FTIR Spektroskopi FTIR adalah teknik pengukuran untuk mengumpulkan spektrum inframerah. Energi yang diserap sampel pada berbagai frekuensi sinar inframerah direkam, kemudian diteruskan ke interferometer. Sinar pengukuran sampel diubah menjadi interferogram. Perhitungan secara matematika Fourier Transform untuk sinyal tersebut akan menghasilkan spekrum yang identik pada spektroskopi inframerah.
FTIR terdiri dari bagian utama, yaitu ! "riffiths,#$%&' a& Sumber Sumber sinar, sinar, yang yang terbuat terbuat dari filamen filamen (erst (erst atau globar globar yang yang dipanaskan dipanaskan o menggunakan listrik hingga temperatur #)))*#+)) . b& -eam splitter, berupa material transparan dengan indeks relatif, sehingga menghasilkan ) radiasi akan direfleksikan dan ) radiasi akan diteruskan. c& Interferomete Interferometer, r, merupak merupakan an bagian utama utama dari FTIR FTIR yang berfung berfungsi si untuk memben membentuk tuk interferogram yang akan diteruskan menuju detektor. d& /aerah cuplika cuplikan, n, dimana dimana berkas acuan acuan dan cuplikan cuplikan masuk masuk ke dalam daerah daerah cuplikan cuplikan dan masing*masing menembus sel acuan dan cuplikan secara bersesuaian. e& /etektor, /etektor, 0erupak 0erupakan an piranti piranti yang menguk mengukur ur energi energi pancaran pancaran yang le1at le1at akibat panas panas yang dihasilkan. /etektor yang sering digunakan adalah termokopel dan balometer. 0ekanisme yang terjadi pada alat FTIR dapat dijelaskan sebagai berikut. Sinar yang datang dari sumber sinar akan diteruskan, dan kemudian akan dipecah oleh pemecah sinar menjadi dua bagian sinar yang saling tegak lurus. Sinar ini kemudian dipantulkan oleh dua cermin yaitu cermin diam dan cermin bergerak. Sinar hasil pantulan kedua cermin akan dipantulkan kembali menuju pemecah sinar untuk saling berinteraksi. /ari pemecah sinar, sebagian sinar akan diarahkan menuju cuplikan dan sebagian menuju sumber. "erakan cermin yang maju mundur akan menyebabkan sinar yang sampai pada detektor akan berfluktuasi. Sinar akan saling menguatkan ketika kedua cermin memiliki jarak yang sama terhadap detektor, dan akan saling melemahkan jika kedua cermin memiliki jarak yang berbeda. Fluktuasi sinar yang sampai pada detektor ini akan menghasilkan menghasilkan sinyal pada detektor yang disebut interferogram. Interferogram ini akan diubah menjadi spektra IR dengan bantuan komputer berdasarkan operasi matematika.
Spektrofotometer FTIR 8300/8700 Spektrofotometer FTIR +2))3+%)) merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk identifikasi senya1a, khususnya senya1a organik, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. 4nalisis dilakukan dengan melihat bentuk spektrumnya yaitu dengan melihat puncak*puncak spesifik yang menunjukan jenis gugus fungsional yang dimiliki oleh senya1a tersebut. Sedangkan analisis kuantitatif dapat dilakukan dengan menggunakan senya1a standar yang dibuat spektrumnya pada berbagai 5ariasi konsentrasi. Preparasi sampel' 4. Samp Sampel el cair cair a& Samp Sampel el cair cair haru haruss beba bebass air air b& 6leskan sampel pada (al 7indo1. 7indo1.Te Tekanlah kanlah kedua (al 7indo1 7indo1 sehingga tidak ada gelembung udara diantara keduanya. c& 8ntuk analisis analisis secara kuanti kuantitatif tatif masukka masukkan n sampel sampel dalam /emountab /emountable le ell. d& Samp Sampel el siap siap dia diana nali lisis sis..
