SPEKTROSKOPI UV-VIS

SPEKTROSKOPI UV-VIS

(Tugas Mata Kuliah Instrumentasi Kimia)

(Makalah)

Oleh

ANNISAA SITI ZULAICHA

1727011002

 

PASCASARJANA  MAGISTER KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

2017

DAFTAR ISI

Halaman

I.         PENDAHULUAN .....................................................................................       3

A.      Latar Belakang ....................................................................................       3

B.       Rumusan Masalah ...............................................................................       5

C.       Tujuan ..................................................................................................       5

II.      ISI DAN PEMBAHASAN .......................................................................       6

A.      Pengertian Spektroskopi UV VIS........................................................       6

B.       Tipe-Tipe Spektrofotometer UV VIS..................................................       7

C.       Radiasi Elektromagnetik (REM)..........................................................       9

D.      Prinsip Kerja Spektroskopi UV VIS....................................................     13

E.       Prediksi Perhitungan Panjang Gelombang...........................................     17

F.        Bagian dan Fungsi Instrumentasi Spektroskopi UV VIS....................     20

G.      Hukum Lambert Beer dalam Spektroskopi UV VIS...........................     24

III.     KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................     27

A.    Kesimpulan ...........................................................................................     28

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................     28

I.         PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Kebutuhan analisis yang meningkat untuk berbagai senyawa kimia baik secara kualitatif maupun kuantitatif untuk keperluan penelitian membutuhkan suatu metode analisis. Spektroskopi adalah metode analisis fisiokimia yang membahas interaksi aradiasi elektromangnetik dengan atom atau molekul. Serangkaian jenis-jenis spektroskopi memiliki ketelitian baik secara kualitatif maupun kunatitatif.

Analisis spektroskopi didasarkan pada interaksi radiasi dengan spesies kimia. Berprinsip pada penggunaan cahaya untuk mempengaruhi senyawa kimia sehingga menimbulkan tanggapan. Tanggapan tersebut dapat diukur untuk menentukan jumlah atau jenis senyawa. Cara interaksi dengan suatu sampel dapat dengan absorpsi, pemendaran (luminenscence) emisi, dan penghamburan (scattering) tergantung pada sifat materi. Teknik spektroskopi meliputi spektroskopi UV-VIS, spektroskopi serapan atom, spektroskopi infra merah, spektroskopi fluorensi, spektroskopi NMR, dan spektroskopi massa (Khopkar, 1990).

Spektofotometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relative jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu, dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating, ataupun celah optis (Fessenden, 1991).

Para kimiawan telah lama menggunakan bantuan warna sebagai bantuan dalam mengenali zat-zat kimia. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai suatu perluasan pemeriksaan visual yang dengan studi lebih mendalam dari absorpsi energi radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya pengukuran ciri-ciri serta kuantitatifnya dengan ketelitian lebih besar (Day dan Underwood, 1993).

Dalam wilayah spectrum elektromagnetik, molekul mengalami transisi elektronik. Teknik ini melengkapi spektroskopi fluoresensi. Fluoresensi berkaitan dengan transisi dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar, sementara langkah-langkah penyerapan transisi dari dasar ke keadaan tereksitasi. UV/Vis spektroskopi secara rutin digunakan dalam kuantitatif penentuan solusi dari logam transisi ion dan senyawa organic yang terkonjugasi. Solusi ion logam transisi dapat diwarnai (yaitu, menyerap cahaya tampak) karena  elektron dalam atom logam dapat tertarik dari satu  elektronik yang lain. Warna solusi ion logam sangat dipengaruhi oleh keberadaan spesies lain, seperti anion tertentu atau ligan. Senyawa organik, terutama yang tingkat tinggi konjugasi, juga menyerap cahaya di UV atau daerah terlihat dari spektrum elektromagnetik. Dari uraian di atas maka dalam makalah ini akan dibahas lebih lanjut mengenai spektroskopi UV-VIS.

