Kamis, 07 Juni 2012
JOHAR SITOHANG
0917041055
TUGAS TERJEMAHAN XRAY_DIFRACTION
Sarana dalam penggunaan Persamaan. (4-11) dapat diperoleh hanya dengan mengerjakan beberapa contoh yang sebenarnya, dan kita akan mempertimbangkan beberapa masalah seperti dalam bab. 10 berikut. Kasus yang paling sederhana adalah bahwa sebuah sel unit yang hanya berisi dari satu atom pada asal mulanya, yaitu, memiliki koordinat kecil 0 0 0. Faktor strukturnya adalah F= 〖fe〗^(2πi(0))= f Dan F2 = f2 F2 adalah demikian bebas dari h , k dan l adalah sama bagi semua refleksi Perhatikanlah pusat sel dasar yang dibahas pada awal bab ini dan ditunjukkan pada Gambar. 4-1 (a). Ini memiliki dua atom yang sama untuk jenis per sel unit yang terletak di 0 0 0 dan 1/2 1/2 0. F= 〖fe〗^(2πi(0)) + 〖fe〗^(2πi(h/2+ k/2)) = f[1+ ee^(πl( h+k))] Persamaan ini dapat dievaluasi tanpa perkalian dengan konjugasi kompleks, Karena (h + k) selalu integral, dan ungkapan untuk F ini nyata dan bukan kompleks. Jika h dan k keduanya genap atau keduanya ganjil yaitu, "tidak dicampur", maka jumlah selalu genap dan e^πi(h+k) memiliki nilai 1. oleh karena itu F= 2 f untuk h dan k tidak dicampur; F2 = 4 f2. Di sisi lain jika h dan k adalah salah satu genap dan satu ganjil yaitu, "campuran," maka jumlahnya adalah ganjil dan e^(πi(h+k))memiliki nilai -1. oleh karena itu F=0 untuk h dan k adalah campuran F2 = 0. Catatan bahwa, dalam kedua kasus, nilai indeks l tidak berpengaruh pada faktor struktur. Sebagai contoh, refleksi 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, dan 0 2 1, 0 2 2, 0 2 3 semua memiliki nilai yang sama dari F, yaitu 2f. Demikian pula, refleksi 0 1 1, 0 1 2, 0 1 3, dan 1 0 1, 1 0 2, 1 0 3 semuanya memiliki faktor struktur nol. Faktor struktur sel tubuh pusat ditunjukkan pada Gambar. 4-1 (b) yang dapat dihitung juga. Sel ini mempunyai dua atom dari jenis yang sama yang terletak di 0 0 0 dan ½ ½ ½. F= 〖fe 〗^
0917041055
TUGAS TERJEMAHAN XRAY_DIFRACTION
Sarana dalam penggunaan Persamaan. (4-11) dapat diperoleh hanya dengan mengerjakan beberapa contoh yang sebenarnya, dan kita akan mempertimbangkan beberapa masalah seperti dalam bab. 10 berikut. Kasus yang paling sederhana adalah bahwa sebuah sel unit yang hanya berisi dari satu atom pada asal mulanya, yaitu, memiliki koordinat kecil 0 0 0. Faktor strukturnya adalah F= 〖fe〗^(2πi(0))= f Dan F2 = f2 F2 adalah demikian bebas dari h , k dan l adalah sama bagi semua refleksi Perhatikanlah pusat sel dasar yang dibahas pada awal bab ini dan ditunjukkan pada Gambar. 4-1 (a). Ini memiliki dua atom yang sama untuk jenis per sel unit yang terletak di 0 0 0 dan 1/2 1/2 0. F= 〖fe〗^(2πi(0)) + 〖fe〗^(2πi(h/2+ k/2)) = f[1+ ee^(πl( h+k))] Persamaan ini dapat dievaluasi tanpa perkalian dengan konjugasi kompleks, Karena (h + k) selalu integral, dan ungkapan untuk F ini nyata dan bukan kompleks. Jika h dan k keduanya genap atau keduanya ganjil yaitu, "tidak dicampur", maka jumlah selalu genap dan e^πi(h+k) memiliki nilai 1. oleh karena itu F= 2 f untuk h dan k tidak dicampur; F2 = 4 f2. Di sisi lain jika h dan k adalah salah satu genap dan satu ganjil yaitu, "campuran," maka jumlahnya adalah ganjil dan e^(πi(h+k))memiliki nilai -1. oleh karena itu F=0 untuk h dan k adalah campuran F2 = 0. Catatan bahwa, dalam kedua kasus, nilai indeks l tidak berpengaruh pada faktor struktur. Sebagai contoh, refleksi 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, dan 0 2 1, 0 2 2, 0 2 3 semua memiliki nilai yang sama dari F, yaitu 2f. Demikian pula, refleksi 0 1 1, 0 1 2, 0 1 3, dan 1 0 1, 1 0 2, 1 0 3 semuanya memiliki faktor struktur nol. Faktor struktur sel tubuh pusat ditunjukkan pada Gambar. 4-1 (b) yang dapat dihitung juga. Sel ini mempunyai dua atom dari jenis yang sama yang terletak di 0 0 0 dan ½ ½ ½. F= 〖fe 〗^
(2πi(O) )+ 〖fe 〗^(2πi(h/2+k/2+l/2)) = f [ 1+ e^(πi(h+k+l))] F= 2f ketika (h +k + l) adalah genap; F2 = 4 f2 F= 0 ketika ( h + k + l) adalah ganjil; F2= 0. Kita sebelumnya telah menyimpulkan dari pertimbangan geometri bahwa sel dasar yang berpusat akan menghasilkan 0 0 1 refleksi tetapi karena sel tubuh yang berpusat tidak. Hasil ini sesuai dengan faktor-struktur persamaan untuk kedua sel. Pemeriksaan yang mungkin terperinci tentang geometri dari seluruh refleksi, namun demikian, akan menjadi proses yang sangat sulit dibandingkan dengan perhitungan straaightforward faktor struktur, perhitungan yang menghasilkan satu set aturan yang mengatur nilai dari F2 bagi semua kemungkinan nilai dari indeks bidang. Sebuah sel kubik berpusat muka, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2-14, sekarang dapat dipertimbangkan, Berasumsi itu berisi empat atom dari jenis yang sama yang terletak di 0 0 0, ½ ½ 0, dan 0 ½ ½ ½. F= 〖fe〗^(2πi(0)) + 〖fe 〗^(2πi(h/2+k/2)) + 〖fe 〗^(2πi(h/2+l/2)) + 〖fe 〗^(2πi(k/2+l/2)) = f[1 + e^(πi(h+k)) + e^(πi(h+l)) + e^(πi(k-l)) Jika h, k, dan l yang tidak dicampur, maka ketiga jumlah (h + K), (h + l), dan (k + l) ini juga bilangan bulat, dan hitungan persamaan tersebut memiliki nilai 1. F= 4f untuk indeks tidak dicampur: F2= 16f2. Jika h, k, dan l dicampur, maka jumlah dari tiga eksponensial adalah -1, apakah dari dua indeks yang ganjil dan yang genap, atau dua genap dan satu ganjil. Misalkan, sebagai contoh, bahwa h dan l genap dan k adalah ganjil, misalnya 0 1 2. Maka F = f (1-1 1-1) = 0 dan refleksi tidak terjadi. F= 0 untuk indeks campuran F2=0 Dengan demikian, refleksi akan terjadi pada bidang (1 1 1), (2 0 0), dan (2 2 0) tetapi tidak untuk bidang (1 0 0), (2 1 0), (1 1 2), dan lain-lain
