A. Konsep Dasar Spektrofotometri

Analisis kimia dengan metode spektrofotometri didasarkan

pada interaksi radiasi elektromagnetik (sinar) dengan materi.

Interaksi tersebut meliputi proses absorpsi, emisi, refleksi

dan transmisi radiasi elektromagnetik oleh atom-atom atau

molekul dalam suatu materi.

Spektroskopi berhubungan dengan pengukuran dan

interpretasi radiasi elektromagnetik yang diserap atau

diemisikan ketika molekul, atom, atau ion dari suatu sampel

bergerak dari satu tingkat energi tertentu ke tingkat energi

lainnya. Setiap atom, ion, atau molekul mempunyai hubungan

khas dengan radiasi elektromagnetik. Spektroskopi bisa

berkaitan dengan perubahan energi rotasi, energi vibrasi

ataupun energi elektronik sebagai akibat penyerapan radiasi.

Beberapa jenis spektrofotometer :

1. Spektrofotometer UV-Vis

2. Spektrofotometer Infra merah

3. Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

4. Spektrofotometer Resonansi Magnetik (NMR)

5. Spektrofotometer Pendar Molecular (pendar fluor/pendar

fosfor)

6. Spektrofotometer dengan metode hamburan cahaya

( nefelometer, turbidimeter dan spektrofotometer Raman)

B. Cahaya dan Sifat-Sifatnya

Cahaya adalah suatu bentuk energi dan merupakan radiasi

elektromagnetik. Bagian kecil dari radiasi elektromagnetik

adalah cahaya tampak yang dapat dilihat langsung oleh mata.

Cahaya dapat dikatakan sebagai rangsangan yang diterima oleh

panca indra mata. Dalam menerima rangsangan tersebut ada

keterbatasan pada diri manusia yaitu hanya dapat

mengidentifikasi cahaya pada panjang gelombang 380-780 nm,

yang dikenal sebagai cahaya tampak ( visible light).

Tabel panjang gelombang warna dan warna komplementer

Panjang Gelombang(nm) Warna Warna

Komplementer< 380 UV

380 – 435 Violet HijauKekuningan

435 – 480 Biru Kuning

480 – 490 BiruKehijauan Jingga

490 – 500 HijauKebiruan Merah

500 – 560 Hijau Ungu Kemerahan

560 – 580Hijau

Kekuningan

Violet

580 – 595 Kuning Biru595 – 650 Jingga Biru Kehijauan650 – 780 Merah Hijau Kebiruan

> 780 InfraMerah

Radiasi elektromagnetik mencakup kisaran panjang

gelombang yang sangat besar. Sesuai dengan kisaran panjang

gelombangnya, maka energi juga beragam pula. Sinar-x mempunyai

energi yang cukup untuk mempengaruhi elektron dalam, sedangkan

sinar uv hanya cukup untuk mempengaruhi elektron valensi.

Sementara itu radiasi infra merah hanya cukup untuk

mempengaruhi vibrasi dan rotasi molekul.

Sinar X memiliki panjang gelombang yang pendek, tetapi

berenergi tinggi. Sinar X dapat melalui padatan atau cairan

yang tipis. Radiasi sinar X yang terlalu banyak akan merusak

sel-sel tubuh manusia. Sinar uv dapat diproduksi oleh lampu

khusus yang mengandung uap merkuri atau gas deuterium. Sinar

uv berenergi tinggi dan akan menyebakan luka bakar bila

terlalu lama mengenai kulit. Sinar tampak diproduksi oleh

lampu biasa (misalkan, lampu wolfram). Cahaya putih yang

terpancar dari matahari merupakan campuran dari beberapa

cahaya berwarna seperti merah, jingga, kuning, biru, nila, dan

ungu. Sinar infra merah dihasilkan dari benda panas semacam

kawat logam globar dalam bola lampu. Sinar IR tidak terlihat

tetapi dapat dirasakan hangat oleh kulit manusia.

