PENENTUAN STRUKTURSPEKTROKOPI UV - VIS

Oleh :

Nama NIM Jurusan Prodi

: INDAH NOFIANA : 56081010011 : Pendidikan Mipa : Pendidikan Kimia

Dosen Pembimbing

: Drs.Andi Suharman M.Si

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2011/2012

1

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala berkat dan rahmatNya lah sehingga makalah Penentuan Struktur ini dapat diselesaikan. Sholawat beriring salam tak lupa kita hanturkan kepada Nabi Muhammad SAW beserta para pengikutnya hingga akhir zaman. Makalah ini saya susun dalam rangka membantu mahasiswa agar dapat mengetahui dan memahami tentang Teori Spektrokopi UV-Vis. Makalah ini saya susun berdasarkan hasil dari buku dan internet yang saya baca. Namun jika ada kesalahan-kesalahan dalam pengetikan saya mohon maaf yang sebesar-besarnya, karena saya sadar bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Tidak lupa saya ucapkan terima kasih pada dosen yang telah membantu dan temanteman yang telah membantu menyelesaikan makalah ini, mudah-mudahan dapat memberi manfaat bagi Mahasiswa lainnya.

Palembang,

Oktober 2011

Penyusun

2

DAFTAR ISI Kata Pengantar...... 1 Daftar isi.... 2 I. Pendahuluan I.1 Latar Belakang...3 II. Isi II. III. Penutup III.1 Kesimpulan23

Daftar Pustaka......24

3

1.1 Latar Belakang Dalam metode spektroskopi terdapat antaraksi antara radiasi dan atom memungkinkan kita mempelajari struktur atom. Spektroskopi yang didasarkan pada radiasi yang diemsisi oleh cuplikan yang dipanaskan, dan ada spektroskopi yang didasarkan pada adsorbsi radiasi yang dilewatkan pada suatu cuplikan. Sebelum membahas lebih dalam mengenai spektroskopi, harus tau dulu apa itu spektroskopi dan perbedaannya dengan spektrometer. Spektroskopi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi dan benda sebagai fungsi panjang gelombang.Awalnya spektroskopi hanya mengacu pada pen-dispersi-an cahaya tampak berdasarkan panjang gelombang (misalnya oleh prisma). Untuk selanjutnya konsep ini berkembang untuk menunjuk pada segala bentuk pengukuran kuantitatif sebagai fungsi dari panjang gelombang dan frekuensi, tidak hanya meliputi cahaya tampak. Sehingga istilah ini bisa juga mengacu pada interaksi radiasi partikel atau respon terhadap berbagai range frekuensi. Jadi spektroskopi adalah istilah/nama yang digunakan untuk ilmu (secara teori) yang mempelajari tentang hubungan antara radiasi/energi/sinar (yang memiliki fungsi panjang gelombang, yang biasa di sebut frekuensi) dengan benda. Gabungan respon frekuensi ini disebut sebagai spektrum. Sedangkan Spektrometri adalah tehnik yang digunakan untuk mengukur jumlah (konsentrasi) suatu zat berdasarkan spektroskopi. Instrument yang digunakan disebut spektrometer. Jadi ada tiga istilah yang berbeda. Spektroskopi, spektrometri, dan spektrometer. Spektroskopi mengacu pada bidang keilmuan, spektrometri adalah tehnik aplikasi berdasarkan spektroskopi, sedangkan spektrometer adalah alat/instrument yang digunakan dalam tehnik spektrometri. Penggunaan spektroskopi sebagai sarana penentuan struktur senyawa memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer berdasarkan prinsip yang sama dengan spektroskopi. Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) dan fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) berkerjasama mengembangkan spektrometer. Dengan bantuan alat baru ini, mereka berhasil menemukan dua unsur baru, rubidium dan cesium. Kemudian alat ini digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru semacam galium, indium dan unsur-unsur tanah jarang. Spektroskopi telah memainkan peran penting dalam penemuan gas-gas mulia. Metoda penyelidikan dengan4

bantuan spektrometer disebut spektrometri.Dengan sumber cahaya apapun, spektrometer terdiri atas sumber sinar, prisma, sel sampel, detektor dan pencatat. Fungsi prisma adalah untuk memisahkan sinar vpolimkromatis di sumber cahaya menjadi sinar monokromatis, dan dengan demikian memainkan peran kunci dalam spektrometer. Dalam spektrometer modern, sinar yang datang pada sampel diubah panjang gelombangnya secara kontinyu. Hasil percobaan diungkapkan dalam spektrum dengan absisnya menyatakan panjang gelombang (atau bilangan gelombang atau frekuensi) sinar datang dan ordinatnya menyatakan energi yang diserap sampel. 1.2 Tinjauan Pustaka Pada spektrofotometri digunakan alat yang disebut dengan spketrofotometer. Adapun prinsipnya menggunakan radiasi elektromagnetik (REM) yakni sinar yang digunakan pada sinar Ultraviolet dan sinar visible dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Adapun yang diukur pada spektrofotometri adalah nilai absorban (A) yakni adanya absorbsi pada panjang gelombang maksimum yang kemudian dihitung konsentarsinya. Metode ini disebut metode basah karena sampel yang digunakan adalah larutan dimana harus diketahui batas konsentrasi terkecil sampel yang diukur.