NAMA : JOHAR SITOHANG
NPM : 0917041055
JURUSAN : FISIKA
TUGAS FISIKA INTI
x=input ('Masukkan nilai awal sembarang yang kira-kira cocok x= ');
TOL= eps;
maxstep= 300;
disp('step x1 x2 d');
for i=1:maxstep
fx=0.07-0.1*exp (-0.256667*x)-0.04*exp (-0.08608695652*x);
f1x=0.0256667*exp (-0.256667*x)+0.0034434782608*exp (-0.08608695652*x);
d=fx/f1x;
x0=x;
x=x-d;
fprintf('%i %8.6f %8.6f %3d\n', i, x0, x, d);
if (abs(d) =maxstep)
fprintf ('gagal mencapai akar hingga iterasi ke- %g', i);
end
Masukkan nilai awal sembarang yang kira-kira cocok x= 1.00000000
step x1 x2 d
1 1.000000 2.914469 -1.914469e+000
2 2.914469 3.484573 -5.701043e-001
3 3.484573 3.524415 -3.984114e-002
4 3.524415 3.524593 -1.782369e-004
5 3.524593 3.524593 -3.544276e-009
6 3.524593 3.524593 8.050257e-016
7 3.524593 3.524593 0
akar x= 3.52459 pada iterasi ke 7
seperti pada gambar berikut:
SPEKTROSCOPI MASSA
(Makalah Fisika Inti)
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Spektroscopi massa atau spektrometer massa adalah suatu instrumen yang dapat menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Teknik ini tidak dapat dilakukan dengan spektroskopi, akan tetapi nama spektroskopi dipilih disebabkan persamaannya dengan pencatat fotografi dan spektrum garis optik. Umumnya spektrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sampel menjadi ion-ion yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan. Proses ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif, dimana massa terdistribusi adalah spesifik terhadap senyawa induk. Selain untuk penentuan struktur molekul, spektrum massa dipakai untuk penentuan analisis kuantitatif. Jika didapat data IR dan NMR yang cukup lengkap, maka MS ini dapat digunakan untuk konfirmasi dengan memperhatika bobot molekul dan kemungkinan rumus strukturnya (Warner, 1989). Ketika suatu bahan murni digunakan, kadang kita temukan adanya dua atau lebih tanda yang berdekatan yang muncul dalam film. Sebagai contoh bahan Neon murni meninggalkan dua tanda yang jari-jari lintasannya berhubungan dengan atom-atom bermassa 20 dan 22 amu (atomic mass unit), karena bahan neon tersebut murni dan tidak mengandung unsur lain, maka kita simpulkan bahwa pasti ada dua jenis neon yang berbeda, kedua atom Neon yang berbeda itu disebut dengan isotop. Pada kenyataanya ditemukan bahwa kebanyakan unsur-unsur disusun oleh campuran berbagai isotop dan bahwa perbedaan massa pada isotop-isotop suatu unsur disebabkan oleh jumlah netron yang berbeda. Perbedaan massa dari berbagai isotop disebabkan oleh jumlah netron yang berbeda. Selain dapat memisahkan berbagai isotop dan unsur yang berbeda, spektrometer massa juga dapat memisahkan molekul-molekul yang berbeda (Antonini, 2011). Spektrometri massa pada dasarnya adalah untuk suatu teknik "berat" molekul. Ini tidak dilakukan dengan neraca konvensional atau skala. Sebaliknya, spektrometri massa didasarkan pada gerak sebuah partikel bermuatan yang disebut ion, dalam suatu medan listrik atau magnet. Massa untuk perbandingan muatan m/z ion ini diakibatkan oleh efek gerak. Karena muatan elektron diketahui, massa dengan perbandingan muatan pada pengukuran massa ion tersebut. Penelitian spektrometri Massa umumnya berfokus pada pembentukan ion fasa gas, dari ion kimia, dan aplikasi spektrometri massa ( Barber, 1982). Makalah ini mencakup dasar-dasar instrumentasi spektrometri massa dan memperkenalkan spektra massa. Hal ini hanya merupakan pengantar dan bagi pembaca yang tertarik. Disarankan untuk berkonsultasi lebih banyak tentang buku dan artikel jurnal khusus untuk rincian tambahan. Artikel-artikel dan buku rujukan dalam makalah ini ada di perguruan tinggi dan perpustakaan universitas. Tujuan Pada makalah ini ada beberapa tujuan yang terdiri: Mengetahui sifat-sifat spektroscopi massa dan mengetahui aplikasinya. Mengetahui beberapa jenis ion- ion yang ada pada spektroscopi massa. Mengetahui perbandingan muatan m/z ion yang diakibatkan oleh efek gerak. dasar-dasar instrumentasi spektrometri massa dan memperkenalkan spektra massa. Manfaat Pada pembuatan makalah ini banyak manfaat yang didapat yaitu Mendapatkan informasi tentang penggunaan spektroskopi massa dan mengetahui cara kerja dari alat tersebut.
II. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Spektroscopi massa
Spektroskopi massa adalah suatu instrument yang dapat menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Teknik ini tidak dapat dilakukan dengan spekstroskopi, akan tetapi nama spektroskopi dipilih disebabkan persamaannya dengan pencatat fotografi dan spectrum garis optic. Umumnya spectrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sample menjadi ion-ion yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan. Proses ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif, dimana massa terdistribusi adalah spesifik terhadap senyawa induk. Selain untuk penentuan stuktur molekul, spektum massa dipakai untuk penentuan analisis kuantitatif. Jika didapat data IR dan NMR yang cukup lengkap, maka MS ini dapat digunakan untuk konfirmasi dengan memperhatika bobot molekul dan kemungkinan rumus strukturnya ( Eriyati, 2009).
