MAKALAH KIMIA ANALISIS II

SPEKTROFOTOMETRI ULTRA VIOLET DAN

SINAR TAMPAK

DOSEN PENGAMPU : BAMBANG WIJIANTO M.Sc.,Apt

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK : III (TIGA)

ANGGOTA : 1. WAHYU ELIZA (I21111001)

2. TUTUT RAHMAWATI (I21111009)

3. SRI MULYANA (I21111012)

4. SRI RAHAYU (I21111014)

5. ILHAM ISWAHYUDI (I211110)

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2012

CP : WAHYU ELIZA (0857 5071 1201)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat karunia-Nya penulis

mampu menyelesaikan makalah dengan judul Spektrofotometri Sinar Tampak dan

Ultraviolet.

Makalah Spektrofotometri Sinar Tampak dan Ultraviolet ini merupakan tugas

mata kuliah Kimia analitik II. Melalui makalah yang berjudul Spektrofotometri Sinar

Tampak dan Ultraviolet ini yang diharapkan dapat menunjang nilai penulis di dalam

mata kuliah Kimia analitik II. Selain itu, dengan hadirnya makalah ini dapat

memberikan informasi yang dapat menjadi pengetahuan baru bagi pembacanya.

Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak

bambang wijianto M.Sc.,Apt. selaku dosen pengampu serta kepada seluruh pihak yang

terlibat di dalam penulisan makalah Spektrofotometri Sinar Tampak dan Ultraviolet ini.

Penulis menyadari bahwa, masih banyak kesalahan dan kekurangan di dalam

penulisan makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang

konstruktif untuk kesempurnaan makalah ini di masa yang akan datang. Semoga

makalah ini dapat bermanfaat.

Pontianak, 15 september 2012

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii

DAFTAR GAMBAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Tujuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Sejarah UV-VIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.2 Pengertian Spektrofotometri UV-VIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2.3 Kegunaan Spektrofotometri UV-VIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2.4 Analisis Sampel Spektroskopi UV-VIS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.5 Cara Kerja Spektrofotometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

2.6 Penyerapan Sinar Ultraviolet dan Sinar Tampak Oleh Molekul . . . . . . . . . 8

2.7 Instrumen UV-VIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.8 Parameter Instrumen Spektroskopi UV-VIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 eksitasi elektron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Gambar 1.2 panjang gelombang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Gambar 1.3 sinar tampak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Gambar 1.4 spektrum UV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Gambar 1.5 Spektrum absorpsi UV/Vis unsur Ce, Nd, Pr dan Sm . . . . . . . . . . . . . .10

Gambar 1.6 Tris(5-nitro-6-amino-1,10-phenanthroline)iron(II) . . . . . . . . . . . . . . . 10

Gambar 1.7 instrumen spektrofotmetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Gambar 1.8 Lampu wolfram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

Gambar 1.9 Lampu deuterium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Gambar 1.10 monokromator prisma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Gambar 1.11 monokromator kisi difraksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Gambar 1.12 mekanisme single beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Gambar 1.13 mekanisme double beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Gambar 1.14 resolusi spektral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

Gambar 1.15 akurasi dan presisi panjang gelombang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Gambar 1.16 stray light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Gambar 1.17 Rata-rata titik dari data mengurangi gangguan. . . . . . . . . . . . . . . . . .17

Gambar 1.18 drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

iii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang

gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi

dengan detektor fototube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam listrik

memancarkan spektrum yang lebar terdiri atas panjang gelombang. Panjang gelombang

yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi mata

manusia dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision).

Dalam analisis secara spektrofotometri terdapat tiga daerah panjang gelombang

elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV  (200 – 380 nm), daerah visible (380

– 700 nm), daerah inframerah (700 – 3000 nm) (Khopkar 1990).

Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang

digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan

kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Sedangkan

peralatan yang digunakan dalam spektrofometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang

dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat

berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron yang ada pada

atom ataupun molekul yang bersangkutan.

Para kimiawan telah lama menggunakan bantuan warna sebagai bantuan

dalam mengenali zat-zat kimia. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai suatu

perluasan pemeriksaan visual yang dengan studi lebih mendalam dari absorpsi energi

radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya pengukuran ciri-

ciri serta kuantitatifnya dengan ketelitian lebih besar.