B.       Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka rumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut : 

1.      Apakah yang dimaksud dengan spektroskopi UV-Vis?

2.      Bagaimana prinsip kerja spektrofotometer UV –Vis?

3.      Bagaimana cara memprediksikan panjang gelombang dari serapan UV-Vis?

4.      Bagaimana instrumentasi spektroskopi UV-Vis?

5.      Bagaimana perhitungan (Hukum Lambert Beer) pada spektroskopi Uv-Vis?

C.      Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan ditulisnya makalah ini adalah sebagai berikut :  

1.      Mendeskripsikan spektroskopi UV-Vis

2.      Mendeskripsikan prinsip kerja spektrofotometer UV –Vis

3.      Memprediksikan panjang gelombang dari serapan UV-Vis

4.      Mendeskripsikan instrumentasi spektroskopi UV-Vis

5.      Mendeskripsikan Hukum Lambert Beer pada spektroskopi Uv-Vis

     

       

II.  ISI DAN PEMBAHASAN

A.      Pengertian Spektroskopi UV VIS

Spektroskopi 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.

Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari.

Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.

Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat).

Pada makalah ini khusu membahas mengenain spektroskopi uv vis, yaitu analisis fisiokimia yang membahas radiasi elektromagnetik (REM) dengan atom atau molekul pada daerah panjang gelombang 200-400 nm (sinar ultraviolet) dan 400-750 nm (sinar tampak).

B.     Tipe-tipe Spektrofotometer UV-Vis

Pada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu single-beam dan double-beam. Single-beam instrument Gambar (1), dapat digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Single-beam instrument mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Beberapa instrumen menghasilkan single-beam instrument untuk pengukuran sinar ultra violet dan sinar tampak. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm (Skoog, DA, 1996). Doublebeam dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm. Double-beam instrument (Gambar 2) mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blanko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel (Skoog, DA, 1996).

Gambar 1. Diagram alat spektrometer UV-Vis (single beam)

Sumber gambar : Wikipedia

Sumber sinar polikromatis, untuk sinar UV adalah lampu deuterium, sedangkan sinar Visibel atau sinar tampak adalah lampu wolfram. Monokromator pada spektrometer UV-Vis digunakaan lensa prisma dan filter optik. Sel sampel berupa kuvet yang terbuat dari kuarsa atau gelas dengan lebar yang bervariasi. Detektor berupa detektor foto atau detektor panas atau detektor dioda foto, berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik.

Diagram spektrofotometer UV-Vis (Double-beam) dapat dilihat

pada Gambar 2.

Gambar 2. Skema spektrofotometer UV-VIS (Double-Beam)

C.    Radiasi Elektromagnetik (REM)

Ada beberapa teori mengenai REM adalah sebagai berikut:

1.      Teori kosposkuler newton Isaac newton menyatakan REM  merupakan zarah (partikel yang sangat kecil) yang dipancarkan ke segala penjuru dengan kecepatan tinggi dan merupakan paket energi yang disebut foton.

Rumusan dari suatu energi foton dapat dituliskan sebagai berikut:

E = h.g

=

= h.c.v

Keterangan:

E = energi foton

h = konstante Planck (6,63 x 10^-27 erg.detik atau 6,63 x 10^-34 J) 

c = kecepatan radiasi (3 x 10¹⁰ cm/detik)

       g = frekuensi radiasi =  (Hertz)

l        = panjang gelombang   

v = bilangan gelombang =

2.      Teori gelombang huygen

Rem merupakan pancaran gelombang yang merambat keseluruh penjuru dengan kecepatan tinggi.

3.      Teori radiasi elektro magnetik maxwell

Cahaya merupakan radiasi elektro magnetik – mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik, dimana keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

Cahaya elektromagnetik dapat dipertimbangkan sebagai bentuk energi cahaya

sebagai transfer gelombang. Bentuk sederhana dari cahaya elektromagnetik dapat dilihatdalam Gambar 3 berikut.

