MAKALAH SPEKTROFOTOMETRI UV-VISIBLE
Disusun oleh: Nurul Rohmaniasari 260110120049
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS PADJADJARAN 2014
1
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT., karena berkat karunia-Nya penulis mampu menyelesaikan makalah dengan judul Spektrofotometri UV Visible. Makalah Spektrofotometri UV Visible ini merupakan tugas mata kuliah Analasis Fisikokimia I. Melalui makalah yang berjudul Spektrofotometri UV Visible ini yang diharapkan dapat menunjang nilai penulis di dalam mata kuliah Analisis Fisikokimia I. Selain itu, dengan hadirnya makalah ini dapat memberikan informasi yang dapat menjadi pengetahuan baru bagi pembacanya. Penulis menyadari bahwa, masih banyak kesalahan dan kekurangan di dalam penulisan makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif untuk kesempurnaan makalah ini di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat bermanfaat.
Bandung, 18 Maret 2014
Penulis
i 2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
i
DAFTAR ISI
ii
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1.
Latar Belakang
1
1.2.
Rumusan Masalah
1
1.3.
Tujuan
2
BAB II. PEMBAHASAN
3
2.1.
Spektofotometer UV- Visible
3
2.2.
Fungsi Alat
4
2.3.
Bentuk dan Komponen Alat
5
2.4.
Komponen-Komponen Alat
5
2.5.
Tipe Instrumen Spektrofotometer
8
2.6.
Prinsip Kerja Alat
9
2.7.
Cara Penggunaan Alat
9
BAB III. PENUTUP
10
3.1.
Kesimpulan
10
3.2.
Saran
10
DAFTAR PUSTAKA
iii
iii 3
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Instrumentasi merupakan alat-alat dan piranti (device) yang digunakan untuk mengukur dan pengendalian dalam suatu system yang lebih besar dan lebih kompleks. Secara umum instrumentasi mempunyai tiga fungsi utama, yaitu sebagai alat pengukuran, sebagai alat analisa, dan sebagai alat kendali. Beberapa alat yang berfungsi sebagai alat analisa seperti, Spektrotometer UV-VIS, Spektrotometer serapan atom, Spektrotometer Infra Merah, kromatografi, dan X-ray Difraction. Pada makalah ini, akan membahas salah satu alat tersebut, yaitu Spektrotometer UVVIS. Dimana Spektrofotometer Uv-Vis merupakan alat dengan teknik spektrofotometer pada daerah ultra-violet dan sinar tampak. Alat ini digunakan guna mengukur serapan sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu materi dalam bentuk larutan. Konsentrasi larutan yang dianalisis sebanding dengan jumlah sinar yang diserap oleh zat yang terdapat dalam larutan tersebut. Spektrofotometer UV-VIS banyak dimanfaatkan seperti dalam analisis logam berbahaya dalam sampel pangan atau bahan yang sering digunakan dalam kehidupan. 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. Sedangkan peralatan yang digunakan dalam spektrofometri 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 yang adapada atom ataupun molekul yang bersangkutan.
1.2. Rumusan Masalah
1. Apa definisi dari Spektrofotometer UV-VIS? 2. Apa fungsi dari Spektrofotometer UV-VIS? 3. Apa komponen-komponen yang terdapat dalam Spektrotometer UV-VIS? 4. Bagaimana prinsip kerja dari Spektrotometer UV-VIS? 5. Bagaimana cara penggunaan alat Spektrotometer UV-VIS?
4
1.3. Tujuan
1. Memenuhi tugas mata kuliah analisis fisikokimia i 2. Mengetahui komponen spektrofotometer uv/vis. 3. Mengetahui fungsi dari bagian-bagian komponen spektrofotometer uv/vis. 4. Mengetahui cara kerja spektrofotometer uv/vis.