Perlu

diketahui

terlebih

dahulu,

bahwa panjang gelombang adalah jarak linier dari suatu titik pada satu gelombang ke titik yang bersebelahan pada panjang gelombang berdekatan. Dimensi panjang gelombang adalah panjang (L) yang dapat dinyatakan dalam centimeter (cm), angstrom (), atau nanometer (nm). Frekuensi merupakan banyaknya gelombang yang melewati suatu titik tertentu dalam satuan waktu. Dimensi frekuensi adalah T-1 dan satuan yang biasa digunakan adalah detik-1.5

Sinar UV memiliki panjang gelombang = 200-400 nm sedangkan sinar visibel memiliki panjang gelombang = 400-750 nm. Berikut ini adalah tabel kisaran panjang gelombang, frekuensi, dan spektrum elektromanetik.

Penyerapan Radiasi oleh Molekul Semua molekul mempunyai komponen energi yang terdiri dari : Translasi ; molekul secara keseluruhan dapat bergerak. Energi yang ada hubungannya dengan tranlasi disebut energi tranlasional (Etrans). Vibrasi ; gerakan bagian molekul (atom atau sekelompok atom) yang dapat bergerak karena berhubungan satu sama lain. Energi yang berhubungan dengan vibrasi disebut dengan energy vibrasional (Evibr) Rotasional ; molekul dapat berotasi pada sumbunya. Energinya disebut energy rotasional (Erot) Elektronik ; suatu molekul yang memiliki konfigurasi elektronik yang tergantung pada elektronik molekul dan energinya disebut energi elektronik (Eelek). Bila dirumuskan maka energi suatu molekul adalah gabungan dari beberapa komponen di atas. E = Etrans + Evibr + Erot + Eelek Aspek Kualitatif dan Kuantitatif Spektrofotometri UV-Vis Spekra UV-Vis dapat digunakan untuk informasi kualitatif dan sekaligus dapat digunakan untuk analisis kuantitatif.

6

Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu yang sama. Karena spektroskopi UV-VIS berkaitan dengan proses berenergi tinggi yakni transisi elektron dalam molekul, informasi yang didapat cenderung untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya. Metoda ini sangat sensitif dan dengan demikian sangat cocok untuk tujuan analisis. Lebih lanjut,spetroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Menurut hukum ini, absorbans larutan sampel sebanding dengan panjang lintasan cahaya d dan konsentrasi larutannya c. Absorbansi spesies kimia dalam daerah UV VIS berlangsung dalam dua tahap, yaitu : 1. Tahap pertama, M + hv = M*, yang merupakan eksitasi spesies akibat absorpsi foton ( hv) dengan waktu hidup terbatas ( 10-8 10-9 ). 2. Tahap kedua adalah relaksasi dengan berubahnya daerah ultraviolet dan daerah tampak menyebabkan eksitasi elektron ikatan. Absorbsi cahaya tersebut terjadi karena molekul yang menyerap memiliki elektron, baik yang menyatu maupun menyendiri, sehingga dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi. Selain itu juga terdapat peranan kromofor (gugus atom yang menyebabkan terjadinya adsorbsi cahaya) untuk menggeser serapan cahaya ke arah daerah tampak.

7

Spesiesyang mengabsorbsi dapat melakukan transisi yang meliputi : Transisi elektron , , dan n Transisi elektron d dan f Transisi transfer muatan elektron Transisi yang terjadi antara dua keadaan (tingkat energi) dinyatakan dengan notasi sebagai berikut: * Transisi yang meliputi elektron , , dan n : Jenis transisi ini terjadi pada molekul molekul organik dan sebagian kecil anion anorganik. Molekul tersebut mengabsorbsi radiasi elektromagnetik karena adanya elektron valensi, yang akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Dan absorbsi terjadi dalam daerah UV vakum ( < 185 mm ) , sedangkan kromofor dengan energi eksitasi yang rendah mempunyai daerah absorbsi diatas 180 mm. Elektron dari molekul organik yang mengabsorbsi mliputi elektron yang digunakan pad aikatan antara atom atom dan elektron nonbonding atau elektron tidak berpasangan yang pada umumnya terlokalisasi. Transisi elektronik pada tingkat tingkat energi terjadi dengan mengabsorsbsi radiasi seingga menyebabbkan terjadi transisi * , n * , n * , dan * , dimana * dan * adalah orbital atom anti-ikatan

sedangkan n merupakan orbital tidak berikatan yang mempunyai energi diantara orbital ikatan dan anti-ikatan. Jadi, pada transisi * elektron pada suatu orbit Absorbsi yang melibatkan elelktron d dan f . Terjadinya transisi logam golongan f disebabkan karena elektron elektron pada orbital f. Unsur unsur transisi dalam, mempunyai puncak yang sempit karena interaksi elektron elektron 4f ataupun 5f, misalnya pada unsur lantanida dan aktinida. Pita pita yang sempit teramati karena adanya efek screening (pelindung) orbital dalamdar pengaruh luar. Sebaliknya untuk transisi 3d dan 4d mempunyai pita yang lebar dan umumnya terdeteksi dalam daerah tampak; puncak puncak absorbsi tersebut dipengaruhi oleh lingkungan yang mengelilinginya. Sifat spektrum dari logam transisi meliputi ttransisi elektronik antara tingkat tingkat energi yang berbeda pada orbitak d. Spektrum absorbsi transfer muatan. Spektrum absorbsi ini merupakan cara yang peka untuk menentukan spesies absorpsi. Kompleks kompleks yang meliputi absorbsi muatan8

