Analisis Instrumen ^,^

1. Spektroskopi Infra Merah
Created by : Group 1
Members :
Aditya Bayu Dwiaji (01)
Aprialita Wulandari (06)
Diniyah Habibati (12)
Fadhli Rachman (17)
Fauz Asyrafi (21)
Luthfi Alfiyah (27)
Nur Riani (32)
Nurlatifah (33)
Pitri Kurnia Dewi (35)
Risti Kurnia Fajrin (40)
Shabrina Ananta Arief (45)
Shinta Pramaswati (47)

2. What Will We Discuss. . ?
Mekanisme Kerja
Spektroskopi Infra Merah

3. Pengertian
 Spektrofotometri Infra Red (Infra
Merah) merupakan salah satu tenik
analisis yang handal untuk identifikasi
senyawa-senyawa organik maupun
anorganik berdasarkan absorbsi gugus
fungsional terhadap sinar Infra Red.
 Pembacaan dilakukan pada panjang
gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada
Bilangan Gelombang13.000 – 10 cm-1.
 Radiasi elektromagnetik dikemukakan
pertama kali oleh James Clark
Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya
secara fisis merupakan gelombang
elektromagnetik, artinya mempunyai
vektor listrik dan vektor magnetik yang
keduanya saling tegak lurus dengan arah
rambatan.
 Satuan yang sering digunakan dalam
spektrofotometri infra merah adalah
Bilangan Gelombang atau disebut juga
sebagai Kaiser.

4. Karakteristik Sinar Infra Merah
• Tidak dapat dilihat oleh manusia
• Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus
pandang
• Dapat ditimbulkan oleh komponen yang
menghasilkan panas
• Panjang gelombang pada inframerah memiliki
hubungan yang berlawanan atau berbanding
terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami
kenaikan, maka panjang gelombang mengalami
penurunan.

5. • Sinar infra merah dibagi atas tiga
daerah, yaitu:
a. Daerah Infra Merah Dekat.
b. Daerah Infra Merah Pertengahan.
c. Daerah Infra Merah Jauh.

6. Daerah Infra Merah Dekat
Merupakan suatu teknik spektroskopi yang
menggunakan wilayah panjang gelombang
inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar
0,75 - 2,5 µm).
Dikatakan “Infra Merah Dekat” (IMD) karena
wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang
merah yang tampak.
Aplikasi IMD :
a. Analisis Air dalam Gliserol
b. Diagnostik medis (pengukuran kadar oksigen
darah)
c. Ilmu pangan dan agrokimia (terutama yang
terkait dengan pengujian kualitas)

7. Daerah Infra Merah Pertengahan
Merupakan suatu teknik spektroskopi yang
menggunakan wilayah panjang gelombang
inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar
2,5 - 50 µm) atau pada bilangan gelombang
4.000-200 cm-1.
Merupakan daerah spektrum radiasi IR yang paling
sering digunakan.

8. Daerah Infra Merah Jauh
Merupakan suatu teknik spektroskopi yang
menggunakan wilayah panjang gelombang
inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar
50 - 1.000 µm).
Berguna untuk molekul yang mengandung atom
berat.
Aplikasi spektroskopi infra merah jauh :
a. Analisis bahan anorganik atau organometalik

9. Tabel Daerah Panjang
Gelombang
Panjang Bilangan
Jenis Interaksi
gelombang gelombang
Sinar Gamma < 10 nm Emisi Inti
Sinar-X 0,01 - 100 A Ionisasi Atomik
Transisi
Ultra Ungu (UV) jauh 10-200 nm
Elektronik
Transisi
Ultra ungu (UV) dekat 200-400 nm
Elektronik
sinar tampak (spektrum Transisi 25.000 - 13.000
400-750 nm
optik) Elektronik cm-1
Inframerah dekat 0,75 - 2,5 µm Interaksi Ikatan 13.000 - 4.000 cm-1
Inframerah pertengahan 2,5 - 50 µm Interaksi Ikatan 4.000 - 200 cm-1
Inframerah jauh 50 - 1.000 µm Interaksi Ikatan 200 - 10 cm-1
Gelombang mikro 0,1 - 100 cm serapan inti 10 - 0,01 cm-1
Gelombang radio 1 - 1.000 meter Serapan Inti

