MAKALAH KIMIA ORGANIK BAHAN ALAM
“SPEKTROSKOPI INFRA RED ”
Dosen Pengampuh : M.A. Yohanita Nirmalasari, S.Si, M.Pd
DISUSUN OLEH ELISABETH ELSI BOTA NIM: 084160004
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS NUSA NIPA MAUMERE 2017
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Spektroskopi Dasar Infra Red (IR)” ini tepat pada waktunya.
Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas yang diberikan dosen bersangkutan. Adapun sumber-sumber s umber-sumber dalam pembuatan makalah ini, didapatkan dari beberapa buku yang membahas materi yang berkaitan dan juga melalui media internet. Adapun isi dari makalah ini antara lain : Pengertian IR, karakteristik IR, vibrasi-vibrasi yang terjadi, prinsip kerja spektofotometer IR, daerah spektrum IR dan manfaat IR bagi kehidupan manusia. Seperti yang diketahui Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang -1
gelombang 0,75 –1.000 μm atau pada bilangan gelombang 13.000– 10 10 cm dengan menggunakan suatu alat yaitu Spektrofotometer Inframerah. Inframerah. Di bahas juga manfaat inframerah bagi kehidupan manusia khusus dalam bidang komunikasi dan kesehatan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan makalah ini.Penulis menyadari bahwa penulisan makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi para pembaca khususnya untuk menambah menambah ilmu pengetahuan.
Maumere, November 2017
Penulis
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Spektometer IR Gambar 2.2 Vibrasi Regangan Gambar 2.3. Vibrasi Bengkokan Gambar 2.4 Prinsip Kerja Spektrofotometer IR
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................. ....................................................... ............................................ ........................................ .................. 1 KATA PENGANTAR ............................................. ................................................................... ............................................ ......................... ... 2 DAFTAR GAMBAR ............................................................. ................................................................................... ................................. ........... 4 DAFTAR ISI ................................................ ....................................................................... ............................................. .................................... .............. 3 BAB I PENDAHULUAN .................................... .......................................................... ............................................ ............................. ....... 5 1.1
Latar Belakang .......................................... ................................................................ ............................................ ......................... ... 5
1.2
Rumusan Masalah ............................................ ................................................................... ........................................ ................. 6
1.3
Tujuan ............................................ ................................................................... ............................................. .................................... .............. 6
BAB II PEMBAHASAN ....................................................... ............................................................................. ................................. ........... 7 2.1
Pengertian Spektrofotometri Infra Red .......................................... .................................................... .......... 7
2.2
Karakteristik Infra Red ............................................ ................................................................... ................................. .......... 8
2.3
Teori radiasi Infra Red ............................................ ................................................................... ................................. .......... 8
2.4
Macam-macam Vibrasi ........................................... .................................................................. ............................... ........ 10
2.5
Prinsip Kerja Spektrofotometer IR ......................................... ......................................................... ................ 11
2.6
Daerah Spektrum Infra Red ............................................. .................................................................... ....................... 12
2.7
Manfaat Sinar Infra Merah bagi Kehidupan Manusia ............................ ............................ 14
BAB III PENUTUP ......................................... ............................................................... ............................................ ............................... ......... 16 3.1
Kesimpulan ............................................ .................................................................. ............................................ ........................... ..... 16
3.2
Saran ........................................... ................................................................. ............................................ ...................................... ................ 16
DAFTAR PUSTAKA
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana "cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya. Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi
juga
digunakan
secara
intensif
dalam
astronomi
dan
penginderaan jarak jauh. Kebanyakan teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis spektral. Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 - 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 13.000 10 cm-1.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan Spektrofotometri Infra Red ? 2. Apa saja karakteristik Infra Red ? 3. Bagaimana teori radiasi Infra Red ? 4. Apa jenis-jenis vibrasi dalam Infra Red ? 5. Bagaimana Prinsip Kerja Spektrofotometer IR ? 6. Manfaat Sinar Infra Merah bagi Kehidupan Manusia ?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui pengertian Spektrofotometri Infra Red 2. Mengetahui karakteristik Infra Red 3. Mengetahui teori radiasi Infra Red 4. Mengetahui jenis-jenis vibrasi dalam Infra Red 5. Mengetahui Prinsip Kerja Spektrofotometer IR 6. Mengetahui Manfaat Sinar Infra Merah bagi Kehidupan Manusia
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Spektrofotometri Infra Red
Dalam bidang kimia, ada beberapa istilah yang dekat dengan dunia spektrometri. Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektrometer adalah alat untuk menghasilkan garis spektrum cahaya dan mengukur panjang gelombang serta intensitasnya. Spektrofotometri merupakan suatu metode analisis untuk mengukur jumlah refleksi atau transmisi sebuah materi sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 –1.000 μm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 10
cm
-1
dengan
menggunakan
suatu
alat
yaitu
Spektrofotometer Inframerah. Inframerah. Metode ini banyak digunakan pada laboratorium analisis industri dan laboratorium riset karena dapat memberikan informasi yang berguna untuk analisis kualitatif dan kuantitatif, serta membantu penerapan rumus bangun suatu senyawa.
