Difraksi Sinar-X

Difraksi Sinar-X

Diposting oleh nurrany (093184041) di 07.13 ✪ 1 comment

Difraksi Sinar-X - Presentation Transcript

1. ANALISIS KRISTAL & MINERAL DENGAN DIFRAKSI SINAR-X 1
2. Sejak ditemukannya, sinar-x telah umum dipergunakan untuk tujuan pemeriksaan tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar-x dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam menganalisa kualitatif dan kuantitatif material. Sinar-x adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang sekitar 0,2 sampai 2,5 A (panjang gelombang cahaya tampak adalah sekitar 6000 A). Teori tentang difraksi sinar-x dikemukakan pertama kali oleh Von Laue (1912), dari Universitas Munich (Jerman), dan dikembangkan lebih lanjut oleh W. H. Bragg, dari Universitas Leed (inggris). 
3. Sumber Radiasi X – Ray dan Gamma Ray adalah suatu gelombang ELECTROMAGNETIC dengan tingkatan energy Radiasi sebagai berikut: Semakin tinggi Energy radiasi semakin tebal daya tembusnya dalam memeriksa suatu material Abrianto@T.Metalurgi-UNJANI 3 3
4. High Electrical Potential Electrons + - X-ray Generator or Radioactive Source Creates Radiation Radiation Penetrate the Sample Exposure Recording Device 
5. Sinar X dapat dihasilkan dengan menumbukkan elektron yang dilepaskan oleh katoda pada anoda di dalam suatu tabung hampa udara. Sifat-sifat sinar X yang dihasilkan sangat tergantung dari tegangan dan arus dari tabung, maka tinggi tegangannya makin besar daya tembus dari sinar X yang dihasilkan. Tegangan 150 volt untuk tebal plat 4 mm dan 250 volt untuk tebal plat 6 mm. Sedangkan arus tabung yang besar akan mempertinggi intensitas dari sinar X. 
6. Spektrum sinar X yang dihasilkan mampu mempunyai intensitas, dimana spektra dengan intesitas melonjak yang diberi tanda Kα dan Kβ dinamakan radiasi monokromatik atau radiasi karakteristik. Sinar X yang dihasilkan dengan tegangan rendah biasanya tidak mempunyai radiasi karakteristik dan disebut radiasi putih. 
7. Logika dibalik teori ini adalah asumsi bahwa seandainya suatu kristal terdiri dari atom-atom yang tersusun secara teratur dan periodik dalam ruang dan jarak antar atom hampir sama dengan panjang gelombang sinar-x, maka kristal tersebut dapat berfungsi sebagai kisi-kisi yang menghamburkan cahaya. Dengan konsep ini dan mengingat bahwa sinar-x mempunyai panjang gelombang yang mendekati jarak antar atom, maka difraksi dapat terjadi kalau kristal dikenai oleh sinar-x. 
8. Berkas sinar-x yang dihamburkan tersebut ada yang saling menghilangkan karena fasanya berbeda dan ada juga yang saling menguatkan karena fasanya sama. Berkas sinar-x yang saling menguatkan itulah yang disebut sebagai berkas difraksi. Hukum Bragg merupakan perumusan matematik tentang persyaratan yang harus dipenuhi agar berkas sinar-x yang dihamburkan tersebut merupakan berkas difraksi yang secara umum, difraksi orde n dari bidang (h k l) dengan jarak antar bidang d’, dapat dianggap sebagai difraksi orde 1 dari bidang (nh nk nl) yang berjarak d=d’/n , sehingga: n λ = 2 d’ sin θ λ = 2 d sin θ dimana, λ adalah panjang gelombang sinar-x, dan θ adalah sudut difraksi. 
9. Ada dua faktor yang perlu diingat: l Sinar datang, bidang normal terhadap bidang difraksi, dan berkas difraksi selalu sebidang. l Sudut antara berkas sinar difraksi dan berkas sinar transmisi adalah 2θ. Sudut 2θ inilah yang diukur pada percobaan difraksi, bukan θ. Metoda difraksi dapat dibagi atas 3 jenis, yaitu metoda Laue, Metoda kristal berputar dan metoda serbuk. Dalam metoda Laue, θ dibuat tetap dan λ berubah-ubah, sedangkan metoda kristal berputar dan metoda serbuk, λ dibuat tetap dan θ berubah-ubah. 
10. Aplikasi teknik difraksi sinar-x ini antara lain adalah untuk: l Penentuan struktur kristal l Penentuan ukuran sel satuan l Analisis kualitatif identifikasi unsur/senyawa l Analisis komposisi kimia l Pengukuran tekstur 
11. Jika Hukum Bragg ditulis sebagai: sin θ = λ/2d maka arah difraksi hanya ditentukan oleh jarak antar bidang (d), jarak antar bidang tersebut bergantung pada ukuran dan bentuk sel satuannya, karena itu arah difraksi hanya ditentukan oleh ukuran dan bentuk sel satuan saja. Sebaliknya jika arah difraksi tertentu, maka bentuk sel satuan dapat ditentukan pula, karena setiap sistim kristal mempunyai pola urutan difraksi tertentu yang menghasilkan urutan s 14
12. 15 Gambar 1. Indeks Miller Sistim Sel Satuan
13. Sedangkan ukuran sel satuan (kisi kristal, a) dapat ditentukan dari persamaan jarak antar bidang, yaitu sebagai berikut: lCubic 1/d2 = (h2+k2+l2)/a2 lTetragonal 1/d2 = (h2+k2)/a2 + l2/c2 lHexagonal 1/d2 = 4/3{(h2+hk+k2)/a2} + l2/c2 16
14. Teknik difraksi sinar-x dapat digunakan pula untuk analisis kualitatif karena setiap unsur atau senyawa mempunyai pola difraksi tertentu, dengan demikian jika pola unsur atau senyawa tersebut diketahui, maka unsur atau senyawa tersebut dapat diidentifikasi. 
15. Hasil difraksi serbuk dengan difraktometer adalah berupa pola difraksi yang berisi data intensitas dan sudut difraksinya. Jarak antar bidang dapat dihitung dengan hukum Bragg. Karena sangat banyak sekali unsur/ paduan/senyawa organik/senyawa anorganik dan material yang telah ditemukan, maka pola-pola difraksinya telah tersedia dan telah dikelompokkan.