Fenomena Fenomena terbentuknya terbentuknya

spektrum spektrum InframerahInframerah

Disusun oleh : Mutiara Oktaviani (331113135)

Esty Kusumawardhay (3311131136)Neneng Lisnawati (3311131137)

Rismaya Desti Parwati (3311131138)Fauziah Isnani (3311131140)

Gesta Ayu Wahyu P. (3311131141)Syifa Fauziyah (3311131142)Nabila Mutiara (3311131143)

Rohmatika Pramana (3311131144)Rita Andani (3311131145)

FARMASI D – 2013

Universitas Jenderal Achmad Yani

SpektofotometriSpektrofotometri inframerah adalah suatu metode analisis yang mengamati interaksi (absorpsi) molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 – 1000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm -1.

Instrumentasi InframerahBagian pokok dari spektrofotometer inframerah adalah sumber cahaya inframerah monokromator dan detector. Cahaya dari sumber dilewatkan melalui cuplikan, dipecah menjadi frekuensi-frekuensi individunya dalam monokromator dan intensitas relative dan frekuensi individu diukur oleh detector.

SR SK M D A VD

SR = Sumber radiasiSK = Sampel kopartemen M = MonokromatorD = DetektorA = Amplifier/penguatVD = Visual display /meter

Instrumentasi spektrofotometer IR susunannya hampir sama dengan spektrofotometer UV-VIS. Perbedaannya adalah sampel berhadapan langsung dengan sumber radiasi

• SUMBER RADIASI. Prinsip sumber radiasi IR dipancarkan oleh padatan lembam yang dipanaskan sampai pijar dengan aliran listrik.

3 macam sumber radiasi IR :Kawat nikhrom yang dipijar dengan aliran listrik sampai temperature 1100 oC

akan memancarkan radiasi IR Nernst Glower, juga sebagai hasil pijaran Zirkonium oksida yang dijepit kedua

ujungnya dengan keramik pada temperature 1200 K – 2200 KGlobal, senyawa silicon karbida yang mempunyai kehandalan dapat dipijarkan

langsung sampai temperature 1300 – 1500 K, sumber radiasi sangat banyak dipakai

• SAMPEL. Cuplikan atau sampel yang dianalisis dapat berupa cairan, padatan, atau gas. Karna energy vibrasi radiasi IR tidak terlalu besar, sampel dapat diletakkan langsung berhadapan dengan sumber radiasi IR.

• MONOKROMATOR. Fungsinya sama seperti pada spektrofotometer UV-Vis. Hanya saja monokromator dalam spektrofotometer IR tidak terbuat dari kwarsa (leburan silica ) tetapi terbuat dari garam NaCl, KBr, CsBr, LiF. Oleh sebab itu, spektrofotometer IR harus diletakkan disuatu tempat dengan kelembapan yang rendah untuk mencegah rusaknya peralatan optiknya.

• DETEKTOR. Berfungsi mengubah sinyal radiasi IR menjadi sinyal listrik. Detektor spektrofotometer yang bersifat menggandakan electron tidak dapat dipakai pada spektrofotometer IR sebab radiasi IR lemah dan tidak dapat melepaskan electron dikatoda yang ada pada sistem detector.

• PENGUAT dan PENCATAT. Penguat dalam sistem optic spektrofotometer IR sangat diperlukan mengingat sinyal IR yang sangat kecil (lemah).

Perbedaan spektrofotometri inframerah dengan FTIR spektofotometri• Spektrofotometer Fourier Trasform Infra Red (FTIR) adalah

spektrofotometer dengan sistem optik yang berupa inferometer. Pada dasarnya spektrofotometer FTIR sama dengan spektrofotometer IR. Perbedaannya terletak pada pengembangan sistem optiknya sebelum berkas sinar inframerah melewati sampel . • Sistem optik spektrofotometer IR dilengkapi dengan cermin diam,

dengan demikian radiasi inframerah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin bergerak dan cermin yang diam. Sedangkan pada sistem optik fourier traansform infared (FTIR) digunakan radiasi laser yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi inframerah agar sinyal radiasi inframerah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik.

• FTIR tidak menggunakan celah sehingga total output sumber dapat melewati sampel terus menerus, menyebabkan detektor dapat menerjemahkan signal lebih tinggi.• Dapat digunakan pada semua frekuensi dari sumber cahaya secara

simultan sehingga analisis dapat dilakukan lebih cepat daripada menggunakan cara sekuensial atau pemindaian.