Gambar 2.1 Spektrometer IR
Pada era modern ini, radiasi inframerah digolongkan atas 4 (empat) daerah, yaitu : No
Daerah
Panjang
Bilangan
Frekuensi (Hz)
Inframera
Gelombang
h
dalam μm
dalam cm-1
1.
Dekat
0,78 – 0,78 – 2,5 2,5
13.000 – 13.000 – 4.000 4.000
3,8 – 3,8 – 1,2 1,2 (10 14)
2.
Pertengah
2,5 - 50
4.000 - 200
1,2 – 1,2 – 0,06 0,06 (10 14)
(λ) Gelombang
an 3.
Jauh
50 - 1000
200 - 10
6,0 – 6,0 – 0,3 0,3 (10 12)
4.
Untuk
2,5 - 15
4.000 - 670
1,2 – 1,2 – 0,2 0,2 (10 14)
analisis instrumen
2.2 Karakteristik Karakteristik Infra Red
1. Tidak dapat dilihat oleh manusia 2. Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang 3. Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas 4. Panjang gelombang pada infra merah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.
2.3 Teori radiasi Infra Red
Konsep radiasi inframerah pertama kali diajukan oleh Sir William Herschel (1800) melalui percobaannya mendispersikan radiasi matahari
dengan prisma. Ternyata pada daerah sesudah sinar merah menunjukkan adanya kenaikan temperatur tertinggi yang berarti pada daerah panjang gelombang radiasi tersebut banyak kalori (energi tinggi). Daerah spektrum tersebut yang dikenal sebagai infrared (IR, di seberang atau di luar merah).
Supaya terjadi peresapan radiasi inframerah, maka ada beberapa hal yang perlu dipenuhi, yaitu : 1) Absorpsi terhadap radiasi inframerah dapat menyebabkan eksitasi molekul ke tingkat energi vibrasi yang lebih tinggi dan besarnya absorbsi adalah terkuantitasi. 2) Vibrasi yang normal mempunyai frekuensi sama dengan frekuensi radiasi elektromagnetik yang diserap. 3) Proses absorpsi (spektra IR) hanya dapat terjadi apabila terdapat perubahan baik nilai maupun arah dari dari momen dua kutub ikatan. Spektrum peresapan IR merupakan perubahan simultan dari energi vibrasi dan energi rotasi dari suatu molekul. Kebanyakan molekul organik cukup besar sehingga spektrum peresapannya kompleks. Konsep dasar dari spektra vibrasi dapat diterangkan dengan menggunakan molekul sederhana yang terdiri dari dua atom dengan ikatan kovalen. Dengan menggunakan Hukum Hooke, dua atom tersebut dihubungkan dengan sebuah pegas. Persamaan yang diturunkan dari Hukum Hooke menyatakan hubungan antara frekuensi, massa atom, dan tetapan dari kuatnya ikatan (forse constant of the bond).
Keterangan : v = frekuensi vibrasi (cm -1) c = kecepatan cahaya (cm/sec) k = force constant of bond (dynes/cm) m = massa atom (g)
2.4 Macam-macam Vibrasi
1. Vibrasi Regangan (Streching) (Streching) Dalam vibrasi ini, atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu: a. Regangan Simetri, yaitu unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar. b. Regangan Asimetri, yaitu unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.