ini misalnya [Fe(SCN)6]3+. Komponen komponen ini harus terdiri dari elektron donor dan elektron akseptor sehingga transfer elektron daat terjadi dan menghasilkan absorbsi radiasi. Pada semua kompleks transfer muatan, logam bertinfak sebagai akseptor elektron. Hubungan kromofor pada tipe transisi , dan n adalah: Kromofor menyebabkan terjadinya transisi * ialah sistem yang mempunyai elektron pada orbital molekul . Senyawa ini tidak mempunyai atom dengan pasangan elektron sunyi. Kromofor yang menyebabkan terjadinya transisi n * ialah sistem yang mempunyai elektron pada orbital molekul tidak mengikat (n) dan . Senyawa ini mempunyai 1 atau lebih atom dengan pasangan elektron sunyi. Kromofor yang menyebabkan terjadinya transisi * ialah sistem yang mempunyai orbital molekul . Senyawa organik tidak jenuh memiliki orbital molekul . Adsorbsi cahaya tampak dan radiasi ultraviolet dapat meningkatkan energi elektroniknya (energi potensial yang dikaitkan dengan distribusi muatan listrik negatif (elektron) di sekitar inti atom yang bermuatan negatif. Artinya, energi yang disumbangkan oleh fotonfoton memungkinkan elektron-elektron itu mengatasi kekekangan inti dan pindah ke luar orbital baru yang lebih tinggi energinya. Energi yang digunakan pada saat pengadsorbsian dilakukan adalah energi rotasi dan energi vibrasi dengan memberikan seberkas panjang gelombang bukan satu garis tunggal.

Tingkat energi pada masing-masing notasi transisi, yaitu:

9

Pada transisi electron satu ke yang lainnya memiliki daya adsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Posisi adsorbsi maksimum setiap pita (disebut maks ) sesuai dengan panjang gelombang cahaya yang diperlukan untuk melakukan trasnsisi. B. Komponen Alat Spektrometer UV-VIS Spektrum ultraviolet biasanya diperoleh dengan melewatkan cahay berpanjang gelombang tertentu (cahay monokrom ekawarna) melalui larutan encer senyawa tersebut dalam pelarut yang tidak menyerap misalnya air, etanol, dan heksana.

Skema diagram terdiri dari: sumber cahaya sumber energi cahaya yang biasa untuk daerah UV-Visual adalah sebuah lampu pijar dengan kawat wolfram. Distribusi merupakan fungsi temperature kawat yang selanjutnya berlangsung pada voltase yang disuplai kepada lampu. Energi yang dipancarkan kawat beraneka ragam tergantung panjang gelombangnya. monokromator

10

suatu piranti optis untuk memencilkan suatu berkas radiasi dari suatu sumber kesinambungan, berkas mana yang mempunayi kemurnian spectral yang tinggi dengan panjang gelombang apa saja yang diinginkan. Czerney-Turner grating monochromator

Wadah sample Digunakan untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahaya spectrometer. Yang kemudian meneruskan energi cahaya dalam daerah spectral yang diminati. Untuk sel kaca digunakan pada daerah sinar tampak. Sedangkan sel kuarsa atau kaca silica digunakan pada daerah Ultraviolet. Detector Detector berguna untuk memilih kepekaan tinggi dalam daerah spectral yang diminati, respon yang linear terhadap daya radiasi , waktu respon ynag cepat, dapat digandakan, serta kestabilan yang tinggi. Penguatan dan pembacaan. C. Tipe Instrumen. 1. Schematic of a single beam uv-vis spectrophotometer of single beam uv-vis spectrophotometers (Spectronic 20 and 20D) Pictures

11

2. Double-beem uv-vis spectrophotometer Memiliki reference ( blanko).

D. Analisis kuantitatif dan Kualitatif dari Pengukuran Absorbansi. a. Analisa Kualitatif. Grafik yang munsul dihubungkan dengan gugus gugus ( kromofor). Aspek Kualitatif ; Data spektra UV-Vis bila digunakan secara tersendiri, tidak dapat digunakan unutk identifikasi kualitatif obat atau metabolitnya. Akan tetapi, bila digabung dengan cara lain seperti spektroskopi infra merah, resonansi magnet inti, dan spektroskoppi massa, maka dapat digunakan untuk maksud analisis kualitatif suatu senyawa tersebut. Data yang diperoleh dari spektroskopi UV dan Vis adalah panjang gelombang maksimal, intensitas, efek, pH, dan pelarut yang kesemuanya dapat dibandingkan dengan data yang sudah dipublikasikan. Dari spektra yang diperoleh dapat dilihat, misalnya : a. Serapan (absorbansi) berubah atau tidak karena perubahan pH. Jika berubah bagaimana perubahannya apakah batokromik ke hipsokromik dan sebaliknya atau dari hipokromik ke hiperkromik, dsb. b. Obat-obat yang netral misalnya kafein, kloramfenikol atau obat-obat yang berisi ausokrom yang tidak terkonjugasi seperti amfetamin, siklizin, dan pensiklidin.