Gambar 3. Gerakan gelombang cahaya elektromagnetik

Panjang gelombang (l) merupakan jarak antara dua gunung/ lembah yang berdampingan dari gelombang itu. Banyaknya gelombang lengkap yang melewati suatu fisik yang diam persatuan waktu diberi istilah frekuensi (v). Hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi adalah

l = c / v

dengan l adalah panjang gelombang (cm), v adalah frekuensi (dt-1 atau hertz, Hz),

c adalah kecepatan cahaya (3 x 10¹⁰ cm dt^-1). Bilangan gelombang merupakan kebalikan dari panjang gelombang, dinyatakan sebagai u (cm^-1) yaitu

u = 1/ l

Untuk radiasi UV dan tampak (visible) digunakan satuan angstrom dan nanometer.

Sedangkan mikrometer digunakan untuk daerah IR (infra merah).

Hubungan antara energi dan panjang gelombang (l) dituliskan sebagai :

E = h c / l

Dengan E = energi cahaya (erg), h = konstanta Planck(6,62 x 10^-27 erg det), v = frekuensi (dt^-1) herzt (Hz), c = kecepatan cahaya (3 x 10¹⁰ cm dt^-1), dan l = panjang gelombang (cm). Spektrum elektromagnetik menyeluruh dikelompokkan seperti Gambar 4.

Gambar 4. Spektrum elektromagnetik

Daerah UV sekitar 10 nm – 380 nm, tetapi paling banyak penggunaannya secara

analitik dari 200 – 400 nm dan disebut sebagai UV pendek (dekat). Di bawah 200 nm, udara dapat mengabsorpsi sehingga instrumen harus dioperasikan kondisi vakum, daerah ini disebut dengan daerah UV Vacum. Daerah tampak (visibel) sangat kecil panjang gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi pada manusia, dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision). λ daerah tampak dari 400 nm – sekitar 750 nm (Sudjadi. 1983).

Secara kualitatif absorpsi cahaya dapat diperoleh dengan pertimbangan absorpsi cahaya pada daerah tampak. Kita “melihat” obyek dengan pertolongan cahaya yang diteruskan atau dipantulkan. Apabila cahaya polikromatis (cahaya putih) yang berisi seluruh spektrum panjang gelombang melewati medium tertentu, akan menyerap panjang gelombang lain, sehingga medium itu akan tampak berwarna. Oleh karena hanya panjang gelombang yang diteruskan yang sampai ke mata maka panjang gelombang inilah yang menentukan warna medium. Warna ini disebut warna komplementer terhadap warna yang diabsorpsi. Spektrum tampak dan warna-warna komplementer ditunjukkan dalam Tabel 1 berikut ini :

Tabel 1. Spektrum tampak dan warna-warna komplementer Panjang gelombang (nm)

Panjang gelombang (nm)	Warna yang diabsorpsi	Warna yang dipantulkan (komplementer)
340 –450	Lembayung	Kuning – hijau
450 – 495	Biru	Kuning
495 – 570	Hijau	Violet
570 – 590	Kuning	Biru
590 – 620	Jingga	Hijau-Biru
620 - 750	Merah	Biru-Hijau

D. Prinsip Kerja

Interaksi sinar UV-Vis dengan senyawa

Dasar Spektrofotometri UV-Vis adalah serapan cahaya. Bila cahaya jatuh pada senyawa, maka sebagian dari cahaya diserap oleh molekul-molekul sesuai dengan struktur dari molekul senyawa tersebut. Serapan cahaya oleh molekul dalam daerah spektrum UV-Vis tergantung pada struktur elektronik dari molekul. Spektra UV-Vis dari senyawa-senyawa organik berkaitan erat dengan transisi-transisi diantara tingkatan-tingkatan tenaga elektronik. Oleh sebab itu, serapan radiasi UV-Vis sering dikenal sebagai spektroskopi elektronik.

