BAB I PENDAHULUAN A. Konsep Konsep Dasar Dasar Spekt Spektrofo rofotome tometri tri Analisis Analisis kimia dengan dengan metode metode spektrofo spektrofotomet tometri ri didasarka didasarkan n pada interaksi interaksi radiasi radiasi elektromagnetik (sinar) dengan materi. Interaksi tersebut meliputi proses absorpsi, emisi, refleksi refleksi dan transmisi transmisi radiasi radiasi elektroma elektromagneti gnetik k oleh atom-atom atau molekul molekul dalam dalam suatu suatu materi. Spek Spektr tros osko kopi pi
berh berhub ubun unga gan n
deng dengan an
peng penguk ukur uran an
dan dan
inte interp rpre reta tasi si
radi radias asii
elektroma elektromagnet gnetik ik yang diserap atau diemisika diemisikan n ketika ketika molekul, molekul, atom, atom, atau ion dari suatu sampel bergerak dari satu tingkat energi tertentu ke tingkat energi lainnya. Setiap atom, ion, atau molekul mempunyai hubungan khas dengan radiasi elektromagnetik. Spektroskopi bisa berkaitan dengan perubahan energi rotasi, energi vibrasi ataupun energi elektronik sebagai akibat penyerapan radiasi. Beberapa jenis jenis spektrofotometer spektrofotometer :: 1. Spektrofotometer UV-Vis 2. Spektrofotometer Infra merah 3. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) 4. Spektrofotometer Resonansi Magnetik (NMR) 5. Spektrofotometer Pendar Molecular (pendar fluor/pendar fosfor) 6. Spektrofotometer dengan metode hamburan cahaya ( nefelometer, turbidimeter dan spektrofotometer Raman)
B. Cahaya Cahaya dan dan Sifa Sifat-S t-Sifa ifatny tnya a Cahaya adalah suatu bentuk energi dan merupakan radiasi elektromagnetik. Bagian kecil dari radiasi elektromagnetik adalah cahaya tampak yang dapat dilihat langsung oleh mata. Cahaya dapat dikatakan sebagai rangsangan yang diterima oleh panca indra mata. Dalam menerima rangsangan tersebut ada keterbatasan pada diri manusia yaitu hanya dapat mengidentifikasi cahaya pada panjang gelombang 380-780 nm, yang dikenal sebagai cahaya tampak ( visible light).
Tabel panjang gelombang warna dan warna komplementer
Panjang Gelombang (nm)
Warna
< 380 380 – 435 435 – 480
UV Violet Biru Biru Kehijauan Hijau Kebiruan Hijau Hijau Kekuningan Kuning Jingga Merah Infra Merah
480 – 490 490 – 500 500 – 560 560 – 580 580 – 595 595 – 650 650 – 780 > 780
Warna Komplementer Hijau Kekuningan Kuning Jingga Merah Ungu Kemerahan Violet Biru Biru Kehijauan Hijau Kebiruan
Radiasi elektromagnetik mencakup kisaran panjang gelombang yang sangat besar. Sesuai Sesuai dengan dengan kisaran kisaran panjang panjang gelomban gelombangnya gnya,, maka energi juga beragam beragam pula. pula. Sinar-x Sinar-x mempunyai energi yang cukup untuk mempengaruhi elektron dalam, sedangkan sinar uv hanya cukup untuk mempengaruhi elektron valensi. Sementara itu radiasi infra merah hanya cukup untuk mempengaruhi vibrasi dan rotasi molekul. Sinar X memiliki panjang gelombang yang pendek, tetapi berenergi tinggi. Sinar X dapat dapat melal melalui ui padata padatan n atau atau cairan cairan yang yang tipis. tipis. Radias Radiasii sinar sinar X yang yang terlal terlalu u banyak banyak akan akan meru merusa sak k sel-s sel-sel el tubu tubuh h manu manusi sia. a. Sina Sinarr uv dapa dapatt dipr diprod oduk uksi si oleh oleh lamp lampu u khus khusus us yang yang meng mengan andu dung ng uap uap merk merkur urii atau atau gas gas deut deuter eriu ium. m. Sina Sinarr uv bere berene nerg rgii ting tinggi gi dan dan akan akan menyebakan menyebakan luka bakar bila terlalu lama mengenai kulit. Sinar tampak diproduksi oleh lampu biasa (misalkan, lampu wolfram). Cahaya putih yang terpancar dari matahari merupakan campuran dari beberapa cahaya berwarna seperti merah, jingga, kuning, biru, nila, dan ungu. Sinar infra merah dihasilkan dari benda panas semacam kawat logam globar dalam bola lampu. Sinar IR tidak terlihat tetapi dapat dirasakan hangat oleh kulit manusia.
