TUGAS INDIVIDU INSTRUMEN ANALISIS FARMASI SPEKTROSKOPI

OLEH : SEPTARIA ( 1001090 )

Dosen : Kamal Rullah, M.Si.Apt.

Program Studi S1 Farmasi Sekolah Tinggi Farmasi Riau 2012

I.

SPEKTROFOTOMETRI UV-Vis Instrumen Spektrofotometer UV-vis komponen komponenya terdiri dari : 1. Sumber radiasi Untuk UV umumnya lampu hidrogen atau deuterium sedangkan untuk visible lampu tungsten-halogen. 2. Monokromator Menggunakan prisma untuk dispersi spektra. Digunakan untuk menghamburkan cahaya ke dalam panjang gelombang unsur unsurnya, yang diseleksi lebih lanjut dengan celah. Monokromator berotasi sehingga rentang panjang gelombang dilewatkan melalui sampel ketika instrumen tersebut memindai sepanjang spektrum, 3. 4. 5. Pemecah sinar ( cermin berotasi ) Detektor Kuvet Kuvet terbuat dari bahan bahan yang bersifat tidak mempengaruhi absorban. Mekanisme kerja Tempatkan larutan pembanding, misalnya blangko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan dianalisis pada sel kedua. Kemudian pilih foto sel yang cocok 200nm-650nm (650nm-1100nm) agar daerah yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang foto sel dalam keadaan tertutup nol galvanometer didapat dengan menggunakan tombol darkcurrent. Pilih h yang diinginkan, buka fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blangko dan nol galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100%. Lewatkan berkas cahaya pada larutan sampel yang akan dianalisis. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel. Penyiapan sampel Larutan selalu dibuat dengan cermat : larutan standar dibuat dalam labu ukur, konsentrasi biasanya sekitar 0,1%. Untuk pekerjaan yang memerlukan ketelitian semua gelas-gelas standard an sebagainya harus mempunyai kualitas analitis yang tinggi, dan jika

pengenceran dilakukan harus dikerjakan dalam volume yang dapat diukur dengan teliti; karena perbedaan volume yang sangat kecil akan dapat menyebabkan kesalahan. II. SPEKTROFOTOMETRI FT-IR

Spektrum infra merah terletak pada daerah dengan panjang gelombang berkisar dari 0,78 sampai 1000 nm atau bilangan gelombang dari 12800 sampai 10 cm-7 . dilihat dari segi aplikasi dan instrumentasi spektrum infra merah dibagi ke dalam tiga jenis radiasi yaitu infra merah dekat, infra merah pertengahan dan infra merah jauh.

Macam Macam Vibrasi 1. Vibrasi Regangan (Streching) Dalam vibrasi ini, atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu:

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

b. Regangan Asimetri, yaitu unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.

2.

Vibrasi Lenturan (Bending) Jika sistem tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi lenturan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi lentur ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu :

a. Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar b. Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar c. Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar d. Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar

Instrumen Spektrofotometer infra merah terdiri dari 5 bagian utama, diantaranya : 1. Sumber radiasi 2. Monokromator

3. Daerah cuplikan fotometer 4. Detektor 5. Skema peralatan infra merah

1.

Sumber radiasi Radiasi infra merah biasanya dihasilkan oleh pemijar Nerst dan Globar. Pemijar Nerst merupakan batang cekung dari Sirkonium dan Ytrium oksida yang dipanasi hingga 1500C dengan arus listrik. Pemijar Globar merupakan batang silikon Karbida yang dipanasi hingga 1200C, sehingga memancarkan radiasi kontinupada daerah 1-40 m.

2.

Monokromator Terdiri dari sistem celah masuk dan celah keluar alat pendispersi yang berupa kisi difraksi atau prisma dan cermin untuk memantulkan dan memfokuskan sinar. Bahan prisma adalah natrium klorida, kalium bromida, sesium bromida, dan litium flourida. Prisma natrium klorida paling banyak digunakan, karena dispersinya tinggi untuk daerah 5,0-16 m, tetapi kurang baik untuk daerah antara 1,0-5,0 m.