b. Prinsip spectrometer massa
Prinsip spektroskopi massa merupakan suatu instrumen yang menghasilkan berkas ion dari suatu zat uji, memilih ion tersebut menjadi spektrum yang sesuai dengan perbandingan massa terhadap muatan dan merekam kelimpahan relatif tiap jenis ion yang ada. Umumnya hanya ion positif yang dipelajari karena ion negatif yang dihasilkan dari sumber tumbukan umumnya sedikit. Garis besar tentang apa yang terjadi dalam alat spektrometer massa atom dapat dibelokkan dalam sebuah medan magnet (dengan anggapan atom tersebut diubah menjadi ion terlebih dahulu). Karena partikel-partikel bermuatan listrik dibelokkan dalam medan magnet dan partikel-partikel yang tidak bermuatan (netral) tidak dibelokkan. Urutannya adalah sebagai berikut : Tahap pertama : Ionisasi atom di-ionisasi dengan ‘mengambil’ satu atau lebih elektron dari atom tersebut supaya terbentuk ion positif. Ini juga berlaku untuk unsur-unsur yang biasanya membentuk ion-ion negatif (sebagai contoh, klor) atau unsur-unsur yang tidak pernah membentuk ion (sebagai contoh, argon). Spektrometer massa ini selalu bekerja hanya dengan ion positif. Tahap kedua : Percepatan ion-ion tersebut dipercepat supaya semuanya mempunyai energi kinetic yang sama. Tahap ketiga : PembelokanIon-ion tersebut dibelokkan dengan menggunakan medan magnet, pembelokan yang terjadi tergantung pada massa ion tersebut. Semakin ringan massanya, akan semakin dibelokan. Besarnya pembelokannya juga tergantung pada besar muatan positif ion tersebut. Dengan kata lain, semakin banyak elektron yang ‘diambil’ pada tahap 1, semakin besar muatan ion tersebut, pembelokan yang terjadi akan semakin besar. Tahap keempat : Pendeteksian sinar-sinar ion yang melintas dalam mesin tersebut dideteksi dengan secara elektrik. Diagram lengkap dari spectrometer massa:
Penjelasan Tentang Yang Terjadi di Spektrometer Massa 1. Keadaan Hampa Udara Penting bagi ion-ion yang telah dibuat dalam ruang ionisasi untuk dapat bergerak lurus dalam mesin tanpa bertabrakan dengan molekul-molekul udara. 2. Ionisasi Sampel yang berbentuk gas (vaporised sample) masuk ke dalam ruang ionisasi. Kumparan metal yang dipanaskan dengan menggunakan listrik ‘melepaskan’ elektron-elektron yang ada pada sampel dan elektron-elektron lepas itu menempel pada perangkap elektron (electron trap) yang mempunyai muatan positif. Partikel-partikel dalam sample tersebut (atom atau molekul) dihantam oleh banyak sekali elektron-elektron, dan beberapa dari tumbukan tersebut mempunyai energi cukup untuk melepaskan satu atau lebih elektron dari sample tersebut sehingga sample tersebut menjadi ion positif. Kebanyakan ion-ion positif yang terbentuk itu mempunyai muatan +1 karena akan jauh lebih sulit untuk memindahkan elektron lagi dari sampel yang sudah menjadi ion positif. Ion-ion positif yang terbentuk ini ‘diajak keluar’ dan masuk ke bagian mesin yang merupakan sebuah lempengan metal yang bermuatan positif (Ion repellel). Tambahan: Seperti yang anda akan lihat sebentar lagi, seluruh ruang ionisasi ini dilakukan dengan menggunakan tegangan listrik positif yang besar (10.000 V). Ketika kita berbicara tentang kedua lempengan bermuatan positif, berarti lempengan tersebut mempunyai muatan lebih dari 10.000 V ( Bakhtiar, 1996).
c. Percepatan
Ion-ion positif yang ditolak dari ruang ionisasi yang sangat positif itu akan melewati 3 celah, dimana celah terakhir itu bermuatan 0 V. Celah yang berada di tengah mempunyai voltase menengah. Semua ion-ion tersebut dipercepat sampai menjadi sinar yang sangat terfokus, Seperti pada gambar 2.2 ini.
d. Pembelokan
Ion yang berbeda-beda akan dibelokkan secara berbeda pula oleh medan magnet. Seperti pada gambar 2.3 pembelokan ion oleh medan magnet berikut ini:
Besarnya pembelokan yang dialami oleh sebuah ion tergantung pada:
Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion.
Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
Kuat medan magnet.
Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.
Massa ion (partikel)
Ion-ion yang bermassa ringan akan dibelokkan lebih daripada ion-ion yang bermassa berat. Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan ( Balasanmugam, 1982).
e. Muatan ion
Ion yang mempunyai muatan +2 (atau lebih) akan dibelokkan lebih daripada ion-ion yang bermuatan +1. Makin besar muatan, makin besar pembelokan. Dua faktor di atas (massa dan muatan ion) digabungkan kedalam perbandingan massa atau muatan. Perbandingan ini mempunyai simbol m/z (atau m/e). Sebagai contoh: Apabila sebuah ion mempunyai massa 28 dan bermuatan +1, maka perbandingan massa/muatan ion tersebut adalah 28. Ion yang mempunyai massa 56 dan bermuatan +2 juga mempunyai perbandingan massa/muatan yang sama yaitu 28 (Price. 1991). Pada gambar diatas, sinar A mengalami pembelokkan yang paling besar, yang berarti sinar tersebut terdiri dari ion-ion yang mempunyai perbandingan massa/ muatan yang terkecil. Sedangkan sinar C mengalami pembelokkan yang paling kecil, berarti ia terdiri dari ion-ion yang mempunyai perbandingan massa/ muatan yang paling besar. Akan jauh lebih mudah untuk membahas masalah ini jika kita menganggap bahwa muatan semua ion adalah +1. Hampir semua ion-ion yang lewat dalam spektrometer massa ini bermuatan +1, sehingga besarnya perbandingan massa /muatannya akan sama dengan massa ion tersebut (McLafferty, 1993). Tambahan: Anda juga harus mengerti bahwa kemungkinan adanya ion bermuatan +2 ( atau lebih ), tetapi kebanyakan soal-soal akan memberikan spektrum massa dimana ion-ionnya hanya bermuatan +1. Kecuali bila ada petunjuk dalam soal tersebut, anda bisa menganggap bahwa ion yang sedang dibicarakan dalam soal tersebut adalah bermuatan +1. Jadi dengan menganggap semua ion bermuatan +1, maka sinar A terdiri dari ion yang paling ringan, selanjutnya sinar B dan yang terdiri dari ion yang paling berat sedangkan sinar C ion-ion yang ringan akan lebih dibelokkan daripada ion yang berat.
f. Pendeteksian
Proses pendeteksian ion seperti pada gambar 2.4 berikut ini.
Pada gambar diatas hanya sinar B yang bisa terus melaju sampai ke pendetektor ion. Ion-ion lainnya bertubrukan dengan dinding dimana ion-ion akan menerima elektron dan dinetralisasi. Pada akhirnya, ion-ion yang telah menjadi netral tersebut akan dipisahkan dari spektrometer massa oleh pompa vakum.
Ketika sebuah ion menubruk kotak logam, maka ion tersebut akan dinetralisasi oleh elektron yang pindah dari logam ke ion (gambar kanan). Hal ini akan menimbulkan ruang antara elektron-elektron yang ada dalam logam tersebut, dan elektron-elektron yang berada dalam kabel akan mengisi ruang tersebut.
Aliran elektron di dalam kabel itu dideteksi sebagai arus listrik yang bisa diperkuat dan dicatat. Semakin banyak ion yang datang, semakin besar arus listrik yang timbul (Anonimous, 2010).
g. Mendeteksi ion-ion lainnya.