1. Sifat Sinar Tampak Cahaya putih bila diuraikan akan terdiri dari beberapa warna cahaya, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Bila kesemua berkas sinar tersebut digabungkan kembali, amka akan diperoleh cahaya putih kembali. Warna-warna pada cahaya tampak akan terlihat
bila ada seberkas cahaya putih
direfraksikan oleh prisma, oleh karena cahaya tampak terdiri dari beberapa warna cahaya, maka cahaya tampak disebut sebagai cahaya polikromatis. Satu atau beberapa warna dari cahaya tampak dapat dihilangkan antara lain dengan mengabsorpsi warna tersebut. Setelah absorpsi, maka yang terlihat adalah warna sisa yang tidak terabsorpsi. Sebagai contoh, larutan CuSO4 terlihat berwarna biru, karena larutan meneruskan warna biru dan menyerap cahaya kuning ( hijau dan merah). Warna yang diserap oleh larutan tersebut dinamakan warna komplemennya.
2. Sifat Sinar Ultra Violet Sinar ultra violet berenergi tinggi, artinya memiliki panjang gelombang yang pendek. Suatu senyawa dapat menyerap sinar uv bila dalam senyawa tersebut terdapat gugus fungsi yang disebut sebagai kromofor. Kromofor cenderung memiliki ikatan tak jenuh atau mengandung gugus fungsi dengan ikatan rangkap.
Tipe Alkena Alkuna Aldehida Keton Asam Karboksilat
Contoh CH2CH2 CHCH CH3CHO CH3COCH3 CH3COOH
Pita Serapan (nm) 165 - 193 195 - 225 180 - 290 188 - 279 208 - 210 204 - 254
3. Radiasi Elektromagnetik Suatu berkas radiasi merupakan gelombang elektromagnetik atau foton yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Foton mempunyai sifat partikel dengan energi tertentu dan pada saat yang sama juga mempunyai sifat gelombang. Sebuah foton yang berasal dari suatu titik tertentu dalam ruang bergerak dari titik tersebut dalam bentuk gelombang yang dicirikan dengan vektor medan listrik yang secara berkala mempunyai titik maksimum pada arah tegak lurus terhadap gelombang. Panjang gelombang suatu radiasi dinyatakan dalam Angstrom ( 1 A0 = 10-8 m) atau nanometer ( 1 nm = 10 -7 m).
Radiasi juga mempunyai frekuensi yaitu jumlah gelombang yang melintasi satu titik tertentu selama waktu tertentu. Panjang gelombang dan frekuensi dihubungkan dengan energi foton( E ) menurut persamaan : E
=
hc /
Dimana :
h = Tetapan Planc ( 6,626 x 10 -27 erg per detik ) c = Kecepatan Cahaya ( 3 x 10 8 m/dtk )
Dari persamaan tersebut tampak bahwa energi radiasi berbeda-beda tergantung pada panjang gelombangnya. Energi semakin kecil dengan semakin besar panjang gelombang radiasi. Spektra absorpsi sering diyatakan dalam %T maupun dalam bentuk A (absorbansi) Maka, A = – log (%T) A = log (Po/P), Po adalah daya cahaya masuk dan P adalah daya yang diteruskan melewati sampel.
C. Interaksi cahaya dengan materi Banyak instrumen telah dikembangkan untuk keperluan pengukuran secara kuantitatif, diantaranya berdasarkan sifat optik senyawa yang dianalisis. Analisis optik melibatkan interaksi radiasi elektromagnetik dengan bahan-bahan kimia. Dalam analisis ini secara umum parameter pengukuran yang digunakan adalah absorpsi cahaya, hamburan cahaya, emisi cahaya, indeks refraksi suatu zat, rotasi cahaya yang terpolarisasi.
