KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Segala puji bagi Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan karunia-

Nya kepada kami serta salawat beriring salam kepada Nabi besar Muhammad

SAW, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini.

Pada kesempatan ini kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada

bapak M. Nasir Mara, selaku pembimbing yang telah memberikan arahan serta

petunjuk sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini. Selanjutnya dengan

kesungguhan hati, kami juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman

yang ikut berpartisipasi dalam penyelesaian makalah ini.

Kami menyadari dalam penyusunan makalah ini masih banyak

kekurangan, untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun agar makalah ini menjadi lebih baik dan semoga berguna bagi

penulisan makalah lainnya.

Banda Aceh, 06 Maret 2012

Penulis

1

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

DAFTAR ISI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...2

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ………………………………………………………….3

BAB II PEMBAHASAN

A. Sejarah UV-VIS …………………………………………………………..4

B. Pengertian Spektroskopi UV-VIS …………………………………..5

C. Kegunaan UV-VIS …………………………………………………..6

D. Analisis Sampel Spektroskopi UV-VIS …………………………………..6

1. Analisis Kuantitatif …………………………………………………..6

2. Analisis Kualitatif …………………………………………………..7

E. Penentuan Kromatogram …………………………………………10

F. Instrumen UV-VIS …………………………………………16

1. Spektrometer Single Beam …………………………………22

2. Spektrometer Double Beam …………………………………24

G. PARAMETER INSTRUMEN SPEKTROSKOPI UV-VIS …………25

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan dan Saran …………………………………………………29

A. Daftar Pustaka …………………………………………………………30

2

BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Analisis Spektroskopi didasarkan pada interaksi radiasi dengan spesies

kimia. Berprinsip pada penggunaan cahaya/tenaga magnet atau listrik untuk

mempengaruhi senyawa kimia sehingga menimbulkan tanggapan.Tanggapan

tersebut dapat diukur untuk menetukan jumlah atau jenis senyawa. Cara interaksi

dengan suatu sampel dapat dengan absorpsi, pemendaran (luminenscence) emisi,

dan penghamburan (scattering) tergantung pada sifat materi. Teknik spektroskopi

meliputi spektroskopi UV-VIS, spektroskopi serapan atom, spektroskopi infra

merah, spektroskopi fluorensi, spektroskopi NMR, spektroskopi massa.

Spektroskopi adalah studi mengenai interaksi cahaya dengan atom dan

molekul. Radiasi cahaya atau elektromagnet dapat dianggap menyerupai

gelombang. Dasar spektroskopi UV-VIS adalah serapan cahaya. Bila cahaya jatuh

pada senyawa, maka sebagian dari cahaya diserap oleh molekul-molekul sesuai

dengan struktur dari molekul senyawa tersebut. Serapan cahaya oleh molekul

dalam daerah spektrum UV-VIS tergantung pada struktur elektronik dari molekul.

Spektra UV-VIS dari senyawa-senyawa organik berkaitan erat dengan transisi-

transisi diantara tingkatan-tingkatan tenaga elektronik. Oleh sebab itu, serapan

radiasi UV-VIS sering dikenal sebagai spektroskopi elektronik. Keuntungan dari

serapan ultraviolet yaitu gugus-gugus karakteristik dapat dikenal dalam molekul-

molekul yang sangat kompleks.

Spektroskopi UV-VIS merupakan teknik spektroskopi pada daerah ultra

violet dan sinar tampak. Dari spektrum absorpsi dapat diketahui panjang

gelombang dengan absorbans maksimum dari suatu unsur atau senyawa.

Contohnya  analisis protein, asam amino, kinetika enzim. Pada prinsipnya

spektroskopi UV-VIS menggunakan cahaya sebagai tenaga yang mempengaruhi

substansi senyawa kimia sehingga menimbulkan cahaya.

3

BAB II PEMBAHASAN

A. . SEJARAH UV-VIS

Senyawa organik terkonjugasi menyerap UV (190-400 nm) atau terlihat

(400-700 nm) cahaya semakin besar derajat konjugasi semakin besar tingkat

penyerapan pada panjang gelombang lebih lama. Dengan demikian, senyawa yang

sangat terkonjugasi seperti β-karoten dan hemoglobin menyerap di bagian terlihat

spektrum dan berwarna. Senyawa aromatik terkonjugasi kurang menyerap dalam

daerah UV spektrum. Namun, kemajuan besar diikuti penemuan fundamental

dalam spektrokopi studi tentang penyerapan radiasi elektromagnetik oleh senyawa

kimia, dan spektrometri, studi kuantitatif dari fenomena ini.