3.

Detektor Sebagian besar alat modern menggunakan detektor panas. Detektor fotolistrik tidak dapat digunakan untuk mendeteksi sinar infra merah, karena energi foton infra merah tidak cukup besar untuk membebaskan elektron dari permukaan katoda.

Ada 2 jenis instrumen yang biasa digunakan untuk memperoleh spektrum infra merah, yaitu : Instrumen dispersif

Yaitu menggunakan suatu monokromator untuk memilih masing masing bilangan gelombang secara berurutan untuk mementau intensitasnya setelah radiasi telah melewati sampel.

Penyusunan optik yang sebenarnya jauh lebih rumit daripada diagram ini, tapi diagram tersebut menunjukkan bagian bagian komponen penting untuk suatu instrumen infra merah dispersif. Filamen yang digunakan terbuat dari oksida logam seperti oksida zirkonium, itrium, dan torium dan dipanaskan untuk memancarkan cahaya di udara. Sampel tersebut terdapat dengan berbagai cara di dalam cakram atau sel yang terbuat dari halida logam alkali. Jika cahaya telah melewati sampel, cahaya tersebut didespersikan sehingga satu bilangan gelombang atau sedikit bilangan gelombang dapat dipantau secara berurutan dengan detektor yang melintasi rentang spektrum tersebut. Instrumen Transformasi Fourier ( Fourier transform infrared, FT-IR ) menggunakan suatu interferometer. Instrumen transformasi Fourier

Yaitu

menghasilkan sumber radiasi dengan masing masing bilangan gelombang dapat dipantau dalam 1 detik pulsa radiasi tanpa memerlukan dispersi. Prinsip alat ini hampir sama dengan instrumen depresif, kecuali monokromator digantikan oleh suatu interferometer. Interferometer menggunakan cermin bergerak untuk memindahkan bagian radiasi yang dihasilkan oleh suatu sumber sehingga menghasilkan suatu interferogram yang dapat diubah dengan menggunakan suatu persamaan yang disebut transformasi Fourier.

Penyiapan sampel Ada beberapa cara penyiapan sampel yang digunakan, antara lain sebagai berikut :

1. Sampel berfungsi sebgai suatu selaput tipis yang diapit di antara dua cakram NaCl atau KCl. Untuk metode ini, sampel harus berupa cairan, sehingga sampel tersebut dapat difungsikan tanpa penyiapan, atau harus digerus terlebih dahulu menjadi pasta dalam matriks cair biasanyaa parafin cair. 2. Sampel di gerus sampai menjadi serbuk dengan KBr atau KCl. KBr biasanya digunakan, kecuali yang dianalisis adalah suatu garam hidroklorida, sehingga KCl digunakan untuk menghindari pertukaran halogen. 3. Spektrum infra merah cairan atau larutan dalam suatu pelarut organik, biasanya kloroform, dapat diperoleh dengan menempatkan cairan ke dalam suatu sel berjalur pendek dengan lebar 1 mm. Sel sel dibuat dari NaCl atau KCl dan untuk sampel yang mengandung air tidak bisa digunakan. 4. Pengembangan mutakhir dalam penyiapan sampel adalah penggunaan pantulan baur. Pantulan baur adalah fenomena yang mudah diamati. 5. Pantulan total terlemahkan adalah pengembangan mutakhir lain dalam penanganan sampel.