1. Absorpsi Cahaya Zat kimia dapat mengabsorpsi cahaya melalui berbagai cara. Bila zat kimia mengabsorpsi cahaya, maka energi cahaya tersebut diubah menjadi bentuk energi lain. Elektron valensi pada atom atau ion dapat mengabsorpsi energi cahaya uv atau visible sehingga menyebabkan elektron pindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Atom hanya dapat mengabsorpsi energi bila energi tersebut setara dengan perbedaan energi dari dua tingkat energi. Kalau energi cahaya tidak cukup memadai dengan tingkat energi atom, maka cahaya hanya akan melewatinya tanpa diabsorpsi. Energi berhubungan dengan panjang gelombang. Oleh karena itu juga berkaitan dengan warna cahaya.
2. Emisi Cahaya Jika elektron pada keadaan tereksitasi kembali ke tingkat energi yang lebih rendah kembali, maka akan diemisikan energi dalam bentuk cahaya. Cahaya yang diemisikan memiliki panjang gelombang tertentu sesuai dengan perbedaan tingkat energi yang terlibat dalam proses emisi. Karena panjang gelombang emisi tertentu, maka berarti bahwa cahaya yang diemisikan akan memiliki warna tertentu.
D. Hukum Dasar ( Hukum Lambert – Beer ) Bila ada seberkas cahaya melalui sebuah media yang transparant, maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang diteruskan akan sebanding dengan bertambahnya kepekatan dan konsentrasi media. A
=
c t
A : Absorbansi Є : Koefisien Absorptivitas molar C : Konsentrasi t : Tebal media
Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya monokromatik (Io) melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Ilustrasi jalannya sinar pada spektrofotometer dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
BAB II PEMBAHASAN A. Instrumentasi Spektrofotometer UV-VIS Spektrofotometer UV Vis merupakan alat yang terdiri dari dua komponen utama yaitu spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan spectra dengan panjang gelombang tertentu,
sedangkan
fotometer
merupakan
alat
pengukur
intensitas
cahaya
yang
ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif bila energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrometer dari fotometer adalah kemampuan alat tersebut untuk lebih menyeleksi panjang gelombang yang diinginkan dengan adanya alat pengurai seperti prisma, grating atau celah optis.
Berikut ini adalah diagram alat Spektrofotometer berkas tunggal
Bila seberkas sinar cahaya keluar dari sumber sinar, maka sinar akan masuk ke dalam sistem monokromator melalui slit. Monokromator akan menyeleksi panjang gelombang berkas sinar yang diinginkan untuk memasuki sel. Seleksi panjang gelombang dilakukan dengan memutar tombol panjang gelombang pada alat. Selanjutnya sinar yang monokromatis akan masuk melewati sel yang berisi larutan cuplikan. Sinar yang diteruskan selanjutnya akan masuk ke detector, dan sinyal detector akan disampaikan ke operator dalam bentuk read out. 1. Sumber Sinar Sumber radiasi dalam spektrofotometri serapan mempunyai dua fungsi, pertama memberikan energi pada daerah panjang gelombang yang tepat untuk pengukuran, kedua untuk
mempertahankan
intensitas
sinar
yang
tetap
selama
pengukuran.
Untuk
spektrofotometer sinar tampak ( Visible) digunakan lampu wolfram sebagai sumber sinar, lampu wolfram menghasilkan panjang gelombang > 375 nm. Sementara itu untuk spektrofotometer sinar uv digunakan lampu deuterium yang memiliki panjang gelombang di
bawh 375 nm. Energi yang dipancarkan sumber sinar bervariasi sesuai dengan panjang gelombangnya. 2. Monokromator Sinar yang dikeluarkan sumber radiasi merupakan sinar polikromatis yaitu mengandung berbagai panjang gelombang. Sementara itu untuk pengukuran zat diperlukan sinar tertentu yang khas dan sebaiknya monokromatis. Monokromator berfungsi untuk memperoleh sinar yang monokromatis, yaitu sinar dengan satu daerah panjang gelombang. Berikut adalah beberapa bagian dalam rangkaian monokromator: o
Celah Masuk
Berfungsi mempersempit radiasi yang akan masuk dari sumber radiasi ke zat. o
Lensa Kolimator
Berfungsi untuk mengubah sinar menjadi berkas sinar sejajar o
Media Pendispersi
o
Celah Keluar
Berfungsi untuk mengisolasi sinar yang diinginkan dengan cara menghalangi sinar lain dan membiarkan sinar yang diinginkan lewat mencapai zat.
