Makalah Ir Raman

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Spektroskopi

IR-Raman

merupakan

salah

satu

metode

yang

menghasilkan spektra vibrasi suatu senyawa. Spektrum geseran Raman identik dengan spektrum absorpsi inframerah suatu senyawa. Kedua spektrum ini merupakan spektrum vibrasional dari gugus fungsi kimia penyusun suatu molekul. Spektrum geseran Raman sangat khas dan karakteristik untuk gugus fungsi tersebut. Oleh sebab itu spektrum geseran Raman ini dapat dimanfaatkan untuk identifikasi suatu molekul. Atas dasar kemanfaatannya spektrum Raman banyak dimanfaatkan dalam forensik sains khususnya dalam identifikasi suatu molekul senyawa kimia berupa senyawa terlarang atau berbahaya. Adapun penerapan identifikasi spektrum Raman dalam dunia forensik kimia/toksikologi adalah untuk identifikasi penyalahgunaan narkotika, bahan peledak, metabolit narkotika, senjata berbahan kimia, racun, rambut serta merunut industri pembuat bahan peledak dan narkotika. Analisis menggunakan spektroskopi IR-Raman membutuhkan waktu yang relatif singkat sehingga memungkinkan diperoleh hasil secepat mungkin dalam melakukan quality control. Keunggulan lainnya pada spektroskopi Raman yaitu spektrum yang dihasilkan spesifik, dapat mengukur sampel secara in situ, tidak destruktif, tidak memerlukan preparasi sampel, dapat menguji sampel langsung dalam wadah kaca, plastik atau medium air, dapat menguji sampel berwarna serta instrumennya hanya menggunakan tenaga listrik tanpa gas pembawa ataupun bahan bakar, dan tidak memerlukan pelarutan serbuk ataupun membentuknya menjadi

pellet. Sampel Sampel dalam medium air dapat

langsung diukur dengan spektroskopi Raman karena air menghasilkan puncak yang rendah (Tsuchihashi, (Tsuchihashi, et al., 1997). Selain itu dengan adanya keunggulan sampel dapat diukur langsung pada wadah sampel dan dapat mengukur sampel yang dilarutkan dalam larutan berwarna membuat pengukuran dengan instrumen ini tidak memerlukan kontak langsung dengan sampel sehingga kemungkinan adanya kontaminasi dapat diminimalisir.

1

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







Spektroskopi Raman dalam pengukurannya sangat mudah dan praktis namun terdapat beberapa kekurangan dari instrumen ini. Spektrum Raman dari sebuah sampel serbuk atau tablet heterogen tidak dapat menginformasikan komposisi sampel secara keseluruhan. Selain itu penggunaan spektroskopi Raman seringkali menimbulkan interferensi berupa fluoresensi (Fedchak, S., 2014). Hal ini disebabkan oleh sinyal biasan Raman yang cenderung lebih lemah dibandingkan fluoresensi dan absorpsi UV (Thomson, 2002). Namun hal ini dapat diatasi dengan penggunaan laser yang memiliki panjang gelombang pada daerah infra merah dekat salah satunya dengan laser pada panjang gelombang 1064 nm, namun intensitas yang dihasilkan lebih rendah.

B. Rumusan Masalah

1. Apakah pengertian dari Spektroskopi IR-Raman ? 2. Bagaimana Prinsip Kerja, Instrumentasi dan Reaksi Spektroskopi IRRaman? 3. Apa saja gangguan pengukuran Spektroskopi IR-Raman dan bagaimana c ara mengatasinya 4. Bagaimana cara menganalisa Spektroskopi IR-Raman (Kualitatif dan Kuantitatif) 5. Apa saja kegunaan penerapan Spektroskopi IR-Raman dalam dunia Farmasi?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian dari Spektroskopi IR-Raman ? 2. Untuk mengetahui Prinsip Kerja, Instrumentasi dan Reaksi Spektroskopi IRRaman? 3. Untuk mengetahui gangguan pengukuran Spektroskopi IR-Raman dan bagaimana cara mengatasinya 4. Untuk mengetahui cara menganalisa Spektroskopi IR-Raman (Kualitatif dan Kuantitatif)







