Sumber cahaya dan mekanismenya

1. MAKALAH
KIMIAANALISIS INSTRUMEN
“SUMBER CAHAYA DAN MEKANISMENYA”
Yang Diampuh Oleh Sitti Faika M.Sc. Ph.D. Apt.
Disusun oleh
kelompok 2:
Nurul Kholisah 210105502017
Alfian Sye 210105501009
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN KIMIA
UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
2024

2. 3
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena telah memberikan
kesempatan pada kami untuk menyelesaikan makalah ini. Atas rahmat dan hidayah-Nya
lah kami dapat menyelesaikan makalah berjudul “Sumber Cahaya dan Mekanismenya”
dengan tepat waktu. Makalah ini disusun guna memenuhi tugas dari Dosen Ibu Sitti Faika
M.Sc. Ph.D. Apt.. pada Mata Kuliah Kimia Analisis Instrumen di Universitas Negeri
Makasssar. Selain itu, kami juga berharap agar makalah ini dapat menambah wawasan
bagi pembaca.
Kami mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Ibu Sitti Faika M.Sc.
Ph.D. Apt. selaku Dosen Mata Kuliah Kimia Analisis Instrumen. Tugas yang telah
diberikan ini dapat menambah pengetahuan dan wawasan terkait bidang yang ditekuni.
Kami juga mengucapkan terima kasih pada semua pihak yang telah membantu proses
penyusunan makalah ini.
Kami menyadari makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik
dan saran yang membangun akan kami terima demi kesempurnaan makalah ini.
Makassar, 18 Februari 2024
Penulis,
DAFTAR ISI

3. 4

4. 5
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Cahaya adalah sebuah pancaran elektromagnetik, yang mempunyai sifat
dapat Memantul, Menembus, Membias, Menyerap dan dapat terlihat oleh mata
kita. Pencahayaan merupakan salah satu faktor untuk mendapatkan keadaan
lingkungan yang aman dan nyaman dan berkaitan erat dengan produktivitas
manusia. Pencahayaan yang baik memungkinkan orang dapat melihat objek-objek
yang dikerjakannya secara jelas dan cepat, dengan kata lain cahaya merupakan
kebutuhan vital dalah kehidupan sehari-hari.
Kita sering melihat benda-benda bercahaya seperti matahari atau benda
lainnya atau bola lampu listrik yang dapat memancarkan spektrum luas yang
terdiri dari banyak panjang gelombang. Panjang-panjang gelombang itu yang
berhubungan dengan cahaya tampak adalah mampu untuk mempengaruhi retina
mata manusia dan karenanya menyebabkan kesan-kesan subyektif dari
penglihatan. Tetapi banyak dari radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda panas
terletak di luar daerah di mana mata peka, dan kita mengatakan tentang daerah-
daerah ultranya (ultra ungu) dan spektrum yang terletak di kedua sisi sinar
tampak.
Salah satu alat yang digunakan dalam analisis instrumen pada prakteknya
antara lain spektrofotometer. Sesuai dengan namanya, spektrofotometer terdiri
dari spektrometer dan fotometer. Metode analisis dengan alat ini disebut juga
spektrofotometri karena menggunakan bantuan cahaya dalam pelaksanaannya.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, adapun rumusan masalah sebagai
berikut.
1. Apa itu spektrofotometri?
2. Apa saja sumber cahaya pada spektrofotometri?

5. 6
3. Bagaimana mekanismenya?
C. Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah, adapun tujuan penulisan makalah ini
sebagai berikut.
1. Untuk mengetahui apa itu spektrofotometri.
2. Untuk mengetahui sumber cahaya pada spektrofotometri.
3. Untuk mengetahui bagaimana mekanismenya.

6. 7
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Spektrofotometer
Spektrofotometer merupakan sebuah alat yang digunakan untuk
menganalisa suatu senyawa baik dari segi kualitatif dan kuantitatif, dengan cara
mengukur absorban suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi. Pengukuran
secara kualitatif didasarkan pada puncak-puncak yang dihasilkan spektrum
suatu unsur tertentu pada panjang gelombang tertentu, sedangkan pengukuran
secara kuantitatif didasarkan pada nilai absorbansi yang dihasilkan dari
spektrum senyawa kompleks unsur yang dianalisa dengan kompleks unsur yang
dianalisa dengan pengompleks yang sesuai. Secara sederhana, spektrofotometer
merupakan metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar.
Spektrofotometer sebetulnya merupakan gabungan dari dua buah alat,
yaitu, Spektrometer merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk menghasilkan
sinar dari spektrum dengan nilai panjang gelombang yang telah ditentukan,
sedangkan fotometer merupakan alat ukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
atau di absorbsi.
B. Sumber Cahaya Spektrofotometer
Sumber energi atau cahaya pada spektrofotometer diperoleh dari lampu.
Lampu pada spektrofotometer yang paling umum digunakan adalah Lampu
Tungsten atau disebut juga Wolfram dan Lampu Deuterium.
Gambar 1.1. Lampu Tungsten Spektrofotometer

