SPEKTROFOTOMETRI IR

Disusun oleh:

Ade Yuniar A. NIM 0611 3040 1005

Brianto Dwi Putra NIM 0611 3040 1006

Fitria Puspasari NIM 0611 3040 1013

Leny Erisna Putri Renata NIM 0611 3040 1017

Serly Putri Agustina NIM 0611 3040 1024

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2012

LEMBAR PENGESAHAN

SPEKTROFOTOMETRI IR

Disusun oleh:

Ade Yuniar A. NIM 0611 3040 1005

Brianto Dwi Putra NIM 0611 3040 1006

Fitria Puspasari NIM 0611 3040 1013

Leny Erisna Putri Renata NIM 0611 3040 1017

Serly Putri Agustina NIM 0611 3040 1024

Judul tersebut telah dibaca dan disetujui.

Palembang,30 April 2012

Menyetujui

Dosen Pembimbing Kelompok 2

(Yohandri,S.T, M.S) Penyusun

NIP.197110231994031002

KATA PENGANTAR

iv

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta

karunia-Nya kepada kami sehingga kami berhasil menyelesaikan Makalah ini yang

alhamdulillah tepat pada waktunya yang berjudul “SPEKTROFOTOMETRI IR”.

Makalah ini berisikan informasi tentang pengertian dari spektrofotometri IR,

interaksi sinar IR dengan molekul, daerah spectrum IR, serta daerah identifikasi dari IR

tersebut.

Diharapkan Makalah ini dapat memberikan informasi kepada kita semua tentang

spektrofotometri IR. Kami menyadari bahwa Makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh

karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu kami harapkan

demi kesempurnaan Makalah ini.

Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan

serta dalam penyusunan Makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa

meridhai segala usaha kita. Amin.

Palembang, April 2012

Penyusun

DAFTAR ISI

iii

LEMBAR PENGESAHAN.......................................................................................................ii

KATA PENGANTAR..............................................................................................................iii

DAFTAR ISI.............................................................................................................................iv

BAB I.........................................................................................................................................1

PENDAHULUAN......................................................................................................................1

1.1 LATAR BELAKANG.................................................................................................1

1.2 RUMUSAN MASALAH............................................................................................2

1.3 TUJUAN......................................................................................................................3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA...............................................................................................4

2.1 JENIS-JENIS SPEKTROFOTOMETRI..........................................................................4

a. Spektrofotometri Visible (Spektro Vis)..........................................................................4

b. Spektrofotometri UV (ultraviolet)..................................................................................5

c. Spektrofotometri UV-Vis................................................................................................5

d. Spektrofotometri IR (Infra Red).....................................................................................6

BAB III.....................................................................................................................................10

PEMBAHASAN......................................................................................................................10

3.1 PENGERTIAN...............................................................................................................10

3.2 INTERAKSI SINAR INFRA MERAH DENGAN MOLEKUL...................................12

3.4 DAERAH IDENTIFIKASI............................................................................................16

BAB III.....................................................................................................................................19

PENUTUP................................................................................................................................19

4.1 PERTANYAAN DAN JAWABAN...............................................................................19

4.2 KESIMPULAN.............................................................................................................22

DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................24

iv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi

radiasi elektromagnet. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap mata manusia

peka,gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang berlainan

sedangkan campuran cahaya dengan panjang panjang ini akan menyusun cahaya

putih.Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-760mm.Spektrofotometri

ini hanya terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ke

tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikuti oleh perubahan

arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan tereksitasi singlet.Keuntungan utama

pemilihan metode spektrofotometri bahwa metode ini memberikan metode sangat

sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil.

Spektrofotometri menyiratkan pengukuran jauhnya penyerapan energi cahaya oleh

suatu sistem kimia itu sebagai suatu fungsi dari panjang gelombang radiasi, demikian

pula pengukuran penyerapan yang menyendiri pada suatu panjang gelombang

tertentu.Dalam analisis spektrofotometri digunakan suatu sumber radiasi yang

menjorok ke dalam daerah ultraviolet spektrum itu. Dari spektrum ini, dipilih

panjang-panjang gelombang tertentu dengan lebar pita kurang dari 1 nm. Dalam

analisis spektrofotometri digunakan suatu sumber radiasi yang menjorok ke dalam

daerah ultraviolet spektrum itu. Dari spektrum ini, dipilih panjang-panjang gelombang

