All About Xrd, Spektroskopi

PRINSIP DASAR SPEKSTROSKOPI DIFRAKSI SINAR X

Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD) merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel.Difraksi sinar-X terjadi pada hamburan elastis foton-foton sinar-X oleh atom dalam sebuah kisi periodik. Hamburan monokromatis sinar-X dalam fasa tersebut memberikan interferensi yang konstruktif. Dasar dari penggunaan difraksi sinar-X untuk mempelajari kisi kristal adalah berdasarkan persamaan Bragg:n.λ = 2.d.sin θ ; n = 1,2,...Dengan λ adalah panjang gelombang sinar-X yang digunakan, d adalah jarak antara dua bidang kisi, θ adalah sudut antara sinar datang dengan bidang normal, dan n adalah bilangan bulat yang disebut sebagai orde pembiasan.Berdasarkan persamaan Bragg, 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.

Keuntungan utama penggunaan sinar-X dalam karakterisasi material adalah kemampuan penetrasinya, sebab sinar-X memiliki energi sangat tinggi akibat panjang gelombangnya yang pendek. Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,5-2,0 mikron. Sinar ini dihasilkan dari penembakan logam dengan elektron berenergi tinggi. Elektron itu mengalami perlambatan saat masuk ke dalam logam dan menyebabkan elektron pada kulit atom logam tersebut terpental membentuk kekosongan. Elektron dengan energi yang lebih tinggi masuk ke tempat kosong dengan memancarkan kelebihan energinya sebagai foton sinar-X.Metode difraksi sinar X digunakan untuk mengetahui struktur dari lapisan tipis yang terbentuk. Sampel diletakkan pada sampel holder difraktometer sinar X. Proses difraksi sinar X dimulai dengan menyalakan difraktometer sehingga diperoleh hasil difraksi berupa difraktogram yang menyatakan hubungan antara sudut difraksi 2θ dengan intensitas sinar X yang dipantulkan. Untuk difraktometer sinar X, sinar X terpancar dari tabung sinar X. Sinar X didifraksikan dari sampel yang konvergen yang diterima slit dalam posisi simetris dengan respon ke fokus sinar X. Sinar X ini ditangkap oleh detektor sintilator dan diubah menjadi sinyal listrik. Sinyal tersebut, setelah dieliminasi komponen noisenya, dihitung sebagai analisa pulsa tinggi. Teknik difraksi sinar x juga digunakan untuk menentukan ukuran kristal, regangan kisi, komposisi kimia dan keadaan lain yang memiliki orde yang sama.

SUMBER DAN SIFAT SINAR X

Tabung sinar-XPada umumnya, sinar diciptakan dengan percepatan arus listrik, atau setara dengan transisi kuantum partikel dari satu energi state ke lainnya. Contoh : radio ( electron berosilasi di antenna) , lampu merkuri (transisi antara atom)Ketika sebuah elektron menabrak anoda :1. Menabrak atom dengan kecepatan perlahan, dan menciptakan radiasi bremstrahlung atau panjang gelombang kontinyu2. Secara langsung menabrak atom dan menyebabkan terjadinya transisi menghasilkan panjang gelombang garisSinar X merupakan radiasi elektromagnetik yang memiliki energi tinggi sekitar 200 eV sampai 1 MeV. Sinar X dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron eksternal dengan elektron pada kulit atom. Spektrum Sinar X memilki panjang gelombang 10-5 – 10 nm, berfrekuensi 1017 -1020 Hz dan memiliki energi 103 -106 eV. Panjang gelombang sinar X memiliki orde yang sama dengan jarak antar atom sehingga dapat digunakan sebagai sumber difraksi kristal.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).

RANGKAIAN ALAT XRD

KOMPONEN DALAM XRD

Slit dan film

Monokromator

Sinar-X dihasilkan di suatu tabung sinar katode dengan pemanasan kawat pijar untuk menghasilkan elektron-elektron, kemudian electron-elektron tersebut dipercepat terhadap suatu target dengan memberikan suatu voltase, dan menembak target dengan elektron. Ketika elektron-elektron mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron-elektron dalam target, karakteristik spektrum sinar-X dihasilkan. Spektrum ini terdiri atas beberapa komponen-komponen, yang paling umum adalah Kα dan Kβ. Ka berisi, pada sebagian, dari Kα1 dan Kα2. Kα1 mempunyai panjang gelombang sedikit lebih pendek dan dua kali lebih intensitas dari Kα2. Panjang gelombang yang spesifik merupakan karakteristik dari bahan target (Cu, Fe, Mo, Cr). Disaring, oleh kertas perak atau kristal monochrometers, yang akan menghasilkan sinar-X monokromatik yang diperlukan untuk difraksi. Tembaga adalah bahan sasaran yang paling umum untuk diffraction kristal tunggal, dengan radiasi Cu Kα =05418Å. Sinar-X ini bersifat

collimated dan mengarahkan ke sampel. Saat sampel dan detektor diputar, intensitas Sinar X pantul itu direkam. Ketika geometri dari peristiwa sinar-X tersebut memenuhi persamaan Bragg, interferens konstruktif terjadi dan suatu puncak di dalam intensitas terjadi. Detektor akan merekam dan memproses isyarat penyinaran ini dan mengkonversi isyarat itu menjadi suatu arus yang akan dikeluarkan pada printer atau layar komputer

X-ray powder diffractogram. Peak positions occur where the X-ray beam has been diffracted by the crystal lattice. The unique set of d-spacings derived from this patter can be used to 'fingerprint' the mineral. Image courtesy the USGS

Petunjuk penggunaaan, penyiapan sample

Ambil sepersepuluh berat sample (murni lebih baik)Gerus sample dalam bentuk bubuk. Ukuran kurang dari ~10 μm atau 200-mesh lebih disukaiLetakkan dalam sample holder

Harus diperhatikan agar mendapatkan permukaan yang datar dan mendapatkan distribusi acak dari orientasi-orientasi kisiUntuk analisa dari tanah liat yang memerlukan single orientasi, teknik-teknik yang khusus untuk persiapan tanah liat telah diberikan oleh USGSPengumpulan Data

Intensitas sinar-X yang didifraksikan secara terus-menerus direkam sebagai contoh dan detektor berputar melalui sudut mereka masing-masing. Sebuah puncak dalam intensitas terjadi ketika mineral berisi kisi-kisi dengan d-spacings sesuai dengan difraksi sinar-X pada nilai θ Meski masing-masing puncak terdiri dari dua pemantulan yang terpisah (Kα1 dan Kα2), pada nilai-nilai kecil dari 2 θ lokasi-lokasi puncak tumpang-tindih dengan Kα2 muncul sebagai suatu gundukan pada sisi Kα1. Pemisahan lebih besar terjadi pada nilai-nilai θ yang lebih tinggi .

KEGUNAAN DAN APLIKASI

Membedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorfMembedakan antara material yang bersifat kristal dengan amorf.Mengukur macam-macam keacakan dan penyimpangan kristal.Karakterisasi material kristalIdentifikasi mineral-mineral yang berbutir halus seperti tanah liat

Penentuan dimensi-dimensi sel satuanDengan teknik-teknik yang khusus, XRD dapat digunakan untuk:

1. Menentukan struktur kristal dengan menggunakan Rietveld refinement2. Analisis kuantitatif dari mineral3. Karakteristik sampel film

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN DARI XRD KRISTAL DAN BUBUK

Kristal Tunggal

Keuntungan

Kita dapat mempelajari struktur kristal tersebut.

Kerugian

Sangat sulit mendapatkan senyawa dalam bentuk kristalnya

Bubuk

Kerugian

Sulit untuk menentukan strukturnya

Keuntungan

Lebih mudah memperoleh senyawa dalam bentuk bubuk

METODE ANALISA

Terlampir dalam jurnal

DAFTAR PUSTAKA

I.chorkendroff, J.W. Niemantsverdiet. Concepts of Modern Catalysis and Kinetics. Wliey-VCH GmbH&Co. New York. 2003. Hal 143 -147

http://serc.carleton.edu/

http://www.chem-is-try.org/http://ardiannisworld.blogspot.com/2008/01/difraksi-neutron_31.html By orybun di 3:41 PM Label: kimia

Instrumen X-Ray Difraction (XRD)

09:54 | Diposkan oleh bambang

•Di akhir tahun 1895, Roentgen (Wilhelm Conrad Roentgen, Jerman, 1845-1923), seorang profesor fisika dan rektor Universitas Wuerzburg di Jerman melakukan penelitian sinar-X dan meneliti sifat-sifatnya.

•Di awal tahun 1896 reprint laporan Roentgen dikirimkan kepada ilmuwan-ilmuwan terkenal. Pada saat itu belum ditemukan fenomena interferensi dan difraksi. Karena itu muncullah persaingan antara teori partikel dengan teori gelombang

untuk menjelaskan esensi/substansi sinar-X. Teori partikel dikemukakan antara lain oleh W.H. Bragg, teori gelombang dikemukakan antara lain oleh Stokes dan C.G. Barkla. Sejak saat itu teori gelombang didukung oleh lebih banyak orang. Pada tahun 1912, fenomena difraksi sinar-X oleh kristal ditemukan oleh Max von Laue dan kemudian dapat dipastikan bahwa sinar-X adalah gelombang elektromagnetik.

Pembentukan Sinar-X :

•1. Radiasi sinar X dihasilkan karena adanya perlambatan elektron,baik secara perlahan maupun secara tiba-tiba.

•2. Radiasi garis disebabkan oleh adanya perlambatan elektron dari katoda secara tiba-tiba sehingga energi yang dikeluarkan sangat besar.

•3. Radiasi kontinyu disebabkan oleh adanya perlambatan elektron dari katoda secara perlahan dan kontinyu.

Didalam tabung sinar X, elektron dihasilkan melalui pemanasan katoda dengan energi/tegangan yang besar sehingga elektron katoda lepas dan dengan kecepatan tinggi bergerak menuju anoda (logam target) sehingga terjadi tumbukan dan pelepasan elektron dari kulit terdalam sehingga terjadi kekosongan. Tempat kosong diisi elektron dari kulit yang lebih luar sambil mengemisikan energi yang disebut radiasi sinar-X.

Difraksi Sinar-X :

•XRD merupakan metode analisa nondestruktif yang didasarkan pada pengukuran radiasi sinar-X yang terdifraksi oleh bidang kristal ketika terjadi interaksi antara suatu materi dengan radiasi elektromagnetik sinar X. Suatu kristal memiliki kisi kristal tertentu dengan jarak antar bidang kristal (d) spesifik juga sehingga bidang kristal tersebut akan memantulkan radiasi sinar X dengan sudut-sudut tertentu.

Kegunaan metode difraksi sinar-X :Penentuan struktur kristal : 1. Bentuk dan ukuran sel satuan kristal (d, sudut, dan panjang ikatan),2. Pengideks-an bidang kristal,3. Jumlah atom per-sel satuan

Analisis kimia : 1. Identifikasi/Penentuan jenis kristal2. Penentuan kemurnian relatif dan derajat kristalinitas sampel3. Deteksi senyawa baru4. Deteksi kerusakan oleh suatu perlakuan

Contoh spektra hasil XRD :

Untuk interpretasi/pembacaan spektra dengan membandingkan spektra yang berada pada induk data spektra XRD, misalnya pada data JCPDS. Untuk menyimpulkan minimal ada 3 puncak spektra yang identik dengan spektra pada data induk

KROMATOGRAFI

Kromatografi

Kromatografi adalah alat untuk mengetahui kandungan suatu senyawa didalam campuran.Prinsip kerja kromatografi adalah pemisahan dua atau lebih senyawa dalam satu campuran berdasarkan perbedaan berat molekulnya.

