Spektrofotometri Spektrofotometri Ultraviolet (UV) – Ultraviolet (UV) –

Visibel (Vis)Visibel (Vis)

Fakultas FarmasiFakultas FarmasiUniversitas Muslim indonesiaUniversitas Muslim indonesia

Up-date Oktober 2014

Nining Sriwahyuni

2

Fokus Spektrofotometri UV-Vis

3

Spektrofotometri UV-Vis

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.

Spektrofotometer : instrumen yang digunakan untuk mengukur jumlah cahaya yang diserap atau intensitas warna yang sesuai dengan panjang gelombang

4

Persyaratan pelarut yang dipakai pada spektrofotometer UV-VIS antara lain :

Persyaratan pelarut yang dipakai pada spektrofotometer UV-VIS antara lain :Pelarut yang dipakai tidak mengandung ikatan rangkap terkonjugasi pada struktur molekulnya.Pelarut yang digunakan tidak   berwarna .Tidak terjadi interaksi dengan molekul senyawa yang dianalisis. Kemurniannya harus tinggi atau derajat untuk dianalisis.

5

Komponen-komponen spektrofotometer yang yaitu:

6

Sumber cahaya (Lampu) : memancarkan semua warna cahaya (yaitu, cahaya putih).

Monokromator : memilih satu panjang gelombang dan panjang gelombang yang dikirimkan melalui sampel.

Detektor : mendeteksi panjang gelombang cahaya yang telah melewati sampel.

Amplifier : meningkatkan sinyal sehingga lebih mudah untuk baca terhadap kebisingan latar belakang.

SUMBER RADIASI PADA SPEKTRO UV-VIS SUMBER RADIASI PADA SPEKTRO UV-VIS ADALAH :ADALAH :- LAMPU DEUTERIUM (D2), - LAMPU DEUTERIUM (D2), DAPAT DIPAKAI PADA DAPAT DIPAKAI PADA DAERAH DAERAH ΛΛ 190 NM SAMPAI 190 NM SAMPAI 380 NM.380 NM.- - LAMPU TUNGSTEIN LAMPU TUNGSTEIN MERUPAKAN CAMPURAN MERUPAKAN CAMPURAN DARI FILAMEN TUNGSTEN DARI FILAMEN TUNGSTEN DAN GAS IODIN (HALOGEN) DAN GAS IODIN (HALOGEN) DISEBUT SUMBER RADIASI DISEBUT SUMBER RADIASI “TUNGSTEN-IODINE” “TUNGSTEN-IODINE” BEKERJA PADA BEKERJA PADA ΛΛ 380 – 900 380 – 900 NM.NM.

Sumber Radiasi: Sumber Radiasi:

7

MONOKROMATOR BERFUNGSIMONOKROMATOR BERFUNGSIUNTUK MENDAPATKAN RADIASI UNTUK MENDAPATKAN RADIASI YANG MONOKROMATIK DARI YANG MONOKROMATIK DARI SUMBER RADIASI YANG SUMBER RADIASI YANG POLIKROMATIK. POLIKROMATIK.

MONOKROMATIK SPEKTRO UV-VIS MONOKROMATIK SPEKTRO UV-VIS TERDIRI DARI SUSUNAN : CELAH TERDIRI DARI SUSUNAN : CELAH (SLIT) MASUK – FILTER – PRISMA – (SLIT) MASUK – FILTER – PRISMA – KISI (GRATING) – CELAH (SLIT) KISI (GRATING) – CELAH (SLIT) KELUAR KELUAR

MonokromatorMonokromator

8

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.

Celah (Slitt)Celah (Slitt)

9

BERFUNGSI UNTUK MENYERAP WARNA KOMPLEMENTER SEHINGGA CAHAYA YANG DITERUSKAN MERUPAKAN CAHAYA BERWARNA YANG SESUAI DENGAN PANJANG GELOMBANG YANG DIPILIH.

Filter Optik Filter Optik

10

PRISMA AKAN MENDISPERSIKAN RADIASI ELEKTROMAGNETIK SEBESAR MUNGKIN SUPAYA DI DAPATKAN RESOLUSI YANG BAIK DARI RADIASI POLIKROMATIS.

PrismaPrisma

11

KISI DIFRAKSI KEUNTUNGAN LEBIH BAGI PROSES SPEKTROSKOPI. DISPERSI SINAR AKAN DISEBARKAN MERATA, DENGAN PENDISPERSI YANG SAMA, HASIL PECTRUM AKAN LEBIH BAIK. SELAIN ITU KISI DIFRAKSI DAPAT DIGUNAKAN DALAM SELURUH JANGKAUAN SPECTRUM.

Kisi (grating) Kisi (grating)

12

- KUVET ADALAH WADAH SAMPEL YANG AKAN DIANALISIS

- KUVET KACA DIGUNAKAN UNTUK ANALISIS SENYAWA MENGGUNAKAN SINAR TAMPAK (VISIBLE). SEDANGKAN KUVET KUARSA DAN KUVET KACA SILIKA DIGUNAKAN UNTUK ANALISIS MENGGUNAKAN SINAR ULTRAVIOLET.