1. Sifat Sinar Tampak

Cahaya putih bila diuraikan akan terdiri dari beberapa

warna cahaya, yaitu merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila

dan ungu. Bila kesemua berkas sinar tersebut digabungkan

kembali, amka akan diperoleh cahaya putih kembali.

Warna-warna pada cahaya tampak akan terlihat bila ada

seberkas cahaya putih direfraksikan oleh prisma, oleh karena

cahaya tampak terdiri dari beberapa warna cahaya, maka cahaya

tampak disebut sebagai cahaya polikromatis. Satu atau beberapa

warna dari cahaya tampak dapat dihilangkan antara lain dengan

mengabsorpsi warna tersebut. Setelah absorpsi, maka yang

terlihat adalah warna sisa yang tidak terabsorpsi. Sebagai

contoh, larutan CuSO4 terlihat berwarna biru, karena larutan

meneruskan warna biru dan menyerap cahaya kuning ( hijau dan

merah). Warna yang diserap oleh larutan tersebut dinamakan

warna komplemennya.

2. Sifat Sinar Ultra Violet

Sinar ultra violet berenergi tinggi, artinya memiliki

panjang gelombang yang pendek. Suatu senyawa dapat menyerap

sinar uv bila dalam senyawa tersebut terdapat gugus fungsi

yang disebut sebagai kromofor. Kromofor cenderung memiliki

ikatan tak jenuh atau mengandung gugus fungsi dengan ikatan

rangkap.

Tipe Contoh Pita Serapan(nm)

Alkena CH2CH2 165 - 193Alkuna CHCH 195 - 225Aldehida

CH3CHO 180 - 290

Keton CH3COCH3 188 - 279Asam CH3COOH 208 - 210Karboksilat

204 - 254

3. Radiasi Elektromagnetik

Suatu berkas radiasi merupakan gelombang elektromagnetik

atau foton yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Foton

mempunyai sifat partikel dengan energi tertentu dan pada saat

yang sama juga mempunyai sifat gelombang. Sebuah foton yang

berasal dari suatu titik tertentu dalam ruang bergerak dari

titik tersebut dalam bentuk gelombang yang dicirikan dengan

vektor medan listrik yang secara berkala mempunyai titik

maksimum pada arah tegak lurus terhadap gelombang. Panjang

gelombang suatu radiasi dinyatakan dalam Angstrom ( 1 A0 = 10-8

m) atau nanometer ( 1 nm = 10-7 m).

Radiasi juga mempunyai frekuensi yaitu jumlah gelombang

yang melintasi satu titik tertentu selama waktu tertentu.

Panjang gelombang dan frekuensi dihubungkan dengan energi

foton( E ) menurut persamaan :

E= hc / λDimana :

h = Tetapan Planc ( 6,626 x 10-27 erg per detik )

c = Kecepatan Cahaya ( 3 x 108 m/dtk )

Dari persamaan tersebut tampak bahwa energi radiasi berbeda-

beda tergantung pada panjang gelombangnya. Energi semakin

kecil dengan semakin besar panjang gelombang radiasi.

Spektra absorpsi sering diyatakan dalam %T maupun dalam bentuk

A (absorbansi). Maka,

A = – log (%T)

A = log (Po/P), Po adalah daya cahaya masuk dan P adalah daya

yang diteruskan melewati sampel.

C. Interaksi cahaya dengan materi

Banyak instrumen telah dikembangkan untuk keperluan

pengukuran secara kuantitatif, diantaranya berdasarkan sifat

optik senyawa yang dianalisis. Analisis optik melibatkan

interaksi radiasi elektromagnetik dengan bahan-bahan kimia.

Dalam analisis ini secara umum parameter pengukuran yang

digunakan adalah absorpsi cahaya, hamburan cahaya, emisi

cahaya, indeks refraksi suatu zat, rotasi cahaya yang

terpolarisasi.

1. Absorpsi Cahaya

Zat kimia dapat mengabsorpsi cahaya melalui berbagai cara.