7. 8
Gambar 1.2. Lampu Deuterium Spektrofotometer
Jenis lampu tungsten memiliki life time kira-kira 1000 jam, sedangkan pada
lampu deuteurium ini sendiri memiliki life time kira-kira 500 jam. Lampu
tungsten ini biasa digunakan untuk mengukur sample pada daerah tampak,
sedangkan pada daerah UV sering dianalisa dengan lampu deuterium. Pada lampu
tungsten memiliki spektrum radiasi yang berupa garis lengkung, sedangkan pada
lampu deuterium ini memiliki spektrum energi radiasi lurus. Lampu deuteurium
memiliki bentuk yang khas, sedangkan bentuk lampu tunsten seperti bohlam atau
lampu pijar pada umumnya.
Instrumen lainnya menggunakan lampu xenon atau lampu flash xenon yang
sesuai dengan sasaran analisis dan tujuan analisis. Lampu merkuri bertekanan
rendah yang menghasilkan spektrum emisi ganda efektif untuk kalibrasi panjang
gelombang spektrofotometer.
1. Lampu Halogen (Tungsten)
Mirip dengan lampu pijar biasa, filamen lampu halogen memanas dan
memancarkan cahaya ketika arus mengalir melaluinya. Tungsten yang digunakan
sebagai bahan filamen menguap pada suhu tinggi. Akibatnya, bohlam yang berisi
filamen lampu pijar biasa diisi dengan gas inert untuk mencegah penguapan
tungsten.
Lampu halogen mengandung halida dan gas inert untuk menciptakan siklus
halogen yang mengembalikan tungsten yang menguap ke filamen, sehingga
menghasilkan masa pakai lampu lama. Hal ini membatasi penghitaman dinding
tabung, karena menempelnya tungsten yang menguap, untuk menciptakan sumber
cahaya yang tetap terang dalam jangka waktu lama.

8. 9
Gambar 1 Distribusi Intensitas Emisi Lampu Halogen (3000K)
Gambar diatas menunjukkan distribusi intensitas cahaya pada suhu warna 3000
K. Kisaran panjang gelombang yang dapat digunakan adalah 350 nm hingga 3500 nm,
namun hal ini dipengaruhi oleh suhu warna. Lampu halogen stabil sepanjang waktu,
menawarkan masa pakai yang lama (kira-kira 2000 jam) dan harganya relatif murah. Oleh
karena itu, terdapat banyak kondisi yang diperlukan untuk sumber cahaya
spektrofotometer.
2. Lampu Deuterium
Lampu deuterium adalah sumber cahaya pelepasan dengan deuterium beberapa
ratus Pa yang tersegel di dalam bohlam. Karena menggunakan katoda panas untuk
mencapai pelepasan busur yang stabil dan andal, diperlukan sekitar 10 detik untuk
pemanasan awal sebelum memulai pelepasan.
Lampu deuterium memerlukan catu daya yang besar dan kompleks, sehingga
lebih mahal dibandingkan lampu halogen. Namun, ini adalah salah satu dari sedikit
sumber cahaya spektrum kontinu yang stabil dalam rentang ultraviolet. Lampu deuterium
memiliki panjang gelombang emisi pendek 400 nm, atau kurang.

