IR FIX

7/26/2019 IR FIX

http://slidepdf.com/reader/full/ir-fix 1/9

I. Pendahuluan

Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang

mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada

daerah panjang gelombang 0,75–1000 !m atau pada bilangan gelombang 1"000–

10 #m$1

dengan menggunakan suatu alat yaitu Spektrofotometer Inframerah

Metode ini banyak digunakan pada laboratorium analisis industri dan

laboratorium riset karena dapat memberikan informasi yang berguna untuk analisis

kualitatif dan kuantitatif, serta membantu penerapan rumus bangun suatu senya%a

&ada era modern ini, radiasi inframerah digolongkan atas ' (empat) daerah, yaitu *

+o aerah

Inframerah

&anjang -elombang

(.) dalam !m

/ilangan

-elombang dalam

#m$1

rekuensi (2)

1 ekat 0,73 – 4,5 1"000 – '000 ",3 – 1,4

(101'

)

4 &ertengahan 4,5 – 50 '000 – 400 1,4 – 0,0

(101'

)

" 6auh 50 – 1000 400 – 10 ,0 – 0,"

(1014

)

' ntuk analisis

instrumen

4,5 – 15 '000 – 70 1,4 – 0,4

(101'

)

Ii. Teori Radiasi Inframerah

8onsep radiasi inframerah pertama kali diajukan oleh Sir William Herschel

(1300) melalui per#obaannya mendispersikan radiasi matahari dengan prisma

9ernyata pada daerah sesudah sinar merah menunjukkan adanya kenaikan

temperatur tertinggi yang berarti pada daerah panjang gelombang radiasi tersebut

banyak kalori (energi tinggi) aerah spektrum tersebut yang dikenal sebagai

infrared (IR, di seberang atau di luar merah)

Supaya terjadi peresapan radiasi inframerah, maka ada beberapa hal yang

perlu dipenuhi, yaitu *

7/26/2019 IR FIX


1) :bsorpsi terhadap radiasi inframerah dapat menyebabkan eksitasi molekul ke

tingkat energi ;ibrasi yang lebih tinggi dan besarnya absorbsi adalah

terkuantitasi

4) <ibrasi yang normal mempunyai frekuensi sama dengan frekuensi radiasi

elektromagnetik yang diserap

") &roses absorpsi (spektra IR) hanya dapat terjadi apabila terdapat perubahan

baik nilai maupun arah dari momen dua kutub ikatan

Spektrum peresapan IR merupakan perubahan simultan dari energi ;ibrasi dan

energi rotasi dari suatu molekul 8ebanyakan molekul organik #ukup besar sehingga

spektrum peresapannya kompleks 8onsep dasar dari spektra ;ibrasi dapat

diterangkan dengan menggunakan molekul sederhana yang terdiri dari dua atom

dengan ikatan ko;alen engan menggunakan ukum ooke, dua atom tersebut

dihubungkan dengan sebuah pegas &ersamaan yang diturunkan dari ukum ooke

menyatakan hubungan antara frekuensi, massa atom, dan tetapan dari kuatnya

ikatan (forse #onstant of the bond)

8=9=R:+-:+ *

; > frekuensi ;ibrasi (#m$1

)

# > ke#epatan #ahaya (#m?se#)

k > for#e #onstant of bond (dynes?#m)

m > massa atom (g)

7/26/2019 IR FIX


al–hal yang dapat mempengaruhi jumlah resapan maksimum se#ara teoritis adalah

*

1 rekuensi ;ibrasi fundamental jatuh di luar daerah 4,5–15 !m

4 Resapan terlalu lemah untuk diamati

" /eberapa resapan sangat berdekatan hingga tampak menjadi satu

' /eberapa resapan dari molekul yang sangat simetris, jatuh pada frekuensi yang

sama

5 <ibrasi yang terjadi tidak mengakibatkan terjadinya perubahan dipole moment darimolekul

Iii. Macam – Macam Vibrasi

1 <ibrasi Regangan (Streching)

alam ;ibrasi ini, atom bergerak terus sepanjang ikatan yang

menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya,

%alaupun sudut ikatan tidak berubah <ibrasi regangan ada dua ma#am, yaitu*

a Regangan Simetri, yaitu unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu

bidang datar

b Regangan :simetri, yaitu unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi

masih dalam satu bidang datar

4 <ibrasi /engkokan (Bending ) 6ika sistem tiga atom merupakan bagian darisebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan ;ibrasi bengkokan atau

