BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Spektrofotometri 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. Sedangkan peralatan yang digunakan dalam spektrofometri disebut spektrofotometer. 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. Dengan semakin kompleksisitas berbagai keperluan saat ini, analisis kimia dengan mempergunakan metoda fisik dalam hal identifikasi dari berbagai selektifitas fungsi polimer campuran, pemodifikasi dan aditif digunakan untuk plastik dan elastomer. Spektroskopi infra merah, metoda pengukuran fotometer UV, gas dan liquid kromatografi dan spektroskopi masa bersama sama dengan dari metoda pengukuran termoanalisis (DSC-TGA) merupakan alat yang teliti sebagai pilihan untuk analisis kwalitatif dan kwantitatif bahan. B. RUMUSAN MASALAH 1. Apa yang dimaksud dengan spektrofotometri dan spektrofotometer 2. Sebutkan jenis jenis spektrofotometer 3. Sebutkan bagian atau komponen dari spektrofotometer 4. Bagaimana prinsip kerja dari spektrofotometer 5. Sebutkan cara kalibrasi dari alat spektrofotometer 6. Bagaimana cara perawatan dari alat spektrofotometer 7. Berikan contoh spketrofotometer dan kuvet. 1

2 C. TUJUAN 1. Agar dapat mengetahui pengertian dari spektrofotometri dan alat spektrofotometer 2. Dapat mengetahui jenis jenis alat spektrofotometer 3. Mengetahui komponen serta fungsi dari alat spektrofotometer 4. Mengetahui prinsip kerja alat spektrofotometer 5. Dapat mengetahui cara kalibrasi alat spektrofotometer 6. Dapat mengetahui cara untuk merawat spektrofotometer 7. Mengetahui contoh alat spektrofotometer dan kuvet 2

3 BAB II PEMBAHASAN 2.1 PENGERTIAN Spektrofotometri merupakan salah satu jenis teknik dari spektroskopi yang mempelajari tentang absorpsi dan emisi radiasi dari suatu senyawa. Radiasi tersebut didasarkan atas gelombang elektromagnetik dengan kecepatan m/detik (Sudarmadji, 1996; Holme & Peck, 1998). Gelombang elektromagnetik tersebut dapat diketahui panjang gelombangnya dari spektrum sinar yang dibiaskan. Spektrum-spektrum tersebut dibagi menjadi dua yakni cahaya tampak dan cahaya tak tampak. Dengan adanya spektrum inilah, maka dapat digunakan untuk menganalisa suatu senyawa atau mikrobia dalam dalam sejumlah penelitian. Alat yang betindak untuk spektrofotometri disebut spektrofotometer (Christian, 1994). Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan di dalam kuvet. 2.2 JENIS JENIS SPEKTROFOTOMETRI Spektrofotometer terdiri dari beberapa jenis berdasar sumber cahaya yang digunakan. Diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Spektrofotometer Vis (Visible) 2. Spektrofotometer UV (Ultra Violet) 3. Spektrofotometer UV-Vis 4. Spektrofotometer IR (Infra Red) 3

4 1. Spektrofotometer Visible (Spektro Vis) Pada spektrofotometer ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm. Sehingga semua sinar yang dapat dilihat oleh kita, entah itu putih, merah, biru, hijau, apapun.. selama ia dapat dilihat oleh mata, maka sinar tersebut termasuk ke dalam sinar tampak (visible). Sumber sinar tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampu Tungsten. Tungsten yang dikenal juga dengan nama Wolfram merupakan unsur kimia dengan simbol W dan no atom 74. Tungsten mempunyai titik didih yang tertinggi (3422 ºC) dibanding logam lainnya. karena sifat inilah maka ia digunakan sebagai sumber lampu. Sample yang dapat dianalisa dengan metode ini hanya sample yang memilkii warna. Hal ini menjadi kelemahan tersendiri dari metode spektrofotometri visible. Oleh karena itu, untuk sample yang tidak memiliki warna harus terlebih dulu dibuat berwarna dengan menggunakan reagent spesifik yang akan menghasilkan senyawa berwarna. Reagent yang digunakan harus betul-betul spesifik hanya bereaksi dengan analat yang akan dianalisa. Selain itu juga produk senyawa berwarna yang dihasilkan harus benar-benar stabil. Salah satu contohnya adalah pada analisa kadar protein terlarut (soluble protein). Protein terlarut dalam larutan tidak memiliki warna. Oleh karena itu, larutan ini harus dibuat berwarna agar dapat dianalisa. Reagent yang biasa digunakan adalah reagent Folin. Saat protein terlarut direaksikan dengan Folin dalam suasana sedikit basa, ikatan peptide pada protein akan membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru yang dapat dideteksi pada panjang gelombang sekitar 578 nm. Semakin tinggi intensitas warna biru menandakan banyaknya senyawa kompleks yang terbentuk yang berarti semakin besar konsentrasi protein terlarut dalam sample. 2. Spektrofotometer UV (ultraviolet) Berbeda dengan spektrofotometer visible, pada spektrofotometer UV berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium. Deuterium disebut juga heavy hidrogen. Dia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat berlimpah di laut dan 4

5 daratan. Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteros, yang berarti dua, mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel. Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan. Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sample keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah sample harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi suspensi. Sebagai contoh pada analisa protein terlarut (soluble protein). Jika menggunakan spektrofotometri visible, sample terlebih dulu dibuat berwarna dengan reagent Folin, maka bila menggunakan spektrofotometri UV, sample dapat langsung dianalisa. Ikatan peptide pada protein terlarut akan menyerap sinar UV pada panjang gelombang sekitar 280 nm. Sehingga semakin banyak sinar yang diserap sample (Absorbansi tinggi), maka konsentrasi protein terlarut semakin besar. Spektrofotometri UV memang lebih simple dan mudah dibanding spektrofotometri visible, terutama pada bagian preparasi sample. Namun harus hati-hati juga, karena banyak kemungkinan terjadi interferensi dari senyawa lain selain analat yang juga menyerap pada panjang gelombang UV. Hal ini berpotensi menimbulkan bias pada hasil analisa. 3. Spektrofotometer UV-Vis Spektrofotometer ini merupakan gabungan antara spektrofotometer UV dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna. 4. Spektrofotometer IR (Infra Red) 5

6 Dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektrofotometer ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektrofotometri adalah infra merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang μm. Pada spektro IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif, namun biasanya lebih kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa organik. Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya suatu gugus fungsi spesifik. Hasil analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensitas IR terhadap panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sample akan dibandingkan dengan signal standard. Perlu juga diketahui bahwa sample untuk metode ini harus dalam bentuk murni. Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan mengganggu signal kurva yang diperoleh. Terdapat juga satu jenis spektrofotometri IR lainnya yang berdasar pada penyerapan sinar IR pendek. Spektrofotometri ini di sebut Near Infrared Spectropgotometry (NIR). Aplikasi NIR banyak digunakan pada industri pakan dan pangan guna analisa bahan baku yang bersifat rutin dan cepat. 2.3 BAGIAN ATAU KOMPONEN SPEKTROFOTOMETER Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari 4 bagian penting yaitu : a. Sumber Cahaya Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang biasa untuk daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungsten). Lampu ini mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang (l ) adalah nanometer (nm). b. Monokromator Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang bebeda (terdispersi). 6

7 c. Cuvet Cuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Cuvet biasanya terbuat dari kwars, plexigalass, kaca, plastic dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak (visible). d. Detektor Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital. Dengan mengukur transmitans larutan sampel, dimungkinkan untuk menentukan konsentrasinya dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Spektrofotometer akan mengukur intensitas cahaya melewati sampel (I), dan membandingkan ke intensitas cahaya sebelum melewati sampel (Io). Rasio disebut transmittance, dan biasanya dinyatakan dalam persentase (% T) sehingga bisa dihitung besar absorban (A) dengan rumus A = -log %T. 2.4 PRINSIP KERJA SPEKTROFOTOMETER Spektrofotometer bekerja dengan cara mengukur jumlah relatif cahaya dari panjang gelombang yang berbeda yang diabsorbsi dan ditransmisikan oleh suatu senyawa. Gambar 1 menjelaskan mekanisme kerja spektrofotometer yang mana cahaya putih dibiaskan oleh prisma menjadi sejumlah cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Cahaya tersebut akan melewati sampel dan kemudian melewati tabung/kuvet yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik yang digunakan untuk mengukur densitas sampel tersebut (Campbell et al., 2011). 7

8 Gambar 1. Prinsip kerja spektrofotometer (Campbell et al., 2011). Teknik spektrofotometri dapat digunakan untuk menganalisi baik secara kuantitatif maupun secara kualitatif. Analisis secara kualitatif dilakukan dengan adanya pola spektrum yang mengenali suatu senyawa dan secara kuantitatif berdasarkan hukum Lambert-Beer. Hukum Lambert-Beer mengatakan bahwa intensitas suatu cahaya yang diserap berbanding lurus dengan konsentrasi senyawa. Semakin besar suatu konsentrasi, maka semakin besar nilai absorbasinya. Dengan adanya Hukum ini, maka dapat dirumuskan nilai absorbansi dengan persamaan: A = ε b c A = Absorban ε = koefisien ekstingsi molar b = tebal larutan (kuvet) c = konsentrasi larutan 2.5 KALIBRASI ALAT SPEKTROFOTOMETER Kalibrasi yang dimaksud ini adalah men-seting blank alat spektrofotometer, sebelum digunakan untuk analisis. Secara umum sbb: 1. Nyalakan alat spektrofotometer 2. Isi kuvet dengan larutan blanko (aquades) 3. Diseting/diatur panjang gelombang untuk kalibrasi. 8

9 4. ->keterangan: 0%T itu diukur saat kuvet dalam keadaan kosong. 100%T itu diukur saat kuvet dalam keadaan terisi larutan. 5. Kuvet berisi larutan blanko dimasukkan ke spektrofotometer 6. lalu tekan tombol 0 ABS 100%T, tunggu sampai keluar kondisi setting blank (dalam bentuk teks) Contoh tabel pengamatan absorbansi sebagai fungsi gelombang 2.6 CARA PERAWATAN SPEKTROFOTOMETER Cara Perawatan dan Penyimpanan Alat : 1. Sebelum digunakan, biarkan mesin warming-up selama menit. 2. Spektrofotometer sebisa mungkin tidak terpapar sinar matahari langsung, karena cahaya dari matahari akan dapat mengganggu pengukuran. 3. Simpan spektrofotometer di dalam ruangan yang suhunya stabil dan diatas meja yang permanen. 4. Pastikan kompartemen sampel bersih dari bekas sampel. 5. Saat memasukkan kuvet, pastikan kuvet kering. 6. Lakukan kalibrasi panjang gelombang dan absorban secara teratur. Hal-hal yang harus diperhatikan : Larutan yang dianalisis merupakan larutan berwarna 9

10 Apabila larutan yang akan dianalisis merupakan larutan yang tidak berwarna, maka larutan tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi larutan yang berwarna. Kecuali apabila diukur dengan menggunakan lampu UV. Panjang gelombang maksimum Panjang gelombang yang digunakan adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Hal ini dikarenakan pada panajgn gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang tersebut, perubahan absorbansi untuk tiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar. Selain itu disekitar panjang gelombang maksimal, akan terbentuk kurva absorbansi yang datar sehingga hukum Lambert-Beer dapat terpenuhi. Dan apabila dilakukan pengukuran ulang, tingkat kesalahannya akan kecil sekali. Kalibrasi Panjang gelombang dan Absorban Spektrofotometer digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang dipancarkan dan cahaya yang diabsorbsi. Hal ini bergantung pada spektrum elektromagnetik yang diabsorb oleh benda. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawa yang terbentuk. Oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi panjang gelombang dan absorban pada spektrofotometer agar pengukuran yang di dapatkan lebih teliti. 2.7 MACAM MACAM MODEL SPEKTROFOTOMETER DAN KUVET Spektrofotometer modern kuvet tabung 10

11 Kuvet model tabung Spectronic-20 (model lama: masih manual) 11

12 BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Spektofotometri merupakan alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relative jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium. Spektrofotometri memiliki 4 bagian penting yaitu: sumber cahaya, monokromator, kuvet dan detector. Spektofotometri dibagi menjadi 2 jenis, menurut optika sinarnya dan daerah spectrum. Jenis tersebut juga dibagi menjadi beberapa jenis. Cahaya dari spektofotometri dilewatkan ke sampel dan diteruskan ke detector. Kalibrasi terdiri dari kalibrasi alat, matching kuvet, dan membuat spectrum serapan. Perawatan yang harus dilakukan cairan jangan sampai ada yang tumpah pada alat. 3.2 SARAN Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh data kata sempurna oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun agar dalam pembuatan makalah selanjutnya bias lebih baik lagi, atas perhatiannya kami ucapkan terimakasih. 12

13 DAFTAR PUSTAKA Fisher Scientific co Catalog 77. CV Sardo 13