SPEKTROFOMETRI

Salah satu sifat benda adalah warnanya. Benda dapat berwarna oleh karena kemampuannya menyerap, meneruskan, atau memantulkan komponen—komponen warna dan cahaya atau sinar yang melaluinya. Misalnya seseorang melihat satu gelas sirup berwarna merah. Ini disebabkan oleh karena komponen-komponen biru dan kuning dan cahaya putih yang melalui sirup tersebut diambil/diserap dan yang diteruskan hanya komponen merahnya saja. Oleh karena itu sirup lalu berwarna merah. Sifat demikian juga berlaku untuk komponen-komponen kimiawi penyusun suatu bahan. Oleh akrena intensitas cahaya dapat diukur, maka atas dasar tersebut dapat digunakan sebagai dasar untuk analisis suatu komponen baik secara kualitatif mau pun secara kuantitatif. Cahaya dapat diartikan sebagai gelombang elektromagnetik. Sebagian (kecil) dapat ditangkap oleh mata manusia dan sebagian (besar) tidak dapat. Yang dapat ditangkap oleh mata adalah spektrum cahaya yang berada pada panjang gelombang 400-800nm. Dekat dengan panjang gelombang 400nm tetapi berada di bawahnya adalah spektrum ultra violet (UV) yang umumnya berkisar pada panjang gelombang 200-400nm, sedangkan dekat dengan panjang gelombang 800nm tetapi berada di atasnya merupakan spektrum cahaya mendekati infra merah (near infra red, NIR).

Spektrofotometri UV-Vis (Spektrofotometri Sinar Ultraviolet-Tampak)

Spektrofotometri UV-Vis merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Alat ini menggunakan dua buah sumber cahaya yang berbeda, yaitu sumber cahaya UV dan sumber cahaya Visible. Larutan yang dianalisis diukur serapan sinar ultra violet atau sinar tampaknya. Konsentrasi larutan yang dianalisis akan sebanding dengan jumlah sinar yang diserap oleh zat yang terapat dalam larutan tersebut. Spektrofotometri UV-Vis adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer. Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Teknik spektroskopi pada daerah ultra violet dan sinar tampak biasa disebut spektroskopi UV-Vis. Dari spektrum absorpsi dapat diketahui panjang gelombang dengan absorbans- maksimum dari suatu unsur atau senyawa. Konsentrasi suatu unsur atau senyawa juga dengan mudah dapat dihitung dari kurva standar yang diukur pada panjang gelombang dengan absorbans maksimum. Absorbsi cahaya UV-Vis mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Energi yang terserap kemudian terbuang sebagai cahaya atau tersalurkan dalam reaksi kimia. Absorbsi cahaya tampak dan radiasi ultraviolet meningkatkan energi elektronik sebuah molekul, artinya energi yang disumbangkan oleh foton-foton memungkinkan electron-electron itu mengatasi kekangan inti dan pindah keluar ke orbital baru yag lebih tinggi energinya. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-tampak karena mereka mengandung electron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Absorbsi untuk transisi elektron seharusnya tampak pada panjang gelombang diskrit sebagai suatu spektrum garis atau peak tajam namun ternyata berbeda. Spektrum UV maupun tampak terdiri dari pita absorbsi, lebar pada daerah panjang gelombang yang lebar. Ini disebabkan terbaginya keadaan dasar dan keadaan eksitasi sebuah molekul dalam subtingkat-subtingkat rotasi dan vibrasi. Transisi elektronik dapat terjadi dari subtingkat apa saja dari keadaan dasar ke subtingkat apa saja dari keadaan eksitasi. Karena berbagai transisi ini berbeda energi sedikit

sekali, maka panjang gelombang absorpsinya juga berbeda sedikit dan menimbulkan pita lebar yang tampak dalam spektrum itu. Di samping pita-pita spektrum visible disebabkan terjadinya tumpang tindih energi elektronik dengan energi lainnya (translasi, rotasi, vibrasi) juga disebabkan ada faktor lain sebagai faktor lingkungan kimia yang diberikan oleh pelarut yang dipakai.

