BAB I PENDAHULUAN
Spektroskopi merupakan studi antaraksi radiasi elektromagnetik dengan materi. Radiasi elektromagnetik adalah suatu bentuk dari energi yang diteruskan melalui ruang dengan kecepatan yang luar biasa. 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 gelomban g 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.
Asal-usul spektra dalam spektroskopi molekul adalah emisi atau absorbsi sebuah foton, ketika energi molekul berubah. Perbedaannya dengan spektroskopi atom adalah energi molekul
dapat berubah tidak hanya sebagai hasil transisi elektronik, tetapi juga karena transisi antara keadaan vibrasi dan rotasinya.
Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 – 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 13.000 – 10 -1
cm .
BAB II SPEKTROSKOPI VIBRASI
1. Spektrum Inframerah dan Vibrasi 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.
Radiasi infra merah dengan frekuensi kurang dari 100 cm-1 atau dengan panjang gelombang lebih dari 100 µm diserap oleh molekul 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 um, maka radiasi akan diserap oleh molekul dan dikonversi ke dalam energi vibrasi molekul.
Gambar 1. Perubahan Momen Dwikutub Molekul Heterointi
Vibrasi molekul hanya akan terjadi bila suatu molekul terdiri dari dua atom atau lebih. Untuk dapat menyerap radiasi infra merah (aktif inframerah), vibrasi suatu molekul harus menghasilkan perubahan momen dwikutub. Gambar di atas memperlihatkan vibrasi molekul yang menghasilkan perubahan momen dwikutub. Molekul hidrogen khlorida mempunyai kerapatan elektron yang tidak sama antar atom pembentuknya. Kerapatan elektron C1 lebih besar dari H. Jadi HCI mempunyai momen dwikutub (disebut juga polar). Momen dwikutub dit.entukan oleh besarnya perbedaan muatan dan jarak antara dua inti atom.
μ = δ x d
(1)
Dengan (Debye, D) dan d merupakan jarak antar dua inti atom yang berikatan. Sebagai akibat dari terjadinya vibrasi, posisi relatif atom-atom dalam sebuah molekul tidaklah tetap tetapi berfluktuasi secara kontinu.
Molekul yang tidak mempunyai momen dwi kutub (µ = 0) atau selama bervibrasi ikatannya tidak menghasilkan perubahan momen dwikutub seperti O2, N2 atau Cl2 maka rotasi ataupun vibrasi molekulnya tidak menyerap radiasi infra merah (tidak aktif inframerah).
2. Vibrasi Molekul Diatomik
a. Pendekatan Harmonis
Gambar berikut merupakan kurva energi potensial molekul. Potensial bersifat parabola ini menghasilkan osilator harmonis. Pada energi eksitasi tinggi, pendekatan parabola ini tidak cocok dan pendekatan ini benar-benar salah di dekat limit disosiasinya.
Gambar 2. Kurva energi potensial molekul
Dalam daerah di dekat R e (pada minimum kurva) energi potensial dapat didekati dengan sebuah parabola, dan kita dapat menuliskan
2
V = ½ k (R – R e)
(2)
dengan k merupakan konstanta gaya ikatan. Makin terjadi di dinding potensial itu, makin besar pula konstanta gayanya. Ini merupakan cara lain untuk mengatakan bahwa makin kaku
ikatannya, maka konstanta gayanya makin tinggi. Persamaan Schrodinger untuk gerakan dua atom dengan massa mr dan m, dengan energi potensial ini adalah :
(3)
dengan μ merupakan massa tereduksi
(4)
b. Ketak-harmonisan
Pada eksitasi vibrasi tinggi ayunan atom (atau lebih tepatnya penyebaran fungsigelombang vibrasi) memungkinkan
molekul itu menjelajah daerah kurva di tempat yang
pendekatan parabolanya tidak cocok. Gerakan ini kemudian menjadi tak-harmonis karena gayanya tidak lagi sebanding dengan pergeseran. Khususnya, karena kurva sebenarnya tidak begitu terbatas dibandingkan dengan sebuah parabola, naka kita dapat menduga bahwa tingkat energinya lebih berdekatan pada eksitasi tinggi.
