Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari tentang metode-metode untuk menghasilkan dan menganalisis spektrum. Interpretasi spektrum yang dihasilkan dapat digunakan untuk analisis unsur kimia, meneliti arus energi atom dan molekul,meneliti struktur molekul, dan untuk menentukan komposisi dan gerak benda-benda langit. Dikenal dua kelompok utama spektroskopi, yaitu spektroskopi atom dan spektroskopi molekul. Dasar dari spektroskopi atom adalah tingkat energi elektron terluar suatu atom atau unsur, sedang dasar dari spektroskopi molekul adalah tingkat energi molekul yang melibatkan energi elektronik, vibrasi, dan rotasi.Berdasarkan sinyal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi empat golongan yaitu spektroskopi absorpsi, spektroskopi emisi,spektroskopi scattering, dan spektroskopi fluoresensi. Pada spektroskopi absorpsi,terdapat beberapa tipe metode spektroskopi berdasarkan sifat radiasinya, yaitu spektroskopi absorpsi atom (nyala), absorpsi atom (tanpa nyala) dan absorpsi sinar-x. Pada spektroskopi emisi, terdapat beberapa tipe metode spektroskopi yaitu arc spark, plasma argon, emisi atom atau emisi nyala dan emisi sinar-x. Alat untuk mengukur panjang gelombang cahaya secara akurat dengan menggunakan kisi difraksi atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang yang berbeda disebut spektrometer. Jenis spektrometer antara lain adalah spektrometer sinar tampak, spectrometer ultra-ungu, spektrometer infra-merah, spektrometer resonansi magnet inti, spektrometer serapan, spektrometer massa, dan spektrometer fluoresensi. Perbedaan dari jenis spektrometer tersebut terletak pada sumber cahaya atau sampel yang disesuaikan dengan apa yang akan diteliti. Pada spektrometer sinar tampak, contohnya pada serapan cahaya dari radiasi panas plasma, sumber cahaya plasma difokuskan oleh lensa pemfokus dan diterima monokromator, kemudian dipilih panjang gelombang yang sesuai dengan mengatur selektor panjang gelombang, dan pada saat yang tepat ada cahaya keluaran yang ditangkap fotodiode kemudian sinyal dari fotodiode diteruskan ke osiloskop. Fotodiode yang digunakan sekiranya yang cocok d engan panjang gelombang cahaya dari sumber cahaya plasma tersebut.Komponen-komponen pokok spektrometer terdiri dari empat bagian penting yaitu sumber radiasi/cahaya, monokromator, tempat cuplikan (kuvet), dan detektor. Sumber radiasi adalah suatu sumber energi yang memancarkan pancaran radiasi elektromagnetik, sedangkan monokromator adalah alat yang paling umum dipakai untuk menghasilkan berkas radiasi dengan satu panjang gelombang. Monokromator untuk radiasi ultra violet, Sinar tampak dan infra merah adalah serupa, yaitu mempunyai celah (slit), lensa, cermin, dan prisma atau grating. Terdapat dua macam monokromator yaitu monokromator prisma bunsen dan monokromator grating Czerney-Turney.

A. Definisi Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di absorpsi. Spektrofotometer merupakan suatu metode 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.

