mata kuliah elusidasi struktur molekul

1. ELUSIDASI
STRUKTUR
MOLEKUL
SPEKTROFOTOMETER UV-VIS
EDY PURNOMO
G2L123001

2.  Spektrofotometri UV-Vis adalah teknik analisis yang
memanfaatkan interaksi cahaya dengan materi untuk memahami
sifat-sifat molekuler.
 Teknik ini sangat penting dalam ilmu kimia dan biokimia karena
memungkinkan kita untuk menentukan komposisi, konsentrasi,
dan struktur molekul.
 Dengan menggunakan radiasi elektromagnetik pada rentang UV
dan visible, spektrofotometri UV-Vis memungkinkan analisis yang
sensitif dan cepat terhadap senyawa organik dan anorganik.
 Dalam konteks elucidasi struktur molekul, spektrofotometri UV-Vis
membantu mengidentifikasi dan memverifikasi struktur molekul
yang mendasari senyawa kimia.
 Dengan demikian, pemahaman mendalam tentang prinsip dan
aplikasi spektrofotometri UV-Vis sangat penting dalam penelitian
dan pengembangan dalam berbagai disiplin ilmu.
Pendahuluan

3. Spektrum Cahaya dan Panjang Gelombang

4. Komponen Spektrofotometer Uv-Vis

5. Komponen Spektrofotometer Uv-Vis
Sumber Cahaya: Sumber cahaya biasanya berupa lampu deuterium untuk UV (190-380 nm) dan lampu wolfram
halida untuk visible (380-800 nm). Keduanya menghasilkan cahaya intensitas tinggi di wilayah spektrum masing-
masing.
Monokromator: Monokromator memisahkan cahaya menjadi panjang gelombang individual. Ini terdiri dari prisma
atau kisi dengan kemampuan untuk mengatur panjang gelombang yang akan diukur.
Sampel Holder: Ini adalah bagian tempat sampel ditempatkan. Ada beberapa jenis, termasuk kuvet kaca quartz
untuk cahaya UV dan kuvet kaca biasa untuk cahaya visible.
Detector: Detector mengukur intensitas cahaya yang diteruskan atau diabsorbsi oleh sampel. Detektor fotodioda
atau fotomultiplier biasanya digunakan dalam spektrofotometer UV-Vis.
Elektronika Pengolahan Sinyal: Ini mencakup elektronika untuk mengubah sinyal detektor menjadi nilai
absorbansi atau transmitansi yang dapat dibaca pada layar.
Layar atau Tampilan: Menampilkan nilai-nilai absorbansi atau transmitansi untuk analisis.
Komputer atau Interface: Beberapa spektrofotometer memiliki koneksi ke komputer untuk memungkinkan
pengolahan data lebih lanjut dan penyimpanan.
Software: Perangkat lunak khusus digunakan untuk mengontrol spektrofotometer, mengumpulkan data, dan
melakukan analisis spektrum.
Aksesori Opsional: Beberapa spektrofotometer dilengkapi dengan aksesori tambahan seperti sistem kontrol suhu
untuk menjaga sampel pada suhu konstan selama pengukuran.
Modul Pemindai: Pada spektrofotometer canggih, ada modul pemindai yang memungkinkan pengukuran
serangkaian sampel secara otomatis.

6.  Spektrofotometri UV-Vis adalah metode analisis yang memanfaatkan interaksi cahaya
elektromagnetik dengan materi untuk mengukur absorbansi pada rentang UV (Ultraviolet) dan
visible (Vis) dari spektrum elektromagnetik.
 Radiasi cahaya dengan panjang gelombang tertentu diserap oleh molekul yang memiliki elektron
bebas atau yang dapat bertransisi ke keadaan energi yang lebih tinggi.
 Elektron dalam molekul dapat menyerap energi dari cahaya UV atau visible, dan berpindah ke
orbital elektron yang lebih tinggi, menyebabkan perubahan energi dan perubahan pada tingkat
absorbansi.
 Hukum Lambert-Beer adalah dasar matematika dari spektrofotometri, menghubungkan absorbansi
dengan konsentrasi zat terlarut dan panjang lintasan cahaya.
 Dengan memahami prinsip dasar ini, kita dapat menerapkan spektrofotometri UV-Vis untuk
analisis kuantitatif dan kualitatif senyawa kimia, serta dalam elucidasi struktur molekul.
Prinsip Dasar