3. Sel (kuvet) Sinar monokromatis yang keluar dari monokromator selanjutnya memasuki sel. Sel adalah tempat disimpannya larutan contoh yang akan diukur serapannya. Sel atau kuvet untuk tempat larutan diletakkan pada jalan cahaya dari monokromator. Pada saat cahaya monokromatis melalui sel, terjadi penyerapan sejumlah tertentu cahaya, sementara sebagian lain diteruskan ke detektor. Kuvet untuk analisis harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : o
Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya
o
Permukaannya secara optis harus benar-benar sejajar
o
Harus tahan /tidak bereaksi terhadap bahan-bahan kimia khususnya samel yang akan diukur
o
Tidak boleh rapuh
Bahan-bahan pada kuvet o
Kaca Silika Biasa
:
a. Tahan asam/ basa kuat b. Tahan Pelarut Organik c. Hanya untuk Visible
o
Kuarsa
:
a. Tahan asam/ basa kuat b. Tahan Pelarut Organik c. Untuk UV dan Visible
4. Detektor Berfungsi untuk mengubah energi cahaya yang ditransmisikan atau diteruskan sel menjadi suatu besaran yang terukur. Pada umumnya mengubah energi cahaya menjadi energi listrik (arus listrik). Sebagai detector dapat dipakai photo tube atau barrier layer cell yang keduanya dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik (photo sensitive detector). o
Photo Emmisive Cell(Foto tube) Bentuk yang sederhana terdiri dari suatu bola gelas yang hampa udara atau berisi
gas mulia pada tekanan rendah, misalnya argon pada 0,2 mmHg. Di dalam bola terdapat katoda yang berbentik lempeng setengah lingkaran dan bagian dalamya dilapisi zat yang sangat peka terhadap cahaya, misalnya campuran Caesium Oksida atau kalium oksida dengan perak oksida. Anoda yang terbuat dari cincin logam dan diletakkan sedikit dekat dengan pusat lingkaran. Anoda dan katoda dihubungkan dengan suatu baterai. Bila cahaya jatuh pada katoda, maka elektron dibebaskan dan meloncat ke anoda sehingga dalam sirkuit terdapat aliran elektron (timbul aliran listrik). Arus yang dihasilkan sangat lemah, karena itu dihubungkan dulu dengan amplifier sebelum dengan galvanometer. Skala dari galvanometer ditera dalam skala absorbans atau persen transmisi (%T). o
Barrier layer cell Terdiri dari sebuah plat logam yang dilapisi dengan suatu lapisan semi konduktor.
Biasanya dipakai logam besi dengan lapisan semi konduktornya selen. Suatu lapisan transparan yang sangat tipis dari perak diletakkan di atas semi konduktor dan berlaku sebagai elektron kolektor. Energi cahaya yang jatuh di atas permukaan akan sampai ke semi konduktor dan mengeksitasi elektron-elektron pada antar permukaan perak-selen yang akhirnya menuju ke elektron kolektor, suatu daerah hypotical
barrier terjadi
diantara permukaan
yang memudahkan elektron
meninggalkan semi konduktor menuju ke elektron kolektor. Kekurangan elektron pada selen akan mengambil dari plat besi sehingga besi bermuatan positif sedangkan elektron kolektor bermuatan negatif, bila keduanya melalui suatu galvanometer, maka akan dihasilkan arus listrik. 5. Meter (Read Out) Sinyal listrik yang dihasilkan pada detector dapat dibaca pada meter dengan mengkonversikannya ke dalam besaran absorbans atau %T.
Jenis Spektrofotometer Berdasarkan sistem optiknya terdapat 2 jenis spektrofotometer, yaitu : a. Single Beam ( Berkas Tunggal ) Pada spektrofotometer ini hanya terdapat satu berkas sinar yang dilewatkan melalui kuvet. Blanko, larutan standar, dan contoh diperiksa secara bergantian. Pada spektrofotometer berkas tunggal, pengukuran cuplikan dilakukan setelah pengukuran blanko secara bergantian. Pengukuran blanko dilakukan untuk menghindari kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh adanya matriks lain dalam cuplikan selain analit yang diukur.