Absorbansi cahaya oleh bahan pertama kali dieksplorasi oleh ahli

Matematika Jerman Johann Heinrich Lambert (1728-1777) yang menemukan

bahwa untuk radiasi monokromatik (dalam radiasi praktek pita sempit) jumlah

cahaya yang diserap adalah berbanding lurus dengan panjang jalur cahaya itu

melalui material dan tidak tergantung dari intensitas cahaya. Astronom Jerman

Wilhelm Beer (1797-1850) memperluas pekerjaan ini dan menemukan bahwa,

untuk larutan encer, ada hubungan linier antara konsentrasi analit dan absorbansi.

Ahli kimia klinis Henry Bence Jones (1813-1873) menggunakan

spektroskopi emisi untuk mendeteksi lithium dalam urin dan pada jaringan lain

termasuk lensa dihapus dari mata pasien katarak dan bekerja dengan Agustus

Dupre (1835-1907), digunakan analisis fluoresensi untuk mendeteksi kina dalam

darah dan jaringan lain. Pengenalan spektrofotometer komersial UV pertama, oleh

Arnold O. Beckman (1900-2004), Namun, kelompok-kelompok seperti yang

dipimpin oleh Bernand B. Brodie (1907-1989) melanjutkan untuk menggunakan

instrumen untuk mengembangkan kuantitatif. Brodie mendirikan beberapa aturan

dasar untuk sukses meansurement obat dan racun lainnya dalam spesimen biologi,

banyak yang masih berlaku hari ini.

Seperti dengan pengembangan spektrofotometer UV praktis, kepentingan

militer, Kali ini dalam obat antimaterials, juga mendorong kemajuan di

spektrophotofluorimetry. Brodie dan Sidney Udenfriend (1918-2001)

4

menggunakan fluorimeter Coleman sederhana filter untuk mengukur quinacrine

dalam plasma, tetapi jelas bahwa jika panjang gelombang eksitasi dapat bervariasi

banyak molekul lebih dapat dianalisis menggunakan teknik ini. Robert L.

Bowman (1916-1995) mengembangkan spectrophotofluorimeter monokromator

pertama ganda, yang dengan kolaborasi dari Perusahaan Instrumen Amerika,

dipamerkan pada Konferensi 1956 Tickets Pittburgh sebagai AMINO-Bowman

SPF.

Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen

(1811-1899) fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824- 1887)

bekerjasama mengembangkan spektrometer menemukan 2 unsur baru: rubidium

dan cesium. Yang digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru.

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. Spektrofotometer

terdiri atas sumber sinar, prisma, sel sampel, detektor pencatat. Fungsi prisma

adalah untuk memisahkan sinar polikromatis di sumber cahaya menjadi sinar

kromatis. Penggunaan spektroskopi sebagai sarana penentuan struktur senyawa

memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer berdasarkan prinsip

yang sama dengan spektroskopi.

B. PENGERTIAN SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada

panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau

kisi difraksi dengan detektor fototube.

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban

suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran

menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan

spektrofotometri. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu

pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi.

5

Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan

dialirkan oleh suatu perekam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas

untuk komponen yang berbeda.

Teknik spektroskopi pada daerah ultra violet dan sinar tampak disebut

spektroskopi UV-VIS. Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara

spektrofotometri UV dan Visible. Spektrofotometer UV-VIS merupakan alat

dengan teknik spektrofotometer pada daerah ultra-violet dan sinar tampak. Alat ini

digunakan guna mengukur serapan sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu

materi dalam bentuk larutan. Konsentrasi larutan yang dianalisis sebanding

dengan jumlah sinar yang diserap oleh zat yang terdapat dalam larutan tersebut.

Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri.

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.