tertentu dengan lebar pita kurang dari 1 nm. Proses ini memerlukan penggunaan

instrumen yang lebih rumit dan karenanya lebih mahal. Instrumen yang digunakan

untuk maksud ini adalah spektrofotometer, dan seperti tersirat dalam nama ini,

instrumen ini sebenarnya terdiri dari dua instrumen dalam satu kotak sebuah

spektrometer dan sebuah fotometer. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap mana mata

manusia peka, gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya

dengan warna berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang-panjang

iii

gelombang ini akan menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum

Nampak 400-760 nm. Pengamatan mata terhadap warna timbul dari penyerapan

selektif panjang gelombang tertentu dari sinar masuk oleh obyek berwarna. Panjang

gelombang yang lain atau dipantulkan atau diteruskan, menurut keadaan obyek itu,

dan diterima oleh mata sebagai warna obyek itu. Jika suatu obyek tak tembus cahaya

nampak putih, semua panjang gelombang dipantulkan sama kuat; jika obyek itu

nampak hitam, sangat sedikit cahaya dengan panjang gelombang apa pun dipantulkan;

jika obyek itu nampak biru, panjang-panjang gelombang yang menimbulkan

rangsangan biru dipantulkan, dan sebagainya.

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang

dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya

berarti "bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah

merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi

inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang gelombang antara

700  nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir William

Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian mencari

bahan penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi kecerahan gambar

matahari dalam tata surya teleskop. Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah

merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi

elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau

pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan

pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis

merupakan gelombang elektromagnetik,artinya mempunyai vektor listrik dan vektor

magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

1.2 RUMUSAN MASALAH

a. Pengertian dari spektrofotometri inframerah b. Interaksi Sinar Infra Merah Dengan Molekulc. Daerah Spektrum Infra Merahd. Daerah Identifikasi Infla Merah

iv

1.3 TUJUAN

Tujuan dari makalah ini untuk mengetahui pengertian dari spektrofotometri inframerah, alat yang digunakan, cara penggunaannya, manfaat dan kelebihan serta kekurangan dari spektrofotometri inframerah.

iii

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 JENIS-JENIS SPEKTROFOTOMETRI

Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasar sumber cahaya yang digunakan. Diantaranya adalah sebagai berikut:

a. Spektrofotometri Vis (Visible)b. Spektrofotometri UV (Ultra Violet)c. Spektrofotometri UV-Visd. Spektrofotometri IR (Infra Red)

a. Spektrofotometri Visible (Spektro Vis)

Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm. Sehingga semua sinar yang dapat dilihat oleh kita, entah itu putih, merah, biru, hijau, apapun.. selama ia dapat dilihat oleh mata, maka sinar tersebut termasuk ke dalam sinar tampak (visible).

Sumber sinar tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampu Tungsten. Tungsten yang dikenal juga dengan nama Wolfram merupakan unsur kimia dengan simbol W dan no atom 74. Tungsten mempunyai titik didih yang tertinggi (3422 ºC) dibanding logam lainnya. karena sifat inilah maka ia digunakan sebagai sumber lampu.

Sample yang dapat dianalisa dengan metode ini hanya sample yang memilii warna. Hal ini menjadi kelemahan tersendiri dari metode spektrofotometri visible.

Oleh karena itu, untuk sample yang tidak memiliki warna harus terlebih dulu dibuat berwarna dengan menggunakan reagent spesifik yang akan menghasilkan senyawa berwarna. Reagent yang digunakan harus betul-betul spesifik hanya bereaksi dengan analat yang akan dianalisa. Selain itu juga produk senyawa berwarna yang dihasilkan harus benar-benar stabil.

Salah satu contohnya adalah pada analisa kadar protein terlarut (soluble protein). Protein terlarut dalam larutan tidak memiliki warna. Oleh karena itu, larutan ini harus dibuat berwarna agar dapat dianalisa. Reagent yang biasa digunakan adalah reagent Folin.

Saat protein terlarut direaksikan dengan Folin dalam suasana sedikit basa, ikatan peptide pada protein akan membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru yang dapat dideteksi pada panjang gelombang sekitar 578 nm. Semakin tinggi intensitas warna biru menandakan banyaknya senyawa kompleks yang terbentuk yang berarti semakin besar konsentrasi protein terlarut dalam sample.

iv

b. Spektrofotometri UV (ultraviolet)

Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.