Apa Itu Spektrum Inframerah ?Spektrum inframerah merupakan hasil transisi tingkat energi vibrasi yang berlainan. Pada dasarnya spektrum inframerah ini, merupakan plot dari frekwensi bilangan gelombang yang ditransmisikan / diabsorpsi terhadap intensitas transmisi / absorpsi. Frekuensi bilangan gelombang pada inframerah sendiri, terdiri dari 3 wilayah, yaitu:

Wilayah inframerah tengah (4000-400 cm-1) Di wilayah ini terdapat : Daerah regangan X-H (4000-2500 cm-1), Pada daerah ini biasanya diperuntukkan untuk

regangan O-H, C-H, dan N-H. Daerah triple bonding (2500-2000 cm-1), Pada daerah ini di temukan ikatan C≡C (2300-2050 cm-1), ikatan C≡N (2300-2200 cm-1), Daerah double-bond (2000-1500 cm-1), Pada daerah ini ditemukan ikatan C=C (1650 cm−1) dan C=O (1830–1650 cm−1), Daerah sidik jari (1500-600 cm-1).

Wilayah Inframerah dekat (13.000-4000 cm-1)Wilayah Inframerah jauh (400-100 cm-1)

Interaksi molekul dengan sinar inframerah• Energi IR tidak cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya transisi

elektronik pada molekul. Interaksi molekul dengan radiasi IR menyebabkan terjadinya transisi pada tingkat energi vibrasi molekul tersebut. • Jika suatu molekul disinari dengan sinar inframerah, maka molekul

akan mengabsorpsi sinar yang memiliki frekuensi yang sesuai dengan frekuensi vibrasi alami molekul tersebut, energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo vibrasi atom-atom yang terikat, sehingga molekul mengalami eksitasi dari keadaan dasar ke keadaaan vibrasi tereksitasi.

Vibrasi Molekul

• Energi vibrasi merupakan gabungan antara energi potensial dan energi kinetik molekul yang disebabkan oleh gerakan getaran ikatan suatu molekul.• Atom penyusun molekul terikat oleh ikatan yang berlaku seperti

pegas. Oleh karena itu, molekul tidak kaku, kelenturannya menyebabkan gerakan vibrasi.

Vibrasi ulur merupakan suatu gerakan berirama disepanjang sumbu ikatan sehingga jarak antar atom akan bertambah atau berkurang. Vibrasi tekuk dapat terjadi karena perubahan sudut antara ikatan-ikatan pada sebuah atom.

Vibrasi Molekul yang Dapat Mengabsorpsi Sinar InframerahVibrasi molekul yang dapat mengabsorpsi sinar inframerah yaitu yang berada pada daerah radiasi spektroskopi inframerah berkisar pada bilangan gelombang (λ) 12800-10 cm-1 atau panjang gelombang 0,78-1000 µm. Umumnya daerah radiasi IR terbagi dalam 3 daerah, yaitu:•Daerah IR dekat (12800-4000 cm-1; 0,78-2,5 µm)•Daerah IR tengah (4000-200 cm-1; 2,5-50 µm) •Daerah IR jauh (200-10 cm-1; 50-1000 µm)Sedangkan, berdasarkan pita absorpsi inframerah, daerah spektrum IR dibagi menjadi 2, yaitu•Daerah gugus fungsi (4000-1300 cm-1) dan•Daerah sidik jari (1300-650 cm-1)

Tabel 1. Serapan khas beberapa gugus fungsi

Analisis Gugus Fungsi

Setiap ikatan yang ada pada gugus fungsi akan mengabsorpsi bilangan gelombang yang spesifik. Sehingga spectrum inframerah dapat digunakan untuk analisis gugus fungsi.

Gugus yang Memiliki Intensitas Spektrum Inframerah dengan Intensitas Lemah, Sedang dan Kuat

• Pita – pita inframerah dalam sebuah spektrum dapat dikelompkkan menurut intensitasnya, yaitu kuat (s, strong); medium (m); lemah (w, weak) dan suatu pita lemah yang bertumpang tindih dengan suatu pita kuat disebut bahu (sh, shoulder).

• Istilah-istilah ini relatif dan penandaan pada suatu pita tertentu sebagai s,m,w atau sh , hanyalah bersifat kualitatif belaka. Dalam gambar 3.9 beberapa pita dalam spektrum bawah diberi tanda menurut metoda pengelompokkan ini.

Gambar disamping menunjukkan spektrum dari asam asetat 1.Vibrasi regang –OH muncul sebagai suatu pita yang kuat dan lebar 2.Vibrasi regang -CH muncul sebagai pita yang tajam dan sedang3.Vibrasi regang C=O muncul sebagai pita yang kuat dan tajam

Perbedaan Daerah Gugus Fungsi dan Gugus Sidik Jari • Spektrofotometri inframerah lebih banyak digunakan untuk identifikasi

suatu senyawa melalui gugus fungsinya. Untuk keperluan elusidasi struktur, daerah dengan bilangan gelombang 1400 – 4000 cm-1 yang berada dibagian kiri spektrum IR, merupakan daerah yang khusus berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional, yang merupakan absorbsi dari vibrasi ulur. • Selanjutnya daerah yang berada disebelah kanan bilangan gelombang