C. KEGUNAAN UV-VIS

Spektroskopi UV/VIS merupakan metode penting yang mapan, andal dan

akurat. Dengan menggunakan spektroskopi UV/VIS, substansi tak dikenal dapat

diidentifikasi dan konsentrasi substansi yang dikenal dapat ditentukan. Pelarut

untuk spektroskopi UV harus memiliki sifat pelarut yang baik dan memancarkan

sinar UV dalam rentang UV yang luas. Selain itu spektroskopi UV/VIS juga

digunakan untuk cairan berwarna.

Adapun kegunaan lain dari spektrofotometer UV/VIS adalah alat yang

digunakan untuk mengukur transmitansi, reflektansi dan absorbsi dari cuplikan

sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometer digunakan untuk

mengukur energi cahaya secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan,

direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu

spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung

6

dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara

cuplikan dengan blanko atau pun pembanding.

D. ANALISIS SAMPEL SPEKTROSKOPI UV-VIS

Spektrofotometer UV-VIS dapat digunakan untuk analisis kualitatif

maupun analisis kuantitatif.

A. Analisis Kualitatif

Penggunaan alat ini dalam analisis kuantitatif sedikit terbatas sebab

spektrum sinar tampak atau sinar UV menghasilkan puncak-puncak serapan yang

lebar sehingga dapat disimpulkan bahwa spektrum yang dihasilkan kurang

menunjukan puncak-punca serapan. Namun, walaupun puncak yang dihasilkan

bebentuk lebar, puncak tersebut masih dapat digunakan untuk memperoleh

keterangan ada atau tidaknya gugus fungsional tertentu dalam suatu molekul

organik.

B. Analisis Kuantitatif

Penggunaan sinar UV dalam analisis kuantitatif memberikan beberapa

keuntungan, diantaranya ;

Dapat digunakan secara luas

Memiliki kepekaan tinggi

Keselektifannya cukup baik dan terkadang tinggi

Ketelitian tinggi

Tidak rumit dan sepat

Adapun langkah-langkah utama dalam analisis kuantitatif adalah ;

• Pembentukan warna ( untuk zat yang yang tak berwarna atau warnanya

kurang kuat ),

• Penentuan panjang gelombang maksimum,

• Pembuatan kurva kalibrasi,

7

• Pengukuran konsentrasi sampel.

Radiasi ultraviolet memiliki panjang gelombang kurang dari 200 nm

adalah sulit untuk menangani, dan jarang digunakan sebagai alat rutin untuk

analisis struktural.

Energi yang disebutkan diatas adalah cukup untuk mempromosikan atau

merangsang elektron molekul ke energi orbital yang lebih tinggi. Akibatnya,

penyerapan spektroskopi dilakukan di wilayah ini kadang disebut "spektroskopi

elektronik".

Panjang gelombang cahaya UV-VIS jauh lebih pendek daripada

panjang gelombang radiasi inframerah. Spektrum sinar tampak terentang dari

sekitar 400 nm (ungu) sampai 750 nm (merah), sedangkan spektrum ultraviolet

terentang dari 100 nm sampai 400 nm.

Kuantitas energi yang diserap oleh suatu senyawa berbanding terbalik

dengan panjang gelombang radiasi :

8

Violet : 400 - 420 nm Indigo : 420 - 440 nm Biru : 440-490 nm Hijau : 490-570 nm Kuning: 570-585 nm Oranye: 585-620 nm Merah: 620-780 nm

Gambar spektrum UV.

Analisis ini dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari

larutan sampel yang diukur. Prinsip penentuan spektrofotometer UV-VIS adalah

aplikasi dari Hukum Lambert-Beer, yaitu:

A = - log T = - log It / Io = ε . b . C

9

Dimana :

A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur

T = Transmitansi

I0 = Intensitas sinar masuk

It = Intensitas sinar yang diteruskan

ε = Koefisien ekstingsi

b = Tebal kuvet yang digunakan

C = Konsentrasi dari sampel

Penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis

menggunakan spektrofotometer adalah:

a) Serapan oleh pelarut

Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi

matrik selain komponen yang akan dianalisis.

b) Serapan oleh kuvet

Kuvet yang biasa digunakan adalah dari bahan gelas atau kuarsa.