-. Sampel padat a& 0etode /RS 9 +))): Sampel padat yang akan dianalisa dicampur dengan serbuk ;-r ! 9#) sampel dalam serbuk ;-r&, kemudian tempatkan pada sampel pan dan siap untuk dianalisis. b& 0etode Pelet ;-r: ampuran sampel padat dengan serbuk ;-r ! 9 #) sampel serbuk ;-r&. ampuran yang sudah homogen kemudian dibuat pellet ;-r!pil ;-r& dengan alat 0I(I <4(/ PRESS. Setelah terbentuk pil ;-r siap untuk dianalisis
Spektrofotometri Inframerah Spektrofotometri inframerah !IR& merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk menganalisa senya1a kimia. Spektra inframerah suatu senya1a dapat memberikan gambaran dan struktur molekul senya1a tersebut. Spektra IR dapat dihasilkan dengan mengukur absorbsi radiasi, refleksi atau emisi di daerah IR. /aerah inframerah pada spektrum gelombang elektromagnetik mencakup bilangan gelombang #=.))) cm*# hingga #) cm*#. /aerah inframera h sedang ! =)))*=)) cm*#& berkaitan dengan transisi energi 5ibrasi dari molekul yang memberikan informasi mengenai gugus*gugus fungsi dalam molekul tersebut. /aerah inframerah jauh !=))*#)cm*#& bermanfaat untuk menganalisis molekul yang mengandung atom*atom berat seperti senya1a anorganik, namun membutuhkan teknik khusus yang lebih baik. /aerah inframerah dekat !#>.))*=)))cm*#& yang peka terhadap 5ibrasi o5ertone !Schechter,#$$%& Pada alat spektrofotometri inframerah, satuan bilangan gelombang merupakan satuan yang umum digunakan. (ilai bilangan gelombang berbanding terbalik terhadap frekuensi atau energinya. -ilangan gelombang dan panjang gelombang dapat dikon5ersi satu sama lain menggunakan persamaan diba1ah ' ?!cm*#& @ #3 A!Bm& C #)= Informasi absorpsi inframerah pada umumnya diberikan dalam bentuk spektrum dengan panjang gelombang !Bm& atau bilangan gelombang !cm*#& sebagai absis C dan intensitas absorpsi atau persen transmitan sebagai ordinat y. Intensitas pita dapat dinyatakan dengan transmitan !T& atau absorban !4&. Transmitan adalah perbandingan antara fraksi sinar yang diteruskan oleh sampel !I& dan jumlah sinar yang diterima oleh sampel tersebut !Io&. 4bsorban adalah 9log dari transmitan 4@ log!#3T& @ *logT @ *log I3Io Spektrum yang dihasilkan biasanya relatif kompleks karena adanya 65ertone kombinasi dan perbedaan serapan yang lemah. 65ertone dihasilkan akibat adanya eksitasi dari tingkat energi rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi, yang merupakan kelipatan dari frekuensi fundamental !5&. -ila dua frekuensi 5ibrasi !5# dan 5>& dalam molekul bergabung menghasilkan 5ibrasi frekuensi baru dalam molekul, dan bila frekuensi tersebut aktif inframerah, maka hal tersebut disebut serapan kombinasi !
&. 4pabila 5ibrasi fundamental bergabung dengan serapan o5ertone atau serapan kombinasi lainnya, maka 5ibrasi gabungan ini disebut resonansi Fermi yang sering teramati dalam senya1a karbonil.
Terdapat dua macam 5ibrasi, yaitu 5ibrasi ulur dan tekuk. ?ibrasi ulur merupakan suatu gerakan berirama di sepanjang sumbu ikatan sehingga jarak antar atom akan bertambah atau berkurang. ?ibrasi tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut*sudut ikatan antara ikatan*ikatan pada sebuah atom !sil5erstein et al, #$+D&.
Teori Absorpsi Inframerah Pada temperatur diatas temperatur nol absolut, semua atom di dalam molekul ber5ibrasi antara satu dengan lainnya. ;etika frekuensi dari 5ibrasi spesifik sama dengan frekuensi dari radiasi inframerah yang mengenai langsung pada molekul, molekul tersebut akan menyerap radiasi. Setiap molekul mempunyai darajat kebebasan sebesar jumlah derajat kebebasan atom* atomnya. Setiap atom di dalam koordinat cartesius mempunyai tiga derajat kebebasan yang menyatakan kedudukan relatifnya terhadap atom*atom lainnya di dalam molekul. Syarat suatu gugus fungsi dalam suatu senya1a dapat terukur pada spektra IR adalah adanya perbedaan momen dipol pada gugus tersebut. ?ibrasi ikatan akan menimbulkan fluktuasi momen dipol yang menghasilkan gelombang listrik. 8ntuk pengukuran menggunakan IR biasanya berada pada daerah bilangan gelombang =))*=)) cm*#. /aerah pada bilangan gelombang ini disebut daerah IR sedang, dan merupakan daerah optimum untuk penyerapan sinar IR bagi ikatan*ikatan dalam senya1a organik ! &. Suatu ikatan kimia dapat ber5ibrasi sesuai dengan le5el energinya sehingga memberikan frekuensi yang spesifik. ))D&. Kegunaan Spektrum Inframerah ;arena setiap tipe ikatan memiliki sifat frekuensi yang berbeda, dan karena tipe ikatan yang sama dalam dua senya1a berbeda terletak dalam lingkungan yang sedikit berbeda, maka tidak ada dua molekul yang berbeda bentuknya akan mempunyai serapan inframerah yang sama.
/engan membandingkan serapan dari dua senya1a yang diperkirakan identik, baru dapat diperoleh kesimpulan apakah senya1a itu identik atau tidak. Pelacakan ini biasa disebut3 dikenal dengan bentuk sidik jari dari dua spektrum inframerah. 0anfaat lain dari spektrum inframerah adalah memberikan keterangan tentang molekul. ;isaran serapan yang kecil dapat digunakan untuk menentukan tipe ikatan. 8ntuk memperoleh interpretasi lebih jelas dibutukan tabel korelasi dari inframerah. Pada saat menentukan puncak dari gugus spesifik dalam daerah spectrum inframerah biasanya 5ibrasi ulur lebih bermanfaat.