12

b. Analisa Kuantitatif. Pada analisa kuantitatif digunakan suatu standard sample. Dengan adanya intensitas pita serap diukur dengan persen sinar jatuh melalui sample Aspek Kuantitatif ; Suatu berkas radiasi dikenakan pada larutan sampel (cuplikan) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya. Intensitas atau kekuatan radiasi cahaya sebanding dengan jumlah foton yang melalui satu satuan luas penampang per detik. Serapan dapat terjadi jika foton/radiasi yang mengenai cuplikan memiliki energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan untuk menyebabkan terjadinya perubahan tenaga. Jika sinar monokromatik dilewatkan melalui suatu lapisan larutan dengan ketebalan db, maka penurunan intesitas sinar (dl) karena melewati lapisan larutan tersebut berbanding langsung dengan intensitas radiasi (I), konsentrasi spesies yang menyerap (c), dan dengan ketebalan lapisan larutan (db). Secara matematis, pernyataan ini dapat dituliskan : -dI = kIcdb bila diintergralkan maka diperoleh persamaan ini : I = I0 e-kbc

dan bila persamaan di atas diubah menjadi logaritma basis 10, maka akan diperoleh persamaan : I = I0 10-kbc dimana : k/2,303 = a , maka persamaan di atas dapa diubah menjadi persamaan : Log I0/I = abc atau A = abc (Hukum Lambert-Beer)

dimana : A= Absorban a= absorptivitas b = tebal kuvet (cm) c = konsentrasi Bila Absorbansi (A) dihubungkan dengan Transmittan (T) = I/I0 maka dapat diperoleh A=log 1/T .13

Absorptivitas (a) merupakan suatu konstanta yang tidak tergantung pada konsentrasi, tebal kuvet, dan intensitas radiasi yang mengenai larutan sampel. Tetapi tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul, dan panjang gelombang radiasi. Salah satu hal yang penting juga diingat adalah untuk menganalisis secara spektrofotometri UV-Vis diperlukan panjang gelombang maksimal. Adapun beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu : 1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap konsentrasi adalah yang paling besar 2. Di sekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum Lambert-Berr akan terpenuhi 3. Jika dilakukan pengukuran ulang, maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal. Pada Hukum Lambert-Beer, terdapat beberapa batasan, antara lain : 1. Sinar yang digunakan dianggap monokromatis 2. Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang luas yang sama 3. Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan 4. Tidak terjadi peristiwa flouresensi atau fosforisensi 5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan. Contoh soal 13.1 Hukum Lambert-Beer Suatu larutan dalam air senyawa X ditempatkan dalam sel berketabalan 1 cm dan absorbansnya pada = 366 nm ditentukan pada berbagai konsentrasi. Nilai transmitans dituliskan dalam tabel berikut. c (10-4 mol dm-3) 0,80 1,20 1,60 2,0014

T

0,420

0,275

0,175

0,110

Tentukan koefisien ekstingsi molar X. Jawab c (10-4 mol dm-3) 0,80 A 0,377 1,20 0,5 61 1,60 0,757 2,00 0,959

Hubungan linear didapatkan bila A diplotkan terhadap c, yang menunjukkan hukum Lambert-Beer dipenuhi. Kemiringan plotnya sekitar 4,9 x 103 dm3 mol-1 ??adi = (kemiringan)/d = 490 dm3 mol-1

Cara Kerja Spektrokopi UV-Vis

kuarsa cuvettes Sampel dalam larutan di ca. 10-5 M. Sistem melindungi tabung PM dari cahaya nyasar D2 lampu UV Tungsten lampu-Vis Beam ganda membuat tekn ik perbedaan

Senyawa organik (banyak dari mereka) memiliki spektrum UV. Satu hal yang jelas Uvs dapat sangat non-spesifik sehingga sulit untuk menafsirkan kecuali

pada tingkat sepintas, dan dengan struktur.Setiap

untuk band bisa

mengatakan

bahwa spektrum konsisten dari banyak transisi

menjadi superposisi

Umumnya kita tidak menetapkan transisi tertentu.

