Dokumen tersebut membahas tentang spektrofotometri serapan UV-VIS, mulai dari prinsip dasar, instrumen, hukum Beer, dan aplikasinya. Prinsip dasarnya adalah interaksi antara materi dengan sinar UV-VIS yang mengakibatkan perpindahan elektron. Hukum Beer menyatakan bahwa absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi dan tebal sampel. Spektrofotometri dapat digunakan untuk analisis kuantitatif berdasark

1. 3/17/2011
1
SPEKTROFOTOMETRI
SERAPAN UV-VIS
SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN
UV-VIS
PRINSIP DASAR
INSTRUMENTASI
HUKUM BEER
APLIKASI

2. 3/17/2011
2
Pengantar
Istilah-Istilah:
1. Spektroskopi : Ilmu yang mempelajari interaksi materi
dengan energi pada level mikroskopis
2. Spektrometri : Ilmu yang mempelajari teknik pengukuran
interaksi materi dengan energi
3. Spektrofotometri : Ilmu yang mempelajari teknik pengukuran
interaksi materi dengan energi /sinar/komponen
sinar matahari
4. Spektrofotometer : alat/instrumen
Interaksi materi dengan energi
Materi
Energi
Transisi :
-Elektronik
-Vibrasi
-Rotasi
-spin

3. 3/17/2011
3
Interaksi Materi – energi (radiasi)
Suatu bentuk gelombangRadiasi/sinar

Energi,


c
hhE  .
a b
c
d
d
Interaksi :
 absorpsi (a) transmisi (b)
 refleksi ( c ) difraksi (d)
Pengantar
Daerah spektra elektromagnetik
Jenis Sinar Panjang
gelombang
Transisi
Sinar gama () < 0.05 Å Inti
Sinar x 0.05 – 100 Å Elektronik (K dan L)
UV 10-180-350 nm Elektronik (ev)
Visibel 350 – 770 nm Elektronik (ev)
IR 770-2500 nm
2.5 – 50 μm
50 – 1000 μm
Vibrasi molekul
Vibrasi molekul
Rotasi molekul
Gel mikro 1 – 300 mm Rotasi molekul
Gel radio > 300 mm Spin elektron dan inti

4. 3/17/2011
4
Spektrofotometri UV/VIS
 Penyerapan sinar tampak atau ultraviolet oleh suatu
molekul yang dapat menyebabkan eksitasi elektron
dalam orbital molekul tersebut dari tingkat energi
dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi.
 Proses :
Tahap 1 : M + hv  M*
Tahap 2 : M*  M + heat
Cx x
O
X = orbital 
= orbital
= orbitan n

 *

 *
n
Tingkat energi orbital

 

 
*
*
n *
n *
Jenis transisi elektron
Contoh yang melibatkan 3 jenis elektron di
dalam molekul organik sederhana:
PRINSIP DASAR

5. 3/17/2011
5
Jenis transisi
1. Transisi  - * : Jauh , energi >,  maks kecil
< 150 nm, UV vakum, sukar diamati
Contoh: CH4 C-C, C-H  maks = 125 nm
2. Transisi n - *: Seny.Jenuh, e tak berpasangan, energi <
 150 – 250 nm,  rendah
Contoh: metanol  maks=184nm,  =15
3. Transisi n - *: E kecil,  panjang, 200-700 nm
 = 10-100
4. Transisi  - *: Seny.org tak jenuh
 = 1000-10.000
1. Pengaruh pelarut:
a. Dalam pelarut polar,
transisi n - *terjadi pada  yang lebih pendek
(pergeseran biru/ hipsokhromik)
transisi  - * terjadi pada  lebih panjang (pergeseran
merah/ batokhromik)
Pergeseran panjang gelombang
2. Pengaruh konjugasi:
menyebabkan tk. Energi orbital * turun,
energi <,  maks > (pergeseran batokhromik)

6. 3/17/2011
6
Catatan: Senyawa aromatik
transisi:  - *, ada tiga puncak
184 nm --  = 60.000
204 nm --  = 7900
256 nm --  = 200
3. Auksokhrom: pergeseran merah
Auksokhrom: gugus fungsi yang tidak menyerap di daerah
UV tapi dapat menggeser puncak kromofor.
Anion anorganik: transisi n - *
Contoh: nitrat, nitrit, karbonat. (λ 215-230 nm)
Pergeseran Panjang Gelombang
Prediksi panjang gelombang (UV/VIS)
Dasar : -C=C-C=C-  maks= 217 nm
-C=C-C=O  maks = 215 nm
> C=C-C=C-C=O
   
Tambah: 10 nm untuk  alkil
12 nm untuk  alkil
18 nm untuk  dan 
30 nm untuk ekstra C=C
5 nm untuk bentuk ekso