Interpretasi Spektrum 1. Tahap I Lihat puncak absorpsi dari gugus karbonil ( C=O ) pada kisaran 1600-1820 cm-1. 2. Tahap II Bila ada gugus C=O, periksa gugus asam karboksilat ( OH ) pada frekuensi 2500-3000 cm-1 ( sedang ), gugus amida ( NH ) pada frekuensi 3100-3500 cm-1 ( sedang ), gugus ester ( C-O ) pada frekuensi 1000-1300 cm-1 ( tajam ), gugus aldehida ( CH ) pada frekuensi anhidrida ( C=O ) pada frekuensi 1760 cm-1 ( tajam dan 1810 cm-1 ( tajam ) dan terakhir gugus keton bila bukan asam karboksilat, amida, ester, aldehida, ataupun anhidrida. 3. Tahap III Bila tidak ada gugus C=O, periksa adanya gugus alkohol ( OH ) pada frekuensi 3300-3600 cm-1 ( sedang ), gugus amida ( NH ) pada frekuensi

3500 cm-1, dan gugus ester ( C-O ) pada frekuensi 1000-1300 cm-1 ( tajam, bila gugus OH tidak ada ). 4. Tahap IV Ikatan rangkap dua, mula mula periksa gugus fungsional alkena ( C=C ) pada frekuensi 1600-1680 cm-1 ( sedang lemah ) kemudian gugus aromatik ( C=C ) pada frekuensi 1475-1650 cm-1 ( sedang lemah ) 5. Tahap V Ikatan ganda tiga, periksa gugus nitril ( C=N ) pada frekuensi 2240-2260 cm-1 ( sedang tajam ) dan gugus alkuna pada frekuensi 2100-2250 cm-1 ( lemah tajam ). 6. Tahap VI Periksa adanya gugus nitro ( R-NO2 ) mempunyai dua puncak absorpsi tajam yaitu pada frekuensi 1500-1600 cm-1 dan 1300-1390 cm-1. 7. Tahap VII Bila tidak ada semua gugus fungsional tersebut diatas, periksa adanya hidrokarbon dengan puncak absorpsi pada frekuensi pada frekuensi sekitar 3000 cm-1.

III.

SPEKTROFOTOMETRI MASSA (MS) Spektrofotometer massa bekerja dengan membangkitkan molekul molekul bermuatan atau fragmen fragmen molekul baik dalam keadaan sangat hampa atau segera sebelum sampel memasuki ruang sangat hampa dengan menggunakan berbagai metode untuk produksi ion. Ion ion dihasilkan dalam fase gas sehingga ion tersebut kemudian dapat dimanipulasi dengan penerapan pada medan magnet atau medan listrik agar dapat menentukan bobot molekulnya. Spektrum massa dipaparkan sebagai grafik batang. Setiap puncak dalam spektrum spektrum menyatakan suatu fragmen molekul. Fragmen fragmen disusun sedemikian rupa sehingga puncak puncak ditata menurut kenaikan m/z dari kiri ke kanan dalam spektrum. Puncak tertinggi dalam suatu spektrum disebut puncak dasar ( base peak ). Instrumen Komponen instrumen spektrometer massa :

1. Sistem pemasukan cuplikan 2. Kamar pengion dan pemercepat 3. Analisator 4. Kolektor ion 5. Penguat 6. Pencatat

Mekanisme kerja 1. Sampel dimasukkan, diuapkan dan diumpankan dalam suatu aliran yang barkesinambungan ke dalam kamar pengionan. Kamar pengionan dijaga agar tetap dalam keadaan vakum untuk meminimalkan tabrakan dan reaksi antara radikal, molekul udara dan lain lain. 2. Didalam kamar ini, sampel melewati sutu aliran elektron berenergi tinggi yang menyebabkan ionisasi beberapa molekul sampel menjadi ion ion molekul. 3. Setelah terbentuk, sebuah ion molekul dapat mengalamai fragmentasi dan penataan ulang. Proses prose ini berjalan sangat cepat ( 10-10-10-6 detik ). Partikel yang berumur lebh panjang dapat di deteksi oleh pengumpul ion, sedangkan yang berumur lebih pendek mungkin tidak sempat mencapai pengumpul ion, dan tidak terdeteksi sehingga hanya produk produk fragmentasinya yang menunjukkan puncak. 4. Segera setelah radikal radikal ion dan partikel partikel lain itu terbentuk, mereka diumpankan melewati dua elektroda, lempeng pemercepatan ion, yang mempercepat partikel bermuatan positif. 5. Partikel bermuatan negatif dan netral tidak dipercepat dan terus - menerus dibuang oleh pompa vakum. Dari lempeng pemercepat partikel bermuatan positif menuju ketabung analisator, dimana partikel partikel ini dibelokkan oleh medan magnet sehingga lintasannya melengkung.