- KUVET LEBURAN SILIKA DIPAKAI PADA DAERAH Λ 190 – 1100 NM, DAN KUVET DARI GELAS DIPAKAI PADA DAERAH Λ 380 – 1100 NM, KARENA MENGABSORPSI RADIASI UV

KuvetKuvet

13

- DETEKTOR BAGIAN TERPENTING DAN PALING MENENTUKAN KUALITAS DARI SPEKTRO.- DETEKTOR BERFUNGSI MENGUBAH SINYAL RADIASI YANG DITERIMA MENJADI SINYAL ELEKTRONIK

DetektorDetektor

14

- MEMPUNYAI KEPEKAAN TINGGI- RESPON KONSTAN PADA BERBAGAI PANJANG GELOMBANG- WAKTU RESPON CEPAT DAN SINYAL MINIMUM TANPA RADIASI- SINYAL LISTRIK YANG DIHASILKAN HARUS SEBANDING DENGAN TENAGA RADIASI

Syarat-syarat ideal sebuah detector adalah :

15

16

Beberapa macam detektor yang telah dipakai pada Spektro UV-Vis, adalah :

Jenis detector λ range (nm) Sifat pengukuran Penggunaan

Phototube 150 – 1000 arus listrik UV

Photomultiplier 150 – 1000 arus listrik UV/Vis

Solid state 350 – 3000

Thermocouple 600 – 20.000 arus listrik IR

Thermistor 600 – 20.000 hambatan listrik IR

Hukum Lambert-Beer

• Hukum Beer hanya dapat dipenuhi jika dalam range (cakupan) konsentrasi hasil kalibrasi berupa garis lurus, jadi kita hanya bekerja pada linear range

17

Gambar 1.1. Kurva standar yang memenuhi hukum Lambert Beer

18

Secara umum, Hukum Lambert beer dapat terlaksana jika memenuhi kondisi berikut: Tidak ada interaksi molekul (Encerkan larutan, biasanya 0,01 M, maka jarak rata-rata antara 2 molekul menjadi cukup kecil dan tingkat interaksi zat terlarutnya atau ikatan H dapat mempengaruhi lingkungan analit dan absorptivitas nyaBerkas sinar cahaya bersifat monokromatis. Jika berkas sinar tidak bersifat monokromatis, maka akan terjadi penyimpangan dengan berkas sinar polikromatisAnalit tidak mengalami asosiasi, disosiasi, atau reaksi dengan pelarut untuk memberikan produk dengan menyerap karakteristik yang berbeda dari analit. Jika analit mengalami reaksi dengan pelarut, maka akan terjadi penyimpangan kimia.

Hukum Lambert-Beer

19

Hukum Lambert-Beer Beberapa Penyimpangan Dalam Hukum Lambert-Beer:•Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.•Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.•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).

20

Aspek Kualitatif & Aspek kuantitatif

Aspek Kualitatif • Dilakukan dengan cara mengukur panjang gelombang

maksimal, karena setiap senyawa mengabsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang berbeda.

Aspek kuantitatif Dihitung berdasarkan pada harga absorbansi dimana:• Konsentrasi rendah absorban pun rendah• Konsentrasi tinggi absorban pun rendah• Senyawa yang asam gelombangnya sama

Syarat senyawa yang dapat dianalsis dengan spektrofotometer UV-Vis• Ikatan rangkap terkonjugasi: Dua ikatan rangkap terkonjugasi memberikan

suatu kromofor, seperti dalam butadien akan mengabsorbsi pada 217nm. Panjang gelombang serapan maksimum(lmax) dan koefisien ekstingsi molar (e) akan bertambah dengan bertambahnya jumlah ikatan rangkap terkonjugasi.

• Senyawa aromatik: cincin aromatik mengabsorbsi dalam daerah radiasi UV. Misal : benzen menunjukkan serapan pada panjang gelombang sekitar 255nm, begitu juga asam asetil salisilat.

• Gugus karbonil: pada gugus karbonil aldehida dan keton dapat dieksitasi baik dengan peralihan n→p* atau p→p*.

• Auksokrom: gugus auksokrom mempunyai pasangan elektron bebas, yang disebabkan oleh terjadinya mesomeri kromofor. Yang termasuk dalam gugus auksokrom ini adalah substituen seperti –OH, -NH2, -NHR, dan –NR2. Gugus ini akan memperlebar sistem kromofor dan menggeser absorbsi maksimum (lmax) ke arah l yang lebih panjang

• Gugus aromatik: adalah yang mempunyai transisi elektron n→p, seperti nitrat (313 nm), karbonat (217 nm), nitrit (360 dan 280 nm), azida (230 nm) dan tritiokarbonat (500 nm). 21

22

Aplikasi UV/Vis (Harvey, 395-398)

Bidang lingkungan(misal : analisis berbagai logam dalam air)

Bidang klinik(misal : analisis barbiturat dalam serum)

Bidang industriBidang industri farmasi : analisis antibiotika, hormon, vitamin, analgesik) Bidang industri lain : analisis makanan, cat, gelas, logam

Bidang Forensik(misal : analisis narkotika, alkohol dalam darah)

23

Literatur (1) Dyer,J.R., Applications of Absorption Spectroscopy of Organic

Compounds, Prentice-Hall, Inc., USA, 1965 Settle, F.A. (Editor), Handbook of Instrumental Techniques for

Analytical Chemistry, Prentice-Hall PTR, New Jersey, 1997 Miller,J.M dan Growther, J. B (Editors), Analytical Chemistry in a

GMP Environment, A Practical Guide, John Wiley & Sons, Inc., Canada, 2000.

Williams, D.H dan Fleming, I., Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, Edisi 5, McGraw-Hill Publishing Company, England, 1995

Bair, E.J., Introduction to Chemical Instrumentation, McGraw-Hill Book Company, Inc., USA, 1962

Willard, H.H dkk., Instrumental Methods of Analysis, edisi 4, Litton Educational Publishing, Inc., India, 1965

Kellner, R. dkk (Editor), Analytical Chemistry, The Approved Text to the FECS Curriculum Analytical Chemistry, Wiley-VCH, Germany, 1998

Nining Sriwahyuni

Wassalam

24