Pelarut akan sangat berpengaruh mengurangi kebebasan transisi elektronik pada molekul yang dikenakan radiasi elektromagnetik. Panjang gelombang dimana terjadi eksitasi elektronik yang memberikan absorban maksimum disebut sebagai panjang gelombang maksimum ( λmaks ) . Penentuan panjang gelombang maksimum yang pasti (tetap) dapat dipakai untuk identifikasi molekul yang bersifat karakteristik-karakteristik sebagai data sekunder. Dengan demikian spektrum visibel dapat dipakai untuk tujuan analisis kualitatif (data sekunder) dan kuatitatif. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron akan menyerap cahaya pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang menyerap energi lebih sedikit akan menyerap cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang. Senyawa yang menyerap cahaya dalam daerah tampak memiliki elektron yang lebih mudah dipromosikan daripada senyawa yang menyerap cahaya pada panjang gelombang UV yang lebih pendek. Analisis kualitatif dengan metode spektrofotometri UV-Vis hanya dipakai untuk data sekunder atau data pendukung. Pada analisis kualitatif dengan metode spektrofotometri UV-Vis yang dapat ditentukan ada 2 yaitu :

• Pemeriksaan kemurnian spektrum UV-Vis.

• Penentuan panjang gelombang maximum. Panjang gelombang dimana terjadi eksitasi elektronik yang memberikan absroban maksimum. Kuantitasnya energi yang diserap oleh suatu senyawa berbanding terbalik dengan panjang gelombang radiasi. Pada penentuan panjang gelombang maksimum didasarkan atas perhitungan pergeseran panjang gelombang maximum karena adanya penambahan gugus pada sistem kromofor induk.

perbedaan Validasi, Verifikasi dan Kalibrasi

Salah satu hal yang dilakukan setelah membuat suatu  metode analisis baru adalah melakukan validasi. Validasi metode analisis bertujuan untuk memastikan dan mengkonfirmasi bahwa metode analisis tersebut sudah sesuai untuk peruntukannya.

Validasi biasanya diperuntukkan untuk metode analisa yang baru dibuat dan dikembangkan. Sedangkan untuk metode yang memang telah tersedia  dan baku (misalnya dari AOAC, ASTM dan lainnya) , namun baru pertama kali akan digunakan di laboratorium tertentu , biasanya tidak perlu dilakukan validasi, hanya verifikasi.Tahapan verifikasi mirip dengan validasi  hanya saja parameter yang dilakukan tidak selengkap validasi.

Parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam metode validasi  adalah :

1. Akurasi ( kecermatan )2.  Presisi ( keseksamaan )3. Selektivitas4. Lineanitas dan rentang5. Batas deteksi dan batas kuantitasi6. Ketangguhan metode ( ruggedness )7. Kekuatan (robustness )

Sedangkan pengertian kalibrasi menurut ISO / EC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM ) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang di tunjukkan oleh instrumen ukur atau system pengukuran atau nilai  yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah di ketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur  dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur ( traceable ) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional.Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan  atau di telusur sampai ke standar yang lebih tinggi atau teliti ( standar primer nasional atau internasional) melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus.Manfaat kalibrasi adalah :

1. Mendukung system mutu  yang di terapkan di berbagai industry  pada peralatan laboratorium dan produksi yang di miliki.

