2.4 Teknik Spektroskopi
Spektroskopi molekuler adalah ilmu yang mempelajari interaksi antara gelombang elektromagnetik dan benda. Gelombang elektromagnetik atau sering pula disebut
radiasi elektromagnetik REM adalah sejenis energi yang disebarkan oleh suatu sumber cahaya dan bergerak lurus kedepan kecuali jika dibiaskan atau
dipantulkan dengan kecepatan yang sangat tinggi. Gelombang elektromagnetik dapat berupa cahaya tampak, panas radiasi, sinar X, sinar UV, gelombang mikro
dan gelombang radio. Molekul dapat memiliki berbagai jenis energi, antara lain sebagai berikut.
1. Energi rotasi energi putaran. Energi ini disebabkan oleh perputaran molekul pada pusat gaya berat molekul tersebut.
2. Energi vibrasi energi getaran. Energi ini disebabkan oleh perpindahan periodik atom-atom molekul tersebut dari posisi keseimbangan.
3. Energi elektronik. Energi ini disebabkan elektron-elektron yang berhubungan dengan masing-masing atom atau ikatan selalu dalam keadaan bergerak.
4. Energi Translasi. Energi translansi adalah energi kinetik atom atau molekul yang dimiliki untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lain
E
translansi
E
rotasi
E
vibrasi
E
elektronik
Harmita.2009
2.4.1 Spektroskopi Ultraviolet UV-Vis
Senyawa polifenol memiliki dua karakteristik pita penyerapan Ultraviolet dengan maksimal jarak 240 sampai 285 nm dan 300 sampai 550 nm. Berbagai macam
golongan flavonoid dapat dikenali dari spektrum UV mereka masing-masing, karakteristik spektra UV dari masing-masing flavonoid yang mengandung jumlah
Universitas Sumatera Utara
dari golongan hidroksil aglikon, pola substituen glikosida, dan golongan asil aromatik bahan alam.
Saat ini penggunaan Spektroskopi UV-Visible paling sering digunakan dalam aplikasi untuk analisa kuantitatif, dan nilai dari metode ini dapat
mengurangi perbandingan informasi yang banyak dari teknik spektroskopi yang lainnya seperti NMR dan MS Andersen, 2006.
Spektrum flavonoid biasanya ditentukan dalam larutan dengan pelarut metanol MeOH, AR atau yang setara atau etanol EtOH, meski perlu diingat
bahwa spektrum yang dihasilkan dalam etanol kurang memuaskan sehingga pada umumnya pelarut metanol yang digunakan untuk menentukan serapan pita yang
dihasilkan. Perubahan penyulihan pada cincin A cenderung tercerminkan pada serapan pita II, sedangkan perubahan penyulihan pada cincin B dan C cenderung
lebih jelas tercermin pada serapan pita I Markham, 1988. Ciri spektrum khas jenis flavonoid utama dengan pola oksigenasi yang
setara disajikan pada tabel dibawah : Tabel 2.2 Rentangan Serapan Spektrum UV-Visible golongan Flavonoida
No Pita II nm
Pita I nm Jenis Flavonoida
1 250-280
310-350 Flavon
2 250-280
330-360 Flavonol 3-OH tersubstitusi
3 250-280
350-385 Flavonol 3-OH bebas
4 245-274
310-330 bahu Isoflavon
5 275-295
300-330 bahu Flavanon dan dihidroflavonol
6 230-270
kekuatan rendah 340-390
Khalkon
7 230-270
kekuatan rendah 380-430
Auron 8
270-280 465-560
Antosianidin dan antosianin
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Spektroskopi Inframerah FT-IR
Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat energi getaran vibrasi yang berlainan. Inti-inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen
mengalami getaran vibrasi atau osilasi oscillation dengan cara serupa dengan dua bola yang terikat oleh suatu pegas.
Bila molekul menyerap radiasi inframerah, energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo getaran atom-atom yang terikat itu. Jadi
molekul ini berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi , energi yang diserap ini akan dibuang dalam bentuk panas bila molekul itu kembali ke keadaan dasar. Panjang
gelombang eksak dari absorpsi oleh suatu tipe ikatan, bergantung pada macam getaran dari ikatan tersebut. Oleh karena itu, tipe ikatan yang berlainan C-H,
C-C, C=O, C=C, O-H, dan sebagainya menyerap radiasi inframerah pada panjang gelombang yang berlainan. Dengan demikian spektrometri inframerah dapat
digunakan untuk mengidentifikasi adanya gugus fungsi dalam suatu molekul. Banyaknya energi yang diserap juga beraneka ragam dari ikatan ke ikatan. Ini
disebabkan sebagian oleh perubahan dalam momen dipol µ≠0 pada saat energi diserap.