9. 10
Gambar 2. Distribusi Intensitas Emisi Lampu Deuterium
Gambar diatas menunjukkan contoh penggunaan kuarsa sintetis dan kaca UV.
Penggunaan pada ujung gelombang panjang dibatasi sekitar 400 nm. Namun, tingkat
redaman yang rendah terhadap ujung panjang gelombang panjang memungkinkan
penggunaan cahaya di atas 400 nm. Spektrum emisi ganda juga terdapat pada kisaran 400
nm ke atas. Dari spektrum tersebut, spektrum pada 486,0 nm dan 656,1 nm sangat kuat
dan dapat digunakan untuk kalibrasi panjang gelombang spektrofotometer.
3. Lampu Xenon (Lampu Busur Xenon)
Lampu xenon adalah sumber cahaya pelepasan dengan gas xenon yang disegel di
dalam bohlam. Lampu Xenon dikategorikan menjadi jenis arus searah atau arus bolak-
balik, sesuai dengan metode pencahayaannya. Jika elektroda menjadi terlalu panas, bahan
elektroda tungsten dapat menguap dan menempel pada dinding tabung, sehingga
mengakibatkan hilangnya kecerahan. Ketika anoda menjadi sangat panas, anoda lampu
xenon tipe arus searah dibuat lebih besar dari katoda untuk meningkatkan kapasitas
termalnya. Karena elektroda dari elektroda tipe arus bolak-balik secara bergantian
menjadi katoda dan anoda, kedua elektroda tersebut berukuran sama. Oleh karena itu,

10. 11
tungsten lebih mudah menguap dibandingkan dengan jenis arus searah. Namun, tipe arus
bolak-balik memungkinkan penggunaan perangkat penerangan yang ringkas dan berbiaya
rendah, karena tidak diperlukan penyearah arus.
Lampu xenon menunjukkan distribusi spektral yang mirip dengan sinar matahari
dan menghasilkan spektrum kontinu dari ultraviolet hingga inframerah dekat, seperti
ditunjukkan pada Gambar 3. Secara keseluruhan, lampu xenon lebih rendah daripada
lampu halogen dan lampu deuterium dalam hal biaya dan fluktuasi keluaran. Lampu
halogen sering digunakan dalam spektrofotometer umum tetapi lampu xenon digunakan
dalam kasus di mana diperlukan intensitas cahaya yang tinggi (seperti
spektrofluorofotometer), karena kecerahannya yang tinggi.
Gambar 3. Distribusi Intensitas Emisi Lampu Xenon
4. Lampu Flash Xenon
Ini adalah lampu xenon kompak yang menghasilkan sedikit panas karena
pengapian berdenyut. Tersedia tipe straight dan U-tube, tergantung
aplikasinya. Elektroda disegel dalam tabung kaca kuarsa (atau tabung kaca silika tinggi)
yang diisi dengan gas xenon. Namun, karena kemampuan reproduksinya yang buruk,
akibat fluktuasi keluaran yang lebih besar dibandingkan dengan lampu busur, diperlukan
integrasi data keluaran untuk memperoleh data yang stabil. Oleh karena itu, digunakan

11. 12
dalam kombinasi dengan detektor susunan dalam instrumen otomatis (seperti
kolorimeter) untuk memperoleh spektrum kontinu dengan cepat.
5. Lampu Merkuri Tekanan Rendah
Lampu merkuri bertekanan rendah adalah lampu pelepasan yang dirancang untuk
memiliki tekanan uap merkuri rendah (maks. 100 Pa) ketika dinyalakan untuk
memancarkan garis resonansi merkuri secara efisien (254 nm atau 185 nm).
Gambar 4 menunjukkan distribusi spektral lampu merkuri bertekanan rendah.
Lampu merkuri bertekanan rendah tersedia dalam versi yang menggunakan sinar
ultraviolet yang dipancarkan secara langsung, atau disebut lampu fluoresen yang
menggunakan bahan fluoresen untuk mengubah panjang gelombang ke panjang
gelombang yang berbeda.
Spektrofotometer menggunakan garis emisi merkuri untuk mengkalibrasi nilai
panjang gelombang yang ditampilkan. Garis emisi 254 nm, 365 nm, 436 nm, atau 546 nm
dapat digunakan untuk kalibrasi tetapi lebar celah (bandwidth spektral) yang digunakan
selama pengukuran harus diperhatikan. Misalnya, karena garis emisi 365 nm merupakan
garis rangkap tiga (tiga garis emisi berdekatan), bandwidth spektralnya harus maksimal
0,5 nm. untuk secara akurat mengukur garis emisi masing-masing.
Gambar 4. Distribusi Spektral Lampu Merkuri Bertekanan Rendah

12. 13
C. Mekanisme Cahaya Pada Spektrofotometer

13. 14
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan

14. 15
DAFTAR PUSTAKA
https://www.miconos.co.id/2021/01/mengenal-spektrofotometer-dan-prinsip.html?m=1
https://www-shimadzu-com.translate.goog/an/service-support/technical-
support/uv/essential_knowledge/lightsources.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=id&_x
_tr_hl=id&_x_tr_pto=tc#1
https://andarupm.co.id/spektrofotometer/