Spektroskopi
Spektroskopi merupakan
suatu metode analisa yang menggunakan prinsip absorpsi, emisi dan hamburan
radiasi elektromagnetik oleh atom atau molekul untuk studi kualitatif atau
kuantitatif atom atau molekul. Saat ini, dikenal empat teknik spektroskopi yang
biasa digunakan untuk analisa structural, yaitu spektoskopi ultraviolet,
spektroskopi inframerah, dan spektroskopi resonansi magnetic inti, yang
termasuk spektroskopi absorpsi, serta septrometri massa. Dengan menggunakan metode-metode
analisa tersebut, suatu molekul, baik molekul sederhana maupun molekul
kompleks, dapat diidentifikasi dengan resolusi tinggi, tanpa menimbulkan
kerusakan pada molekul uji, hanya dengan menggunakan beberapa nonagram samapi
satu milligram sampel.
Spektroskopi juga dapat
didefinisikan sebagai suatu metode analisis yang mempelajari interaksi antara
suatu materi dan radiasi gelombang elektromagnetik. Interaksi ini dapat
mengakibatkan terjadinya perubahan arah radiasi atau transisi antar tingkat
energi atom atau molekul.
Transisi dati tingkat energy yang lebih rendah menuju
energy yang lebih
tinggi dan disertai transfer energy dari medan radiasi terhadap atom atau
molekul disebut sebagai absorpsi. Sebaliknya, transisi dari tingkat energy yang
lebih tinggi menuju tingkat energy yang lebih rendah disebut sebagai emisi,
jika disertai transfer energy menuju medan radiasi, atau disebut sebagai
peluruhan nonradiatif, jika tidak ada radiasi yang diemisikan. Sedangkan
perubahan arah cahaya akibat interaksi radiasi dengan materi disebut sebagai
hamburan, yang dapat terjadi dengan atau tanpa adanya transfer energy.
Spektroskopi
atau spektofotometri UV adalah anggota teknik analisis spektroskopik yang
memakai sumber REM (radiasi elektromagnetik) ultraviolet dekat (190-380 nm) dan
sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer.
Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada
molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai
untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif.
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. Peralatan yang digunakan
dalam spektrofotometri 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 valensi.
Absorbsi
cahaya UV-Vis mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi
electron-electron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital
keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Energi yang terserap kemudian
terbuang sebagai cahaya atau tersalurkan dalam reaksi kimia. Absorbsi cahaya
tampak dan radiasi ultraviolet meningkatkan energi elektronik sebuah molekul,
artinya energi yang disumbangkan oleh foton-foton memungkinkan
electron-electron itu mengatasi kekangan inti dan pindah ke luar ke orbital
baru yag lebih tinggi energinya. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam
daerah UV-tampak karena mereka mengandung electron, baik sekutu maupun
menyendiri, yang dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Absorbsi
untuk transisi electron seharusnya tampak pada panjang gelombang diskrit
sebagai suatu spectrum garis atau peak tajam namun ternyata berbeda. Spektrum
UV maupun tampak terdiri dari pita absorbsi, lebar pada daerah panjang
gelombang yang lebar. Ini disebabkan terbaginya keadaan dasar dan keadaan
eksitasi sebuah molekul dalam subtingkat-subtingkat rotasi dan vibrasi.
Transisi elektronik dapat terjadi dari subtingkat apa saja dari keadaan dasar
ke subtingkat apa saja dari keadaan eksitasi. Karena transisi
ini berbeda dengan energi yang sedikit sekali, maka panjang gelombang
absorpsinya juga berbeda sedikit dan menimbulkan pita lebar yang tampak dalam
spectrum itu.
Di samping pita-pita spectrum visible disebabkan
terjadinya tumpang tindih energi elektronik dengan energi lainnya (translasi,
rotasi, vibrasi) juga disebabkan ada faktor lain sebagai faktor lingkungan
kimia yang diberikan oleh pelarut yang dipakai. Pelarut akan sangat berpengaruh
mengurangi kebebbasan transisi elektronik pada molekul yang dikenakan radiasi
elektromagnetik. Oleh karena itu, spektrum zat dalam keadaan uap akan
memberikan pita spectrum yang sempit.