b. Double Beam ( Berkas Ganda) Pada alat ini berkas cahaya dibagi menjadi dua berkas oleh cermin yang berputar ( chopper). Berkas pertama melalui kuvet berisi blanko, dan berkas kedua melalui kuvet berisi standar atau contoh. Spektrofotometer berkas ganda dirancang untuk memudahkan pengoperasian. Dalam alat ini, pengukuran larutan blanko dan larutan contoh dapat dilakukan secara bersamaan. Sinar monokromatis dari monokromator akan melewati sel blanko dan sel contoh secara bergantian. Pada akhirnya sinar yang masuk ke detektor adalah sinar dari larutan contoh yang telah dikoreksi terhadap blanko. Pergeseran-pergeseran : 1. Bathokromik, pergeseran ke panjang gelombang yang lebih tinggi dengan energy yang lebih rendah. 2. Hypsokromik(pergeseran biru), pergeseran ke panjang gelombang yang lebih pendek. 3. Hyperkromik, peningkatan absoritivitas molar. 4. Hypokromik, reduksi absortivitas molar.
Gbr 1. Spectronic 20
Gbr 2. Spektrofotometer UV-1201
B. Aplikasi Spektrofotometer UV-VIS Analisis Kualitatif : dipakai untuk data sekunder atau data pendukung. 1.
Pemeriksaan kemurnian : dibandingkan dengan standar.
2.
Identifikasi : pengukuran maks dan absorpsivitas molar.
3.
Elusidasi struktur : informasi adanya gugus kromofor dan gugus fungsi melalui
profil spektrum
Analisis Kuantitatif 1.
Senyawa Tunggal : Dengan membandingkan absorban senyawa yang dianalisis
dengan reference standard pada panjang gelombang maksimum. 2.
Senyawa multikomponen : mengukur absorban campuran pada panjang
gelombang maksimum masing-masing
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam analisis spektrofotometri UV-Vis Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis dengan spektrofotometri UV-Vis terutama untuk senyawa yang semula tidak berwarna yang akan dianalisis dengan spektrofotometri visibel karena senyawa tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi senyawa yang berwarna. Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus diperhatikan : Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis
Hal ini perlu dilakukan jika senyawa yang dianalisis tidak menyerap pada daerah tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan merubah menjadi senyawa lain atau direaksikan dengan pereaksi tertentu. Pereaksi yang digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu : 1. Reaksinya selektif dan sensitif. 2. Reaksinya cepat, kuantitatif, dan reprodusibel. 3. Hasil reaksi stabil dalam jangka waktu yang lama. 4. Waktu operasional Cara ini biasa digunakan untuk pengukuran hasil reaksi atau pembentukan warna. Tujuannya adalah untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil. Waktu operasional ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran dengan absorbansi larutan. Pemilihan panjang gelombang Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Ada beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu : 1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar. 2. Disekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum
lambert-beer akan terpenuhi.
3. Jika dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (Rohman, Abdul, 2007).
Keuntungan Spektrofotometer Keuntungan dari spektrofotometer adalah : 1. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak.
2. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10 -4 sampai 10 -5 M. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10 -6 sampai 10-7 M dengan prosedur modifikasi yang pasti. 3. Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu. 4. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan yang khusus. 5. Mudah, spektrofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog, DA, 1996).
Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier
Pada dasarnya Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (disingkat FTIR) adalah sama dengan Spektrofotometer Infra Red dispersi, yang membedakannya adalah pengembangan pada sistim optiknya sebelum berkas sinar infra merah melewati contoh. Dasar pemikiran dari Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red adalah dari persamaan gelombang yang dirumuskan oleh Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) seorang ahli matematika dari Perancis. 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 Fourier Transform Infra Red 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). Perbedaan sistim optik Spektrofotometer Infra Red dispersif dan Interferometer Michelson pada Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red tampak pada gambar disamping.
Cara Kerja Alat Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red Sistim optik Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red seperti pada gambar disamping ini dilengkapi dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak ( M ) dan jarak cermin yang diam ( F ). Perbedaan jarak tempuh radiasi tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut sebagai retardasi ( δ ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram. Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer Infra Red yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red. Pada sistim optik Fourier Transform Infra Red digunakan radiasi LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik. Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red adalah Tetra Glycerine Sulphate (disingkat TGS) atau Mercury Cadmium Telluride (disingkat MCT). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi infra merah. Keunggulan Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red Secara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer ini 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 pemindaian.