Bila zat kimia mengabsorpsi cahaya, maka energi cahaya

tersebut diubah menjadi bentuk energi lain. Elektron valensi

pada atom atau ion dapat mengabsorpsi energi cahaya uv atau

visible sehingga menyebabkan elektron pindah ke tingkat

energi yang lebih tinggi. Atom hanya dapat mengabsorpsi

energi bila energi tersebut setara dengan perbedaan energi

dari dua tingkat energi. Kalau energi cahaya tidak cukup

memadai dengan tingkat energi atom, maka cahaya hanya akan

melewatinya tanpa diabsorpsi. Energi berhubungan dengan

panjang gelombang. Oleh karena itu juga berkaitan dengan

warna cahaya.

2. Emisi Cahaya

Jika elektron pada keadaan tereksitasi kembali ke tingkat

energi yang lebih rendah kembali, maka akan diemisikan

energi dalam bentuk cahaya. Cahaya yang diemisikan memiliki

panjang gelombang tertentu sesuai dengan perbedaan tingkat

energi yang terlibat dalam proses emisi. Karena panjang

gelombang emisi tertentu, maka berarti bahwa cahaya yang

diemisikan akan memiliki warna tertentu.

D. Hukum Dasar ( Hukum Lambert – Beer )

Bila ada seberkas cahaya melalui sebuah media yang

transparant, maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang

diteruskan akan sebanding dengan bertambahnya kepekatan dan

konsentrasi media.

A = ε c t

Ket:

A : Absorbansi

Є : Koefisien Absorptivitas molar

C : Konsentrasi

t : Tebal media

Prinsip kerja spektrofotometri 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).

Ilustrasi jalannya sinar pada spektrofotometer dapat dilihat

pada gambar dibawah ini:

E. Instrumentasi

Spektrofotometer UV-VIS

Spektrofotometer UV Vis merupakan alat yang terdiri dari

dua komponen utama yaitu spectrometer dan fotometer.

Spektrometer menghasilkan spectra dengan panjang gelombang

tertentu, sedangkan fotometer merupakan alat pengukur

intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi

spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara

relatif bila energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan,

atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang.

Kelebihan spektrometer dari fotometer adalah kemampuan alat

tersebut untuk lebih menyeleksi panjang gelombang yang

diinginkan dengan adanya alat pengurai seperti prisma, grating

atau celah optis.

Berikut ini adalah diagram alat Spektrofotometer berkas

tunggal

Bila seberkas sinar cahaya keluar dari sumber sinar, maka

sinar akan masuk ke dalam sistem monokromator melalui slit.

Monokromator akan menyeleksi panjang gelombang berkas sinar

yang diinginkan untuk memasuki sel. Seleksi panjang gelombang

dilakukan dengan memutar tombol panjang gelombang pada alat.

Selanjutnya sinar yang monokromatis akan masuk melewati sel

yang berisi larutan cuplikan. Sinar yang diteruskan

selanjutnya akan masuk ke detector, dan sinyal detector akan

disampaikan ke operator dalam bentuk read out.

1. Sumber Sinar

Sumber radiasi dalam spektrofotometri serapan mempunyai dua

fungsi, pertama memberikan energi pada daerah panjang

gelombang yang tepat untuk pengukuran, kedua untuk

mempertahankan intensitas sinar yang tetap selama

pengukuran. Untuk spektrofotometer sinar tampak ( Visible)

digunakan lampu wolfram sebagai sumber sinar, lampu wolfram

menghasilkan panjang gelombang > 375 nm. Sementara itu untuk

spektrofotometer sinar uv digunakan lampu deuterium yang

memiliki panjang gelombang di bawh 375 nm. Energi yang

dipancarkan sumber sinar bervariasi sesuai dengan panjang

gelombangnya.

2. Monokromator

Sinar yang dikeluarkan sumber radiasi merupakan sinar

polikromatis yaitu mengandung berbagai panjang gelombang.

