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,-
0 komentar:
Post a Comment