5
BAB II PEMBAHASAN
2.1.Spektrofotometer UV-Vis
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. Spektroskopi UV/VIS merupakan metode penting yang mapan, andal dan akurat. Dengan menggunakan spektroskopi UV/VIS, substansi tak dikenal dapat diidentifikasi dan konsentrasi substansi yang dikenal dapat ditentukan. Pelarut untuk spektroskopi UV harus memiliki sifat pelarut yang baik dan memancarkan sinar UV dalam r entang UV yang luas. Spektrofotometer Uv-Vis adalah alat yang digunakan untuk mengukur transmitansi, reflektansi
dan
absorbsi
dari
cuplikan
sebagai
fungsi
dari
panjang
gelombang.
Spektrofotometer sesuai dengan namanya merupakan alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi cahaya secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan blanko ataupun pembanding. Spektrofotometer Uv-Vis merupakan spektrofotometer yang digunakan untuk pengukuran didaerah ultra violet dan didaerah tampak. Semua metode spektrofotometri berdasarkan pada serapan sinar oleh senyawa yang ditentukan, sinar yang digunakan adalah sinar yang semonokromatis mungkin. Spektrofotometer UV-Vis (Ultra Violet-Visible) adalah salah satu dari sekian banyak instrumen yang biasa digunakan dalam menganalisa suatu senyawa kimia. Spektrofotometer umum digunakan karena kemampuannya dalam menganalisa begitu banyak senyawa kimia serta kepraktisannya dalam hal preparasi sampel apabila dibandingkan dengan beberapa metode analisa.
6
Spektrofotometri UV/Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spetrofotometer UV/Vis lebih banyak dpakai ntuk analisis kuantitatif dibanding kualitatif. Spektrofotometri UV-vis adalah pengukuran serapan cahaya di daerah ultraviolet (200 – 350 nm) dan sinar tampak (350 – 800 nm) oleh suatu senyawa. Serapan cahaya uv atau cahaya tampak mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi (Santoso, 2011).
2.2.Fungsi Alat
Spektrometer Uv-Vis dapat digunakan misalnya untuk mengukur kadar logam. UV / Vis spektroskopi secara rutin digunakan dalam kuantitatif penentuan larutan dari logam transisi ion dan sangat dikonjugasikan senyawa organik. a. Larutan ion logam transisi dapat berwarna (misalnya, menyerap cahaya) karena elektron dalam atom logam dapat tertarik dari satu negara elektronik lainnya. Warna larutan ion logam sangat dipengaruhi oleh kehadiran spesies lain, seperti anion tertentu atau ligan. Sebagai contoh, warna larutan encertembaga sulfat adalah biru yang sangat terang; menambahkanamonia meningkat dan perubahan warna panjang gelombang serapan maksimum (λ m a x ) b. Senyawa organik, terutama mereka yang memiliki tingkat tinggi konjugasi, juga menyerap cahaya pada daerah UV atau terlihat dari spektrum elektromagnetik. Pelarut untuk penentuan ini sering air untuk senyawa larut dalam air, atau etanol untuk senyawa organik yang larut. (Pelarut organik mungkin memiliki penyerapan sinar UV yang signifikan; tidak semua pelarut yang cocok untuk digunakan dalam spektroskopi UV. Ethanol menyerap sangat lemah di paling panjang gelombang.).Polaritaspelarut dan pH dapat mempengaruhi penyerapan spektrum senyawa organik. Tirosin, misalnya, peningkatan penyerapan maksimum dan koefisien molar kepunahan ketika pH meningkat 6-13 atau ketika polaritas pelarut berkurang. c. Sementara kompleks transfer biaya juga menimbulkan warna, warna sering terlalu kuat untuk digunakan dalam pengukuran kuantitatif. Hukum Beer-Lambert menyatakan bahwa absorbansi larutan berbanding lurus dengan konsentrasi spesies menyerap dalam larutan dan panjang jalan.
7
Jadi, UV / VIS spektroskopi dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi dalam larutan penyerap dan mengetahui seberapa cepat perubahan absorbansi dengan konsentrasi (Wardani, 2013).
