uv-vis new

5/16/2018 uv-vis new - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/uv-vis-new 1/11

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengukuran absorbansi atau transmitansi dalam spektroskopi ultraviolet dan

daerah tampak digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif spesies kimia.

Absorbansi spesies ini berlangsung dalam dua tahap, yang pertama yaitu M + hv =

M*, merupakan eksitasi spesies akibat absorpsi foton (hv) dengan waktu hidup

terbatas (10-8 – 10-9 detik). Tahap kedua adalah relaksasi dengan berubahnya M*

menjadi spesies baru dengan reaksi fotokimia. Absorpsi dalam daerah ultraviolet dan

daerah tampak menyebabkan eksitsi elektron ikatan.

Spektroskopi absorpsi berguna untuk mengkarakterisasikan gugus fungsi

dalam suatu molekul dan untuk analisis kuantitatif. Spesies yang mengabsorpsi dapat

melakukan transisi yang meliputi : a. Elektron ; b. Elektron-elektron d dan f ; c.

Transfer muatan elektron. (khopkar.211:2008)

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spektroketer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum denganpanjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya

yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk

mengukur energi secara realtif jika energi tersebut ditransmisikan, direflesikan atau

diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer

dibandingkan 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 dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi

melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin

diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu

trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang

gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai



cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak

yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko

dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko

ataupun pembanding (Khopkar.225:2008).

Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan

Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan

sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan

hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang

dilengkapi dengan monokromator.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.

B. Rumusan masalah

Dari latar belakang diatas maka adapun rumusan masalah kami adalah :

1. Untuk mengetahui pengertian UV-Vis

2. Untuk mengetahui prinsip dasar UV-Vis

3. Untuk mengetahui instrumentasi dan tekhnik UV-Vis

4. Untuk mengetahui cara kerja UV-Vis

5. Untuk mengetahui kelebihan UV-Vis

C. Tujuan

1. Dapat mengetahui pengertian UV-Vis

2. Dapat mengetahui prinsip dasar UV-Vis

3. Dapat mengetahui instrumentasi dan tekhnik UV-Vis

4. Dapat mengetahui cara kerja UV-Vis

5. Dapat mengetahui kelebihan UV-Vis



BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Pengertian UV-Vis

Salah satu contoh instrumentasi analisis yang lebih kompleks adalah

spektrofotometer UV-Vis. Alat ini banyak bermanfaat untuk penentuan konsentrasi

senyawa-senyawa yang dapat menyerap radiasi pada daerah ultraviolet (200 – 400

nm) atau daerah sinar tampak (400 – 800 nm) (Sastrohamidjojo, 1991). Analisis ini

dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari larutan sampel yang

diukur.

Radiasi elektromagnetik, yang mana sinar ultraviolet dan sinar tampak

merupakan salah satunya, dapat dianggap sebagai energy yang merambat dalambentuk gelombang. Beberapa istilah dan hubungan digunakan untuk menggambarkan

gelombang ini (Prof. Dr. Sudjadi, M.S., Apt, 2009).

B. Prinsip dasar UV-Vis

Penyerapan (absorbsi) sinar UV dan sinar tampak pada umumnya dihasilkan

oleh eksitasi electron-elektron ikatan, akibatnya panjang gelombang pita yang

mengabsorpsi dapat dihubungkan dengan ikatan yang mungkin ada dalam suatu

molekul dan prinsip dasar yaitu penyerapan emisi radiasi oleh molekul.

Penyerapan radiasi ultraviolet dan sinar tampak (visibel) dibatasi oleh

sejumlah gugus fungsional (yang disebut dengan kromofor) yang mengandung

electron valensi dengan tingkat energy eksitasi yang relative rendah. Penyerapan oleh

transisi electron ikatan dan electron anti ikatan (electron sigma, electron phi, dan

electron yang tidak berikatan atau non bonding electron).

a. Electron sigma

Orbital molekul ikatan yang menyebabkan terjadinya ikatan tunggal disebut

ikatan sigma dan electron yang menempatinya disebut dengan electron sigma.

Distribusi rapat muatan didalam orbital sigma adalah simetris di sekeliling

poros ikatan, sedangkan pada orbital sigma anti ikatan tidak simetris.

b. Ikatan phi

Distribusi rapat muatan dalam orbital phi adalah sedemikian rupa sehingga

sepanjang poros ikatan antara kedua atom terdapat suatu daerah yang disebut

dengan daerah nodal yang mana daerah ini rapat muatannya rendah.



c. Elektron bukan ikatan

Disebut non bonding electron karena electron tersebut tidak ikut serta

dalam pembentukan ikatan kimia dalam suatu molekul. Non bonding electronini biasanya terdapat disekitar atom N, O, S dan halogen (Prof. Dr. Sudjadi,

M.S., Apt, 2009).

C. Instrumentasi dan teknik UV-Vis

1. Instrumentasi UV-Vis

Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinu,

monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat

untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko atau pembanding.