Bagaimana ion-ion lainnya dapat dideteksi? Padahal sinar A dan sinar B sudah tidak ada lagi dalam mesin? Ingat bahwa sinar A dibelokkan paling besar, berarti ia mempunyai nilai m/z yang paling kecil (ion yang paling ringan bila bermuatan +1). Untuk membuat sinar ini sampai ke detektor ion, anda perlu membelokkan sinar tersebut dengan menggunakan medan magnet yang lebih kecil (gaya luar yang lebih kecil). Untuk membuat ion-ion yang mempunyai nilai m/z yang besar (ion yang berat bila bermuatan +1) sampai ke detektor ion, maka anda perlu membelokkannya dengan menggunakan medan magnet yang lebih besar. Dengan merubah besarnya medan magnet yang digunakan, maka anda bisa membawa semua sinar yang ada secara bergantian ke detektorion, dimana disana ion-ion tersebut akan menimbulkan arus listrik dimana besarnya berbanding lurus dengan jumlah ion yang datang. Massa dari semua ion yang dideteksi itu tergantung pada besarnya medan magnet yang digunakan untuk membawa sinar tersebut ke detektor ion. Mesin ini dapat disesuaikan untuk mencatat arus listrik (yang merupakan jumlah ion-ion) dengan m/z secara langsung. Massa tersebut diukur dengan menggunakan skala 12 oC. Tambahan: Skala 12 oC adalah skala dimana isotop 12 oC mempunyai berat tepat 12 unit. h. Bentuk output dari spektrometer massa Hasil dari pencatat diagram disederhanakan menjadi ediagram garis. Ini menunjukkan arus listrik yang timbul oleh beragam ion yang mempunyai perbandingan m/z masing- masing. Diagram garis Molybdenum (Mo) adalah sebagai berikut:
Garis tegak lurus itu menunjukkan besarnya arus listrik yang diterima oleh alat pencatat arus yang berarti banyaknya ion datang ke detektor. Seperti yang anda bisa lihat dari diagram diatas, ion yang paling banyak adalah ion yang mempunyai perbandingan m/z 98. Ion-ion lainnya mempunyai perbandingan m/z 92, 94, 95, 96, 97 dan 100.
Ini berarti molybdenum mempunyai 7 macam isotop. Dengan menganggap bahwa semua ion tersebut bermuatan +1 maka berarti massa dari ketujuh isotop tersebut adalah 92, 94, 95, 96, 97 , 98 dan 100.
Tambahan: Bila ada ion bermuatan +2 , maka anda akan tahu karena semua garis yang ada pada diagram diatas akan mempunyai garis lain dengan besar 1/2 dari nilai m/z ( karena, sebagai contoh, 98/2=49 ). Garis-garis itu akan jauh lebih sedikit daripada garis ion +1 karena kemungkinan terbentuknya ion +2 adalah jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan kemungkinan terbentuknya ion +1.
i. Sumber ion Gas/ Phase Source
Molekul yang dianalisa diubah dalam bentuk gas (diuapkan) baru kemudian diionkan. Sampel yang berupa padat/ cair harus dikonversi menjadi ion gas. Biasanya untuk senyawa-senyawa yang stabil terhadap thermal dan senyawa ini memiliki titik didih di bawah 5000C. Keterbatasan gas/ phase Source hanya untuk senyawa yang berat molekulnya rendah. j. Desorption Source Pada Desorption Source, senyawa tidak perlu diubah menjadi bentuk gas sebelum diionkan. Molekul yang dianalisa akan menyerap energi sehingga akan terionkan. Desorption Source digunakan untuk senyawa yang tidak stabil terhadap thermal, senyawa non-volatil dan senyawa dengan berat molekul tinggi.
j. Bagian-Bagian Spektrometer Massa
1. Detektor Bentuk alat deteksi pada spectrometer massa ini ditunjukkan pada gambar 2.6 berikut.
Spektro massa adalah alat yang di gunakan untuk menentukan massa atom atau molekul, yang ditemukan oleh Franci William Aston pada tahun1919. Prinsip kerja alat ini adalah pembelokan partikel bermuatan dalam medan magnet ( Nier, 1991).
k. Cara Kerja
Cara kerja spektrometer massa adalah sebagai berikut. Sampel dalam bentuk gas mula-mula ditembaki dengan berkas elektron berenergi tinggi. Pelakuan ini menyebabkan atom atau molekul sampel mengalami ionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion positif). Ion-ion positif ini kemudian dipercepat oleh suatu beda potensial dan diarahkan ke dalam suatu medan magnet melalui suatu celah sempit. Dalam medan magnet, ion-ion tersebut akan mengalami pembelokan yang bergantung pada:
1. Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
2. Kuat medan magnet. Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.
3. Massa partikel (ion). Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan.
4. Muatan partikel. Makin besar muatan, makin besar pembelokan.
5. Analisis Kualitatif Spektroskopi massa memungkinkan kita mengidentifikasi suatu senyawa yang tidak diketahui, dengan mengkalibrasi terhadap senyawa yang telah diketahui seperti uap merkuri atau perflorokerosin.
Rumus molekul suatu senyawa dapat ditentukan puncak ion molekul sudah dikenal tetapi untuk hal-hal semacam ini diperlukan spektometri beresolusi tinggi. Aturan nitrogen dapat dimanfaatkan untuk membantu penentuan rumus ini. Lazimnya semua senyawa organik mempunyai berat molekul genap tidak mengandung nitrogen atau mengandung sejumlah atom nitrogen yang genap, sedangkan pada semua senyawa organik dengan berat molekul ganjil mengandung jumlah atom nitrogen ganjil. Aturan ini berlaku untuk senyawa-senyawa kovalen yang mengandung C, H, O, S, dan Halogen. Pola fragmen dipergunakan untuk mengidentifikasi senyawa, juga memungkinkan terdapat pengenalan gugus fungsi dengan melihat puncak-puncak fragmentasi spesifik. Hukum nitrogen menyatakan bahwa suatu molekul yang berat molekulnya merupakan bilangan genap maka molekul tersebut harus tidak mengandung nitrogen atau kalau mengandung nitrogen berjumlah genap, dan molekulnya berbilang ganjil mengandung nitrogen berjumlah ganjil.
6. Analisis Kuantitatif Spektrometer massa dapat digunakan untuk analisis kuantitatif suatu campuran senyawa-senyawa yang dekat hubungannya. Analisis ini dapat dipergunakan untuk analisis campuran, baik senyawa organik ataupun anorganik yang bertekanan uap rendah. Karena pola fragmentasi senyawa campuran adalah aditif sifatnya, suatu senyawa campuran dapat dianalisis jika berada dalam kondisi yang sama. Persyaratan dasar analisisnya adalah setiap senyawa harus mempunyai paling tidak 1 puncak yang spesifik, konstribusi puncak harus aditif dan sensitif harus reproduksibel serta adanya senyawa referens yang sesuai. Dengan spektometer massa beresolusi tinggi, senyawa polimer dengan berat molekul tinggi juga dapat dianalisis. Spectrometer massa dapat digunakan untuk analisis runutan organic terutama dengan menggunakan sumber bunga api listrik, dan ia juga dapat digunakan menganalisis unsur-unsur runutan dalam paduan atau dalam superkonduktor. Tipe bunga api lstrik mempunyai sensitivitas tinggi dan dapat menentukan sampai tingkat ppb. Kekurangan spektrometer massa bunga api listrik adalah ketidak-beraturan dari sumber dan kurang reproduksibel, tetapi kekurangan ini dapat diatasi dengan memakai sistem deteksi fotografi. Analisis kuantitatif instrumen semacam ini didasarkan pada garis-garis fotografi dengan standar yang sesuai.
7. Kegunaan Spektroskopi Massa
a. Mengetahui komposisi unsur dari bahan yang dianalisa sehingga diketahui berat dan rumus molekulnya.
b. Mengetahui unsur senyawa baik senyawa organik maupun anorganik.
c. Untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif suatu kompleks.
d. Untuk penentuan struktur dari komponen permukaan padatan.
e. Untuk menentukan perbandingan isotop atom dalam suatu sampel.