Berdasarkan perbedaan fase-nya alat kromatografi dibagi menjadi 2 macam:1. Kromatografi gas (GC-Gas Cromatography)Dipakai untuk menganalisa campuran yang berupa cairan yang mudah menguap (BM rendah)

2. Kromatografi cair (HPLC-High Performance Liquid Cromatography) Dipakai untuk menganalisa campuran yang berupa cairan yang sulit menguap (BM tinggi

DEFINISI, INSTRUMENTASI, PRINSIP KERJA, DAN METODE ANALISIS GAS CROMATOGRAFY MASS SPECTROMETRY (GCMS)

DEFINISI, INSTRUMENTASI, PRINSIP KERJA, DAN METODE ANALISIS

GAS CROMATOGRAFY MASS SPECTROMETRY (GCMS)

A. Defenisi Gas Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

GCMS merupakan metode pemisahan senyawa organik yang menggunakan dua metode analisis

senyawa yaitu kromatografi gas (GC) untuk menganalisis jumlah senyawa secara kuantitatif dan

spektrometri massa (MS) untuk menganalisis struktur molekul senyawa analit.

Gas kromatografi merupakan salah satu teknik spektroskopi yang menggunakan prinsip pemisahan

campuran berdasarkan perbedaan kecepatan migrasi komponen-komponen penyusunnya. Gas

kromatografi biasa digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang terdapat pada campuran gas

dan juga menentukan konsentrasi suatu senyawa dalam fase gas.

Spektroskopi massa adalah suatu metode untuk mendapatkan berat molekul dengan cara mencari

perbandingan massa terhadap muatan dari ion yang muatannya diketahui dengan mengukur jari-jari

orbit melingkarnya dalam medan magnetik seragam.

Penggunaan kromatografi gas dapat dipadukan dengan spektroskopi massa. Paduan keduanya

dapat menghasilkan data yang lebih akurat dalam pengidentifikasian senyawa yang dilengakapi dengan

struktur molekulnya.

Kromatografi gas ini juga mirip dengan distilasi fraksional, karena kedua proses memisahkan

komponen dari campuran terutama berdasarkan pada perbedaan itik didih (atau tekanan uap). Namun,

distilasi fraksional biasanya digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari campuran pada

skala besar, sedangkan GC dapat digunakan padaskala yang lebih kecil (yaitu mikro)(Pavia:2006).

B. Instrumentasi Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

Rangkaian instrumentasi untuk gas kromatografi dan spekstroskopi massa bergabung menjadi satu

kesatuan rangkaian yang sering disebut dengan GCMS. Secara umum rangkaian GCMS :

Gambar 1. Diagram Alir Kromatografi Gas-Cair

(Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_chromatographydiakses tanggal 12 Des 2011)

Berikut adalah penjelasan mengenai masing-masing instrument pada rangkaian GCMS.

1. Instrumentasi Gas Kromatografi

a. Carrier Gas Supply

Gas pembawa (carrier gas) pada kromatografi gas sangatlah penting. Gas yang dapat digunakan

pada dasarnya haruslah inert, kering, dan bebas oksigen. Kondisi seperti ini dibutuhkan karena gas

pembawa ini dapat saja bereaksi dan dapat mempengaruhi gas yang akan dipelajari atau diidentifikasi.

b. Injeksi Sampel

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil.

Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan

mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet

tersebut.

c. Kolom

Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama, tube panjang dan tipis berisi

material padatan; Tipe kedua, lebih tipis dan memiliki fase diam yang berikatan dengan pada bagian

terdalam permukaannya. Ada tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran

yang diinjeksikan pada kolom:

Molekul dapat berkondensasi pada fase diam.

Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diam

Molekul dapat tetap pada fase gas

2.Instrumentasi Spekstroskopi massa

a. Sumber Ion

Setelah melewati rangkaian gas kromatografi, sampel gas yang akan diuji dilanjutkan melalui

rangkaian spekstroskopi massa. Molekul-molekul yang melewati sumber ion ini diserang oleh elektron,

dan dipecah menjadi ionion positifnya. Tahap ini sangatlah penting karena untuk melewati filter,

partikel-partikel sampel haruslah bermuatan.

b. Filter

Selama ion melui rangkaian spekstroskopi massa, ion-ion ini melalui rangkaian elektromagnetik

yang menyaring ion berdasarkan perbedaan masa. Para ilmuwan memisahkan komponen-komponen

massa untuk kemudian dipilih yang mana yang boleh melanjutkan yang mana yang tidak (prinsip

penyaringan). Filter ini terus menyaring ion-ion yang berasal dari sumber ion untuk kemudian diteruskan

ke detektor.

c. Detektor

Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan. Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian

bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan daripada

detektor alternatif lainnya.

Dalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks.

Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan

elektron dapat dideteksi. Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan

temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor.

Hasil detektor akan direkam sebagai urutan puncak-puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa

dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati-hati kondisi dalam

kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang

tampak-tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa

pada kondisi yang sama.

C. Prinsip Kerja Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

1. Kromatografi Gas (Gas Chromatography)

Kromatografi gas (GC) merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk

pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau

memisahkan berbagai komponen dari campuran. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam

mengidentifikasi sebuah senyawa kompleks.

Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau "mobile phase") adalah sebuah operator gas,

yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive seperti gas nitrogen. Stationary atau

fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam

bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk

melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau "aerograph", "gas pemisah").

2. Spektroskopi Massa (Mass Spectrometry)

Umumnya spektrum massa diperoleh dengan mengubah senyawa suatu sample menjadi ion-ion

yang bergerak cepat yang dipisahkan berdasarkan perbandingan massa terhadap muatan.

Spektroskopi massa mampu menghasilkan berkas ion dari suatu zat uji, memilah ion tersebut

menjadi spektum yang sesuai dengan perbandingan massa terhadap muatan dan merekam kelimpahan

relatif tiap jenis ion yang ada. Umumnya hanya ion positif yang dipelajari karena ion negative yang

dihasilkan dari sumber tumbukan umumnya sedikit.

3. Kombinasi GCMS

Saat GC dikombinasikan dengan MS, akan didapatkan sebuah metode analisis yang sangat bagus.

Peneliti dapat menganalisis larutan organik, memasukkannya ke dalam instrumen, memisahkannya

menjadi komponen tinggal dan langsung mengidentifikasi larutan tersebut. Selanjutnya, peneliti dapat

menghitung analisa kuantitatif dari masing-masing komponen. Pada Gambar 4, sumbu z menyatakan

kelimpahan senyawa, sumbu x menyatakan spektrum kromatografi, dan sumbu y menyatakan spektrum

spektroskopi massa. Untuk menghitung masing-masing metode dapat divisualisasikan ke dalam grafik

dua dimensi.

4. Metode Analisis Cromatografy Mass Spectrometry (GCMS)

Pada metode analisis GCMS (Gas Cromatografy Mass Spektroscopy) adalah dengan membaca

spektra yang terdapat pada kedua metode yang digabung tersebut. Pada spektra GC jika terdapat

bahwa dari sampel mengandung banyak senyawa, yaitu terlihat dari banyaknya puncak (peak) dalam

spektra GC tersebut. Berdasarkan data waktu retensi yang sudah diketahui dari literatur, bisa diketahui

senyawa apa saja yang ada dalam sampel.

Selanjutnya adalah dengan memasukkan senyawa yang diduga tersebut ke dalam instrumen

spektroskopi massa. Hal ini dapat dilakukan karena salah satu kegunaan dari kromatografi gas adalah

untuk memisahkan senyawa-senyawa dari suatu sampel. Setelah itu, didapat hasil dari spektra

spektroskopi massa pada grafik yang berbeda.

Informasi yang diperoleh dari kedua teknik ini yang digabung dalam instrumen GC/MS adalah

tak lain hasil dari masing-masing spektra. Untuk spektra GC, informasi terpenting yang didapat adalah

waktu retensi untuk tiap-tiap senyawa dalam sampel. Sedangkan untuk spektra MS, bisa diperoleh

informasi mengenai massa molekul relatif dari senyawa sampel tersbut.

Tahap-tahap suatu rancangan penelitian GC/MS:

1. Sample preparation

2. Derivatisation

3. Injeksi

Menginjeksikan campuran larutan ke kolom GC lewat heated injection port. GC/MS kurang

cocok untuk analisa senyawa labil pada suhu tinggi karena akan terdekomposisi pada awal pemisahan.

4. GC separation

Campuran dibawa gas pembawa (biasanya Helium) dengan laju alir tertentu melewati kolom GC

yang dipanaskan dalam pemanas. Kolom GC memiliki cairan pelapis (fasa diam) yang inert.

5. MS detector

Aspek kualitatif : lebih dari 275.000 spektra massa dari senyawa yang tidak diketahui dapat

teridentifikasi dengan referensi komputerisasi.

Aspek kuantitatif : dengan membandingkan kurva standar dari senyawa yang diketahui dapat

diketahui kuantitas dari senyawa yang tidak diketahui.

6. Scanning

Spektra massa dicatat secara reguler dalam interval 0,5-1 detik selama pemisahan GC dan

disimpan dalam sistem instrumen data untuk digunakan dalam analisis. Spektra massa berupa

fingerprint ini dapat dibandingkan dengan acuan.

Daftar Pustaka

Fowlis, Ian A.,1998. Gas Chromatography Analytical Chemistry by Open Learning. John Wiley & Sons Ltd:

Chichester.

Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006). Introduction to Organic

Laboratory Techniques (4th Ed.). Thomson Brooks/Cole. pp. 797–817.

Skoog, Douglas A., Donald M. West, F. James Holler. 1991. Fundamental of Analytical Chemistry. Seventh

Edition. New York: Saunders College Publishing.

KromatografiDitulis oleh Yoshito Takeuchi pada 03-01-2009

Walaupun agak tidak terlalu jelas, kontribusi kromatografi pada perkembangan kimia modern tidak dapat dipandang rendah. Tanpa teknik kromatografi, sintesis senyawa murni (atau hampir murni) akan sangat sukar , dan dalam banyak kasus, hampir tidak mungkin.

Di awal abad ke-20, kimiawan Rusia Mikhail Semënovich Tsvet (1872-1919) menyiapkan kolom yang diisi dengan serbuk kalsium karbonat, dan kedalamnya dituangkan campuran pigmen tanaman yang dilarutkan dalam eter. Secara mengejutkan, pigmen memisahkan dan membentuk lapisan berwarna di sepanjang kolom. Ia menamakan kromatografi pada teknik pemisahan baru ini (1906). Kemudian kimiawan dari Swiss Richard Martin Willstätter (1872-1942) menerapkan teknik ini untuk risetnya yakni khlorofil untuk menunjukkan manfaat teknik ini, dan sejak itu banyak perhatian diberikan pada kromatografi.