1.2 Tujuan

a. Mengetahui Komponen Spektrofotometer UV/VIS.

b. Mengetahui Fungsi dari Bagian-Bagian Spektrofotometer UV/VIS.

c. Mengetahui Keuntungan Analisis Secara Spektrofotometer UV/VIS

1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah UV-VIS

Absorbansi cahaya oleh bahan pertama kali dieksplorasi oleh ahli Matematika

Jerman Johann Heinrich Lambert (1728-1777) yang menemukan bahwa untuk radiasi

monokromatik (dalam radiasi praktek pita sempit) jumlah cahaya yang diserap adalah

berbanding lurus dengan panjang jalur cahaya itu melalui material dan tidak tergantung

dari intensitas cahaya. Astronom Jerman Wilhelm Beer (1797-1850) memperluas

pekerjaan ini dan menemukan bahwa, untuk larutan encer, ada hubungan linier antara

konsentrasi analit dan absorbansi.

Ahli kimia klinis Henry Bence Jones (1813-1873) menggunakan spektroskopi

emisi untuk mendeteksi lithium dalam urin dan pada jaringan lain termasuk lensa

dihapus dari mata pasien katarak dan bekerja dengan Agustus Dupre (1835-1907),

digunakan analisis fluoresensi untuk mendeteksi kina dalam darah dan jaringan lain.

Pengenalan spektrofotometer komersial UV pertama, oleh Arnold O. Beckman (1900-

2004), Namun, kelompok-kelompok seperti yang dipimpin oleh Bernand B. Brodie

(1907-1989) melanjutkan untuk menggunakan instrumen untuk mengembangkan

kuantitatif. Brodie mendirikan beberapa aturan dasar untuk sukses meansurement obat

dan racun lainnya dalam spesimen biologi, banyak yang masih berlaku hari ini.

Seperti dengan pengembangan spektrofotometer UV praktis, kepentingan

militer, Kali ini dalam obat antimaterials, juga mendorong kemajuan di

spektrophotofluorimetry. Brodie dan Sidney Udenfriend (1918-2001) menggunakan

fluorimeter Coleman sederhana filter untuk mengukur quinacrine dalam plasma, tetapi

jelas bahwa jika panjang gelombang eksitasi dapat bervariasi banyak molekul lebih

dapat dianalisis menggunakan teknik ini. Robert L. Bowman (1916-1995)

mengembangkan spectrophotofluorimeter monokromator pertama ganda, yang dengan

kolaborasi dari Perusahaan Instrumen Amerika, dipamerkan pada Konferensi 1956

Tickets Pittburgh sebagai AMINO-Bowman SPF.

Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen (1811-

1899) fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824- 1887) bekerjasama

mengembangkan spektrometer menemukan 2 unsur baru: rubidium dan cesium.

2

Yang digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru. Kemudian alat ini

digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru semacam galium, indium

dan unsur-unsur tanah jarang. Spektroskopi telah memainkan peran penting dalam

penemuan gas-gas mulia. Spektrofotometer terdiri atas sumber sinar, prisma, sel

sampel, detektor pencatat. Fungsi prisma adalah untuk memisahkan sinar polikromatis

di sumber cahaya menjadi sinar kromatis. Penggunaan spektroskopi sebagai sarana

penentuan struktur senyawa memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer

berdasarkan prinsip yang sama dengan spektroskopi.

2.2 Pengertian Spektrofotometri UV-VIS

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang

gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi

dengan detektor fototube.

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu

sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan

spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri.

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.

Teknik spektroskopi pada daerah ultra violet dan sinar tampak disebut

spektroskopi UV-VIS. Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara

spektrofotometri UV dan Visible. Spektrofotometer UV-VIS merupakan alat dengan

teknik spektrofotometer pada daerah ultra-violet dan sinar tampak. Alat ini digunakan

guna mengukur serapan sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu materi dalam

bentuk larutan. Konsentrasi larutan yang dianalisis sebanding dengan jumlah sinar yang

diserap oleh zat yang terdapat dalam larutan tersebut.

Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri.