Sebuah pendekatan
perhitungan
tingkat
energi pada
jarak yang lebih luas adalah
menggunakan fungsi yang lebih menyerupai energi potensial yang sebenarnya. Energi potensial Morse adalah:
(5)
Dengan De, merupakan kedalaman minimum potensial dan
(6)
Persamaan 5 dialurkan dalam Gambar . Di dekat minimum kurva, Ersamaan ini menyerupai sebuah
parabola
(dapat diperiksa dengan menjabarkan
eksperimen
itu sejauh
suhu
pertamanya), tetapi tidak seperti parabola, persamaan ini memungkinkan disosiasi pada energi tinggi. Persamaan Schrodinger dapat diselesaikan untuk potensial ini dan tingkat energi yang dibolehkan adalah:
(7)
.r e disebut konstanta ketak-harmonisan. Jumlah tingkat vibrasi osilator Morse ini terbatas, dan v = 1,2, . . , vmax, serta terlihat dalam Gambar 3. Suhu kedua dalam persaman 7 merupakan pengurangan suhu pertama, dan menghasilkan pertemuan tingkat tinggi pada bilangan kuantum.
Gambar 3. Kurva energi potensial Morse
Walaupun secara teoritis osilator Morse cukup berguna, tetapi dalam prakteknya digunakan ungkapan yang lebih umum:
(8)
dengan x" dan y" merupakan konstanta empiris' Ungkapan ini digunakan untuk mencocokan dengan data eksperimen dan mencari energi disosiasi molekul.
3. Vibrasi Molekul Poliatomik
Terdapat dua jenis vibrasi molekul poliatomik yaitu a. Vibrasi stretching (ulur) b. Vibrasi bending (tekuk). a. Vibrasi Streching
Vibrasi stretching adalah pergerakan atom yang teratur sepanjang sumbu ikatan antara dua atom sehingga jarak antara atom dapat bertambah atau berkurang. Vibrasi stretching meliputi stretching simetris dan stretching asimetris. Streching simetris ialah vibrasi dimana unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar, sedangkan vibrasi asimetris ialah vibrasi dimana unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.
Gambar 4. Vibrasi Ulur Simetris dan Asimetris
b. Vibrasi bending
Vibrasi bending adalah pergerakan atom yang menyebabkan perubahan sudut ikatan antara dua ikatan atau pergerakan dari sekelompok atom terhadap atom lainnya. Vibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu :
1. Vibrasi Goyangan ( Rocking ), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar. 2. Vibrasi Guntingan (Scissoring ), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar. 3. Vibrasi Kibasan (Wagging ), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar. 4. Vibrasi Pelintiran (Twisting ), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar.
Gambar 5. Tipe Vibrasi Tekuk
Dari keempat vibrasi bending, vibrasi scissoring dan rocking terletak pada satu bidang sedangkan vibrasi wagging dan twisting terletak d i luar bidang.
Gambar 6. Vibrasi Tekuk ke- Luar Bidang dan ke- Dalam Bidang
Banyaknya derajat bebas dalam suatu molekul sama dengan jumlah derajat bebas dari masing-masing atom. Setiap atom mempunyai tiga derajat bebas dari masing-masing atom. Setiap atom mempunyai tiga derajat bebas menurut sumbu x, y, dan z yang diperlukan untuk
menentukan posisi relatif terhadap atom lain dalam molekul. Dengan demikian sebuah molekul dengan N atom akan mempunyai derajat bebas 3N Pada molekul non linear, tiga dari derajat bebas adalah untuk rotasi dan tiga lagi untuk translasi, sisanya 3N-6 derajat bebas yang merupakan derajat bebas vibrasi. Derajat bebas vibrasi ini menunjukkan banyaknya signal vibrasi yang mungkin terjadi. Jadi banyaknya signal vibrasi untuk molekul non linear adalah 3N - 6, dimana N adalah banyaknya atom dalam molekul.
Molekul linear mempunyai 3N - 5 derajat bebas vibrasi karena hanya dua derajat bebas yang diperlukan untuk rotasi dan tiga derajat bebas untuk translasi. Jadi banyaknya signal vibrasi untuk molekul linear adalah 3N-5.
Tabel 1. Derajat Kebebasan Molekul Poliatom
Vibrasi tersebut diatas biasanya disebut vibrasi pokok. Vibrasi pokok tidak melibatkan adanya perubahan dalam pusat gravitasi molekul. Molekul air (H2O) mempunyai tiga vibrasi pokok karena molekul H2O adalah non linear.
Banyaknya molekul dalam H2O adalah 3 sehingga banyaknya kemungkinan signal vibrasi menjadi 3N - 6 = 9 - 6 = 3. Vibrasi pokok molekul H2O terlihat seperti pada Gambar di bawah ini.
Gambar 7. Vibrasi Pokok Molekul Air
Pada molekul H2O vibrasi stretching simetri dan stretching asimetri mempunyai bilangan gelombang yang sangat berdekatan dibandingkan dengan vibrasi scissoring. Hal ini akan berguna kemudian dalam klasifikasi absorpsi dan aplikasi pada penentuan struktur molekul.