2. Mengetahui seberapa  jauh perbedaan ( penyimpangan)  antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

Prinsip Dasar Kalibrasi

1. Obyek ukur ( Unit Under test)2. Standar Ukur (Alat standar kalibrasi, Prosedur/ Metode standar ( Mengacu ke standar

kalibrasi internasional  atau prosedur yang dikembangkan  sendiri oleh laboratorium yang sudah teruji (diverifikasi) )

3. Operator /teknisi ( Dipersyaratkan  operator / teknisi yang mempunyai kemampuan teknis kalibrasi (bersertifikat) )

4. Lingkungan yang dikondisikan (Suhu dan  kelembaban  selalu dikontrol, gangguan factor lingkungan luar selalu diminimalkan—-sumber ketidakpastian pengukuran)

Sementara internal kalibrasi adalah :

1. Kalibrasi harus dilakukan secara periodic2. Selang waktu kalibrasi dipengaruhi oleh jenis alat ukur, frekuensi pemakaian dan

pemeliharaan3. Bisa dinyatakan dalam berbagai cara yaitu : dengan waktu kalender dan dengan waktu

pemakaian kombinasi cara pertama dan kedua, tergantung mana yang lebih dulu tercapai.

Prinsip penentuan spektrofotometer UV-VIS adalah aplikasi dari hukum Lambert-Beer, Prinsip Dasar Hukum Lambert-Beer menyatakan hubungan antara serapan dan panjang jalan melewati medium yang menyerap , dan hubungan antara konsentrasi spesies penyerap dan tingkat absorbsi. Dalam hukum Lambert-Beer tersebut ada beberapa pembatasan, yaitu :

- Sinar yang digunakan dianggap monokromatis

- Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang yang sama

- Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan tersebut

- Tidak terjadi fluorensensi atau fosforisensi

- Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan

Hukum ini menyatakan absorban zat terlarut adalah proporsional dengan konsentrasi sebagai:

A = ε. b. C

A = absorban

ε = koefisien ansorbansi molar

C = konsentrasi solute ( mol/L-1)

b = tebal curvet

Orbital-orbital Yang Terlibat Dalam Transisi Elektronik

1. Transisi π →σ→ionisasi Transisi ini terjadi dalam ultraviolet jauh yaitu 180 nm dan untuk mempelajarinya membutuhkan alat khusus. Daerah ini dikenal daerah Schuman atau ultraviolet vakum. 2. Transisi π → π * Kelompok ini paling berguna dan merupakan serapan-serapan karakteristik dari senyawa-senyawa organik dan biasanya dihubungkan dengan “tingkat tereksitasi polar”. Dalam sistem-sistem yang sederhana transisi ini terjadi dalam ultraviolet jauh, misalnya etilena, λ maks kira-kira 160 nm, meskipun demikian substitusi oleh gugus alkil akan menggeser ke batokromik (merah). 3. Transisi n → π* Transisi dari jenis meliputi transisi elektron-elektron hetero atom tak berikatan ke orbital anti ikatan π * . Serapan ini terjadi pada panjang gelombang yang panjang dan intensitasnya rendah. 4. Transisi n → σ * Senyawa-senyawa jenuh yang mengandung hetero atom seperti nitrogen, oksigen, belerang, atau halogen memiliki electron-elektron tak berikatan (electron-elektron n atau -p) di samping elektron-elektron –σ. Senyawa- senyawa hetero atom menunjukkan jalur serapan yang kemungkinan disebabkan oleh transisi elektron-elektron dari orbital tak berikatan atom- atom hetero ke orbital anti ikatan σ*.

Instrumentasi Komponen dari spektroskopi UV-Vis terdiri dari: 1. Sumber sinar, 2. Monokromator, 3. Tempat sampel, dan 4. Detektor.

