Bismillah Spektroskopi Infra Merah

8/15/2019 Bismillah Spektroskopi Infra Merah

1/11

Spektroskopi Infra Merah

A. Pendahuluan.

Atom-atom yang terdapat di dalam suatu molekul tidak dapat diam melainkan

atom-ayom tersebut bervibrasi (bergetar). Getaran molekul dapat sangat

sensitif peka terhadap struktur molekul! sehingga mun"ul pengukuran untuk

mendeteksi getaran tersebut dengan tu#uan analisis. $leh karena itu seiring

ber#alannya %aktu! ter"iptalah suatu alat yang digunakan dalam analisa

pengukuran getaran ini. Alat tersebut adalah spektroskopi I& (Infra Merah).

'rakteristik Inframerah diantaranya

*idak dapat dilihat oleh manusia *idak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

+apat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

Pan#ang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berla%anan atau

berbanding terbalik dengan suhu. 'etika suhu mengalami kenaikan! maka

pan#ang gelombang mengalami penurunan.

Metode analisis se"ara inframerah merupakan metode analisis instrumental

terhadap sampel organik dan anorganik dengan memanfaatkan fenomena

vibrasi atom dalam molekul. ,asil analisis berupa data kualitatif dan atau

kuantitatif. Instrumentasi yang mudah digunakan untuk melihat getaran molekul

tersebut! yaitu mid-infra merah (I&)! near-I& (I&)! +an isible (&aman).

/erikut merupakan #enis0 vibrasi molekul.


2/11

Gambar 1 Jenis Vibrasi Molekul

/ila radiasi infra merah dile%atkan melalui suatu "uplikan! maka molekul

molekulnya dapat menyerap (mengabsorpsi) energi dan ter#adilah transisi

diantara tingkat vibrasi (ground state) dan tingkat vibrasi tereksitasi (excited

state). Pada peristi%a ini! tidak ter#adi pemutusan ikatan antar atom tetapi

hanya mengalami getaran mekanik! karena energi radiasi I& tidak "ukup untuk

memutuskan ikatan antar atom.1ntuk menyerap radiasi inframerah! transisi vibrasi (seperti peregangan

ikatan antar atom) harus menghasilkan perubahan pada momen dipol dari

molekul yang dapat berinteraksi dengan vektor elektrik radiasi yang masuk.

2ontoh3. ,2l, 4 2l'arena ,2l merupakan molekul polar! perubahan pada pan#ang ikatan akan

menghasilkan perubahan momen dipol sehingga ,2l akan menyerap pada

daerah infra merah.0. 'arbon dioksida #uga merupakan "ontoh menarik karena mengalami

peregangan simetri yamg tidak akan menghasilkan perubahan momen

dipol dalam molekul sehingga tidak akan ada penyerapan infra merah.

Sebaliknya vibrasi peregangan asimetri akan menyebabkan perubahan

pada momen dipol sehingga ter#adi penyerapan inframerah.


3/11

Spektroskopi inframerah (I&) mena%arkan kemampuan untuk mengukur

berbagai #enis vibrasi ikatan interatom pada frekuensi yang berbeda.

'hususnya pada kimia organik! analisa spektra absorpsi I&

menun#ukkan #enis ikatan apa yang terdapat dalam sampel.

/. Instrumen Spektrofotometer Infra Merah.3. Prinsip 'er#a I&

&adiasi Infra Merah tidak mempunyai energi yang "ukup untuk

mengeksitasi elektron tetapi dapat menyebabkan senya%a organik

mengalami rotasi dan vibrasi. /ila molekul mengabsorbsi radiasi infra

merah! energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo

getaran atom-atom yang terikat itu. 5adi molekul ini berada dalam vibrasi

tereksitasi./erikut merupakan hal-hal yang terkait vibrasi molekul- Semakin berat massa molekulnya! semakin rendah frekuensi gerakan

vibrasinya.- Semakin kuat ikatan antar molekulnya! semakin tinggi frekuensi

vibrasinya.- Semakin tinggi energi yang diserapdiberikan! semakin besar amplitudo

vibrasinya.

0. Instrumentasi

'omponen dasar spektrometer I& sama dengan 1-is! tetapi sumber

detektor dan komponen optiknya sedikit berbeda. Mula-mula sinar

inframerah dile%atkan melalui sampel dan larutan pembanding! kemudian

dile%atkan pada monokromator untuk menghilangkan sinar yang tidak

diinginkan (stray radiation). /erkas ini kemudian didispersikan melaui

prisma atau grating . +engan mele%atkannya melalui slit! sinar tersebut

dapat difokuskan pada detektor.

Alat I& umumnya dapat merekam sendiri absorbansinya se"ara tepat.

Spektrofotometer "anggih selalu dilengkapi re"order untuk merekam hasil

per"obaan. Alat perekam ini mempermudah dan memper"epat pengolahan

data. /ahkan spektrofotometer bisa dilengkapi dengan sistem komputer


4/11

sehingga mempermudah pengolahan datanya karena program komputer bisa

dibuat sesuai dengan yang diinginkan.

Gambar 3. Skema Peralatan Infra Merah.

Sumber radiasi yang paling umum digunakan adalah ernest atau lampu

Glo%er! yang dibuat dari oksida-oksida 6irkonium dan ytrium! berupa batang

berongga dengan diameter 0 mm dan pan#ang 78 mm. /atang ini dipanaskan

sampai 3988-0888 :2 dan akan memberikan radiasi di atas ;888 "m-3.Sumber glo%er (globar) #uga digunakan dalam beberapa instrumen dengan

absorpsi sekitar 9088 "m-3. Sumber ini memuaskan untuk daerah < 39 =

sebagai output energy radiasi.

Monokromator yang digunakan dalam alat inframerah terbuat dari berbagai

ma"am bahan! misal prisma (umumnya dalam littro% mounting) dan "elah

yang terbuat dari gelas! lelehan silika! >i?! 2a?0! /a?0! a2l! Ag2l! '/r! 2sI.

*etapi umumnya prisma a2l digunakan untuk daerah @888-88 "m-3 dan

prisma '/r untuk @88 "m-3.

1ntuk detektor dalam daerah I&! sel fotokonduktif #arang digunakan! yang

banyak digunakan adalah detektor termal. +i antara detektor-detektor termal!

termokopellah yang banyak digunakan. Selain itu! berikut beberapa #enis

detektor termal


5/11

- Pyroele"tri" +ete"tor

- +*GS (+eterioratedtrygli"inesulfat)B

- >i*a (>ithiumtantalatoCide)!

- MD&21&E-2A+MI1M*D>1&I+D!

- I+I1MA*IM$I+D(InSb)!

- GA>DA(PbS)!

- I+I1MGA>I1MA&SDI2 (InGaAs)

Spektrofotometer inframerah mempunyai sistem optik yang serupa dengan

spektrofotometer ultraviolet atau sinar tampak. Perbedaan utama terletak pada

sumber energi dan sel. $leh karena sinar inframerah mempunyai energi yang

lebih rendah dari sinar ultraviolet atau sinar tampak! maka tebal sel yang

dipakai pada spektrofotometer lebih tipis daripada untuk spektrofotometer

lainnya (misalnya 8!80 mm).

Suatu pembanding digunakan untuk dua alasan! yaitu

3. Men"egah fluktuasi pada sumber output yang akan mempengaruhi data

yang diperoleh.

0. Pengaruh oleh pelarut yang digunakan dapat dihindari.


6/11

Gambar 0. Seperangkat Alat Spektrofotometer I&

7. +aerah F +aerah Spektrum Gugus ?ungsi.Spektrofotometri Infra &ed (Infra Merah) merupakan salah satu tenik analisis

yang handal untuk identifikasi senya%a-senya%a organik maupun anorganik

berdasarkan absorbsi gugus fungsional terhadap sinar Infra &ed.

Pemba"aan dilakukan pada pan#ang gelombang 8!;9 F 3.888 m atau pada/ilangan Gelombang37.888 F 38 "m-3. Satuan yang sering digunakan dalam

spektrofotometri infra merah adalah /ilangan Gelombang atau disebut #uga

sebagai Kaiser .


7/11

Sinar inframerah dibagi men#adi tiga daerah! yaitua. ear Infrared

• daerah serapan near infrared ter#adi pada kisaran 37888-@888"m!

• merupakan kombinasi dan overtone dari serapan yang ter#adi pada

daerah 7888-3;88"m

• serapan dihasilkan oleh regang "-h! n-h dan o-h.

• serapan umumnya bersifat lemah• daerah serapan ini digunakan untuk melakukan analisis se"ara

kuantitatif b. Mid Infrared

• spektrum mid infrared terletak pada kisaran @888-@88"m

• dapat dibagi men#adi @ daerah

3. +aerah regang C-h (@888-0988"m)- regang $, 7;88-788"m- regang , 7@88-7788"m- regang 2, alifatik 7888-0H98"m

- regang 2, ikatan rangkap dan aromatik pada 7388-7888"m0. +aerah ikatan rangkap tiga (0988-0888"m)

- regang 2-2 0788-0898"m (serapan lemah)- regang 2- 0788-0088"m (serapan kuat)

7. +aerah ikatan rangkap dua (0888-3988"m)- regang 2-$ karbonil 3H78-398"m (kuat)- regang 2-2 398"m- regang 2- 398"m

@. +aerah finger printMerupakan daerah vibrasi rangka molekul yang akan bersifat spesifik

untuk setiap molekul. Spektrum memiliki ratusan atau lebih serapan.

+inyatakan sebagai daerah fingerprint untuk setiap molekul.alaupun spe"trum inframerah suatu molekul poli atom sangat rumit untuk

dianalisis setiap absorpsi! gugus fungsional untuk suatu molekul tampak pada

daerah-daerah yang agak spesifik. ,arga absorbsi inframerah terlihat pada

tabel 3.*abel 3. /eberapa frekuensi gugus inframerah.


8/11

@. Penger#aan Sampel.

1mumnya sampel diker#akan dalam bentuk "air pada suhu kamar dan

dalam keadaan murni. 'etebalan film untuk pengukuran berkisar antara 8!83-

8!89 mm. 5arum suntik digunakan untuk meneteskan sampel. 'etebalan film

#uga dapat bervariasi dari 8!880-7 mm. /ila sampel padat! maka dilarutkan

dengan 2S0 atau 22l@. 22l@ bermanfaat dalam daerah H88-;@8 "m-3!

sedangkan 2S0 berguna dalam daerah 0000-39@8 "m-3. Semua pelarut yang

digunakan harus bebas air. Serbuk dan padatan partikelnya harus diperke"il

agar dapat dianalisis dengan "ara menggerus padatan tersebut dalam medium

"airan kental (seperti lemak) yang mempunyai indeks refraksi sama untuk

mengurangi energi yang hilang karena ter#adinya hamburan "ahaya. 1ntuk itu

dapat digunakan minyak parafin atau minyak nu#ol.

9. Analisa Spektrum


9/11


10/11

b. +engan mempertimbangkan adanya informasi lain seperti titik lebur! titik

didih! berat molekul dan refra"tive indeC maka dapat menentukan stuktur

dan dapat mengidentifikasi senya%a". +engan menggunakan komputer! dapat mengidentifikasi senya%a bahkan

"ampuran senya%a.

Metode ini banyak digunakan karena a. 2epat dan relatif murah.b. 1ntuk mengidentifikasi gugus fungsional dalam molekul.". Spektrum inframerah yang dihasilkan oleh suatu senya%a adalah khas dan

oleh karena itu dapat menya#ikan sebuah fingerprint (sidik #ari) untuk

senya%a tersebut.


11/11

+aftar Pustaka

+ay! &. A. dan 1nder%ood! A. >.! 3OOO! Analisis Kimia Kuantitatif ! Drlangga!

5akarta.

,endrayana! S.! 'adarohman! A.! Sumarno! A. A. dan Supriatna! A.! 3OO@!

Kimia

Analisis Instrumen! I'IP Semarang Press! Semarang.

'hopkar! S. M.! 0887! Konsep Dasar Kimia Analitik ! 1I-Press! 5akarta.

Documents

Bismillah Spektroskopi Infra Merah