Sementara itu untuk pengukuran zat diperlukan sinar tertentu

yang khas dan sebaiknya monokromatis. Monokromator berfungsi

untuk memperoleh sinar yang monokromatis, yaitu sinar dengan

satu daerah panjang gelombang. Berikut adalah beberapa

bagian dalam rangkaian monokromator:

Celah Masuk

Berfungsi mempersempit radiasi yang akan masuk dari

sumber radiasi ke zat.

Lensa Kolimator

Berfungsi untuk mengubah sinar menjadi berkas sinar

sejajar

Media Pendispersi

Celah Keluar

Berfungsi untuk mengisolasi sinar yang diinginkan

dengan cara menghalangi sinar lain dan membiarkan sinar

yang diinginkan lewat mencapai zat.

3. Sel (kuvet)

Sinar monokromatis yang keluar dari monokromator

selanjutnya memasuki sel. Sel adalah tempat disimpannya

larutan contoh yang akan diukur serapannya. Sel atau kuvet

untuk tempat larutan diletakkan pada jalan cahaya dari

monokromator. Pada saat cahaya monokromatis melalui sel,

terjadi penyerapan sejumlah tertentu cahaya, sementara

sebagian lain diteruskan ke detektor.

Kuvet untuk analisis harus memenuhi syarat-syarat sebagai

berikut :

Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua

cahaya

Permukaannya secara optis harus benar-benar sejajar

Harus tahan /tidak bereaksi terhadap bahan-bahan kimia

khususnya samel yang akan diukur

Tidak boleh rapuh

Bahan-bahan pada kuvet

Kaca Silika Biasa : a. Tahan asam/ basa kuat

b. Tahan Pelarut Organik

c. Hanya untuk Visible

Kuarsa : a. Tahan asam/ basa kuat

b. Tahan Pelarut Organik

c. Untuk UV dan Visible

4. Detektor

Berfungsi untuk mengubah energi cahaya yang ditransmisikan

atau diteruskan sel menjadi suatu besaran yang terukur.

Pada umumnya mengubah energi cahaya menjadi energi listrik

(arus listrik). Detektor photo tube atau barrier layer

cell yang keduanya dapat mengubah cahaya menjadi arus

listrik (photo sensitive detector).

Photo Emmisive Cell(photo tube)

Bentuk yang sederhana terdiri dari suatu bola gelas yang

hampa udara atau berisi gas mulia pada tekanan rendah,

misalnya argon pada 0,2 mmHg. Di dalam bola terdapat

katoda yang berbentik lempeng setengah lingkaran dan

bagian dalamya dilapisi zat yang sangat peka terhadap

cahaya, misalnya campuran Caesium Oksida atau kalium

oksida dengan perak oksida. Anoda yang terbuat dari

cincin logam dan diletakkan sedikit dekat dengan pusat

lingkaran. Anoda dan katoda dihubungkan dengan suatu

baterai. Bila cahaya jatuh pada katoda, maka elektron

dibebaskan dan meloncat ke anoda sehingga dalam sirkuit

terdapat aliran elektron (timbul aliran listrik). Arus

yang dihasilkan sangat lemah, karena itu dihubungkan

dulu dengan amplifier sebelum dengan galvanometer. Skala

dari galvanometer ditera dalam skala absorbans atau

persen transmisi (%T).

Barrier layer cell

Terdiri dari sebuah plat logam yang dilapisi dengan

suatu lapisan semi konduktor. Biasanya dipakai logam

besi dengan lapisan semi konduktornya selen. Suatu

lapisan transparan yang sangat tipis dari perak

diletakkan di atas semi konduktor dan berlaku sebagai

elektron kolektor. Energi cahaya yang jatuh di atas

permukaan akan sampai ke semi konduktor dan mengeksitasi

elektron-elektron pada antar permukaan perak-selen yang

akhirnya menuju ke elektron kolektor, suatu daerah

hypotical barrier terjadi diantara permukaan yang

memudahkan elektron meninggalkan semi konduktor menuju

ke elektron kolektor. Kekurangan elektron pada selen

akan mengambil dari plat besi sehingga besi bermuatan

positif sedangkan elektron kolektor bermuatan negatif,

bila keduanya melalui suatu galvanometer, maka akan

dihasilkan arus listrik.