Molekul CO2 adalah molekul linear dan terdiri dari tiga atom, maka molekul CO2 mempunyai empat vibrasi pokok yaitu 3N - 5 = (3 x 3) - 5 = 4. Vibrasi pokok dari molekul CO2 terlihat pada Gambar di bawah ini:
Gambar 8. Vibrasi Pokok Molekul CO2.
Pada molekul CO2 vibrasi stretching simetri tidak menunjukkan signal pada daerah infra merah karena perubahan momen dwi kutubnya sama dengan nol. Dua vibrasi bending yang mungkin mempunyai bilangan gelombang yang sama. Frekuensi stretching dapat dihitung dengan menggunakan rumus Hooke. Dalam hal ini dua buah atom beserta ikatan kimianya diperlukan sebagai suatu isolator harmonik sederhana yang terdiri dari dua massa yang dihubungkan dengan per (spring). Hukum Hooke menyatakan bahwa hubungan antar frekuensi isolasi, masa atom dan konstanta gaya ikatan adalah sebagai berikut:
(9)
dimana: v = frekuensi vibrasi (cm -1 ) c = kecepatan radiasi (3x1010 cm/detik) k = konstanta gaya ikatan mx dan my = massa atom 1 dan 2
Nilai k untuk ikatan tunggal adalah 5x 10' dyne/cm. untuk ikatan ganda dua dan ganda tiga nilai 5
6
5
6
k adalah berturut-turut 2 x 5 x 10 dyne/cm (1 x 10 ) dan 3 x 5 x 10 dyne/cm (1.5 x 10 ).
BAB III INSTRUMENTASI
Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada -1
-1
radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400-4000cm , di mana cm 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 -1
-1
karbonil, C = O, selalu menyerap sinar inframerah pada 1670 780 cm , yang menyebabkan ikatan karbonil untuk meregangkan.
Seperti pada spektrofotometer UV-VIS, komponen spektrofotometer infra merah (IR) terdiri dari lima bagian pokok yaitu (1) sumber radiasi, (2) wadah sampel, (3) monokhromator, (4) detektor dan (5) rekoder. Secara skematis :
Gambar 9. Diagram Spektrofotometer Inframerah Berkas Rangkap
1. Jenis – Jenis Spektroskopi Infra Merah
a. 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.
b. 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 (17681830) 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
(10)
a dan b merupakan suatu tetapan; t adalah waktu; ω adalah frekwensi sudut (radian per detik) ( ω = 2 Π f dan f adalah frek wensi 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)
Keunggulan Spektrofotometer FTIR
Secara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer FT IR 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).
2. Daerah Identifikasi
Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya -1
goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm . Karena di
-1
daerah antara 4000 – 2000 cm merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. -1
Sedangkan daerah antara 2000 – 400 cm seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut.
-1
Dalam daerah 2000 – 400 cm tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region). -1
Meskipun pada daerah 4000 – 2000 cm menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 – -1
400 cm 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 -1
pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5 000 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 kelompokkelompok 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 -1
-1
dalam rentang frekuensi tertentu, 1670 780 cm . 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.
Contoh spektrum absorpsi infra merah dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 10. Spektrum Absorbans Inframerah Asam Laktat
Gambar 11. Spektrum Transmitans Inframerah Asam Laktat
Spektrum infra merah merupakan spektrum yang menunjukkan banyak puncak absorpsi pada frekuensi yang karakteristik. Spektroskopi infra merah disebut juga spektroskopi vibrasi. Untuk setiap ikatan kimia yang berbeda seperti C-C, C=C, C=O, C=O, O=H dan sebagainya mempunyai frekuensi vibrasi yang berbeda sehingga kemungkinan dua senyawa berbeda yang mempunyai spektrum absorpsi yang sama adalah kecil sekali.
Untuk memudahkan interpretasi spektrum infra merah, periksa adanya puncak absorpsi dari gugus fungsional utama seperti C=O, O-H, N-H, C-O, C C, C=N, C=C, dan NO2. Tahaptahap berikut ini dapat dilakukan.
-1
Tahap l, lihat puncak absorpsi dari gugus karbonil (C=0) pada kisaran 1600-1820 cm .
