BAB I

PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Benda bercahaya seperti matahari atau bohlam listrik memancarkan spektrum yang lebar terdiri atas panjang gelombang. Panjang gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi mata manusia dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision). Dalam analisis secara spektrofotometri terdapat tiga daerah panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200 380 nm), daerah visible (380 700 nm), daerah inframerah (700 3000 nm) (Khopkar 1990).

Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Sedangkan peralatan yang digunakan dalam spektrofometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron yang ada pada atom ataupun molekul yang bersangkutan.

Para kimiawan telah lama menggunakan bantuan warna sebagai bantuan dalam mengenali zat-zat kimia. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai suatu perluasan pemeriksaan visual yang dengan studi lebih mendalam dari absorpsi energi radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya pengukuran ciri-ciri serta kuantitatifnya dengan ketelitian lebih besar.

BAB IITINJAUAN PUSTAKAA. Sejarah UV-VIS

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) 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. 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 Spektrofotometri UV-VIS

Kegunaan dari spektrofotometer UV/VIS adalah 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 dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan blanko atau pun pembanding.1. Analisis Sampel Spektroskopi UV-VISSpektrofotometer UV-VIS dapat digunakan untuk :a. Analisis KualitatifPenggunaan 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 organic.

b. Analisis Kuantitatif

Penggunaan sinar UV dalam analisis kuantitatif memberikan beberapakeuntungan, diantaranya ;

Dapat digunakan secara luas

Memiliki kepekaan tinggi

Keselektifannya cukup baik dan terkadang tinggi

Ketelitian tinggi

Tidak rumit dan cepatAdapun 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, Pengukuran konsentrasi sampel.

Radiasi ultraviolet memiliki panjang gelombang kurang dari 200 nm adalahsulit untuk menangani, dan jarang digunakan sebagai alat rutin untuk analisis struktural.

Gambar 1.1 eksitasi elektron

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 :

Gambar 1.2 panjang gelombang

Gambar 1.3 sinar tampak

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 1.4 spektrum UV.

Analisis ini dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari larutansampel yang diukur. Prinsip penentuan spektrofotometer UV-VIS adalah aplikasi dari Hukum Lambert-Beer, yaitu:A = - log T = - log It / Io = . b . CDimana :

A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur

T = Transmitansi

I0 = Intensitas sinar masuk

It= Intensitas sinar yang diteruskan

= 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 pelarutHal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi matrik selain komponen yang akan dianalisis.b. Serapan oleh kuvetKuvet 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 %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.

D. Cara Kerja Spektrofotometer

Spektrum elektromagnetik terdiri dari urutan gelombang dengan sifat-sifat yang berbeda. Kawasan gelombang penting di dalam penelitian biokimia adalah ultra lembayung (UV, 180-350 nm) dan tampak (VIS, 350-800 nm). Cahaya di dalam kawasan ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron valensi di dalam molekul tersebut (Keenan 1992).

Penyerapan sinar UV-Vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional atau gugus kromofor yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksutasi rendah. Tiga jenis elektron yang terlibat adalah sigma, phi, dan elektron bebas. Kromofor-kromofor organik seperto karbonil, alkena, azo, nitrat, dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimumnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron bebas nseperti hidroksil, metoksi, dan amina. Terkaitnya gugus kromofor akan mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih besar dan disertai dengan peningkatan intensitas (Hart 2003).

Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer (Aisyah 2009).

Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca (Hadi 2009)Larutan yang akan diamati melalui spektrofotometer harus memiliki warna tertentu. Hal ini dilakukan supaya zat di dalam larutan lebih mudah menyerap energi cahaya yang diberikan. Secara kuantitatif, besarnya energi yang diserap oleh zat akan identik dengan jumlah zat di dalam larutan tersebut. Secara kualitatif, panjang gelombang dimana energi dapat diserap akan menunjukkan jenis zatnya (Cahyanto 2008).