15

Contoh - pulegone Sering diplot sebagai log dari kepunahan molar Jadi pada 240 nm, pulegone memiliki kepunahan molar 7,24 x 103

Hampir semua spektrum UV dicatat solusi-fase .Sel dapat dibuat dari plastik, gelas atau kuarsa. Hanya kuarsa transparan dalam kisaran 200-700 nm penuh ; plastik dan

kacahanya cocok untuk spektrum terlihat Konsentrasi (kita akan membahas secara singkat) adalah ditentukan secara empiris Sebuah sel yang khas sampel (biasa disebut cuvet)

16

Instrumentasi dan Spektrum Instrumentasi - Penanganan Sampel Pelarut harus transparan di wilayah yang akan diamati, panjang gelombang di

mana pelarut tidak lagi transparan disebut sebagai cutoff Karena spektrum hanya diperoleh sampai 200 nm, pelarut biasanya hanya perlusistem kurangnya p terkonjugasi atau karbonil Umum pelarut dan celana: asetonitril 190 kloroform 240 sikloheksana 195 1,4-dioksan 215 95% etanol 205 n-heksana 201 metanol 205 isooctane 195 air 190 Selain pelarut harus menjaga struktur halus (di mana itu sebenarnya diamati dalam UV!) Mana mungkin H-ikatan semakin merumitkan efek dari tingkat energi vibrasi dan rotasi padatransisi elektronik, dipol-dipol berinteraksi kurang begitu. Semakin non-polar pelarut, lebih baik (ini tidak selalu mungkin)

17

Spectrum Sumbu-x dari spektrum adalah panjang gelombang; 200-350 nm untuk UV, 200-

700 untuk UV-VIS penentuan. Karena tidak adanya struktur halus, spektrum jarang ditampilkan dalam bentuk mentah, bukan, maxima puncak hanya dilaporkan sebagai

daftar numerik "maxLamba" nilai-nilai atau lmax

Y-sumbu spektrum dalam absorbansi, A Dari sudut pandang spektrometer, absorbansi adalah invers dari transmitansi: A = log10 (I0 / I) Dari sudut pandang eksperimental, tiga pertimbangan lain harus dibuat:

panjang jalan lagi, aku melalui sampel akan menyebabkan lebih banyak cahaya UV untuk diserap - efek linier semakin besar konsentrasi, c sampel, semakin banyak cahaya UV akan diserap - efek linier beberapa transisi elektronik lebih efektif dalam penyerapan foton daripada yang lain - absorptivitas molar, e ini mungkin berbeda dengan urutan magnitudo Spectrum Efek ini digabungkan ke dalam Hukum Beer-Lambert: A = ECL

18

spektrometer UV untuk sebagian besar, aku akan tetap konstan (sel standar biasanya 1 cm panjang jalur) konsentrasi biasanya bervariasi tergantung pada kekuatan penyerapan diamati atau diharapkan - biasanya encer - sub .001 M absorptivities molar bervariasi dengan urutan magnitudo: nilai 104-106 104-106 diistilahkan serapan intensitas tinggi nilai 103-104 diistilahkan serapan intensitas rendah nilai 0-103 adalah serapan transisi dilarang A unitless, sehingga unit untuk e adalah cm-1 M-1 dan jarang diungkapkan Karena jalan panjang dan efek konsentrasi dapat dengan mudah diperhitungkan, absorbansi sebanding dengan hanya menjadi e, dan sumbu y dinyatakan sebagai e secara langsung atau sebagai logaritma dari e Instrumentasi dan Spektrum Praktis penerapan spektroskopi UV UV adalah metode spektral pertama organik, bagaimanapun, adalah jarang digunakan sebagai metode utama untuk penentuan struktur Hal ini paling berguna dalam kombinasi dengan data NMR dan IR untuk menjelaskan fitur elektronik yang unik yang mungkin ambigu dalam metode-metode Hal ini dapat digunakan untuk uji (melalui lmax dan absorptivitas molar) panjang gelombang radiasi yang tepat untuk percobaan fotokimia, atau desain cat tahan UV dan coating Penggunaan yang paling mana-mana UV adalah sebagai perangkat deteksi untuk HPLC, sejak UV digunakan untuk sampel fase solusi vs referensi pelarut ini mudah dimasukkan ke dalam desain LC UV adalah untuk HPLC apa yang spektrometri massa (MS) akan GC

Ingat elektron hadir dalam molekul organik yang terlibat dalam ikatan kovalen atau pasangan elektron mandiri pada atom seperti O atau N Karena kelompok-kelompok fungsional yang sama akan memiliki elektron mampu kelas diskrit transisi, energi karakteristik dari energi ini lebih representatif dari kelompok fungsional daripada elektron sendiri . Sebuah kelompok fungsional mampu memiliki karakteristik transisi elektronik disebut kromofor . Perubahan struktural atau elektronik dalam kromofor dapat diukur dan digunakan untuk memprediksi pergeseran dalam transisi elektronik diamati s * transisi diamati dalam UV19

jauhAlkana - hanya dimiliki s-obligasi dan tidak ada pasangan elektron mandiri, sehingga hanya energi high Transisi ini merusak molekul, menyebabkan pembelahan s-ikatan

s * itu yang paling sering di l lebih pendek dari 200 nm s * adalah transisi yang paling sering diamati; seperti alkana s Alkohol, eter, amina dan senyawa sulfur - dalam kasuskasus sederhana, contoh alifatik senyawa n . Perhatikan bagaimana transisi ini terjadi dari HOMO ke LUMO

Alkena dan alkuna - dalam kasus contoh terisolasi senyawa p p * diamati pada 175 dan 170 nm, masing-masing dibandingkan s s

