BAB IPENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Atom-atom di dalam suatu molekul tidak diam melainkan bervibrasi

(bergetar). Energi dari kebanyakan vibrasi molekul berhubungan dengan daerah

infra merah. Vibrasi molekul dapat dideteksi dan diukur pada spektrum infra

merah. Bila radiasi infra merah dilewatkan melalui suatu cuplikan, maka molekul-

molekulnya dapat menyerap (mengabsorbsi) energi dan terjadilah transisi diantara

tingkat vibrasi dasar (ground state) dan tingkat vibrasi tereksitasi (excited state).

Pengabsorbsian energi pada berbagai frekuensi dapat dideteksi oleh spektrometer

infra merah, yang memplot jumlah radiasi infra merah yang diteruskan melalui

cuplikan sebagai fungsi frekuensi (atau panjang gelombang) radiasi. Plot itu

disebut spektrum infra merah yang akan memberikan informasi penting tentang

gugus fungsional suatu molekul. (ichadchemical)

Fourier Tansform Infrared Spectroscopy (FTIR) adalah sebuah teknik

yang digunakan untuk mendapatkan spektrum inframerah dari absorbansi, emisi,

fotokonduktivitas atau Raman Scattering dari sampel padat, cair dan gas. FTIR

digunakan untuk mengamati interaksi molekul dengan menggunakan radiasi

elektromagnetik yang berada pada panjang gelombang 0,75- 1000μm atau pada

bilangan gelombang 13.000-10 cm-1.

FTIR dapat digunakan untuk menganalisa senyawa organik dan anorganik.

Selain itu, FTIR juga dapat digunakan untuk analisa kualitatif meliputi analisa

gugus fungsi (adanya ‘peak’ dari gugus fungsi spesifik) beserta polanya dan

analisa kuantitatif dengan melihat kekuatan absorbsi senyawa pada panjang

gelombang tertentu. Dalam menganalisis suatu zat dapat digunakan beberapa

metode. Namun, untuk mengetahui metode yang cocok untuk analisis suatu zat

perlu keahlian untuk memahami prinsip kerja, keunggunlan serta kekurangan

suatu metode tersebut. Untuk itu, sebagai seorang farmasi, dalam menganalisis

Page | 1

suatu obat maka sangat penting baginya untuk memahami metode yaitu salah

satunya adalah menggunakan instrumen FTIR.. (nana).

I.2 Rumusan Masalah

a) Jelaskan defenisi spektrofotometer inframerah Fourier?

b) Jelaskan prinsip kerja spektrofotometer inframerah!

I.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini yaitu:

1. Untuk memahami defenisi spektrofotometer inframerah

2. Untuk mengetahui dan memahami prinsip kerja spektrofotometer

inframerah

Page | 2

BAB IIDASAR TEORI

II.1 Pengertian Spektrofotometri Inframerah

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).

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

Page | 3

gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor

magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

( ichadchemical)

II.2 Prinsip Kerja Spektrofotometer FTIR

Sistim optik Spektrofotometer FTIR seperti pada gambar dibawah 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 IR yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut

sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red

Page | 4

Pada proses instrumen analisis sampelnya meliputi:

1. The source

Energi  Infra Red yang dipancarkan dari sebuah benda hitam menyala. Balok ini

melewati melalui logam yang mengontrol jumlah energi yang diberikan kepada

sampel.

2. Interoferometer

Sinar memasuki interferometer “spectra encoding‟ mengambil tempat, kemudian

sinyal yang dihasilkan keluar dari interferogram.

3. Sampel

Sinar memasuki kompartemen sampel dimana diteruskan melalui cermin dari

permukaan sampel yang tergantung pada jenis analisis.

4. Detector

Sinar akhirnya lolos ke detector untuk pengukuran akhir. Detector ini digunakan

khusus dirancang untuk mengukur sinar interfrogram khusus. 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

inframerah.

5. Computer

Sinyal diukur secara digital dan dikirim kekomputer untuk diolah oleh Fourier

Transformation berada. Spektrum disajikan untuk interpretasi lebihlanjut.

Page | 5

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.

Prinsip kerja spektroskopi FTIR adalah adanya interaksi energi dengan

materi. Misalkan dalam suatu percobaan  berupa molekul senyawa kompleks yang

ditembak dengan energi dari sumber sinar yang akan menyebabkan molekul

tersebut mengalami vibrasi. Sumber sinar yang digunakan adalah keramik, yang

apabila dialiri arus listrik maka keramik ini dapat memancarkan infrared.  Vibrasi

Page | 6

dapat terjadi karena energi yang berasal dari sinar infrared tidak cukup kuat untuk

menyebabkan terjadinya atomisasi ataupun eksitasi elektron pada molekul

senyawa yang ditembak dimana besarnya energi vibrasi tiap atom atau molekul

berbeda tergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang

menghubungkannya sehingga dihasilkan frekuaensi yang berbeda pula. FTIR

interferogramnya menggunakan mecrosem dan letak cerminnya (fixed mirror dan

moving mirror) paralel. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi

elektromagnetik pada rentang frekuensi 400 – 4000 cm-1  di mana cm-1  disebut

sebagai wavenumber (1/wavelength) yakni suatu ukuran unit untuk frekuensi.

Daerah panjang gelombang yang digunakan pada percobaan ini adalah daerah

inframerah pertengahan (4.000 – 200 cm-1 ).

Interaksi antara materi berupa molekul senyawa kompleks dengan energi

berupa sinar infrared mengakibatkan molekul-molekul bervibrasi dimana besarnya

energi vibrasi tiap komponen molekul berbeda-beda tergantung pada atom-atom

dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga akan dihasilkan frekuensi

yang berbeda.