BAB II PEMBAHASAN

A. Pengertian Spektroskop IR-Raman

Spektroskop IR-Raman merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 – 1.000 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm. Umumnya daerah infra merah terbagi dalam infra merah dekat, infra merah tengah dan infra merah jauh. Daerah spektrum infra merah dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel. 2.1. Daerah Spektrum Infra Merah

Dekat

Panjang Gelombang (m) 0,78 – 0,78 – 2,5 2,5

Bilangan Gelombang (cm-1) 12800 – 12800 – 4 4000

3,8x10 x10 – 1, 1 ,2x10

Tengah

2,5 – 2,5 – 50 50

4000 – 4000 – 2 200

1,2x10 x10 – 6, 6 ,0x10

Jauh

50 – 50 – 1000 1000

200 – 200 – 1 10

6,0x10 – 3, 3 ,0x10

Daerah

Frekuensi (Hz)

Aplikasi spektroskopi infra merah sangat luas baik untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif. Penggunaan yang paling banyak adalah pada daerah pertengahan dengan kisaran bilangan gelombang 4000 sampai 670 cm-1 atau dengan panjang gelombang 2,5 sampai 15

m.

Kegunaan yang yang paling penting

adalah untuk identifikasi senyawa organik karena spektrumnya yang sangat kompleks terdiri dari banyak puncak-puncak. puncak-puncak. Dan juga spektrum infra merah dari senyawa organik mempunyai sifat fisik yang karakteristik artinya kemungkinan dua senyawa mempunyai spektrum sama adalah kecil sekali.

B. Prinsip Kerja, Instrumentasi dan Reaksi Spektroskopi IR-Raman

1. Prinsip Kerja Prinsip kerja Spektroskopi IR : Jika radiasi inframerah dikenakan pada sampel senyawa organik, beberapa frekuensi bisa diserap oleh senyawa







Prinsip kerja Spektroskopi Raman : dimana sampel disinari dengan sinar laser yang memiliki range antara UV hingga NIR. Hemburan cahaya kemudian dikumpulkan oleh lensa dan dikirim melalui filter interferensi atau spectrophotometer untuk mendapatkan spectrum Raman sample. Kemudian digunakan Photodiode Arrays (PDA) atau Charge-Coupled Devices (CCD) untuk mendeteksi cahaya terhambur Raman. Radiasi Spektroskopi IR dengan frekuensi kurang dari 100 cm-1 atau dengan panjang gelombang lebih dari 100

m

diserap oleh molekul

organik dan dikonversi ke dalam energi rotasi molekul. Bila radiasi infra merah dengan frekuensi dalam kisaran 10000 sampai 100 cm-1 atau dengan panjang gelombang 1 sampai 100

m

diserap oleh molekul organik dan

dikonversi ke dalam energi vibrasi molekul.

2. Instrumentasi Spektroskopi IR-Raman Spektrofotometer canggih selalu dilengkapi recorder untuk menekan hasil percobaan. Alat perekam ini mempermudah dan mempercepat pengolahan data. Data absorbsi mulai dari panjang gelombang 2,5 mikron (υ 4000 cm-1) cm-1) hingga 25 mikron (υ 400 cm -1) direkam secara otomatis. Bahkan spektrofotometer bias dilengkapi sistem komputer bias dibuat sesuai dengan yang diinginkan. Spektrofotometer inframerah mempunyai sistem optik yang serupa dengan ultraviolet atau sinar tampak. Perbedaan utama terletak pada sumber energi dan sel. Sumber radiasi pada spektrofotometri bias laser . Oleh karena sinar inframerah mempunyai energi yang lebih rendah dari sinar ultraviolet atau sinar tampak, maka tebal sel yang dipakai pada spektrofotometer lebih tipis daripada untuk spektrofotometer lainnya ( 0,002 mm). Oleh karena tidak ada pelarut yang sama sekali transparan terhadap sinar inframerah, maka cuplikan dapat diukur sebagai padatan atau cairan murninya. Cuplikan padat digerus dalam mortir kecil bersama kristal KBr kering dalam jumlah sedikit sekali (0,5-2 mg cuplikan + 100 mg KBr







diletakkan di tempat sel spektrofotometer inframerah dengan lubang mengarah ke sumber radiasi.