2.3.Bentuk dan Komponen Alat
Gambar 1. Spektrofotometer UV-Vis
2.4.Komponen-kompenen Alat
1. Sumber cahaya Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang biasa untuk daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungsten). Lampu ini mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang (l ) adalah 350 – 2200 nanometer (nm). Di bawah kira-kira 350 nm, keluaran lampu wolfram itu tidak memadai untuk spektrofotometer dan harus digunakan sumber yang berbeda. Paling lazim adalah lampu tabung tidak bermuatan (discas) hidrogen (atau deuterium) 175 ke 375 atau 400 nm. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber pada daerah ultraviolet (UV). Kebaikan lampu wolfarm adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Sumber cahaya untuk spektrofotometer inframerah, sekitar 2 ke 15 m m menggunakan pemijar Nernst (Nernst glower). 2. Pengatur Intensitas Berfungsi untuk mengatur intensitas sinar yang dihasilkan oleh sumber cahaya agar sinar yang masuk tetap konstan. 8
3. Monokromator Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalah gratting atau lensa prisma dan filter optik. Jika digunakan grating maka cahaya akan diubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan. Prisma berfungsi sebagai pendispersi atau penyebar cahaya. dengan adanya pendispersi hanya satu jenis cahaya atau cahaya dengan panjang gelombang tunggal yang mengenai sel sampel. Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada gambar 3.
Gambar 3. Penyebaran cahaya oleh prisma Grating (kisi difraksi) Keuntungan menggunakan kisi difraksi : - Dispersi sinar merata - Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama - Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spectrum Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang gelombang tertentu yang sesuai untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit yang disebut slit. Ketelitian dari monokromator dipengaruhi juga oleh lebar celah (slit width) yang dipakai. 4. Kuvet
9
Kuvet merupakan wadah dari sampel berupa cairan yang telah diatur
takarannya
hingga dapat terbaca oleh spektrofotometer UV-Vis. Biasanya sampel yang digunakan adalah sampel yang berwarna yang mudah menyerap sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Pada pengukuran di daerah sinar tampak digunakan kuvet kaca dan daerah UV digunakan kuvet kuarsa. Berikut beberapa contoh dari kuvet yang ada: 5. Detektor Fungsinya untuk merubah sinar menjadi energi listrik yang sebanding dengan besaran yang dapat diukur. Syarat-syarat ideal sebuah detektor adalah : 1. Kepekaan yang tinggi. 2. Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi. 3. Respon konstan pada berbagai panjang gelombang. 4. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi. 5. Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi. Macam - macam detector: 1. Photovoltaic 2. Phototube 3. Diode array 4. Penguat (amplifier) Berfungsi untuk memperbesar arus yang dihasilkan oleh detektor agar dapat dibaca oleh indikator. 5. Indikator Dapat berupa : a. Recorder b. Komputer
Skema Alat
Gambar 2. Skema Alat (Wardani, 2013). 10
2.5.Tipe Instrumen Spektrofotometer
Pada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu single-beam dan double-beam. gambar Single-beam instrument dan Double-beam instrument. 1. Single-beam instrument Single-beam instrument dapat digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Single-beam instrument mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Beberapa instrumen menghasilkan single beam instrument untuk pengukuran sinar ultra violet dan sinar tampak. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm. 2. Double-beam instrument Double-beam dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm. Double-beam instrument dimana mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan foto detektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan ditunjukkan oleh alat pembaca (Yanto,2013).
2.6.Prinsip Kerja Alat
Saat sumber cahaya dihidupkan, cahaya yang berasal dari sumber tersebut akan mengenai monokromator yang berfungsi mengubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang dibutuhkan oleh pengukuran dan kemudian cahaya yang telah di filter memasuki sampel cell yang didalamnya terdapat sampel dan kemudian sampel akan menyerap cahaya tersebut atau mengalami absorbs. Dimana energi cahaya yang diserap atom/molekul tersebut digunakan untuk bereksitasi ke tingkat energi elektronik yang lebih tinggi. Absorbs hanya terjadi jika selisih kedua tingkat energi elektronik tersebut bersesuaian dengan energi cahaya (foton) yang datang yakni
△E
= Efoton.