Dibandingkan dengan kuvet dari bahan gelas, kuvet kuarsa memberikan kualitas

yang lebih baik, namun tentu saja harganya jauh lebih mahal. Serapan oleh kuvet

ini diatasi dengan penggunaan jenis, ukuran, dan bahan kuvet yang sama untuk

tempat blangko dan sampel.

c) Kesalahan fotometrik normal

Pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal

ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas

dari alat yang digunakan. (melalui pengenceran atau pemekatan) Sama seperti

pHmeter, untuk mengatasi kesalahan pada pemakaian spektrofotometer UV-VIS

maka perlu dilakukan kalibrasi. Kalibrasi dalam spektrofotometer UV-VIS

dilakukan dengan menggunakan blangko:

Setting nilai absorbansi = 0

Setting nilai transmitansi = 100 %

10

Penentuan kalibrasi dilakukan dengan mengikuti prosedur sebagai berikut:

a. Dilakukan dengan larutan blangko (berisi pelarut murni yang digunakan dalam

sampel)

dengan kuvet yang sama.

b. Setiap perubahan panjang gelombang diusahakan dilakukan proses kalibrasi.

c. Proses kalibrasi pada pengukuran dalam waktu yang lama untuk satu macam

panjang

gelombang, dilakukan secara periodik selang waktu per 30 menit.

Dengan adanya proses kalibrasi pada spektrofotometer UV-VIS ini maka akan

membantu pemakai untuk memperoleh hasil yang akurat dan presisi.

E. PENENTUAN KROMATOGRAM

Penyerapan sinar tampak atau ultraviolet oleh suatu molekul dapat

menyebabkan terjadinya eksitasi molekul tersebut dari tingkat energi dasar

(ground state) ke tingkat energi yang lebih tinggi (excited stated). Proses ini

melalui dua tahap :

tahap 1 : M + hv M*

tahap 2 : M* M + heat

Pengabsorbsian sinar ultraviolet atau sinar tampak oleh suatu molekul

umumnya menghasilkan eksitasi bonding; akibatnya, panjang gelombang absorbsi

maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul

yang sedang diselidiki. Oleh karena itu, spektroskopi serapan berharga untuk

mengidentifikasi gugus-gugus fungsional yang ada dalam suatu molekul. Akan

tetapi, yang lebih penting adalah penggunaan spektroskopi serapan ultra violet dan

sinar tampak untuk penentuan kuantitatif senyawa-senyawa yang mengandung

gugus pengabsorbsi.

11

Gugus atom yang menyebabkan terjadinya absorpsi cahaya

disebut kromofor (chromophores). Secara umum, ada tiga jenis

senyawa kimia yang mengandung gugus pengabsorpsi yaitu:

Senyawa organik yang memiliki elektron σ, π, dan n.

Absorpsi yang melibatkan elektron dari orbital d dan f.

Absorpsi perpindahan muatan (charge transfer electrons)

A. Senyawa organik yang mengandung elektron σ , π, dan n.

Zat pengabsorbsi yang mengandung elektron σ , π, dan n meliputi

molekul/ion organik juga sejumlah anion anorganik. Semua senyawa organik

mampu mengabsorbsi cahaya, sebab senyawa organik mengandung elektron

valensi yang dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Energi eksitasi

untuk elektron pembentuk ikatan tunggal adalah cukup tinggi sehingga

pengabsorbsiannya terbatas pada daerah ultraviolet vakum (λ<185), dimana

komponen-komponen atmosfer jugamengabsorbsi secara kuat. Oleh karena itu

percobaan dengan sinar ultraviolet vakum ini sulit dilakukan. Akibatnya,

penyelidikan spektroskopi senyawa-senyawa organik dilakukan pada daerah

panjang gelombangnya lebih besar dari 185nm. Pengabsorbsian sinar ultraviolet

dan sinar tampak, yang panjang gelombangnya lebih besar, terbatas pada sejumlah

gugus fungsional ( chromophore) yang mengandung elektron valensi dengan

energi eksitasi rendah.

Jenis elektron pengabsorbsi

Elektron-elektron yang bertanggung jawab pada pengabsorbsian cahaya

oleh suatu molekul organik adalah

1) Elektron-elektron yang terlibat langsung didalam pembentukan ikatan

antara atom-atom

2) Elektron-elektron bebas atau tak berpasangan seperti pada atom-atom

oksigen, halogen, belerang dan nitrogen.

