9
2.2 Spektrofotometri Ultraviolet-Visibel 2.2.1 Pengertian Spektrofotometri Ultraviolet-Visibel
Spekrofotometri UV-visibel merupakan metode spektrofotometri yang didasarkan pada adanya serapan sinar pada daerah ultraviolet UV dan sinar
tampak Visibel dari suatu senyawa. Senyawa dapat dianalisis dengan metode ini jika memiliki kemampuan menyerap pada daerah UV atau daerah tampak.
Senyawa yang dapat menyerap intensitas pada daerah UV disebut dengan kromofor, sedangkan untuk melakukan analisis senyawa dalam daerah sinar
tampak, senyawa harus memiliki warna Fatimah, 2003.
2.2.2 Proses Penyerapan Radiasi pada Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel
Radiasi ultravioet dan sinar tampak diabsorpsi oleh molekul organik aromatik, molekul yang mengandung elektron π terkonyugasi dan atom yang
mengandung elektron-n, menyebabkan transisi elektron di orbit terluarnya dari tingkat enersi elektron dasar ke tingkat enersi elektron tereksitasi lebih tinggi
Satiadarma, dkk., 2004. Jika suatu molekul sederhana dikenakan radiasi elektromagnetik maka
molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik yang energinya sesuai. Interaksi antara molekul dengan radiasi elektromagnetik ini akan meningkatkan
energi potensial elektron pada tingkat keadaan tereksitasi Rohman, 2007. Sinar ultraviolet dan sinar tampak visibel memberikan energi yang cukup
untuk terjadinya transisi elektron Rohman, 2007. Elektron yang energinya tertinggi dalam molekul, berada dalam tingkat energi elektron dasar, terdapat
dalam orbital δ, π, atau n, masing-masing mempunyai keadaan tereksitasi sesuai dengan energi elektron terendah. Transisi elektron yang terkait dengan absorbsi
radiasi ultraviolet dan sinar tampak adalah δ →δ, n→δ, n→π, dan
π→π
Universitas Sumatera Utara
10 Satiadarma, dkk., 2004.
Penyerapan radiasi ultraviolet dan sinar tampak dibatasi oleh sejumLah gugus fungsional yang disebut dengan kromofor yang mengandung elektron
valensi dengan tingkat energi eksitasi yang relatif rendah. Elektron yang terlibat pada penyerapan radiasi ultraviolet dan visibel ini ada tiga, yaitu elektron sigma,
elektron phi, dan elektron bukan ikatan non bonding electron Rohman, 2007. Menurut Rohman 2007, transisi-transisi elektronik yang terjadi di antara
tingkat-tingk at energi di dalam suatu molekul ada empat yaitu transisi δ
→δ, transisi n
→δ, transisi n→π, dan transisi π→π. Berikut akan diuraikan keempat jenis transisi :
1. Transisi δ→δ
Energi yang diperlukan untuk transisi ini besarnya sesuai dengan energi sinar yang frekuensinya terletak di antara ultraviolet vakum kurang dari 180 nm.
Jenis transisi ini terjadi pada daerah ultraviolet vakum sehingga kurang begitu bermanfaat untuk analisis dengan cara spektrofotometri ultraviolet-visibel.
2. Transisi n
→δ Jenis transisi ini terjadi pada senyawa organik jenuh yang mengandung
atom-atom yang memiliki elektron bukan ikatan elektron n. Energi yang diperlukan untuk transisi jenis ini lebih kecil dibandingkan transisi δ
→δ sehingga sinar yang diserap pun mempunyai panjang gelombang lebih panjang,
yakni sekitar 150-250 nm. Kebanyakan transisi ini terjadi pada panjang gelombang kurang dari 200 nm.