•
Sensitifitas dari metoda Spektrofotometri Fourier Transform Infra Red lebih besar daripada cara dispersi, sebab radiasi yang masuk ke sistim detektor lebih banyak karena tanpa harus melalui celah.
Spektrofotometer Raman Interaksi Radiasi Elektro Magnetik (REM) dengan atom atau molekul yang berada dalam media yang transparan, maka sebagian dari radiasi tersebut akan dipercikkan oleh atom atau molekul tersebut. Percikan radiasi oleh atom atau molekul tersebut menuju ke segala arah dengan panjang gelombang dan intensitas yang dipengaruhi ukuran partikel molekul.
Apabila media transparan tersebut mengandung hanya partikel dengan ukuran dimensi atom (permukaan 0,01 A2) maka akan terjadi percikan radiasi dengan intensitas yang sangat lemah. Radiasi percikan tersebut tidak tampak oleh karena panjang gelombangnya adalah pada daerah ultraviolet. Radiasi hamburan tersebut dikenal dengan hamburan Rayleigh.
Demikian pula yang tejadi pada molekul-molekul dengan diameter yang besar atau teragregasi sebagai contoh molekul suspensi atau koloida. Percikan hamburan pada larutan suspensi dan sistem koloida panjang gelombangnya mendekati ukuran partikel molekul suspensi atau sistem koloid tersebut. Radiasi hamburan rersebut dikenal sebagai hamburan Tyndal atau hamburan mie yang melahirkan metode turbidimetri. Suatu penelitian yang sulit dengan hasil temuan yang sangat berarti, dalam ilmu fisika telah dilakukan oleh Chandra Venkrama Raman seorang ahli fisika berkebangsaan India, pada tahun 1928.
Menurut temuan Raman tampak gejala pada molekul dengan struktur tertentu apabila dikenakan radiasi infra merah dekat atau radiasi sinar tampak, akan memberikan sebagian kecil hamburan yang tidak sama dengan radiasi semula. Hamburan yang berbeda dengan radiasi semula (sumber radiasi) tersebut berbeda dalam hal panjang gelombang, frekuensi serta intensitasnya dikenal sebagai hamburan Raman. Hamburan Raman tersebut memberikan garis Raman dengan intensitas tidak lebih dari 0,001% dari garis spektra sumber radiasinya.
Hamburan Raman Hamburan Raman didapat dengan jalan meradiasi sampel dengan radiasi sinar tampak yang monokromatis dan mempunyai intensitas yang kuat. Sebagai sumber radiasi dipakai busur Merkuri dan saat ini yang terbaik dipakai sumber radiasi Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) bentuk gas atau padat dengan intensitas yang kuat. Ada dua macam garis-garis hamburan Raman yang seolah-olah merupakan pergeseran terhadap posisi garis hamburan Rayleigh. Kedua garis hamburan Raman tersebut sangat
berbeda intensitas, panjang gelombang dan frekuensinya.
Hamburan Raman yang sinambung akan menghasilkan spektrum Raman. Untuk menggambarkan spektrum Raman serta posisinya terhadap hamburan Rayleigh diambil contoh radiasi terhadap CCl4 (karbon tetra klorida).Radiasi sinar tampak monokromatis terhadap CCl4 akan menghasilkan tiga macam hamburan dengan spektrum yang berbeda karena adanya perbedaan eksitasi.
Kegunaan Spektroskopi Raman Spektroskopi Raman ditujukan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif terhadap komponen dengan kadar yang sangat kecil. Di samping itu spektroskopi Raman juga ditujukan untuk elusidasi struktur jarang dipakai untuk analisis kuantitatif. Jangkauan sampel yang dapat dianalisis adalah organik, anorganik dan biologi. Beberapa keunggulan spektroskopi Raman dibandingkan spektrofotometri IR adalah : Adanya pelarut air tidak akan mengganggu terhadap hamburan Raman. Dapat dipakai aat-alat gelas dan leburan silika tanpa ada pengaruh pada spektrum Raman Dapat dipakai sumber radiasi laser yang jauh lebih baik dibanding sumber radiasi lainnya
Instrumentasi Spektrofotometer Raman Sistem optik spektrofotometer Raman berbeda dengan spektrofotometer IR dalam banyak hal. Sistem optik spektrofotometer Raman berkas tunggal dengan peralatan optik dari gelas atau leburan silika. Sebagai sumber radiasi dipakai lampu uap Hg atau radiasi laser. Salah satu persyaratan sumber radiasi adalah intensitasnya harus tinggi, oleh sebab itu pada era modern ini dipakai lsdr He-Ne, laser ion Kr atau ion Hg. Monokromator yang dipakai harus berkemampuan memisahkan hamburan radiasi Rayleigh yang intensitasnya tinggi dengan gamburan Raman yang intensitasnya rendah. Untuk itu perlu dipakai monokromator ganda sebagai pencegah radiasi sesatan dari hamburan Rayleigh. Diharapkan spektrofotometer Raman memberikan resolusi yang baik sekitar 0,2 cm-1. Spektrofotometer Raman memakai detektor PMT (Photo Multiplier Tube). Rentang penentuan spektrum Raman berkisar pada daerah infra merah medium sampai infra merah jauh (4000 sampai 25 cm-1).