Meskipun transisi

ini adalah energi

lebih

rendah

*, masih

dalam UV jauh - tetapi, energi transisi adalah sensitif terhadap substitusi

20

Karbonil - sistem jenuh menggabungkan N atau dapat menjalani n p * transisi(~ 285 nm) di samping untuk p p *.Terlepas dari kenyataan transisi sering diamati Transisi ini juga sensitif ini dilarang oleh aturan seleksi (e = 15), adalahtransisi paling dan dipelajari untuk karbonil. terhadap substituen pada karbonil yang Mirip

dengan alkena dan alkuna, nontersubstitusi karbonil menjalani transisi p p* di UV vakum (188 nm, e = 900); sensitif terhadap efek substitusi .Karbonil - n p * transisi (~ 285 nm), p p * (188 nm)

Telah

ditentukan dari

studi spektral, bahwa

oksigen karbonil lebih mendekati spdaripada sp2! Efek substituen Umum - dari studi singkat kami ini chromophores umum, hanya yang lemah n p *transisi terjadi pada UV secara rutin diamati Lampiran kelompok substituen (selain H) bisa menggeser energi transisi. Substituen yang meningkatkan intensitas dan sering panjang gelombang serapanyang disebut auxochromes Auxochromes umum termasuk alkil, hidroksil, kelompok alkoksi dan amino danhalogen Umum - substituen mungkin memiliki salah satu dari empat efek pada kromofor

Batokromik pergeseran (pergeseran merah) - pergeseran untuk l lagi; energi yang lebih rendah Hypsochromic pergeseran (pergeseran biru) - bergeser ke l pendek; energi yang

21

lebih

tinggi.Hyperchromic efek

- peningkatan intensitas

,Hipokromik efek -

penurunan intensitas Efek substituen Konjugasi - cara yang paling efisien untuk membawa tentang batokromik dan

pergeseran hyperchromic dari kromofor tak jenuh:

H2C

CH2

-carotene

O

O

Konjugasi - alkena Pergeseran diamati dari konjugasi menyiratkan bahwa peningkatan dalam konjugasi mengurangi energi yang dibutuhkan untuk eksitasi elektronik22

Dari molekul (MO) teori orbital dua orbital p atom, f1 dan f2 dari dua karbon sp2hibrida

Ketika kita

mempertimbangkan butadiena, kita

sekarang pencampuran 4 orbital

pmemberikan 4 MO dari suatu distribusi yang simetris penuh semangatdibandingkan dengan etilena

DE untuk HOMO yang LUMO transisi berkurang

Memperluas efek ini ke sistem terkonjugasi lagi kesenjangan energi menjadisemakin kecil:

23

Menurunkan energi =lagi panjang gelombang Efek substituen Demikian pula, pasangan elektron mandiri pada N, O, S, X dapat memperpanjangsistem konjugasi auxochromes. Di sini kita membuat 3 MO interaksi ini tidak sekuat yang dari sistemterkonjugasi-p

Kelompok

metil juga

menyebabkan pergeseran batokromik,

meskipun mereka

tidak

memiliki p-atau n-elektron.Efek ini diduga melalui apa yang disebut "hyperconjugation" atau ikatan sigmaresonansi

24

Kali - Kita

akan

menemukan bahwa

pengaruh kelompok substituen dapat

diandalkan diukur dari pengamatan empiris struktur terkonjugasi dikenal danditerapkan pada sistem baru

Kuantifikasi ini

disebut sebagai Woodward-Fieser Aturan yang

akan

kita berlaku

untuk tiga kromofor spesifik: diena terkonjugasi konjugasi dienones aromatik sistemmax = 239 nm

Untuk asiklik butadiena, dua penurut yang

mungkin - s-cis-trans dan

S-

cis conformer adalah pada energi potensial secara keseluruhan lebih tinggi daris-trans, sehingga elektron HOMO dari sistem terkonjugasi memiliki lompatan ke LUMO - energi yang lebih rendah, panjang gelombang kurang dari

Dua kemungkinan p p * transisi dapat terjadi untuk butadiena Y2 Y3 * dan Y2 Y4 *

25

Para Y2 Y4 * transisi biasanya Energi dari transisi ini tempat-tempat di luar daerah biasanya

tidak diamati: diamati - 175 nm

Untuk konformasi s-trans lebih

menguntungkan, transisi

ini dilarang

Para Y2 Y3 * transisi diamati sebagai penyerapan yang intens Para Y2 Y3 * transisi diamati sebagai penyerapan intens (e = 20.000 +) yang berbasis di 217 nm dalam wilayah diamati UV

Sementara band ini tidak sensitif terhadap pelarut (seperti yang diharapkan) itutunduk pada efek batokromik dan hyperchromic substituen alkil serta konjugasi pertimbangkan lebih lanjut

Woodward-Fieser Aturan Woodward dan Fiesers melakukan mencatat substituen yang pada prediksi empiris dari elektronik Woodward-Fieser Aturan - diena Aturan dimulai dengan nilai dasar untuk lmax kromofor yang diamati: sama panjang studi ekstensif dari alkena terpen dan steroiddan dan fitur struktural diduga akan mengarah terendah p p *transisi

gelombang untuk energi

asiklik butadiena = 217 nm

26

Kontribusi incremental substituen ditambahkan ke nilai dasar dari tabel grup: Group Extended conjugation Each exo-cyclic C=C Alkyl -OCOCH3 -OR -SR -Cl, -Br -NR2 Woodward-Fieser Rules - Dienes Contoh Isoprene - acyclic butadiene = 217 nm one alkyl subs. + 5 nm 222 nm Experimental value Allylidenecyclohexane - acyclic butadiene = 217 nm one exocyclic C=C 2 alkyl subs. + 5 nm +10 nm27

