BAB IPENDAHULUAN

2.1 Latar BelakangSinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari. Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik.Salah satu jenis spektrofotometri yaitu spektrofotometer UV/Vis. Spektrofotometer UV/Vis adalah alat analisis sampel dengan menggunakan prinsip-prinsip absorpsi radiasi gelombang elektromagnetik oleh bahan untuk panjang gelombang sinar UV sampai dengan sinar tampak yang berfungsi untuk untuk menentukan kandungan zat organik/anorganik dalam larutan. Alat ini akan berfungsi dengan baik dan menghasilkan data yang akurat jika praktikan mengetahui dengan benar prinsip kerja serta cara perlakuan baik dari segi pembuatan konsentrasi zat yang akan ditentukan hingga pembacaan data pada alat yang harus benar-benar akurat.BAB IIISI

2.1 Tinjauan Umum Spektroskopi dan SpektrofotometerSpektroskopi adalah metode elusidasi struktur yang sering digunakan setelah melakukan sintesis atau isolasi suatu senyawa komponen bahan alam. Metode ini meliputi spektroskopi Ultraviolet dan Tampak (dalam bahasa Inggeris disingkat UV-Vis spectroscopy), spektroskopi Infra-Merah (Infrared spectroscopy, IR), spektroskopi Resonansi Magnet Inti Proton Hidrogen (proton nuclear magnetic resonance spectroscopy,1H-NMR), dan Spektroskopi Massa (mass spectroscopy, MS). Cara penyiapan contoh untuk keperluan analisis dengan metode-metode tersebut adalah berbeda-beda.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. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri 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 valensi (Mukti, 2012).

2.2 Tinjauan Umum Spektrofotometri UV-VISSpektra UV-Vis dapat digunakan untuk informasi kualitatif dan sekaligus dapat digunakan untuk analisis kuantitatif (gandjar dan Rohman, 2007). Salah satu contoh instrumentasi analisis yang kompleks adalah spektrofotometer UV-Vis. Alat ini banyak bermanfaat untuk penentuan konsentrasi senyawa-senyawa yang dapat menyerap radiasi pada daerah ultraviolet (200 400 nm) atau daerah sinar tampak (400 800 nm). Menurut Tahir (2007), analisis ini dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari larutan sampel yang diukur (Anonim, 2012).Pada spektrofotometri, cahaya datang atau cahaya masuk atau cahaya yang mengenai permukaan zat dan cahaya setelah melewati zat tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah It/I0 atau I0/It (perbandingan cahaya datang dengan cahaya setelah melewati materi (sampel)). Proses penyerapan cahaya oleh suatu zat dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2.1 Proses penyerapan cahaya oleh zat dalam sel sampeldari gambar terlihat bahwa zat sebelum melewati sel sampel lebih terang atau lebih banyak di banding cahaya setelah melewati sel sampel Cahaya yang diserap diukur sebagai absorbansi (A) sedangkan cahaya yang hamburkan diukur sebagai transmitansi (T), dinyatakan dengan hukum lambert-beer atau Hukum Beer, berbunyi:jumlah radiasi cahaya tampak (ultraviolet, inframerah dan sebagainya) yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu fungsi eksponendari konsentrasi zat dan tebal larutan. Berdasarkan hukum Lambert-Beer, rumus yang digunakan untuk menghitung banyaknya cahaya yang hamburkan:ataudan absorbansi dinyatakan dengan rumus:

dimana I0 merupakan intensitas cahaya datang dan It atau I1 adalah intensitas cahaya setelah melewati sampel.Rumus yang diturunkan dari Hukum Beer dapat ditulis sebagai:A= a . b . c atau A = . b . cdimana:A = absorbansib = tebal larutan (tebal kuvet diperhitungkan juga umumnya 1 cm)c = konsentrasi larutan yang diukur = tetapan absorptivitas molar (jika konsentrasi larutan yang diukur dalam molar)a = tetapan absorptivitas (jika konsentrasi larutan yang diukur dalam ppm).Gambar di bawah menunjukkan plot %T vs. c dan A vs. c. Bentuk persamaan terakhir menyatakan sebuah hubungan penting, yakni absorbansi A memiliki hubungan linier dengan konsentrasi c dan dapat ditentukan dengan mengukur ratio antara intensitas cahaya setelah melewati bahan/medium dan intensitas sebelum melewati bahan/medium

Gambar 2.2 % T vs konsentrasi Gambar 2.3 Absorbans vs konsentrasi2.3 Optimalisasi Spektrofotometri UV-VISOptimalisasi dapat diartikan sebagai segala upaya untuk menghidari terjadinya kesalahan pada penggunaan alat baik secara teknis maupun dari segi pembacaan angkanya sehingga data yang diperoleh akurat dan presisi. Optimalisasi dapat dilakukan, mulai dari pembuatan larutan yang akan diukur absorbansi hingga cara pembacaan absorban pada alat.

2.3.1 Konsentrasi LarutanDi dalam menyiapkan larutan, contoh harus ditimbang dengan teliti dan volumenya harus diukur dengan labu ukur. Pengenceran dapat dilakukan sampai konsentrasi yang dikehendaki tercapai. Kebersihan sel adalah suatu hal yang sangat penting. Sel harus dibilas beberapa kali dengan pelarut dan diperiksa absorpsinya. Pembilasan sel dapat dilakukan pula dengan menggunakan deterjen atau asam nitrat panas untuk menghilangkan sisa-sisa contoh sebelumnya.Absorbansi suatu contoh adalah sebanding dengan konsentrasi dan panjang sel yang dilalui sinar, sesuai dengan pernyataanA = C lJika menggunakan sel UV standar, l = 1, maka A = COleh karena harga maksimum A yang biasa dapat dijangkau oleh spektrometer adalah maka perlu memilih konsentrasi yang akan memberikan harga A tetap berada dalam cakupan tersebut. Meskipun harga koefisien ekstinsi relatif sulit diketahui, tapi hal ini dapat diakali karena tidaklah lazim bagi senyawa organik mempunyai dengan nilai 10.000 atau lebih. Untuk menerapkan harga l = 1 dan = 10.000 ke dalam hukum BeerLambert agar menghasilkan harga A = 1 maka perlu suatu larutan yang konsentrasinya 10-4 M (0,0001 M). Jadi apabila di dalam suatu analisis dengan spektroskopi UV memberikan harga A yang sangat besar maka jalan keluarnya adalah melakukan pengenceran terhadap contoh yang dianalisis.Masalah lain yang mungkin ditemui dalam spektra UV adalah senyawa yang dianalisis mempunyai dua kromofor dengan koefisien ekstinsi lebar. Sebagai contoh, senyawa mungkin mempunyai sebuah kromofor dengan koefisien ekstinsi 10.000 pada penyerapan 250 nm, dan senyawa ini mungkin pula memiliki penyerapan dengan intensitas yang lebih lemah ( = 100) yang disebabkan oleh kromofor lain, katakanlah pada 350 nm. Jika spektrometer dijalankan pada konsentrasi 0,0001 M maka mungkin kita dapat melihat puncak yang lebar (A = 1) pada 250 nm, tapi kromofor kedua akan mempunyai serapan 0,01; yakni sebuah puncak yang sangat kecil dan mungkin saja hilang. Masalah ini dapat disiasati dengan melakukan analisis pada dua konsentrasi yang berbeda dengan factor perbedaan 100. Pertama buatlah konsentrasi yang lebih pekat dan jalankan spektrumnya, kemudian encerkan contoh tersebut dan jalankan spektrumnya.