Tambahan: Bila ada ion bermuatan +2, maka anda akan tahu karena semua garis yang ada pada diagram diatas akan mempunyai garis lain dengan besar 1/2 dari nilai m/z ( karena, sebagai contoh, 98/2= 49). Garis-garis itu akan jauh lebih sedikit daripada garis ion +1 karena kemungkinan terbentuknya ion +2 adalah jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan kemungkinan terbentuknya ion +1. Perkembangan pada spektrometri massa mengijinkan pengukuran massa atom secara eksak. Peralatan spektrometer ini menggunakan magnet untuk membelokkan trayektori berkas ion dan banyaknya defleksi ditentukan dengan rasio massa atom terhadap muatannya ( Davis, 1987).
(Makalah Fisika Inti)
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Spektroscopi massa atau spektrometer massa adalah suatu instrumen yang dapat menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Teknik ini tidak dapat dilakukan dengan spektroskopi, akan tetapi nama spektroskopi dipilih disebabkan persamaannya dengan pencatat fotografi dan spektrum garis optik. Umumnya spektrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sampel menjadi ion-ion yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan. Proses ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif, dimana massa terdistribusi adalah spesifik terhadap senyawa induk. Selain untuk penentuan struktur molekul, spektrum massa dipakai untuk penentuan analisis kuantitatif. Jika didapat data IR dan NMR yang cukup lengkap, maka MS ini dapat digunakan untuk konfirmasi dengan memperhatika bobot molekul dan kemungkinan rumus strukturnya (Warner, 1989). Ketika suatu bahan murni digunakan, kadang kita temukan adanya dua atau lebih tanda yang berdekatan yang muncul dalam film. Sebagai contoh bahan Neon murni meninggalkan dua tanda yang jari-jari lintasannya berhubungan dengan atom-atom bermassa 20 dan 22 amu (atomic mass unit), karena bahan neon tersebut murni dan tidak mengandung unsur lain, maka kita simpulkan bahwa pasti ada dua jenis neon yang berbeda, kedua atom Neon yang berbeda itu disebut dengan isotop. Pada kenyataanya ditemukan bahwa kebanyakan unsur-unsur disusun oleh campuran berbagai isotop dan bahwa perbedaan massa pada isotop-isotop suatu unsur disebabkan oleh jumlah netron yang berbeda. Perbedaan massa dari berbagai isotop disebabkan oleh jumlah netron yang berbeda. Selain dapat memisahkan berbagai isotop dan unsur yang berbeda, spektrometer massa juga dapat memisahkan molekul-molekul yang berbeda (Antonini, 2011). Spektrometri massa pada dasarnya adalah untuk suatu teknik "berat" molekul. Ini tidak dilakukan dengan neraca konvensional atau skala. Sebaliknya, spektrometri massa didasarkan pada gerak sebuah partikel bermuatan yang disebut ion, dalam suatu medan listrik atau magnet. Massa untuk perbandingan muatan m/z ion ini diakibatkan oleh efek gerak. Karena muatan elektron diketahui, massa dengan perbandingan muatan pada pengukuran massa ion tersebut. Penelitian spektrometri Massa umumnya berfokus pada pembentukan ion fasa gas, dari ion kimia, dan aplikasi spektrometri massa ( Barber, 1982). Makalah ini mencakup dasar-dasar instrumentasi spektrometri massa dan memperkenalkan spektra massa. Hal ini hanya merupakan pengantar dan bagi pembaca yang tertarik. Disarankan untuk berkonsultasi lebih banyak tentang buku dan artikel jurnal khusus untuk rincian tambahan. Artikel-artikel dan buku rujukan dalam makalah ini ada di perguruan tinggi dan perpustakaan universitas. Tujuan Pada makalah ini ada beberapa tujuan yang terdiri: Mengetahui sifat-sifat spektroscopi massa dan mengetahui aplikasinya. Mengetahui beberapa jenis ion- ion yang ada pada spektroscopi massa. Mengetahui perbandingan muatan m/z ion yang diakibatkan oleh efek gerak. dasar-dasar instrumentasi spektrometri massa dan memperkenalkan spektra massa. Manfaat Pada pembuatan makalah ini banyak manfaat yang didapat yaitu Mendapatkan informasi tentang penggunaan spektroskopi massa dan mengetahui cara kerja dari alat tersebut.
II. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Spektroscopi massa
Spektroskopi massa adalah suatu instrument yang dapat menyeleksi molekul-molekul gas bermuatan berdasarkan massa atau beratnya. Teknik ini tidak dapat dilakukan dengan spekstroskopi, akan tetapi nama spektroskopi dipilih disebabkan persamaannya dengan pencatat fotografi dan spectrum garis optic. Umumnya spectrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sample menjadi ion-ion yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan. Proses ionisasi menghasilkan partikel-partikel bermuatan positif, dimana massa terdistribusi adalah spesifik terhadap senyawa induk. Selain untuk penentuan stuktur molekul, spektum massa dipakai untuk penentuan analisis kuantitatif. Jika didapat data IR dan NMR yang cukup lengkap, maka MS ini dapat digunakan untuk konfirmasi dengan memperhatika bobot molekul dan kemungkinan rumus strukturnya ( Eriyati, 2009).
b. Prinsip spectrometer massa
Prinsip spektroskopi massa merupakan suatu instrumen yang menghasilkan berkas ion dari suatu zat uji, memilih ion tersebut menjadi spektrum yang sesuai dengan perbandingan massa terhadap muatan dan merekam kelimpahan relatif tiap jenis ion yang ada. Umumnya hanya ion positif yang dipelajari karena ion negatif yang dihasilkan dari sumber tumbukan umumnya sedikit. Garis besar tentang apa yang terjadi dalam alat spektrometer massa atom dapat dibelokkan dalam sebuah medan magnet (dengan anggapan atom tersebut diubah menjadi ion terlebih dahulu). Karena partikel-partikel bermuatan listrik dibelokkan dalam medan magnet dan partikel-partikel yang tidak bermuatan (netral) tidak dibelokkan. Urutannya adalah sebagai berikut : Tahap pertama : Ionisasi atom di-ionisasi dengan ‘mengambil’ satu atau lebih elektron dari atom tersebut supaya terbentuk ion positif. Ini juga berlaku untuk unsur-unsur yang biasanya membentuk ion-ion negatif (sebagai contoh, klor) atau unsur-unsur yang tidak pernah membentuk ion (sebagai contoh, argon). Spektrometer massa ini selalu bekerja hanya dengan ion positif. Tahap kedua : Percepatan ion-ion tersebut dipercepat supaya semuanya mempunyai energi kinetic yang sama. Tahap ketiga : PembelokanIon-ion tersebut dibelokkan dengan menggunakan medan magnet, pembelokan yang terjadi tergantung pada massa ion tersebut. Semakin ringan massanya, akan semakin dibelokan. Besarnya pembelokannya juga tergantung pada besar muatan positif ion tersebut. Dengan kata lain, semakin banyak elektron yang ‘diambil’ pada tahap 1, semakin besar muatan ion tersebut, pembelokan yang terjadi akan semakin besar. Tahap keempat : Pendeteksian sinar-sinar ion yang melintas dalam mesin tersebut dideteksi dengan secara elektrik. Diagram lengkap dari spectrometer massa:
Penjelasan Tentang Yang Terjadi di Spektrometer Massa 1. Keadaan Hampa Udara Penting bagi ion-ion yang telah dibuat dalam ruang ionisasi untuk dapat bergerak lurus dalam mesin tanpa bertabrakan dengan molekul-molekul udara. 2. Ionisasi Sampel yang berbentuk gas (vaporised sample) masuk ke dalam ruang ionisasi. Kumparan metal yang dipanaskan dengan menggunakan listrik ‘melepaskan’ elektron-elektron yang ada pada sampel dan elektron-elektron lepas itu menempel pada perangkap elektron (electron trap) yang mempunyai muatan positif. Partikel-partikel dalam sample tersebut (atom atau molekul) dihantam oleh banyak sekali elektron-elektron, dan beberapa dari tumbukan tersebut mempunyai energi cukup untuk melepaskan satu atau lebih elektron dari sample tersebut sehingga sample tersebut menjadi ion positif. Kebanyakan ion-ion positif yang terbentuk itu mempunyai muatan +1 karena akan jauh lebih sulit untuk memindahkan elektron lagi dari sampel yang sudah menjadi ion positif. Ion-ion positif yang terbentuk ini ‘diajak keluar’ dan masuk ke bagian mesin yang merupakan sebuah lempengan metal yang bermuatan positif (Ion repellel). Tambahan: Seperti yang anda akan lihat sebentar lagi, seluruh ruang ionisasi ini dilakukan dengan menggunakan tegangan listrik positif yang besar (10.000 V). Ketika kita berbicara tentang kedua lempengan bermuatan positif, berarti lempengan tersebut mempunyai muatan lebih dari 10.000 V ( Bakhtiar, 1996).