Berikut ini beberapa kelebihan menggunakan spektroskopi inframerah '
• • •
0erupakan teknik yang cepat /apat digunakan untuk identifikas gugus fungsi tertentu dari suatu molekul Spektrum inframerah yang diberikan untuk suatu senya1a bersifat unik sehingga dapat digunakan sebagai sidik jari dari senya1a tersebut.
/aerahnya dapat dibagi menjadi empat daerah:
Rentang !cm*#& 2%))*>)) >2))*>))) #$))*#)) #=))*D)
Ikatan Tunggal ke
Rangkap /ua
Ikatan Tunggal !bukan hydrogen& Rangkap Tiga
enis Ikatan Ikatan tunggal ke hydrogen Ikatan rangkap tiga Ikatan rangkap dua Ikatan tunggal selain ke hydrogen
enis ikatan
-ilangan "elombang !cm*#&
;eterangan
*< @*<
2)))*>+) 2#))*2)))
6@*<
>+))*>%))
6*< 6*< bebas (*<
2=))*2))) 2D)) 2=)*2#))
4lkana jenuh 4lkana tak jenuh atau aromatik 4ldehid,dua puncak emah 4lkohol,air,fenol.
@6
#+=)*#+)) dan #%+)*#%=)
4nhidrida
@6 @6 @6 @6 @ @( (@6
#%)*#%# #%=)*#D+) #%>*#DD #D$)*#D2) #D%*#D)) #D$)*#D2) #D)*##) dan #2%)*#22)
Ester 4ldehid 4sam karboksilat 4mida
*
Tak tetap
*6, *(
#=))*#)))
rangkap tiga ( rangkap tiga
>>D)*>#>) >>D)*>>>)
4mina
Senya1a nitro
Pada dasarnya Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red !FTIR& adalah sama dengan Spektrofotometer Infra Reddispersi, yang membedakannya adalah pengembangan pada sistim optiknya sebelum berkas sinar infra merah mele1ati contoh. /asar pemikiran dari Spektrofotometer Fourier Transform InfraRed adalah dari pers amaan gelombang yang dirumuskan oleh ean -aptiste oseph Fourier !#%D+*#+2)& seorang ahli matematika dari Perancis. Persamaannya adalah sebagai berikut '
/ari deret Fourier tersebut intensitas gelombang dapat digambarkan sebagai daerah 1aktu atau daerah frek1ensi. Perubahan gambaran intensitas gelobang radiasi elektromagnetik dari daerah 1aktu ke daerah frek1ensi atau sebaliknya disebut Transformasi Fourier !Fourier Transform&. Selanjutnya pada sistim optik peralatan instrumen Fourier Transform Infra Red dipakai dasar daerah 1aktu yang non dispersif. Sebagai contoh aplikasi pemakaian gelombang radiasi elektromagnetik yang berdasarkan daerah 1aktu adalah interferometer yang dikemukakan oleh 4lbert 4braham 0ichelson !erman, #+2#&. Pada sistim optik Fourier Transform Infra Red digunakan radiasi 4SER !ight 4mplification byStimulated Emmission of Radiation& yang berfungsi sebagai radiasi yang di interferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik.
#. >. 2. =.
Pada proses instrumen analisis sampelnya meliputi' The source' energi Infra Red yang dipancarkan dari sebuah benda hitam menyala. -alok ini mele1ati melalui logam yang mengontrol jumlah energi yang diberikan kepada sampel. Interoferometer' sinar memasuki interferometer Gspectra encoding mengambiltempat, kemudian sinyal yang dihasilkan keluar dari interferogram. Sampel' sinar memasuki kompartemen sampel dimana diteruskan melaluicermin dari permukaan sampel yang tergantung pada jenis analisis. /etector' sinar akhirnya lolos ke detector untuk pengukuran akhir. /etector ini digunakan khusus dirancang untuk mengukur sinar interfrogram khusus. /etektor yang digunakan dalam Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red adalah Tetra"lycerine Sulphate !disingkat T"S& atau 0ercury admium Telluride !disingkat 0T&. /etektor 0T lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor T"S, yaitu ‟
memberikan respon yang lebih baik pada frek1ensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi 5ibrasi yang diterima dari radiasi inframerah. . omputer' sinyal diukur secara digital dan dikirim kekomputer untuk diolaholeh Fourier Transformation berada. Spektrum disajikan untuk interpretasi l ebihlanjut