Gambar 2.2 Vibrasi Regangan
2. Vibrasi Bengkokan ( Bending ) Jika sistem tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu : a. Vibrasi Goyangan ( Rocking ), ), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar. b. Vibrasi Guntingan (Scissoring (Scissoring ), ), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar.
c. Vibrasi Kibasan (Wagging (Wagging ), ), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar. d. Vibrasi Pelintiran (Twisting (Twisting ), ), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar
Gambar 2.3. Vibrasi Bengkokan
2.5 Prinsip Kerja Spektrofotometer IR
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Spektrofotometer IR
Prinsip Kerja Spektrofotometer IR yaitu radiasi dari sumber radiasi IR dipecah oleh pencacah sinar menjadi dua bagian yang sama dengan arah yang saling tegak lurus. Kemudian kedua radiasi tersebut dipantulkan kembali ke dua cermin sehingga bertemu kembali di pencacah sinar untuk saling berinteraksi. Dari sini sinar dipancarkan ke cuplikan yang dapat menyerap energi, setelah itu terjadilah transisi diantara tingkat energi vibrasi dasar dan tingkat vibrasi tereksitasi berupa berkas radiasi yang ditangkap oleh detektor. Kemudian signal yang dihasilkan dari detektor direkam sebagai spektrum IR yang berbentuk puncak-puncak absorpsi berupa grafik. 2.6 Daerah Spektrum Infra Red
Spektra yang akan diinterpretasikan harus memenuhi persyaratan berikut : 1 ) Resapan satu sama lainnya harus terpisah dan mempunyai intensitas yang memadai 2 ) Spektra harus berasal dari zat murni 3 ) Spektrofotometer harus dikalibrasi 4 ) Tek nik nik preparasi sampel harus nyata, selain itu posisi resapan, bentuk, dan tingkat intensitas sering membantu karna spesifik untuk gugus tertentu
Contoh spektrum infra merah sebuah n-propanol CH 3CH2H2OH
Daerah peresapan infra merah dapat dibagi menjadi 3 bagian : -1
1 ) 4000-1300 cm (2,5-7,7 (2,5-7,7 μm) : Functional group region (OH, NH, C=O) -1
2 ) 1300-909 cm (7,7-11,0 (7,7-11,0 μm) : Finger print region, interaksi, vibrasi pada keseluruhan molekul 3 ) 909-650 cm
-1
(11,0-15,4 (11,0-15,4 μm) : Aromatic region, out -of-plane C-H and
ring bending absorption 1 ) Daerah Frekuensi Gugus Fungsional -1
Terletak pada daerah radiasi 4000-1400 cm . Pita-pita absorpsi pada daerah ini utamanya disebabkan oleh vibrasi dua atom, sedangkan frekuensinya karakteristik terhadap massa atom yang berikatan dan konstanta gaya ikatan. 2 ) Daerah Finger Daerah Finger print -1
Daerah yang terletak pada 1400-400 cm . Pita-pita absorpsi pada daerah ini berhubungan dengan vibrasi molekul secara keseluruhan. Setiap atom dalam molekul akan saling mempengaruhi sehingga dihasilkan pita-pita absorpsi yang khas untuk setiap molekul. Oleh karena itu, pita-pita pada daerah ini dapat dijadikan sarana identifikasi molekul yang tak terbantahkan. Frekuensi peresapan infra merah yang khas untuk gugusan-gugusan tertentu dapat dilihat dalam tabel dibawah ini.
2.7 Manfaat Sinar Infra Merah bagi Kehidupan Manusia
1. Bagi Komunikasi a) Sebagai Sistem Sensor Sistem sensor ini berfungsi untuk menghubungkan dua perangkat yang saling berhubungan. Pada sensor infra merah ini berfungsi pula untuk mengendalikan jarak jauh antara dua benda komunikasi tersebut sehingga dapat digunakan untuk beberapa hal seperti otomatisasi sistem, alarm keamanan sebuah tempat, dan pengendali jarak jauh. b) Sebagai Kamera Tembus Pandang Sinar infra merah ini bermanfat untuk meneruskan cahaya pada sinar infra merah agar kemampuan kamera maupun kemmapuan video menjadi lebih meningkat. Kemampuan ini sudah banyak pula di aplikasikan pada kamera hp. Dengan demikian, adanya infra merah dalam handphone atau kamera dan video ini akan membantu kualitas gambar pada kamera ataupun video menjadi lebih baik. c) Sebagai Pencitraan Pandangan Salah satu contoh manfaat infra merah bagi komunikasi adalah sebagai pencitraan pandangan. Salah satu contohnya addalah nightscoop. Nightscoop merupakan alat penglihatan yang dapat digunakan di malam hari. Dengan adanya sinar infra merah ini tentu membantu penglihatan di malam hari akan lebih tampak dan lebih mudah lagi. d) Sebagai Komunikasi Jarak Dekat dan Jarak Jauh Manfaat lain yang diberikan oleh infra merah adalah untuk mengkontrol remote TV, dan beberapa benda lainnya yang tembus pandang, karena pada dasarnya sinar infra merah ini tidak dapat menembus benda yang tidak tembus pandang seperti tembok. Selain bermanfaat untuk komunikasi jarak dekat, infra merah memiliki manfaat kontrol jarak jauh. Kurang lebih kerja infra merah akan baik sampai pada 10 meter. Jarak ini pun terhitung tanpa adanya penghalang.
