32 1. Transisi
σ→σ Energi yang diperlukan untuk transisi ini besarnya sesuai dengan energi
sinar yang frekuensinya terletak di antara UV vakum kurang dari 180 nm, contoh: Metana, yang hanya mempunyai jenis ikatan -C-H, mempunyai pita
serapan elektron sigma pada panjang gelombang 125 nm.Jenis transisi ini σ→σ
terjadi pada daerah ultraviolet vakum sehingga kurang begitu bermanfaat untuk analisis dengan cara spektrofotometri UV-Vis.
2. Transisi n →σ
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 dibanding transisi σ→σ sehingga
sinar yang diserapun 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 kemungkinan terjadinya jenis transisi ini, maka molekul organik
harus mempunyai gugus fungsional yang tidak jenuh sehingga ikatan rangkap dalam gugus tersebut memberikan orbital phi yang diperlukan. Jenis transisi ini
merupakan transisi yang paling cocok untuk analisis sebab sesuai dengan panjang gelombang antara 200-700 nm, dan panjang gelombang ini secara teknis dapat
diaplikasikan pada spektrofotometer. Beberapa gugus kromofor dan panjang gelombang maksimum telah
dijabarkan oleh Supratman pada tahun 2010 Tabel 1.
33 Tabel 1. Ringkasan Data Transisi Elektronik Supratman, 2010
Contoh Transisi Elektronik
λ
max
nm ɛ
max
Etana σ→σ 135
Air n →σ 167
7000 Metanol n
→σ 183 500
1-Heksanatiol n →σ 224
126 n-Butil iodida
n →σ 257
486 Etilen
π→π 165 10000
Asetilen π→π 173
6000 Aseton
π→π ~150 n
→σ 188 1860
n →π 279
15 1,3-Butadiena
π→π 217 21000
1,3,5-Heksatriena π→π 258
35000 Akrolein
π→π 210 11500
π→π 315 14
Benzena Aromatik π→π ~180 60000
Aromatik π→π ~200 8000
Aromatik π→π 255 215
Stiren Aromatik π→π 244 12000
Aromatik π→π 282 450
Toluen Aromatik π→π 208 2460
Aromatik π→π 262 174
Asetofenon Aromatik π→π 240 13000
Aromatik π→π 278 1110
n →π 319
50 Fenol Aromatik
π→π 210 6200 Aromatik
π→π 270 1450
2.8. Spektrofotometri Infrared IR
Spektrofotometer infrared atau inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada
daerah panjang gelombang 0,75-1,000 m atau pada bilangan gelombang 13.000- 10 cm
-1
. Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang, maka daerah infrared
dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu: daerah inframerah dekat,
34 pertengahan, dan daerah inframerah jauh. Berdasarkan pembagian daerah
spektrum elektromagnetik tersebut di atas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer inframerah adalah pada daerah inframerah
pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5-50 m atau pada bilangan gelombang 4.000-200 cm
-1
Khopkar, 1990.
2.8.1. Gerak Molekul pada Infrared IR
Menurut Taufiq 2007, setiap senyawa pada keadaan tertentu mempunyai tiga macam gerak, yaitu gerak translasi perpindahan dari satu titik ke titik lain,
gerak rotasi berputar pada porosnya dan gerak vibrasi bergetar pada tempatnya. Selain gerak, setiap molekul juga memiliki harga energi tertentu. Bila
suatu senyawa menyerap energi dari sinar inframerah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai
dengan tingkatan energi yang diserap, maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi.
Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat mengalami berbagai vibrasi molekul. Secara umum terdapat dua tipe vibrasi molekul:
1. Streching vibrasi regangulur: vibrasi sepanjang ikatan sehingga terjadi perpanjangan atau pemendekan ikatan.
2. Bending vibrasi lenturtekuk: vibrasi yang disebabkan oleh sudut ikatan sehingga terjadi pembesaran atau pengecilan sudut ikatan.
Bending juga ada dua macam yaitu in plane bending tekuk pada bidang
dan out of plane bending tekuk tidak pada bidang. In plane bending dibagi menjadi dua yaitu scissoring gerakan gunting dan rocking seperti kursi
35 goyang. Out of plane bending juga dibagi menjadi dua yaitu wagging bergoyang
ke depan dan ke belakang dan twisting memutar Panji, 2011.
2.8.2. Daerah Identifikasi pada Infrared IR
Harborne 1987, menyebutkan bahwa daerah pada spektrum inframerah di atas 1200 cm
-1
menunjukkan pita spektrum atau puncak yang disebabkan oleh getaran vibrasi ikatan kimia atau gugus fungsi dalam molekul yang dianalisis,
sedangkan daerah di bawah 1200 cm
-1
menunjukkan pita yang disebabkan oleh getaran seluruh molekul, dan karena kerumitannya dikenal sebagai daerah sidik
jari. Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan,
khususnya goyangan rocking, yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000-400 cm
-1
, karena di daerah antara 4000-2000 cm
-1
merupakan daerah khusus berguna untuk identifikasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi
yang disebabkan oleh vibrasi regangan, sedangkan daerah antara 2000-400 cm
-1
seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absobrsi pada daerah tersebut. Pada daerah 2000-400 cm
-1
tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering
juga sebut sebagai daerah sidik jari fingerprint region. Meskipun pada daerah 2000-400 cm
-1
menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000-400 cm
-1
juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua
senyawa adalah sama Underwood dan Day, 2002. Beberapa gugus fungsi dan bilangan gelombang cm
-1
telah diungkapkan oleh Underwood dan Day 1986 Tabel 2.