Radiasi ultraviolet dan sinar tampak diabsorpsi oleh molekul organik aromatik, molekul yang mengandung elektron-π terkonjugasi dan atau atom yang mengandung elektron-n, menyebabkan transisi elektron di orbital terluarnya dari tingkat energi elektron tereksitasi lebih tinggi. Besarnya serapan radiasi tersebut sebanding dengan banyaknya molekul analit yang mengabsorpsi sehingga dapat digunakan untuk analisis kuantitatif.

Interaksi sinar ultraviolet atau sinar tampak menghasilkan transisi elektronik dari  elektron-elektron ikatan, baik ikatan sigma (σ) dan pi (p) maupun elektron non ikatan (n) yang ada dalam molekul organik. Elektron-elektron ini berada di bagian

luar dari molekul organik. Transisi elektronik yang terjadi merupakan perpindahan elektron dari orbital ikatan atau non ikatan ke tingkat orbital antiikatan atau disebut dengan tingkat eksitasi. Orbital ikatan atau non ikatan sering disebut dengan orbital dasar, sehingga transisi elektron sering dinyatakan sebagai transisi elektron dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Tingkat tereksitasi dari elektron molekul organik hanya ada dua jenis, yaitu pi bintang (p*) dan sigma bintang (σ *), sehingga bila molekul organik yang memiliki elektron-elektron sigma, pi, dan elektron nonikatan, misalnya pada molekul aseton, maka tipe transisi elektroniknya meliputi s ® s*, s® p*, p ® p*, p®s*, n ®s*, n ® p*  (Gambar 5). Agar terjadi transisi elektronik ini diperlukan energi yang besarnya sesuai dengan jenis elektron

ikatan dan nonikatan yang ada dalam molekul organik.

Gambar 5. Tipe transisi elektronik dalam molekul organik

Satu senyawa organik yang hanya memiliki satu jenis ikatan sigma saja, misalnya metana, maka jenis transisi elektron ikatan dalam molekul tersebut hanya transisi s ® s*, sedangkan jika dalam senyawa organik memiliki ikatan sigma dan ikatan pi, misalnya pada senyawa butena, maka jenis eksitasi elektronnya meliputi transisi s ® s*, s® p*, p ® p*, p®s*; untuk senyawa organik yang memiliki ikatan sigma, ikatan pi, dan mengandung elektron nonikatan, misalnya senyawa aseton, maka jenis transisi elektronnya meliputi transisi s ® s*, s® p*, p ® p*, p®s*, n ® s*, n ® p*. Dari Gambar 5 terlihat bahwa, transisi elektron s ® s* dalam

molekul organik memerlukan D E yang paling besar, sedangkantransisi elektron

n ® p*.  memerlukan DE yang paling kecil. Perbedaan energi untuk eksitasi berkaitan dengan panjang gelombang sesuai dengan persamaan Planck.

Sehingga berdasarkan persamaan tersebut transisi elektron s ® s*,memerlukan panjang gelombang paling kecil atau energi paling besar, sedangkan untuk transisi elektron n n ® p*.   memerlukan panjang gelombang yang paling besa atau energi yang paling kecilr. Sinar ultraviolet (UV) mempunyai rentang panjang gelombang dari 100-400 nm, sedangkan sinar tampak (Vis) 400-750 nm, sinar dimulai dari tidak berwarna-ungu-merah. Umumnya senyawa organik yang hanya memiliki ikatan sigma, akan mengabsorbsi panjang gelombang UV pada panjang gelombang di bawah 200 nm; absorpsi pada panjang gelombang tersebut disebut dengan absorpsi di daerah ultraviolet vakum (daerah di bawah 200 nm) merupakan daerah yang sukar memperoleh informasi mengenai struktur molekul organik; sedangkan molekul organik yang memiliki ikatan pi atau memiliki elektron nonikatan akan mengabsorbsi pada panjang gelombang yang lebih besar. Untuk

melihat perbandingan DE dan panjang gelombang yang diabsorbsi dari berbagai eksitasi elektron dapat dilihat pada Gambar 6.