Dalam spektrometer modern, sinar yang datang pada sampel diubah panjang

gelombangnya secara kontinyu. Hasil percobaan diungkapkan dalam spektrum dengan

absisnya menyatakan panjang gelombang (atau bilangan gelombang atau frekuensi)

sinar datang dan ordinatnya menyatakan energi yang diserap sampel.

3

2.3 Kegunaan Spektrofotometri UV-VIS

Kegunaan dari spektrofotometer UV/VIS adalah untuk mengukur

transmitansi, reflektansi dan absorbsi dari cuplikan sebagai fungsi dari panjang

gelombang. Spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi cahaya secara relatif

jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari

panjang gelombang. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar

tampak yang sinambung dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur

perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan blanko atau pun pembanding.

2.4 Analisis Sampel Spektroskopi UV-VIS

Spektrofotometer UV-VIS dapat digunakan untuk :

a. Analisis Kualitatif

Penggunaan alat ini dalam analisis kuantitatif sedikit terbatas sebab spektrum sinar

tampak atau sinar UV menghasilkan puncak-puncak serapan yang lebar sehingga

dapat disimpulkan bahwa spektrum yang dihasilkan kurang menunjukan puncak-

punca serapan. Namun, walaupun puncak yang dihasilkan bebentuk lebar, puncak

tersebut masih dapat digunakan untuk memperoleh keterangan ada atau tidaknya

gugus fungsional tertentu dalam suatu molekul organic.

b. Analisis Kuantitatif

Penggunaan sinar UV dalam analisis kuantitatif memberikan beberapa

keuntungan, diantaranya ;

Dapat digunakan secara luas

Memiliki kepekaan tinggi

Keselektifannya cukup baik dan terkadang tinggi

Ketelitian tinggi

Tidak rumit dan cepat

Adapun langkah-langkah utama dalam analisis kuantitatif adalah ;

• Pembentukan warna ( untuk zat yang yang tak berwarna atau warnanya kurang

kuat ),

• Penentuan panjang gelombang maksimum,

4

• Pembuatan kurva kalibrasi,

• Pengukuran konsentrasi sampel.

Radiasi ultraviolet memiliki panjang gelombang kurang dari 200 nm

adalahsulit untuk menangani, dan jarang digunakan sebagai alat rutin untuk analisis

struktural.

Gambar 1.1 eksitasi elektron

Energi yang disebutkan diatas adalah cukup untuk mempromosikan atau

merangsang elektron molekul ke energi orbital yang lebih tinggi. Akibatnya,

penyerapan spektroskopi dilakukan di wilayah ini kadang disebut "spektroskopi

elektronik".

Panjang gelombang cahaya UV-VIS jauh lebih pendek daripada panjang

gelombang radiasi inframerah. Spektrum sinar tampak terentang dari sekitar 400 nm

(ungu) sampai 750 nm (merah), sedangkan spektrum ultraviolet terentang dari 100 nm

sampai 400 nm. Kuantitas energi yang diserap oleh suatu senyawa berbanding terbalik

dengan panjang gelombang radiasi :

Gambar 1.2 panjang gelombang

Gambar 1.3 sinar tampak

5

Violet : 400 - 420 nm

Indigo : 420 - 440 nm

Biru : 440-490 nm

Hijau : 490-570 nm

Kuning: 570-585 nm

Oranye: 585-620 nm

Merah : 620-780 nm

Gambar 1.4 spektrum UV.

Analisis ini dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari

larutansampel yang diukur. Prinsip penentuan spektrofotometer UV-VIS adalah

aplikasi dari Hukum Lambert-Beer, yaitu:

A = - log T = - log It / Io = ε . b . C

Dimana :

A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur

T = Transmitansi

I0 = Intensitas sinar masuk

It = Intensitas sinar yang diteruskan

ε = Koefisien ekstingsi

b = Tebal kuvet yang digunakan

C = Konsentrasi dari sampel

Penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis

menggunakan spektrofotometer adalah:

6

a. Serapan oleh pelarut

Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi matrik

selain komponen yang akan dianalisis.

b. Serapan oleh kuvet

Kuvet yang biasa digunakan adalah dari bahan gelas atau kuarsa. Dibandingkan

dengan kuvet dari bahan gelas, kuvet kuarsa memberikan kualitas yang lebih baik,

namun tentu saja harganya jauh lebih mahal. Serapan oleh kuvet ini diatasi dengan

penggunaan jenis, ukuran, dan bahan kuvet yang sama untuk tempat blangko dan

sampel.