B. Fungsi Menurut Cairns (2009), spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawaan atau warna terbentuk.

C. Bagian SpektrofotometerSecara garis besar spektrofotometer terdiri dari 4 bagian penting yaitu :1. Sumber Cahaya Untuk radiasi kontinyu :Untuk daerah UV dan daerah tampak : Lampu wolfram (lampu pijar) menghasilkan spektrum kontinyu pada gelombang 320-2500 nm. Lampu hidrogen atau deutrium (160-375 nm) Lampu gas xenon (250-600 nm) Untuk daerah IR:Ada tiga macam sumber sinar yang dapat digunakan : Lampu Nerst,dibuat dari campuran zirkonium oxida (38%) Itrium oxida (38%) dan erbiumoxida (3%) Lampu globar dibuat dari silisium Carbida (SiC). Lampu Nkrom terdiri dari pita nikel krom dengan panjang gelombang 0,4 20 nm Spektrum radiasi garis UV atau tampak : Lampu uap (lampu Natrium, Lampu Raksa) Lampu katoda cekung/lampu katoda berongga Lampu pembawa muatan dan elektroda (elektrodeless discharge lamp) Laser2. MonokromatorMonokromator adalah komponen yang mendasar dalam spektroskopi optik. Yang merupakan komponen optik yang digunakan untuk mengisolasi komponen spektral yang berbeda dari sinar. Monokromator memiliki dua tujuan utama dalam spektroskopi percobaan optik:a) untuk menghamburkan cahaya polikromatik yang dihasilkan oleh lampu menjadi cahaya monokromatik untuk eksitasi selektif.b) untuk menganalisis cahaya yang dipancarkan atau tersebar oleh bahan apapun setelah beberapa jenis eksitasi.Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang berbeda (terdispersi). Ada 2 macam monokromator yaitu :i. Prismaii. Grating/kisi difraksiKeuntungan menggunakan kisi difraksi : Dispersi sinar merata Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrumCahaya 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 sederhana terdiri dari komponen-komponen berikut:a) Sebuah variable celah masuk. Lampu balok untuk dianalisis diteruskan secara menyeluruh dengan menggunakan elemen optik yang memadai.b) Optik monokromator. Ini digunakan untuk gambar pintu celah ke celah keluar. Optik ini terdiri dari satu set cermin.c) Unsur dispersif. Ini bisa menjadi prisma atau kisi difraksi. Dalam kasus pertama, dispersi cahaya yang masuk dihasilkan oleh ketergantungan panjang gelombang indeks bias, sedangkan dalam kasus kedua dispersi diproduksi sebagai konsekuensi dari efek interferensi. Secara umum, kisi monokromator menunjukkan kinerja yang unggul untuk monokromators prisma, sehingga dalam apa yang berikut kita hanya akan berurusan dengan monokromator kisi.d) Variabel Celah keluar. Komponen spektral menarik keluar dari monokromator menyeluruh celah keluar. Resolusi spektral monokromator, serta intensitas cahaya keluar, tergantung pada lebar pintu keluar dan pintu masuk celah.

3. CuvetCuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Cuvet biasanya terbuat dari kwars, plexigalass, kaca, plastic dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak (visible).Cuvet harus memenuhi syarat- syarat sebagai berikut : a) Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya. b) Permukaannya secara optis harus benar- benar sejajar. c) Harus tahan (tidak bereaksi) terhadap bahan- bahan kimia. d) Tidak boleh rapuh. e) Mempunyai bentuk (desain) yang sederhana.

4. DetektorPeranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital.Syarat-syarat ideal sebuah detektor :a) Kepekan yang tinggib) Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggic) Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.d) Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.e) Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.Terlepas dari sejumlah besar detektor, mereka dapat diklasifikasikan ke dalam dua kelompok: detektor termal dan detektor fotolistrik. Sekarang kita akan membahas karakteristik umum kedua jenis detektor.Detektor termal. dalam detektor ini, cahaya yang akan diukur menginduksi peningkatan suhu bahan tertentu. Peningkatan suhu ini sebanding dengan intensitas sinar yang masuk. Setelah kalibrasi yang sesuai, intensitas cahaya insiden dapat ditentukan dengan memantau besarnya fisik bergantung pada suhu material.Detektor fotolistrik. Detektor fotolistrik didasarkan pada penyerapan yang disebabkan perubahan cahaya dari konduktivitas listrik (atau perlawanan) dari bahan semikonduktor. Setelah kalibrasi, perubahan dalam konduktivitas memberikan intensitas cahaya insiden. Tergantung pada sifat dari bahan semikonduktor, detektor fotolistrik dapat diklasifikasikan sebagai detektor intrinsik atau ekstrinsik. Detektor fotolistrik intrinsik terbuat dari semikonduktor murni, sedangkan pada detektor fotolistrik ekstrinsik beberapa kotoran ditambahkan ke semikonduktor selama proses fabrikasi.

C. Prinsip KerjaPrinsip kerja spektrofotometer berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya monokromatik (Io) melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Transmitan adalah perbandingan intensitas cahaya yang ditransmisikan ketika melewati sampel (It) dengan intensitas cahaya mula-mula sebelum melewati sampel (Io).Persyaratan hukum Lambert Beer, antara lain: 1. radiasi yang digunakan harus monokromatik, 2. energi radiasi yang diabsorpsi oleh sampel tidak menimbulkan reaksi kimia, 3. sampel (larutan) yang mengabsorbsi harus homogen, 4. tidak terjadi fluoresensi atau phosporesensi, dan indeks refraksi tidak berpengaruh terhadap konsentrasi, jadi larutan tidak pekat (harus encer).