Kemudian cahaya yang melewati sampel akan sampai di detector, yang berupa transduser yang mengubah energy cahaya menjadi suatu isyarat listrik, dan kemudian dilanjutkan ke pengganda (amplifier), dan rangkaian yang berkaitan membuat is yarat listrik itu memadai untuk dibaca. Dan akhirnya sampai di suatu system baca (piranti pembaca) yang
11
memperagakan besarnya isyarat listrik, menyatakan dalam bentuk % Transmitan (% T) maupun Absorbansi (A) (Wardani, 2013).
2.7.Cara Penggunaan Alat
Cara kerja spektrofotometer secara singkat adalah sebagai berikut. Tempatkan larutan pembanding, misalnya blangko dalam sel pertama sedangkan lar utan yang akan dianalisis pada sel kedua. Kemudian pilih foto sel yang cocok 200nm-650nm (650nm-1100nm) agar daerah λ yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang foto sel dalam keadaan tertutup “nol” galvanometer didapat dengan menggunakan tombol dark -current. Pilih h yang diinginkan, buka fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blangko dan “nol” galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100%. Lewatkan berkas cahaya pada larutan sampel yang akan dianalisis. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel. Atau bisa dilakukan dengan cara: a. Nyalakan PC dan boot sistem operasi PC. Jika printer telah terhubung ke sistem, maka nyalakan printer. b. Nyalakan spektrofotometer dan tunggu sampai cahaya indikator spektrofotometer berwarna hijau. Proses ini meliputi pengujian spektrofotometer dan mengambil waktu sekitar 1 menit. c. Letakkan
sampel
yang
telah
dimasukkan
kedalam
kuvet
pada
sample
compartment. Sebelum sample di ukur, preparasi sample terle bih dahulu. d. Kita siap untuk menggunakan sistem. e. Lampu hijau akan berkedip, hal ini bahwa menunjukkan pengukuran sedang berlangsung. f. Jika spektrofotometer berhenti, hal ini menunjukkan bahwa pengukuran telah siap berlangsung. g. Data absorbansi dan spektrum akan terbaca di komputer, yang berbentuk grafik hubungan antara panjang gelombang dengan absorbansi.
12
BAB III PENUTUP
3.1.Kesimpulan
Berdasarkan hasil penulisan makalah ini dapat diambil kesimpulan bahwa: 1. Spektofotometri merupakan alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. 2. Dapat dipakai untuk tujuan analisis kualitatif (data sekunder) dan kuatitatif. 3. Spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengadsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat pengukur perbedaan adsorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding.
3.2.Saran
1. Penggunaan spektrofotometer UV-visible ini diharapkan dapat membantu untuk penelitian mahasiswa.
13
DAFTAR PUSTAKA
Santoso, Adi. 2011. Spektrofotometri Sinar Tampak dan Ultraviolet. Tersedia di http://149santoz.blogspot.com/2012/02/makalah-spektrofotometri-sinar-tampak.html (diakses pada 18 Maret 2014 pukul 06.30). Wardani, Melinda. 2013. Instrumentasi Fisika Spektrofotometri UV Vis. Tersedia di http://nurryputri.blogspot.com/2013/07/spektrofotometer-uv-is.html (diakses pada 18 Maret 2014 pukul 06.30). Yanto, Andri. 2013. Spektrofotometri UV-Vis, Inframerah, dan Densiometer. Tersedia di http://andriyanto507.blogspot.com/2013/12/makalah-spektrofotometri-uv-vis-infra.html (diakses pada 18 Maret 2014 pukul 06.30).
iii 14