7. Molekul dan Elektron
 Molekul terdiri dari atom-atom yang terikat bersama melalui
ikatan kimia, membentuk struktur yang unik dengan propertinya
sendiri.
 Elektron adalah partikel subatomik yang mengelilingi inti atom
dan terlibat dalam reaksi kimia. Mereka memiliki muatan negatif.
 Elektron dalam molekul berada dalam orbital elektronik yang
mengelilingi inti atom. Mereka dapat berada pada berbagai
tingkat energi.
 Transisi elektronik terjadi ketika elektron berpindah dari satu
orbital energi ke orbital energi yang lebih tinggi atau lebih
rendah, menyebabkan absorbansi atau emisi cahaya.
 Dalam spektrofotometri UV-Vis, transisi elektronik merupakan
fenomena yang mendasari perubahan absorbansi dan
memungkinkan identifikasi struktur molekul.

8. Transisi Elektronik
 Transisi elektronik adalah peristiwa di mana elektron berpindah dari satu orbital energi ke
orbital energi yang berbeda di sekitarnya.
 Terjadi ketika molekul menyerap foton dengan energi yang cukup untuk mempromosikan
elektron ke orbital energi yang lebih tinggi.
 Transisi ini menyebabkan perubahan dalam distribusi elektron di sekitar inti atom,
mempengaruhi sifat optik dan spektrum absorbansi molekul.
 Transisi elektronik dapat terjadi dalam rentang UV dan visible dari spektrum elektromagnetik,
tergantung pada energi foton yang diserap.
 Dalam spektrofotometri UV-Vis, pemahaman tentang transisi elektronik penting untuk
interpretasi dan analisis data spektrum.

10. Kromofor

11. Hukum Lambert-Beer

12. Kurva Kalibrasi
 Kurva kalibrasi adalah grafik yang memetakan hubungan
antara absorbansi (A) dan konsentrasi (c) dari suatu zat
terlarut.
 Diperoleh dengan mengukur absorbansi dari serangkaian
larutan standar dengan konsentrasi yang diketahui.
 Hasil pengukuran kemudian digunakan untuk menghitung
koefisien daya serap molar (ε) dan memberikan titik
referensi untuk mengukur konsentrasi zat terlarut dalam
sampel tak diketahui.
 Kurva kalibrasi penting dalam spektrofotometri UV-Vis
untuk analisis kuantitatif karena memungkinkan kita untuk
mengonversi absorbansi menjadi konsentrasi.
 Dengan membangun kurva kalibrasi yang akurat, kita dapat
melakukan analisis kuantitatif dengan kepercayaan tinggi
terhadap hasilnya.

13. Aplikasi Spektrofotometri UV-
Vis
 Spektrofotometri UV-Vis memiliki berbagai aplikasi penting dalam berbagai bidang ilmu dan
industri.
 Identifikasi senyawa organik dan anorganik: Memungkinkan penentuan struktur molekul berdasarkan
pola absorbansi karakteristik.
 Analisis kuantitatif: Digunakan untuk mengukur konsentrasi zat terlarut dalam larutan menggunakan
hukum Lambert-Beer.
 Analisis biokimia: Memungkinkan penentuan konsentrasi protein, asam nukleat, dan molekul biologis
lainnya.
 Farmasi: Digunakan dalam pengembangan dan pengujian obat untuk memantau reaksi kimia dan
mengukur konsentrasi bahan aktif.
 Ilmu lingkungan: Digunakan untuk analisis air, udara, dan tanah untuk mendeteksi kontaminan dan
mengukur konsentrasi zat kimia.

14. Studi Kasus 1: Identifikasi
struktur
 Dalam kasus ini, kita akan mengeksplorasi bagaimana spektrofotometri UV-Vis digunakan untuk
mengidentifikasi struktur molekul yang tidak diketahui.
 Langkah pertama adalah mempersiapkan larutan sampel yang akan dianalisis menggunakan
spektrofotometri UV-Vis.
 Kemudian, kita akan membandingkan spektrum absorbansi dari sampel dengan spektrum referensi dari
senyawa yang sudah dikenal untuk menentukan kesamaan atau perbedaan karakteristik.
 Berdasarkan pola absorbansi dan panjang gelombang maksimum yang teramati, kita dapat
memprediksi struktur molekul dari sampel yang tidak diketahui.
 Studi kasus ini menunjukkan bagaimana spektrofotometri UV-Vis dapat digunakan sebagai alat efektif
dalam mengidentifikasi struktur molekul yang mungkin tidak diketahui sebelumnya.