5. Meter (Read Out)

Sinyal listrik yang dihasilkan pada detector dapat dibaca

pada meter dengan mengkonversikannya ke dalam besaran

absorbans atau %T.

Jenis Spektrofotometer berdasarkan sistem optiknya terdapat

2 jenis spektrofotometer, yaitu :

a. Single Beam ( Berkas Tunggal )

Pada spektrofotometer ini hanya terdapat satu berkas

sinar yang dilewatkan melalui kuvet. Blanko, larutan

standar, dan contoh diperiksa secara bergantian. Pada

spektrofotometer berkas tunggal, pengukuran cuplikan

dilakukan setelah pengukuran blanko secara bergantian.

Pengukuran blanko dilakukan untuk menghindari kesalahan

pengukuran yang disebabkan oleh adanya matriks lain dalam

cuplikan selain analit yang diukur.

b. Double Beam ( Berkas Ganda)

Pada alat ini berkas cahaya dibagi menjadi dua berkas

oleh cermin yang berputar ( chopper). Berkas pertama

melalui kuvet berisi blanko, dan berkas kedua melalui

kuvet berisi standar atau contoh. Spektrofotometer berkas

ganda dirancang untuk memudahkan pengoperasian. Dalam

alat ini, pengukuran larutan blanko dan larutan contoh

dapat dilakukan secara bersamaan. Sinar monokromatis dari

monokromator akan melewati sel blanko dan sel contoh

secara bergantian. Pada akhirnya sinar yang masuk ke

detektor adalah sinar dari larutan contoh yang telah

dikoreksi terhadap blanko.

Gbr 1. Spectronic 20 Gbr 2.

Spektrofotometer UV-1201

Aplikasi Spektrofotometer UV-VIS

Analisis Kualitatif : dipakai untuk data sekunder atau data

pendukung.

1. Pemeriksaan kemurnian : dibandingkan dengan standar.

2. Identifikasi : pengukuran λ maks dan absorpsivitas molar.

3. Elusidasi struktur : informasi adanya gugus kromofor dan

gugus fungsi melalui profil spektrum

Analisis Kuantitatif

1. Senyawa Tunggal : Dengan membandingkan absorban senyawa

yang dianalisis dengan reference standard pada panjang gelombang

maksimum.

2. Senyawa multikomponen : mengukur absorban campuran pada

panjang gelombang maksimum masing-masing

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam analisis spektrofotometri  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 :

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 :

1. Reaksinya selektif dan sensitif.

2. Reaksinya cepat, kuantitatif, dan reprodusibel.

3. Hasil reaksi stabil dalam jangka waktu yang lama.

4. 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.

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 :

1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga

maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut,

perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi

adalah yang paling besar.

2. Disekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva

absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum   

lambert-beer akan terpenuhi.

3. Jika dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang

disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan

kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal

(Rohman, Abdul, 2007).

Keuntungan Spektrofotometer

Keuntungan dari spektrofotometer 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 (Skoog, DA, 1996).

Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier

Pada dasarnya Spektrofotometer Fourier Transform Infra

Red (disingkat FTIR) adalah sama dengan Spektrofotometer Infra

Red dispersi, yang membedakannya adalah pengembangan pada

sistim optiknya sebelum berkas sinar infra merah melewati

contoh. Dasar pemikiran dari Spektrofotometer Fourier

Transform Infra Red adalah dari persamaan gelombang yang

dirumuskan oleh Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830)

seorang ahli matematika dari Perancis.

Dari deret Fourier tersebut intensitas gelombang dapat

digambarkan sebagai daerah waktu atau daerah frekwensi.

Perubahan gambaran intensitas gelobang radiasi elektromagnetik

dari daerah waktu ke daerah frekwensi atau sebaliknya disebut

Transformasi Fourier (Fourier Transform).