IV.

MAGNETIK INTI (NMR)-1 Instrumen Spektrofotometer Resonansi Magnetik Inti komponen komponennya terdiri dari :

1. Magnet 2. Kumparan penerima 3. Tabung sampel 4. Kumparan penyapu 5. Transmiter 6. Penguat

Mekanisme kerja 1. Sampel diletakkan di dalam tabung RMI kaca sempit dan diputarkan dalam medan magnet tetap pada lebih kurang 30 revolusi/ menit dengan menggunakan alat turbin udara sehingga memastikan keseragaman medan magnet yang melewati sampel tersebut dengan arah horizontal. Sampel dianalisis dalam larutan di dalam suatu pelarut terdeuterasi untuk memastikan tidak ada interferensi dengan sinyal dari proton sampel oleh proton pelarut dalam jumlah yang jauh lebih banyak. 2. Titik acuan 0 bagian per sejuta (bpj) ditentukan dengan frekuensi ketika proton proton dalam tetrametilsilan ( TMS ) menyerap. Terkadang proton proton residual di dalam pelarut digunakan untuk mengunci proton proton dalam suatu spektrum, misalnya proton residual tersebut dalam kloroform terdeuterasi adalah pada 7.25 bpj dibandingkan dengan TMS. 3. Agar dapat memperoleh suatu spektrum proton,radiasi frekuensi radio disapu melintasi suatu rentang lebih kurang 10 bpj, misalnya 1000 Hz jika medan magnet tersebut dicatat pada suatu instrumen 100 mHz atau 6000 mHz jika spektrum tersebut dicatat pada suatu instrumen 600 mHz. Kumparan penerima mengukur serapan radiasi pada waktu frekuensi tersebut disapu disepanjang rentang yang sedang diperiksa. 4. Seperti halnya penentuan frekuensi ketika proton dalam molekul menyerap, instrumen tersebut menentukan area masing masing sinyal yang sebanding dengan jumlah proton yang penyerap radiasi misalnya tiga proton memberikan suatu area tiga kali besarnya suatu sinyal yang dihasilkan oleh satu proton dalam molekul yang sama. 5. Instrumen modern tidak didasarkan pada suatu gelombang kontinu, tetapi pada suatu gelombang berpulsa yang bekerja menyebarkan frekuensi yang mencakup

rentang Hz yang menjadi perhatian. Data dari sejumlah pulsa diakumulasikan dengan menggunakan komputer.

Interpretasi Spektrum Langkah-langkah cara mengintepretasi spektra NMR : 1. Jumlah sinyal Yaitu berapa macam perbedaan dari proton proton yang terdapat dalam molekul. 2. Kedudukan sinyal Yaitu bagaimana lingkungan elektronik dari setiap proton. 3. Intensitas sinyal Yaitu berapa banyak proton dari setiap macam proton yang ada. 4. Pemecahan (splitting) sinyal menjadi beberapa puncak Yaitu bagaimana lingkungan dari proton proton yang berdekatan / tetangga.

V.

SPEKTROFOTOMETRI EMISI ATOM ( SEA ) DAN SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM ( AAS )

SPEKTROFOTOMETRI EMISI ATOM ( SEA )

Prinsip kerja spektrofotometri emisi atom adalah pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom atom secara termal tereksitasi sehingga atom tersebut memancarkan cahaya dan radiasi yang dipancarkan diukur. Spektroskopi emisi atom berperan penting dalam pengendalian Natrium, Kalium, dan Litium dalam sejumlah bahan baku dan formulasi. Garis garis emisi atom sangat sempit (