Analisis menggunakan FTIR dapat digunakan untuk mengetahui sifat termal

bahan dari suatu lapisan tipis misalnya.  Dari hasil analisis spektrum FTIR

didapatkan analisa tentang disosiasi ligan suatu bahan penumbuhan lapisan tipis

secara sempurna. Misalkan disosiasi ligan berawal pada temperatur 300o C sampai

400o C. Hasil ini menyarankan nilai besaran temperatur substrat saat penumbuhan

dimana lapisan akan tumbuh diawali pada temperatur 300o C sampai temperatur

400o C. FTIR digunakan untuk melakukan analisa kualitatif yaitu untuk

mengetahui ikatan kimia yang dapat ditentukan dari spektra vibrasi yang

dihasilkan oleh suatu senyawa pada panjang gelombang tertentu. Selain itu

digunakan juga untuk analisa kuantitatif  yaitu melakukan perhitungan tertentu

dengan menggunakan intensitas.

Karakterisasi menggunakan FTIR dapat dilakukan dengan menganalisis

spektra yang dihasilkan sesuai dengan puncak-puncak yang dibentuk oleh suatu

gugus fungsi, karena senyawa tersebut dapat menyerap radiasi elektromagnetik

pada daerah inframerah dengan panjang gelombang antara 0.78 – 1000 μm\\\|\\\\\.

Page | 7

Sebagai contoh jika akan mengetahui gugus fungsional kristal kalsium silikat

yang disintering pada suhu 1000oC dengan bahan dasar oksida (CaO) dan silika

(SiO2) dengan reaksi teknik padatan. Hasil karakterisasi gugus fungsional sampel

keramik kalsium silikat menggunakan FTIR tipe Varian/Scimitar 2000 pada

rentang bilangan gelombang 1800-400 cm-1. Hasil FTIR ditunjukkan pada gambar

berikut:

Spektrum FTIR keramik kalsium silikat yang disintering pada suhu 1000o C

terlihat adanya ikatan O-Si-O pada rentang bilangan gelombang 800-600 cm -1,

serta terdapat ikatan Ca-O lemah pada bilangan gelombang 563,43 cm -1 dan

432,24 cm-1. Tidak terdapatnya ikatan lain selain ikatan antara atom Ca, Si, dan O

menunjukkan bahwa bahan dasar yang digunakan tidak mengandung kontaminan.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa hasil FTIR pada suhu

sintering 1000o C terdapat gugus fungsi Ca-O dan Si-O-Si sebagai pembentuk

keramik. Sehingga kegunaan dari penggunaan metode FTIR ini antara lain adalah

sebagai mendeteksi ada atau tidaknya bahan campuran lain pada suatu bahan

melalui analisa pada gugus fungsi dari bahan tersebut.

Page | 8

BAB III

PENUTUP

III.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. Prinsip kerja spektofotometri yaitu radiasi infra merah akan

menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak (M)

dan jarak cermin yang diam (F). Energi  Infra Red yang dipancarkan dari sebuah

benda hitam menyala. Balok ini melewati melalui logam yang mengontrol jumlah

energi yang diberikan kepada sampel. Sinar memasuki interferometer “spectra

encoding‟ mengambil tempat, kemudian sinyal yang dihasilkan keluar dari

interferogram. Sinar memasuki kompartemen sampel dimana diteruskan melalui

cermin dari permukaan sampel yang tergantung pada jenis analisis. Detector

Sinar akhirnya lolos ke detector untuk pengukuran akhir. Detector ini digunakan

khusus dirancang untuk mengukur sinar interfrogram khusus. 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

inframerah. Sinyal diukur secara digital dan dikirim kekomputer untuk diolah

oleh Fourier

III.2 Saran

Demikian makalah yang dapat kami sampaikan tentunya banyak sekali

kekurangan yang terdapat pada makalah kami, oleh karena itu kritik dan saran

Page | 9

yang bersifat membangun sangat kami harapkan agar kami dapat belajar dari

kekurangan kami

DAFTAR PUSTAKA

http://etd.ugm.ac.id/index.php?mod=download&sub=DownloadFile&act=view&typ=html&file=280873.pdf&potongan=S1-2013-280873chapter1.pdf&ftyp=potongan&tahun=2013

http://etd.ugm.ac.id/index.php?mod=download&sub=DownloadFile&act=view&typ=html&file=298220.pdf&ftyp=potongan&tahun=2014&potongan=S1-2014-298220-chapter1.pdf

http://www.scribd.com/document_downloads/direct/185407335?extension=pdf&ft=1399391972&lt=1399395582&user_id=211701555&uahk=RvynEuBRTCvcEnX1ZpGaGjkwQkU

Page | 10

http://wanibesak.files.wordpress.com/2011/07/modul-kuliah-fakultas-farmasi-universitas-sanata-dharma-yogyakarta-spektroskopi-uv-vis-spektro-fluorometri-nmr-ms-dan-elusidasi-struktur.pdf

http://digilib.uinsuka.ac.id/7261/1/BAB%20I,%20V,%20DAFTAR%20PUSTAK A.pdf

http://kc12engineer.blogspot.com/2014/03/laporan-spektrofotometri-infra-

red.html

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/39098/5/Chapter%20I.pdf

http://nana-sejati.blogspot.com/2013/10/spektrofotometer-inframerah.html

http://id.scribd.com/doc/77752515/PRINSIP-FTIR

http://id.scribd.com/doc/185407335/Laporan-Praktikum-Infra-Red-Spektro

http://ichadchemical.wordpress.com/2010/09/06/spektrofotometri-infra-merah

\

Page | 11