1. Sumber : Sumber yang biasa digunakan pada spektroskopi absorpsi adalah

lampu wolfram. Arus cahaya tergantung pada tegangan lampu, i = KVn, i =

arus cahaya, V = tegangan, n = eksponen, variasi tegangan masih dapat

diterima 0,2% pada suatu sumber DC, misalnya baterai. Lampu hidrogen atau

lampu deuterium digunakan untuk sumber pada daerah UV. Kebaikan lampu

wolfram adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai

panjang gelombang. Untuk memperoleh tegangan yang stabil dapat digunakan

transformator. Jika potensial tidak stabil kita ini akan mendapatkan energi

yang bervariasi. Untuk mengompensasi hal ini maka dilakukan pengukuran

transmitan larutan sampel selalu disertai larutan pembanding.



Sumber Radiasi

(a) Lampu Tungsten stabil, murah, 350-1000nm

(b) Lampu halogen tungsten (quartz-iodine lamp) sama dengan lampu

tungsten tetapi memiliki output lebih baik pada daerah 300-400nm

(c) Lampu Deuterium Arc mahal, masa kerja singkat, 190-400nm

2. Monokromator : Digunakan untuk memperoleh sumber, sinar yang

monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk

mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian



ini dapat dgunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau

gratingnya yan dirotasikan untuk mendapatkan panjang gelombang yang

diinginkan. Ada dua tipe prisma yaitu susunan cornu dan susunan Littrow.

3. Sel absorpsi : Pada pengukuran di daerah tampak kuvet kaca atau kuvet

kaca corex dapat digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita

harus menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya pada

daerah ini. Umumnya tebal kuvetnya adalah 10mm, tetapi yang lebih kecil

ataupun yang lebih besar dapat digunakan. Sel yang biasa digunakan

berbentuk persegi, tetapi bentuk silinder dapat juga digunakan. Kita harus

menggunakan kuvet yang bertutup untuk pelarut organik. Sel yang baik

adalah kuarsa atau gelas hasil leburan serta seragam keseluruhannya.

4. Detektor : Peranan detektor penerima adalah memberikan respons

terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Pada

spektrofotometer, tabung pengganda elektron yang digunakan prinsip

kerjanya telah diuraikan.

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 olehkuvet 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)



Pada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu single-beam dan

double-beam.

a) Single-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 tampaknamuntidak dapat

digunakan untuk meneliti spektra.Panjang gelombang paling rendahadalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm.

b) Double-beam instrument dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang

190 sampai 750 nm. Double-beaminstrument 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 fotodetektor yang keluar

menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan

ditunjukkan oleh alat pembaca.

Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis adalah aplikasi dari Hukum Lambert-

Beer, yaitu:

A = - log T

= - log It / Io

= ε . b . C

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

2. Teknik UV-Vis

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 denganmengikuti 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 kaurat dan presisi.

http://2.bp.blogspot.com/-wcgIN28zbw8/Tfmaki_110I/AAAAAAAAACg/4v5b8xfDqqc/s1600/uv_basic_4_4_e.gif



D. Cara Kerja UV-Vis

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis dengan

spektrofotometri UV-Vis terutama untuk senyawa yang semula tidak berwarna yang

akan dianalisis dengan spektrofotometri visibel karena senyawa tersebut harus diubah

terlebih dahulu menjadi senyawa yang berwarna.Berikut adalah tahapan-tahapan yang

harus diperhatikan :

1. Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis

Hal ini perlu dilakukan jika senyawa yang dianalisis tidak menyerap pada

daerah tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan merubah menjadi senyawa lain

atau direaksikan dengan pereaksi tertentu. Pereaksi yang digunakan harus memenuhi

beberapa persyaratan yaitu :

a) Reaksinya selektif dan sensitif.

b) Reaksinya cepat, kuantitatif, dan reprodusibel.

c) Hasil reaksi stabil dalam jangka waktu yang lama.

d) Waktu operasional

Cara ini biasa digunakan untuk pengukuran hasil reaksi atau pembentukan warna.

Tujuannya adalah untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil. Waktu

operasional ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran dengan

absorbansi larutan.

2. Pemilihan panjang gelombang

Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang

gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Ada beberapa alasan mengapa

harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu :



a) Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada

panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap

satuan konsentrasi adalah yang paling besar.

b) Disekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan

pada kondisi tersebut hukum lambert-beer akan terpenuhi.

c) Jika dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh

pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan

panjang gelombang maksimal (Rohman, Abdul, 2007).

E. Kelebihan UV-Vis

Kelebihan dari spektrofotometer UV-Vis adalah :

1. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan

biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak.

2. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10-4

sampai 10-5 M. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M

dengan prosedur modifikasi yang pasti.3. Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat

ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi

tidak perlu.

4. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan

tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan

tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan

yang khusus.

5. Mudah, spektrofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat

dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis.

uv-vis new

Documents

Transcript of uv-vis new