c. Percepatan
Ion-ion positif yang ditolak dari ruang ionisasi yang sangat positif itu akan melewati 3 celah, dimana celah terakhir itu bermuatan 0 V. Celah yang berada di tengah mempunyai voltase menengah. Semua ion-ion tersebut dipercepat sampai menjadi sinar yang sangat terfokus, Seperti pada gambar 2.2 ini.
d. Pembelokan
Ion yang berbeda-beda akan dibelokkan secara berbeda pula oleh medan magnet. Seperti pada gambar 2.3 pembelokan ion oleh medan magnet berikut ini:
Besarnya pembelokan yang dialami oleh sebuah ion tergantung pada:
Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion.
Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
Kuat medan magnet.
Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.
Massa ion (partikel)
Ion-ion yang bermassa ringan akan dibelokkan lebih daripada ion-ion yang bermassa berat. Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan ( Balasanmugam, 1982).e. Muatan ion
Ion yang mempunyai muatan +2 (atau lebih) akan dibelokkan lebih daripada ion-ion yang bermuatan +1. Makin besar muatan, makin besar pembelokan. Dua faktor di atas (massa dan muatan ion) digabungkan kedalam perbandingan massa atau muatan. Perbandingan ini mempunyai simbol m/z (atau m/e). Sebagai contoh: Apabila sebuah ion mempunyai massa 28 dan bermuatan +1, maka perbandingan massa/muatan ion tersebut adalah 28. Ion yang mempunyai massa 56 dan bermuatan +2 juga mempunyai perbandingan massa/muatan yang sama yaitu 28 (Price. 1991). Pada gambar diatas, sinar A mengalami pembelokkan yang paling besar, yang berarti sinar tersebut terdiri dari ion-ion yang mempunyai perbandingan massa/ muatan yang terkecil. Sedangkan sinar C mengalami pembelokkan yang paling kecil, berarti ia terdiri dari ion-ion yang mempunyai perbandingan massa/ muatan yang paling besar. Akan jauh lebih mudah untuk membahas masalah ini jika kita menganggap bahwa muatan semua ion adalah +1. Hampir semua ion-ion yang lewat dalam spektrometer massa ini bermuatan +1, sehingga besarnya perbandingan massa /muatannya akan sama dengan massa ion tersebut (McLafferty, 1993). Tambahan: Anda juga harus mengerti bahwa kemungkinan adanya ion bermuatan +2 ( atau lebih ), tetapi kebanyakan soal-soal akan memberikan spektrum massa dimana ion-ionnya hanya bermuatan +1. Kecuali bila ada petunjuk dalam soal tersebut, anda bisa menganggap bahwa ion yang sedang dibicarakan dalam soal tersebut adalah bermuatan +1. Jadi dengan menganggap semua ion bermuatan +1, maka sinar A terdiri dari ion yang paling ringan, selanjutnya sinar B dan yang terdiri dari ion yang paling berat sedangkan sinar C ion-ion yang ringan akan lebih dibelokkan daripada ion yang berat.
f. Pendeteksian
Proses pendeteksian ion seperti pada gambar 2.4 berikut ini.
Pada gambar diatas hanya sinar B yang bisa terus melaju sampai ke pendetektor ion. Ion-ion lainnya bertubrukan dengan dinding dimana ion-ion akan menerima elektron dan dinetralisasi. Pada akhirnya, ion-ion yang telah menjadi netral tersebut akan dipisahkan dari spektrometer massa oleh pompa vakum.
Ketika sebuah ion menubruk kotak logam, maka ion tersebut akan dinetralisasi oleh elektron yang pindah dari logam ke ion (gambar kanan). Hal ini akan menimbulkan ruang antara elektron-elektron yang ada dalam logam tersebut, dan elektron-elektron yang berada dalam kabel akan mengisi ruang tersebut.
Aliran elektron di dalam kabel itu dideteksi sebagai arus listrik yang bisa diperkuat dan dicatat. Semakin banyak ion yang datang, semakin besar arus listrik yang timbul (Anonimous, 2010).g. Mendeteksi ion-ion lainnya.
Bagaimana ion-ion lainnya dapat dideteksi? Padahal sinar A dan sinar B sudah tidak ada lagi dalam mesin? Ingat bahwa sinar A dibelokkan paling besar, berarti ia mempunyai nilai m/z yang paling kecil (ion yang paling ringan bila bermuatan +1). Untuk membuat sinar ini sampai ke detektor ion, anda perlu membelokkan sinar tersebut dengan menggunakan medan magnet yang lebih kecil (gaya luar yang lebih kecil). Untuk membuat ion-ion yang mempunyai nilai m/z yang besar (ion yang berat bila bermuatan +1) sampai ke detektor ion, maka anda perlu membelokkannya dengan menggunakan medan magnet yang lebih besar. Dengan merubah besarnya medan magnet yang digunakan, maka anda bisa membawa semua sinar yang ada secara bergantian ke detektorion, dimana disana ion-ion tersebut akan menimbulkan arus listrik dimana besarnya berbanding lurus dengan jumlah ion yang datang. Massa dari semua ion yang dideteksi itu tergantung pada besarnya medan magnet yang digunakan untuk membawa sinar tersebut ke detektor ion. Mesin ini dapat disesuaikan untuk mencatat arus listrik (yang merupakan jumlah ion-ion) dengan m/z secara langsung. Massa tersebut diukur dengan menggunakan skala 12 oC. Tambahan: Skala 12 oC adalah skala dimana isotop 12 oC mempunyai berat tepat 12 unit. h. Bentuk output dari spektrometer massa Hasil dari pencatat diagram disederhanakan menjadi ediagram garis. Ini menunjukkan arus listrik yang timbul oleh beragam ion yang mempunyai perbandingan m/z masing- masing. Diagram garis Molybdenum (Mo) adalah sebagai berikut:
Garis tegak lurus itu menunjukkan besarnya arus listrik yang diterima oleh alat pencatat arus yang berarti banyaknya ion datang ke detektor. Seperti yang anda bisa lihat dari diagram diatas, ion yang paling banyak adalah ion yang mempunyai perbandingan m/z 98. Ion-ion lainnya mempunyai perbandingan m/z 92, 94, 95, 96, 97 dan 100.
Ini berarti molybdenum mempunyai 7 macam isotop. Dengan menganggap bahwa semua ion tersebut bermuatan +1 maka berarti massa dari ketujuh isotop tersebut adalah 92, 94, 95, 96, 97 , 98 dan 100.
Tambahan: Bila ada ion bermuatan +2 , maka anda akan tahu karena semua garis yang ada pada diagram diatas akan mempunyai garis lain dengan besar 1/2 dari nilai m/z ( karena, sebagai contoh, 98/2=49 ). Garis-garis itu akan jauh lebih sedikit daripada garis ion +1 karena kemungkinan terbentuknya ion +2 adalah jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan kemungkinan terbentuknya ion +1.i. Sumber ion Gas/ Phase Source
Molekul yang dianalisa diubah dalam bentuk gas (diuapkan) baru kemudian diionkan. Sampel yang berupa padat/ cair harus dikonversi menjadi ion gas. Biasanya untuk senyawa-senyawa yang stabil terhadap thermal dan senyawa ini memiliki titik didih di bawah 5000C. Keterbatasan gas/ phase Source hanya untuk senyawa yang berat molekulnya rendah. j. Desorption Source Pada Desorption Source, senyawa tidak perlu diubah menjadi bentuk gas sebelum diionkan. Molekul yang dianalisa akan menyerap energi sehingga akan terionkan. Desorption Source digunakan untuk senyawa yang tidak stabil terhadap thermal, senyawa non-volatil dan senyawa dengan berat molekul tinggi.
j. Bagian-Bagian Spektrometer Massa
1. Detektor Bentuk alat deteksi pada spectrometer massa ini ditunjukkan pada gambar 2.6 berikut.
Spektro massa adalah alat yang di gunakan untuk menentukan massa atom atau molekul, yang ditemukan oleh Franci William Aston pada tahun1919. Prinsip kerja alat ini adalah pembelokan partikel bermuatan dalam medan magnet ( Nier, 1991). k. Cara Kerja
Cara kerja spektrometer massa adalah sebagai berikut. Sampel dalam bentuk gas mula-mula ditembaki dengan berkas elektron berenergi tinggi. Pelakuan ini menyebabkan atom atau molekul sampel mengalami ionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion positif). Ion-ion positif ini kemudian dipercepat oleh suatu beda potensial dan diarahkan ke dalam suatu medan magnet melalui suatu celah sempit. Dalam medan magnet, ion-ion tersebut akan mengalami pembelokan yang bergantung pada:
1. Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
2. Kuat medan magnet. Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.
3. Massa partikel (ion). Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan.
4. Muatan partikel. Makin besar muatan, makin besar pembelokan.
5. Analisis Kualitatif Spektroskopi massa memungkinkan kita mengidentifikasi suatu senyawa yang tidak diketahui, dengan mengkalibrasi terhadap senyawa yang telah diketahui seperti uap merkuri atau perflorokerosin.
Rumus molekul suatu senyawa dapat ditentukan puncak ion molekul sudah dikenal tetapi untuk hal-hal semacam ini diperlukan spektometri beresolusi tinggi. Aturan nitrogen dapat dimanfaatkan untuk membantu penentuan rumus ini. Lazimnya semua senyawa organik mempunyai berat molekul genap tidak mengandung nitrogen atau mengandung sejumlah atom nitrogen yang genap, sedangkan pada semua senyawa organik dengan berat molekul ganjil mengandung jumlah atom nitrogen ganjil. Aturan ini berlaku untuk senyawa-senyawa kovalen yang mengandung C, H, O, S, dan Halogen. Pola fragmen dipergunakan untuk mengidentifikasi senyawa, juga memungkinkan terdapat pengenalan gugus fungsi dengan melihat puncak-puncak fragmentasi spesifik. Hukum nitrogen menyatakan bahwa suatu molekul yang berat molekulnya merupakan bilangan genap maka molekul tersebut harus tidak mengandung nitrogen atau kalau mengandung nitrogen berjumlah genap, dan molekulnya berbilang ganjil mengandung nitrogen berjumlah ganjil.
6. Analisis Kuantitatif Spektrometer massa dapat digunakan untuk analisis kuantitatif suatu campuran senyawa-senyawa yang dekat hubungannya. Analisis ini dapat dipergunakan untuk analisis campuran, baik senyawa organik ataupun anorganik yang bertekanan uap rendah. Karena pola fragmentasi senyawa campuran adalah aditif sifatnya, suatu senyawa campuran dapat dianalisis jika berada dalam kondisi yang sama. Persyaratan dasar analisisnya adalah setiap senyawa harus mempunyai paling tidak 1 puncak yang spesifik, konstribusi puncak harus aditif dan sensitif harus reproduksibel serta adanya senyawa referens yang sesuai. Dengan spektometer massa beresolusi tinggi, senyawa polimer dengan berat molekul tinggi juga dapat dianalisis. Spectrometer massa dapat digunakan untuk analisis runutan organic terutama dengan menggunakan sumber bunga api listrik, dan ia juga dapat digunakan menganalisis unsur-unsur runutan dalam paduan atau dalam superkonduktor. Tipe bunga api lstrik mempunyai sensitivitas tinggi dan dapat menentukan sampai tingkat ppb. Kekurangan spektrometer massa bunga api listrik adalah ketidak-beraturan dari sumber dan kurang reproduksibel, tetapi kekurangan ini dapat diatasi dengan memakai sistem deteksi fotografi. Analisis kuantitatif instrumen semacam ini didasarkan pada garis-garis fotografi dengan standar yang sesuai.
7. Kegunaan Spektroskopi Massa
a. Mengetahui komposisi unsur dari bahan yang dianalisa sehingga diketahui berat dan rumus molekulnya.
b. Mengetahui unsur senyawa baik senyawa organik maupun anorganik.
c. Untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif suatu kompleks.
d. Untuk penentuan struktur dari komponen permukaan padatan.
e. Untuk menentukan perbandingan isotop atom dalam suatu sampel.
Tambahan: Bila ada ion bermuatan +2, maka anda akan tahu karena semua garis yang ada pada diagram diatas akan mempunyai garis lain dengan besar 1/2 dari nilai m/z ( karena, sebagai contoh, 98/2= 49). Garis-garis itu akan jauh lebih sedikit daripada garis ion +1 karena kemungkinan terbentuknya ion +2 adalah jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan kemungkinan terbentuknya ion +1. Perkembangan pada spektrometri massa mengijinkan pengukuran massa atom secara eksak. Peralatan spektrometer ini menggunakan magnet untuk membelokkan trayektori berkas ion dan banyaknya defleksi ditentukan dengan rasio massa atom terhadap muatannya ( Davis, 1987).