 

Gambar 6. Tipe transisi elektron disertai dengan DE dan l

Gambar 7. Absorbsi l maksimum dari senyawa yang mengandung satu ikatan rangkap karbon-karbon dan yang mengandung dua ikatan rangkap terkonjugasi

Transisi elektronik ini tergantung dari struktur molekul senyawa organik. Dalam suatu molekul dapat mengalami transisi electron yang mudah, bila dalam senyawa organik terdapat ikatan dengan tingkat energi yang tinggi, yaitu ikatan pi, makin banyak ikatan pi yang berkonjugasi, makin mudah transisi elektron pi-nya, karena

perbedaan energi dari keadaan dasar (HOMO) ke tingkat energy tereksitasi (LUMO) makin kecil (Gambar 7); atau bila dalam molekul organik terdapat elektron-elektron yang tidak berikatan, misalnya elektron non bonding yang terdapat pada oksigen atau nitrogen, juga akan memudahkan transisi elektronnya;

E.Prediksi Perhitungan Panjang Gelombang

Contoh:

Senyawa yang memiliki ikatan pi berkonjugasi dan elektron tidak berikatan adalah mesitil oksida (4-metil-3-penten-2-on) bentuk spektrum dengan transisi elektronik seperti ini dapat dilihat pada Gambar 8.

Transisi elektron n ®p*,memerlukan energi yang lebih kecil dari transisi p ® p*,tetapi karena orbital non bonding berbeda ruang dengan orbital anti ikatan p*, maka jumlah elektron n yang bertransisi ke p* jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah elektron transisi dari p ® p*,sehingga di dalam spectrum UV absorban dari eksitasi n ®p* adalah jauh lebih rendah.

Gambar 8. Spektrum UV-Vis dari suatu senyawa yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi dan mengandung elektron bebas (contoh: mesitil oksida = 4- metil-3-

penten-2-on)

Perhitungan panjang gelombang

Alkena

Dari berbagai percobaan pengukuran absorbsi maksimum dalam spektroftometri UV-Vis untuk berbagai senyawa alkena terkonjugasi, telah ditetapkan suatu aturan yang dapat digunakan untuk memperkirakan absorpsi maksimum pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan struktur molekul senyawa organik. Untuk meramalkan panjang gelombang maksimum dari suatu senyawa yang memiliki gugus diena terkonjugasi dapat digunakan aturan Woodward sejak tahun 1941. Penggunaan aturan ini hanya digunakan pada diena yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi maksimal empat ikatan. Untuk diena terkonjugasi mempunyai ketentuan sebagai berikut: Diena heteroanular/cincin terbuka 214 nm Diena homoanular 253 nm

Penambahan:

a. Alkil/sisa cincin 5 nm

b. Ikatan rangkap luar (eksosiklik) 5 nm

c. Auksokrom:

O-asil 0 nm

O-alkil 6 nm

S-alkil 30 nm

Cl, Br 5 nm

N alkil2 60 nm

Perpanjangan dengan satu ikatan rangkap 30 nm

Contoh senyawa berikut:

 l maks. untuk senyawa-senyawa dengan struktur

berikut:

Perhitungan untuk senyawa I:

l pokok (diena heteroanular) 214

Tiga sisa cincin 3 x 5 15

Satu ikatan rangkap eksosiklik 5 +

l = 234 nm (maksimum)

Pengamatan 235 nm, ε = 19.000

Perhitungan untuk senyawa II:

l pokok (diena homooanular) 253

Tiga sisa cincin 3 x 5 15

Satu ikatan rangkap eksosiklik 5 +

l = 273 nm (maksimum)