7/26/2019 IR FIX


;ibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul se#ara keseluruhan

<ibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu *

a <ibrasi -oyangan (Rocking ), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih

dalam bidang datar

b <ibrasi -untingan (Scissoring ), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih

dalam bidang datar

# <ibrasi 8ibasan (Wagging ), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar

d <ibrasi &elintiran (Twisting ), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang

menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar

Iv. Instrumentasi

/agian pokok dari spektrometer inframerah adalah sumber #ahaya inframerah,

monokromator dan detektor @ahaya dari sumber dile%atkan melalui #uplikan, dipe#ah

menjadi frekuensi$frekuensi indi;idunya dalam monokromator dan intensitas relatif dari

ferkuensi indi;idu diukur oleh detektor

Sumber yang paling umum digunakan adalah merupakan batang yang dipanaskan oleh

listrik yang berupa *

AB+ernst glo%erC (#ampuran oksida dari Dr, E, =r, dsb)

AB-lobarC (sili#on karbida)

A/erbagai bahan keramik

7/26/2019 IR FIX


Monokromator

Prisma dan grating keduanya dapat digunakan. Kebanyakan prisma yang

digunakan adalah NaCl, hal ini disebabkan karena NaCl hanya transparan

dibawah 625 cm-

, sedangkan halida l!gam lainnya harus digunakan pada

peker"aan dengan #rekuensi yang rendah $misal Cs%, atau campuran &h'r dan

&h%( yang dikenal sebagi K)*-5. +rating dan prisma mempunyai peranan

dalm meres!lusi spektra dan dapat dibuat dari bermacam-macam bahan.

&abel berikut menyatakan hubungan antara bahan prisma dan daerah

"angkauan #rekuensi.

/ahan &risma -elas Fuart2 @a4 Si +a@l 8/r (@s/r) @si

aerah frekuensi

(#m$1)

diatas "500 diatas 430 5000$1"00 5000$1700 5000$50 1,100$435 1000$

400

aerah panjang

gelombang (!)

diba%ah 4,3 diba%ah ",5 4,0$7,7 4,0$5,7 4$15,' G$"5 10$50

&ada umumnya grating memberikan hasil yang lebih baik daripada prisma pada

frekuensi yang tinggi 8etidakuntungan terhadap +a@l adalah sifatnya yang higroskopis

hingga #ermin$#ermin harus dilindungi dari kondensasi uapDetektor

:lat$alat yang modern kebanyakan memakai detektor B9hermopileC dasar kerja dari

thermopile adalah sebagai berikut * 6ika dua ka%at logam berbeda dihubungkan antara

ujung kepala dan ekor menyebabkan adanya arus yang mengalir dalam ka%at alam

spektrometer inframerah arus ini akan sebanding dengan intensitas radiasi yang jatuh

pada thermopile

Sumber radiasi

)adiasi in#ra merah dihasilkan dari pemanassan suatu sumber radiasi

dengan listrik sampai suhu antara 5 -2 K. *umber radiasi yang biasa

digunakan berupa Nernst +l!wer, +l!bar dan kawat Nikhr!m.

ilamen Nernst dibuat dari campuran !ksida irk!m $/r( dan 0itrium $0(,

yaitu /r12 dan 021, atau campuran !ksida th!rium $&3( dan serium $Ce(. Nernst

+l!wer berupa silinder dengan diameter -2 mm dan pan"ang 2 mm. Pada

u"ung silinder dilapisi platina untuk melewatkan arus listrik. Nernst +l!wer

7/26/2019 IR FIX


mempunyai radiasi maksimun pad pan"ang gel!mbang ,4 µm atau bilangan

gel!mbang cm-.

+l!bar merupakan sebatang silik!n karbida$*iC( biasanya dengan

diameter 5 mm dan pan"ang 5 mm. )adiasi maksimum +l!bar pada pan"ang

gel!mbang ,-2 µm atau bilangan gel!mbang 55-5 cm-.

Kawat nikhr!m merupakan campuran nikel $Ni( dan khr!m $Cr(. Kawat

nikhr!m ini berbentuk spiral dan mempunyai intensitas radiasi lebih rendah dari

Nernst +l!wer dan +l!bar tetapi umurnya lebih pan"ang.

Wadah sampel

7adah sampel sell tergantung dari "enis sampel. 8ntuk sampel berbentukgas digunakan sel gas dengan lebar sel atau pan"ang berkas radiasi 4 mm. 3al

ini dimungkinkan untuk menaikkan sensiti9itas karena adanya cermin yang

dapat memantulkan berkas radiasi berulang kali melalui sampel.

7adah sampel untuk sampel berbentuk cairan umumnya mempunyai

berkas radiasi kurang dari mm, biasanya dibuat dari lapisan tipis $:lm( diantara

dua keping senyawa yang tranparan terhadap radiasi in#ra merah. *enyawa yang

biasa digunakan adalah natrium kl!rida $NaCl(, kalsium ;u!rida $Ca2(, dan

kalsium i!dida $Ca%2(.

7adah sampel untuk padatan mempunyai pan"ang berka radiasi kurang

dari mm. *ampel berbentuk padatan ini dapat dibuat pelet, pasta atau lapis

tipis.