12

Ikatan kovalen terjadi karena elektron pembentuk ikatan bergerak didalam

medan dua atom pusat untuk mengurangi gaya tolakan koulom antara pusat-pusat.

Medan-medan yang terlokalisasikan diantara atom-atom ditempati oleh elektron-

elektron bonding yang disebut orbital molekul dan dianggap sebagai hasil dari

tunpang tindih orbital atom. Bila dua orbital atom bergabung, maka salah satu

orbital molekul bonding berenergi rendah atau orbital moolekul antibonding yang

berenergi tinggi dihasilkan.

Orbital-orbital molekul yang diasosiasikan dengan ikatan tunggal didalam

molekul-molekul ditandai dengan orbital sigma (σ ), dan elektron yang terlibat

adalah elektron σ. Ikatan rangkap dua didalam suatu molekul organik

mengandung dua jenis orbital molekul: orbital sigma (σ ) yang membentuk

sepasang ikatan elektron dan orbital pi (π) yang membentuk pasangan lainnya.

Penyebaran muatannya ditandai oleh suatu noda (daerah debgan kerapatan

muatannya sepasang) sepasang sumbu ikatan dan kerapatan maksimum didaerah

bidang atas dan bawah adalah sigma da pi antibonding; orbital-orbitall ini ditandai

oleh σ* dan π*. Beberapa senyawa organik mengandung elektron-elektron

nonbonding. Elektron-elektron tak berpasangan ini ditandai oleh simbol n. Energi-

energi untuk bebrapa jenis orbital molekul yang berbeda. Transisi elektron

diantara tingkat-tingkat energi tertentu yang disebabkan oleh pengabsorbsian

radias

Gambar 1. Diagram tingkat energi pada transisi elektron

13

a. Transisi σ σ*

Disini suatu elektron didalam orbital molekul bonding diaksitasi ke orbital

antibonding yang sesuai dengan pengabsobsian radiasi. Molekul berada dalam

bentuk exited state, σ*. Relatif terhhadap transisi lainnya, energi yang diperlukan

untuk menyebabkan transisi σ σ* adalah besar ( gambar. 1). Metana sebagai

contoh senyawa yang mengandung hanya sedikit ikatan tunggal C – H dan karena

itu hanya dapat mengalami transisi σ σ* yang memperlihatkan absorbsi

maksimum pada 125 nm. Etana mempunyai puncak absorbsi pada 135 nm, yang

juga berasal dari jenis transisi yang sama, tetapi disini elektron yang berasal dar

ikata C – C. oleh karena kekuatan ikatan C – C lebih lemah dari pada ikatan C – H

maka energi yang lebih kecil dibutuhkan untuk eksitasi pada ikatan C – C; jadi

puncak absorbsi terjadi pada panjang gelombang yang lebih besar.

b. Transisi n σ*

Senyawa-senyawa jenuh yang mengandung atom-atom dengan elktron-

elektron yang tidak berpasangan (elektron nonbonding) mempunyai kemampuan

untuk mengadakan transisi n σ*. Umumnya transisi ini memerlukan energi

yang lebih kecil dari pada transisi σ σ*, dan dapat disebabkan oleh radiasi

didaerah antara 150nm dan 250nm. Pada data dibawah ini terlihat bahwa energi

yang diperlukan untuk transisi bergantung terutama pada jenis atom yang

berikatan dan pada struktur molekul.

Tabel. 1 Absorpsi UV yang menyebabkan transisi n → σ*

Struktur λmaks, nm ε

H2O 167 1480

CH3OH 184 150

CH3CL 173 200

CH3I 258 365

(CH3)2O 184 2520

14

CH3NH2 215 600

(CH3)3N 227 900

c. Transisi π → π* dan transisi n → π*

Umumnya penggunaan spektroskopi serapan pada senyawa-senyawa

organik didasarkan pada transisi elektron n dan π karena energi-energi yang

diperlukan untuk proses-proses ini cukup rendah, yaitu pada spektrum yang baik

sekali (200 – 700 nm). Kedua transisi memerlukan adanya suatu gugus funsional

tak jenuh untuk menydiakan orbital π. Absorptivitas molar (ε) sangat besar yaitu

antara 1000 – 10.000 L.cm-1.mol-1.