e) Sebagai Komunikasi Tanpa Kabel Saat ini banyak sekali alat komunikasi yang ada di dunia tanpa menggunakan kabel, ternyata alat komunikasi tersebut merupakan manfaat dari infra merah karena infra merah dapat memberikan konektivitas dari perangkat satu ke perangkat lainnya dengan menggunakan aplikasi infra merah. Seperti layaknya bluetooth, sinar infra merah pun memiliki manfaat yang sama, namun sayangnya sinar infra merah ini memiliki kekurangan yaitu dalam proses konektivitas dengan perangkat lain ia tidak boleh terlalu jauh. Bahkan terkadang posisi dalam konektivitas infra merah ini harus dihadapkan satu dengan yang lainnya. 2. Bagi Kesehatan a) Meningkatkan Sirkulasi Pada tingkat infra merah ini peningkatan sirkulasi yang dapat dilakukan adalah peningkatan sirkulasi mikro. Adanya infra merah pada molekul air ini akan memberikan rasa panas sehingga dapat menyebabkan pembuluh kapiler menjadi membesar sehingga dapat membuat meningkatnya suhu kulit dan akibat peningkatan suhu kulit tersebut akan membantu memperbaiki sirkulasi darah sehingga mampu mengurangi tekanan jantung sehingga tidak menyebabkan gagal jantung. b) Meningkatkan Cairan pada Tubuh Molekul yang ada di tubuh ternyata ketika ia terkena infra merah akan bergetar. Sinar infra merah membuat molekul air bergetar dan membuat molekul air menjadi pecah sehingga membuat molekul itu menjadi molekul tunggal dimana molekul tunggal tersebut dapat membantu meningkatkan cairan tubuh yang hilang karena terlalu banyak melakukan aktivitas.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari
pembahasan
diatas,
penulis
dapat
menyimpulkan
bahwa
Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 –1.000 μm atau pada bilangan bi langan gelombang 13.000 – 10 10
cm
-1
dengan
menggunakan
suatu
alat
yaitu
Spektrofotometer Inframerah. Inframerah. Radiasi inframerah digolongkan atas 4 (empat) daerah, yaitu : daerah dekat, pertengahan, jauh, dan untuk analisis instrumen dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Ciri-ciri sinar Infra Red antara lain tidak dapat dilihat oleh manusia, tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang, dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas, dan panjang gelombang pada infra merah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Dalam IR juga terdapat vibrasi antara lain Vibrasi Regangan (terdiri dari regangan simestri dan asimetri), Vibrasi Bengkokan (terdiri dari vibrasi goyangan, vibrasi guntingan, vibrasi kibasan, dan vibrasi pelintiran). Adapun manfaat sinar IR bagi kehidupan manusia misalnya dalam bidang komunikasi dan kesehatan.
3.2 Saran
1. Dengan adanya makalah ini, kami berharap agar pembaca dapat memahami dan mengaplikasikan penggunaan AAS dengan baik dan benar. 2. Pada saat praktek menggunakan alat spektofotometer serapan atom perlu adanya kerja sama antara praktikan dan pembimbing agar praktikan dan pembimbing agar praktikan dapat memahami dan mampu menggunakan alat dengan baik dan benar.
DAFTAR PUSTAKA
https://www.google.com.sg/amp/s/manfaat.co.id/manfaat-sinar-inframerah/amp.. https://www.google.com.sg/amp/s/manfaat.co.id/manfaat-sinar-inframerah/amp
https://www.slideshare.net/mobile/ChizwuahNTweety/modulkuliahfakultasfarmasiuniversitassanatadharmayogyakartaspekroskopiuvvisspektrofuoro metrinmrmsdanelusidassistruktur
https://www.slideshare.net/mobile/alieyelutsmani/kuliah-ir