15. Studi Kasus 2: Konfirmasi
struktur
 Dalam kasus ini, kita akan melihat bagaimana spektrofotometri UV-Vis digunakan untuk
mengonfirmasi struktur molekul yang telah diketahui sebelumnya.
 Pertama-tama, kita akan mempersiapkan larutan sampel yang mengandung senyawa dengan struktur
yang telah diketahui.
 Selanjutnya, kita akan membandingkan spektrum absorbansi dari sampel dengan spektrum referensi
dari senyawa yang telah diidentifikasi sebelumnya.
 Jika spektrum absorbansi dari sampel sesuai dengan spektrum referensi, maka ini adalah tanda bahwa
struktur molekul telah dikonfirmasi dengan benar.
 Studi kasus ini menunjukkan bagaimana spektrofotometri UV-Vis dapat digunakan sebagai alat
verifikasi yang kuat dalam memastikan struktur molekul yang telah diketahui sebelumnya.

16. Kelebihan dan Keterbatasan
 Kelebihan Spektrofotometri UV-Vis:
 Cepat: Hasil dapat diperoleh dalam waktu singkat.
 Sensitif: Mampu mendeteksi senyawa dalam konsentrasi rendah.
 Non-Dekstruktif: Tidak merusak sampel.
 Relatif Terjangkau: Biaya peralatan dan operasi lebih rendah dibandingkan dengan beberapa metode lain.
 Keterbatasan Spektrofotometri UV-Vis:
 Memerlukan standar referensi untuk analisis kuantitatif.
 Tidak dapat memberikan informasi tentang struktur molekul secara rinci.
 Tidak cocok untuk senyawa dengan absorbansi rendah atau tidak stabil.
 Pemilihan metode analisis harus disesuaikan dengan tujuan dan sifat-sifat sampel yang akan diuji. Spektrofotometri
UV-Vis adalah alat yang kuat dalam analisis struktur, namun tidak selalu menjadi pilihan terbaik untuk setiap situasi.

17. Tantangan dan Solusi
Tantangan dalam Spektrofotometri UV-Vis:
1. Variabilitas Kualitas Sampel: Kualitas sampel dapat bervariasi, mempengaruhi hasil
pengukuran.
2. Interferensi dari Komponen Lain: Komponen lain dalam sampel dapat mengganggu hasil
spektrofotometri.
3. Kalibrasi yang Akurat: Membuat kurva kalibrasi yang tepat membutuhkan persiapan larutan
standar yang tepat.
4. Penggunaan Bahan Kimia Berbahaya: Beberapa senyawa kimia yang diuji dapat berbahaya
bagi manusia dan lingkungan.

18. Solusi:
1. Standarisasi Persiapan Sampel: Pastikan bahwa sampel disiapkan dengan hati-hati
dan sesuai dengan metode yang ditentukan.
2. Analisis Blank: Gunakan blank untuk mengkompensasi interferensi dari komponen lain
dalam sampel.
3. Verifikasi Kurva Kalibrasi: Rutin memverifikasi dan memperbarui kurva kalibrasi untuk
memastikan akurasi hasil.
4. Penggunaan Peralatan dan Bahan Aman: Pastikan penggunaan bahan kimia sesuai
dengan pedoman keamanan dan aturan laboratorium.

19. Kesimpulan
 Spektrofotometri UV-Vis adalah alat penting dalam analisis struktur molekul, memanfaatkan interaksi
cahaya dengan materi untuk memberikan wawasan tentang sifat-sifat molekuler.
 Transisi elektronik dan unduhan energi elektron adalah prinsip dasar yang mendasari spektrofotometri
UV-Vis.
 Hukum Lambert-Beer memungkinkan kita untuk menghubungkan absorbansi dengan konsentrasi zat
terlarut, memungkinkan analisis kuantitatif.
 Kurva kalibrasi adalah alat penting untuk mengonversi absorbansi menjadi konsentrasi dalam analisis
kuantitatif.
 Studi kasus menunjukkan bagaimana spektrofotometri UV-Vis dapat digunakan untuk identifikasi dan
konfirmasi struktur molekul.

20. TERIMA KASIH