Kromatografi adalah teknik untuk memisahkan campuran menjadi komponennya dengan bantuan perbedaan sifat fisik masing-masing komponen. Alat yang digunakan terdiri atas kolom yang di dalamnya diisikan fasa stasioner (padatan atau cairan). Campuran ditambahkan ke kolom dari ujung satu dan campuran akan bergerak dengan bantuan pengemban yang cocok (fasa mobil). Pemisahan dicapai oleh perbedaan laju turun masing-masing komponen dalam kolom, yang ditentukan oleh kekuatan adsorpsi atau koefisien partisi antara fasa mobil dan fasa diam (stationer).

Komponen utama kromatografi adalah fasa stationer dan fasa mobil dan kromatografi dibagi menjadi beberapa jenis bergantung pada jenis fasa mobil dan mekanisme pemisahannya, seperti ditunjukkan di Tabel 12.1

Tabel 12.1 Klasifikasi kromatografi

Kriteria Nama

Fasa mobil Kromatografi cair, kromatografi gasKromatografi adsorpsi, kromatografi partisi

MekanismeKromatografi pertukaran ionkromatografi gel

Fasa stationerKromatografi kolom, kromatografi lapis tipis,kromatografi kertas

Beberapa contoh kromatografi yang sering digunakan di laboratorium diberikan di bawah ini.

a. Kromatografi partisi

Prinsip kromatografi partisi dapat dijelaskan dengan hukum partisi yang dapat diterapkan pada sistem multikomponen yang dibahas di bagian sebelumnya. Dalam kromatografi partisi, ekstraksi terjadi berulang dalam satu kali proses. Dalam percobaan, zat terlarut didistribusikan antara fasa stationer dan fasa mobil. Fasa stationer dalam banyak kasus pelarut diadsorbsi pada adsorben dan fasa mobil adalah molekul pelarut yang mengisi ruang antar partikel yang ter adsorbsi.

Contoh khas kromatografi partisi adalah kromatografi kolom yang digunakan luas karena merupakan sangat efisien untuk pemisahan senyawa organik (Gambar 12.3).

Kolomnya (tabung gela) diisi dengan bahan seperti alumina, silika gel atau pati yang dicampur dengan adsorben, dan pastanya diisikan kedalam kolom. Larutan sampel kemudian diisikan kedalam kolom dari atas sehingga sammpel diasorbsi oleh adsorben. Kemudian pelarut (fasa mobil; pembawa) ditambahkan tetes demi tetes dari atas kolom.

Partisi zat terlarut berlangsung di pelarut yang turun ke bawah (fasa mobil) dan pelarut yang teradsorbsi oleh adsorben (fasa stationer). Selama perjalanan turun, zat terlarut akan mengalami proses adsorpsi dan partisi berulang-ulang. Laju penurunan berbeda untuk masing-masing zat terlarut dan bergantung pada koefisien partisi masing-masing zat terlarut. Akhirnya, zat terlarut akan terpisahkan membentuk beberapa lapisan.

Akhirnya, masing-masing lapisan dielusi dengan pelarut yang cocok untuk memberikan spesimen murninya. Nilai R didefinisikan untuk tiap zat etralrut dengan persamaan berikut.

R = (jarak yang ditempuh zat terlarut) / (jarak yang ditempuh pelarut/fasa mobil).

Gambar 12.3 Diagram skematik kromatografi

b. Kromatografi kertas

Mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas prinsipnya sama dengan mekanisme pada kromatografi kolom. Adsorben dalam kromatografi kertas adalah kertas saring, yakni selulosa. Sampel yang akan dianalisis ditotolkan ke ujung kertas yang kemudian digantung dalam wadah. Kemudian dasar kertas saring dicelupkan kedalam pelarut yang mengisi dasar wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam. Air, etanol, asam asetat atau campuran zat-zat ini dapat digunakan.

Kromatografi kertas diterapkan untuk analisis campuran asam amino dengan sukses besar. Karena asam amino memiliki sifat yang sangat mirip, dan asam-asam amino larut dalam air dan tidak mudah menguap (tidak mungkin didistilasi), pemisahan asam amino adalah masalah paling sukar yang dihadapi kimiawan di akhir abad 19 dan awal abad 20. Jadi penemuan kromatografi kertas merupakan berita sangat baik bagi mereka.

Kimiawan Inggris Richard Laurence Millington Synge (1914-1994) adalah orang pertama yang menggunakan metoda analisis asam amino dengan kromatografi kertas. Saat campuran asam amino menaiki lembaran kertas secara vertikal karena ada fenomena kapiler, partisi asam amino antara fasa mobil dan fasa diam (air) yang teradsorbsi pada selulosa berlangsung berulang-ulang. Ketiak pelarut mencapai ujung atas kertas proses dihentikan. Setiap asam amino bergerak dari titik awal sepanjang jarak tertentu. Dari nilai R, masing-masing asam amino diidentifikasi.

Kromatografi kertas dua-dimensi (2D) menggunakan kertas yang luas bukan lembaran kecil, dan sampelnya diproses secara dua dimensi dengan dua pelarut.

Gambar 12.4 Contoh hasil kromatografi kertas pigmen dari www.indigo.com/ science-supplies/filterpaper. html

c. Kromatografi gas

Campuran gas dapat dipisahkan dengan kromatografi gas. Fasa stationer dapat berupa padatan (kromatografi gas-padat) atau cairan (kromatografi gas-cair).

Umumnya, untuk kromatografi gas-padat, sejumlah kecil padatan inert misalnya karbon teraktivasi, alumina teraktivasi, silika gel atau saringan molekular diisikan ke dalam tabung logam gulung yang panjang (2-10 m) dan tipis. Fasa mobil adalah gas semacam hidrogen, nitrogen atau argon dan disebut gas pembawa. Pemisahan gas bertitik didih rendah seperti oksigen, karbon monoksida dan karbon dioksida dimungkinkan dengan teknik ini.

Dalam kasus kromatografi gas-cair, ester seperti ftalil dodesilsulfat yang diadsorbsi di permukaan alumina teraktivasi, silika gel atau penyaring molekular, digunakan sebagai fasa diam dan diisikan ke dalam kolom. Campuran senyawa yang mudah menguap dicampur dengan gas pembawa disuntikkan ke dalam kolom, dan setiap senyawa akan dipartisi antara fasa gas (mobil) dan fasa cair (diam) mengikuti hukum partisi. Senyawa yang kurang larut dalam fasa diam akan keluar lebih dahulu.

Metoda ini khususnya sangat baik untuk analisis senyawa organik yang mudah menguap seperti hidrokarbon dan ester. Analisis minyak mentah dan minyak atsiri dalam buah telah dengan sukses dilakukan dengan teknik ini.

Efisiensi pemisahan ditentukan dengan besarnya interaksi antara sampel dan cairannya. Disarankan untuk mencoba fasa cair standar yang diketahui efektif untuk berbagai senyawa. Berdasarkan hasil ini, cairan yang lebih khusus kemudian dapat dipilih. Metoda deteksinya, akan mempengaruhi kesensitifan teknik ini. Metoda yang dipilih akan bergantung apakah tujuannya analisik atau preparatif.

d. HPLC

Akhir-akhir ini, untuk pemurnian (misalnya untuk keperluan sintesis) senyawa organik skala besar, HPLC (high precision liquid chromatography atau high performance liquid chromatography) secara ekstensif digunakan. Bi la zat melarut dengan pelarut yang cocok, zat tersebut dapat dianalisis. Ciri teknik ini adalah penggunaan tekanan tinggi untuk mengirim fasa mobil kedalam kolom. Dengan memberikan tekanan tinggi, laju dan efisiensi pemisahan dapat ditingkatkan dengan besar.

Silika gel atau oktadesilsilan yang terikat pada silika gel digunakan sebagai fasa stationer. Fasa stationer cair tidak populer. Kolom yang digunakan untuk HPLC lebih pendek daripada kolom yang digunakan untuk kromatografi gas. Sebagian besar kolom lebih pendek dari 1 m.

Kromatografi penukar ion menggunakan bahan penukar ion sebagai fasa diam dan telah berhasil digunakan untuk analisis kation, anion dan ion organik.

Kromatografi lapis tipisDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Belum Diperiksa

Langsung ke: navigasi, cari

Pemisahanan tinta hitam dengan kromatografi lapis tipis

Kromatografi lapis tipis merupakan salah satu analisis kualitatif dari suatu sampel yang ingin dideteksi dengan memisahkan komponen-komponen sampel berdasarkan perbedaan kepolaran.[1]

Daftar isi

1 Prinsip 2 Visualisasi

3 Nilai Rf 4 Referensi

Prinsip

Prinsip kerjanya memisahkan sampel berdasarkan perbedaan kepolaran antara sampel dengan pelarut yang digunakan.[1] Teknik ini biasanya menggunakan fase diam dari bentuk plat silika dan fase geraknya disesuaikan dengan jenis sampel yang ingin dipisahkan.[1] Larutan atau campuran larutan yang digunakan dinamakan eluen.[1] Semakin dekat kepolaran antara sampel dengan eluen maka sampel akan semakin terbawa oleh fase gerak tersebut.[2]

Visualisasi

Proses berikutnya dari kromatografi lapis tipis adalah tahap visualisasi.[1] Tahapan ini sangat penting karena diperlukan suatu keterampilan dalam memilih metode yang tepat karena harus disesuaikan dengan jenis sampel yang sedang di uji.[1] Salah satu yang dipakai adalah penyemprotan dengan larutan ninhidrin.[3] Ninhidrin (2,2-Dihydroxyindane-1,3-dione) adalah suatu larutan yang akan digunakan untuk mendeteksi adanya gugus amina.[3] Apabila pada sampel terdapat gugus amina maka ninhidrin akan bereaksi menjadi berwarna ungu.[3] Biasanya padatan ninhidirn ini dilarutkan dalam larutan butanol.[3]

Nilai Rf

Jarak antara jalannya pelarut bersifat relatif.[4] Oleh karena itu, diperlukan suatu perhitungan tertentu untuk memastikan spot yang terbentuk memiliki jarak yang sama walaupun ukuran jarak plat nya berbeda.[4] Nilai perhitungan tersebut adalah nilai Rf, nilai ini digunakan sebagai nilai perbandingan relatif antar sampel.[4] Nilai Rf juga menyatakan derajat retensi suatu komponen dalam fase diam sehingga nilai Rf sering juga disebut faktor retensi.[4] Nilai Rf dapat dihitung dengan rumus berikut[4] :

Rf = Jarak yang ditempuh substansi/Jarak yang ditempuh oleh pelarut

Semakin besar nilai Rf dari sampel maka semakin besar pula jarak bergeraknya senyawa tersebut pada plat kromatografi lapis tipis.[5] Saat membandingkan dua sampel yang berbeda di bawah kondisi kromatografi yang sama, nilai Rf akan besar bila senyawa tersebut kurang polar dan berinteraksi dengan adsorbent polar dari plat kromatografi lapis tipis.[5]

Nilai Rf dapat dijadikan bukti dalam mengidentifikasikan senyawa.[5] Bila identifikasi nilai Rf memiliki nilai yang sama maka senyawa tersebut dapat dikatakan memiliki karakteristik yang sama atau mirip.[5] Sedangkan, bila nilai Rfnya berbeda, senyawa tersebut dapat dikatakan merupakan senyawa yang berbeda.[5]

SPEKTROSKOPI INFRAMERAH (INFRARED SPECTROSCOPY) by Khrismala Surya Ningsih, Achmad Marsuki Putra, and Muhtar

SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

(INFRARED SPECTROSCOPY)

by Khrismala Surya Ningsih, Achmad Marsuki Putra, and Muhtar

1. A. Latar Belakang

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya.

Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis spektral. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan dialirkan oleh suatu perekam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.

Di dalam fisika klasik, radiasi elektromagnetik dapat dianggap sebagai sebuah penjalaran gelombang yang memiliki komponen listrik yang tegak lurus terhadap komponen magnetiknya dan berisolasi dengan frekuensi yang tepat sama. Berdasarkan pendekatan ini, radiasi elektromagnetik dapat dinyatakan dalam frekuensi atau panjang gelombang.

Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 - 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 - 10 cm-1.

1. B. Prinsip Kerja

Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400-4000cm-1, di mana cm-1 yang dikenal sebagai wavenumber (1/wavelength), yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. Untuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel. Mereka frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dari% ditransmisikan bersekongkol melawan wavenumber.

Spektroskopi inframerah sangat berguna untuk analisis kualitatif (identifikasi) dari senyawa organik karena spektrum yang unik yang dihasilkan oleh setiap organik zat dengan puncak struktural yang sesuai dengan fitur yang berbeda. Selain itu, masing-masing kelompok fungsional menyerap sinar inframerah pada frekuensi yang unik. Sebagai contoh, sebuah gugus karbonil, C = O, selalu menyerap sinar inframerah pada 1670-1780 cm-1, yang menyebabkan ikatan karbonil untuk meregangkan.

1. C. Instrumentrasi

Gambar: Skema Instrumen Spektrofotometer Inframerah (Silverstein, 2002)

Bagian pokok dari spektrofotometer inframerah adalah sumber cahaya inframerah, monokromator dan detector. Cahaya dari sumber dilewatkan melalui cuplikan, dipecah menjadi frekuensi-frekuensi individunya dalam monokromator dan intensitas relatif dari frekuensi individu diukur oleh detektor

a) Sumber inframerah

Sumber yang umum digunakan adalah merupakan batang yang dipanaskan oleh listrik yang berupa :

@ “Nernst glower” (campuran oksida dari Zr, Y, Er, dsb).

@ “Globar” (silikon karbida)

@ Berbagai bahan keramik

b) Monokromator

Prisma dan grating keduanya dapat digunakan. Kebanyakan prisma yang digunakan adalah NaCl hanya transparan dibawah 625 cm-1, sedang halide logam lainnya harus digunakan pada pekerjaan dengan frekuensi yang rendah (missal CsI, atau campuran ThBr dan ThI) yang dikenal sebgai KRS-5. Grating dan prisma mempunyai peranan dalam meresolusi spektra dan dapat dibuat dari bermacam-macam bahan. Tabel berikut menyatakan hubungan anatara bahan prisma dan daerah jangkauan frekuensi.

Bahan prisma Gelas Quartz CaF2 SiF NaCl KBr (CsBr)

CsI

Daerah frekuensi (cm-

1)

Diatas 3500

Diatas 2860

5000-1300

5000-1700

5000-650

1.100-285

1000-200

Daerah panjang gelombang(m)

Dibawah 2.86

Dibawah 3.5

2.0-7.7 2.0-5.7 2-15.4 9-35 10-50

Pada umumnya grating memberikan hasil yang lebih baik daripada prisma pada frekuensi yang tinggi. Ketidak untungan terhadap NaCl adalah sifatnya yang higroskopis hingga cermin-cermin harus dilindungi dari kondensasi uap.

c) Detektor

Alat-alat yang modern kebanyakan memakai detektor “Thermopile” dasar kerja dari thermopile adalah sebagai berikut : jika dua kawat logam berbeda dihubungkan antara ujung kepala dan ekor menyebabkan adanya arus yang mengalir dalam kawat. Dalam spektrofotometer inframerah arus ini akan sebanding dengan intensitas radiasi yang jatuh pada thermopile.

d) Cara Penanganan

Berikut cara penanganan yang disederhanakan terhadap alat inframerah dan diagram alat Double Beam (berkas rangkap) spektrofotometer inframerah seperti berikut :

Diagram Spektrofotometer Inframerah

Sinar dari sumber cahaya (A) dipecah menjadi dua berkas cahaya yang sam, salha satu (B) dilewatkan melalui cuplikan (berkas cahaya cuplikan), yang lain berkelakuan sebagai berkas cahaya referensi, fungsi dari double beam adalah mengukur perbedaan intensitas antara dua berkas cahaya pada setiap panjang gelombang.

Dua berkas cahaya sekarang dipantulkan ke “chopper” (C), yang terdiri atas cermin yang dapat berputar, bila chopper berputar (10 x/detik) ia menyebabkan berkas sinar cuplikan dan referensi dipantulkan bergantian ke grating monokromator (D). Grating berputar perlahan-lahan dan mengirimkan frekuensi-frekuensi individu kedetektor thermopile (E) yang mengubah tenaga (panas) infra merah menjadi tenaga listrik.

Bila cuplikan telah menyerap sinar dari frekuensi tertenu, maka detector akan menerima bergantian dari chopper berkas sinar yang kuat (berkas sinar referensi) dan berkas sinar yang lemah (berkas sinar cuplikan). Hal ini akan memberikan arus bolak balik yang mengalir dari detector ke amplifier (F). Amplifier dihubungkan dengan servo motor (G) kecil yang mendorong cermin wedge (H) keberkas sinar referensi hingga detector menerima sinar dengan intensitas yang sama dari berkas sinar cuplikan dan referensi. Gerakan wedge ini sebagai akibat masuk dan keluarnya berkas referensi menunjukkan sebagi pita-pita serapan pada spektrum yang dihasilkan.

e) Kalibrasi skala frekuensi

Sebelum melakukan pekerjaan skala kertas pencatat harus dikalibrasi. Kalibrasi dapat dikerjakan dengan menggunakan spektrum polistiren (atau dari indena). Spektrum tersebut menunjukkan banyak puncak/pita yang tajam mempunyai frekuensi yang tepat dan telah diketahui. Puncak yang biasa digunakan sebagai kalibrasi berasal dari polistiren adalah 1601 cm-1.

f) Skala absorbansi dan transmintasi

Intensitas pita serapan dalam spektra infra merah tidak dapat dengan mudah diukur dengan ketepatan yang sama seperti dalam spektra ultra violet. Biasanya untuk orang-orang organik cukup mengetahui bahwa intensitas serapan adalah kuat, s, medium, m, lemah, w, atau tak menentu, v. Absorbansi suatu cuplikan pada frekuensi tertentu didefinisikan sebagai :

A = log (Io/I)

dimana Io dan I masing-masing adalah intensitas cahaya sebelum dan sesudah mengadakan interaksi dengan cuplikan. Transmintasi cuplikan didefinisikan sebagai

T = I/Io

Hubungan antara absorbansi dengan transmintasi dinyatakan dengan :

A = log (I/T)

g) Cara-cara Penanganan Cuplikan

Cara-cara penanganan cuplikan tergantung daripada jenis cuplikan yaitu apakah berbentuk gas, cairan atau padatan. Gaya-gaya intermolekul sangat berbeda yang melalui dari padatan ke cairan ke gas dan spektrum inframerah biasanya akan menunjukkan efek dari perbedaan-perbedaan ini dalam bentuk pergeseran-pergeseran frekuensi atau pita-pita tambahan dan sebagainya. itulah sebabnya yang paling penting adalah mencatat spektrum dengan cara-cara penanganan cuplikan sesuai.

Gas

Untuk menangani cuplikan berbentuk gas,maka cuplikan harus dimasukkan dalam sel gas, sel ini menghadap langsung pada berkas sinar. Dalam bentuk yang dimodifikasi, cermin internal yang digunakan dapat memantulkan berkas sinar berulang kali melalui cuplikan untuk menaikkan sensitivitas. Sejumlah kecil senyawa-senyawa organik dapat ditentukan dalam bentuk gas, bahkan dalam sel-sel yang dipanaskan.

Cairan

Cara yang paling mudah dalam penanganan cuplikan bentuk cairan adalah menempatkan cuplikan tersebut sebagai film yang tipis di antara dua lapis NaCl yang transparan terhadap inframerah. Karena digunakan NaCl maka setelah selesai harus segera dibersihkan dengan

mencuci menggunakan pelarut-pelarut seperti toluene, kloroform, dan sebagainya. NaCl harus dijaga tetap kering dan selalu dipegang pada ujung-ujungnya. Untuk spektra di bawah 250 cm-1, maka digunakan CsI, untuk cuplikan yang mengandung air dapat digunakan CaF2. Cuplikan cairan dapat juga ditentukan dalam larutan.

Padatan

Wujud cuplikan padat dapat bermacam-macam di antaranya kristal, amorf, serbuk, gel dan lain-lain. Bermacam metoda telah dikembangkan untuk penyediaan cuplikan padat hingga dapat langsung diukur.

Ada tiga cara yang umum untuk mencatat spektra bentuk padatan : peset KBr, mull dan bentuk film/lapisan tipis. Padatan juga dapat ditentukan dalam larutan tetapi spektra larutan mungkin memberikan kenampakan yang berbeda dari spektra bentuk padat, karena gaya-gaya intermolekul akan berubah.

1. Pelet KBr dibuat dengan menumbuk cuplikan (0,1 – 2,0 % berat) dengan KBr kemudian ditekan hingga diperoleh pellet KBr harus kering dan akan baik bila penumbukan dilakukan dibawah lampu inframerah untuk mencegah terjadinya kondensasi uap dari atmosfer yang akan memberikan serapan lebar pada 3500 cm-1.

2. Mull atau pasta dibuat dengan mencampur cuplikan dengan setetes minyak, pasta kemudian dilapiskan di antara dua keeping NaCl yang transparan. Bahan pasta harus transparan terhadap inframerah, tetapi hal ini tidak pernah ada dan struktur yang dihasilkan selalu menunjukkan serapan yang berasal dari bahan pasta adalah parafin cair.

3. Lapisan tipis padatan dapat dilapiskan pada keping-keping NaCl dengan cara meneteskan larutan dalam pelarut yang mudah menguap pada permukaan kepingan NaCl dan dibiarkan hingga pelarut menguap. Polimer-polimer berbagai lilin atau bahan-bahan lemak sering memberikan hasil yang baik, tetapi ada juga yang membentuk kristal yang tajam hingga tidak memberikan serapan.

Larutan

Cuplikan dapat dilarutkan dalam pelarut seperti karbon tetraklorida, karbon disulfide atau kloroform, dan spektrum dari larutan ini dicatat. Larutan (biasanya 1 – 5 %) ditempatkan dalam sel larutan yang terdiri dari bahan transparan. Sel yang kedua berisi pelarut murni ditempatkan pada berkas sinar referensi, sehingga serapan daripelarut dapat dikensel dan spektrum yang dicatat merupakan senyawanya sendiri. Meskipun demikian untuk meyakinkan bahwa serapan dari pelarut tidak mengganggu spektrum dari cuplikan, maka sebaiknya perlu dibuat spektrum dari pelarut yang digunakan untuk mengetahui serapan-serapan yang diberikan.