Increment +30 +5 +5 +0 +6 +30 +5 +60

220 nm

232 nm Experimental value Woodward-Fieser Aturan - diena siklik Ada dua jenis utama diena siklik, dengan dua nilai dasar yang berbeda 237 nm

Heteroannular (transoid): Homoannular (cisoid):

e = 5.000 - 15.000 e = 12,000-28,000 dasar dasar lmax = 214 lmax = 253

Woodward-Fieser Aturan - diena siklik Di untuk membedakanisomer tampak era pra-NMR tekad spektral organik, kekuatan metode jelas

Pertimbangkan asam abietic vs levopimaric:

C OH O

C OH O

Woodward-Fieser Rules Cyclic Dienes Untuk 1,2,3,7,8,8a-hexahydro-8a-methylnaphthalene heteroannulardiene = 214 nm

28

3 alkyl subs. (3 x 5)

+15 nm

1 exo C=C

+ 5 nm 234 nm

Experimental value Woodward-Fieser Rules Cyclic Dienes

235 nm

C OH O

C OH O

Woodward-Fieser Aturan - diena siklik Hati-hati dengan tugas Anda - tiga kesalahan umum:R

29

Senyawa

ini memiliki

tiga ikatan

rangkap exocyclic; ikatan ditunjukkan

adalahexocyclic dua cincin

Ini bukan diena heteroannular, Anda akan menggunakan nilai dasar untuk dienaasiklik Demikian juga, ini bukan diena homooannular, Anda akan menggunakan nilai

dasar untuk diena asiklik Senyawa aromatik Efek substituenO

Di-tersubstitusi dan efek beberapa kelompokR

G

Parent Chromophore R = alkyl or ring residue R=H R = OH or O-Alkyl

lmax 246 250 230 Substituent increment

G Alkyl or ring residue -O-Alkyl, -OH, -O-Ring -O-

o 3 7 11

m 3 7 20

p 10 25 78

30

-Cl -Br -NH2 -NHC(O)CH3 -NHCH3 -N(CH3)2

0 2 13 20

0 2 13 20

10 15 58 45 73

20

20

85

Senyawa aromatik Efek substituen polynuclear aromatik Ketika jumlah cincin aromatik menyatu meningkat, l untuk band primer dan sekunder juga meningkat

Untuk heteroaromatic sistem spektrum menjadi kompleks dengan penambahantransisi n p * dan cincin ukuran dan efek yang unik untuk setiap kasus, terlihat Spektroskopi warna umum Bagian dari spektrum EM 400-800 yang diamati bagi manusia-kita (dan

beberapamamalia lainnya) memiliki adaptasi melihat warna detail

pada mengorbankan lebih

31

l, nm Violet Indigo Blue Green Yellow Orange Red 400-420 420-440 440-490 490-570 570-585 585-620 620-780

Ketika putih (kontinum l) cahaya melewati, atau tercermin oleh permukaan, merekals yang diserap dikeluarkan dari cahaya yang ditransmisikan atau dipantulkan masing-masing. Apa itu "melihat" adalah warna gratis (mereka yang tidak diserap)

Ini adalah asal dari "roda warna"

32

Senyawa organik yang "berwarna" biasanya mereka dengan sistem ekstensifterkonjugasi (biasanya lebih dari lima) Pertimbangkan b-karoten

-carotene, max = 455 nm

lmax adalah di 455 - di wilayah yang jauh biru spektrum - ini diserap

Cahaya yang tersisa memiliki warna komplementer jeruk Likewise:

lycopene, max = 474 nmO H N N H O

indigo

lmax untuk likopen adalah di 474 - di wilayah biru di dekat spektrum - ini diserap,pujian itu sekarang merah lmax untuk nila adalah di 602 - di wilayah oranye spektrum - ini

diserap, pujian itusekarang indigo! Salah satu kelas yang paling umum molekul organik berwarna pewarna azo:

N N

EWGs

EDGs

33

Dari

diskusi kami di-subsituted chromophores aromatik,

efek

dari kelompok yang

berlawanan lebih besar dari jumlah efek individu - lebih pada sistem sangatterkonjugasi

Secara kebetulan, perlu untuk ini harus berlawanan untuk persiapan sintetik asli! Bahan-bahan ini adalah beberapa warna yang lebih akrab "lingkungan kita.

Warna M & M Biru terang Makanan umum Menggunakan Minuman, produk susu, bubuk, jeli, permen, bumbu, icing.

biru indah Makanan umum Menggunakan Baked barang, sereal, makanan ringan, es krim, kue, ceri.

34

Oranye-merah Makanan umum Menggunakan Gelatin, puding, produk susu, permen, minuman, bumbu.