10. MEKANISME KERJA
Daerah
Identifikasi
Interaksi
Sinar Infra
Merah
dengan
Prinsip Molekul
Kerja

11. Prinsip Kerja

12. Daerah Identifikasi
 Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi
tekuk, khususnya vibrasi rocking (goyangan) yang berada
di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm-1.
 Dalam daerah 2000 – 400 cm-1 tiap senyawa organik
mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut
sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint
region).
 Daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah
yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus
fungsional yang disebabkan oleh vibrasi regangan.

13. Tabel Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi
Gugus Jenis Senyawa Daerah Serapan (cm-1)
C-H alkana 2850-2960, 1350-1470
C-H alkena 3020-3080, 675-870
C-H aromatik 3000-3100, 675-870
C-H alkuna 3300
C=C alkena 1640-1680
C=C aromatik (cincin) 1500-1600
C-O alkohol, eter, asam karboksilat, ester 1080-1300
C=O aldehida, keton, asam karboksilat, ester 1690-1760
O-H alkohol, fenol(monomer) 3610-3640
O-H alkohol, fenol (ikatan H) 2000-3600 (lebar)
O-H asam karboksilat 3000-3600 (lebar)
N-H amina 3310-3500
C-N amina 1180-1360
-NO2 nitro 1515-1560, 1345-1385

14. Interaksi Sinar Infra Merah
dengan Molekul
 Dasar Spektroskopi Infra
Merah dikemukakan oleh
Hooke dan didasarkan atas
senyawa yang terdiri atas
dua atom atau diatom yang
digambarkan dengan dua
buah bola yang saling
terikat oleh pegas seperti
tampak pada gambar
disamping ini. Jika pegas
direntangkan atau ditekan
pada jarak keseimbangan
tersebut maka energi
potensial dari sistim
tersebut akan naik.

15. Pergerakan Molekul
• Setiap molekul memiliki 3
derajat kebebasan, yaitu :
a. Gerak Translasi
b. Gerak Rotasi
c. Gerak Vibrasi

16. Menghitung Vibrasi Molekul
 Jumlah jenis vibrasi normal,
diperlukan 3 koordinat untuk
menentukan satu posisi dalam
ruang. Untuk N titik (atau N atom)
dihasilkan 3N derajat kebebasan.
 Dalam menghitung vibrasi molekul
dibagi atas 2 bagian, yaitu :
• Vibrasi untuk Molekul linier
• Vibrasi untuk Molekul tak linier

17. Vibrasi Molekul Linier
Dalam menghitung jumlah vibrasi molekul linier, diperlukan :
1. 3 derajat kebebasan untuk translasi
2. 2 derajat kebebasan untuk rotasi (rotasi pada sumbu ikatan tak
mungkin)
Jadi tersisa (3N – 5) kemungkinan jenis vibrasi.
Contoh :
Tentukan vibrasi untuk molekul CO2 !
Jawab :
3N - 5 3(3) - 5 4

18. Vibrasi Molekul Tak Linier
Dalam menghitung jumlah vibrasi molekul tak
linier, diperlukan :
1. Perlu 3 derajat kebebasan untuk translasi
2. Perlu 3 derajat kebebasan untuk rotasi
Jadi tersisa (3N – 6) kemungkinan jenis vibrasi.

19. Vibrasi Molekul
 Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan
besar, yaitu :
1. Vibrasi Regangan/Ulur (Streching)
2. Vibrasi Tekukan (Bending)
 Energi Vibrasi tekukan > Energi Vibrasi regangan
 Hanya vibrasi yang menghasilkan perubahan momen
dipol yangakan teramati di dalam IR
 Hampir semua senyawa kimia dapat mengabsorbsi
radiasi IR, kecuali molekul-molekul berinti sama.
 Contoh : O2, N2, Cl2, H2, dll.

