SPEKTROSKOPI INFRA RED (IR) INFRA RED SPECTROSCOPY Sri Kasmirani Bahrul 1, Sukmawati 2 1
Mahasiswa Program Studi Ilmu Farmasi Fakultas Farmasi, UMI 2
Dosen Fakultas Farmasi Universitas Muslim Indonesia
ABSTRAK Spektro Spektroskop skopii Inra Inra !ed atau Inra Inra Merah Merah merupak merupakan an suatu suatu metode metode "ang "ang mengama mengamati ti interaks interaksii molekul molekul dengan dengan radiasi radiasi elektroma elektromagne gnetik tik "ang "ang #erada #erada pada pada daerah pan$ang gelom#ang %,&'(1)%%% *m atau pada #ilangan gelom#ang gelom#ang 1+)%%%( 1% m-1 dengan dengan menggunakan menggunakan suatu alat "aitu spektrootometer spektrootometer Inramerah) .u$uan spektros spektroskopi kopi inra inra merah, merah, "aitu "aitu untuk untuk mendete mendeteksi ksi adan"a adan"a gugus gugus ungsi ungsi dalam dalam sen"awa organik) Daerah di #awah rekuensi /'% m-1 dinamakan inra merah $auh) Sedang Sedangkan kan daerah daerah di atas rekuensi rekuensi 0%%% 0%%% m-1 dinamakan dinamakan inra merah dekat) dekat) Metode ini #an"ak digunakan pada la#oratorium analisis industri dan la#oratorium riset karena dapat mem#erikan inormasi "ang #erguna untuk analisis kualitati dan kuantitati, serta mem#antu penerapan rumus #angun suatu sen"awa) Kata Kunci : Spektroskopi Infra Red, Instrumentasi Infra Red ABSTRACT Inra Inra !ed !ed or Inra Inrared red Spe Spetro troso sop" p" is a metho method d that that o#ser o#serves ves mole moleula ular r interation with eletromagneti radiation in wavelength area %)&'-1)%%% *m or on wave num#er 1+)%%%-1% m-1 #" using a tool that is Inrared spetrophotometer) .he purpose o inrared spetrosop", ie to detet the presene o untional groups in organi ompounds) ompounds) .he area #elow the reuen" reuen" o /'% m-1 is alled ar inrared) hile the area a#ove the reuen" o 0%%% m-1 is alled inra red lose) .his method is widel" used in industrial anal"sis la#oratories and researh la#oratories as it an provide useul inormation or ualitative and uantitative anal"sis, as well as assist in the appliation o the ormula or the #uilding o a ompound) Keyword : Infra Red Spectroscopy, Infra Red Instrumentation
PENDA!"#"AN Spektrosk Spektroskopi opi
inra
merah merah
3I!4
merah merah)) Untuk Untuk men" men"era erap p radias radiasii inra inra
merupakan salah satu alat "ang dapat
merah,
digunakan untu untuk k menganalisa sen"awa
pereg peregan anga gan n ikatan ikatan atar atar atom4 atom4 harus harus
kimia) Spektroskopi Spektroskopi inra merah suatu
menghasilkan peru#ahan pada momen
sen"awa dapat mem#erikan gam#aran
dipol
dan struktur molekul sen"awa terse#ut)
#eri #erint nter erak aksi si
Spektroskopi
radiasi "ang masuk)
dengan
I!