Gambar 2.1. Spektrofotometer inframerah model 710 b perkin-Elmer

Gambar 2.2. Spektrum IR Pada dasarnya, sistem Raman terdiri atas empat komponen utama. Yakni Sumber eksitasi

(laser), sample sistem iluminasi dan optik

pengumpul cahaya, filter atau spectrophotometer, detector (photodiode array, CCD, atau PMT) . Sampel disinari dengan sinar laser yang memiliki







untuk mendapatkan spectrum Raman sample. Kemudian digunakan Photodiode Arrays (PDA) atau Charge-Coupled Devices (CCD) untuk mendeteksi cahaya terhambur Raman

3. Reaksi Spektroskopi IR-Raman Contoh reaksi pada spektroskopi IR yaitu pada vibrasi molekul yang menyebabkan perubahan energi. Molekul-molekul poliatom memperlihat kan dua jenis vibrasi molekul : stretching dan binding. Vibrasi ikatan yang melibatkan hidrogen sangat berarti, karena atom atom dengan massa rendah cenderung lebih mudah bergerak daripada atom dengan massa lebih tinggi. Makin rumit struktur suatu molekul, semakin banyak bentuk bentuk vibrasi yang mungkin terjadi. Akibatnya kita akan melihat banyak pita -pita absorpsi yang diperoleh pada spektrum infra merah bahkan bisa lebih rumit lagi bergantung pada molekul dan kepekaan instrumen. Dalam praktek satuan yang lebih umum dipakai adalah satuan frekuensi (c-1) dan bukan saatuan panjang gelombang. Serapan setiap tipe ikatan (N H, C H , O H, C X, C = O, C O, C C, C = C, C = N, dan sebagainya) hanya diperoleh dalam bagian-bagian kecil tertentu dari daerah vibrasi infra merah.

C. Gangguan pengukuran Spektroskopi Spektroskopi IR-Raman IR -Raman dan cara mengatasi mengatasi

Spektroskopi IR Teknik infra merah dalam analisis kuantitatif mempunyai keterbatasan yang tidak dapat diabaikan. Pertama tidak adanya hubungan antara hukum Beer dan kompleksitas spektrum sehingga tumpang- tindihnya puncak-puncak. Kedua, sempitnya puncak, akibat dari sinar hamburan menyebabkan pemakaian lebar slit menjadi lebih besar. Sel yang sempit juga tidak banyak digunakan untuk mengerjakan pekerjaan praktis. Hukum Beer tidak dapat digunakan pada nilai absorbansi yang tinggi. Oleh karena itu digunakan metode empiris. Spektroskopi Raman dalam pengukurannya sangat mudah dan praktis namun terdapat beberapa kekurangan









(Bell et al., 2004). Selain itu penggunaan spektroskopi Raman seringkali menimbulkan interferensi berupa fluoresensi (Fedchak, S., 2014). Hal ini disebabkan oleh sinyal biasan Raman yang cenderung lebih lemah dibandingkan fluoresensi dan absorpsi UV (Thomson, 2002). Namun hal ini dapat diatasi dengan penggunaan laser yang memiliki panjang gelombang pada daerah infra i nfra merah dekat salah satunya dengan laser pada panjang gelombang 1064 nm, namun intensitas yang dihasilkan lebih rendah.

D. Analisis Spektroskopi IR-Raman (kualitatif dan kuantitatif)

1. Analisis kualitatif dengan Spektroskopi IR Sebagai pelengkap untuk memperoleh informasi struktur dari senyawa melalui interpretasi. Spektrum IR dapat dipakai tabel korelasi IR (Tabel 8) yang memuat informasi dimana gugus fungsional menyerap. Ini umumnya berguna untuk mengklasifikasi seluruh daerah kedalam tiga sampai empat daerah yang lebar. Salah satu cara ialah dengan mengkategorikan sebagian daerah IR dekat (0,7-2,5 (0,7- 2,5 μ); daerah fundamental (2,5-5,0 (2,5-5,0 μ); dan daerah IR jauh (50(50 -500 μ). Cara yang lain adalah dengan mengklasifikasikannya sebagai daerah sidik jari (6,7-14 (6,7-14 μ). Dari kedua klasifikasi ini tampak bahwa dalam kategori kedua semua daerahnya adalah fundamental, dan ini paling banyak digunakan. a) Daerah ulur hidrogen (3700-2700 cm-1). Puncak terjadi karena vibrasi ulur dari atom hidrogen dengan atom lainnya. Frekuensinya jauh lebih besar sehingga interaksi dapat diabaikan . Puncak absorpsi timbul pada daerah







H oleh deuterium. b) Pada daerah ikatan rangkap tiga (2700-1850 cm-1), gugus-gugus yang mengabsorpsi terbatas, seperti untuk vibrasi ulur ikatan rangkap terjadi padadaerah 2250-2225 cm-1 (Misal : untuk – C=N C=N pada 2120 cm-1, -C-=N- pada 2260cm-1). Puncak untuk SH adalah pada 2600-2550 cm-1 untuk pH pada 22402350 cm-1 dan SiH pada 2260-2090 cm-1.c) Pada daerah ikatan rangkap dua (1950 – 1550 cm-1), vibrasi ulur dari gugus karbonil dapat dikarakteristikkan di sini, seperti aldehid, asam, aminola, karbonat, semuanya mempunyai puncak pada 1700 cm-1. Ester, halida-halida asam, anhidrida anhidida asam, mengabsorpsi pada 1770-1725 cm-1. Konjugasi menyebabkan puncak absorpsi menjadi lebih rendah sampai 1700 cm-1. Puncak yang disebabkan oleh vibrasi ulur dari – C=CC=C- dan C=N terletak pada 1690-1600 cm-1, berguna untuk identifikasi olefin. Cincin aromatik menunjukkan puncak dalam daerah 1650-1450 cm-1, yang dengan derajad substitusi rendah (low (low degreeof substitution) substitution) menunjukkan puncak pada 1600, 1580, 1500, dan 1450 cm-1. d) Daerah sidik jari berada pada 1500-1700 cm-1, dimana sedikit saja perbedaan dalam struktur dan susunan molekul, akan menyebabkan distribusi puncak absorpsi berubah. Dalam daerah ini, untuk memastikan suatu senyawa organik adalah dengan cara membandingkan dengan perbandingannya. Pita absorpsi disebabkan karena bermacam-macam interaksi, sehingga tidak mungkin dapat menginterpretasikan dengan tepat.

2. Analisis Kuantitatif dengan Spektroskopi IR







Metode Base line (gambar) adalah untuk menyeleksi pita absorpsi yang dianalisa tidak jatuh kembali pada pita komponen yang dianalisis. Jika Po menunjukkan intensitas sinar yang didapat denagan cara menarik garis lurus tangensial pada kurva spektrum absorpsi pada pita absorpsi yang dianalisis. Transmitan P , diukur dari titik absorpsi maksimum. Kurva kalibrasi didapat dengan cara menyalurkan nilai log ( Po/Pt ( Po/Pt ) terhadap konsentrasi. Karena pita IR yang sempit, menyebabkan deviasi dari hukum Beer (yang dapatmenyebabkan hubungan antara absorbansi dan konsentrasi menjadi tidak linier) kemungkinan kecil.

E. Penerapan Spektroskopi Spektroskopi IR-Raman dalam farmasi

Spektroskopi infra merah dapat digunakan untuk menganalisis campuran hidrokarbon aromatik, seperti C8C10 (mengandung xylena dalam bentuk orto, meta, para dan etil benzena), dengan sikloheksana sebagai pelarut. Kebanyakan penggunaan spektroskopi infra merah dalam analisis kuantitatif adalah untuk menganalisis kandungan udara, misalnya jika udara mengandung polutan seperti CO, metil etil keton, methanol, etilen oksida dan uap CHCl3. sampel udara yangmengandung polutan atmosfer dianalisa dengan alat IR. Polutan lain seperti CS2, HCN,SO2, nitrobenzene, vinil klorida, diboran, kloropena, metil merkaptan, piridin, juga dapat dianalisa secara kuantitatif dengan spektrofotometer infra merah. Kontrol terhadap senyawa – senyawa berbahaya seperti narkotika, kesesuaian zat aktif dengan etiket pada sediaan farmasi juga penting untuk dikontrol. Penerapan metode spektroskopi Raman yang cepat dan spesifik