Selanjutnya pada sistim optik peralatan instrumen Fourier

Transform Infra Red dipakai dasar daerah waktu yang non

dispersif. Sebagai contoh aplikasi pemakaian gelombang radiasi

elektromagnetik yang berdasarkan daerah waktu adalah

interferometer yang dikemukakan oleh Albert Abraham Michelson

(Jerman, 1831). Perbedaan sistim optik Spektrofotometer Infra

Red dispersif dan Interferometer Michelson pada

Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red tampak pada

gambar disamping.

Cara Kerja Alat Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red

Sistim optik Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red

seperti pada gambar disamping ini dilengkapi dengan cermin

yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan

demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak

yang ditempuh menuju cermin yang bergerak ( M ) dan jarak

cermin yang diam ( F ). Perbedaan jarak tempuh radiasi

tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut sebagai retardasi (

δ ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima

detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram.

Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer Infra Red yang

didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut sebagai

sistim optik Fourier Transform Infra Red.

Pada sistim optik Fourier Transform Infra Red digunakan

radiasi LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of

Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang

diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal

radiasi infra merah yang diterima oleh detektor secara utuh

dan lebih baik.

Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer Fourier

Transform Infra Red adalah Tetra Glycerine Sulphate (disingkat

TGS) atau Mercury Cadmium Telluride (disingkat MCT). Detektor

MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan

dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih

baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih

cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif

terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi infra

merah.

Keunggulan Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red

Secara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer ini

memiliki dua kelebihan utama dibandingkan metoda konvensional

lainnya, yaitu :

Dapat digunakan pada semua frekwensi dari sumber cahaya

secara simultan sehingga analisis dapat dilakukan lebih

cepat daripada menggunakan cara sekuensial atau

pemindaian.

Sensitifitas dari metoda Spektrofotometri Fourier

Transform Infra Red lebih besar daripada cara dispersi,

sebab radiasi yang masuk ke sistim detektor lebih banyak

karena tanpa harus melalui celah.

Spektrofotometer Raman

Interaksi Radiasi Elektro Magnetik (REM) dengan atom atau

molekul yang berada dalam media yang transparan, maka sebagian

dari radiasi tersebut akan dipercikkan oleh atom atau molekul

tersebut. Percikan radiasi oleh atom atau molekul tersebut

menuju ke segala arah dengan panjang gelombang dan intensitas

yang dipengaruhi ukuran partikel molekul.

Apabila media transparan tersebut mengandung hanya

partikel dengan ukuran dimensi atom (permukaan 0,01 A2) maka

akan terjadi percikan radiasi dengan intensitas yang sangat

lemah. Radiasi percikan tersebut tidak tampak oleh karena

panjang gelombangnya adalah pada daerah ultraviolet. Radiasi

hamburan tersebut dikenal dengan hamburan Rayleigh.

Demikian pula yang tejadi pada molekul-molekul dengan

diameter yang besar atau teragregasi sebagai contoh molekul

suspensi atau koloida. Percikan hamburan pada larutan suspensi

dan sistem koloida panjang gelombangnya mendekati ukuran

partikel molekul suspensi atau sistem koloid tersebut. Radiasi

hamburan rersebut dikenal sebagai hamburan Tyndal atau

hamburan mie yang melahirkan metode turbidimetri. Suatu

penelitian yang sulit dengan hasil temuan yang sangat berarti,

dalam ilmu fisika telah dilakukan oleh Chandra Venkrama Raman

seorang ahli fisika berkebangsaan India, pada tahun 1928.

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.

Hamburan Raman

Hamburan Raman didapat dengan jalan meradiasi sampel

dengan radiasi sinar tampak yang monokromatis dan mempunyai

intensitas yang kuat. Sebagai sumber radiasi dipakai busur

Merkuri dan saat ini yang terbaik dipakai sumber radiasi Laser

(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)

bentuk gas atau padat dengan intensitas yang kuat.

Ada dua macam garis-garis hamburan Raman yang seolah-olah

merupakan pergeseran terhadap posisi garis hamburan Rayleigh.

Kedua garis hamburan Raman tersebut sangat berbeda intensitas,

panjang gelombang dan frekuensinya.