D. Cara kerja spektrofotometer Cara kerja spektrofotometer secara singkat adalah sebagai berikut. 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 dark-current. 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.

E. Tipe Instrumen SpektrofotometerPada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu single-beam dan double-beam. gambar Single-beam instrument dan Double-beam instrument1. Single-beam instrumentSingle-beam instrument dapat digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Single-beam instrument mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Beberapa instrumen menghasilkan single-beam instrument untuk pengukuran sinar ultra violet dan sinar tampak. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm.2. Double-beam instrumentDouble-beam dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm. Double-beam instrument dimana mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan foto detektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan ditunjukkan oleh alat pembaca.

F. Jenis Spektrofotometer1. Spektrofotometer UV-VisSpektrofotometer UV-VIS adalah salah satu alat analisis kimia yang sering digunakan di laboratorium untuk analisis kimia Bahan Bakar Nuklir. Spektrofotometer ini merupakan gabungan antara spektrofotometer UV dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna. 2. Spektrofotometer Infra merahSpektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 1.000 m atau pada Bilangan Gelombang 13.000 10 cm1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell.Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu: Daerah Infra Merah dekat. Daerah Infra Merah pertengahan. Daerah infra Merah jauh.Sumber sinar infra merahPada umumnya, sumber infra merah yang sering di pakai adalah berupa zat pada inert yang dipanaskan dengan listrik hingga mencapai suhu antara 1500-2000 K. Akibat pemanasan ini akan dipancarkan sinar infra merah yang kontinyu.Jenis-jenis Sumber Infra Merah1. Nerst glower, terbuat dari campuran oksida unsur lantanida2. Globar, berbentuk batang yang terbuat dari silicon karbida3. Kawat Ni-Cr yang dipijarkan, sumber radiasi untuk instrument ini berbentuk gulungan kawat Ni-Cr yang dipanaskan kira-kira sampai 1000 C, menghasilkan suatu spektrum kontinyu dari energi elektromagnetik yang mencakup daerah dari 4000-200 cm-1 bilangan gelombang. Energi yang diradiasi oleh sumber sinar akan dibagi menjadi dua bentuk kaca sferik M1 dan M2.3. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) adalah suatu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam. SSA pertama kali diperkenalkan oleh Welsh (Australia) pada tahun 1955. Alat ini relatif sederhana, selektif, dan sangat sensitif. Teknik analisis SSA berdasarkan pada penguraian molekul menjadi atom (atomisasi) dengan energi dari api atau arus listrik. Penentuan kadar logam berat dengan Spektrofotometrik Serapan Atom (SSA) didasarkan pada hukum Lambert-Beer, yaitu absorbansi berbanding lurus dengan panjang nyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam nyala.4. Spektrofotometer Resonansi Magnetik (NMR)Spektrofotometri NMR sangat penting artinya dalam analisis kualitatif, khususnya dalam penentuan struktur molekul zat organik. Hal itu dikarenakan spektrum NMR mampu menjawab beberapa pertanyaan yang berkaitan dengan inti atom yang spesifik.5. Spektrofotometer Pendar Molecular (pendar fluor/pendar fosfor)Metode fluoresensi dan fosforesensi melibatkan penyerapan radiasi dan pengemisian radiasi yang umumnya lebih panjang gelombangnya atau lebih rendah energinya. Energi radiasi yang tidak teremisikan dalam bentuk radiasi kemudian diubah menjadi energi termal. Fluorosensi maupun fosforesensi berkaitan dengan perubahan energi vibrasi.6. Spektrofotometer dengan metode hamburan cahaya (nefelometer, turbidimeter dan spektrofotometer Raman)Menurut temuan Raman tampak gejala pada molekul dengan struktur tertentu apabila dikenakan radiasi infra merah dekat atau radiasi sinar tampak, akan memberikan sebagian kecil hamburan yang tidak sama dengan radiasi semula. Hamburan yang berbeda dengan radiasi semula (sumber radiasi) tersebut berbeda dalam hal panjang gelombang, frekuensi serta intensitasnya dikenal sebagai hamburan Raman. Hamburan Raman tersebut memberikan garis Raman dengan intensitas tidak lebih dari 0,001% dari garis spektra sumber radiasinya.