Prinsip kerja spektroskopi FTIR adalah adanya interaksi energi dengan materi. 0isalkan dalam suatu percobaan berupa molekul senya1a kompleks yang ditembak dengan energi dari sumber sinar yang akan menyebabkan molekul tersebut mengalami 5ibrasi. Sumber sinar yang digunakan adalah keramik, yang apabila dialiri arus listrik maka keramik ini dapat memancarkan infrared. ?ibrasi dapat terjadi karena energi yang berasal dari sinar infrared tidak cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya atomisasi ataupun eksitasi elektron pada molekul senya1a yang ditembak dimana besarnya energi 5ibrasi tiap atom atau molekul berbeda tergantung pada atom*atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga dihasilkan frekuaensi yang berbeda pula. FTIR interferogramnya menggunakan mecrosem dan letak cerminnya !fiCed mirror dan mo5ing mirror& paralel. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi =)) 9 =))) cm *# di mana cm*# disebut sebagai 1a5enumber !#31a5elength& yakni suatu ukuran unit untuk frekuensi. /aerah panjang gelombang yang digunakan pada percobaan ini adalah daerah inframerah pertengahan !=.))) 9 >)) cm*# &. Interaksi antara materi berupa molekul senya1a kompleks dengan energi berupa sinar infrared mengakibatkan molekul*molekul ber5ibrasi dimana besarnya energi 5ibrasi tiap komponen molekul berbeda*beda tergantung pada atom*atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga akan dihasilkan frekuensi yang berbeda. 4nalisis menggunakan FTIR dapat digunakan untuk mengetahui sifat termal bahan dari suatu lapisan tipis misalnya. /ari hasil analisis spektrum FTIR didapatkan analisa tentang disosiasi ligan suatu bahan penumbuhan lapisan tipis secara sempurna. 0isalkan disosiasi ligan
bera1al pada temperatur 2))o sampai =)) o . & dengan reaksi teknik padatan. ))) pada rentang bilangan gelombang #+))*=)) cm*#.
Spektrum FTIR ;eramik ;alsium ;eramik kalsium silikat yang disintering pada suhu #))) o terlihat adanya ikatan 6*Si*6 pada rentang bilangan gelombang +))*D)) cm *#, serta terdapat ikatan a*6 lemah pada bilangan gelombang D2,=2 cm *# dan =2>,>= cm *#. Tidak terdapatnya ikatan lain selain ikatan antara atom a, Si, dan 6 menunjukkan bah1a bahan dasar yang digunakan tidak mengandung kontaminan. -erdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bah1a hasil FTIR pada suhu sintering #)))o terdapat gugus fungsi a*6 dan Si*6*Si sebagai pembentuk keramik. Sehingga kegunaan dari penggunaan metode FTIR ini antara lain adalah sebagai mendeteksi ada atau tidaknya bahan campuran lain pada suatu bahan melalui analisa pada gugus fungsi dari bahan tersebut. Keunggulan Spektrofotometer FTIR Secara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer FTIR memiliki dua kelebihan utama dibandingkan metoda kon5ensional lainnya, yaitu ' #. /apat digunakan pada semua frek1ensi 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&.
asar Teori
Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah !IR&. spektroskopi ini didasarkan pada 5ibrasi suatu molekul. Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang ).% * #.))) Hm atau pada bilangan gelombang #2.))) * #) cm *#. 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 =))*=)))cm *#, di mana cm *# yang dikenal sebagai 1a5enumber !#31a5elength&, yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. 8ntuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di 1ilayah IR dile1atkan melalui sampel. 0ereka frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dari ditransmisikan bersekongkol mela1an 1a5enumber. Spektroskopi inframerah sangat berguna untuk analisis kualitatif !identifikasi& dari senya1a organik karena spektrum yang unik yang dihasilkan oleh setiap organik at 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, @ 6, selalu menyerap sinar inframerah pada #D%) *#%+) cm *#, yang menyebabkan ikatan karbonil untuk meregangkan !Sil5erstein, >))>&. 4tom*atom di dalam suatu molekul tidak diam melainkan ber5ibrasi !bergetar&. Ikatan kimia yang menghubungkan dua atom dapat dimisalkan sebagai dua bola yang dihubungkan oleh suatu pegas. -ila radiasi inframerah dile1atkan melalui suatu cuplikan maka molekul* molekulnya dapat menyerap !mengabsorpsi& energi dan terjadilah transisi di antara tingkat 5ibrasi dasar dan tingkat tereksitasi. ontoh suatu ikatan *< yang ber5ibrasi $) triliun kali dalam satu detik harus menyerap radiasi inframerah pada frekuensi tersebut untuk pindah ketingkat 5ibrasi tereksitasi pertama. Pengabsorpsian energi pada frekuensi dapat dideteksi oleh spektrofotometer infra merah yang memplot jumlah radiasi infra merah yang akan memberikan informasi enting tentang tentang gugus fungsional suatu molekul !-lanchard, 4 4rthur, #$+D&. Inframerah merupakan radiasi elektomagnetik dari suatu panjang gelombang yang lebih panjang dari gelombang tampak tetapi lebih panjang dari gelombang mikro.
