Spektrofotometri Infra Merah atom,, elektromagnetik , energi energi,, gelombang gelombang,, infra merah, merah, molekul molekul,, spektrofotometri spektrofotometri,, Kata Kunci: atom spektrum,, vibrasi spektrum Ditulis oleh EG Giwangkara S pada S pada 30-06-200
Spektrofotometri !nfra "ed atau !nfra #erah merupakan suatu metode $ang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik $ang berada pada daerah pan%ang gelombang 0,& ' ()000 *m atau pada +ilangan Gelombang (3)000 ' (0 m-() "adiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James oleh James Clark Maxwell , $ang men$atakan bahwa aha$a seara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artin$a mempun$ai vektor listrik dan vektor magnetik $ang keduan$a saling tegak lurus dengan arah rambatan) Gambaran berkas radiasi elektromagnetik diperlihatkan pada Gambar ( berikut
Saat ini telah dikenal berbagai maam gelombang elektromagnetik dengan rentang pan%ang gelombang tertentu) Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai pan%ang gelombang) +erdasarkan pembagian daerah pan%ang gelombang pad a .abel .abel ( dan Gambar 2, sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, $aitu a) Daerah !nfra #erah dekat) b) Daerah !nfra #erah pertengahan) ) Daerah infra merah %auh))
Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah pan%ang gelombang $ang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah infra merah pertengahan, $aitu pada pan%ang gelombang 2,& ' &0 *m atau pada bilangan gelombang /)000 ' 200 m-() Satuan $ang sering digunakan dalam spektrofotometri infra merah adalah +ilangan Gelombang 1 atau disebut %uga sebagai Kaiser ) Interaksi Sinar Infra Merah Dengan Molekul
Dasar Spektroskopi !nfra #erah dikemukakan oleh ooke dan didasarkan atas sen$awa $ang terdiri atas dua atom atau diatom $ang digambarkan dengan dua buah bola $ang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini) ika pegas direntangkan atau ditekan pada %arak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik) Setiap sen$awa pada keadaan tertentu telah mempun$ai tiga maam gerak, $aitu () Gerak .ranslasi, $aitu perpindahan dari satu titik ke titik lain)
2) Gerak "otasi, $aitu berputar pada porosn$a, dan 3) Gerak 4ibrasi, $aitu bergetar pada tempatn$a) +ila ikatan bergetar, maka energi vibrasi seara terus menerus dan seara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaikn$a) umlah ene rgi total adalah sebanding dengan frekwensi vibrasi dan tetapan ga$a k 1 dari pegas dan massa m1 dan m2 1 dari dua atom $ang terikat) Energi $ang dimiliki oleh sinar infra merah han$a ukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi) 5an%ang gelombang atau bilangan gelombang dan keepatan aha$a dihubungkan dengan frekwensi melalui bersamaan berikut
Energi $ang timbul %uga berbanding lurus dengan frekwesi dan digambarkan dengan persamaan #a 5lank
sehingga
dimana E 7 Energi, oule h 7 .etapan 5lank 8 6,6262 (0-3/ )s c 7 9eepatan aha$a 8 3,0 (0(0 m:detik n 7 indeks bias dalam keadaan vakum harga n 7 (1 7 pan%ang gelombang 8 m
7 frekwensi 8 ert;
Dalam spektroskopi infra merah pan%ang gelombang dan bilangan gelombang adalah nilai $ang digunakan untuk menun%ukkan posisi dalam spektrum serapan) 5an%ang gelombang biasan$a diukur dalam mikron atau mikro meter *m 1) Sedangkan bilangan gelombang 1 adalah frekwensi dibagi dengan keepatan aha$a, $aitu kebalikan dari pan%ang gelombang dalam satuan m-() 5ersamaan dari hubungan kedua hal tersebut diatas adalah
5osisi pita serapan dapat diprediksi berdasarkan teori mekanikal tentang osilator harmoni, $aitu diturunkan dari hukum ooke tentang pegas sederhana $ang bergetar, $aitu
dimana
9eterangan c 7 keepatan aha$a 3,0 (0(0 m:detik k 7 tetapan ga$a atau kuat ikat, d$ne:m µ 7 massa tereduksi m 7 massa atom, gram
Setiap molekul memiliki harga energi $ang tertentu) +ila suatu sen$awa men$erap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan tereksitasi ke tingkatan energi $ang lebih tinggi) Sesuai dengan tingkatan energi $ang diserap, maka $ang akan ter%adi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi $ang diikuti dengan perubahan energi rotasi) Perubahan Energi Vibrasi
() 4ibrasi "egangan Streching 1 2) 4ibrasi +engkokan Bending 1 Vibrasi Regangan Streching !
Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepan%ang ikatan $ang menghubungkann$a sehingga akan ter%adi perubahan %arak antara keduan$a, walaupun sudut ikatan tidak berubah) 4ibrasi regangan ada dua maam, $aitu () "egangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar) 2) "egangan
Vibrasi "engkokan Bending !
ika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul $ang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi $ang mempengaruhi osilasi atom atau molekul seara keseluruhan) 4ibrasi bengkokan ini terbagi men%adi empat %enis, $aitu () 4ibrasi Go$angan Rocking 1, unit struktur bergerak menga$un asimetri tetapi masih dalam bidang datar) 2) 4ibrasi Guntingan Scissoring 1, unit struktur bergerak menga$un simetri dan masih dalam bidang datar) 3) 4ibrasi 9ibasan Wagging 1, unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar) /) 4ibrasi 5elintiran Twisting 1, unit struktur berputar mengelilingi ikatan $ang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar)
Daerah Spektrum Infra Merah
5ara ahli kimia telah memetakan ribuan spektrum infra merah dan menentukan pan%ang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi) 4ibrasi suatu gugus fungsi spesifik pada bilangan gelombang tertentu) Dari .abel 2 diketahui bahwa vibrasi bengkokan =' dari metilena dalam inin siklo pentana berada pada daerah bilangan gelombang (/&& m-() menun%ukkan pita absorbsi pada bilangan gelombang tersebut tersebut maka dapat disimpulkan bahwa sen$awa > tersebut mengandung gugus siklo pentana)
Daerah I#entifikasi
4ibrasi $ang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususn$a go$angan rocking 1, $aitu $ang berada di daerah bilangan gelombang 2000 ' /00 m-() 9arena di daerah antara /000 ' 2000 m-( merupakan daerah $ang khusus $ang berguna untuk identifkasi gugus fungsional) Daerah ini menun%ukkan absorbsi $ang disebabkan oleh vibrasi regangan) Sedangkan daerah antara 2000 ' /00 m-( seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut) Dalam daerah 2000 ' /00 m-( tiap sen$awa organik mempun$ai absorbsi $ang unik, sehingga daerah tersebut sering %uga disebut sebagai daerah sidik %ari fingerprint region1) #eskipun pada daerah /000 ' 2000 m-( menun%ukkan absorbsi $ang sama, pada daerah 2000 ' /00 m-( %uga
harus menun%ukkan pola $ang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua sen$awa adalah sama)
Our updated Terms of Use will become eective on May 25, 2012. ind out more.
Spektrofotometer Inframerah $ransformasi %ourier !ari "i#ipedia ba$asa %ndonesia, ensi#lopedia bebas
Belum Diperiksa &an'sun' #e( navi'asi, cari )er#as(*istem opti# ftir.+p' *istem opti# *pe#trofotometer T%
5ada dasarn$a Spektrofotometer %ourier $ransform Infra Re# disingkat ?.!"1 adalah sama dengan Spektrofotometer !nfra "ed dispersi, $ang membedakann$a adalah pengembangan pada sistem optikn$a sebelum berkas sinar infra merah melewati ontoh) Dasar pemikiran dari Spektrofotometer ?ourier .ransform !nfra "ed adalah dari p ersamaan gelombang $ang dirumuskan oleh ean +aptiste oseph ?ourier (6@-(@301 seorang ahli matematika dari 5eranis) Dari deret ?ourier tersebut intensitas gelombang dapat digambarkan sebagai daerah waktu atau daerah frekuensi) 5erubahan gambaran intensitas gelobang radiasi elektromagnetik dari daerah waktu ke daerah frekuensi atau sebalikn$a disebut .ransformasi ?ourier ?ourier .ransform1) Selan%utn$a pada sistem optik peralatan instrumen ?ourier .ransform !nfra "ed dipakai dasar daerah waktu $ang non dispersif) Sebagai ontoh aplikasi pemakaian gelombang radiasi elektromagnetik $ang berdasarkan daerah waktu adalah interferometer $ang dikemukakan oleh