dapat
dihasilkan
a#sor#si
mengukur
radiasi,
transisi
dari
vi#rasi
molekul deng dengan an
3seperti
"ang vekt vektor or
dapat elek elektr trik ik
6ontoh7
releksi atau emisi didaerah I!) Daerah inra merah pada spektrum gelom#ang elektromagnetik
menakup
#ilangan
Karena Karena 86l merupaka merupakan n molekul molekul polar, polar, peru#ah peru#ahan an pada pada pan$ang pan$ang ikatan ikatan akan akan
-1 -1 gelom#ang 10)%%% m hingga 1%m )
menghasilkan menghasilkan peru#ahan peru#ahan momen dipol
Daerah inra merah sedang 30%%%-0%%
sehi sehing ngga ga 86l 86l akan akan men" men"er erap ap pada pada
-1 m 4 #erkai #erkaitan tan deng dengan an transisi energi
daerah inra merah) Deng Dengan an kata kata lain, lain, molek molekul ul nonnon-
vi#rasi dari molekul "ang mem#erikan inormasi mengenai gugus-gugus ungsi dalam molekul terse#ut) Daerah inra
polar seperti 9 2, :2 atau 6l 2 tidak akan menghasilkan menghasilkan peru#ahan peru#ahan momen dipol sehin sehingg gga a tidak tidak akan akan men"e men"erap rap pada pada
-1 merah merah $auh 30%%-1% 30%%-1%m m 4 #ermanaat untuk
menganalisis
molekul
daerah inra merah)
"ang
Kar#on Kar#on dioksid dioksida a $uga merupaka merupakan n
mengandung mengandung atom-atom #erat seperti
ont ontoh oh
sen"awa
namun
pereg peregan anga gan n simetr simetrii "amg "amg tidak tidak akan akan
mem#utuhkan teknik khusus "ang le#ih
menghasilkan menghasilkan peru#ahan peru#ahan momen dipol
#aik)
dalam molekul sehingga tidak akan ada
anorganik,
Berla rlawanan nan elek lektro tronik
dalam lam
mena menari rik k
kare karena na
meng mengal alam amii
dengan
tran ransis sisi
pen" pen"era erapa pan n inra inra merah merah)) Se#a Se#alik likn" n"a a
moleku lekull
dima imana
vi#r vi#ras asii
pere perega gang ngan an
asim asimet etri ri
akan akan
a#sorpsi ter$adi di daerah sinar U5 dan
men"e#a#kan peru#ahan pada momen
sinar sinar tampa tampak, k, trans transisi isi vi#ras vi#rasii ter$a ter$adi di
dipo dipoll
pada energi le#ih rendah di daerah inra
inramerah)
Stru$tur Se%&urna &ada A'or&i Inra %era
sehi sehing ngga ga
ter$ ter$ad adii
pen" pen"er erap apan an
.ran .ransis sisii rotasi rotasi keil keil "ang "ang masih masih
dapat dapat menim#ul menim#ulkan kan vi#rasi vi#rasi #engko #engkokan kan
ada, ada, dilap dilapisk iskan an pada pada transi transisi si vi#ras vi#rasii
atau
maka maka
mem mempengaruh ruhi
stru strukt ktur ur
ter# ter#ai aik k
peng pengam amat atan an
vi#rasi
deormasi osila silasi si
"ang
atom tom
atau tau
dalam sampel #er#entuk gas, tetapi pita
moleku molekull sear seara a kesel keseluru uruha han) n) 5i#ra 5i#rasi si
le#ar le#ar han" han"a a ter$a ter$adi di di dala dalam m sampe sampell
#eng #engkok kokan an ini ter#a ter#agi gi men$a men$adi di empat empat
#er#entuk airan dan padatan) .ransis sisi
lain lain
"ang
$enis, "aitu "aitu 7
men menghasilka ilkan n
a#sorpsi Inra merah 1.
struktur #ergerak menga"un asimetri
5i#rasi !egangan 3Streching) 3 Streching)
tetapi masih dalam #idang datar
Dalam Dalam vi#rasi vi#rasi ini, atom #ergerak #ergerak terus
sepan$ang
meng menghu hu#u #ung ngka kann nn"a "a ter$adi
peru#ahan
a) 5i#r 5i#ras asii =o"a =o"ang ngan an 3 Rocking 4, 4 , unit unit
#) 5i#rasi 5i#rasi =unting =untingan an 3 Scissoring 4, 4, unit unit
ikatan
"ang
struktur struktur #ergerak #ergerak menga" menga"un un simetri simetri
sehi sehing ngga ga
akan akan
dan masih dalam #idang datar
$arak
antara
) 5i#r 5i#ras asii
Ki#a Ki#asa san n
3 Wagging 4,
unit
keduan"a, walaupun sudut ikatan tidak
struktur struktur #ergerak #ergerak mengi#a mengi#as s keluar keluar
#eru #eru#a #ah) h) 5i#r 5i#ras asii rega regang ngan an ada ada dua dua
dari #idang datar
maam, "aitu7
d) 5i#rasi
a) !egangan Simetri, "aitu unit struktur #erg #erger erak ak
#ers #ersam amaa aan n
dan dan
sear searah ah
dalam satu #idang datar)
#ersa rsamaa maan
sear searah ah teta tetapi pi masi masih h
3 Twisting 4,
unit
struktur #erputar mengelilingi ikatan "ang ang
meng menghu hu#u #ung ngka kan n
deng dengan an
molekul induk dan #erada di dalam
#) !egangan ;simetri, ;simetri, "aitu unit struktur #erge rgerak rak
Pelintiran
dan
tid tidak
dala dalam m
satu satu
#idang datar
#idang datar
2.