1. Sumber Sinar Sumber sinar terdiri dari benda yang tereksitasi hingga ke tingkat tenaga yang tinggi oleh sumber listrik bertegangan tinggi atau oleh pemanasan listrik. Benda atau materi yang kembali ke tingkat tenaga yang lebih rendah atau ke tingkat dasarnya, melepaskan foton dengan tenaga-tenaga yang karakteristik yang sesuai dengan ΔE, yaitu perbedaan tenaga antara tingkat tereksitasi dan tingkat dasar rendah. Sumber sinar yang ideal untuk pengukuran serapan harus menghasilkan spektrum kotinu dengan intensitas yang seragam pada keseluruhan kisaran panjang gelombang yang sedang dipelajari. a. Sumber Radiasi Ultraviolet Sumber-sumber radiasi ultraviolet yang kebanyakan digunakan adalah lampu hidrogen dan lampu deuterium. Mereka terdiri dari sepasang elektroda yang terselubung dalam tabung gelas dan diisi dengan gas hidrogen atau deuterium pada tekanan yang rendah. Bila tegangan yang tinggi dikenakan pada elektroda-elektroda, maka akan dihasilkan elektron-elektron yang mengeksitasikan elektron-elektron lain dalam molekul gas ke tingkatan tenaga yang tinggi. Bila elektron-elektron kembali ke tingkat dasar mereka

melepaskan radiasi dalam daerah sekitar 180 dan 350 nm. Sumber radiasi UV yang lain adalah lampu xenon, tetapi dia tidak sestabil lampu hidrogen.

b. Sumber Radiasi Terlihat Sumber radiasi terlihat dan radiasi infra merah dekat yang biasa digunakan adalah lampu filament tungsten. Filament dipanaskan oleh sumber arus searah (DC), atau oleh baterai. Filament tungsten menghasilkan radiasi kontinu dalam daerah antara 350 dan 2500 nm.

2. Monokromator Seperti kita ketahui bahwa sumber radiasi yang umum digunakan menghasilkan radiasi kontinu dalam kisaran panjang gelombang yang lebar. Dalam spektrofotometer, radiasi yang polikromatik ini harus diubah menjadi radiasi monokromatik. Ada 2 jenis alat yang digunakan untuk mengurai radiasi polikromatik menjadi radiasi monokromatik yaitu: a. Penyaring, dan b. monokromator.

Monokromator adalah alat yang akan memecah cahaya polikromatis menjadi  cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang gelombang tertentu. Bagian-bagian monokromator, yaitu :

a.       Prisma

Gambar 4 Prisma

Prisma akan mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis.

b.      Grating (kisi difraksi)

Gambar 5 Kisi Difraksi

Kisi difraksi memberi keuntungan lebih bagi proses spektroskopi. Dispersi sinar akan disebarkan merata, dengan pendispersi yang sama, hasil dispersi akan lebih baik. Selain itu kisi difraksi dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum.

c.       Celah optis

Celah ini digunakan untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diharapkan dari sumber radiasi. Apabila celah berada pada posisi yang tepat, maka radiasi akan dirotasikan melalui prisma, sehingga diperoleh panjang gelombang yang diharapkan.

d.      Filter

Berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang yang dipilih.

3. Tempat Sampel Cuplikan yang akan dipelajari pada daerah ultraviolet atau terlihat yang biasanya berupa gas atau larutan ditempatkan dalam sel atau kuvet. Untuk daerah ultraviolet biasanya digunakan Quartz atau sel dari silika yang dilebur, sedangkan untuk daerah sinar tampak digunakan gelas biasa atau Quartz. Sel yang digunakan untuk cuplikan yang berupa gas mempunyai panjang dari 0,1 hingga 100 nm, sedang sel untuk larutan mempunyai panjang lintasan tertentu dari 1 hingga 10 cm, sebelum sel dipakai harus dibersihkan dengan air, atau jika dikehendaki dapat dicuci dengan larutan deterjen atau asam nitrat panas.

4. Kompartemen sampel

Kompartemen ini digunakan sebagai tempat diletakkannya kuvet. kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk menaruh sampel yang akan dianalisis. Pada spektrofotometer double beam, terdapat dua tempat kuvet. Satu kuvet digunakan sebagai tempat untuk menaruh sampel, sementara kuvet lain digunakan untuk menaruh blanko. Sementara pada spektrofotometer single beam, hanya terdapat satu kuvet.