2.3.2 PelarutPersyaratan utama terhadap suatu pelarut untuk spektroskopi UV adalah pelarut tersebut harus transparan terhadap sinar UV dengan keseluruhan panjang gelombangnya. Banyak jenis pelarut yang memenuhi syarat tersebut (Tabel 2.1). Tiga pelarut yang umum adalah sikloheksana, etanol 95 %, dan 1,4-dioksana. Sikoheksana transparan pada daerah di bawah 210 nm. Senyawa aromatik terutama aromatik poli-inti biasanya larut dan spektranya sangat sesuai dengan struktur stabilnya bila ditentukan dalam sikloheksana. Struktur yang stabil suatu senyawa sering kali tidak tampak bila ditentukan dalam pelarut polar.Etanol 95% adalah pilihan yang baik bila diperlukan pelarut yang polar. Jika etanol absolut yang mengandung benzena digunakan dalam penyiapan contoh, maka benzene tersebut dapat dihilangkan dengan cara fraksionasi. Batas terendah transparansi etanol adalah dekat 210 nm.Pelarut 1,4-doioksana dapat dimurnikan dengan cara mendistilasi pelarut tersebut dari natrium. Benzena pengotor dalam pelarut tersebut dapat dihilangkan menambahkan metanol dilanjutkan dengan distilasi untuk menghilangkan azeotrop benzena-metanol. Pelarut 1,4-dioksana transparan di bawah daerah sekitar 220 nm.Di dalam analisis UV dengan menggunakan spektrometer yang bekerja atas prinsip double beam, adanya penyerapan yang disebabkan oleh pelarut akan terhapus pada detektor. Meskipun pelarut tidak mengandung kromofor, dia akan menyerap 100% seefektif dengan contoh pada panjang gelombang tertentu, dan umumnya pada daerah ujung bawah UV. Titik pemotongan panjang gelombang serapan berbagai pelarut diberikan dalam Tabel 2.1Tabel 2.1 Titik Pemotongan untuk pelarut dalam spektro UV

2.3.3 Pemilihan panjang gelombang maksimumDalam spektrometri molekular kuantitatif, pengukuran absorbansi atau transmitans dibuat berdasarkan satu seri (rangkaian) larutan pada panjang gelombang yang telah ditetapkan. Panjang gelombang paling yang sesuai ditentukan dengan membuat spectrum absorbsi dimana panjang gelombang yang paling sesuai adalah yang menghasilkan absorbansi maksimum. Selanjutnya panjang gelombang ini digunakan untuk pengukuran kuantitatif. Dengan menggunakan panjang gelombang dari absorbansi yang maksimum, maka jika terjadi penyimpangan (deviasi) kecil panjang gelombang dari cahaya masuk hanya akan menyebabkan kesalahan yang kecil dalam pengukuran tersebut. Jika panjanggelombang dipilih dari daerah spektrum di mana ada suatu perubahan yang besar absorbansi dalam daerah (range) panjang gelombang yang sempit, maka jika terjadi penyimpangan (deviasi) kecil panjang gelombang dari cahaya masuk akan menyebabkan kesalahan yang besar dalam pengukuran absorbansi tersebut. Gambar 2.4 Spektrum absorpsi Gambar 2.5 kurva standarPengaruh radiasi polikromatik pada hubungan hukum Beer. Pita A menunjukkan penyimpangan (deviasi) yang kecil selama tidak terjadi perubahan besar pada . sepanjang pita tersebut. Pita B menunjukkan penyimpangan yang jelas karena .mengalami perubahan yang berarti pada daerah tersebut

