ANALISA DENGAN SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK

ANALISA DENGAN SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK

Spektrofotometri merupakan metoda analisa didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik. Dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detector fototube. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang.
Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.
Panjang gelombang merupakan jarak linier dari satu titik pada satu gelombang ke titik yang bersebelahan pada gelombang yang berdekatan. Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Untuk memilih panjang gelombang maksimal, dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi tertentu.

Komponen-komponen dalam spektrofotometri adalah sebagai berikut:
- 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 350 – 2200 nanometer (nm). Di bawah kira-kira 350 nm, keluaran lampu wolfram itu tidak memadai untuk spektrofotometer dan harus digunakan sumber yang berbeda. Paling lazim adalah lampu tabung tidak bermuatan (discas) hidrogen (atau deuterium) 175 ke 375 atau 400 nm.
- Monokromator
Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu yang berbeda. Ada dua macam monokromator:
- Prisma
Prisma dapat mendispersikan atau menyebarkan suatu berkas cahaya putih menjadi spectrum, yang didalamnya bermacam-macam warna yang menyusun cahaya putih itu dapat dikenal secara terpisah. Dengan monokromator prisma, suatu lebar celah tertentu tidak menghasilkan derajat monokromatis yang sama pada seluruh spectrum.
- Kisi difraksi
Keunutngan menggunakan kisi difraksi adalah:
- Dispersi sinar merata
- Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama
- Dapat digunaka dalam seluruh jangkauan spectrum
- Kuvet
Kuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat
contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Kuvet harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:
- Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya
- Permukaannya secara optis harus benar-benar sejajar
- Harus tahan (tidak bereaksi) dengan bahan-bahan kimia
- Tidak boleh rapuh
- Mempunyai bentuk (design) yang sederhana
Kuvet 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 kuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat
dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV. Semua macam kuvet dapat dipakai
untuk pengukuran di daerah sinar tampak (visible).
- 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. Syarat detector adalah:
- Kepekaan yang tinggi
- Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
- Respon konstan pada berbagai panjang gelombang
- Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi
- Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi
Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya
monokromatik (Io) melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut
diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Besarnya
Ia oleh media tergantung pada kepekatan dan jenis media serta panjang media yang
dilalui. Biasanya panjang media sudah tetap dalam suatu alat. Persamaan hukum
Lambert Beer adalah:
T =
o
t
I
I
εbc
I
I
log
o
t  
log T  εbc
 log T  εbc
 log T  A  εbc
Transmitans adalah perbandingan intensitas cahaya yang ditransmisikan
ketika melewati sampel (It) dengan intensitas cahaya mula-mula sebelum melewati
sampel (Io). e adalah absorpsifitas molar atau koefisien molar ”extinction”, nilainya
dipengaruhi oleh sifat-sifat khas dari materi yang diradiasi. Jika konsentrasi dalam
satuan gram/liter maka e dapat diganti dengan a disebut sebagai ”absorpsivitas
spesifik”. Jadi, A = a.b.c . Persyaratan hukum Lambert Beer, antara lain:
1. Radiasi yang digunakan harus monokromatik,
2. Energi radiasi yang diabsorpsi oleh sampel tidak menimbulkan reaksi kimia,
jadi proses yang terjadi benar-benar absorpsi,
3. Sampel (larutan) yang mengabsorpsi harus homogen,
4. Tidak terjadi fluoresensi atau phosporesensi, dan
5. Indeks refraksi tidak berpengaruh terhadap konsentrasi, jadi larutan tidak
pekat (harus encer).
A. Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasarkan sumber cahaya yang
digunakan diantaranya sebagai berikut:
1. Spektrofotometri Visible (Spektro Vis)
Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energiadalah
cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrumelektromagnetik
yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjanggelombang 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 dalamsinar tampak (visible).
2. Spektrofotometri UV (ultraviolet)
Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri
UV berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang
gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu
deuterium. 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.
3. Spektrofotometri UV – Vis
Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UVdan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible.
4. Spektrofotometri IR (Infra Red)
Dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya inframerah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Inframerah pada spektrofotometri adalah infra merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 μm.
B. Macam - macam spektrofotometer berdasarkan jenis instrumennya antara lain:
1. Spektrofotometer berkas tunggal
Spektrofotometer berkas tunggal mengukur intensitas cahaya relatif berkas (blangko) sebelum dan sesudah pengujian sampel dimasukkan.
2. Spektrofotometer berkas rangkap
Spektrofotometer berkas rangkap membandingkan intensitas cahaya lampu antara dua jalur, satu jalur berisi referensi sampel dan pengujian sampel lainnya.
3. Spektrofotometer diferensial
Teknik ini biasanya meliputi dua metode yaitu absorbansi tinggi dan metode absorbansi rendah. Yang pertama digunakan untuk analisis larutan yang sangat pekat, sedangkan absorbansi rendah digunakan unruk larutan yang sangat encer. Pada kedua teknik tersebut, konsentrasi sama sekali tidak dipengaruhui oleh perubahan luar.
4. Spektrofotometer serapan atom
Spektrofotometer Serapan Atom (AAS) adalah salah satu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam dan metaloid yang
berdasarkan pada penyerapan absorbansi radiasioleh atom bebas. Metode AAS berprinsip pada absorbansi cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu. Tergantung pada sifat unsurnya. Dengan absorpsi energi, berarti memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada keadaan dasar dinaikkan tingkat energinya ketingkat eksitasi. Keberhasilan ini tergantung pada proses eksitasi dan memperoleh garis resonansi yang tepat.