5. Detektor

Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Pada spektrofotometer, tabung pengganda electron yang digunakan prinsip kerjanya telah diuraikan. Setiap detektor menyerap tenaga foton yang mengennainya dan mengubah tenaga tersebut untuk dapat diukur secara kuantitatif seperti sebagai arus listrik atau

perubahan-perubahan panas. Kebanyakan detektor menghasilkan sinyal listrik yang dapat mengaktifkan meter atau pencatat. Setiap pencatat harus menghasilkan sinyal yang secara kuantitatif berkaitan dengan tenaga cahaya yang mengenainya.

Syarat-syarat Detektor

1. Sensitivitas tinggi hingga dapat mendeteksi tenaga cahaya yang mempunyai tingkatan rendah sekalipun

2. Waktu respon pendek

3. Stabilitas yang panjang/ lama untuk menjamin respon secara kuantitatif

4. Sinyal elektronik yang mudah diperjelas.

Analisa Kualitatif dan Kuantitatif

a. Analisa Kualitatif Dengan membandingkan intesitas puncak serapan.

b. Analisa Kuantitatif Menggunakan rumus Lamber-Beer

6. Visual display

Merupakan system baca yang memperagakan besarnya isyarat listrik, menyatakan dalam bentuk % Transmitan maupun Absorbansi

Secara umum, molekul diatomik dapat digambarkan sebagai dua titik massa yang dihubungkan oleh pegas tak bermassa. Energi yang terlibat pada berbagai gerak molekul dapat dibagi menjadi tiga kategori:

Energi translasi Energi rotasi Energi vibrasi

Energi translasi

Energi translasi molekul diekspresikan sebagai energi kinetik molekul tersebut:

dengan m adalah massa molekul dan v adalah kecepatan molekul.

Energi rotasi

Menurut hukum fisika, energi kinetik rotasi adalah

dengan adalah momentum sudutis the momen inersia molekul

Pada tingkat mikroskopis (atomik) seperti molekul, momentum sudutnya hanya dapat dieskpresikan sebagai nilai-nilai diskret tertentu:

dengan l adalah bilangan bulat positif dan adalah tetapan tereduksi Planck.

Selain itu, momen inersianya adalah

dengan adalah massa tereduksi molekul tersebut danadalah jarak rata-rata antara dua atom pada suatu molekul.

Dengan mensubstitusi momentum sudut dan momen inersia ke Erot, aras energi rotasi molekul diatomik adalah:

Energi vibrasi

Selain bertranslasi dan berotasi, molekul diatomik juga dapar bergetar (vibrasi). Energi vibrasi molekul ini dapat dianggap hampir mirip dengan osilator harmonik kuantum:

dengan n adalah bilangan bulath adalah tetapan Planck danf adalah frekuensi getaran.

Perbandingan antara jarak energi rotasi dengan energi vibrasi

Aras energi rotasi terendah molekul diatomil terdapat pada dan memberikan nilai Erot = 0. For O2, aras kuantum berikutnya ( ) memiliki energi sekitar:

Jarak antara dua aras energi rotasi terendah O2 sebanding dengan energi foton pada daerah spektrum elektromagnetik mikrogelombang.

Aras energi virbasi terendah terdapat pada , dan frekuensi getaran pada umumnya adalah 5 x 1013 Hz. Dengan menggunakan perhitungan yang sama:

Dapat terlihat bahwa jarak energi antara energi vibrasi adalah sekitar 100 kali lebih besar daripada jarak aras energi rotasi.

Jenis-jenis spektrofotometri

o Spektrofotometer single-beam

Cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh hanya nilai absorbansi dari larutan yang dimasukan. Dapat digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Semua cahaya melewati seluruh sel sampel. Contoh alat spektrofotometer single beam adalah spektronik 20. Alat ini merupakan desain paling awal tetapi masih banyak digunakan baik dalam pengajaran maupun laboratorium industri. Mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm (Skoog, DA, 1996)

o Spektrofotometer double-beam Cahaya terbagi ke dalam dua arah/berkas. Berkas cahaya pertama melewati sel

pembanding, dan cahaya yang lainnya melewati sel sampel. Berkas cahaya kemudian bergabung kembali, masuk ke detektor. Detektor merespon cahaya netto dari kedua arah. Beberapa alat double beam memiliki dua detektor, sampel dan sinar penghubung diukur pada waktu yang sama. Nilai blanko dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama. Digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm. Mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan foto detektor yang keluar menjelaskan

perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan ditunjukkan oleh alat pembaca (Skoog, DA, 1996).