5i#rasi Bengkokan 3Bending 3 Bending 4
sistem tiga atom merupakan merupakan #agian dari se#uah molekul "ang le#ih #esar, maka
Selain molekul
$uga
vi#rasi
peregangan,
mengalami
vi#rasi
pelen lenturan ran
"aitu aitu rocking, rocking, scissorin scissoring, g,
wagging dan twisting.
Ko%&*e$ita S&e$tru% Inra%era Deng Dengan an adan" adan"a a poten potensi si vi#ras vi#rasii dalam
molekul
$umlahn"a, $umlahn"a, inram ramerah di#a i#anding ing
"ang
ini
#erarti
akan
le#ih
U5U5-tampa mpak
ungsional
le#ih
dan
tertentu
#esar
;#sorpsi mole moleku kull
inramerah
dalam
akan akan #era #erada da pada pada daer daerah ah
spektrum
pertengahan inramerah antara range
komplek
antara 2'%% dan 1'%%% nm) Ini sesuai
gugus
dengan 2,' sampai 1' *m atau 0%%% (
mungkin
&%% #ilangan gelom#ang per sentimeter
dihu#ungkan dihu#ungkan pada pita a#sorpsi spesiik
3m-14
dalam spetrum inramerah) Se#agai ontoh 7
Preentai S&e$tru% Inra%era Spek Spektr trum um dipresentasikan
inr inram amer erah ah
mung mungki kin n
skal skala a
#ila #ilang ngan an
gelo gelom# m#an ang g
deng dengan an
dalam
pan$ang
peru#ahan dalam skala 2%%% m-1) Ini
gelom#a gelom#ang ng linier linier ais is dala dalam m ! m tetapi
le# le#ih
instrumen
spektrum akan le#ih detil di#awah 2%%%
modern
umumn"a
mempre memprenta ntasik sikan an spekt spektrum rum dalam dalam >1
#aik
karen rena
pada
umumn" mn"a
m-1 daripada diatas 2%%% m -1)
Daera S&e$tru% Inra %era Spektra
"ang
diin diinte terp rpre reta tasi sika kan n
haru harus s
akan
2) 1+%%->%> m -1 3&,& 3&,&-1 -11 1,% *m4 *m4 7
meme memenu nuhi hi
Fing Finger er
pers"aratan #erikut 7
prin printt
regi region on,,
inte intera raks ksi, i,
vi#rasi pada keseluruhan molekul)
1) !esap !esapan an satu satu sama sama lain lainn" n"a a harus harus
+) >%>-/'% m -1 311 311,%-1 ,%-1', ',0 0 *m4 *m4 7
terpisah dan mempun"ai intensitas
;romati region, out-o-plane out-o-plane 6-8
"ang memadai)
and ring #ending a#sorption
2) Spektra ktra harus rus #erasa rasall dari ?at ?at murni)
a) Daerah
Frekuensi
=ugus
Fung Fungsi sion onal al A .erleta .erletak k pada pada daerah daerah
+) Spektro Spektrooto otomete meterr harus harus dikali#r dikali#rasi) asi)
rad radias iasi
0%%%-10 -10%%
m -1)
Pita-p ta-pit ita a
0) .ehnik hnik prep prepar aras asii samp sampel el haru harus s
a#so a#sorp rpsi si pada pada daer daerah ah ini ini utam utaman an"a "a
n"ata n"ata,, selain selain itu posis posisii resap resapan an,,
dise dise#a #a#k #kan an oleh oleh vi#r vi#ras asii
dua dua
#ent #entuk uk,,
sedangk sedangkan an
karakte karakteristi ristik k
dan dan
ting tingka katt
inte intens nsit itas as
rekuen rekuensin" sin"a a
atom atom,,
sering sering mem#ant mem#antu u karna karna spesiik spesiik
terhada terhadap p massa massa atom "ang "ang #erikata #erikatan n
untuk gugus tertentu)
dan konstanta ga"a ikatan)
Daera Daerah h peres peresap apan an inra inra merah merah dapat di#agi men$adi + #agian 7 1) 0%%%-1+%% m -1 32,' 32,'-& -&,& ,& *m4 *m4 7
#) Daerah
"in "ingerpri rprin nt
A
Daerah Daerah
"ang terletak pada 10%%-0%% m -1) Pitapita
a#sorpsi
pada
daerah
ini
Funtional group region 398, :8,
#erhu #erhu#u #ung ngan an deng dengan an vi#ras vi#rasii molek molekul ul
6@94
seara keseluruhan) Setiap atom dalam mole moleku kull
akan akan
sali saling ng
memp mempen enga garu ruhi hi