Hamburan Raman yang sinambung akan menghasilkan spektrum

Raman. Untuk menggambarkan spektrum Raman serta posisinya

terhadap hamburan Rayleigh diambil contoh radiasi terhadap CCl4

(karbon tetra klorida).Radiasi sinar tampak monokromatis

terhadap CCl4 akan menghasilkan tiga macam hamburan dengan

spektrum yang berbeda karena adanya perbedaan eksitasi.

Kegunaan Spektroskopi Raman

Spektroskopi Raman ditujukan untuk analisis kualitatif dan

kuantitatif terhadap komponen dengan kadar yang sangat kecil.

Di samping itu spektroskopi Raman juga ditujukan untuk

elusidasi struktur jarang dipakai untuk analisis kuantitatif.

Jangkauan sampel yang dapat dianalisis adalah organik,

anorganik dan biologi.

Beberapa keunggulan spektroskopi Raman dibandingkan

spektrofotometri IR adalah :

Adanya pelarut air tidak akan mengganggu terhadap hamburan

Raman.

Dapat dipakai alat-alat gelas dan leburan silika tanpa ada

pengaruh pada spektrum Raman

Dapat dipakai sumber radiasi laser yang jauh lebih baik

dibanding sumber radiasi lainnya

Instrumentasi Spektrofotometer Raman

Sistem optik spektrofotometer Raman berbeda dengan

spektrofotometer IR dalam banyak hal. Sistem optik

spektrofotometer Raman berkas tunggal dengan peralatan optik

dari gelas atau leburan silika.

Sebagai sumber radiasi dipakai lampu uap Hg atau radiasi

laser. Salah satu persyaratan sumber radiasi adalah

intensitasnya harus tinggi, oleh sebab itu pada era modern ini

dipakai lsdr He-Ne, laser ion Kr atau ion Hg.

Monokromator yang dipakai harus berkemampuan memisahkan

hamburan radiasi Rayleigh yang intensitasnya tinggi dengan

gamburan Raman yang intensitasnya rendah. Untuk itu perlu

dipakai monokromator ganda sebagai pencegah radiasi sesatan

dari hamburan Rayleigh. Diharapkan spektrofotometer Raman

memberikan resolusi yang baik sekitar 0,2 cm-1.

Spektrofotometer Raman memakai detektor PMT (Photo Multiplier

Tube). Rentang penentuan spektrum Raman berkisar pada daerah

infra merah medium sampai infra merah jauh (4000 sampai 25 cm-

1).

Gambar Spektrofotometer Serapan Atom Gambar

Spektrofotometer Raman

Lampiran I

Glosarium

Spektrum Atom adalah spectrum yang dihasilkan oleh sinar yang

dipancarkan oleh atom yang tereksitasi. Hanya mempunyai

sederet garis (berwarna) dengan panjang gelombang tertentu.

Radiasi Elektromagnetik adalah bentuk energi yang disebarkan

melalui medan listrik dan magnet yang saling tegak lurus.

Absorpsi adalah suatu proses penyerapan cahaya oleh media

yang dilaluinya.

Emisi adalah energi cahaya yang dipancarkan ketika atom yang

tereksitasi kembali ke keadaan dasar.

Refleksi adalah cahaya yang dibelokkan oleh media yang

dilaluinya.

Transmisi adalah cahaya yang diteruskan oleh media yang

dilaluinya.

Sinar Tampak adalah radiasi elektromagnetik yang mempunyai

panjang gelombang 380-780 nm.

Sinar UV adalah radiasi elektromagnetik yang mempunyai

panjang gelombang < 380 nm.

Kromofor adalah gugus fungsi suatu senyawa yang dapat

menyerap sinar uv, cenderung memiliki ikatan tak jenuh atau

mengandung gugus fungsi dengan ikatan rangkap.

Foton adalah cahaya yang dipandang sebagai partikel

berenergi

Energi Rotasi adalah energi yang ditimbulkan oleh atom yang

berputar.

Energi Vibrasi adalah energi yang ditimbulkan oleh atom yang

bergetar.