Spestroskopi inframerah merupakan salah satu teknik spektroskopi yang didasarkan pada penyerapan inframerah oleh senya1a. ;arena spectrum IR memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dari panjang gelombang yang lain maka energi yang dihasilkan oleh spectrum ini lebih kecil dan hanya mampu menyebabkan 5ibrasi atom*atom pda senya1a yang menyerapnya. /aerah radisai sinar inframerah terbagi menjadi 2 antara lain' #. /aerah IR dekat !#2)))*=))) cm *#& >. /aerah IR tengah !=)))*>)) cm *#& 2. /aerah IR jauh !>))*#) cm *#& ;ebanyakan analisis kimia berada pada daerah IR tengah. IR jauh digunakan untuk menganalisis mat organik,anorganik dan organologam yang memiliki atom berat !massa atom diatas #$&. Sedangkan IR dekat menganalisis kuantitatif denagn kecepatan tinggi. ;arena panjang gelombang IR lebih pendek dari apnjang gelombang sinar tampak ataupun sinar 8? maka energi IR tidak mampu mentransisikan elektron ,melainkan hanya menyebabkan molekul hanya bergetar. Setiap molekul memiliki harga energi tertentu. -ila suatu senya1a menyerap energi dari sinar IR maka tingkatrn energi didalam molekul itu akan tereksitasi ketingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan energi yang diserap maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi 5ibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi. Interksi ini terjadi dengan syarat adnya perubahan momen dipol sebagai akibat dari 5ibrasi. Radiasi medan listrik berubah 9ubah akan berinteraksi dengan molekul dan akan menyebabkan perubahan amplitudo salah satu gerakan molekul. Selain itu energi yang dihasilkan oleh sianr IR harus sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom untuk ber5ibrasi. Senya1a seperti 6 >dan (> tidak memiliki perubahn mimen dipole dalam 5ibrasinya sehingga tidak dapt mengadsropsi sinar IR !Earnsha1 4, #$$%&. -erikut adalah komponen alat spektrofotometri IR !Tim ;imia 4nalitik Instrumen,>))$&' #. Sumber Energi ' Sumbernya dapat berupa (ernest atau lampu "lo1er, yang dibuatt dari oksida*oksida irconium dan yttrium, berupa batang berongga dengan diameter >mm dan panjang 2)mm. batang ini dipanaskan sampai 1500-20000C dan akan memberikan radiasi di atas %))) cm-1. Sumber radiasi yang biasa digunakan berupa (ernst "lo1er, "lobar, dan ;a1at (ikhrom. (ernst "lo1er merupakan campuran oksida dari irkon !Jr&, dan yitrium !K& yaitu Jr6> dan K>62, atau campuran oksida thorium !Th& dan serium !e&. (ernst "lo1er ini berupa silinder dengan diameter # sampai > mm dan panjang >) mm. pada ujung silinder dilapisi platina untuk mele1atkan arus listrik. (ernst "lo1er mempunyai radiasi maksimum pada panjang gelombang #,= Hm atau bilangan gelombang %#)) cm *#. "lobar merupakan sebatang silicon karbida !Si& biasanya dengan diameter mm dan panjang ) mm. radiasi maksimum "lobar terjadi pada panjang gelombang #,+*>,) Hm atau bilangan %#)) cm *#. ;a1at (ikhrom merupakan campuran nikel !(i& dan ;rom !r&, mempunyai radiasi lebih rendah dari (ernst "lo1er dan "lobar. >. 0onokromator' digunakan untuk menghilangkan sinar yang tidak diinginan, sehingga diperoleh sinar yang monokromatis, terdiri dari sistem celah !masuk*keluar& tempat sinar dari sumber radiasi masuk ke dalam sistem monokromator: alat pendispersi berupa prisma3kisi difraksi akan menguraikan sinar menjadi komponen panjang gelombang. 0onokromator yang digunaan untuk alat infra merah umumnya terbuat dari berbagai macam bahan, missal'prisma !umumnya dalam littro1 mounting& dan celah yang terbuat dari gelas, lelehan silika, LiF, CaF2, BaF2, Nacl, AgCl, KBr, CsI. Tetapi pada umumnya prisma (al digunaan untuk daerah 4000-6000 cm-1 dan prisma ;-R untuk 400 cm-1.
2. 7adah sampel ' -erfungsi untuk menaruh3meletakkan3melekatkan sampel yang akan dianalisis. 7adah sampel yang digunakan disesuaikan pada bentuk fisik sampel yang akan dianalisis. 7adah sampel tergantung dari jenis sampel. 8ntuk sampel berbentuk gas digunakan sel gas dengan lebar sel atau panjang berkas radiasi =) m. hal ini dimungkinkan untuk menaikkan sensiti5itas karena adanya cermin yang dapat memantulkan berkas radiasi berulang kali melalui sampel. 7adah sampel untuk sampel berbentuk cairan umumnya mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari # mm biasanya dibuat lapisan tipis !film& di antara dua keping senya1a yang transparan terhadap radiasi inframerah. /apat pula dibuat larutan yang kemudian dimasukkan ke dalam sel larutan.7adah sampel untuk padatan mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari # mm !seperti 1adah sampel untuk cairan&. Sampel berbentuk padatan ini dapat dibuat pellet, pasta, atau lapis tipis. Pelet ;-r dibuat dengan menggerus sampel dan ;ristal ;-r !),# 9 >,) berdasar berat& sehingga merata kemudian ditekan sampai diperoleh pelet atau pil tipis. Pasta !mull& dibuat dengan mencampur sampel dan setetes bahan pasta sehingga merata kemudian dilapiskan di antara dua keping (al yang transparan terhadap radiasi inframerah. -ahan pasta yang biasa digunakan adalah parafin cair. apis tipis dibuat dengan meneteskan larutan dalam pelarut yang mudah menguap pada permukaan kepingan (al dan dibiarkan sampai menguap. =. /etektor ' alat yang mengukur atau mendeteksi energi radiasi akibat pengaruh panas. -erbeda dengan detector lainnya !misalnya phototube&, pengukuran radiasi infra merah lebih sulit karena intensitas radiasi rendah dan energi foton infra merah juga rendah. 4kibatnya signal dari detector infra merah ecil sehingga dalam penguurannya harus diperbesar dengan menggunaan amplifier. Terdapat dua macam detector yaitu thermocouple dan bolometer. . Rekorder ' alat perekam untuk mempermudah dan mempercepat pengolahan data dari detector.Tidak ada pelarut yang sama sekali transparan terhadap sinar IR, maka cuplikan dapat diukur sebagai padatan atau cairan murninya. uplikan padat digerus pada muortar kecil bersama ;ristal ;-r kering /alam jumlah sedikit !),*> mg cuplikan sampai #)) mg ;-r kering& campuran tersebut dipres diantara > sekrup memakai kunci kemudian kedua sekrupnya dan baut berisi tablet cuplikan tipis diletakkan di tempat sel spektrofotometer infrared dengan lubang mengarah ke sumber radiasi !
Pada dasarnya spektrometer FTIR sama dengan spektrofotometer FTIR sama degan spektrofotometer IR yang membedakannya adalah pengembangan pada sistem optiknya sebelum berkas sinar inframerah mele1ati sampel.Sistem optik spektrofotometer IR dilengkapi dengan cermin diam./engan demikian radiasi inframerah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin bergerak dan cermin yang diam.Pada sistem optik fourier traansform infared digunakan radiasi laser yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi inframerah agar sinyal radiasi inframerah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik !/ay, R.4 dan 4.. 8nder1ood. >))>&. Analisis Kualitatif FTIR Alat !an Bahan 4. 44T #. Spektroskopi FTIR >. 4lat pembuat pellet 2. 0ortar =. (eraca analit . Stop1atch
# set # buah # buah # buah # buah
D.
Spatula -. -4<4( #. ;-r >. uS6=!(<2&>S6=.D<>6 2. Lu!(< 2&=MS6=
# buah
>)) mgr # mgr # mgr
"ara Ker#a #. 0enyiapkan sampel yang akan diuji berupa garam rangkap dan komplek serta memastikan sampel dalam keadaan kering. >. 0enimbang >)) mgr ;-r. 2. 0engambil N #mg sampel garam rangkap uS6=!(<2&>S6=.D<>6 dan menghaluskannya bersama ;-r dengan mortar hingga halus. =. 0embuat pellet dari campuran bahan tersebut menggunakan alat press dan di pre*5akum selama >*2 menit. . 0engepress pellet dengan pompa hidrolik dan mengatur tekanannya menjadi +) ;( selama menit. D. 0enghentikan proses 5akum dan pengepresan lalu mengambil sampel pellet dengan cara mendorongnya dengan pompa hidrolik hingga terdengar punya GklekO yang berarti sampel sudah lepas. %. 0eletakkan pellet yang sudah jadi pada sampel holder dan menempatkannya pada lintasan sinar alat FTIR. +. 0elakukan pengukuran dengan alat FTIR dan mengamati grafik yang terbentuk $. 0enyimpan data yang dihasilkan dan melakukan pembahasan terhadap puncak*puncak yang terbentuk #). 0engulangi langkah tersebut di atas sekali lagi dengan mengganti sampel garam rangkap menjadi garam kompleks Lu!(< 2&=MS6= .