7. 3/17/2011
7
Prediksi maks untuk senyawa berikut:
1. H3C-CH=CH(C2H5)-C(CH3)=C(CH3)-CH=O
2.
O
3. Untuk poliena terkonjugasi, gunakan aturan
Ficher-Kuhn:
maks = 114 + 5m + n(48-1,7n)-16,5 Rendo-10 Rekso
Contoh : Hitung maks senyawa likopen
PRINSIP DASAR
Transmisi
Absorbsi
Cahaya saat mengenai larutan bening
akan mengalami 2 hal yaitu :

8. 3/17/2011
8
Transmitansi
 Nilai dari Transmitansi berbanding terbalik dengan
absorbansi.
 Transmitansi larutan T merupakan bagian dari
cahaya yang diteruskan melalui larutan
Po P
Po
P
T 
100% 0%50%
T
0 ∞0.3
A
 Cahaya akan diserap jika energi
cahaya tersebut sesuai dengan
energi yang dibutuhkan untuk
mengalami perubahan dalam
molekul
 Absorbansi larutan bertambah
dengan pengurangan kekuatan
sinar
 Nilai Absorbansi berbanding
lurus dengan ketebalan dan
konsentrasi
 Nilai Absorbansi berbanding
terbalik dengan transmitan
Absorbansi
A= a b c
A = - log T atau
A = log(1/T)
Keterangan :
A = absorbansi
T = Transmitansi
a = absortivitas
b = ketebalan larutan
c = konsentrasi larutan
Hukum Lambert-Beer:

9. 3/17/2011
9
• Nilai Absorbansi berbanding terbalik dengan transmitan
• Energi maksimum yang diserap oleh larutan ditunjukan
pada panjang gelombang yang memiliki nilai absorbansi
tertinggi dan % transmitan terendah.
• Energi maksimum dinyatakan dengan
E= h f atau
E= h c/λ
dimana, E = energi cahaya
h = konstanta Planck (6,67492 x10-34 j sec)
f  frekuensi
C= panjang gelombang cahaya (3 x 108 )
λ = panjang gelombang
A
1.4
1.2
1.6
260 280 300 320
Panjang gelombang, nm
Asetaldehid dalam air
Asetaldehid dalam alkohol
Energi maksimum akan terserap
Grafik harga panjang gelombang
terhadap absorbansi

10. 3/17/2011
10
 Jika suatu cahaya monokromatis dengan kekuatan
Po dilewatkan kepada balok yang tegak lurus pada
permukaan dengan ketebalan b dan mengandung n
partikel pengabsorbsi, maka kekuatan cahaya
menurun menjadi P.
HUKUM
LAMBERT BEER
 Syarat Hukum Beer :
 Konsentrasi harus rendah
 Zat yang diukur harus stabil
 Cahaya yang dipakai harus
monokromatis
 Larutan yang diukur harus jernih
HUKUM
LAMBERT BEER

11. 3/17/2011
11
P = Po 10-abc
-log P/P = abc
-log T = abc
A = abc
Dimana;
T : transmisi
A : absorbansi
a: absorptivitas (tergantung satuan [ ] ); a(ppm) dan ε
(Molar)
b: tebal media/kuvet
c: konsentrasi larutan
HUKUM
LAMBERT BEER
INSTRUMENTASI
KONVENSIONAL MODERN
Tabung Nessler
Kolorimeter Dubosq
Spektrofotometer

12. 3/17/2011
12
 Syarat kolorimeter tabung Nessler larutan harus
berwarna .
Kolorimeter Tabung Nessler
1 ppm 2 ppm 3 ppm 4 ppm 5 ppm
Larutan standar
Larutan cuplikanBerapa ppm?
Tabung Nessler adalah
tabung gelas besar yang
dasarnya rata dengan
ukuran tinggi 175-200 mm
dan diameternya 25-32
mm.
Kolorimeter Tabung Nessler

13. 3/17/2011
13
Penentuan Kosentrasi
cuplikan :
 membandingkan warna
larutan analit dengan warna
larutan yang jenis dan
konsentrasinya telah
diketahui (standar).
 Kepekatan mata dalam
membedakan warna
merupakan faktor utama
penentu ketelitian
pengukuran pada metode ini.
Kolorimeter Tabung Nessler
Berapa ppm?
1 ppm 2 ppm 3 ppm 4ppm 5 ppm
Prinsip kerja sama
dengan kolorimeter
tabung Nessler.
Alat pembanding warna
dilengkapi dengan
teropong.
Cuplikan
Teropong
Pengatur
jarak
Standar
Kolorimeter
Dubosq