1. D. Teknik Analisis

Dalam metode menganalisis suatu spektra yang tak diketahui, perhatian harus dipusatkan pada penentuan ada atau tidaknya beberapa gugus fungsional utama seperti C=O, O-H, N-NH, C-O,

C=C, , dan NO2. Janganlah membuat analisis yang detail terhadap pita serapan CH dekat 3000 cm-1 (3,33 m). Hampir semua senyawa mempunyai pita serapan pada daerah tersebut. Tidak perlu risau terhadap adanya suatu lingkungan yang tepat dari gugus fungsional yang diperoleh. Berikut ini langkah umum untuk memeriksa pita-pita yang penting.

1. Apakah terdapat gugus karbonil ?

Gugus C=O terdapat pada daerah 1820 – 1600 cm-1 (5,6 – 6,1 m). Puncak ini biasanya yang terkuat dengan lebar mediun dalam spektrum. Serapan tersebut sangat karakteristik.

1. Bila gugus C=O ada, ujilah daftar berikut.

Asam : Apakah ada –OH? 

Serapan melebar didekat 3400-2400 cm-1 (biasanya tumpang tindih dengan C–H).

Amida : Apakah ada –NH? 

Serapan medium didekat 3500 cm-1 (2,85 m) kadang-kadang puncak rangkap, dengan perubahan yang sama.

Ester : Apakah ada C-OH atau C-OR? 

Serapan kuat didekat 1300 – 1000 cm-1 (7,7 – 10 m)

Anhidrida : Mempunyai dua serapan C=O didekat 1870 dan 1700 cm-1 (5,5 dan 5,7 m)

Aldehida : Apakah ada CH aldehida? 

Dua serapan lemah didekat 2850 dan 2750 cm-1 (3,50 m dan 3,65 m), yaitu disebelah kanan serapan CH.

Keton : Bila kelima kemungkinan diatas tidak ada

1. Bila gugus C=O tidak ada.

Alkohol : Ujilah untuk OH 

- Serapan melebar didekat 3600 – 3300 cm-1 (2,6 m - 3,0 m).

- Pembuktian selanjutnya yaitu adanya serapan C-O didekat 1300 – 1000 cm-1 (7,7 -10 m)

Amida : Ujilah untuk NH 

Serapan medium didekat 3500 cm-1 (2,85 m).Ester : Ujilah serapan C-O (serapan OH tidak ada) didekat

1300 – 1000 cm-1 (7,7 m - 10 m).

1. Ikatan rangkap dua dan/atau cincin aromatik.

C=C memiliki serapan lemah didekat 1650 cm-1 (6,1 m)

Serapan medium tinggi kuat pada daerah 1650-1450 cm-1 (6,7 m). Sering menunjukkan adanya cincin aromatik.

Buktikanlah kemungkinan diatas dengan memperhatikan serapan didaerah CH. Aromatik dan vinil CH terdapat disebelah kiri 3000 cm-1 (3,3 m). Sedangkan CH alifatik terjadi disebelah kanan daerah tersebut.

1. Ikatan rangkap tiga

memiliki serapan medium dan tajam didekat 2250 cm-1 (4,5 m).

memiliki serapan lemah tapi tajam didekat 2150 cm-1 (4,65 m).

Ujilah CH asetilenik didekat 3300 cm-1 (3,30 m).

1. Gugus Nitro

Dua serapan kuat pada 1600 – 1500 cm-1 (6,25 – 6,67) dan 1390 – 1300 cm-1 (7,2 m - 7,7 m).

1. Hidrokarbon

Keenam serapan tidak ada.

Serapan utama untuk CH didekat 3000 cm-1 (3,3 m).

Spektrumnya sangat sederhana, hanya terdapat serapan lain-lain didekat 1450 cm-1 (6,90 m) dan 1375 cm-1 (7,27 m).

Langkah-langkah pada waktu menginterpretasi data infaramerah

a) Kebanyakan senyawa dapat dicatat pada serapan di atas 1400 cm-1 dan dibawah 900 cm-1. (Daerah finger print, 900-1400 cm-1, mengandung banyak serapan yang tidak dapat ditelaah).

b) Gugus/kelompok fungsional jauh lebih berguna dari pada pita-pita tunggal. Dengan perkataan lain, gugus fungsional yang memberikan banyak serapan karakteristik biasanya dapat diidentifikasi lebih tepat dari pada gugus fungsional yang memberikan hanya satu serapan karakteristik. Jadi keton (C=O str) lebih sukar/diidentifikasi dari pada ester (C=O str dan C–O

str) ester lebih sukar diidentifikasi dari pada amida (C=O str, N – H str, N – H def, dan sebagainya).

c) Kerangka karbon harus diperhatikan paling awal : lihat apakah alkana, alkena, alkuna atau aromatik. (Gunakan C–H str, C–H def dan berbagai frekuensi rentangan ikatan karbon-karbon). Kenyataan bahwa spektrum NMR sangat membantu. Lihat apakah ada C=O str, jika ada ia mungkin berhubungan dengan C–H str dalam aldehida, N–H str dalam amida, C-O str dalam ester dan sebagainya. Carilah O-H str atau N-H str demikian juga C=N str. Dalam senyawa belerang amati adanya S-H str, S=O str, dan –SO2 –str; dalam senyawa fosfor lihat adanya P–O str.

1. E. Jenis – Jenis Spektroskopi Infra Merah1. Spektroskopi Inframerah Dekat

– Spektroskopi inframerah dekat (IMD) didasarkan pada efek overtone molekul dan getaran kombinasi. Transisi dua efek ini “terlarang” dalam aturan larangan pada mekanika kuantum. Sebagai hasilnya, absorptivitas molar pada wilayah inframerah dekat cukup kecil.–Teknik ini memiliki keuntungan karena IMD secara umum dapat jauh menembus sampel daripada radiasi “inframerah sedang”. Teknik ini dikenal kurang sensitif, tetapi sangat berguna dalam pengujian material “mentah” (belum diolah), tanpa atau hanya sedikit persiapan sebelumnya. Dalam praktek, NIRS seringkali dikalibrasi dengan teknik lain yang lebih sensitif untuk mendapatkan hubungan antara hasil kedua teknik itu.

– Spektrum yang dihasilkan overtone molekul dan getaran kombinasi di bagian IMD umumnya sangat lebar, sehingga terbentuk spektrum-spekrum yang rumit. Ini menyulitkan penentuan komponen kimiawi yang spesifik. Teknik-teknik kalibrasi statistika multivariat (seperti analisis komponen utama atau kuadrat terkecil parsial) sering dipakai untuk memberikan informasi tentang kandungan kimiawi yang diinginkan.

– –Spektroskopi (Gelombang) Inframerah-Dekat (Inggris: Near-infrared Spectroscopy, biasa dikenal dengan singkatannya: NIRS) 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. Penggunaan teknik (dan alat) ini umum di bidang farmasetika, diagnostik medis, ilmu pangan dan agrokimia (terutama yang terkait dengan pengujian kualitas), riset mesin bakar, serta spektroskopi dalam astronomi.

–

1. 2. Spektrofotometer FTIR

— –Pada dasarnya Spektrofotometer FTIR (Fourier Trasform Infra Red) adalah sama dengan Spektrofotometer IR dispersi, yang membedakannya adalah pengembangan pada sistim optiknya sebelum berkas sinar infra merah melewati contoh. Dasar pemikiran dari Spektrofotometer FTIR adalah dari persamaan gelombang yang dirumuskan oleh Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) seorang ahli matematika dari Perancis. Fourier mengemukakan deret persamaan

gelombang elektronik sebagai :

f(t) = a0 + a1 cos w0t + a2 cos 2w0t + … + b1 cos w0t + b2 cos 2w0t

a dan b merupakan suatu tetapan; t adalah waktu; ω adalah frekwensi sudut (radian per detik) ( ω = 2 Π f dan f adalah frekwensi dalam Hertz).

Dari deret Fourier tersebut intensitas gelombang dapat digambarkan sebagai daerah waktu atau daerah frekwensi. Perubahan gambaran intensitas gelobang radiasi elektromagnetik dari daerah waktu ke daerah frekwensi atau sebaliknya disebut Transformasi Fourier (Fourier Transform).

—–Selanjutnya pada sistim optik peralatan instrumen FTIR dipakai dasar daerah waktu yang non dispersif. Sebagai contoh aplikasi pemakaian gelombang radiasi elektromagnetik yang berdasarkan daerah waktu adalah interferometer yang dikemukakan oleh Albert Abraham Michelson (Jerman, 1831)

—–

| Cara Kerja Alat Spektrofotometer Ftir

Sistim optik Spektrofotometer FTIR seperti pada gambar dibawah ini dilengkapi dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak ( M ) dan jarak cermin yang diam ( F ). Perbedaan jarak tempuh radiasi tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut sebagai retardasi ( δ ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram. Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer IR yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red.

Pada sistim optik FTIR digunakan radiasi LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik.

Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer FTIR adalah TGS (Tetra Glycerine Sulphate) atau MCT (Mercury Cadmium Telluride). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi infra merah.

—–

| Keunggulan Spektrofotometer Ftir

— – Secara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer FTIR memiliki dua kelebihan utama dibandingkan metoda konvensional lainnya, yaitu:

Dapat digunakan pada semua frekwensi dari sumber cahaya secara simultan sehingga analisis dapat dilakukan lebih cepat daripada menggunakan cara sekuensial atau scanning.

Sensitifitas dari metoda Spektrofotometri FTIR lebih besar daripada cara dispersi, sebab radiasi yang masuk ke sistim detektor lebih banyak karena tanpa harus melalui celah (slitless).

1. F. Interferensi dan Pengolahan Data Analisis

Radiasi Elektromagnetik pertama kali dikemukakan oleh James Clark Maxwell. James Clark Maxwell menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, yang artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

Gambar 1: berkas radiasi elektromagnetik

1. Macam-macam gelombang elektromagnetik infra merah

Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai panjang gelombang. Ada berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu. Berdasarkan panjang gelombangnya, sinar infra merah dapat dibagi menjadi tiga.

Tabel 1 : Pembagian Gelombang Elektromagnetik

Gambar 2 : Pembagian Gelombang Elektromagnetik

1. 2. Interaksi Sinar Infra Merah Dengan Molekul

Gambar 3 : dua buah bola yang saling terikat oleh pegas

Dasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar 3. Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik.

Pada keadaan tertentu setiap senyawa mempunyai tiga macam, yaitu :

1. Gerak Translasi , yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.2. Gerak Rotasi , yaitu berputar pada porosnya, dan3. Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.

Bila ikatan senyawa bergetar, maka apakah yang terjadi dengan energi vibrasinya? energi vibrasi akan bergetar secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya.

Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekuensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari pegas dan massa ( m1 dan m2 ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.