c. Kesalahan fotometrik normal

Pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat

diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat

yang digunakan. (melalui pengenceran atau pemekatan) Sama seperti pHmeter,

untuk mengatasi kesalahan pada pemakaian spektrofotometer UV-VIS maka perlu

dilakukan kalibrasi. Kalibrasi dalam spektrofotometer UV-VIS dilakukan dengan

menggunakan blangko:

Setting nilai absorbansi = 0

Setting nilai transmitansi = 100 %

Penentuan kalibrasi dilakukan dengan mengikuti prosedur sebagai berikut:

a. Dilakukan dengan larutan blangko (berisi pelarut murni yang digunakan dalam

sampel) dengan kuvet yang sama.

b. Setiap perubahan panjang gelombang diusahakan dilakukan proses kalibrasi.

c. Proses kalibrasi pada pengukuran dalam waktu yang lama untuk satu macam

panjang gelombang, dilakukan secara periodik selang waktu per 30 menit. Dengan

adanya proses kalibrasi pada spektrofotometer UV-VIS ini maka akan membantu

pemakai untuk memperoleh hasil yang akurat dan presisi.

2.5 Cara Kerja Spektrofotometer

Spektrum elektromagnetik terdiri dari urutan gelombang dengan sifat-sifat

yang berbeda. Kawasan gelombang penting di dalam penelitian biokimia adalah ultra

lembayung (UV, 180-350 nm) dan tampak (VIS, 350-800 nm). Cahaya di dalam

kawasan ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron valensi di

7

dalam molekul tersebut (Keenan 1992).

Penyerapan sinar UV-Vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional atau gugus

kromofor yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksutasi rendah. Tiga jenis

elektron yang terlibat adalah sigma, phi, dan elektron bebas. Kromofor-kromofor

organik seperto karbonil, alkena, azo, nitrat, dan karboksil mampu menyerap sinar

ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimumnya dapat berubah sesuai

dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai

elektron bebas nseperti hidroksil, metoksi, dan amina. Terkaitnya gugus kromofor akan

mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih

besar dan disertai dengan peningkatan intensitas (Hart 2003).

Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan.

Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya

discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi

dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar

pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer (Aisyah 2009).

Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya

monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat

sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan

dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca (Hadi 2009)

Larutan yang akan diamati melalui spektrofotometer harus memiliki warna tertentu. Hal

ini dilakukan supaya zat di dalam larutan lebih mudah menyerap energi cahaya yang

diberikan. Secara kuantitatif, besarnya energi yang diserap oleh zat akan identik dengan

jumlah zat di dalam larutan tersebut. Secara kualitatif, panjang gelombang dimana

energi dapat diserap akan menunjukkan jenis zatnya (Cahyanto 2008).

2.6 Penyerapan Sinar Ultraviolet dan Sinar Tampak Oleh Molekul

Penyerapan sinar tampak atau ultraviolet oleh suatu molekul dapat

menyebabkan terjadinya eksitasi molekul tersebut dari tingkat energi dasar (ground

state) ke tingkat energi yang lebih tinggi (excited stated). Proses ini melalui dua tahap :

tahap 1 : M + hv M*

tahap 2 : M* M + heat

Pengabsorbsian sinar ultraviolet atau sinar tampak oleh suatu molekul

umumnya menghasilkan eksitasi bonding; akibatnya, panjang gelombang absorbsi

8

maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul yang

sedang diselidiki. Oleh karena itu, spektroskopi serapan berharga untuk

mengidentifikasi gugus-gugus fungsional yang ada dalam suatu molekul. Akan tetapi,

yang lebih penting adalah penggunaan spektroskopi serapan ultra violet dan sinar

tampak untuk penentuan kuantitatif senyawa-senyawa yang mengandung gugus

pengabsorbsi.