2.4 Kesalahan SpektrofotometerBanyaknya sinar yang diserap akan bergantung pada banyak molekul yang beinteraksi dengan sinar. Jika pengukuran dilakukan pada suatu zat warna organik yang kuat/tajam berupa larutan pekat, maka akan diperoleh absorbansi yang sangat tinggi karena ada banyak molekul yang berinteraksi dengam sinar. Namun, dalam larutan yang sangat encer, sangat sulit untuk melihat warnanya (absorbansinya sangat rendah). Hal ini dapat menyebabkan kesalahan pengukuran (akibat variasi konsentrasi larutan). Secara eksperimen hukum Lambert-beer akan terpenuhi apabila peralatan yang digunakan memenuhi kriteria-kriteria berikut:1. Sinar yang masuk atau sinar yang mengenai sel sampel berupa sinar dengan dengan panjang gelombang tunggal (monokromatis).2. Penyerapan sinar oleh suatu molekul yang ada di dalam larutan tidak dipengaruhi oleh molekul yang lain yang ada bersama dalam satu larutan.3. Penyerapan terjadi di dalam volume larutan yang luas penampang (tebal kuvet) yang sama.4. Penyerapan tidak menghasilkan pemancaran sinar pendafluor. Artinya larutan yang diukur harus benar-benar jernih agar tidak terjadi hamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid atau suspensi yang ada di dalam larutan.5. Konsentrasi analit rendah. Karena apabila konsentrasi tinggi akan menggangu kelinearan grafik absorbansi versus konsntrasi.Menurut Tahir (2007), penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis menggunakan spektrofotometer adalah:a. Serapan oleh pelarutHal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi matrik selain komponen yang akan dianalisis.b. Serapan oleh kuvetKuvet 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.

Skema pengaruh dari lebar kuvet terhadap hasil pembacaan spektrofotometriUntuk mengatasi kesalahan pada pemakaian spektrofotometer UV-Vis maka perlu dilakukan kalibrasi. Kalibrasi dalam spektrofotometer UV-Vis dilakukan dengan menggunakan blangko:Setting nilai absorbansi = 0Setting nilai transmitansi = 100 %Penentuan kalibrasi dilakukan dengan ikuti prosedur sebagai berikut:a. Dilakukan dengan larutan blangko (berisi pelarut murni yang digunakan dalam sampel) dengan kuvet yang samab. 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.

BAB IIIPENUTUP

3.1 KesimpulanLangkah-langkah Optimalisasi dalam penggunaan spektrofotometer UV-Vis dapat dilakukan pada Konsentrasi larutan Pelarut Pemilihan panjang gelombang maksimumSecara eksperimen hukum Lambert-beer akan terpenuhi apabila peralatan yang digunakan memenuhi kriteria-kriteria berikut: Merupakan sinar monokromatis Tidak terpengaruh oleh molekul lain. Penyerapan terjadi di dalam volume larutan yang luas penampang (tebal kuvet) yang sama. Larutan yang diukur harus benar-benar jernih Konsentrasi analit rendahMenurut Tahir (2007), penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis menggunakan spektrofotometer adalah: Serapan oleh pelarut Serapan oleh kuvet Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggiUntuk mengatasi kesalahan pada pemakaian spektrofotometer UV-Vis maka perlu dilakukan kalibrasiDAFTAR PUSTAKA

Wahab, A.W., Nafie, L.A., 2014, Metode Pemisahan dan Pengukuran 2 (Elektrometri Dan Spektrofotometri), Universitas Hasanuddin, Makassar.

Tahir, I., Arti Penting Kalibrasi pada Proses Pengukuran Analitik: Aplikasi pada Penggunaan Phmeter dan Spektrofotometer Uv-Vis, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Mukti, K., Analisis Spektroskopi Uv-Vis Penentuan Konsentrasi Permanganat (KmNO4), Universitas Sebelas Maret Surakarta

Zenta, F., 2011, Teknik Dalam Laboratorium Kimia Organik, Universitas Hasanuddin, Makassar.

Anonim, Spektrofotometer UV-Visible

KIMIA INSTRUMEN

LANGKAH-LANGKAH OPTIMALISASI SPEKTROFOTOMETER UV-VISIBLE

DISUSUN OLEH

RIPKA SAPUTRIH311 12 286

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR2015