sehingg sehingga a dihasilka dihasilkan n pita-pit pita-pita a a#sorps a#sorpsii
dapa dapatt
di$a di$adi dika kan n
sara sarana na
iden identi tii ika kasi si
"ang "ang khas khas untuk untuk setiap setiap molekul) molekul) 9leh
molekul "ang tak ter#antahkan)
karen karena a itu, itu, pitapita-pit pita a pada pada daera daerah h ini ini
Sera&an Ka Be'era&a +u,u un,i =ugus 6-8 6-8 6-8 6-8 6@6 6@6 6-9 6@9 9-8 9-8 9-8 :-8 6-: -:92
alkana alkena aromatik alkuna alkena aromatik 3inin4 alkohol,, eter , asam kar#oksilat, alkohol kar#oksilat , ester aldehida,, keton aldehida keton,, asam kar#oksilat, ester alkohol, enol enol33monomer4 alkohol, enol 3ikatan 84 asam kar#oksilat amina amina nitro
Frekuen Frekuensi si peresapa peresapan n inra inra merah merah "ang "ang
khas khas
Daerah Serapan 3m -14 2C'%-2>/%, 1+'%-10&% +%2%-+%C%, /&'-C&% +%%%-+1%%, /&'-C&% ++%% 1/0%-1/C% 1'%%-1/%% 1%C%-1+%% 1/>%-1&/% +/1%-+/0% 2%%%-+/%% 3le#ar4 +%%%-+/%% 3le#ar4 ++1%-+'%% 11C%-1+/% 1'1'-1'/%, 1+0'-1+C'
untu untuk k
gugu gugusa sann-gu gugu gusa san n
tert terten entu tu
dapa dapatt
di#awah ini)
dili diliha hatt
dala dalam m
ta#e ta#ell
A&*i$ai S&e$tro%etri A'or&i Inra%era Spektrootometer inra merah dapat digunakan untuk #e#erapa hal #erikut ini 7 a) Ident Identika ikasi si gugu gugus s ungs ungsion ional al #) Dengan
rer rera ati tive
ind inde
maka
dapat
menen menentu tukan kan stuktu stukturr dan dan dapa dapatt mengidentiikasi sen"awa
mempertim#angkan
) Deng Dengan an meng menggu guna naka kan n komp komput uter er,,
adan"a inormasi lain seperti titik
dapat dapat mengide mengidenti ntiikas ikasii sen"awa sen"awa
le#ur, titik didih, #erat molekul dan
#ahkan ampuran sen"awa)
Intu%entai Bagian Bagian pokok pokok dari spektro spektromete meter r inr inra amera merah h
adal adalah ah
sum# sum#er er
aha aha" "a
Sum#er
"ang ang
6aha"a dari sum#er dilewatkan melalui
#erupa 7
rekuensi
individun"a
•
dalam
monokromator dan intensitas relati dari erkuensi individu diukur oleh detektor)
paling
umum
digunak digunakan an adalah adalah merupaka merupakan n #atang #atang
inramerah, inramerah, monokromator monokromator dan detektor) detektor)
upli uplika kan, n, dipe dipeah ah men$a men$adi di rekue rekuensi nsi--
"ang
dipa dipana nask skan an
oleh oleh
list listri rik k
"ang ang
E:ernst glower 3ampuran oksida dari Gr, H, r, ds#4)
•
E=lo#ar 3silion kar#ida4
•
Ber#agai #ahan keramik
+a%'ar -. S$e%a IR
/ono$ro%ator Pris Prisma ma
dan dan
gra grating ting
kedu keduan an"a "a
ampuran .hBr dan .hI4 "ang dikenal
dapat dapat digunak digunakan) an) Ke#an" Ke#an"akan akan prisma prisma
se#a se#agi gi K!SK!S-' ')
"ang "ang digun digunak akan an adala adalah h :a6l, :a6l, hal hal ini ini
mempun" mempun"ai ai peranan peranan dalm meresolu meresolusi si
dise#a#kan
karena
spektra
transparan
di#awah
:a6l
han"a
dan
=rat =ratin ing g
dapat
dan dan
di#uat
pris prisma ma
dari
m -1,
#ermaam-maam #ahan) .a#el #erikut
sedang sedangkan kan halida halida logam logam lainn"a lainn"a harus harus
men"a men"ata takan kan hu#u hu#ung ngan an anta antara ra #aha #ahan n
digu diguna naka kan n
prisma dan daerah $angkauan rekuensi)
pada pada
/2'
peke peker$ r$aa aan n
deng dengan an
rekuensi "ang rendah 3misal 6sI, atau
Pada mem# mem#er erik ikan an
umumn"a hasi hasill
"ang "ang
grating le#i le#ih h
#aik #aik