Panjang gelombang atau bilangan gelombang serta kecepatan cahaya mempunyai hubungan dengan frekuensi yang dapat dinyatakan melalui persamaan berikut :

Serta energi yang ditimbulkan juga berbanding lurus dengan frekuensi, yang dapat dinyatakan dalam

Keterangan :

E = Energi, Jouleh = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.sc = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detikn = Indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)l = Panjang gelombang ; cmu = Frekwensi ; Hertz

Dalam spektroskopi infra merah, panjang gelombang dan bilangan gelombang adalah nilai yang digunakan untuk menunjukkan posisi dalam spektrum serapan. Panjang gelombang biasanya diukur dalam mikron atau mikro meter ( µm ). Sedangkan bilangan gelombang ( v ) adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan cm-1. Persamaan dari hubungan kedua hal tersebut diatas adalah

Posisi dari pita serapan tersebut dapat diprediksi berdasarkan teori mekanika tentang osilator harmoni, yaitu dengan cara diturunkan dari hukum Hooke tentang pegas sederhana yang bergetar, yaitu sebagai berikut :

Keterangan :

c = kecepatan cahaya : 3,0 x 1010 cm/detikk = tetapan gaya atau kuat ikat, dyne/cmµ = massa tereduksim = massa atom, gram

Catatan : Setiap molekul memiliki harga energi yang tertentu. Bila suatu senyawa menyerap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan tingkatan energi yang diserap, maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi.

1. 3. Perubahan Energi Vibrasi

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya. Vibrasi molekul

sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu:

Ø Vibrasi Regangan (Streching)

Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak berubah.

Vibrasi Regangan sendiri di bagi menjadi dua macam, yaitu :

@ Regangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar.

@ Regangan Asimetri, unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.

gambar 4 : contoh dari vibrasi regangan simetri dan asimetri

Ø Vibrasi Bengkokan (Bending)

Jika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu :

@ Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar.

@ Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar.

@ Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar.

@ Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar.

Gambar 5 : contoh dari vibrasi bengkokan ( bending )

1. Daerah Spektrum Infra Merah

Para ahli kimia telah memetakan ribuan spektrum infra merah dan menentukan panjang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi. Vibrasi suatu gugus fungsi spesifik pada bilangan gelombang tertentu. Dari Tabel 2 diketahui bahwa vibrasi bengkokan C–H dari metilena dalam cincin siklo pentana berada pada daerah bilangan gelombang 1455 cm-1. Artinya jika suatu senyawa spektrum senyawa X menunjukkan pita absorbsi pada bilangan gelombang tersebut tersebut maka dapat disimpulkan bahwa senyawa X tersebut mengandung gugus siklo pentana.

Tabel 2 : Pembagian jenis-jenis vibrasi

Tabel 3 : Serapan Khas Beberapa Gugus FungsiGugus

Jenis Senyawa Daerah Serapan (cm-1)

C-H alkana 2850-2960, 1350-1470C-H alkena 3020-3080, 675-870C-H aromatik 3000-3100, 675-870C-H alkuna 3300C=C Alkena 1640-1680C=C aromatik (cincin) 1500-1600C-O alkohol, eter, asam karboksilat, ester 1080-1300C=O aldehida, keton, asam karboksilat,

ester1690-1760

O-H alkohol, fenol(monomer) 3610-3640O-H alkohol, fenol (ikatan H) 2000-3600 (lebar)O-H asam karboksilat 3000-3600 (lebar)N-H amina 3310-3500C-N Amina 1180-1360-NO2 Nitro 1515-1560, 1345-1385

1. Daerah Identifikasi

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm-1. Karena di daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah antara 2000 – 400 cm-1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut.

Dalam daerah 2000 – 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun pada daerah 4000 – 2000 cm-1 menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 – 400 cm-1 juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa adalah sama.

Dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektrofotometri adalah infra merah jauh dan

pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 μm.

Pada spektro IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif, namun biasanya lebih kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa organik. Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya suatu gugus fungsi spesifik.

Biasanya ketika molekul terkena infra-merah (IR) radiasi, yang menyerap frekuensi tertentu radiasi IR Penyerapan Tabel. Frekuensi yang diserap tergantung pada kelompok-kelompok fungsional dalam molekul dan simetri molekul. IR radiasi hanya dapat diserap oleh ikatan dalam sebuah molekul, jika radiasi memiliki energi yang tepat untuk menimbulkan getaran ikatan. Ini adalah satu-satunya alasan frekuensi tertentu diserap.

Sebuah gugus karbonil selalu menyerap radiasi inframerah dalam rentang frekuensi ini karena ikatan antara atom karbon terus peregangan dan kontraktor dalam jarak panjang ikatan. Ini "getaran" terjadi seolah-olah ikatan pegas yang menghubungkan dua atom dan selalu terjadi dalam rentang frekuensi tertentu, 1670-1780 cm-1. Ketika molekul disinari dengan radiasi inframerah, sebuah ikatan bergetar akan menyerap energi dari frekuensi yang sama sebagai getaran, meningkatkan amplitudo osilasi.

Selain mengidentifikasi molekul menggunakan spektroskopi IR, informasi lain dapat diperoleh. Secara khusus frekuensi peregangan berkaitan dengan rasio kekuatan ikatan dan pengurangan massa atom yang terlibat. Jika diketahui massa berkurang maka kekuatan ikatan dalam molekul dapat diperkirakan. Untuk nilai yang diberikan dikurangi massa, getaran panjang gelombang panjang (frekuensi kecil) sesuai dengan ikatan panjang (lemah ikatan) dan salah satu panjang gelombang pendek (frekuensi tinggi) sesuai dengan ikatan pendek (ikatan yang kuat). Teknik ini juga berguna untuk analisis kuantitatif. Misalnya konsentrasi larutan dapat diperkirakan jika penyerapan spesifik terlarut dikenal di daerah di mana spektrum pelarut transparan.

Hasil analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensitas IR terhadap panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sample akan dibandingkan dengan signal standard. Perlu juga diketahui bahwa sample untuk metode ini harus dalam bentuk murni. Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan mengganggu signal kurva yang diperoleh.

Terdapat juga satu jenis spektrofotometri IR lainnya yang berdasar pada penyerapan sinar IR pendek. Spektrofotometri ini di sebut Near Infrared Spectropgotometry (NIR). Aplikasi NIR banyak digunakan pada industri pakan dan pangan guna analisa bahan baku yang bersifat rutin dan cepat.

Analisis kuantitatif untuk menentukan konsentrasi suatu sampel dengan IR kurang karena sukarnya untuk mendapatkan suatu sampel yang benar-benar murni dengan mengandung satu jenis senyawa saja, kasus umum adalah sampel berupa campuran yang terdeteksi oleh IR adalah dependen antar konstituen sampel.

Ada beberapa masalah dalam pengerjaan sampel dalam daerah infra merah. Alkali digunakan sebagai window material, seperti NaCl yang transparan sampai 626 cm-1 sampai 385 cm-1, CsI sampai 250 cm-1, bila dibiarkan ditempat terbuka permukaannya akan kusam karena uap air (> 50% dalam udara). Umumnya sampel dalam bentuk cair suhu kamar dan dalam keadaan murni. Ketebalan film untuk pengukuran berkisar 0,01 -0,05 mm. Jarum suntik digunakan untuk meneteskan sampel. Ketebalan film juga bervariasi dari 0,002 sampai 3 mm. Bila sampai padat maka dilarutkan dengan CS2 bermanfaat dalam daerah 800-740 cm-1, sedangkan CS2 berguna dalam daerah 140 cm-1. Zat dikategorikan sebagai transparan, jika dapat mentransmisikan sinar > semua pelarut yang digunakan harus bebas air. Serbuk dan partikelnya harus dapat dianalisis dengan cara menggerus padatan tersebut dalam media cairan yang mempunyai indeks refreksi sama untuk mengurangi energi yang terjadinya hamburan cahaya. Untuk itu dapat digunakan minyak parafin susu. Untuk analisis kuantitatif, tehnik mull mudah dan cepat, tetapi untuk analisis harus menggunakan internal standar. Teknik pallet KBr adalah mencampur sampel sampai homogen, kemudian campuran tersebut ditekan sampai menjadi pellet transparan dengan alat penekan hidrolik yang sejenis. CsI, CsBr, juga dapat digunakan. Apabila kondisi di atas dijaga dan dilakukan dengan hati-hati maka pekerjaan dengan hasil yang baik dapat diperoleh.

1. G. Studi Kasus dan Aplikasi

Penggunaan spektroskopi inframerah pada bidang kimia organik hampir menggunakan daerah dari 650 – 4000 cm-1 (15,4 – 2,5 mm). Daerah dengan frekuensi lebih rendah 650 cm-1 disebut inframerah jauh, dan daerah dengan frekuensi yang lebih tinggi dari 4000 cm-1 disebut inframerah dekat. Masing-masing daerah tersebut lebih jauh dan lebih dekat dengan spektrum tampak. Inframerah jauh mengandung sedikit serapan yang bermanfaat bagi orang-orang organik dan serapan tersebut dikaitkan dengan perubahan-perubahan rotasi dalam molekul. Inframerah dekat terutama menunjukkan serapan-serapan “harmonic overtones” dari vibrasi pokok yang terdapat dalam daerah “normal”.

Analisis secara Spektrofotometri Inframerah. Senyawa hasil ekstraksi ditimbang 1 mg, digerusdengan pelet KBr, dibuat pelet yang transparan dengan alat penekan hidrolik.Zat yang telah terdispersi homogen dalam pelet dimasukkan kedalam spektrofotometer infra merah. Analisis serapan – serapan infra merah yang dihasilkan padadaerah gugus fungsi dan sidik jari.

Analisis beberapa senyawa obat antivirus dan antikanker secara reaksi kimia memberikan hasil sesuai dengan gugus fungsi dan golongannyadidapat asiklovir mengandung inti purin, gugus amina dan gugus OH. Inosipleks mengandung inti purin, gugus amina dan gugus OH. Idoksuridin mengandung gugus OH dan amina sekunder. Oseltamivir mengandung gugus OH dan amina.Fluorourasil mengandung gugus amina. Metotreksat mengadung gugus OH dan gugus amina. Sedangkan sisplatin mengandung gugus amina.

Analisis senyawa-senyawa obat tersebut dengan berbagai pereaksi memberikan hasil berupa warna dan atau endapan pada beberapa pereaksi kimia. Pada analisis secara mikrokristal, senyawa-senyawa obat memberikan kristal yang berbeda dan spesifikdengan berbagai reagen. Pada spektrofotometri inframerah, didapat puncak–puncak serapan yang kuat pada bilangan gelombang :

a) Asiklovir : 3441 cm-1 (regang N-H), 3187 cm-1(regang O-H), 2710 cm-1 (regang C-H), 1717cm-1 (regang C=O), 1632 cm-1(regang C=N),gambar

b) Inosipleks : 3306 cm-1 (regang N-H), 2918 cm-1(regang C-H), 1671 cm-1 (regang C=O), 1608cm-1 (regang C=N), lihat gambar

c) Idoksuridin : 3406 cm-1 (regang N-H), 1675 cm-1 (regang C=O), lihat gambar 18.

d) Oseltamivir : 3352 cm-1 (regang N-H), 2967 cm-(regang C-H), 1715 cm-1 dan 1663 cm-

1(regang C=O), lihat gambar

e) Fluorourasil : 3658 cm-1 (regang N-H), 1686cm-1 (regang C=O), lihat gambar

f) Metotreksat : 3392 cm-1 (regang N-H), 1700 cm-(regang C=O), 1606 cm-1 (regang C=C), lihatgambar

Teknik spektroskopi ini umum dipakai dalam analisis kedokteran, farmasetika (pembuatan obat), produk-produk pembakaran, ilmu pangan dan kimia pertanian, serta astronomi.