Ikatan nonpolar seperti C-H atau C-C menyebabkan absorpsi lemah, sedangkan ikatan polar seperti misalnya O-H, N-H, dan C=O menunjukkan absorpsi yang
lebih kuat. 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. Oleh karena itu suatu ikatan tertentu dapat menyerap energi lebih dari satu
panjang gelombang. Contohnya, ikatan O-H menyerap energi pada frekuensi 3330 cm
-1
, energi pada panjang gelombang ini menyebabkan kenaikan vibrasi regang
Universitas Sumatera Utara
ikatan O-H itu. Suatu ikatan O-H itu juga menyerap pada kira-kira 1250 cm
-1
, energi pada panjang gelombang ini menyebabkan kenaikan vibrasi lentur. Tipe
vibrasi yang berlain-lainan ini disebut cara vibrasi fundamental Supratman, 2010.
2.4.3 Spektroskopi Resonansi Magnetik Inti Proton
1
H-NMR
Setelah spektroskopi inframerah, spektroskopi resonansi magnetik inti NMR adalah yang metode yang paling penting digunakan dalam kimia organik. Dalam
spektroskopi inframerah mengandung infromasi mengenai adanya gugus fungsi pada molekul, sedangkan spektroskopi NMR memberikan informasi mengenai
jumlah dari masing-masing hidrogen. Kemampuan terhebat resonansi inti magnetik timbul karena tidak semua
proton dalam molekul memiliki resonansi yang identik pada frekuensi yang sama. Hal ini sesuai dengan fakta bahwa berbagai macam proton dalam molekul
dikelilingi oleh elektron dan memiliki sedikit perbedaan dalam lingkungan elektronik dari satu dan yang lainnya. Proton akan terlindungi oleh elektron yang
mengelilingi mereka. Dalam daerah magnetik, peredaran elektron valensi dari daerah penghasil proton yang bertentangan dengan daerah magnetik yang berlaku.
Pergeseran kimia dalam unit δ ditunjukkan dalam jumlah resonansi proton yang
bergeser dari TMS dalam bagian per juta ppm dari frekuensi dasar spektroskopi δ=
pergeseran dalam frekuensi spektrometer dalam
Unsur dasar dari spektrometer nmr adalah ilustrasi skematis. Sampel dilarutkan dalam pelarut yang tidak memiliki proton biasanya CCl
4
dan dalam jumlah yang kecil dari TMS yang ditambahkan sebagai pusat referensi internal.
Semua proton dalam molekul yang identik dalam lingkungan kimia akan memiliki pergerseran kimia yang sama. Dengan demikian, semua proton dari
TMS atau semua proton dalam benzena, siklopentana, atau aseton memiliki nilai resonansi yang berdekatan pada nilai
δ. asing-masing komponen akan memiliki penyerapan yang tunggal dalam spektrum nmr. Proton ini dikatakan sama secara
Universitas Sumatera Utara
kimia. Pada kenyataannya, spektrum tidak dapat hanya dibedakan dari berapa banyak tipe proton yang berbeda pada molekul tersebut, tetapi dapat
memperlihatkan berapa banyak jenis perbedaan yang ada dalam molekul tersebut. Dalam spektrum nmr, daerah dibawah masing-masing peak adalah proporsional
dengan jumlah dari hidrogen yang ada pada peak tersebut Pavia, 2009. Tidak semua inti
1
H membalikkan spinnya tepat sama dengan frekuensi radio karena inti-inti tersebut mungkin berbeda dalam lingkungan kimianya atau
bahkan lingkungan elektroniknya. Kondisi ini menyebabkan adanya pergeseran kimia. Kebanyakan senyawa organik memiliki puncak bawah medan dimedan
rendah dari T Ssenyawa standar dan diberi δ positif. Nilai δ= 1,00 berarti bahwa puncak muncul 1 ppm dibawah medan dari puncak TMS. Cara umum
untuk menetapkan puncak ialah dengan membandingkan pergeseran kimia dengan proton yang serupa dalam senyawa standar yang diketahui. Sebagai contoh,
Benzena memiliki enam hidrogen ekuivalen dan menunjukkan satu puncak pada spektrum NMR
1
H- nya pada δ = 7,24. Senyawa aromatik lain juga menunjukkan
puncak didaerah ini. Hal ini menunjukkan bahwa kebanyakan hidrogen cincin aromatik akan memiliki pergeseran kimia pada sekitar δ = 7. Demikian pula
kebanyakan hidrogen CH
3
-Ar muncul pada δ = 2,2-2,5. Pergeseran kimia dari inti
1
H pada berbagai lingkungan kimia telah ditetapkan dengan mengukur spektrum NMR
1
H dari sejumlah besar senyawa dengan relatif sederhana yang diketahui Achmadi,2003.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kategori