Rabu, 29 Februari 2012
soal optik
V. KESIMPULAN Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Pada panjang tali kurang dari 63 cm didapatkan nilai kuadrat periode yang semakin kecil, dan pada panjang tali lebih besar dari 63 cm didapatkan nilai kuadrat periode yang relatif semakin besar. Gaya pemulih yang bekerja pada pendulum adalah –mg sin θ. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya mempunyai arah yang berlawanan dengan simpangan sudut θ. Gaya pemulih sebanding dengan sin θ, bukan dengan θ. Karena gaya pemulih F berbanding lurus dengan sin θ bukan dengan θ, maka gerakan tersebut bukan merupakan gerak harmonik sederhana. Alasannya jika sudut θ kecil, maka panjang busur x (x= l θ) hampir sama dengan panjang l sin〖θ 〗(garis putus-putus pada arah horizontal).
Kamis, 19 Januari 2012
soal-soal fisika
Soal UAS :
- Pada soal ini kita akan mempelajari system optik geometri, yaitu dua dua buah lensa tipis bikoven mempunyai panjang fokal masing- masing 10 cm dan 20 cm. Keduanya dipisahkan sejauh 20 cm. Sebuah objek terletak di depan lensa pertama sejauh 15 cm.
- Gambarkan sistem optik tersebut !
- Hitunglah posisi final bayangan obyek terhadap lensa 2 !
- Hitunglah perbesaran yang dihasilkan oleh masing – masing lensa dan juga perbesaran final serta berikan keterangan sifat bayangan tersebut !
- Dalam soal ini kita akan mempelajari hukum malus dalam sistem polarisasi
Cahaya. Hukum malus mengatakan bahwa intensitas/irradian I cahaya
terpolarisasi sangat dipengaruhi oleh sudut 
, yaitu sudut antara
polarizer 1 dan polarizer 2, yang diberikan oleh persamaan sebagai berikut :
, yaitu sudut antara
polarizer 1 dan polarizer 2, yang diberikan oleh persamaan sebagai berikut :
- Gambarkan eksperimen malus dan berikan keterangan gambar yang jelas !
- Simulasi dan gambarkan dari grafik I sebagai
fungsi !
- Bagaimana cara kita agar mendapatkan intensitas I yang sangat rendah ( ̴ 0 ) atau intensitas maksimum ? Beri penjelasan singkat !
- Pada bagian ini kita akan mempelajari prinsip interferensi yang terjadi dari dua celah sebagaimana pada gambar dibawah, yang berasal dari dua sumber titik S1 dan S2, kedua gelombang tersebut (E1 dan E2) memiliki beda phase sebesar ɸ, dengan beda jarak rambatan yang ditempuh antara keduanya adalah δ = r2 – r1.
 |
|||
 |
|||
- Sebutkan tiga syarat terjadinya interferensi, dan jelaskan secara singkat!
- Lengkapilah komponen dari gambar diatas agar dapat memberikan dasar untuk mendapatkan persamaan interferensi !
- Berikan persamaan E1 dan E2 !
- Berikan persamaan beda fase ɸ sebagai fungsi jarak dua celah dan panjang gelombang dari cahaya tersebut !
- Berikan persamaan Ep total di titik P! Dan jelaskan makna persamaan tersebut !
Soal Quis :
Gelombang Em sinusoida merambat di ruang bebas pada
arah y dengan frekuensi 50 MHZ
pada waktu dan titik tertentu medan listrik E mempunyai nilai maksimum
500
N/coloumb dan medan tersebut searah koordinat x.
1.
Tentukan periode dan panjang gelombang !
2.
Gambarkan gelombang Em tersebut berikut medan magnet,
hitunglah nilai medan magnet tersebut !
3.
Tuliskan persamaan E dan B sebagai fungsi waktu dan
ruang !
4.
Jika gelombang tersebut melewati medium yang berbeda
indeks biasnya. Hitunglah persamaan koefisien transmisinya !
Tugas Optik :
udara
ni, vi, dt
nt, vt, dt
kaca
xt
Gambar 1. Gambar cahaya dalam medium benda
Berdasarkan gambar 1 diatas, terdapat 2 medium yang berbeda, besarnya
indeks bias
dapat ditunjukkan dengan persamaan :
dimana n = indeks bias
c = kecepatan cahaya 
v = kecepatan cahaya di medium
karena melewati dua medium berbeda
maka besarnya indeks bias yaitu :
Berdasarkan hukum pemnatulan bahwa
B
C 
A D
Nilai 
dan 
dan
Besarnya kecepatan ketika menuju medium adalah sama yatu kecepatan dari B
ke D dan A ke C kita misalkan V maka
dan 
Besarnya 
Apabila melalui dua medium besarnya menjadi
Sehingga
Hasil akhirnya yaitu 
Pembiasan cahaya di dua medium berbeda dapat diselesaikan dengan membuat
S ke dalam sumbu x, y, z.
Jawaban UAS
1.
a. Gambar sistem optiknya :
b. Dik : f1
= 10 cm
f2 = 20 cm
d = 20 cm
So = 15 cm
Jawab :
(bayangan adalah nyata)
c. Karena
bayangannya adalah nyata dan terletak pada 6,67 cm di luar lensa terakhir
perbesaran lateral adalah :
Bayangannya adalah diperkecil.
2.
a.
Gambar eksperimen Malusnya adalah :
b. Simulasi : (misal 
1. 
, maka :
, maka : 
= 
= 
= 
2. 
, maka :
, maka :
= 
= 
= 
3. 
, maka :
, maka :
= 
= 
= 
4. 
, maka :
, maka :
= 
= 
= 
Jadi dapat disimpulkan hubungan keduanya adalah berbanding
terbalik. Grafik hubungan keduanya didapatkan sebagai berikut :
Grafik hubungan antara besarnya sudut dan nilai
intensits yang diberikan
c. Irradians transmisi maksimum
terjadi pada 
supaya 
maka menurut hukum
Malus 
.
supaya maka menurut hukum
Malus .
Jadi :
atau 
3.
a.
Tiga prinsip terjadinya interferensi adalah sebagai berikut :
1. kedua gelombang cahaya harus koheren,
dalam arti bahwa kedua gelombang cahaya harus memiliki beda fase yang selalu
tetap, oleh sebab itu keduanya harus memiliki frekuensi yang sama.
2. Kedua gelombang cahaya harus memiliki
amplitudo yang hampir sama, karena amplitudo dari sebuah gelombang akan lebih
kecil dari gelombang sebelumnya. Ini dapat dikatakan amplitudo telah terbagi
jika kedua gelombang tersebut bisa disatukan kembali pada sebuah layar maka
akan menghasilkan pola interferensi.
3. Kedua gelombang harus bertemu dan
saling melewati.
b. Gambarnya adalah :
c. 
d. Anggap:
, maka
δ
= ( 
. 
) - ( 
. ) = (
- 
) .
. ) - ( . ) = ( - ) .
e. 
= . 
+ 
= . + = 
+ 
)
Jawaban Quis
1. Dik f = 50 Hz
E = 500 N/Colom
Dit a) Priode
dan λ
b) gambar gelombang
c) persamaan E dan B
d)
JAWAB:
a) Priode(1/f) dan λ
T = 
= 
= 
sekon
sekon
f = 
Dengan
c adalah 
Dengan
c adalah
λ = 
= 
=
= 6 m
Langganan:
Postingan
(
Atom
)