Deuterium disebut juga heavy hidrogen. Dia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat berlimpah di laut dan daratan. Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteros, yang berarti ‘dua’, mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel.

Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan.

Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sample keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah sample harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi suspensi.

Sebagai contoh pada analisa protein terlarut (soluble protein). Jika menggunakan spektrofotometri visible, sample terlebih dulu dibuat berwarna dengan reagent Folin, maka bila menggunakan spektrofotometri UV, sample dapat langsung dianalisa.

Ikatan peptide pada protein terlarut akan menyerap sinar UV pada panjang gelombang sekitar 280 nm. Sehingga semakin banyak sinar yang diserap sample (Absorbansi tinggi), maka konsentrasi protein terlarut semakin besar.

Spektrofotometri UV memang lebih simple dan mudah dibanding spektrofotometri visible, terutama pada bagian preparasi sample. Namun harus hati-hati juga, karena banyak kemungkinan terjadi interferensi dari senyawa lain selain analat yang juga menyerap pada panjang gelombang UV. Hal ini berpotensi menimbulkan bias pada hasil analisa.

c. Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator.

Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna.

iii

d. Spektrofotometri IR (Infra Red)

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 pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 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.

Hasil analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensitas IR terhadap panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sample akan dibandingkan dengan signal standard. Perlu juga diketahui bahwa sample untuk metode ini harus dalam bentuk murni. Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan mengganggu signal kurva yang diperoleh.Terdapat juga satu jenis spektrofotometri IR lainnya yang berdasar pada penyerapan sinar IR pendek. Spektrofotometri ini di sebut Near Infrared Spectropgotometry (NIR). Aplikasi NIR banyak digunakan pada industri pakan dan pangan guna analisa bahan baku yang bersifat rutin dan cepat.

Contoh spektrum inflamerah

iv

Spektofotometri sangat penting dalam kimia modern, terutama (meskipun bukan satu-satunya) dalam daerah organik. Spektrofotometer ini merupakan alat rutin untuk mendeteksi gugus fungsional, mengidentifikasi senyawa, dan menganalisis campuran. Instrumen yang merekam spektra inframerah tersedia secara komersial dan mudah digunakan secara rutin.

Bila kita memberikan struktur molekul yang dinyatakan dengan panjang ikatan dan sudut ikatan maka yang kita gambarkan adalah sejenis situasi pukul rata-rata. Bayangkan suatu konstruksi model molekul rumit terbuat dari bola-bola kayu yang dihubungkan oleh pegas-pegas dan digantung dengan kawat. Pukulah molekul itu, dan molekul itu akan menjadi suatu obyek yang gemetaran dengan semua atomnya yang bergerak-gerak relatif satu sama lain ketika barangkali lusinan pegas itu mampat, terulur, maupun tertekuk. Gerakan yang mula-mula tampak sangat rumit ini, dapat dipisah-pisah menjadi sederetan mode getaran individu yang frekuensi alamiahnya bergantung pada masa-masa bola kayu dan karakteristik benda itu. Dalam molekul yang nyata, terjadilah getaran yang analog : pasangan atom bergetar satu terhadap yang lain dengan memanjang dan memendeknya ikatan, gugus keseluruhan berosilasi relatif terhadap atom-atom atau gugus-gugus lain, struktur cincin “kembang-kempis” (yakni memuai dan mengerut), dan sebagainya. Kini, jika ada dipol listrik yang berayun yang dikaitkan dengan suatu mode getaran tertentu, maka akan terjadi suatu antaraksi dengan vektor listrik dari radiasi elekrtomagnet yang frekuensinya sama, yang akan menimbulkan pengabsorpsian energi yang muncul sebagai akibat dari membesarnya amplitudo getaran.

Kebanyakan gugus seperti C-H , O-H dan C≡N , menimbulkan absopsi inframerah yang hanya absorbsi sedikit berubah dari satu ke lain molekul bergantung pada substituen-substituen lain. Disamping frekuensi-frekuensi gugus ini, yang biasanya dapat dikenali secara terpastikan, molekul-molekul rumit mungkin memperagakan takterhitung banyaknya pita absorpsi yang asal-usul eksaknya sukar untuk dipastikan, namun manfaatnya luar biasa untuk indentifikasi kuantitatif. Banyak pita ini terdapat dalam daerah yang disebut daerah “sidik jari” spektrum (kira-kira 6,5 hingga 14μm). peratikan karyanya dan perhatikan betapa mudahnya untuk mengenal letak pita absorpsi yang dikaitkan dengan adanya suatu gugus fungsional tertentu.