Jenis pelarut yang dipakai mempengaruhi panjang gelombang maksimum.

Puncak-puncak (maksimum-maksimum ) yang diasosiakan dengan transisi n→ π*

digeser ke panjang gelombang yang lebih pendek (hypsochromatic atau blue

shift) dengan bertambahnya kepolaran pelarut. Biasanya, tapi tidak selalu,

kebalikannya teramati untuk transisi π → π* (bathochromic atau red shift).

Tabel 2. Absorpsi UV yang menyebabkan transisi π → π*

Struktur λmaks, nm Ε

RCH=CHR 165 15.000

R-C≡C-R 173 6.000

RR’C=O 188 900

>C=N- 190 5.000

-C≡N <160 -

-ONO 218,5 1.120

d. Transisi n → π*

Transisi ini terjadi pada senyawa organik tak jenuh yang mengandung satu

atau lebih atom dengan pasangan elektron bebas yang berasal dari atom N, O, F,

15

Cl, Br, I, S, P. Absorptivitas molar (ε) relatif kecil yaitu antara 10 – 100 L.cm-

1.mol-1.

B. Absorpsi yang melibatkan elektron dari orbital d dan f.

Kebanyakan ion-ion logam transisi mengabsorbbsi radiasi didaerah

spektrum ultraviolet atau sinar tampak. Untuk deret lantanida dan aktinida, proses

pengabsorbsian menyebabkan transisi elektron 4f dan 5f. sedangkan untuk deret

pertama dan kedua logam transisi menyebabkantransisi elektron 3d dan 4d.

1. Absorbsi oleh deret pertama dan kedua logam transisi ( orbital d)

Ion-ion dan kompleks-kompleks dari 18 unsur transisi deret pertama dan

kedua cenderung mengabsorbsi sinar tampak. Berbeda dengan unsur-unsur

aktinida dan lantanida, unsur-unsur transisi ini sering mempunyai pita absorbsi

yang melebar ( gambar 2) dan sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan . Salah

satu contoh unsur transisi blok 3d yang berwarna yaitu Mn7+ dalam senyawa

KmnO4.

2. Absorpsi oleh ion-ion lantanida dan aktinida ( orbital f)

Berbeda dengan sifat kebanyakan pengabsorbsi anorganik dan

pengabsorpsi organik, spektra ion-ion lantanida dan aktinida meruncing, jelas dan

16

khas, yang sedikit dipengaruhi oleh jenis ligan yang bergabung dengan ion logam

tersebut (gambar 3). Hal ini disebabkan karena orbital-orbital dalam dihalangi

oleh pengaruh luar elektron-elektron yang menempati bilangan kuantum utama

yang lebih tinggi.

Gambar 3. Spektrum absorpsi UV/Vis unsur Ce, Nd, Pr dan Sm

C. Absorpsi perpindahan muatan (charge transfer electrons)

Zat-zat yang menunjukan absorbsi perpindahan muatan sangat penting,

karena absorbtivitas molarnya sangat besar (εmak>10.000). hal ini meningkatkan

kesensitipan pendekatan dan penentuan zat-zat pengabsorbsi. Beberapa kompleks

anorganik memperlihatkan absorbsi perpindahan muatan dan karenanya disebut

komplek pperpindahan muatan . Salah satu contohnya yaitu reaksi antara ion

besi(II) dengan senyawa 5-nitro-6-amino-1,10-phenanthroline membentuk

senyawa kompleks Tris(5-nitro-6-amino-1,10-phenanthroline)iron(II). Senyawa

kompleks ini memiliki absorpsi maksimum pada 520 nm dengan absorptivitas

molar (ε) sebesar 1,39 x 104.

17

Suatu komplek memperlihatkan spektrum perpindahan muatan, jika salah

satu komponennya mempunyai sifat penyumbang elektron(electron donor), maka

komponen lain yang bersifat penerima elektron(electron acceptor). Umumnya,

didalam charge-transfer komplek yang melibatkan ion logam, logam bertindak

sebagai akseptor elektron. Kecuali didalam kompleks besi (II) o-fenantrolin atau

tembaga (I) o-fenantrolin, ligan merupakan akseptor elektron dan ion logam

sebagai donoe elektron.