METODE ANALISA SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

Pada analisis kualitatif, ada tiga metode yang sesuai dan secara umu sering digunakan pada penntuan unsur didalam suatu baha, seperti :

Metode relatif

Dengan mengukur absorbansi atau transmittan dari larutan blanko, larutan standa, dan cuplikan

Metode kurva kalibrasi

Dengan membuat kurva antara konsentrasi larutan standar terhadap bsorbansi, dengan kurva tersebut berupa garis lurus, kemudian dengan cara menginterpolasikan dari larutan cuplikan ke dalam kurva standar tersebut diatas, akan diperoleh konsentrasi larutan cupliakan.

Metode penambahan standar

Pada metode ini dibuat sederetan larutan cuplikan dengan konsentrasi yang sama. Masing-masing larutan ditambah denga larutan standar dari unsur yang dilakukan analisis dengan konsentrasi mulai dari 0 sampai konsentrasi tertentu. Absorbansi masing-masing larutan diukur dan dibuat kurva absorbansi terhadaot konsentrasi unsur standar yang ditambahkan.

Radiasi yg melewati suatu medium atau bahan :

di absorpsi

di hamburkan (scattered)

di biaskan (refracted)

di emisikan kembali (re-emitted)

pada l yang sama/berbeda (saat keluar dari sampel)

Penyerapan Radiasi

Apabila suatu atom atau molekul menyerap (absorbsi) cahaya dengan energi (E) tertentu,

E = h n

maka dapat terjadi peristiwa :

M + h n M* * : molekul tereksitasi

Supaya terjadi absorbsi, perbedaan energi antara dua tingkat energi harus setara dengan energi foton yang diserap.

Penyerapan Radiasi oleh Molekul

Jika molekul sederhana dikenai REM maka molekul akan menyerap REM yang energinya sesuai.

Suatu grafik yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap dengan frekuensi / panjang gelombang sinar merupakan spektrum absorbsi.

Transisi yang diperbolehkan (allowed transition) untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorbsinya beda à (dasar analisis kualitatif)

Banyaknya sinar yang diabsorbsi pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi à (dasar analisis kuantitatif)

Hal-hal yang harus diperhatikan1.       Larutan yang dianalisis merupakan larutan berwarna

Apabila larutan yang akan dianalisis merupakan larutan yang tidak berwarna, maka larutan tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi larutan yang berwarna. Kecuali apabila diukur dengan menggunakan lampu UV.

2.      Panjang gelombang maksimumPanjang gelombang yang digunakan adalah panjang gelombang yang mempunyai

absorbansi maksimal. Hal ini dikarenakan pada panajgn gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang tersebut, perubahan absorbansi untuk tiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar. Selain itu disekitar panjang gelombang maksimal, akan terbentuk kurva absorbansi yang datar sehingga hukum Lambert-Beer dapat terpenuhi. Dan apabila dilakukan pengukuran ulang, tingkat kesalahannya akan kecil sekali.

3.      Kalibrasi Panjang gelombang dan AbsorbanSpektrofotometer digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang dipancarkan

dan cahaya yang diabsorbsi. Hal ini bergantung pada spektrum elektromagnetik yang diabsorb oleh benda. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawa yang terbentuk. Oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi panjang gelombang dan absorban pada spektrofotometer agar pengukuran yang di dapatkan lebih teliti.