7 langkah umum untuk memeriksa pita serapan :

1. Apakah terdapat gugus karbonil (C=O)?

2. Bila gugus C-O ada, Apakah terdapat :

- Asam karboksilat (-OH)

- Amida (N-H)

- Ester (C-O)

- Anhidrida

iii

- Aldehida

- Keton

3. Jika tidak terdapat gugus C-O, periksa apakah terdapat:

- Alkohol/Fenol

- Amina

- Ester

4. Apakah ada ikatan rangkap dua dan cincin aromatik?

5. Apakah ada ikatan rangkap tiga?

6. Apakah ada gugus Nitro?

7. Apakah terdapat Hidrokarbon?

Kegunaan Spektrofotometri IR

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.Hasil analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensitas IR terhadap panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sample akan dibandingkan dengan signal standard. Perlu juga diketahui bahwa sample untuk metode ini harus dalam bentuk murni. Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan mengganggu signal kurva yang diperoleh.

Aplikasi Spektrofotometri IR

Aplikasi spektrofotometri infra merah sangat luas baik untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif. Penggunaaan yang paling banyak adalah pada daerah pertengahan dengan kisaran bilangan gelombang 4000 sampai 670 cm-1 atau dengan panjang gelombang 2.3 sampai 15 µm. Kegunaan yang paling penting adalah untuk identifikasi senyawa organik karena spektrumnya sangat kompleks terdiri dari banyak 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.

Spektrofotometer dibagi menjadi dua jenis yaitu:

- spektrofotometer single-beam.

- spektrofotometer double-beam.

iv

Perbedaan kedua jenis spektrofotometer tersebut hanya pada pemberian cahaya, dimana pada single-beam, cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh hanya nilai absorbansi dari larutan yang dimasukan. Berbeda dengan single-beam, pada spektrofotometer double-beam, nilai blanko, dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama.

Prinsipnya adalah dengan adanya chopper yang akan membagi sinar menjadi dua, dimana salah satu melewati blanko (disebut juga reference beam) dan yang lainnya melewati larutan (disebut juga sample beam). Dari kedua jenis spektrofotometer tersebut, spektrofotometer double-beam memiliki keunggulan lebih dibanding single-beam, karena nilai absorbansi larutannya telah mengalami pengurangan terhadap nilai absorbansi blanko.

Gambar Skema double beam pada Spektrofotometri IR

iii

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 PENGERTIAN

Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang

mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah

panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1.

Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang

menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya

mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan

arah rambatan.

Gambaran berkas radiasi elektromagnetik diperlihatkan pada Gambar 1 berikut :

Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan

rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan

spektrum dari berbagai panjang gelombang. Berdasarkan pembagian daerah panjang

gelombang pada Tabel 1 dan Gambar 2, sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu:

iv

a. Daerah Infra Merah dekat.

b. Daerah Infra Merah pertengahan.

c. Daerah infra merah jauh..

Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang

gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah

infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 – 50 µm atau pada bilangan

gelombang 4.000 – 200 cm-1. Satuan yang sering digunakan dalam spektrofotometri infra

merah adalah Bilangan Gelombang ( ) atau disebut juga sebagai Kaiser.

iii

3.2 INTERAKSI SINAR INFRA MERAH DENGAN 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.

Panjang gelombang atau bilangan gelombang dan kecepatan cahaya dihubungkan

dengan frekwensi melalui bersamaan berikut :

Energi yang timbul juga berbanding lurus dengan frekwesi dan digambarkan

dengan persamaan Max Plank :

iv

sehingga :

dimana :

E = Energi, Joule

h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.s

c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik

n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)

l = panjang gelombang ; cm

u = frekwensi ; Hertz

Dalam spektroskopi infra merah panjang gelombang dan bilangan gelombang

adalah nilai yang digunakan untuk menunjukkan posisi dalam spektrum serapan. Panjang

gelombang biasanya diukur dalam mikron atau mikro meter ( µm ). Sedangkan bilangan

gelombang ( ) adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari

panjang gelombang dalam satuan cm-1. Persamaan dari hubungan kedua hal tersebut

diatas adalah :

iii

Posisi pita serapan dapat diprediksi berdasarkan teori mekanikal tentang osilator

harmoni, yaitu diturunkan dari hukum Hooke tentang pegas sederhana yang bergetar,

yaitu :

dimana :