20. Vibrasi Regangan (Streching)
 Gerakan berirama disepanjang ikatan
sehingga jarak antar atom memanjang
dan memendek.
 Mengakibatkan perubahan panjang ikatan
suatu ikatan tetapi Sudut ikatan tidak
berubah.
 Vibrasi regangan dibagi menjadi 2
macam, yaitu :
1. Regangan Simetri
2. Regangan Asimetri

21. Re g a n g a n
S i me t r i
Unit struktur bergerak bersamaan dan searah
dalam satu bidang datar

22. Re g a n g a n
A s i me t r i
Unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah
tetapi masih dalam satu bidang datar.

23. Vibrasi Tekukan (Bending)
• Vibrasi yang mengakibatkan
perubahan sudut ikatan antara dua
ikatan.
• Vibrasi tekukan dibagi menjadi 4
macam, yaitu :
1. Vibrasi Goyangan (Rocking)
2. Vibrasi Guntingan (Scissoring)
3. Vibrasi Kibasan (Wagging)
4. Vibrasi Pelintiran (Twisting)

24. Vi br a s i
Go y a n g a n
(R o c k i n g )
Unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih
dalam bidang datar.

25. Vi br a s i
Gu n t i n g a n
(S c i s s o r i n g )
Unit struktur bergerak mengayun simetri dan
masih dalam bidang datar.

26. Vi br a s i
Ki b a s a n
(Wa g g i n g )
Unit struktur bergerak mengibas keluar dari
bidang datar.

27. Vi br a s i
Pe l i nt i r a n
(T w i s t i n g )
Unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang
menghubungkan dengan molekul induk dan berada di
dalam bidang datar.

28. Penurunan Rumus
• Rumus yang digunakan untuk menghitung
besarnya energi yang diserap oleh
ikatan pada gugus fungsi adalah:
E h.f Keterangan
h.C E = energi yang diserap (Joule)
E h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 Joule.det
f = frekuensi (Hz)
C = kecepatan cahaya = 2,998 x 108 m/det
h.C λ = panjang gelombang
E ν = bilangan gelombang

29. Efek Isotop
• Isotop yang berbeda memberikan bilangan gelombang
yang berbeda pada spektroskopi inframerah. Seperti
contoh frekuensi regangan O-O memberikan nilai 832 dan
788 cm -1 untuk ν(16O-16O) dan ν(18O-18O) melalui hubungan O-
O sebagai sebuah spring, bilangan gelombang,ν dapat
dihitung: 1 k
Dengan :
2
m AmB
1 mA mB
Massa reduksi1 untuk 16O-16O dan 18O-18O dapat diperkirakan
antara 8 dan 9. Sehingga
8
9
16
9
18
8

30. Spektrum Infra Merah
>> 0 >> 1 >> 2 >> 3 >> 4 >>

31. >> 0 >> 1 >> 2 >> 3 >> 4 >>

32. Aplikasi Spektroskopi Infra Merah
Spektroskopi Infra Merah biasa
digunakan untuk :
a. Identfikasi gugus fungsional
b. Dengan mempertimbangkan
adanya informasi lain seperti titik
lebur, titik didih, berat molekul dan
refractive index maka dapat
menentukan stuktur dan dapat
mengidentifikasi senyawa
c. Dengan menggunakan
komputer, dapat mengidentifikasi

33. Metode ini banyak digunakan karena
:
a. Cepat dan relatif murah.
b. Untuk mengidentifikasi gugus
fungsional dalam molekul.
c. Spektrum inframerah yang
dihasilkan oleh suatu senyawa
adalah khas dan oleh karena itu
dapat menyajikan sebuah
fingerprint (sidik jari) untuk
senyawa tersebut.