$embahasan Percobaan ini bertujuan untuk menentukan interaksi ligan dan atom pusat molekul senya1a kompleks dengan FTIR. FTIR digunakan untuk melakukan analisa kualitatif yaitu untuk mengetahui ikatan kimia yang dapat ditentukan dari spektra 5ibrasi yang dihasilkan oleh suatu senya1a pada panjang gelombang tertentu. Selain itu digunakan juga untuk analisa kuantitatif yaitu melakukan perhitungan tertentu dengan menggunakan intensitas. Prinsip kerja spektroskopi FTIR adalah adanya interaksi energi dengan materi. /alam
percobaan ini materi berupa molekul senya1a kompleks yakni garam rangkap uS6=!(<2&>S6=.D<>6 dan garam kompleks Lu!(< 2&=MS6= yang ditembak dengan energi dari sumber sinar yang akan menyebabkan molekul tersebut mengalami 5ibrasi. Sumber sinar yang digunakan adalah keramik, yang apabika dialiri arus listrik maka keramik ini dapat memancarkan infrared. ?ibrasi dapat terjadi karena energi yang berasal dari sinar infrared tidak cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya atomisasi ataupun eksitasi elektron pada molekul senya1a yang ditembak dimana besarnya energi 5ibrasi tiap atom atau molekul berbeda tergantung pada atom*atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga dihasilkan frekuaensi yang berbeda pula. Perbedaan mendasar antara IR dan FTIR adalah pada FTIR interferogramnya menggunakan mecrosem dan letak cerminnya !fiCed mirror dan mo5ing mirror& paralel. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi =)) 9 =))) cm*# di mana cm*# disebut sebagai 1a5enumber !#31a5elength& yakni suatu ukuran unit untuk frekuensi. /aerah panjang gelombang yang digunakan pada percobaan ini adalah daerah inframerah pertengahan !=.))) 9 >)) cm *#&. Sebelum menganalisa dengan FTIR, terlebih dahulu sampel yang akan dianalisa harus dijadikan pellet. Pellet yang dibuat harus bening agar dapat menerima interaksi dengan sinar infrared yang ditembakkan melalui pellet. Pembuatan pellet sampel menggunakan ;-r dengan perbandingan yang cukup besar, yaitu dengan mencampurkan # mg sampel garam rangkap uS6=!(<2&>.D<>6 dan garam kompleks Lu!(<2&=MS6= dengan >)) mg ;-r sehingga pellet yang dihasilkan tidak terlalu gelap 3 tebal dan sulit ditembus infrared. 6leh karena sampel yang digunakan berupa senya1a kompleks yang memiliki 1arna tertentu maka penggunaannya sangat sedikit. Penggunaan sampel yang sedikit ini agar dihasilkan spektra yang dapat terbaca dengan jelas dan tidak bertumpuk. /igunakan ;-r karena ;-r tidak menghasilkan serapan pada IR sehingga yang teramati secara langsung adalah serapan dari sampel. Pada pembuatan pellet ini di5akum karena didalamnya terdapat udara, 5akum akan menyedot udara sehingga sampel menjadi padat. Pellet yang dihasilkan dianalisis dengan spektroskopi FTIR. Sebelum melakukan pengujian, dilakukan pengaturan pada alat FTIR terlebih dahulu. Setelah siap, maka dilakukan pemblankoan dengan mengukur spektra ;-r. Pengkalibrasian alat FTIR menggunakan polistirena. Setelah itu, barulah pellet dapat dianalisa. /ari hasil pengujian sampel pada FTIR didapatkan hasil berupa spektra masing* masing sampel. Pada garam rangkap didapat spektra dengan analisa sebagai berikut ' aerah frekuensi 2D))*2))) 2D))*22)) >=))*>))) #%))*#)) #2))*#))) #)))*%)) %))*)) ))
%enis ikatan 6*< (*< Fenol, ikatan < @ stretching *6 * ?ibrasi *< bending /ianggap finger print
Sedangkan data analisa dari garam kompleks adalah sebagai berikut ' aerah frekuensi
%enis ikatan
2D))*22)) >=))*>))) #%))*#)) #))*#>) #2))*#>)) #)))*%)) %))*)) ))
(*< Fenol, ikatan < @ stretching *< *( * ?ibrasi *< bending /ianggap finger print
/ari data tersebut dapat dilihat perbedaan antara sepktra dari garam rangkap dan juga garam kompleks. Salah satunya adalah gugus 6*< yang terdapat pada garam rangkap tetapi tidak terdapat pada garam kompleks. Selain itu ditemukan serapan *6 pada #2)) 9 #))) cm * # . Sedangkan pada garam kompleks, serapan 2D))*2))) cm *# bentuknya tidak lebar melainkan meruncing yang diperkirakan adalah (*<. "aram kompleks memiliki harga serapan #=)>,> sedangkan pada garam rangkap #=)),2> pada serapan #))*#>) cm *#. 4danya beberapa perbedaan serapan antara garam rangkap dan juga garam kompleks dapat disebabkan oleh adanya perbedaan interaksi yang terjadi antara atom pusat molekul ligan. -erdasarkan spectra yang diperoleh ada serapan yang kurang sesuai yaitu gugus *<, karena dalam senya1a sampel yang digunakan tidak terdapat ikatan *<. . 