Ada tiga macam proses penyerapan energy ultraviolet dan sinar tampak yaitu:

1. Penyerapan oleh transisi electron ikatan dan electron anti ikatan ( electron sigma (σ)

,elektron phi(π),dan electron yang tidak berikatan atau non bonding electron (n) )

Zat pengabsorbsi yang mengandung elektron σ , π, dan n meliputi molekul/ion

organik juga sejumlah anion anorganik. Semua senyawa organik mampu

mengabsorbsi cahaya, sebab senyawa organik mengandung elektron valensi yang

dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Energi eksitasi untuk elektron

pembentuk ikatan tunggal adalah cukup tinggi sehingga pengabsorbsiannya terbatas

pada daerah ultraviolet vakum (λ<185), dimana komponen-komponen atmosfer

jugamengabsorbsi secara kuat. Oleh karena itu percobaan dengan sinar ultraviolet

vakum ini sulit dilakukan. Akibatnya, penyelidikan spektroskopi senyawa-senyawa

organik dilakukan pada daerah panjang gelombangnya lebih besar dari 185nm.

Pengabsorbsian sinar ultraviolet dan sinar tampak, yang panjang gelombangnya

lebih besar, terbatas pada sejumlah gugus fungsional ( chromophore) yang

mengandung elektron valensi dengan energi eksitasi rendah.

2. Penyerapan yang melibatkan electron d dan f

Kebanyakan ion-ion logam transisi mengabsorbbsi radiasi didaerah spektrum

ultraviolet atau sinar tampak. Untuk deret lantanida dan aktinida, proses

pengabsorbsian menyebabkan transisi elektron 4f dan 5f. sedangkan untuk deret

pertama dan kedua logam transisi menyebabkantransisi elektron 3d dan 4d.

a. Absorbsi oleh deret pertama dan kedua logam transisi ( orbital d)

Ion-ion dan kompleks-kompleks dari 18 unsur transisi deret pertama dan kedua

cenderung mengabsorbsi sinar tampak. Berbeda dengan unsur-unsur aktinida

dan lantanida, unsur-unsur transisi ini sering mempunyai pita absorbsi yang

melebar ( gambar 2) dan sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan . Salah satu

contoh unsur transisi blok 3d yang berwarna yaitu Mn7+ dalam senyawa KmnO4.

9

b. Absorpsi oleh ion-ion lantanida dan aktinida ( orbital f)

Berbeda dengan sifat kebanyakan pengabsorbsi anorganik dan pengabsorpsi

organik, spektra ion-ion lantanida dan aktinida meruncing, jelas dan khas, yang

sedikit dipengaruhi oleh jenis ligan yang bergabung dengan ion logam tersebut

(gambar 3). Hal ini disebabkan karena orbital-orbital dalam dihalangi oleh

pengaruh luar elektron-elektron yang menempati bilangan kuantum utama yang

lebih tinggi.

Gambar 1.5 Spektrum absorpsi UV/Vis unsur Ce, Nd, Pr dan Sm

3. Penyerapan oleh perpindahan muatan

Zat-zat yang menunjukan absorbsi perpindahan muatan sangat penting, karena

absorbtivitas molarnya sangat besar (εmak>10.000). hal ini meningkatkan

kesensitipan pendekatan dan penentuan zat-zat pengabsorbsi. Beberapa kompleks

anorganik memperlihatkan absorbsi perpindahan muatan dan karenanya disebut

komplek pperpindahan muatan . Salah satu contohnya yaitu reaksi antara ion

besi(II) dengan senyawa 5-nitro-6-amino-1,10-phenanthroline membentuk senyawa

kompleks Tris(5-nitro-6-amino-1,10-phenanthroline)iron(II). Senyawa kompleks

ini memiliki absorpsi maksimum pada 520 nm dengan absorptivitas molar (ε)

sebesar 1,39 x 104.

Gambar 1.6 kompleks Tris(5-nitro-6-amino-1,10-phenanthroline)iron(II)

Suatu komplek memperlihatkan 14etector perpindahan muatan, jika salah satu

komponennya mempunyai sifat penyumbang 14etector(electron donor), maka

komponen lain yang bersifat penerima 14etector(electron acceptor). Umumnya,

didalam charge-transfer komplek yang melibatkan ion logam, logam bertindak

10

sebagai akseptor 15etector. Kecuali didalam kompleks besi (II) o-fenantrolin atau

tembaga (I) o-fenantrolin, ligan merupakan akseptor 15etector dan ion logam

sebagai donoe 15etector.