E. Aplikasi Instrumen Spektrofotometer UV-Visible1. Penetapan kadar parasetamol dalam tablet Kombinasi parasetamol dengan kofein Secara spektrofotometri ultraviolet-sinar tampakSpektrofotometri ultra violet-visible dengan menggunakan metode zero crossing merupakan metode alternatif dalam mengatasi penetapan kadar campuran dua komponen atau lebih senyawa yang spektrumnya saling tumpang tindih. Dalam penelitian ini dilakukan dengan membuat spektra serapan normal, spektra serapan derivat pertama, dan spektra serapan derivat kedua dari parasetamol dan kafein dengan perbandingan konsentarsi 6:0,5. Berdasarkan spektra tersebut ditentukan panjang gelombang zero crossing. Hasil penelitian menunjukkan tablet kombinasi parasetamol dan kafein dengan per-bandingan konsentrasi 6:0,5, hanya penetapan kadar parasetamol yang dapat ditentukan. Nilai panjang gelombang zero crossing parasetamol adalah 245 nm, rentang recovery adalah 80,19 96,52%, dan nilai presisi pada tiga konsentrasi masing-masing 1,32%, 1,07%, dan 0,07%. Berdasarkan penelitian tersebut, menghasilkan bahwa penetapan kadar parasetamol cara ini terhadap tablet kombinasi parasetamol dan kafein memiliki akurasi dan presisi yang baik.2. ANALISIS KADAR -KAROTEN PADA BUAH PARE (Momordica charantia L.) ASAL TERNATE SECARA SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS.Telah dilakukan Analisis Kadar -Karoten Pada Buah Pare (Momordica charantia L.) Secara Spektrofotometri UV-Vis. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan kadar -Karoten Pada Buah Pare (Momordica charantia L.) Asal Ternate secara spektrofotometri UV-Vis. Sampel buah pare (Momordica charantia L.) diekstraksi dengan pelarut aseton. Ekstrak yang diperoleh diekstraksi kembali dengan pelarut petroleum eter, kemudian disaponifikasi dengan pelarut KOH 15% dalam metanol. Ekstrak tersebut dibebas basakan dengan air suling. Ekstrak yang diperoleh dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat. Ekstrak yang diperoleh dianalisis kualitatif dengan menggunakan Kromatografi Lapis Tipis, dan analisis kuantitatif dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis pada panjang gelombang 450 nm diperoleh kadar rata-rata -karotenpada buah pare asal Ternate 0,7822 mg/100 g.3. PENGARUH URANIUM TERHADAP ANALISIS THORIUM MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER UV-VISTelah dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh uranium terhadap analisis thorium menggunakan metoda spektrofotometer uv-vis. Analisis dilakukan dengan pengomplek arsenazo III, karena sifat kimia thorium dan uranium hampir sama sehingga diduga uranium berpengaruh terhadap analisis thorium dengan menggunakan metoda spektrofotometri uv-vis. Untuk mengetahui pengaruh uranium tersebut digunakan thorium standar 2 ppm yang ditambahkan dengan uranium standar dengan variasi konsentarsi 0 ppm; 0.05 ppm; 0.1 ppm, 0.3 ppm, 1.0 ppm, 2.0 ppm dan 3.0 ppm, untuk pengkondisian keasaman ditambahkan asam oksalat 5%, dan sebagai pemgomplek ditambahkan 2 ml Arsenazo III 0.2%.. Untuk mengetahui konsentrasi dari thorium terlebih dahulu dibuat kurva kalibrasi dengan variasi konsentrasi 0 ppm, 0.2 ppm; 0.5 ppm, 1.0 ppm; 1.5 ppm; 2.0 ppm; 3.0 ppm; 4.0 ppm; 5.0 ppm dan 6.0 ppm. Setelah didapatkan kurva kalibrasi dihitung persen penyimpangan sampel campuran uranium dan thorium yaitu 5.64%; 8.24%; 19.69%; 34.85% dan 50,18%. Semakin besar konsentrasi uranium di dalam sampel maka akan menaikan serapan dan panjang gelombang akan bergeser kearah panjang gelombang uranium arsenazo. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa uranium sangat mempengaruhi analisis thorium dengan metoda spektrofotometri uv-vis dengan pengomplek arsenazo III, maka apabila dalam larutan yang mengandung thorium dan uranium.4. Perbandingan Metode Spektrofotometri UV-Vis dan KCKT (Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada Analisis Kadar Asam Benzoat danKafein dalam Teh Kemasan.Abstrak: Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui kadar asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT, serta untuk mengetahui perbandingan metode tersebut.Tahapan penelitian antara lain, preparasi sampel, pembuatan larutan, dan analisis kadar menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT yang dilanjutkan dengan analisis data. Pada analisis KCKT dilakukan tahapan optimasi fasa gerak (metanol-buffer ammonium asetat pH 4). Hasil penelitian sebagian besar kadar asam benzoat dan kafein lebih tinggi jika dianalisis menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis.DAFTAR PUSTAKA

Aisyah. 2008. Spektrofotometer. Farmasi UNHAS.Cahyanto. 2008. Tinjauan Spektrofotometer. Xains Info. http://xains-info.blogspot.com/2008/08/tinjauan-spektrofotometer.html (13 september 2012).

Hadi,A. 2005. Prinsip Pengelolaan pengambilan sampel lingkungan. PT. Gramedia : Jakarta.

Hart, L.,E. Craine dan Harold. 2003. Kimia Organik. Erlangga : Jakarta.

Keenan, C. 1998. Ilmu Kimia Untuk Universitas Edisi 6. Erlangga : Jakarta.

Khopkar,S. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI Press : Jakarta.19