Kuning lemon Makanan umum Menggunakan Puding, minuman, es krim, permen, menjaga, sereal.

jeruk Makanan umum Menggunakan Sereal, roti, makanan ringan, es krim, minuman, serbuk pencuci mulut, kue

Biebrich Scarlet - Digunakan dengan asam picric / biru anilin untuk kolagenpewarnaan, recticulum, otot, dan plasma. Luna metode untuk eritrosit & granuleosinofil. Penjaga metode untuk kromatin seks dan kromatin nuklir.

35

Dalam ilmu kimia ini adalah asam-basa indikator yang digunakan untuk berbagairentang pH:

Ingat efek pH pada substituen aromatik

Methyl Orange CH3 N CH3 CH3 N CH3

O3S

N N

O3S

H N N

Yellow, pH > 4.4

Red, pH < 3.2

36

1.3 Kesimpulan Pada spektrofotometri digunakan alat yang disebut dengan spketrofotometer. Adapun prinsipnya menggunakan radiasi elektromagnetik (REM) yakni sinar yang digunakan pada sinar Ultraviolet dan sinar visible dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Adapun yang diukur pada spektrofotometri adalah nilai absorban (A) yakni adanya absorbsi pada panjang gelombang maksimum yang kemudian dihitung konsentarsinya. Metode ini disebut metode basah karena sampel yang digunakan adalah larutan dimana harus diketahui batas konsentrasi terkecil sampel yang diukur. Spetroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Menurut hukum ini, absorbans larutan sampel sebanding dengan panjang lintasan cahaya d dan konsentrasi larutannya c.

37

BAHAN BAPAK Spectroskopic organic dan elusidasi struktur ( penentuan struktur) Spectroskopic organic bertujuan untuk menentukan 1. Apa yang saya buat dan apa yang saya rencanankan 2. Seberapa bagus reaksi berlangsung 3. Apa yang saya isolisai 4. Apa yang ada dicampuran reaksi,seberapa banyak. Jadi sebelum pengembangan spektroskopi,ahli kimia mempunyai tugas dengan melakukan karakterisasi terhadap sifat fisik dan sifat kimia : 1.Titik didih dan titik leleh 2.bau 3.rasa 4.turunan nya 5.pemecahannya Spectroskopi organic utamanya UV,IR,Spektrometri masa,spektroskopi magnetik NMR(HNMR,C13NMR.),spektroskop[I menggunakan sinar X untuk menentukan kristal. Kalau kita menggunakan spektroskopi organik,bahan yang dibutuhkan cukup dalam jumlah yang kecil hanya dalam satuan MiliGram.

38

Alat spektroskopi itu tidak merusak,jadi senyawa nya dapat digunakan lagi,UV tidak merusak senyawa,IR tidak,tetapi spektrometri massa merusak karena difraksi atau dipecah pecah, Apa itu spektroskopi berasal dari senyawa menjadi subjek dilakukan irradiasi dilakukan pada poton berasal dari gelombang elektromagnetik. Intraksi antara molekul pada irridiasi, dimolekul terjadi proses,vibrasi UV,Vir.dll Pada metode sinar X,gelombang elektromagnetik yang diradiasi pada molekul oleh bentuk kristal,dan akan menghasilkan pola campuran kompleks.dengan mempelajari pola dari kristal itu maka dapat ditentukan bentuk dari kristal. Pada spektrometri massa ini terjadi pengeboman atau penembakan partikel energi tinggi.Partikel energi tinggi yaitu elektron. Bagaimana salah satunya dapat digunakan untuk menentukan struktur yang kita tidak ketahui ? Bagaimana menentukan datanya.? 1. Biasanya dari proses isolasi. 2. Reaksi dari produk. 3. Chek kemurnian dari suatu sampel. Paling peniting langkah awal menentukan rumus molekulnya, dengan cara MF dan analisis unsur. MF b ilangan yang menyatakan banyak nya iktan rangkap atau cincin dalam suatu molekul.jadi semua data spektra saling berkaitan,dan dapat dipasangkan satu dengan yang lain untuk menetukan struktur akhir. Gugus fungsional,sub struktur,bilangan tak kejenuhan dapat membantu kita menebak struktur dari suatu senyawa. Jangan memutar balik ,tetapi harus mengecek keliteratur.jangan menyatakan salah.. Analisis pembakaran mudah dilakukan untuk senyawa CxHyOz, unsur lain juga bisa tetapi lebih kompleks. Prinsip dasar UV-Vis39

Spectroskopi uv vis berkaitan dengan eksitasi dari elektron kulit terluar,energi tingkat tertentu pada sinstem pada orbital tertentu. Spektrum pita molekul hanya untuk terjadi vibrasi dan rotasi.

40

Daftar Pustaka http://wahyuriyadi.blogspot.com/2008/10/perbedaan-spektrometri-dan.html , diakses 11 September 2011,08.00 WIB http://cacingbusuk.blogspot.com/2010/10/spektroskopi-uv-vis.html, diakses 11 September 2011,08.00 WIB http://nurfaisyah.web.id/spektrofotometri-uv-vis-serta-aspek-kualitatif-dan-, kuantitatifnya. html, diakses 11 September 2011,08.00 WIB http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/struktur-material/metodaspektrokopi, diakses 11 September 2011,08.00 WIB

41