1. H. Penggunaan spektrometri infra merah1. Identifikasi dengan sidik jari (finger printing)

Spektra inframerah mengandung banyak serapan yang dihubungkan dengan sistem vibrasi yang berinteraksi dalam molekul dan karena mempunyai karakteristik yang unik untuk setiap molekul maka dalam spektrum memberikan pita-pita serapan yang karakteristik juga. Bentuk pita ini dikenal sebagai “finger print” dari molekul. Daerah yang mengandung sejumlah besar vibrasi tertentu yang tak dapat ditelaah yang berkisar dari 900-1400 cm-1 sering disebut daerah finger print. untuk mengidentifikasikan senyawa yang tak dikenal, seorang hanya perlu membandingkan spektrum inframerah dengan sederet spektrum stndar yang dibuat pada kondisi yang sama.

Senyawa-senyawa yang memberikan spektrum inframerah yang sama adalah identik. Sekarang telah banyak keterangan tentang spektrum inframerah dari senyawa-senyawa standar yang disimpan dalam bank pengikat komputer. Sering dijumpai perubahan-perubahan kecil dalam molekul yang besar hanya menghasilkan perubahan yang sangat kecil dalam spektrum. Sebagai contoh, spektrum inframerah alkana rantai-lurus C20 sangat sukar dibedakan dari homolog rantai-lurus yang lebih tinggi berikutnya. Untuk membedakan hal ini maka spektroskopi massa merupakan metode yang tepat.

1. Identifikasi gugus-gugus fungsional

Dengan pengujian sejumlah besar dari senyawa-senyawa yang telah diketahui yang mengandung gugus fungsional, kita dapat mengetahui serapan-serapan inframerah yang dikaitkan dengan gugus fungsional, kita dapat juga memperkirakan kisaran frekuensi dalam mana setiap serapan harus muncul.

Sekarang kita bekerja sebaliknya, jika kita mempunyai senyawa yang tak diketahui yang memiliki gugus-gugus fungsional yang ingin diidentifikasi, kita dapat menguji struktur infarmerahnya dan menggunakan data korelasi untuk mendeduksi gugus fungsional apa yang terdapat.

Namun demikian ternyata kita tidak dapat/mungkin bertumpu seluruhnya pada spektrum inframerah. Semua data yang berhubungan dengan efek kimia fisika dan spektroskopi perlu diperhatikan. Mengetahui perilaku senyawanya sendiri dapat membantu mengungkapkan masalah.

DAFTAR PUSTAKA

Giwangkara S, EG. 2007. “Spektroskopi Infra Merah” http://www.chem-is-try.org/

Giwangkara S, EG., 2006, “Aplikasi Logika Syaraf Fuzzy Pada Analisis Sidik Jari Minyak Bumi Menggunakan Spetrofotometer Infra Merah – Transformasi Fourier (FT-IR)”, Sekolah Tinggi Energi dan Mineral, Cepu – Jawa Tengah

Hendayana, S, Kadarohman, A, Sumarna, AA, and Supriatna A. 1994.Kimia Analitik Instrument.IKIP Semarang Press. Semarang.

Silverstein. 2002. Identification of Organic Compund, 3rd Edition. John Wiley & Sons Ltd. New York.

http://www.id.wikipedia.org/

http://yayanakhyar.wordpress.com/spektroskopi-inframerah-dekat/ Posted by Mifta Nur Rahmat at 9:47:00 AM

Spektrofotometri IR (Infra Red) cara kerja dan kegunaan

Cara kerja : Dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektrofotometri adalah infra merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 μm.

kegunaan : Pada spektro IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif, namun biasanya lebih kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa organik. Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya suatu gugus fungsi spesifik.

Hasil analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensitas IR terhadap panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sample akan dibandingkan dengan signal standard. Perlu juga diketahui bahwa sample untuk metode ini harus dalam bentuk murni. Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan mengganggu signal kurva yang diperoleh.

Terdapat juga satu jenis spektrofotometri IR lainnya yang berdasar pada penyerapan sinar IR pendek. Spektrofotometri ini di sebut Near Infrared Spectropgotometry (NIR). Aplikasi NIR banyak digunakan pada industri pakan dan pangan guna analisa bahan baku yang bersifat rutin dan cepat.

Spektroskopi Infra Merah

BAB I

PENDAHULUAN

A.        LATAR BELAKANG

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan

cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi

tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi

antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada

cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta

analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang

seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya

tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik

seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x

dan lain sebagainya.

Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk

mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap.

Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan

secara intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan teleskop-

teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur komposisi

kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk mengukur

kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis spektral. Salah

satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini

didasarkan pada vibrasi suatu molekul.

Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi

molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang

0.75 - 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 - 10 cm-1.

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang

dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti

"bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya

tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga

"order" dan memiliki panjang gelombang antara 700  nm dan 1 mm. Inframerah

ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir William Herschell,

astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian mencari bahan

penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi kecerahan gambar matahari

dalam tata surya teleskop

Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang

mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah

panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm -1.

Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang

menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya

mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan

arah rambatan.

B.        TUJUAN

Tujuan dari makalah ini untuk mengetahui pengertian dari spektroskopi

inframerah, alat yang digunakan, cara penggunaannya, manfaat dan kelebihan serta

kekurangan dari spektroskopi inframerah.

C.         RUMUSAN MASALAH

1. Pengertian dari spektroskopi inframerah

2. Jenis – jenis spektroskopi inframerah

3. Alat yang digunakan

4. Cara penggunaannya

5. Manfaat dari spektroskopi inframerah

6. Kelebihan serta kekurangan dari spektroskopi inframerah tersebut.

BAB II

PEMBAHASAN

1. PENGERTIAN

Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi

molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang

0,75 – 1,00 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm-1.

Metode spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang meliputi tekhnik

serapan (absorption), tekhnik emisi (emission), tekhnik fluoresensi (fluorescence).

Komponen medan listrik yang banyak berperan dalam spektroskopi umumnya hanya

komponen medan listrik seperti dalam fenomena transmisi, pementulan, pembiasan,

dan penyerapan.

Penemuan inframerah pertama ditemukan pertama kali oleh WilliamHerschel

pada tahun 1800. Penelitian selanjutnya diteruskan oleh Young, Beer, Lambert, dan

Julius melakukan berbagai penelitian dengan menggunakan spektroskopi inframerah.

Pada tahun 1892 Julius menemukan dan membuktikan adanya hubungan antara

struktur molekul degan inframerah, dengan ditemukannya gugus metil dalam suatu

molekul akan memberikan serapan karakteristik yang tidak dipengaruhi oleh susunan

molekulnya.

Penyerapan gelombang elektromagnetik dapat menyebabkan terjadinya eksitasi

tingkat-tingkat energi dalam molekul. Dapat berupa eksitasi elektronik, vibrasi, atau

rotasi

Contoh aplikasi sederhana untuk far infra red adalah terdapat pada alat – alat

kesehatan. Sedangkan untuk mid infra red ada pada alat ini untuk sensor alarm biasa,

sedangkan near infra red digunakan untuk pencitraan pandangan malam seperti pada

nightscoop. Penggunaan infra merah sebagai media transmisi data mulai diaplikasikan

pada berbagai perlatan seperti televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC.

Media infra merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi

data.

Karakteristik

tidak dapat dilihat oleh manusia

tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

Panjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau

berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka

panjang gelombang mengalami penurunan.

Interaksi Sinar Infra Merah Dengan Molekul

Dasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas

senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah

bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini. Jika

pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi

potensial dari sistim tersebut akan naik.

Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak, yaitu :

1. Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.

2. Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan

3. Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.

Bila ikatan bergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara

periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah energi

total adalah sebanding dengan frekwensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari pegas dan

massa ( m1 dan m2 ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra

merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.

Panjang gelombang atau bilangan gelombang dan kecepatan cahaya

dihubungkan dengan frekwensi melalui bersamaan berikut :

Energi yang timbul juga berbanding lurus dengan frekwesi dan digambarkan dengan

persamaan Max Plank :

sehingga :

dimana :

E = Energi, Joule

h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.s

c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik

n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)

= panjang gelombang ; cm

= frekwensi ; Hertz

Dalam spektroskopi infra merah panjang gelombang dan bilangan gelombang

adalah nilai yang digunakan untuk menunjukkan posisi dalam spektrum serapan.

Panjang gelombang biasanya diukur dalam mikron atau mikro meter ( µm ). Sedangkan

bilangan gelombang ( ) adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu

kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan cm-1. Persamaan dari hubungan kedua

hal tersebut diatas adalah :

2. JENIS – JENIS SPEKTROSKOPI INFRAMERAH

Berdasarkan pembagian daerah panjang geloma=bang, sinar inframerah dibagi

atas tiga daerah, yaitu:

                     Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 – 1.5 µm

                     Inframerah jarak menengah dengan panjang gelombang 1.50 – 10 µm

                     Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 – 100 µm

3. ALAT YANG DIGUNAKAN

Dalam metode spektroskopi inframerah ini alat yang digunakan disebut dengan “

Spektrofotometer Inframerah “

Dimana alat spektrofotometer inframerah ini terdiri dari

1.      cahaya inframerah

2.      monokromator

3.      detector

4.   CARA PENGGUNAAN

CARA KERJA ALAT SPEKTROFOTOMETER FTIR

Sistim optik Spektrofotometer FTIR seperti pada gambar dibawah ini dilengkapi

dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan demikian

radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin

yang bergerak ( M ) dan jarak cermin yang diam ( F ). Perbedaan jarak tempuh radiasi

tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut sebagai retardasi ( δ ). Hubungan antara

intensitas radiasi IR yang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai

interferogram. Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer IR yang didasarkan atas

bekerjanya interferometer disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red.

Pada sistim optik FTIR digunakan radiasi LASER (Light Amplification by

Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang

diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang

diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik.

Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer FTIR adalah TGS (Tetra

Glycerine Sulphate) atau MCT (Mercury Cadmium Telluride). Detektor MCT lebih

banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS,

yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif,

lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi

yang diterima dari radiasi infra merah.

