1983, 2158, 1681, 2376, 1.872, 1862 dalam satuan 1 / (M * cm).

Dari hasil tersebut kita dapat mengambil nilai rata-rata:

<ε> = 1998 (M * cm) ^ - 1

Dengan deviasi standar: 184 (M * cm) ^ - 1

Kesalahan rata-rata adalah simpangan baku dibagi akar kuadrat dari banyaknya data, yaitu:

Δ <ε> = 184/9 ^ 0,5 = 60 (M * cm) ^ - 1

Akhirnya, dapat disimpulkan bahwa bahan yang dipatenkan memiliki absorptivitas molar pada frekuensi 589 nm yang dihasilkan oleh lampu natrium:

<ε> = (2000 ± 60) (M * cm) ^ - 1

Referensi

1. Atkins, P. 1999. Kimia Fisik. Edisi Omega. 460-462.
2. Petunjuk. Transmisi dan absorbansi. Dipulihkan dari: quimica.laguia2000.com
3. Toksikologi Lingkungan. Transmitansi, absorbansi dan hukum Lambert. Diperoleh dari: repositorio.innovacionumh.es
4. Petualangan fisik. Absorbansi dan transmitansi. Dipulihkan dari: rpfisica.blogspot.com
5. Spektofotometri. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
6. Toksikologi Lingkungan. Transmitansi, absorbansi dan hukum Lambert. Diperoleh dari: repositorio.innovacionumh.es
7. Wikipedia. Daya serap Diperoleh dari: wikipedia.com
8. Wikipedia. Spektrofotometri. Diperoleh dari: wikipedia.com