14. 3/17/2011
14
 Sinar yang diserap adalah bagian kecil dari
panjang gelombang pada daerah sinar tampak.
 Komponen dari fotometer filter adalah sumber
sinar, filter, sel tempat larutan, detektor dan
galvanometer.
 Sinar monokromatis ditangkap oleh detektor
dan diubah menjadi isyarat listrik yang dapat
dibaca pada meter
Fotokolorimeter
Spektrofotometer terdiri dari :
Sumber cahaya.
Monokromator.
Kompartemen sampel.
Detektor dan pengukur intensitas cahaya.
Skema konstruksi spektrofotometer :
Spektrofotometer

15. 3/17/2011
15
Syarat Pelarut dalam Spektrofotometri
Dapat melarutkan cuplikan
Tidak menyerap sinar yang digunakan
Tidak bereaksi dengan cuplikan
Spektrofotometer
Jenis-jenis spektrofotometer :
1. berdasarkan pada daerah spektrum yang akan
dieksporasi, terdiri dari :
a. Spektrofotometer sinar tampak (Vis).
b. Spektrofotometer sinar tampak (Vis) dan
ultraviolet (UV).
2. berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari :
a. Spektrofotometer optika sinar ganda (double
beams optic).
b. Spektrofotometer optika sinar tunggal (single
beams optic).
Spektrofotometer

16. 3/17/2011
16
Spektrofotometer
Spektrofotometer Sinar Tampak (Vis) dan
Ultraviolet (UV) :
 Sumber cahaya yang digunakan adalah kombinasi
antara lampu tungsten halogen dan lampu deuterium
(D2).
 Lampu deuterium (D2) dapat menghasilkan cahaya
dalam daerah 160-380 nm.
Spektrofotometer
Spektrofotometer
Spektrofotometer Sinar Tampak (Vis)
• Sumber cahaya yang digunakan adalah lampu
tungsten halogen.
• Lampu tungsten halogen menghasilkan cahaya
tampak dalam daerah panjang gelombang 350-800
nm.
• Lampu tersebut terbuat dari tabung kuarsa yang
berisi filamen tungsten dan sejumlah kecil iodine.
• Lampu ini mirip dengan lampu yang terdapat dalam
perumahan dan perkantoran.
Spektrofotometer

17. 3/17/2011
17
Spektrofotometer
Spektrofotometer Optika Sinar
Tunggal (Single Beams Optic).
Semua cahaya melewati seluruh sel
sampel.
Contoh alat spektrofotometer single
beam adalah spektronik 20.
Alat ini merupakan desain paling awal
tetapi masih banyak digunakan baik
dalam pengajaran maupun
laboratorium industri.
Spektrofotometer
Spektrofotometer
Spektrofotometer Optika Sinar Ganda
(Double Beams Optic).
Cahaya terbagi ke dalam dua arah/berkas.
Berkas cahaya pertama melewati sel pembanding,
dan cahaya yang lainnya melewati sel sampel.
Berkas cahaya kemudian bergabung kembali, masuk
ke detektor.
Detektor merespon cahaya netto dari kedua arah
Beberapa alat double beam memiliki dua detektor,
sampel dan sinar penghubung diukur pada waktu
yang sama.
Spektrofotometer

18. 3/17/2011
18
Diagram Spektrofotometer
Lampu
Lensa
Lensa obyektif
Pengatur panjang
gelombang
CuplikanDetektor
phototube
Filter
Celah sinar
Grating
Deuterium-UV
Tungsten-Vis
UV-kwarsa
Vis-gelas
APLIKASI UV-VIS SPEKTROFOTOMETRI
Syarat pengukuran dengan spektrofotometer VISIBLE:
-Sampel dalam larutan menyerap sinar tampak (350-770 nm)
-Larutan sampel harus bening dan berwarna
-Pelarut tidak menyerap sinar tampak
Syarat pengukuran dengan spektrofotometer UV:
-Sampel dalam larutan menyerap sinar UV (180-350 nm)
-Molekul senyawanya memiliki ikatan rangkap atau elektron
nonbonding (transisi n-*,  - *, n-δ*)
-Larutan bening dapat didak berwarna

19. 3/17/2011
19
A
C
Linear regression
A = ε b C
Aplikasi SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS
Keterangan :
A = absorbansi
ε = absortivitas
b = tebal larutan
C = konsentrasi
2. Analisis kuantitatif dengan metode kalibrasi
1. Analisis kuantitatif dengan metode perbandingan:
A(sampel)/A(standar) = C(sampel)/C(standar)
A masing-masing terukur, C standar diketahui, Csampel dapat ditentukan
Analisis kuantitatif
Penetapan Fe(II) sebagai kompleks dengan o-fenantrolin
(VIS)
Penetapan nitrat dalam makanan daging olahan
Penetapan kafein dalam berbagai kemasan minuman
kaleng
Titrasi Fotometri
Mendeteksi titik ekivalen titrasi, dimana analit, pereaksi,
atau hasil titrasi mengabsorbsi radiasi
APLIKASI SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS