Total Tayangan Laman

Kamis, 10 Maret 2011

Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer UV-Vis

       Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrofotometer merupakan gabungan dari alat optik dan elektronika serta sifat-sifat kimia fisiknya dimana detektor yang digunakan secara langsung dapat mengukur intensitas dari cahaya yang dipancarkan (It) dan secara tidak langsung cahaya yang diabsorbsi (Ia), jadi tergantung pada spektrum elektromagnetik yang diabsorb (serap) oleh benda. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawaan atau warna terbentuk.
Alat ini mempunyai dua sumber cahaya (Sinar ultra ungu dan sinar tampak). Masing-masing sumber cahaya dipergunakan untuk penentuan kandungan aromatik dan senyawa anionik dalam sampel. Inti dari pekerjaan dengan spektrofotometer UV-Vis adalah SINAR. dimana sinar berasal dari dua lampu yang berbeda, yaitu lampu wolfram untuk sinar Visible (sinar tampak = 38 – 780nm) dan lampu deuterium untuk sinar Ultra Violet (180-380nm).
          Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih lebih dapat terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding (Khopkar SM,1990).
             Suatu grafik yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap dengan frekuensi (panjang gelombang) sinar merupakan spektrum absorpsi. Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda. Dengan demikian, spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis kualitatif. Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi, sehingga spektra absorpsi juga dapat digunakan untuk analisis kuantitatif ( Rohman, Abdul 2007).
Semua molekul dapat mengabsorpsi radiasi daerah UV-Vis karena mereka mengandung elektron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi (Underwood, 2002).
Hukum Lambert – Beer
Hukum Lambert – Beer digunakan untuk radiasi monokromatik, dimana absorbansi sebanding dengan tebal medium (b) dan konsentrasi (c) senyawa yang mengabsorbsi. Hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
A = a.b.c ………………………………………………..(2.1)
          Dimana a adalah faktor kesebandingan yang disebut absorptivitas. Besarnya dan ukuran daria tergantung pada satuan untuk b dan c. Untuk larutan dari senyawa yang mengabsorpsi,b sering diberikan dalam centimeter dan c dalam gram per Liter. Maka absorptivitas dalam satuan L.g-1.cm-1 (Skoog, DA, 1996).
Ketika persamaan (2.1) dinyatakan dalam mol per liter dan tebal medium dalam centimeter, absorptivitas disebut molar absorptivitas dan diberi simbol khusus yaitu ?. Jadi, ketika badalah centimeter dan c dalam mol per Liter maka persamaannya adalah sebagai berikut :
A = ?.b.c…………………………………………………………….(2.2)
Dimana ? dalam satuan L.mol-1.cm-1 (Skoog, DA, 1996).
Keterbatasan Hukum Lambert – Beer
             Beberapa pengecualian ditemukan untuk menyamaratakan absorbansi sebagai garis lurus. Di sisi lain, penyimpangan dari perbandingan langsung diantara absorbansi dan konsentrasi ketika b adalah konstan seringkali ditemukan. Beberapa penyimpangan ini adalah dasar dan menunjukkan keterbatasan yang nyata dari hukum ini (Skoog, DA, 1996).
Instrumentasi untuk Spektrofotometri
               Spektrofotometer adalah suatu instrumen untuk mengukur transmitan / absorbans suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tunggal. Komponen utama dari spektrofotometer dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :

Tipe Instrumen Spektrofotometer
                  Pada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu single-beam dandouble-beam. gambar Single-beam instrument dan Double-beam instrument
Single-beam instrument
                Single-beam instrument 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).
Double-beam instrument
               Double-beam dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm.Double-beam instrument dimana mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan fotodetektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan ditunjukkan oleh alat pembaca (Skoog, DA, 1996).

             Hal-hal yang harus diperhatikan dalam analisis spektrofotometri UV-Vis
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis dengan spektrofotometri UV-Vis terutama untuk senyawa yang semula tidak berwarna yang akan dianalisis dengan spektrofotometri visibel karena senyawa tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi senyawa yang berwarna.
Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus diperhatikan :
Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis
            Hal ini perlu dilakukan jika senyawa yang dianalisis tidak menyerap pada daerah tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan merubah menjadi senyawa lain atau direaksikan dengan pereaksi tertentu. Pereaksi yang digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu , reaksinya selektif dan sensitif, reaksinya cepat, kuantitatif, dan reprodusibel, hasil reaksi stabil dalam jangka waktu yang lama, dan waktu operasional. Cara ini biasa digunakan untuk pengukuran hasil reaksi atau pembentukan warna. Tujuannya adalah untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil. Waktu operasional ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran dengan absorbansi larutan.
Pemilihan panjang gelombang
          Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Ada beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu yang pertama, pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar. Kedua disekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum lambert-beer akan terpenuhi.Dan yang ketiga jika dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (Rohman, Abdul, 2007).

Keuntungan Spektrofotometer
             Keuntungan dari spektrofotometer adalah yang pertama penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak. Kedua sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10-4 sampai 10-5 M. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M dengan prosedur modifikasi yang pasti. Ketiga selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu. Keempat, ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan yang khusus. Dan yang terakhir mudah, spektrofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog, DA, 1996).

Komponen-komponen Pada spektrofotometer
            Hal kedua yang diperlukan adalah pembaur cahaya yang kerennya disebut monokromator yang di video memberikan sinar pelangi, karena dari sana lah kemudian kita bisa memilih panjang gelombang yang diinginka/diperlukan. Pada video yang diperlihatkan sinar tampak atau untuk spektro visible, tapi untuk UV pun kerjanya sama, hanya saja tidak akan terlihat oleh mata kita.
Hal ketiga adalah tempat sampel atau kuvet, pada praktikum tempat meletakan kuvet ada dua karena alat yang dipakai tipe double beam, disanalah kita menyimpan sample dan yang satu lagi untuk blanko.
            Keempat adalah detektor atau pembaca cahaya yang diteruskan oleh sampel, disini terjadi pengubahan data sinar menjadi angka yang akan ditampilkan pada reader (komputer). Komponen lain yang nampak penting adalah cermin-cermin dan tentunya slit (celah kecil) untuk membuat sinar terfokus dan tidak membaur tentunya, jadi satu hal penting dalam pekerjaan dengan spektrofotometer Uv-Vis adalah harus dihindari adanya cahaya yang masuk ke dalam alat, biasanya pada saat menutup tenpat kuvet, karena bila ada cahaya lain otomatis jumlah cahaya yang diukur menjadi bertambah.


Gambar 1 spektrofotometer UV-Vis

Yang perlu dikalibrasi adalah panjang gelombang dan absorbansi
Kalibrasi Panjang gelombang
Dengan menggunakan filter gelas holium oksida yang memupnyai panjang gelombang acuan (nm) :

            Kemudian pasang filter gelas holium oksida pada kompartemen sampel dan kompartemen pembanding dibiarkan kosong (udara), dan yang terakhir Scan spektrum serapan holium oksida, bandingkan panjang gelombang spektrum yang diperoleh dengan data panjang gelombang acuan.
Kalibrasi Absorbans
Mula-mula buat larutan kalium dikromat 50 + 0,5 mg dalam 1 liter 0,005 mol/L asam sulfat (larutan A) ekmudian buat larutan kalium dikromat 100 + 1 mg dalam 1 liter 0,005 mol/L asam sulfat (larutan B), dan buat larutan 0,005 mol/L asam sulfat sebagai pembanding dan bandingkan hasilnya dengan data acuan (+ 2%)



Refraktometer
            Refraktometer Kadar Gula H-UR-301 HEALTH (0-32 BRIX), adalah alat untuk mengukur konsentrasi cairan solusi berdasarkan index refraksi. Semua konsentrat air dapat membuat cahaya berbelok berdasarkan hukum fisika SNELLIUS mengenai index bias cahaya melewati suatu medium. Index bias cahaya akan meningkat seiring dengan meningkatnya kadar konsentrat suatu cairan. Refractometer adalah instrument optik yang presisi, dengan bentuk kompak, ringan, halus dan mudah digunakan. Refractometer H-UR-103 dapat digunakan untuk mengukur konsentrat gula dalam juice, minuman kopi, minuman coklat, soft drink, saus tomat, cairan pembersih dan lain-lain. Spesifikasi:
- Scale range: 0 to 32 % Brix
- Minimum scale: 0,2 %
- akurasi: ± 0.2%
- Size: 26 x 40 x 190 mm
Harga Rp. 1.500.000,-

             Refraktometer Kadar Salinitas (Kadar garam) H-UR-201 HEALTH (0-100‰)adalah refractometer untuk mengukur kadar garam air laut, dan mengecek kadar garam makanan. Spesifikasi:
Scale range : 0 to 100‰
Minimum scale: 0.1‰
Accuracy: ± 0.1‰
Size: 26 x 40 x 190 mm
Harga Rp. 1.500.000,-

              Refraktometer kadar protein serum dan urine H-UR-302, adalah refractometer yang mempunyai 3 skala. Skala 1 adalah protein serum (g/dl), skala 2 adalah urine specific gravity, skala 3 adalah indek refraksi. Spesifikasi:
- Measuring range: 0-12 g/dl, 1.000-1.050 sg, 1.3330-1.36000 RI
- Minimum scale: 0.2 g/dl, 0.002 sg, 0.00025 RI
- Ukuran: 26 x 40 x 170 mm
Harga Rp. 1.500.000,-

              Refraktometer kadar alkohol H-UR-501, adalah alat yang digunakan mengukur kadar alcohol dalam air, anggur dan wine. Spesifikasi:
Measuring range: 0 – 80 % w/w
Minimum scale: 1 %
Size: 26 x 40 x 190 mm
Harga Rp. 1.500.000,-

4 komentar:

  1. maaf ko sumbernya g dicantumkan??? sy lihat konten yg sama di blog catatan kimia... salah satu kontennya di susun oleh disusun oleh : Evi Ernawaty
    stfi

    yg punya blog itu pa Syarif Hamdani..
    thanx

    BalasHapus
  2. plis g ngerti sama sekali, dapet tugas bikin laporan ttg spektrum fotometer -_____-

    BalasHapus
  3. nilai absorban itu berbeda antara 1 sampel dengan yang lainnya itu apa faktor penyebabnya?

    BalasHapus