Panjang gelombang dimana terjadi eksitasi elektronik
yang memberikan absorban maksimum disebut sebagai panjang gelombang maksimum (λmaks).
Penentuan panjang gelombang maksimum yang pasti (tetap) dapat dipakai untuk
identifikasi molekul yang bersifat karakteristik-karakteristik sebagai data
sekunder. Dengan demikian spektrum visibel dapat dipakai untuk tujuan analisis
kualitatif (data sekunder) dan kuatitatif.
Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi
untuk promosi elektron akan menyerap cahaya pada panjang gelombang yang lebih
pendek. Molekul yang menyerap energi lebih sedikit akan menyerap cahaya pada
panjang gelombang yang lebih panjang. Senyawa yang menyerap caha dalam daerah
tampak memiliki electron yang lebih mudah dipromosikan daripada senyawa yang
menyerap cahaya pada panjang gelombang UV yang lebih pendek.
Pemisahan tenaga yang paling tinggi diperoleh bila
elektron-elektron dalam ikatan tereksitasi yang menimbulkan serapan dalam
daerah dari 120-200nm. Daerah ini dikenal sebagai daerah Ultra Violet (UV)
vakum dan relative tidak banyak menimbulkan keterangan. Diatas 200 nm eksitasi
elektron. Dari orbital-orbital p dan d, dan orbital π terutama sistem konjugasi
π segera dapat diukur, dan spektra yang diperoleh memberikan banyak keterangan.
Analisis kualitatif dengan metode spektrofotometri
UV-Vis hanya dipakai untuk data sekunder atau data pendukung. Pada analisis
kualitatif dengan metode spektrofotometri UV-Vis yang dapat ditentukan ada 2
yaitu :
• Pemeriksaan
kemurnian spektrum UV-Vis.
• Penentuan
panjang gelombang maximum.
Pada penentuan panjang gelombang maksimum didasarkan
atas perhitungan pergeseran panjang gelombang maximum karena adanya penambahan
gugus pada sistem kromofor induk Kaidah Woodward dan Fieser membahas secara
terinci tentang pergeseran panjang gelombang maximum yang disebabkan substitusi
berbagai gugus ke dalam, diena terkonjugasi, aromatic karbonil, keton tak jenuh
dan poliena. Dengan demikian setiap substitusi kimia akan dapat diperhitungkan
terlebih dahulu berapa panjang gelombang maksimumnya dengan memakai tabel yang
disusun atas dasar kaidah Woodward dan Fieser. Kemungkinan memang ada perbedaan
harga panjang gelombang maximum antara hasil perhitungan dengan tabel
Wooward-Fieser terhadap harga panjang gelombang maksimum hasil perhitungan
dengan panjang gelombang maximum dari hasil pengamatan. Besarnya perbedaan
panjang gelombang maximum hasil perhitungan dengan panjang gelombang maximum
hasil pengamatan biasanya bergeser antara 0 sampai 4 nm.
Kuantitasnya energi yang diserap oleh suatu senyawa
berbanding terbalik dengan panjang gelombang radiasi :
Δ EM=
Dimana :
Δ E : Energi yang diabsorpsi
h : tetapan planck (6,6.10-27 erg.det)
v : Frekuensi (Hz)
c : tetapan cahaya (3.1010 cm/s)
λ: panjang gelombang (cm).
Spektroskopi
UV-Vis untuk analisis kuantitatif bercirikan:
1. Dapat
diaplikasikan untuk berbagai senyawa, baik organik maupun anorganik.
2. Mempunyai
sensititivitas yang baik: 10-4 hingga 10-5 M
3. Selektif
4. Mempunyai
akurasi yang baik
5. Mudah
dalam pengumpulan data
Contoh
spectrum uv.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar