Spektrofotometri Uv Dan Vis

5/27/2018 Spektrofotometri Uv Dan Vis

1/14

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang sudah memberi taufik, hidayah,

serta inayahnya sehingga kita semua masih bisa beraktivitas sebagaimana seperti

biasanya termasuk juga dengan penulis, hingga penulis bisa menyelesaikan tugas

pembuatan makalah dengan judul Komponen Alat Spektrofotometri Ultraviolet-

Visibel (UV-Vis)

Makalah ini berisi mengenai Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel (UV-Vis)

beserta instrumen penyusunnya yang disajikan di dalam bentuk makalah. Makalah

ini disusun dengan harapan agar para pembaca bisa menambah wawasan serta

memperluas ilmu pengetahuan yang ada mengenai Spektrofotometer Ultraviolet-

Visibel(UV-Vis) yang kami sajikan di dalam sebuah susunan makalah yang

ringkas, mudah untuk dibaca serta mudah dipahami.

Semoga makalah ini bisa bermanfaat untuk para pembaca serta

memperluas wawasan mengenai Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel(UV-Vis)

serta seluk beluknya. Dan tidak lupa pula penulis mohon maaf atas kekurangan di

sana sini dari makalah yang penulis buat ini. Mohon kritik serta sarannya.

Terimakasih

18 Maret 2014

Penyusun


2/14

Komponen Alat Spektrofotometri Ultraviolet-Visibel (UV-Vis)

Pendahuluan

Radiasi serapan adalah radiasi elektromagnetik yang merupakan jenis

energi yang paling banyak digunakan , namun yang paling banyak dikenal adalah

energi panas dan sinar tampak, diikuti sinar gamma , sinar X , sinar ultra violet ,

gelombang mikro dan radiasi frekuensi radio. Absorpsi adalah suatu proses

dimana spesi kimia dalam media transparan melemahkan frekuensi dari radiasi

gelombang elektromagnetik.Kareteristik serapan spesi dijelaskan oleh spectrum

absorpsi yang merupakan penggambaran fungsi melemahnya berkas radiasi

terhadap panjang gelombang frekuensi atau angka gelombang.

Spektroskopi UV-Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang

menggunakan sumber radiasi elektromegnetik ultraviolet dekat (190-380) dan

sinar tampak (380-780) dengan menggunakan instrumen spektrofotometer.

Prinsip dari spektrofotometer UV-Vis adalah penyerapan sinar tampak untuk ultra

violet dengan suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari

tingkat energi dasar (ground state) ketingkat energi yang paling tinggi (excited

stated). UV-Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul

yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-Vis lebih banyak dipakai untuk

analisis kuantitatif ketimbang kualitatif. Pengabsorbsian sinar ultra violet atau

sinar tampak oleh suatu molekul umumnya menghasilkan eksitasi elektron

bonding, akibatnya panjang absorbsi maksimum dapat dikolerasikan dengan jenisikatan yang ada didalam molekul. Spektrofotometer terdiri atas spektrometer dan

fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang

gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang

ditranmisikan atau yang diabsorpsi. Spektrofotometer tersusun atas sumber

spektrum yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel

atau blangko dan suatu alat untuk mengukur pebedaan absorpsi antara sampel dan

blangko ataupun pembanding.


3/14

Spektrofotometer UV-Vis dapat melakukan penentuan terhadap sampel

yang berupa larutan, gas, atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan perlu

diperhatikan pelarut yang dipakai antara lain:

1. Pelarut yang dipakai tidak mengandung sistem ikatan rangkap terkonjugasi

pada struktur molekulnya dan tidak berwarna.

2. Tidak terjadi interaksi dengan molekul senyawa yang dianalisis.

3. Kemurniannya harus tinggi atau derajat untuk analisis.

Prinsip kerja Spektrofotometer UV/VIS

Spektrofotometri uv-vis mengacu pada hukum Lambert-Beer. Apabila

cahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya

tersebut akan diserap, sebagian dipantulkan dan sebagian lagi akan dipancarkan.

LAMBERT BEER

Jika suatu cahaya monokromatis dengan kekuatan Po dilewatkan kepada

balok yang tegak lurus pada permukaan dengan ketebalan b dan mengandung n

partikel pengabsorbsi, maka kekuatan cahaya menurun menjadi P.

Syarat Hukum Beer:

- Konsentrasi harus rendah- Zat yang diukur harus stabil- Cahaya yang dipakai harus monokromatis- Larutan yang diukur harus jernih

P = Po 10-abc

-log P/P = abc

-log T = abc

A = abc

Dimana :

T : transmisi c: konsentrasi larutan

A : absorbansi b: tebal media/kuvet

a: absorptivitas (tergantung satuan [ ] ); a(ppm) dan (Molar)


4/14

Berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari:

Spektrofotometer Optika Sinar Tunggal (Single Beams Optic).

- Semua cahaya melewati seluruh sel sampel.- Contoh alat spektrofotometer single beam adalah spektronik 20.- Alat ini merupakan desain paling awal tetapi masih banyak digunakan

baik dalam pengajaran maupun laboratorium industry.

Spektrofotometer Optika Sinar Ganda (Double Beams Optic).

- Cahaya terbagi ke dalam dua arah/berkas.- Berkas cahaya pertama melewati sel pembanding, dan cahaya yang

lainnya melewati sel sampel.

- Berkas cahaya kemudian bergabung kembali, masuk ke detektor.- Detektor merespon cahaya netto dari kedua arah- Beberapa alat double beam memiliki dua detektor, sampel dan sinar

penghubung diukur pada waktu yang sama.

APLIKASI UV-VIS SPEKTROFOTOMETRI

Syarat pengukuran dengan spektrofotometer VISIBLE:

- Sampel dalam larutan menyerap sinar tampak (350-770 nm)- Larutan sampel harus bening dan berwarna- Pelarut tidak menyerap sinar tampakSyarat pengukuran dengan spektrofotometer UV:

- Sampel dalam larutan menyerap sinar UV (180-350 nm)

- Molekul senyawanya memiliki ikatan rangkap atau electron nonbonding

- Larutan bening dapat tidak berwarna


5/14

Instrumentasi Spektrofotometer UV-Vis

1. Sumber SinarSumber sinar yang baik untuk pengukuran absorbansi harus memancarkan

spektrum yang kontinue dan merata di daerah panjang gelombang yang di

kehendaki.

Sumber sinar untuk uv digunakan lampu deuterium. Lampu ini terdiri dari

sepasang elektroda yang dipatri di dalam tabung kaca tertutup yang salah satu


6/14

bagian dindingnya tersebut dari bahan kuarsa dan diisi dengan gas

hidrogen/deuterium pada tekanan rendah. Bila terhadap kedua elektroda

dihubungkan dengan tegangan listrik stabil maka antara kedua elektroda terjadi

elektron discharge. Elektron tersebut akan bertumbuh dengan molekul gas H2atau

D2 . Akibatnya elektron elektron gas H2/D2 akan tereksitasi. Pada saat turun

kembali ke keadaan asas seraya memancarkan sinar yang membentuk spektrum

yang kontinue yang meliputi daerah panjang gelombang antara 180 350 mm

sebagai sumber sinar tampak biasa digunakan lampu kawat wolfram.

Sumber sinar untuk vis digunakan Lampu Tungsten (Wolfram) : Lampu

ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak. Bentuk lampu ini

mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang gelombang antara 350-

2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis lengkung. Umumnya memiliki

waktu 1000 jam pemakaian. Lampu tersebut terbuat dari tabung kuarsa yang

berisi filamen tungsten dan sejumlah kecil iodine.

2. MonokromatorMonokromator berfungsi menguraikan berkas radiasi dari sumber yang

kontinue menjadi sinar yang monokromatis (panjang gelombang tunggal). Unsur

penting sebuah monokromator adalah sistem celah dan sistem dispersif. Radiasi

dari sumber difokuskan ke celah masuk kemudian dikumpulkan oleh sebuah lensa

sehingga sinar paralel jatuh pada unsur dispersi yang merupakan sebuah prisma


7/14

atau sebuah kisi difraksi. Dengan pemutaran prisma,bermacam macam bagian

spektrum yang dihasilkan oleh unsur dispersi difokuskan ke celah keluar menuju

ke sel cupikan atau blanko.

Prinsip kerja monokromator :

Radiasi dari sumber sinar difokuskan ke celah masuk lalu ke unsur dispersif

(filter/prisma/kisi) lalu ke celah keluar.

CELAH (SLIT)Berfungsi untuk menentukan perfomance karakteristik dan kualitas

monokromator. Ada celah masuk dan ada celah keluar pada setiap

monokromator, fungsinya menentukan sifat monokromatis sinar hasil dan resolusi

panjang gelombang. Lebar celah dapat diubah-ubah. Untuk analisa kualitatif

butuh resolusi panjang gelombang sempit. Makin sempit lebar celah, makin kecil

intensitas sinar maka butuh detector yang lebih peka. Pada analisa kuanitatif butuh

celah yang lebih lebar.

UNSUR DISPERSIF (Filter/Prisma/Kisi)Merupakan filter optik yang berfungsi untuk menyerap warna komplementer

sehingga cahaya tampak yang diteruskan merupakan cahaya yang berwarna sesuai

dengan filter optik yang dipakai. Pemutaran secara mekanis pada prisma atau

grating akan menghasilkan berbagai spectrum yang difokuskan ke celah keluar

lalu mengenai sampel.


8/14

Jenis-jenis monokromator:

Gelas atau larutan berwarna

Gelas, menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang kira-kira 150 nm.

Gelatin diberi warna, menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang lebih

lebar.

Filter interferensi

Terdiri dari 2 potong kaca dengan bagian cermin pada bagian dalam.

Menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang 30-50 nm.

Prisma

Terbuat dari kwarsa, menghasilkan panjang gelombang 10-20 nm.

Ada 2 macam/tipe yaitu :

Tipe Cornu : sudut optik 60

Tipe Littrow : sudut optik 30 dan salah satu sisi tegak dilapisi logam Al

atau Ag.

Kisi difraksi atau diffraction grating

Terdiri dari permukaan gelas dilapisi film sangat tipis dari logam.

Film tipis tersebut berlubang-lubang kecil, bentuk garis-garis memanjang

(1200 tiap cm) sehingga sinar yang jatuh kepermukaan film akan dipantulkan dan

sebagai sinar dengan panjang gelombang tertentu.

Pada spektrofotometer UV-Visible modern dipakai system monokromator

ganda (double monochromator system) yaitu dua monokromator dipasang paralel,

yang terdiri dari prisma dan kisi.

3. Cuvet atau SelSel atau cuvet ialah wadah untuk menempatkan cuplikan maupun blanko.

Tebal cuvet umumnya bernilai 1 cm. Wadah tempat sample biasanya berbentuk

kuvet bundar atau kotak. Bahan kuvet berpengaruh terhadap panjang gelombangyang dipakai.


9/14

Macam-macam jenis kuvet :

(1). Gelas

Umum digunakan pada 300-1000 nm, biasanya memiliki panjang 1 cm

(atau 0.1; 0.2; 0.5; 2; atau 4 cm). Khusus untuk sinar uv adalah kwarsa,

sedangkan untuk visibel adalah gelas atau kaca.

(2). Kwarsa

Mahal, range (190-1000 nm)

(3). Sel otomatis (flow through cells)

(4). Matched cells

(5). Polistirene range (340-1000 nm)

(6). Micro cells

Kuvet yang baik harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :

a. Permukaannya harus sejajar secara optis

b. Tidak berwarna sehingga semua cahaya dapat di transmisikan

c. Tidak ikut bereaksi terhadap bahan-bahan kimia

d. Tidak rapuh serta bentuknya sederhana

4.

Detektor

Suatu detektor berfungsi menyerap sinar yang mengenainya dan

mengubahnya menjadi suatu besaran yang dapat diukur. Detektor yang digunakan

pada spektrofotometer uv-vis berupa alat foto-listrik. Yang mengubah energi sinar

menjadi energi listrik atau isyarat listrik. Isyarat yang dihasilkan berbanding lurus

dengan intensitas sinar yang mengenalnya.

Syarat-syarat detektor :

a. Kepekaan yang tinggi


10/14

b. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi

c. Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

d. Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi

Selain itu juga detektor harus menghasilkan signal yang mempunyai

hubungan kuantitatif dengan intensitas sinar, dapat menangkap atau merespon

energi sinar, peka dengan noise rendah, waktu respon pendek, stabil, dapat

memperkuat isyarat listrik dengan mudah, dimana isyarat listrik yang dihasilkan

berbanding lurus dengan intensitas.