Tahap 2, bila ada gugus C=O, periksa gugus asam karboksilat (OH) pada frekuensi 2500 -l
-1
3000 cm (sedang), gugus amida (NH) pada frekuensi 3100 - 3500 cm (tajam), gugus aldehida -1
-1
(CH) pada frekuensi 2700-2800 cm atau 2800-2900 cm (lemah), dan gugus anhidrida (C=0) -1
-1
pada frekuensi 1760 cm (sedang), gugus ester (C-0) pada frekuensi 1000-1300 cm (lemah) -1
dan (Tajam) dan 1810 cm karboksilat, amida, ester, aldehida ataupun anhibrida.
Tabel 2. Absorpsi Inframerah Beberapa Gugus Fungsional
-1
Gugus
Jenis Senyawa
Daerah Serapan (cm )
C-H
alkana
2850-2960, 1350-1470
C-H
alkena
3020-3080, 675-870
C-H
aromatik
3000-3100, 675-870
C-H
alkuna
3300
C=C
alkena
1640-1680
C=C
aromatik (cincin)
1500-1600
C-O
alkohol, eter, asam karboksilat, ester
1080-1300
C=O
aldehida, keton, asam karboksilat, ester
1690-1760
O-H
alkohol, fenol(monomer)
3610-3640
O-H
alkohol, fenol (ikatan H)
2000-3600 (lebar)
O-H
asam karboksilat
3000-3600 (lebar)
N-H
amina
3310-3500
C-N
amina
1180-1360
-NO2
nitro
1515-1560, 1345-1385
Tahap 3, bila tidak ada gugus C=O, periksa adanya gugus alkohol (OH) pada frekuensi 3300-1
-1
3600 cm (sedang), gugus amida (NH) pada frekuensi 3500 cm , dan gugus eter (C-0) pada -1
frekuensi 1000-1300 cm (tajam, bila gugus OH tidak ada).
Tahap 4, ikatan rangkap dua, mula-mula periksa gugus fungsional alkena (C=C) pada frekuensi -1
-1
1600-1680 cm (sedang lemah) kemudian gugus aromatic (C=C) pada frekuensi 1475-1650 cm (sedang- lemah).
-1
Tahap 5, ikatan ganda tiga, periksa gugus nitril (CN) pada frekuensi 2240-2260 cm (sedang-1
tajam) dan gugus alkuna (C ikatan rangap tiga) pada frekuensi 2100 - 2250 cm (lemah-tajam).
Tahap 6, periksa adanya gugus nitro (R-NO2) yang mempunyai aua puncak absorpsi tajam yaitu -1
-1
pada frekuensi 1500-1600 cm dan 1300-1390 cm .
Tahap 7, bila tidak ada semua gugus fungsional tersebut di atas, periksa adanya hidrokarbon -1
dengan puncak absorpsi pada frekuensi sekitar 3000 cm .
BAB IV KESIMPULAN
Spektroskopi Vibrasi atau Infra Merah digunakan untuk mendeteksi perubahan energi vibrasi molekul. Molekul diatomic dapat diketahui vibrasinya melalui pendekatan harmonic dan ada pula ketak-harmonisan. Molekul poliatomik dapat menunjukkan 2 macam vibrasi yaitu stretching dan bending. Molekul poliatomik dengan N atom bervibrasi dalam 3N-5 (untuk linear) atau 3N-6 (untuk non-linear) model. Molekul yang kompleks menunjukkan frekuensi gugus yang karakteristik dan berada pada daerah sidik jari.
DAFTAR PUSTAKA
Anonym, 2010, Spektroskopi inframerah, (online) (http://id.wikipedia.org/wiki/ Spektroskopi_inframerah, diakses pada 29 Desember 2010). Atkins, P.W., 1997, Kimia Fisika jilid 2, penerbit Erlangga, Jakarta. Giwangkara, E.G., 2007, Spektrofotometri Infra Merah, (online) (http://www.chem-istry.org/artikel_kimia/kimia_analisis/spektrofotometri_infra_merah/, diakses pada 28 Desember 2010). Mudzakir, A., 2010, Metode Spektroskopi Inframerah Untuk Analisis Material, (online) (http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:wCb9_aAVgSoJ:file.upi.edu/Direktori/D% 2520-%2520FPMIPA/JUR.%2520PEND.%2520KIMIA/, diakses pada 29 Desember 2010). Rahmat, M.N., 2010, Spektroskopi Inframerah (Infrared Spectroscopy), (online) (http://duniainikecil.wordpress.com/2010/12/04/spektroskopi-inframerah-infraredspectroscopy-by-khrismala-surya-ningsih-achmad-marsuki-putra-and-muhtar/, diakses pada 29 Desember 2010).
Tugas Kimia Fisika III
Disusun Oleh :
Syadza Firdausiah (H31108276)
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN 2010