[sunting] Cara Kerja Alat Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red Sistem optik Spektrofotometer ?ourier .ransform !nfra "ed seperti pada gambar disamping ini dilengkapi dengan ermin $ang bergerak tegak lurus dan ermin $ang diam) Dengan demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan %arak $ang ditempuh menu%u ermin $ang bergerak # 1 dan %arak ermin $ang diam ? 1) 5erbedaan %arak tempuh radiasi tersebut adalah 2 $ang selan%utn$a disebut sebagai retardasi A 1) ubungan antara intensitas radiasi !" $ang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram) Sedangkan sistem optik dari Spektrofotometer !nfra "ed $ang didasarkan atas beker%an$a interferometer disebut sebagai sistem optik ?ourier .ransform !nfra "ed) 5ada sistem optik ?ourier .ransform !nfra "ed digunakan radiasi B
[sunting] Keunggulan Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red Seara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer ini memiliki dua kelebihan utama dibandingkan metoda konvensional lainn$a, $aitu •
•
!apat di'una#an pada semua fre#uensi dari sumber ca$aya secara simultan se$in''a analisis dapat dila#u#an lebi$ cepat daripada men''una#an cara se#uensial atau pemindaian. *ensiti-tas dari metoda *pe#trofotometri ourier Transform %nfra ed lebi$ besar daripada cara dispersi, sebab radiasi yan' masu# #e sistem dete#tor lebi$ banya# #arena tanpa $arus melalui cela$.
Spektrofotometer infra merah dapat digunakan untuk beberapa hal berikut ini () !dentfikasi gugus fungsional 2) Dengan mempertimbangkan adan$a informasi lain seperti titik lebur, titik didih, berat molekul dan refrative inde maka dapat menentukan stuktur dan dapat mengidentifikasi sen$awa
3) Dengan menggunakan komputer, dapat mengidentifikasi sen$awa bahkan ampuran sen$awa) "&'&( )&(* DI*+(&K&( P&D& SE, &"S-RPSI SPEK$R-ME$ER I(%R& MER&'
Gelas, kwarsa dan plastik tidak sesuai untuk bahan sel absorpsi karena bahan-bahan tersebut terdiri atas molekul-molekul sehingga dapat men$erap pada daerah inframerah) Cleh karena itu sel absorpsi harus dibentuk dari bahan non-absorbing ionic seperti kristal padat dari natrium klorida, kalium bromida atau esium iodida) I(S$R+ME($&SI
Gambar (6)() Skema bagian-bagian spektrometer infra merah) Praktikum SPEK$R-ME$RI I(%R& MER&' $u.uan
.u%uan dari latihan ini men%adi lebih mengenal teknik persiapan sampel dan untuk mendapatkan pengalaman dalam menginterpretasikan spektrum infra merah) 5rosedur •
Gunakan sel absorpsi untuk sampel larutan 0,2 mm1 dengan lempeng kalium bromida, dapatkan spektrum infra merah dari tiap sen$awa air berikut pada kisaran bilangan gelombang /000 ' /00 m-( 2,& ' 2& um1
() n-heksana 2) etanol 3) aseton
/) karbon tetraklorida &) dietil eter 6) nitrometana ) ben;ena @) anilin Gunakan tabel $ang telah tersedia, %elaskan %enis absorpsi $ang berkaitan untuk tiap punak utama $ang teramati) •
•
•
Gunakan lempeng 9+r untuk mendapatkan spektrum min$ak paraffin u%ol1) Dengan menggunakan lempeng $ang sama, dapatkan spektrum dari -toluidine dalam min$ak paraffin dan bandingkan spektrum ini dengan anilin $ang didapatkan di atas) +uat pelet kalium bromida $ang terdiri dari p-hidroksi ben;aldehid dan dapatkan spektrumn$a) Fsahakan untuk mengidentifikasi tiap pita absorpsi $ang didapatkan dengan menggunakan tabel $ang tersedia) Dengan menggunakan sel absorpsi untuk sampel larutan, temukan spektrum dari
() sikloheksana 2) kloroben;ena 3) 20 larutan v:v dari kloroben;ana dan sikloheksana Simpan setiap spektrum dalam disket komputer, tun%ukkan bahwa spektrum kloroben;ena dapat diperoleh dengan %alan mengurangi spketrum pelarut sikloheksana1 dari larutan kloroben;ena dalam sikloheksna) •
.entukan pan%ang %alur ell larutan kosong dari gangguan spektrum dengan menggunakan rumus