Keterangan :

c = kecepatan cahaya : 3,0 x 1010 cm/detik

k = tetapan gaya atau kuat ikat, dyne/cm

µ = massa tereduksi

m = massa atom, gram

Setiap molekul memiliki harga energi yang tertentu. Bila suatu senyawa

menyerap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan

tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan tingkatan energi yang

diserap, maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang

diikuti dengan perubahan energi rotasi.

Perubahan Energi Vibrasi

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya terjadi

peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang

menghubungkannya. Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan

biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua

golongan besar, yaitu :

iv

1. Vibrasi Regangan (Streching)

2. Vibrasi Bengkokan (Bending)

Vibrasi Regangan (Streching)

Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya

sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak

berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu:

1. Regangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar.

2. Regangan Asimetri, unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih

dalam satu bidang datar.

Vibrasi Bengkokan (Bending)

Jika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar,

maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi

osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. 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.

iii

3.3 DAERAH SPEKTRUM INFRA MERAH

Para ahli kimia telah memetakan ribuan spektrum infra merah dan menentukan

panjang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi. Vibrasi suatu gugus fungsi

spesifik pada bilangan gelombang tertentu. Dari Tabel 2 diketahui bahwa vibrasi

bengkokan C–H dari metilena dalam cincin siklo pentana berada pada daerah bilangan

gelombang 1455 cm-1. Artinya jika suatu senyawa spektrum senyawa X menunjukkan

pita absorbsi pada bilangan gelombang tersebut tersebut maka dapat disimpulkan bahwa

senyawa X tersebut mengandung gugus siklo pentana.

iv

3.4 DAERAH IDENTIFIKASI

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya

goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm -1.

Karena di daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna

iii

untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan

oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah antara 2000 – 400 cm-1 seringkali sangat rumit,

karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah

tersebut.

Dalam daerah 2000 – 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang

unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint

region). Meskipun pada daerah 4000 – 2000 cm-1 menunjukkan absorbsi yang sama, pada

daerah 2000 – 400 cm-1 juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat

disimpulkan bahwa dua senyawa adalah sama.

iv

BAB IV

PENUTUP

4.1 KESIMPULAN

Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang

mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah

panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1.

Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai panjang

gelombang. Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang, sinar infra merah dibagi

atas tiga daerah, yaitu:

a. Daerah Infra Merah dekat.

b. Daerah Infra Merah pertengahan.

c. Daerah infra merah jauh.

Interaksi Sinar Infra Merah Dengan 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. 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.

Perubahan Energi Vibrasi

Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan biasanya disebut

vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu :

iii

1. Vibrasi Regangan (Streching)

2. Vibrasi Bengkokan (Bending)

Daerah Identifikasi

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya

goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm-1.

iv

DAFTAR PUSTAKA

http://www.chem-is try.org/artikel_kimia/spektrofotometri infra merah/ (Diakses 1

Maret 2012)

http://wawan-junaidi.blogspot.com/2009/07/spektrofotometri-infra-red-atau

infra.html (Diakses 1 Maret 2012)

http://wanibesak.wordpress.com/tag/prinsip-kerja-spektrofotometer/ (Diakses 19 April 2012)

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_infra_merah1/

memahami_arti_sebuah_spektrum_infra_merah/ (Diakses 19 April 2012)

http://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopi_inframerah (Diakses 19 April 2012)

http://mahardika-duniaku.blogspot.com/2011/07/spektrofotometri-infra-merah-ir.html

(Diakses 19 April 2012)

Fessenden & Fessenden, 1986, Kimia Organik Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

http://matematika-ipa.com/spektrofotometri-spektrofotometri-visible-spektrofotometri-uv-

spektrofotometri-uv-vis-spektrofotometri-ir/

LAMPIRAN

iii

NOTULEN

Diskusi : Spektrofotometri Inflamerah

Tanggal : 16 Maret 2012 dan 23 Maret 2012

Moderator : Wanda Wahyudi

Hasil :

M.Redho Aditya Putra

1. Apa perbedaan antara inflamerah dekat,pertengahan dan jauh serta berikan contohnya?

- Berdasarkan panjang gelombang, dengan satuan umum infla merah dekat yaitu 0.75 -

2.5 µm . Infla merah pertengahan yaitu 2.5 - 50 µm sedangkan infla merah jauh yaitu 50 –

1000 µm. Contohnya adalah sinar infla merah itu sendiri yang membedakan hanyalah

panjang gelombangnya saja.