Bolometer

'!l!meter merupakan semacam term!meter resistans terbuat dari kawat platina

atau nikel. <alam hal ini akibat pemanasan akan ter"adi perubahan tahanan

pada bolometer sehingga signal tidak seimbang. *ignal yang tidak seimbang ini

kemudian diperkuat sehingga dapat dicatat atau direkam. *aat ini b!l!meter

"arang digunakan dalam spektr!#!t!meter in#ra merah.

Rekorder

*ignal yang dihasilkan dari detekt!r kemudian direkam sebagai spektrum

in#ra merah yang berbentuk puncak-puncak abs!rpsi. *pektrum in#ra merah ini

menun"ukkan hubungan antara abs!rpsidan #rekuensi atau bilangan gel!mbang

7/26/2019 IR FIX


atau pan"ang gel!mbang. *ebagai absis adalah #rekuensi $cm -( atau pan"ang

gel!mbang $µm( atau bilangan gel!mbang $cm-( dan sebagai !rdinat adalah

transmittans $=( atau abs!rbans.

V. ANAISIS !"AITATI#

Se#ara sederhana, identifikasi suatu 2at dilakukan dengan menbandingkan

spektrumnya dengan spektrum dari 2at standar /ila 2at yang diperiksa sama dengan

standar, maka posisi dan intensitas relatif dari pun#ak$pun#ak resapan harus sama

8arena perubahan fisika dan kimia yang mungkin terjadi pada proses penyiapan

sampel, maka bila spektra yang dibandingkan tidak identik, maka sebelum diambil

kesimpulan harus dilakukan test berikut *

a. Ulangi penetapan dengan melakukan rekristalisasi baik terhadap sampel maupun

standar dengan menggunakan pelarut yang samab. arutkan sampel dengan pelarut

yang cocok! lalu ukur resapan menggunakan pelarut sebagai blangko. Bandingkan

dengan standar yang dengan cara yang sama

6ika identifikasi sampel sama sekali belum diketahui, maka tehnik$tehnik lain seperti

ekstraksi, kromatografi, peresapan <, dan sebagainya dapat dilakukan bersama$sama

Vi. Analisis !uantitatif

isamping untuk analisi kualitatif, spektrofotometri IR dapat juga digunakan untuk

analisis kuantitatif Meskipun tehnik ini kurang akurat jika dibandingkan dengan tehnik

kuantitatif yang lain, tetapi dalam hal tertentu, ia malah lebih baik, misalnya untuk

penetapan kadar polimetri

&ehnik yang umum dilakukan untuk pembuatan spektra pada analisis

kuantitati# yaitu s!luti!n spektra atau K'r disc.

Vii. $aerah S%e&trum Infra merah

Spektra yang akan diinterpretasikan harus memenuhi persyaratan berikut *

1Resapan satu sama lainnya harus terpisah dan mempunyai intensitas yang memadai

4Spektra harus berasal dari 2at murni

"Spektrofotometer harus dikalibrasi

'9ehnik preparasi sampel harus nyata, selain itu posisi resapan, bentuk, dan tingkat

intensitas sering membantu karna spesifik untuk gugus tertentu

aerah peresapan infra merah dapat dibagi menjadi " bagian *

7/26/2019 IR FIX


1 '000$1"00 #m$1

(4,5$7,7 !m) * un#tional group region (H, +, @>H)

4 1"00$G0G #m$1

(7,7$11,0 !m) * inger print region, interaksi, ;ibrasi pada keseluruhan

molekul

" G0G$50 #m$1 (11,0$15,' !m) * :romati# region, out$of$plane @$ and ring bending

absorption

a aerah rekuensi -ugus ungsional A9erletak pada daerah radiasi '000$1'00 #m$1

&ita$pita absorpsi pada daerah ini utamanya disebabkan oleh ;ibrasi dua atom,

sedangkan frekuensinya karakteristik terhadap massa atom yang berikatan dan

konstanta gaya ikatan

b aerah "ingerprint Aaerah yang terletak pada 1'00$'00 #m$1

&ita$pita absorpsi

pada daerah ini berhubungan dengan ;ibrasi molekul se#ara keseluruhan Setiap

atom dalam molekul akan saling mempengaruhi sehingga dihasilkan pita$pita

absorpsi yang khas untuk setiap molekul Hleh karena itu, pita$pita pada daerah ini

dapat dijadikan sarana identifikasi molekul yang tak terbantahkan

Catatan ' seri senya%a homolog seperti asam lemak rantai panjang biasanya

mempunyai pita absorpsi yang hampir identik sehingga susah identifikasinya

rekuensi peresapan in#ra merah yang khas untuk gugusan-gugusan tertentu

dapat dilihat dalam tabel dibawah ini.

7/26/2019 IR FIX


IR FIX

Documents

Transcript of IR FIX