2.7 Instrumen UV-VIS

Spektrofotometer sesuai dengan namanya

adalah alat yang terdiri dari 15etector15ter dan

fotometer. Spektrofotometer menghasilkam sinar dari

15etector dengan panjang gelombang tertentu dan

fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang

ditransmisikan atau yang diarbsorbsi. Jadi

spektrofotometer digunakan untuk mengukur 15etect

secara 15etector jika 15etect tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan

sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan

dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan

ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada

fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan

berbagai filter dengan berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek

panjang gelombang tertentu. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum

tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengarbsorbsi untuk larutan sample dan

blanko ataupun pembanding.

Spektrofotometer terdiri dari :

Sumber cahaya.

Monokromator.

Kompartemen sampel.

Detektor dan pengukur intensitas cahaya.

Skema konstruksi spektrofotometer

Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdiri

dari:

sumber cahaya – monokromator – sel sampel – 15etector – read out (pembaca).

11

Gambar 1.7 instrumen spektrofotmetri

1. Sumber Cahaya

Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki pancaran

radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang biasa

untuk daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah lampu

pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungsten). Lampu ini mirip

dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang (l ) adalah 350 – 2200

nanometer (nm).

Gambar 1.8 Lampu wolfram

Di bawah kira-kira 350 nm, keluaran lampu wolfram itu tidak memadai untuk

spektrofotometer dan harus digunakan sumber yang berbeda. Paling lazim adalah

lampu tabung tidak bermuatan (discas) hidrogen (atau deuterium) 175 ke 375 atau

400 nm. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber pada

daerah ultraviolet (UV).

Gambar 1.9 Lampu deuterium

2. Monokromator

Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya

polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu

(monokromatis) yang bebeda (terdispersi).

12

Ada 2 macam monokromator yaitu :

A. Prisma

Gambar 1.10 monokromator prisma

B. Grating (kisi difraksi)

Gambar 1.11 monokromator kisi difraksi

Keuntungan menggunakan kisi difraksi :

Dispersi sinar merata

Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama

Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spectrum

Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang gelombang tertentu yang sesuai

untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit yang disebut slit. Ketelitian dari

monokromator dipengaruhi juga oleh lebar celah (slit width) yang dipakai.

Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu

mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya

monokromatis.

3. Sel sampel

Berfungsi sebagai tempat meletakan sampel, UV-VIS menggunakan kuvet

13

sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun

kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal

ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga

penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Kuvet biasanya

berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm. Cuvet harus memenuhi syarat-

syarat sebagai berikut :

Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya.

Permukaannya secara optis harus benar- benar sejajar.

Harus tahan (tidak bereaksi) terhadap bahan- bahan kimia.

Tidak boleh rapuh.

Mempunyai bentuk (design) yang sederhana.

4. Detektor

Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan

mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :

Kepekaan yang tinggi

Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.

Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.

Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

Macam-macam detektor :

Detektor foto (Photo detector)

Photocell, misalnya CdS.

Phototube

Hantaran foto

Dioda foto

Detektor panas

5. Read out

merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang

berasal dari detektor.

Berdasarkan sistem optiknya terdapat 2 jenis spektrofotometer.

a. Spektrofotometer single beam (berkas tunggal)

Pada spektrofotometer ini hanya terdapat satu berkas sinar yang dilewatkan melalui

14

cuvet. Blanko, larutan standar dan contoh diperiksa secara bergantian

Gambar 1.12 mekanisme single beam

b. Spektrofotometer double beam (berkas ganda)

Pada alat ini sinar dari sumber cahaya dibagi menjadi 2 berkas oleh cermin yang

berputar (chopper).

Berkas pertama melalui kuvet berisi blanko

Berkas kedua melalui kuvet berisi standar atau contoh

Blanko dan contoh diperiksa secara bersamaan seperti terlihat pada gambar. Blanko

berguna untuk menstabilkan absorbsi akibat perubahan voltase atau Io dari sumber

cahaya. Dengan adanya blanko dalam alat kita tidak lagi mengontrol titik nolnya

pada waktu-waktu tertentu, hal ini berbeda jika pada single beam.