3. Transisi n
→π dan transisi π→π Untuk memungkinkan terjadinya transisi ini, maka molekul organik harus
mempunyai gugus fungsional yang tidak jenuh sehingga ikatan rangkap dalam
Universitas Sumatera Utara
11 gugus tersebut memberikan orbital phi yang diperlukan. Jenis transisi ini
merupakan transisi yang paling cocok untuk analisis sebab dengan panjang gelombang 200-700 nm, dan panjang gelombang ini secara teknis dapat
diaplikasikan pada spektrofotometer ultraviolet-visibel. Perbedaan antara transisi n
→π dan transisi π→π dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Perbedaan antara transisi n
→π dan transisi π→π
Transisi n →π
Transisi π→π
Absorptivitas molar ε antara
10-100 Lcm
-1
mol
-1
Absorptivitas molar ε antara 1000-10000 Lcm
-1
mol
-1
Biasanya pelarut yang polar menyebabkan pergeseran biru atau
hypsocromic shift pergeseran pita serapan ke arah panjang gelombang
yang lebih pendek Biasanya pelarut yang polar
menyebabkan pergeseran merah atau bathocromic shift pergeseran
pita serapan ke arah panjang gelombang yang lebih panjang
2.2.3 Kegunaan Spektrofotometri Ultraviolet-Visibel
Data spektrum ultraviolet-visibel secara tersendiri tidak dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif obat karena rentang daerah radiasi yang relatif sempit
hanya dapat menghasilkan sedikit sekali puncak absorbsi maksimum dan minimum. Akan tetapi jika digabung dengan cara lain seperti spektrofotometri
inframerah, resonansi magnet inti, dan spektrometri massa, maka dapat digunakan untuk maksud identifikasi kualitatif suatu senyawa tersebut. Penggunaannya
terbatas pada konfirmasi identitas dengan menggunakan parameter panjang gelombang maksimum, nilai absorptivitas, nilai absorptivitas molar, dan nilai
koefisien ekstingsi yang khas untuk senyawa yang dilarutkan dalam suatu pelarut
Universitas Sumatera Utara
12 tertentu Satiadarma, dkk., 2004; Rohman, 2007.
Hukum Lambert-Beer menjadi dasar aspek kuantitatif spektrofotometri ultraviolet-visibel. Menurut Hukum Lambert-Beer, serapan berbanding lurus
terhadap konsentrasi dan ketebalan sel, yang dapat ditulis dengan persamaan : A = a.b.c gliter atau A = ε. b. c molliter atau A = A
1 1
.b.c g100 mL Dimana: A = serapan
a = absorptivitas
b = ketebalan sel c
= konsentrasi ε = absorptivitas molar
A
1 1
= absorptivitas spesifik
2.2.4 Komponen Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel
Instrumen yang digunakan untuk mempelajari serapan atau emisi elektromagnetik sebagai fungsi dari panjang gelombang disebut spektrometer atau
spektrofotometer Sastrohamidjojo, 1985. Terdapat beberapa tipe spektrofotometer UV-Vis, dengan komponen yang
sama yang terdapat pada laboratorium yang merupakan spektrofotometer double beam, yang terdiri dari sumber cahaya, dua sel dimana cahaya akan melaluinya,
dan detektor untuk mengukur jumLah cahaya yang melewati sel. Spektrofotometer saat ini biasanya telah dikontrol oleh komputer dan memberikan
fleksibilitas yang lebih besar bagi penggunanya, misalnya dalam menunjukkan spektrum dari suatu campuran atau dalam menampilkan grafik kalibrasi untuk
menentukan konsentrasi senyawa yang tidak diketahui Anderson, et al., 2004. Menurut Satiadarma, dkk., 2004 dan Rohman 2007, komponen
spektrofotometer Ultraviolet-Visibel adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
13 1.
Sumber-sumber lampu: lampu deuterium digunakan untuk daerah ultraviolet pada panjang gelombang dari 190-350 nm, sementara lampu halogen kuarsa
atau lampu tungsten digunakan untuk daerah visibel pada panjang gelombang antara 350- 900 nm.
2. Monokromotor: digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang
monokromatis. 3.
Optik-optik: dapat didesain untuk memecah sumber sinar melewati 2 kompartemen.
4. Detektor: digunakan sebagai alat yang menerima sinyal dalam bentuk radiasi
elektromagnetik, mengubah, dan meneruskannya dalam bentuk sinyal listrik ke rangkaian sistem penguat elektronika. Respon tiap jenis detektor terhadap
bagian dari spektrum radiasi tidak sama, sehingga setiap spektrofotometer menggunakan detektor yang paling cocok untuk daerah pengukurannya.
2.3 Spektrofotometri Derivatif 2.3.1 Pengertian Spektrofotometri Derivatif