Intan Ramdiasari

2. Jelaskan prinsip kerja vibrasi renggangan dan vibrasi bengkokan?

-Dalam vibrasi renggangan atom bergerak terus sepanjang ikatan yang

menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun

sudut ikatan tidak berubah. Jika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul

yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang

mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan.

Diah Permatasari

3. Jelaskan apa perbedaan dari vibrasi goyangan,guntingan,kibasan,pelintiran?

-Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih

dalam bidang datar.

-Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih

dalam bidang datar.

- Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar.

iv

-Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang

menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar.

M.Indra Rahmansyah

4. Bagaimana cara menentukan puncak gelombang yang mana yang perlu dan tidak?

- Dengan cara menjawab 7 langkah pertanyaan umum untuk pemula dalam pemeriksaan

spektrum infla merah.

5. Jika sampelnya adalah organik,bisakah di analisa dengan menggunakan 7 langkah

memeriksa pita serapan?

- Bisa,tetapi akan sulit membedakan pita serapan antara cuplikan dan baku.

Nyayu Ainun

6. Mengapa berkas cuplikan dan baku merupakan suatu berkas yang sama?

- Karna berkas cuplikan dan baku sama-sama akan dipantulkan pada ”chopper” yang

berupa cermin berputar lalu menuju ke detektor bersamaan.

7. Kapan larutan cuplikan dan baku digunakan secara bersama-sama?

- Cuplikan dan baku akan selalu digunakan,jika spektrofotometer menggunakan double

beam maka menggunakannya secara bersamaan tetapi jika menggunakan single beam

maka setelah memeriksa larutan baku barulah memeriksa cuplikan.

Depi Oktari

8. Sebutkan macam-macam pelarut yang digunakan pada spektrofotometer?

- CS2 , CCl4 , dan pelarut-pelarut polar

Eka Febrianti

9. Kenapa pelarut CCl4 lebih sering digunakan?

- Karena CCl4 800 – 700 cm-1 sehingga ccl4 sering di gunakan dari pada pelarut yang lain.

iii

Woro Eristya Anjani

10. Kenapa air harus di hilangkan dari sample?

- Sebab di khawatirkan tidak bisa membedakan antara gugus O-H dari alkohol dan gugus

O-H dari air .

Hilda Rosalina

11. kenapa pada praktikum spektrofotometri tidak menggunakan air untuk pelarut?

- Karena kuvet dari spektrofotometer tidak boleh terkena air dan apabila ada air yang

masuk maka di khawatirkan tidak bisa membedakan antara gugus O-H dari alkohol dan

gugus O-H dari air.

Enda Lia Elvina

12. mengapa kuvet spektofotometer terbuat dari NaCl

- karena Nacl merupakan bahan yang tembus sinar infla merah atau tidak menyerap

sinar infla merah

Kiki Maria Nababan

13. selain Nacl adakah yang bisa dipakai untuk kuvet?

- Ada yaitu KBr

Maretia Safitri

14. Jelaskan bagaimana cara memeriksa grafik panjang gelombang?

- Dengan menjawab pertanyaan demi pertanyaan 7 langkah umum untuk memeriksa pita

serapan :

1. Apakah terdapat gugus karbonil (C=O)?

2. Bila gugus C-O ada, Apakah terdapat :

- Asam karboksilat (-OH)

- Amida (N-H)

- Ester (C-O)

iv

- Anhidrida

- Aldehida

- Keton

3. Jika tidak terdapat gugus C-O, periksa apakah terdapat:

- Alkohol/Fenol

- Amina

- Ester

4. Apakah ada ikatan rangkap dua dan cincin aromatik?

5. Apakah ada ikatan rangkap tiga?

6. Apakah ada gugus Nitro?

7. Apakah terdapat Hidrokarbon?

iii