Pengamatan 275 nm

Bila senyawa alkena merupakan poliena (ikatan rangkap terkonjugasi lebih dari empat), maka digunakan aturan Fiesher- Khun, sebagai berikut:

l maks : 114 + 5M + n (48,0 - 1,7 n) -16,5 Rendo - 10 Rekso

ϵ maks : (1,74 x 104) n

n = jumlah ikatan rangkap terkonjugasi

M = jumlah subtituen alkil

Rendo = jumlah cincin dengan ikatan rangkap endo

Rekso = jumlah cincin dengan iktan rangkap eksosiklik

Contoh:

n = jumlah ikatan rangkap terkonjugasi = 11

M = jumlah subtituen alkil = 8

Rendo = jumlah cincin dengan ikatan rangkap endo = 0

Rekso = jumlah cincin dengan iktan rangkap eksosiklik = 0

 l maks = 114 + 5 x 8 + 11 (48,0 - 1,7 x 11) -16,5 x 0 - 10 x 0 = 476 nm ,

 teramati = 474 nm

 ϵ  maks : (1,74 x 104) 11 = 19,1 x 104, teramati = 18,6 x 104 (Suhartati, 2017).

F.Bagian dan Fungsi Instrumentasi Spektroskopi Uv-Vis           

Berikut Bagian-bagian dari alat Spektrofotometer UV-Vis :

1.      Sumber cahaya

Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Untuk sepktrofotometer:

a.      UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavi hydrogen (160-375 nm)

b.      VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram (lampu pijar) menghasilkan spectrum kontiniu 320-2500 nm

c.       UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator

d.      Infra merah, lampu pada panjang gelombang IR.

e.       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.

2.      Monokromator, terdiri atas :

a.       Prisma, berfungsi mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis.

b.   Kisi difraksi, berfungsi menghasilkan penyebaran dispersi sinar secara merata, dengan pendispersi yang sama, hasil dispersi akan lebih baik. Selain itu kisi difraksi dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum.

c.     Celah optis, berfungsi untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diharapkan dari sumber radiasi. Apabila celah berada pada posisi yang tepat, maka radiasi akan dirotasikan melalui prisma, sehingga diperoleh panjang gelombang yang diharapkan.

d.  Filter, berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang yang dipilih.

Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monaokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik. Jika digunakan grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan.

Jenis monokromator adalah sebagai berikut:

1.      Prisma Bunsesn

Pada gambar di atas hanya cahaya hijau yang melewati pintu keluar. Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada Gambar 9.

Gambar 9. Monokromator Prisma Bunsesn

Pada gambar di atas disebut sebagai pendispersi atau penyebar cahaya. dengan adanya pendispersi hanya satu jenis cahaya atau cahaya dengan panjang gelombang tunggal yang mengenai sel sampel.

1.      Grating czerney-turner

Gambar 10.  Monokromator Grating czerney-turner

3.      Kompartemen sampel

Kompartemen ini digunakan sebagai tempat diletakkannya kuvet. Kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk menaruh sampel yang akan dianalisis.

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, bentuknya sederhana

UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Cuvet biasanya berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm. Seperti Gambar 9 berikut.

Gambar 11. Macam-macam bentuk kuvet.

4.      Detektor

Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :

a. Kepekaan yang tinggi

b. Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

c. Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.

d. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.

5.      Read Out

Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detektor.

G. Hukum Lambert-Beer  spektroskopi UV VIS

Hukum Lambert-Beer 

Hukum Lambert-Beer (Beer`s law) adalah hubungan linearitas antara absorban dengan konsentrasi larutan sampel. Konsentrasi dari sampel di dalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer.
Biasanya hukum Lambert-Beer ditulis dengan:

Menurut Dachriyanus (2004), Hukum Lambert-Beer terbatas karena sifat kimia dan faktor instrumen. Penyebab non linearitas ini adalah:

• Deviasi koefisien ekstingsi pada konsentrasi tinggi (>0,01 M), yang disebabkan oleh interaksi elektrostatik antara molekul karena jaraknya yang terlalu dekat. 
• Hamburan cahaya karena adanya partikel dalam sampel. 
• Flouresensi atau fosforesensi sampel. 
• Berubahnya indeks bias pada konsentrasi yang tinggi. 
• Pergeseran kesetimbangan kimia sebagai fungsi dari konsentrasi. 
• Radiasi non-monokromatik; deviasi bisa  digunakan dengan menggunakan bagian datar pada absorban yaitu pada panjang gelombang maksimum. 
• Kehilangan cahaya.  