Kelebihan Spektrofotometer UV-VIS

Penggunaannya luas. Dapat digunakan untuk senyawa organic, anorganik dan biokimia yang diabsorbsi pada daerah ultraviolet maupun daerah tampak

Sensitivitasnya tinggi. Batas deteksi untuk mengabsorbsi dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M dengan prosedur modifikasi yang pasti

Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat ditemukan dimana analiti mengabsorbsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu.

Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-VIS ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan khusus.

 Pengukurannya mudah, dengan kinerja yang cepat

Aplikasi UV/Vis

Bidang lingkungan

(misal : analisis berbagai logam dalam air)

Bidang klinik

(misal : analisis barbiturat dalam serum)

Bidang industri

Bidang industri farmasi : analisis antibiotika, hormon, vitamin, analgesik)

Bidang industri lain : analisis makanan, cat, gelas, logam

Bidang Forensik

(misal : analisis narkotika, alkohol dalam darah)

PERTANYAAN

1. Kenapa pada UV-Vis harus menggunakan larutan bewarna dan AAS tidak bewarna?

2. Persamaan perbedaan AAS dan UV-Vis?

3. Apa yang dimaksud energi translasi, rotasi, vibrasi!

4. Apa yang dimaksud dengan perlakuan khusus dalam memerkecil kesalahan

spektrofotometer?

5. Penjelasan dari kejadian radiasi yang melewati medium, refraction, reflection,

absorbtion, scattering!

JAWABAN

1. Karena, pada prinsipnya Spektrofotometri Serapan Atom merupakan analisis atom

sedangkan pada Spektrofotometri UV-Vis adalah analisis molekul. Dimana, molekul

harus memiliki gugus kromoform (warna) yang memiliki sistem energi elektronik,

energi elektronik itu yang dapat menyerap sinar ultra violet. Sedangkan atom tidak

memiliki gugus kromoform.

2. Persamaan terletak pada perhitungannya dan sama-sama untuk menentukan

konsentrasi dan absorbansi, sedangkan pada UV-VIS larutan harus berwarna dan

AAS tidak berwarna.

Perbedaannya terletak pada AAS ini berupa atomic sedangkan UV-VIS berupa

molekul.

3. Secara umum , molekul diatomik dapat digambarkan sebagai dua titik massa yang

dihubungkan oleh pegas tak bermassa. Energi yang terlibat pada berbagai gerak

molekul dapat dibagi menjadi tiga kategori:

Energi translasi

Energi rotasi

Energi vibrasi

Energi translasi

Energi translasi molekul diekspresikan sebagai energi kinetik molekul tersebut:

dengan m adalah massa molekul dan v adalah kecepatan molekul.

Energi rotasi

Menurut hukum fisika, energi kinetik rotasi adalah

dengan

adalah momentum sudut

is the momen inersia molekul

Pada tingkat mikroskopis (atomik) seperti molekul, momentum sudutnya hanya dapat

dieskpresikan sebagai nilai-nilai diskret tertentu:

dengan l adalah bilangan bulat positif dan adalah tetapan tereduksi Planck.

Selain itu, momen inersianya adalah

dengan

adalah massa tereduksi molekul tersebut dan

adalah jarak rata-rata antara dua atom pada suatu molekul.

Dengan mensubstitusi momentum sudut dan momen inersia ke Erot, aras energi rotasi

molekul diatomik adalah:

Energi vibrasi

Selain bertranslasi dan berotasi, molekul diatomik juga dapar bergetar (vibrasi).

Energi vibrasi molekul ini dapat dianggap hampir mirip dengan osilator harmonik

kuantum:

dengan

n adalah bilangan bulat

h adalah tetapan Planck dan

f adalah frekuensi getaran.

4. Mencari reaksi yang spesifik

Tetapkan pada λmaks

Waktu kestabilan reaksi

Penyesuaian dengan Lambert – Beer

Pemilihan pelarut

Kesalahan relatif

5. Reflection : cahaya yang dipancarkan ke medium terpantulkan

Scattering : cahaya yang menuju medium akan menyebar kesegala arah

Refraction : cahaya yang menuju ke medium di biaskan