F. INSTRUMEN UV-VIS

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang

terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrofotometer

menghasilkam sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu

dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang

ditransmisikan atau yang diarbsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan

untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut

ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari

panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan dengan

fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih

terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma,

grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan

panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter

18

dengan berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan

trayek panjang gelombang tertentu. Suatu spektrofotometer tersusun

dari sumber spectrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel

pengarbsorbsi untuk larutan sample dan blanko ataupun pembanding.

Spektrofotometer terdiri dari :

Sumber cahaya.

Monokromator.

Kompartemen sampel.

Detektor dan pengukur intensitas cahaya.

Skema konstruksi spektrofotometer :

Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut

spektrofotometer terdiri dari :

sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out

(pembaca).

1. Sumber Cahaya

19

Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki

pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang

biasa untuk daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah

lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungsten). Lampu ini

mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang (l ) adalah 350 –

2200 nanometer (nm).

Gambar 1. Lampu wolfram

Di bawah kira-kira 350 nm, keluaran lampu wolfram itu

tidak memadai untuk spektrofotometer dan harus digunakan

sumber yang berbeda. Paling lazim adalah lampu tabung tidak

bermuatan (discas) hidrogen (atau deuterium) 175 ke 375 atau

400 nm. Lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk

sumber pada daerah ultraviolet (UV).

Gambar 2. Lampu deuterium

2. Monokromator

20

Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk

menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen

panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang bebeda

(terdispersi). Ada 2 macam monokromator yaitu :

a. Prisma

b. Grating (kisi difraksi)

21

Keuntungan menggunakan kisi difraksi :

Dispersi sinar merata

Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama

Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spectrum

Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang gelombang tertentu yang

sesuai untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit yang disebut slit.

Ketelitian dari monokromator dipengaruhi juga oleh lebar celah (slit width) yang

dipakai. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu

mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya

monokromatis.

3. Sel sampel

Berfungsi sebagai tempat meletakan sampel, UV-VIS menggunakan kuvet

sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun

kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal

ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga

penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Kuvet biasanya

berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm. Cuvet harus memenuhi

syarat- syarat sebagai berikut :

22

Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua

cahaya.

Permukaannya secara optis harus benar- benar sejajar.

Harus tahan (tidak bereaksi) terhadap bahan- bahan kimia.

Tidak boleh rapuh.

Mempunyai bentuk (design) yang sederhana.

4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan

mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :

Kepekaan yang tinggi

Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.

Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.

Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

Macam-macam detektor :

Detektor foto (Photo detector)

Photocell, misalnya CdS.

Phototube

Hantaran foto

Dioda foto

Detektor panas

5. Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat

listrik yang berasal dari detektor.

Berdasarkan sistem optiknya terdapat 2 jenis spektrofotometer.

a. Spektrofotometer single beam (berkas tunggal)

Pada spektrofotometer ini hanya terdapat satu berkas sinar yang dilewatkan

melalui cuvet. Blanko, larutan standar dan contoh diperiksa secara bergantian.

23

b.Spektrofotometer double beam (berkas ganda)

Pada alat ini sinar dari sumber cahaya dibagi menjadi 2 berkas oleh cermin yang berputar (chopper).

Berkas pertama melalui kuvet berisi blanko Berkas kedua melalui kuvet berisi standar atau contoh

Blanko dan contoh diperiksa secara bersamaan seperti

terlihat pada gambar. Blanko berguna untuk menstabilkan

absorbsi akibat perubahan voltase atau Io dari sumber cahaya.

Dengan adanya blanko dalam alat kita tidak lagi mengontrol titik

nolnya pada waktu-waktu tertentu, hal ini berbeda jika pada

single beam.

24

G. PARAMETER INSTRUMEN SPEKTROSKOPI UV-VIS

Pada dasarnya, setiap instrumen dalam metode analisis kualitatif maupun

analisis kuantitatif memiliki parameter dalam pengukurannya. Instrumen

spektoskopi UV-VIS memiliki beberapa parameter, yaitu:

1. Resolusi Spektral

Resolusi spektral merupakan kemampuan instrumen untuk membedakan

dua atau lebih panjang gelombang yang berdekatan (hampir sama panjang

gelombangnya).