Gambar 1.13 mekanisme double beam

2.8 Parameter Instrumen Spektroskopi UV-VIS

Pada dasarnya, setiap instrumen dalam metode analisis kualitatif maupun

analisis kuantitatif memiliki parameter dalam pengukurannya. Instrumen spektoskopi

UV-VIS memiliki beberapa parameter, yaitu:

1. Resolusi Spektral

Resolusi spektral merupakan kemampuan instrumen untuk membedakan dua atau

lebih panjang gelombang yang berdekatan (hampir sama panjang gelombangnya).

15

Gambar 1.14 resolusi spektral

Dua buah panjang gelombang dianggap berbeda jika jarak minimum antara kedua

puncak dari output detektor sinyal lebih rendah dari 80% maksimum.

2. Akurasi Panjang Gelombang dan Presisi

Akurasi panjang gelombang dan presisi merupakan hal yang sangat penting untuk

membandingkan hasil pengukuran antara instrumen yang satu dengan yang lainnya.

Gambar 1.15 akurasi dan presisi panjang gelombang

3. Akurasi Fotometri dan Presisi

Akurasi fotometri dan prisisi meliputi penyimpangan cahaya (stray light), gangguan

(noise), dan penyimpangan (drift).

a. Stray Light

Stray light dapat didefenisikan sebagai cahaya yang terdeteksi karena adanya

panjanng gelombang yang terletak di luar lebar pita (bandwidth) dari panjang

gelombang yang yang dipilih.

Stray light menyebabkan bias negatif dalammenanggapi instrumen dan akhirnya

adalah faktor pembatas untuk absorbansi, dan dengan demikian konsentrasi, yang

dapat diukur (akhirnya penyimpangan dalam pembacaan data absorbansi

16

Gambar 1.16 stray light

b. Noise

Gangguan ini mempengaruhi ketepatan pengukuran, untuk satu pengukuran,

mungkin termasuk kesalahan dalam akurasi juga.

Kesalahan total pada setiap absorbansi adalah jumlah dari kesalahan karena

penyimpangan cahaya dan gangguan(gangguan foton dan gangguan elektronik).

Gambar 1.17 Rata-rata titik dari data mengurangi gangguan.

c. Drift

Penyimpangan (drift) pada umumnya merupakan hasil dari variasi

intensitas lampu antara pengukuran. Perubahan elektronik instrumen juga dapat

menyebabkan penyimpangan.

Gambar 1.18 drift

17

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN3.1 KESIMPULAN

1. Spektrofotometri pada UV-VIS adalah suatu metode analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna.

2. Kegunaan Spektrofotometri UV-VIS untuk identifikasi senyawa organik dan

cairan berwarna

3. Analisis Spektrofotometri UV-VIS terbagi 2:

Analisis kualitatif

Analisis kuantitatif

4. Kalibrasi digunakan untuk memperoleh hasil yang akurat dan presisi

5. Kromatogram berupa gelombang yang menyatakan (a- λ).

Penentuan kromatogram meliputi :

Senyawa organik yang mengandung elektron σ , π, dan n.

Absorpsi yang melibatkan elektron dari orbital d dan f.

Absorpsi perpindahan muatan (charge transfer electrons)

6. Instrument pada spektroskopi UV-VIS terbagi 2 :

Spektrofotometer single beam (berkas tunggal)

Spektrofotometer double beam (berkas ganda)

7. Parameter instrumen UV-VIS terbagi 3 :

Resolusi Spektral

Akurasi Panjang Gelombang dan Presisi

Akurasi Fotometri dan Presisi

18

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah. 2008. Spektrofotometer. Farmasi UNHAS.

Cahyanto. 2008. Tinjauan Spektrofotometer. Xains Info. http://xains-

info.blogspot.com/2008/08/tinjauan-spektrofotometer.html (13 september 2012).

Hadi,A. 2005. Prinsip Pengelolaan pengambilan sampel lingkungan. PT. Gramedia : Jakarta.

Hart, L.,E. Craine dan Harold. 2003. Kimia Organik. Erlangga : Jakarta.

Keenan, C. 1998. Ilmu Kimia Untuk Universitas Edisi 6. Erlangga : Jakarta.

Khopkar,S. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press : Jakarta.

19