4danya perbedaan tingkat energi 5ibrasi komponen molekul, analisis spektroskopi inframerah dapat mengidentifikasi keberadaan komponen atau gugus fungsi dalam molekul. 2. 0assa tereduksi pada tiap*tiap atom menyebabkan adanya perbedaan serapan antara komponen yang satu dengan komponen yang lain, sehingga dihasilkan spektra yang memiliki puncak !peak& berbeda*beda. =. 4danya interaksi ligan dengan atom pusat dapat diketahui dari pergeseran puncak*puncak yang terdapat dalam spektra pada berbagai 5ariasi ligan dan atom pusat. . Interaksi ligan dengan atom pusatnya berbeda pada garam rangkap dan garam kompleks, hal ini disebabkan 1alaupun kedua garam memiliki kombinasi garam dengan atom pusat yang sama tetapi memiliki sisa ion yang berbeda. Spektra IR
Bm atau #).))) 9 =)) cm*#. /alam praktek satuan yang lebih umum dipakai adalah satuan frekuensi !cm*#& dan bukan satuan panjang gelombang. Serapan setiap tipe ikatan !(*<, *< , 6*<, *Q, @ 6, *6, 9, @ , @ (, dan seba gainya& hanya diperoleh dalam bagian*bagian kecil tertentu dari daerah 5ibrasi infra merah. ;isaran serapan yang kecil dapat digunakan untuk menentukan setiap tipe ikatan. /alam rangka memperoleh informasi struktur senya1a organik yang dianalisis, kita harus terbiasa dengan frekuensi atau panjang gelombang dimana berbagai gugus fungsional menyerap. Sebagai contoh, setiap serapan dalam kisaran 2))) #) cm hampir selalu disebabkan adanya ikatan @6 !gugus karbonil&. aerah serapan infra merah
4lkana Pita utama yang nampak dalam spektra IR alkana disebabkan oleh stretching *< di daerah >+)*2))) cm*#, scissoring <> dan <2 di daerah #=)*#=%) cm*#, rocking <2 pada kurang lebih #2%)*#2+)cm*#. /an pita rocking, pada %>)*%%>cm*#. Pita*pita ini tidak dapat dijadikan patokan karena kebanyakan alkana mengandung gugus*gugus ini 4lkena ?ibrasi stretching *< alkena terjadi pada panjang gelombang yang lebih pendek daripada * < alkana. Ingat bah1a ikatan karbon*hidrogen alkena mempunyai sifat lebih kuat daripada ikatan karbon* hidrogen alkana. 0akin kuat ikatan, makin sukar ber5ibrasi dan memerlukan energi yang lebih tinggi. adi alkena yang mempunyai paling sedikit satu hidrogen menempel pada ikatan rangkap dua biasanya mengabsorpsi di daerah 2))*2#) cm*#. -entuk stretching @ alkena terjadi sidaerah #D=*#D%) cm*#. Pita ini sangat jelas bila hanya satu gugus alkil menempel pada ikatan rangkap dua. Semakin banyak gugus alkil yang menempel, intensitas absorpsi berkurang karena 5ibrasi terjadi dengan perubahan momen dipol yang lebih kecil. 8ntuk alkena*alkena trisubtitusi, tetrasubsitusi @ sering mempunyai intensitas yang rendah atau tidak teramati. 4lkuna dan (itril 4lkuna ujung memperlihatkan pita stretching *< yang tajam pada 22))*22>) cm*# dan bentuk bending *< yang jelas pada D))*%)) cm*#. Stretching @( pada alkuna ujung nampak pada >#))*>#=) cm*# dengan intensitas sedang untuk stretching @ alkuna dalam berupa pita lemah yang terjadi pada >>))*>>D) cm*#. 4lkil halida iri absorpsi alkil halida adalah pita yang disebabkan oleh stretching *Q. Posisi untuk pita* pita ini adalah #)))*#2) cm*# untuk *F, %)*+) cm*# untuk *l, ))*D+) cm*# untuk * -r, dan >))*)) cm*# untuk *I. 4bsorpsi*absorpsi ini tidak berguna untuk diagnosis.
4lkohol dan Eter 4lkohol dan eter mempunyai ciri absorpsi infra merah karena stretching *6 didaerah #))* #>)) cm*#. 6leh karena pita*pita ini terjadi di daerah spektrum dimana biasanya terdapat banyak pita lain, maka pita*pita tersebut tidak bermanfaat untuk diagnosis. 4kan tetapi stretching 6*< alkohol, yang terjadi di daerah 2>))*2D)) cm*#, lebih berguna. Spektrum infra merah t*butilalkohol stretching 6*< sangat kuat yang berpusat pada 22D) cm*#.T* butilalkohol dilarutkan dalam karbon tetraklorida !karbon tetraklorida banyak digunakan sebagai pelarut di dalam studi infra merah karenanya relatif stabil dan GtransparanO terhadap cahaya infra merah pada kebanyakan daerah spektra yang berguna. 4ldehid dan ;eton iri absorpsi infra merah aldehid dan keton adalah 5ibrasi stretching @6. 6leh karena gugus karbonil polar sekali, strerching ikatan ini menghasilkan perubahan momen dipol yang cukup besar. 4kibatnya stretching karbonil merupakan spektra yang intensitasnya tinggi. 6leh karena terjadi di daerah spektrum yang umumnya tidak ada absorpsi lain, maka stretching karbonil merupakan metode yang dapat diandalkan untuk mendiagnosis adanya gugus fungsional di dalam suatu senya1a.8ntuk aldehid jenuh sederhana, pitanya terjadi pada #%> cm*#.