daripad daripada a prisma prisma pada pada rekuen rekuensi si "ang "ang
adalah siatn"a "ang higroskopis higroskopis hingga erm ermin in-e -erm rmin in
haru harus s
dili dilind ndun ungi gi
dari dari
kondensasi uap)
tinggi) Ketidakuntungan Ketidakuntungan terhadap :a6l
Dete$tor ;lat-alat "ang "ang modern modern ke#an"akan ke#an"akan
ekor men"e#a men"e#a#kan #kan adan"a adan"a arus arus "ang "ang
memakai memakai detektor detektor E.hermop E.hermopile ile dasar dasar
mengalir
dalam
kawat)
Dalam
ker$a ker$a dari dari thermo thermopil pile e adala adalah h se#a se#aga gaii
spektrom spektrometer eter inramer inramerah ah arus ini akan akan
#erikut 7
se#an se#andi ding ng deng dengan an inten intensit sitas as radias radiasii
dihu#un dihu#ungkan gkan antara antara u$ung u$ung kepala kepala dan
"ang $atuh pada thermopile)
Be#erapa 6ontoh Spektrum Spektroskopi Inra !ed 1) Spekt Spektrum rum In Inrar rared ed dari dari heksa heksana na
2) Spekt Spektrum rum Inra Inrared red dari dari 1-8eks 1-8eksan ana a
+) Spektru Spektrum m Inrare Inrared d dari dari tert-#u tert-#util til #en? #en?ene ene
0) Spektru Spektrum m Inrared Inrared dari 2-heksan 2-heksanol ol
') Spektru Spektrum m Inrared Inrared dari 2-heksan 2-heksanon on
Kei%&u*an Spekt Spektrum rum inra inra merah merah #ergu #erguna na
Detekt tekto or
panas
digu igunakan kan
untuk
untuk mendeteksi adan"a gugus ungsi
mendeteksi sinar inra merah) Spektrum
dala dalam m
in inra
sen" sen"aw awa a
orga organi nik) k)Da Daer erah ah
di
mera merah h
men mengandung
#an"ak n"ak
#erhu #erhu#u #ung ngan an
deng dengan an
#awah #awah rekuens rekuensii /'% m-1 dinamaka dinamakan n
serap serapan an "ang "ang
inra merah $auh) Sedangkan daerah di
sistem sistem vi#rasi vi#rasi "ang "ang #erinter #erinteraksi aksi dalam dalam
atas atas rekue rekuens nsii 0%%% 0%%% m-1 m-1 dinam dinamaka akan n
suatu suatu
inra merah dekat)Monokromator terdiri
serap serapan an "ang "ang #erka #erkarak rakte teris ristik tik dalam dalam
dari elah masuk dan elah keluar "ang
spek spektr trum umn" n"a) a) 6ora 6orak k pita pita ini ini dise dise#u #utt
#erup rupa
se#agai daerah sidik $ari)
kisi isi
dira irak ksi
atau tau
pris risma) ma)
molek molekul ul
mem#e mem#erik rikan an
Saran Instrumen dengan spektroskopi I!
pengem#a m#angan
le# le#ih
meru merupa paka kan n
makalah
terdapat
#an"a n"ak
inst instru rume men n
digu igunakan kan
"ang "ang
dalam lam
pali paling ng meto metod de
ini,
sara saran" n"an ang g
sesu sesuai ai
pita-p pita-pita ita
lan$ut $ut
pada
#e#erapa
deng dengan anin ino orm rmas asii
analisis analisis kuantit kuantitati ati karena karena metoden metoden"a "a
menge mengena naii Spek Spektro troot otom omet eter er I!, "aitu "aitu
"ang
sepe sepert rtii
ukupsederhana)
Untuk
pem# pem#ua uata tan n
sta standar ndar
untu untuk k
kali# li#ras rasi
dan
penentua tuan
pan$ang
rekuen rekuensi si haruslah haruslah tepat, tepat, kali#ras kali#rasii alat alat
harus diupa"akan rutin agar mengurangi kesalahan "ang ter$adi ketika analisa)
DAFTAR P"STAKA 1)
2)
Bassler, J, 2%12, #enyidikan Spekt Spektrom rometri etrik k Senya Senyawa wa $rgan $rganik ik edisi keempat, rlangga,
+)
Khopkar, S, 2%1+) %onsep %onsep &asar &asar %imia na(itik )
0)
Krist ristia ian ning ingrum, rum, S, 2%%2 %%2, -andout Spektroskopi Infra erah )