Detektor uv-vis (uv-sinar tampak) termasuk kedalam deterktor universal

yang merupakan detektor yang paling banyak digunakan diantara detektor

spektrometer massa, detektor spektrometer infra merah dan detektor indeks bias,

karena sentivitasnya baik, mudah menggunakannya, tidak merusak senyawa yang

dianalisis, dan memungkinkan untuk melakukan elusi ber-gradien. Ada yang

dipasang pada panjang gelombang tetap, yaitu pada panjang gelombang 254 nm,

dan ada juga yang panjang gelombangnya dapat dipilih sesuai yang diinginkan,

antara 190-600 nm. Detektor dengan panjang gelombang bervariabel ini ada yang

dilengkapi alat untuk memilih panjang gelombang secara otomatis dan dapat me-

nol-kan sendiri (auto zero). Detektor jenis ini juga ada ayang menggunakan drode

arrays (sebagai pengganti photo tube), sehingga dapat melakukan pembacaan

absorban yang kontinyu pada berbagai macam panjang gelombang.Berikut jenis-

jenis detektor UV-Vis, yaitu :

Barrier layer cell (photo cell atau photo votaice cell)


11/14

Photo tubeLebih sensitif dari photo cell, memerlukan power suplay yang stabil dan

amplifier

Photo mulipliersSangat sensitif, respon cepat, digunakan dalam instrumen double beam

panguatan internal.

5. RekorderFungsi rekorder mengubah panjang gelombang hasil deteksi dari detektor

yang diperkuat oleh amplifier menjadi radiasi yang ditangkap detektor

kemudian diubah menjadi sinyal-sinyal listrik dalam bentuk spektrum.

Spektrum tersebut selanjunya dibawa ke monitor sehingga dapat dibaca

dalam bentuk transmitan.


12/14

6. Read Outa) Null balance

menggunakan prinsip null balance potentiomer, tidak nyaman, banyak

diganti dengan pembacaan langsung dan pembacaan digital.

b) Direct readers

absorbansi (A), konsentrasi (C), dan persen transmitan (%T), dibaca

langsung dari skala

c) Pembacaan digital

mengubah signal analog ke digital dan menampilkan peraga angka light

emithing diode (LED), sebagai A, %T, atau C.Dengan pembacaan meter

seperti gambar, akan lebih mudah dibaca skala transmitannya, kemudian

menentukan absorbansi dengan A = - log T.

Gambar. Pembaca transmitansi dan absorbansi pada spektrofotometer

Dengan pembacaan meter seperti gambar diatas, akan lebih mudah dibaca

skala transmitannya, kemudian menentukan absorbansi dengan A= -lig T. Skema

dasar instrumen single beam dan double beam seperti disajikan pada gambardibawah ini :


13/14

Fitur instrumen single beamBiaya rendah, tujuan dasar untuk mengukur A, C, atau %T pada panjang

gelombang terpisah. 100% T(OA) harus diatur pada setiap panjang gelombang

tidak dapat digunakan untuk meneliti spektra.

Fitur instrumen double beamDigunakan untuk meneliti spektra pada panjang gelombang lebih tinggi (190-880)

nm. Dapat menghasilkan spektra A vs %v Atau spektra derivatif 1st, 2nd, 3rd, 4th.

Dapat digunakan untuk pengukuran A atau %T saja pada panjang gelombang

tertentu.


14/14

Daftar Pustaka

Hendayana, Sumar (2009).Penuntun Praktikum Kimia Analitik Instrumen.

Bandung:Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI

Mulja, M, Suharman. 1995. Analisis Instrumental. Surabaya: Airlangga

University Press

Khopkar, S.M. 1990.Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press

Rohman, Abdul, Ibnu Gholib Gandjar, 2007,Kimia Farmasi Analisis, Pustaka

Pelajar, Yogyakarta.

Sabarudin, Akhmad, dkk. (2000).Kimia Analitik. Bandung : IKIP Semarang

Wiryawan, adam. 2011. sistem dispersi. Available online at http://www.chem-is

try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/spektrum_serapan_ultraviolet-

tampak__uv-vis_/sistim-dispersi/

Documents

Spektrofotometri Uv Dan Vis