1400 cm-1 sering kali sangat rumit karena pada daerah ini terjadi absorbsi dari vibrasi ulur dan vibrasi tekuk, namun setiap senyawa organik memiliki absorbsi yang kharakteristik pada daerah ini. Oleh karena itu bagian spektrum ini disebut daerah sidikjari (fingerprint region). Saat ini ada dua macam instrumen yaitu spektroskopi IR dan FTIR (Furier Transformation Infra Red). FTIR lebih sensitif dan akurat misalkan dapat membedakan bentuk cis dan trans, ikatan rangkap terkonyugasi dan terisolasi dan lain-lain yang dalam spektrofotometer IR tidak dapat dibedakan.

Dalam menginterpretasi suatu spektrum IR senyawa hasil isolasi/sintesis, fokus perhatian dipusatkan kepada gugus fungsional utama seperti karbonil (C=O), hidroksil (O-H), nitril (C-N) dan lain-lain. Serapan C-C tunggal dan C-H sp3 tidak perlu terlalu dipusingkan karena hampir semua senyawa organik mempunyai serapan pada daerah tersebut.Berikut panduan dalam menganalisis spektrum IR suatu senyawa organik:1.Perhatikan, apakah ada gugus karbonil (C=O) pada daerah 1820-1600 cm-1 yang puncaknya tajam dan sangat karakteristik.2.Bila ada gugus karbonil, maka perhatikan kemungkinan gugus fungsional berikut, jika tidak ada maka dilanjutkan pada langkah 3.a)Asam karboksilat akan memunculkan serapan OH pda daerah 3500-3300 cm-1

b)Amida akan memberikan serapan N-H yang tajam pada daerah sekitar 3500 cm-1

c)Ester akan memunculkan serapan C-O tajam dan kuat pada 1300-1000 cm-1

d)Anhirida akan memunculkan serapan C=O kembar pada 1810 dan 1760 cm-1

e)Aldehida akan memunculkan C-H aldehida intensitas lemah tajam pada 2850-2750 cm-1 baik yang simetri maupun anti-simetrif)Keton, bila semua yang di atas tidak muncul.

3. Bila serapan karbonil tidak ada maka:1)Ujilah alkohol (-OH), dengan memperhatikan adanya serapan yang melebar (khas sekali) pada 3500-3300 cm-1 (dikonformasi dengan asam karboksilat) dan diperkuat dengan serapan C-O pada sekitar 1300-1000 cm-1 2)Ujilah amina (N-H), dengan memperhatikan adanya serapan medium pada sekitar 3500 cm-1 (dikonformasi dengan amida)3)Ujilah eter (C-O), dengan memperhatikan serapan pada 1300-1000 cm-1 (dikonformasi dengan alkohol dan ester)4)Ikatan C=C alkena dan aromatis. Untuk alkena serapan akan muncul pada 1650 cm-1 , sedangkan untuk aromatis sekitar 1650-1450 cm-1 . Serapan C-H alifatik alkena akan muncul di bawah 3000 cm-1 , sedangkan C-H vinilik benzena akan muncul di atas 3000 cm-1 5)Ikatan C≡C alkuna akan muncul lemah tajam pada 2150 cm-1 , sedangkan C≡N nitril medium dan tajam akan muncul pada 2250 cm-1 6)Gugus nitro NO2, memberikan serapan kuat sekitar 1600-1500 cm-1 dari anti-simetris dan juga pada 1390-1300 cm-1 untuk simetris7)Bila informasi 1 sampai 6 di atas tidak ada maka dugaan kuat spektrum IR adalah dari senyawa hidrokarbon.

PUSTAKA

1. A dan A.L. Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga2. Tim Kimia Analitik Instrumen. (2009). Penuntun Praktikum Kimia Analitik 

Instrumen (KI 512). Bandung : Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.3. Earnshaw, A. 1997. Chemistry of The Element 2nd Edition. New York: Elsevier4. Hendayana, Sumar, dkk. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Semarang : IKIP Press.5. Stuart B. 2004. Infrared Spectroscopy : Fundamentals and Aplications. Joohn

Wiley & Sons, Ltd. 6. Pavia, D.L., Lampman, G.M., Kriz, G.S., dan Vyvyan, J.R. 2009. Introduction

to Spectroscopy. Sauders College. Philadelphia.7. Santoni, A. 2009. Elusidasi Struktur Senyawa Metabolit Sekunder Kulit

Batang Surian (Toona sinensis) Meliaceae dan Uji Aktivitas Insektisida. Disertasi. Program Pascasarjana Universitas Andalas. Padang.

8. Sitorus, M. 2009. Spektroskopi Elusidasi Struktur Molekul Organik. Graha Ilmu. Yogyakarta.

TERIMAKASIH