Syarat pengukuran

Spektrofotometri UV-Visible dapat digunakan untuk penentuan terhadap sampel yang berupa larutan, gas, atau uap. Pada umumnya sampel harus diubah menjadi suatu larutan yang jernih. Untuk sampel yang berupa larutan perlu diperhatikan beberapa persyaratan pelarut yang dipakai antara lain: 1. Harus melarutkansampel dengan sempurna. 2. Pelarut yang dipakai tidak mengandung ikatan rangkap terkonjugasi pada struktur molekulnya dan tidak berwarna (tidak boleh mengabsorpsi sinar yang dipakai oleh sampel) 3. Tidak terjadi interaksi dengan molekul senyawa yang dianalisis 4. Kemurniannya harus tinggi. Tabel 2, memuat pelarut-pelarut dengan yang mengabsorbsi sinar UV pada panjang gelombang spesifik.

Tabel 2. Absorpsi sinar UV pada lmaks. dari beberapa pelarut

Pelarut yang sering digunakan adalah air, etanol, metanol dan n-heksana karena pelarut ini transparan pada daerah UV. Untuk mendapatkan spektrum UV-Vis yang baik perlu diperhatikan pula konsentrasi sampel. Hubungan antara absorbansi terhadap konsentrasi akan linier (A≈C) apabila nilai absorbansi larutan antara 0,2-0,8 (0,2 ≤ A < 0,8) atau sering disebut sebagai daerah berlakunya hukum Lambert-Beer dengan lebar sel 1 cm, dan besarnya absorbansi ini untuk senyawa yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi yang mengalami eksitasi elektron p ® p*, dengan ε 8.000 – 20.000; konsentrasi larutan sekitar 4 x 10^־5 mol/L; sedangkan untuk senyawa yang hanya memiliki eksitasi elektron n ® p*,ε 10 – 100, maka

konsentrasinya sekitar 10^־2mol/L . Bila senyawa yang akan diukur tidak diketahui Mr-nya, konsentrasi larutan dengan absorbansi tersebut biasanya digunakan 10 ppm, bila absorbansi yang diperoleh masih terlalu tinggi, larutan sampel tersebut harus diencerkan; sebaliknya bila terlalu rendah, maka jumlah sampel harus ditambah (Sudjadi. 1983).

V. KESIMPULAN

A.    Kesimpulan

1.      Spektroskopi uv vis, yaitu analisis fisiokimia yang membahas radiasi elektromagnetik (REM) dengan atom atau molekul pada daerah panjang gelombang 200-400 nm (sinar ultraviolet) dan 400-750 nm (sinar tampak).

2.      Serapan UV VIS terjadi karena senyawa mengalami transisi elektron yang mungkin terjadi adalah s ® s*, s® p*, p ® p*, p®s*, n ®s*, n ® p*   dan memilik absortivitas minimal 10.000

3.      Perhitungan panjang gelombang dapat menggunakan aturan Woodward dan Fiesher- Khun sesuai sesuai senyawa yang dianalisis serta nilai konsentrasi diperoleh menggunakan Hukum Lambert Beer.

DAFTAR PUSTAKA

Day, R.A dan Underwood, A.L.2001. Analisis Kimia Kuantitas. Jakarta : Erlangga.

Fessenden, R.J. dan J.S. Fessenden, 1991. Kimia Organik Jilid 2, edisi ketiga.      Wadsworth, Inc., Belmont, alih bahasa: Aloysius Hadyana P.

Silverstein et al., 1981, Spectrometric Identification of Organic Compounds, John  Willey.

Sudjadi. 1983. Penentuan Struktur Senyawa Organik. Ghalia

Indonesia. Jakarta.

Skoog, Douglas A., dkk., (1996), Principles of Analysis , 5 th ed, Saunders College Publishing

Khopkar SM. (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press.

Pasto, D., C. Johnson, M. Miller, 1992, Experimentand Techniques in Organic Chemistry, Prentice Hall, Englewood Cliffs.