Spektroskopi Inframerah

Sabtu, 30 Juni 2012

Spektroskopi UV-Vis

Penggunaan spektroskopi sebagai sarana penentuan struktur senyawa memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer berdasarkan prinsip yang sama dengan spektroskopi. Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) dan fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) berkerjasama mengembangkan spektrometer. Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri. Dengan sumber cahaya apapun, spektrometer terdiri atas sumber sinar, prisma, sel sampel, detektor dan pencatat. Fungsi prisma adalah untuk memisahkan sinar polimkromatis di sumber cahaya menjadi sinar monokromatis, dan dengan demikian memainkan peran kunci dalam spektrometer. Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu yang sama. Karena spektroskopi UV-VIS berkaitan dengan proses berenergi tinggi yakni transisi elektron dalam molekul, informasi yang didapat cenderung untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya. Metoda ini sangat sensitif dan dengan demikian sangat cocok untuk tujuan analisis. Lebih lanjut, spetroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Dengan mengukur transmitans larutan sampel, dimungkinkan untuk menentukan konsentrasinya dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Karena spektroskopi UV-VIS sangat sensitif dan spektrometernya dapat dibuat dengan ukuran yang sangat kecil, metoda ini khususnya sangat bermanfaat untuk analisis lingkungan, dan khususnya cocok untuk pekerjaan di lapangan. Hukum Lambert-Beer dipenuhi berapapun panjang gelombang sinar yang diserap sampel. Panjang gelombang

sinar yang diserap oleh sampel bergantung pada struktur molekul sampelnya. Jadi spektrometri UV-VIS dapat digunakan sebagai sarana penentuan struktur. Spektroskopi Infra merah (IR) Dibandingkan dengan panjang gelombang sinar ultraviolet dan tampak, panjang gelombang infra merah lebih panjang dan dengan demikian energinya lebih rendah. Energi sinar inframerah akan berkaitan dengan energi vibrasi molekul. Molekul akan dieksitasi sesuai dengan panjang gelombang yang diserapnya. Vibrasi ulur dan tekuk adalah cara vibrasi yang dapat diekstitasi oleh sinar dengan bilangan gelombag (jumlah gelombang per satuan panjang) dalam rentang 1200-4000 cm–1. Hampir semua gugus fungsi organik memiliki bilangan gelombang serapan khas di daerah yang

http://industri18riaty.blog.mercubuana.ac.id/2011/07/06/metode-spektroskopi/

Bagian ini berisi sekilas tentang bagaimana spektra serapan UV-tampak dapat digunakan untuk membantu mengidentifikasi senyawa dan menghitung konsentrasi larutan berwarna. Pada bagian ini anda dianggap telah memahami bagaimana spektra tersebut diperoleh, dan mengetahui arti istilah-istilah seperti absorbansi, absorptivitas molar, dan lambda-max. anda juga harus memahami hukum Beer-Lambert.Menggunakan spektra serapan UV untuk mengidentifikasi senyawa organikJika anda telah mempelajari bagian terakhir, anda akan mengetahui bahwa panjang gelombang serapan maksimum (lambda-max) tergantung pada keberadaan kromofor (gugus penyerap sinar) pada suatu molekul.Sebagai contoh, pada bagian lain anda telah mengetahui fakta bahwa ikatan rangkap dua karbon-karbon (contohnya dalam etena) mempunyai serapan maksimum pada 171 nm. Dua ikatan ganda terkonjugasi dalam buta-1,3-diena mempunyai serapan maksimum pada panjang gelombang yang lebih panjang dari 217 nm.Kita juga telah membahas mengenai dua puncak dalam spektrum etanal (mengandung ikatan rangkap dua karbon-oksigen) pada 180 dan 290 nm.Contoh yang sederhana (yang anda dapatkan pada tingkat ini), jika anda membandingkan puncak spektrum serapan UV-tampak yang ada dengan daftar puncak yang telah diketahui, akan mudah untuk mendapatkan gambar struktur molekul yang tidak diketahui.Daftar puncak termasuk nilai absorptivitas molar telah diketahui. Hal ini akan membantu anda agar lebih yakin. Contohnya (kembali menggunakan ikatan rangkap dua karbon-oksigen), data menunjukan bahwa puncak pada 290 mempunyai absorptivitas molar hanya 15, bandingkan dengan puncak pada 180 yang mencapai 10000.Jika spektrum menunjukan puncak yang sangat besar pada 180, dan puncak lain yang sangat-sangat kecil pada 290, maka akan menambah keyakinan anda.Pertanyaan-pertanyaan pada tingkat ini sederhana dan mudah dimengerti, maka tidak perlu meluangkan waktu terlalu lama untuk hal ini. Mari kita lihat sesuatu yang lebih rumit!Menggunakan spektra serapan untuk menentukan konsentrasiAnda harus mengingat hukum Beer-Lambert:

Pada bagian kiri persamaan diketahui sebagai absorbansi larutan dan dihitung dengan spektrometer. Persamaannya kadang ditulis dalam term absorbansi.

Simbol epsilon adalah absorptivitas molar larutan.Menentukan konsentrasi dengan absorptivitas molarJika anda mengetahui absorptivitas larutan pada suatu panjang gelombang, dan anda mengukur absorbansi larutan pada panjang gelombang itu, maka konsentrasi dapat dihitung dengan mudah. Variabel lain dalam persamaan itu adalah panjang larutan. Variabel ini dapat ditentukan, kenyataannya, sel yang berisi larutan dapat dibuat dengan panjang yang telah diketahui yaitu 1 cm.Contohnya, andaikan anda mempunyai suatu larutan dalam sel sepanjang 1 cm. Anda menghitung absorbansinya pada panjang gelombang tertentu dengan spektrometer. Nilainya adalah 1,92. Anda mendapatkan nilai absorptivitas molar dalam tabel adalah 19400 untuk panjang gelombang yang dimaksud.Mensubstitusikan nilai-nilai itu:

Konsentrasi yang sangat rendah dapat diperoleh jika senyawa yang anda miliki mempunyai absorptivitas molar yang sangat tinggi.Metode ini tentu saja tergantung pada ada-tidaknya nilai absorptivitas molar yang akurat. Ini juga mengasumsikan bahwa hukum Bert-Lambert berlaku untuk seluruh nilai konsentrasi (tidak benar!).Akan lebih baik menentukan konsentrasi dengan kurva kalibrasi.Menentukan konsentrasi dengan kurva kalibrasiDengan cara ini anda tidak perlu bertumpu pada nilai absorptivitas molar, reliabilitas hukum Beert-Lambert, bahkan dimensi sel larutan.Yang anda lakukan adalah membuat seri larutan senyawa yang akan diamati – dengan konsentrasi yang akurat. Konsentrasi seri larutan ini harus berada pada kisaran konsentrasi yang akan ditentukan – lebih

encer dan lebih pekat dari konsentrasi yang diperkirakan. Dengan larutan yang berwarna hal ini tidak sulit. Anda cukup membuat beberapa larutan dengan warna yang lebih terang dan lebih gelap.Untuk masing-masing larutan, tentukan absorbansinya pada panjang gelombang yang memberikan serapan paling kuat – gunakan wadah yang sama. Kemudian buat grafik antara absorbansi lawan konsentrasi. Ini merupakan kurva kalibrasi.Berdasarkan hukum Beet-Lambert, absorbansi sebanding dengan konsentrasi, dan diharapkan anda akan mendapatkan garis lurus. Hal ini berlaku pada larutan encer, dan kurang cocok pada larutan pekat, sehingga anda akan mendapatkan suatu kurva.Selama anda bekerja pada kisaran konsentarsi yang diamati, hal ini tidak terlalu dipermasalahkan.Untuk grafik yang paling baik, kurva kalibrasinya akan tampak seperti gambar berikut. (saya menggambarkannya sebagai garis lurus karena lebih mudah bagi saya untuk membuatnya, ini dapat anda peroleh jika anda bekerja pada larutan yang benar-benar encer. Tetapi jika berupa kurva, tidak masalah!)

Ingat bahwa tidak perlu dibuat garis yang melewati titik nol. Jika hukum Beer-Lambert bekerja sempurna, garis tersebut akan melewati titik nol, tetapi anda tidak dapat menjamin hal ini untuk konsentrasi yang anda amati.Sekarang anda harus menghitung absorbansi larutan yang tidak diketahui konsentrasinya pada panjang gelombang yang sama. Jika, sebagai contoh, absorbansinya 0,600, anda dapat membaca hubungannya dengan konsentrasi seperti pada grafik berikut.

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_serapan_ultraviolet-tampak__uv-vis_/menggunakan_spektra_serapan_uv_tampak/

PERCOBAAN 1

PENENTUAN PANJANG GELOMBANG MAKSIMUM SENYAWA BAHAN

PEWARNA

A.    TUJUAN PERCOBAAN

         Mempersiapkan larutan blanko dan sampel untuk digunakan pengukuran panjang gelombang

maksimum larutan sampel

         Menggunakan kuvet sebagai tempat sampel dan blanko

         Mengoperasikan alat spektroskopi UV-Vis cary 50 untuk menentukan panjang gelombang

maksimum suatu senyawa

B.     PRINSIP PERCOBAAN

Penyerapan energi radiasi elektromagnetik dari sumber cahaya dengan energy tertentu oleh

molekul-molekul dalam larutan FeCl3 sehingga elektron-elektron dalam larutan FeCl3 mengalami

eksitasi elektronik dan kemuadian elektron tersebut kembali ke keadaan dasar dengan panjang

gelombang tertentu yang ditangkap oleh detektor dan ditampilkan pada layar komputer.

C.    DASAR TEORI

Spektroskopi UV-Vis adalah salah satu teknik analisis spektroskopik yang menggunakan

radiasi elektromagnetik UV dekat (190-380 nm) dan sinar tampak 380-780 nm dengan

menggunakan instrumen spektrofotometer. Dari spektrum absorpsi dapat diketahui panjang

gelombang dengan absorbans maksimum dari suatu unsur atau senyawa. Pada prinsipnya

spektroskopi UV-Vis menggunakan cahaya sebagai tenaga yang mempengaruhi substansi

senyawa kimia sehingga menimbulkan cahaya.

Panjang gelombang lazim disajikan dalam satuan nm di mana 1 m = 10 -9 nm. Pada table

berikut ini ditampilkan klasifikasi sinar tampak beserta warna komplementernya (bila

dicampurkan jadi tidak berwarna).

Table 1. Klasifikasi sinar tampak dengan warna komplementernya

Panjang gelombang (nm) Warna Warna komplementer

400-435 Violet/ungu/lembayung Hijau kekuningan

435-480 Biru Kuning

480-490 Biru kehijauan Jingga

490-500 Hijau kebiruan Merah

500-560 Hijau Ungu kebiruan

560-580 Hijau kekuningan Ungu

580-610 Jingga Biru kehijauan

610-680 Merah Hijau kebiruan

680-800 Ungu kemerah-merahan Hijau(Sitorus M, 2009: 7).

Ada dua aspek yang dapat di ukur dengan alat spektroskopi UV-Vis yaitu aspek

kualitatif dan kuantitatif spektroskopi UV-Vis:

1.       Aspek Kualitatif

Secara kualitatif, spektroskopi UV-Vis dapat menentukan panjang gelombang maksimal,

intensitas, efek pH dan pelarut.

2.       Aspek Kuantitatif

Dalam aspek kuantitatif, suatu berkas radiasi dikenakan pada cuplikan dan intensitas sinar radiasi

yang diteruskan diukur besarnya radiasi yang diserap oleh cuplikan ditentukan dengan

membandingkan intensitas sinar yang diteruskan dengan intensitas sinar yang diserap jika tidak

ada spesies penyerap

Spektrofotometri UV-Vis adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang memakai sumber REM (radiasi elektromagnetik) ultraviolet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer. Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif.

Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi

dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi.

Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari. Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.

Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik.