SPEKTROFOTOMETER UVVIS

1. UV-VISIBLE
SPECTROSCOPY
Under the guidance of
Prof. Dr. Muh. Nurdin, M.Sc
Dept.of Chemical Universitas Halu Oleo
Presented
by
Rolly
Iswanto

2. SPECTROSCOPY
 Konsep dasar spectroscopy
adalah study mengenai antaraksi cahaya
dengan atom dan molekul.
 Prinsip dasar spectroscopy UV-VIS
Molekul mempunyai tingkat energi elektron
yang analog dengan energi elektron yang ada
dalam atom.
Tingkat energi molekul ini disebut orbital
molekul

3.  Orbital molekul timbul dari antaraksi orbital
atom dari atom yang membentuk molekul itu.
 Keadaan dasar dari molekul organik
mengandung elektron-elektron valensi dari 3
jenis utama orbital molekul, yakni : orbital
sigma (σ), orbital pi(∏), dan orbital elektron
bebas(n).
 Masing-msing orbital molekul ini mempunyai
suatu orbital σ* atau ∏* antiikatan yang
berikatan dengannya.

4.  Transisi-transisi elektron mencakup promosi
suatu elektron dari salah satu dari keadaan
dasar (orbital orbital σ, ∏, atau n) ke salah
satu dari dua keadaan eksitasi (orbital σ* atau
∏*)

5. σ → σ* ∏→ ∏* n → σ* n→ ∏*
< 165 nm >165 nm > 185 nm > 270 nm
DIAGRAM TRANSISI

6. Kromofor
 Gugus atom yang menyebabkan terjadinya
absorpsi cahaya disebut kromofor.
 Kromofor yang menyebabkan terjadinya transisi n
→ σ*ialah sistem yang mempunyai elektron pada
orbitalmolekul tak mengikat (n) dan σ
 Senyawa yang hanya mempunyai orbital molekul
n dan σialah molekul organik jenuh yang
mempunyai satu ataulebih atom dengan
pasangan elektron sunyi, seperti C-O;C-S; C-N;
C-Cl.misal: CH3OH

7. Kromofor
 Kromofor yang menyebabkan terjadinya
transisi ∏→ ∏* ialah sistem yang mempunyai
elektron pada orbital molekul ∏.
 Senyawa yang hanya mempunyai orbital molekul
∏, seperti C=C; CΞ C.
 Kromofor yang menyebabkan transisi n→
∏*; ∏→∏*; dan n → σ* adalah sistem
yang mempunyaielektron baik pada
orbital molekul tak mengikat(bebas)
maupun pada ∏.

8. Kromofor
 Senyawa yang mempunyai orbital molekul n
maupun ∏ ialah senyawa yang mengandung
atom yang mempunyai pasangan elektron sunyi
dan orbital ∏ atau atom yang mempunyai
pasangan elektron sunyi terkonjugasi dengan
atom lain yang mempunyai orbital ∏. Contoh
jenis kromofor tersebut adalah C=O dan C=C-O.

9.  Pada umumnya, senyawa yang hanya
mempunyai transisi σ → σ* mengabsorpsi cahaya
pada panjang gelombang sekitar 150 nm,
 senyawa yang mempunyai transisi n→ ∏* dan ∏→
∏* (disebabkan oleh kromofor tak terkonjugasi)
mengabsorpsi cahaya pada panjang gelombang
sekitar 200 nm.
 Senyawa yang mempunyai transisi n→ ∏*
mengabsorpsi cahaya di daerah ultraviolet kuarsa
(200-400 nm).
 Daerah ultraviolet vakum (daerah di
bawah 200 nm) merupakan daerah yang sukar
memperoleh spectrum dan informasi yang dapat
diperoleh mengenai struktur molekul organik sangat

10. Kromofor
 Intensitas absorpsi yang disebabkan oleh jenis
transisi ∏→ ∏* selalu lebih kuat 10 – 100 kali
intensitas absorpsi yang disebabkan oleh jenis
transisi n→ ∏* atau n → σ* .
 Spektrum senyawa yang mempunyai baik
transisi n → σ* maupun ∏→ ∏* terlihat seperti
pada diagram . Posisi absorpsi maksimum
setiap pita (disebut λ maks) sesuai dengan
panjang gelombang cahaya yang diperlukan
supaya terjadi transisi.

11. ∏→ ∏* λ maks = 180 nm
n→ ∏* λ maks = 250 nm
150 200 300 λ
maks
A

12. Absorption characteristics of some
common chromophoric groups

13.  Spektrum ultraviolet dan tampak senyawa
biasanya diperoleh dengan melewatkan
cahaya pada panjang gelombangtertentu
(200-750 nm) melalui larutan encer senyawa
tersebut dalam pelarut yang tidak menyerap,
misalnya air, etanol, maupun heksana. Dalam
spektroskopi UV dan tampak absorpsi energi
direkam sebagai absorbans.

14.  hubungan antara absorbans, konsentrasi dan
panjang
 sel dirumuskan oleh hubungan Lambert- Beer,
sebagai berikut :
A = є b c
A = Absorbans
Є = absorptivitas molar
c = konsentrasi sampel, dalam molar
b = panjang sel, dalam cm

15.  Absorbans suatu senyawa pada suatu
panjang gelombang tertentu bertambah
dengan banyaknya molekul yang mengalami
transisi. Oleh karena itu absorbans
bergantung pada struktur elektronik
senyawanya, konsentrasi sampel, dan
panjang sel.

16. INSTRUMENTATION
OF
UV-VISIBLE
SPECTROSCOPY

17. Components of UV-VIS
spectrophotometer
• Source of light
• Monochromators
• Sample cells
• Detector
• Recorder

18. Light
source
Entrance slit
monochromator
sample
Exit slit
Read outamplifierdetector
Fig.- Block diagrammatic representation of UV-Spectrophotometer

19. LIGHT SOURCES:
Commonly used light sources in UV region are
Hydrogen discharge lamp:
 consist of two electrode containing hydrogen under low pressure.
 gives continuous spectrum in region 185-350 nm.

20. Deuterium lamps:-
 consist of two electrode contain in deuterium filled silica envelope.
 gives continuous spectrum in region 185-380nm.
 Radiation emitted is 3-5 times more than the hydrogen discharge lamps.

21. Xenon discharge lamp:-
 Xenon stored under pressure in 10-30 atmosphere.
 It possesses two tungsten electrode separated by 8 cm.
 Intensity of UV radiation more than hydrogen lamp.
Mercury arc:-
 Mercury vapour filled under the pressure .
 Spectrum obtained is not continuous.

22. Tungsten lamp:
•This lamp find its place in most of colorimeter and
spectrophotometer
•It consists of a tungsten filament in a vacuum bulb
similar to ones used domestically
Visible sources
Carbon arc lamp:
For a source of very high intensity carbon arc lamp can
be used.
It also provides an entire range of visible spectrum

23. Filters –
a)Glass filters-
 Made from pieces of colored glass which
transmit limited wavelength range of spectrum.
 Color produced by incorporation of oxides of
vanadium, chromium, iron, nickel, copper.
b)Gelatin filters-
 Consist of mixture of dyes placed in gelatin
& sandwiched between glass plates.
 Band width 25nm.
MONOCHROMATORS

24. Interferometric filters-
Consists of two parallel plates silvered internally and seperated by a
thin film of cryolite or other dielectric material
 Band width 15nm.
Prisms-
 Prism bends the monochromatic light.
 Amount of deviation depends on wavelength.
 Quartz prism used in UV-region.
 Glass prism used in visible region spectrum.
Function : They produce non linear dispersion.

25. Grating-
Large number of equispaced lines ruled on a glass blank coated
with aluminum film.
Blaze angle
Normal surface
vector
Normal to
groove face

26. •The materials that contain sample ideally should be transparent.
•The geometries of all components in the system should be such as to
maximize the signal and minimize the scattered light.
•Quartz or fused silica is required in the UV region
•Most common cell length in the UV region is
1cm.
SAMPLE CELL

27.  Three common types of detectors are used
1. Barrier layer cells
2. Photocell detector
3. Photomultiplier
1. Photo voltaic cells or barrier layer cells :-
 Maximum sensitivity-550nm.
 It consist of flat Cu or Fe electrode on which semiconductor such as selenium is
deposited.
 on the selenium a thin layer of silver or gold is sputtered over the surface.
DETECTORS

28.  A barrier exist between the selenium & iron which prevents the electron
flowing through iron.
 Therefore electrons are accumulated on the silver surface.
 These electrons are produced voltage.
- terminal
Silver surface
selenium
+ terminal
Fig.-Barrier layer cell

29. 2. Photocell detector:-
 It consist of high sensitive cathode in the form of a half cylinder of metal which is
evacuated and it is coated with caesium or potassium or silver oxide Which can
liberate electrons when light radiation falls on it.
 Anode also present which fixed along the axis of the tube
 Photocell is more sensitive than photovoltaic cell.
+ -
light
Fig.- photocell detector

30. 3. Photomultiplier tube:-
• It is the combination of photodiode & electron multiplier.
• It consist of evacuated tube contains photo-cathode.
• 9-16 anodes known as dynodes.
Fig.-photomultiplier tube

31.  Signal from detector received by the recording system
 The recording done by recorder pan.
RECORDER:

32. fig.-Schematic representation of single beam UV-spectrophotometer

33. Single beam spectrophotometer:-

34. Fig.-schematic representation of double beam UV- spectrophotometer
Double beam spectrophotometer:-

35. ELICO UV –VISIBLE DOUBLE BEAM
SPECTROPHOTOMETER

36. Single beam spectrophotometer

37. Double beam spectrophotometer