1. Spektrum infra merah golongan asam karboksilat Asam etanoat Asam etanoat mempunyai struktur sebagai berikut:

Dari struktur di atas dapat diketahui bahwa senyawa tersebut terdiri dari ikatan-ikatan sebagai berikut: a. Ikatan rangkap karbon-oksigen, C=O b. Ikatan tunggal karbon-oksigen, C-O c. Ikatan oksigen-hidrogen, O-H d. Ikatan karbon-hidrogen, C-H e. Ikatan tunggal karbon-karbon, C-C Ikatan karbon-karbon mempunyai pita absorpsi yang terjadi pada frekuensi dalam jangkauan yang luas didalam 'Area sidik jari' sehingga sangat sulit untuk membedakan spektrum infra-merahnya. Ikatan tunggal karbon-oksigen juga mempunyai pita absorpsi dalam 'Area sidik jari', yang -1

berkisar antara 1000 - 1300cm , tergantung pada molekul yang mempunyai ikatan tersebut. Interpretasi ini harus sangat hati-hati dalam membedakan mana yang merupakan spektrum ikatan C-O. Ikatan-ikatan lainnya dalam asam etanoat ini dapat diketahui secara mudah dengan memperhatikan pita absorpsi di luar area sidik jari. Ikatan C-H (dimana hidrogen tersebut menempel pada karbon yang mempunyai ikatan tunggal dengan unsur-unsur lainnya) memiliki pita absorpsi pada







lingkungannya. Ikatan ini akan sangat mudah dikenali dalam sebuah asam karena akan menghasilkan pita absorpsi yang sangat luas pada daerah sekitar 2500-3300 cm -1. Spektrum infra-merah untuk asam etanoat dapat diilihat pada Gambar 3.5 di bawah.

Gambar 2.3. Spektrum IR Asam etanoat 2. Spektrum infra-merah golongan alkohol Etanol Pita absorpsi untuk ikatan O-H yang terdapat pada alkohol berada pada bilangan gelombang (frekuensi) yang lebih besar daripada pita absorpsi untuk ikatan O-H yang terdapat dalam asam, yaitu sekitar 32303550 cm-1. Puncak serapan ini akan terjadi pada bilangan gelombang yang lebih besar lagi jika alkohol ini tidak terikat dengan ikatan hidrogen,









Gambar 2.4. Spektrum IR Etanol 3. Spektrum infra-merah golongan ester Etil etanoat







Spektrum infra-merah infra-merah amina primer 1-aminobutana

Gambar 3.10 . Spektrum IR 1-amino butana

Pada spektrum infra merah senyawa 1-aminobutana (Gambar 3.10) tampak pita serapan kembar pada daerah sekitar 3100-3500 cm-1 yang menunjukkan adanya ikatan N-H. Pita kembar ini merupakan karakteristik dari amina primer. Selain itu ikatan N-H ini diperkuat dengan adanya pita serapan pada daerah







BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari makalah yang kami buat dapat diambil kesimpulan bahwa Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 – 1.000 µm. Spektroskopi inframerah

sebuah metode

analisis instrumentasi pada senyawa kimia yang menggunakan radiasi sinar infra merah. Spektroskopi inframerah berguna untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada senyawa organik. Bila suatu senyawa diradiasi menggunakan sinar infra merah, maka sebagian sinar akan diserap oleh senyawa, sedangkan yang lainnya akan diteruskan. Serapan ini diakibatkan karena molekul senyawa organik mempunyai ikatan yang dapat bervibrasi. Vibrasi molekul dapat dialami oleh semua senyawa organik, namun ada beberapa yang tidak terdeteksi oleh spektrometri IR.Sinar Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Radiasi inframerah







cara untuk mempelajari strukturmolekul.

B. Saran

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih jauh yang diharapkan baik dari segi isi maupun dari segi susunan kata-katanya dan perlu direvisi kembali, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun dari kesempurnaan makalah ini dimasa yang akan datang







DAFTAR RUJUKAN

Sitorus, Marham.2009. Marham.2009 . Spektroskopi Yogyakarta: Graha Ilmu

Elusida

Struktur

Molekul

Organik .

Tim Penyusun. (1982). Ensiklopedia (1982). Ensiklopedia Indonesia . Indonesia . Chapter31. Jakarta: Ichtiar Baru Van Hoeve Anonim. 2014. Analisis Analisis Organik . Medan : FMIPA Universitas Negeri Medan http://www.ilmukimia.org/2013/07/jenis-jenis-vibrasielektromagnetik.htm

Makalah Ir Raman

Recommend Documents