Gambar Spektrofotometer Serapan Atom
Gambar Spektrofotometer Raman
BAB III KESIMPULAN
SIMPULAN Spektrofotometer Uv-Vis adalah alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relatif bila energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Prinsip yang mendasari adalah hukum lambert-beer. Keuntungan dari spektrofotometer adalah : 1. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak. 2. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10 -4 sampai 10 -5 M. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10 -6 sampai 10-7 M dengan prosedur modifikasi yang pasti. 3. Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu. 4. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan yang khusus. 5. Mudah, spektrofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog, DA, 1996).
SARAN Spektrofotometer merupakan alat yang sudah banyak digunakan di dalam dunia industri maupun kesehatan. Spektrofotometer sendiri memiliki banyak jenis dan ragamnya. Untuk memilih penggunaan spektro yang tepat, sebaiknya diketahui zat apa yang akan di analisis kadarnya. Spektrofotometer uv-vis digunakan untuk menganalisis suatu senyawa yang memiliki panjang gelombang di daerah uv dan visible, biasanya berbentuk sebuah senyawa kromofor. Sedangkan untuk kadar atom dalam suatu sample, lebih baik digunakan spektrofotometer serapan atom.
DAFTAR PUSTAKA R.A.Day, Jr & A.L.Underwood.1989.Analisis Kimia Kuantitatif.Jakarta:Erlangga.
S. M. Khopkar.2003.Konsep Dasar Kimia Analitik.Jakarta:UI-Press.
Widarsih,Wiwi.,Rahman Arief Sekolah Menengah Analis Kimia Bogor.
&
Siti
Rohayati.2007.Spektrofotometri.Bogor:
http://rgmaisyah.wordpress.com/2008/11/25/spektrofotometer/ http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrofotometer_Inframerah_Transformasi_Fouri er http://catatankimia.com/catatan/tipe-dan-analisis-spektrofotometri-uvvis.html.24 november 2010.21:23 http://chicamayonnaise.blogspot.com/2010/03/spektrofotometer-raman.html.26 november 2010.20:16
Lampiran I
Glosarium
Spektrum Atom adalah spectrum yang dihasilkan oleh sinar yang dipancarkan oleh atom yang tereksitasi. Hanya mempunyai sederet garis (berwarna) dengan panjang gelombang tertentu.
Radiasi Elektromagnetik adalah bentuk energi yang disebarkan melalui medan listrik dan magnet yang saling tegak lurus.
Absorpsi adalah suatu proses penyerapan cahaya oleh media yang dilaluinya.
Emisi adalah energi cahaya yang dipancarkan ketika atom yang tereksitasi kembali ke keadaan dasar.
Refleksi adalah cahaya yang dibelokkan oleh media yang dilaluinya.
Transmisi adalah cahaya yang diteruskan oleh media yang dilaluinya.
Sinar Tampak adalah radiasi elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 380780 nm.
Sinar UV adalah radiasi elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang < 380 nm.
Kromofor adalah gugus fungsi suatu senyawa yang dapat menyerap sinar uv, cenderung memiliki ikatan tak jenuh atau mengandung gugus fungsi dengan ikatan rangkap.
Foton adalah cahaya yang dipandang sebagai partikel berenergi
Energi Rotasi adalah energi yang ditimbulkan oleh atom yang berputar.
Energi Vibrasi adalah energi yang ditimbulkan oleh atom yang bergetar.