25

Dua buah panjang gelombang dianggap berbeda jika jarak minimum

antara kedua puncak dari output detektor sinyal lebih rendah dari 80% maksimum.

2. Akurasi Panjang Gelombang dan Presisi

Akurasi panjang gelombang dan presisi merupakan hal yang sangat

penting untuk membandingkan hasil pengukuran antara instrumen yang satu

dengan yang lainnya.

3. Akurasi Fotometri dan Presisi

Akurasi fotometri dan prisisi meliputi penyimpangan cahaya (stray light),

gangguan (noise), dan penyimpangan (drift).

26

A. Stray Light

Stray light dapat didefenisikan sebagai cahaya yang terdeteksi karena

adanya panjanng gelombang yang terletak di luar lebar pita (bandwidth) dari

panjang gelombang yang yang dipilih.

Stray light menyebabkan bias negatif dalammenanggapi instrumen dan

akhirnya adalah faktor pembatas untuk absorbansi, dan dengan

demikian konsentrasi, yang dapat diukur (akhirnya penyimpangan dalam

pembacaan data absorbansi)

B. Noise

Gangguan ini mempengaruhi ketepatan pengukuran, untuk satu

pengukuran, mungkin termasuk kesalahan dalam akurasi juga.

Kesalahan total pada setiap absorbansi adalah jumlah dari kesalahan

karena penyimpangan cahaya dan gangguan(gangguan foton dan gangguan

elektronik).

27

Rata-rata titik dari data mengurangi gangguan.

C. Drift

Penyimpangan (drift) pada umumnya merupakan hasil dari variasi

intensitas lampu antara pengukuran. Perubahan elektronik instrumen juga dapat

menyebabkan penyimpangan.

BAB III PENUTUP

A. KESIMPULAN

28

1. Spektrofotometri pada UV-VIS adalah suatu metode analisa yang

didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu

lajur larutan berwarna.

2. Kegunaan Spektrofotometri UV-VIS untuk identifikasi senyawa

organik dan cairan berwarna

3. Analisis Spektrofotometri UV-VIS terbagi 2:

Analisis kualitatif

Analisis kuantitatif

4. Kalibrasi digunakan untuk memperoleh hasil yang akurat dan presisi

5. Kromatogram berupa gelombang yang menyatakan (a- λ).

Penentuan kromatogram meliputi :

Senyawa organik yang mengandung elektron σ , π, dan n.

Absorpsi yang melibatkan elektron dari orbital d dan f.

Absorpsi perpindahan muatan (charge transfer electrons)

6. Instrument pada spektroskopi UV-VIS terbagi 2 :

Spektrofotometer single beam (berkas tunggal)

Spektrofotometer double beam (berkas ganda)

7. Parameter instrumen UV-VIS terbagi 3 :

Resolusi Spektral

Akurasi Panjang Gelombang dan Presisi

Akurasi Fotometri dan Presisi

B. KRITIK DAN SARAN

Dengan adanya makalah ini semoga bermanfaat bagi penulis dan

pembaca,sehingga dapat menambah ilmu pengetahuan. Apabila ada kritik dari

teman-teman sangat mendukung untuk perbaikan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

29

Darusman,LK.2003. Diktat Kimia Analitik. Bandung : FMIPA ITB Press.

Day. J.Y dan Underwood A.L. 2002 Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta :

Airlangga

Flanagan, Robert james,dkk.2003. Fundamental of Analitical Toksikologi. New

York. SP Press.

Hendayana,suma.dkk.1994. Kimia Analitik Instrument. Semarang : IKIP

Semarang Press.

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/spektrofotometri/

diakses pukul 22.00, tanggal 3 Maret 2012

Khopkar S. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: Erlangga.

Mathias, Laksi.2000. Kimia Analitik Dasar.Bandung : Grafindo Media Utama.

www. Chem.agilent. com. UV-VIS Spektroskopi Chemical analisis.pdf diakses

tanggal 4 maret 2012 pukul 23.00.

30