Spektrofotometri Inframerah FT-IR Teknik Spektroskopi

2.4. Teknik Spektroskopi

Spektroskopi adalah studi mengenai interaksi cahaya dengan atom dan molekul. Radiasi cahaya atau elektromagnet dapat menyerupai gelombang. Beberapa sifat fisika cahaya paling baik diterangkan dengan ciri gelombangnya, sedangkan sifat lain diterangkan dengan sifat partikel. Creswell,1982. Pada zaman awal kimia organik, penetapan struktur senyawa baru sering merupakan tugas yang berat. Tetapi sejak tahun 1940-an, munculnya bermacam-macam jenis spektroskopi sangat membantu menyederhanakan masalah ini. Metode spektroskopi mempunyai banyak keuntungan. Biasanya hanya diperlukan sejumlah kecil untuk analisis. Dan kadang-kadang jumlah itupun dapat diperoleh kembali tidak musnah atau rusak. Pengerjaannya cepat, biasanya hanya diperlukan beberapa menit saja. Sering sekali diperoleh informasi struktur yang lebih banyak dari spektra dibandingkan dengan metode laboratorium biasa. Hart,Harold.1983. Informasi Spektroskopi Inframerah menunjukkan tipe-tipe dari adanya gugus fungsi dalam satu molekul, Resonansi Magnet Inti yang memberikan informasi tentang bilangan dari setiap tipe dari atom hidrogen. Ini juga memberikan informasi yang menyatakan tentang alam serta lingkungan dari setiap tipe dari atom hidrogen. Kombinasinya dan data yang ada kadang-kadang menentukan struktur yang lengkap dari molekul yang tidak diketahui. Pavia, 1979 .

2.4.1. Spektrofotometri Inframerah FT-IR

Spektrum infra merah suatu senyawa memberikan gambaran menegenai berbagai gugus fungsional dalam sebuah molekul organik, tetapi hanya memberikan petunjuk mengenai bagian hidrokarbon molekul. Sinar infra merah ialah bagian spektrum elektromagnetik yang berada diantara daerah tampak dan daerah mikro. Bagi ilmuwan organik sebagian besar kegunaannya terbats pada frekwensi antara 4000 dan 666 cm -1 . Daerah radiasi spektroskopi infra merah atau infra red spectroscopy IR berkisar pada bilangan gelombang 12800 – 10 cm -1 Umumnya daerah radiasi IR terbagi dalam daerah atau pada panang gelombang 0,78 – 1000 m. a. IR dekat 12800 – 4000 cm -1 ; 3,8 – 1,2 x 10 14 b. IR tengah 4000 – 200 cm Hz ; 0,78 – 2,5 m -1 ; 0,0121 – 6 x 10 14 c. IR jauh 200 – 10 cm Hz ; 2,5 – 50 m -1 ; 60 – 3 x 10 11 daerah yang paling banyak digunakan untuk berbagai keperluan praktis adalah daerah IR tengah. Hz ; 50 – 1000 m Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat energi getaran yang berlainan. Pancaran inframerah yang kerapatannya kurang dari 100 cm -1 panjang gelombang lebih daripada 100 µm diserap oleh sebuah molekul organik dan diubah menjadi putaran energi molekul. Penyerapan ini tercantum, namun spektrum getaran terlihat bukan sebagai garis – garis melainkan berupa pita – pita. Hal ini disebabkan perubahan energi getaran tunggal selalu disertai sejumlah perubahan energi putaran. Pita energi putaran yang penting terletak antara 4000 – 600 cm -1 Untuk menganalisa suatu senyawa yang belum diketahui, perhatian harus dipusatkan pada penentuan ada atau tidaknya beberapa gugus fungsional utama seperti C=O ; C-H ; C-O ; C=C dan NO . 2 Beberapa syarat – syarat yang harus dipenuhi dalam menafsirkan sebuah spektrum infra merah : . a. Spektrum haruslah cukup terpisah dan mempunyai kuat puncak yang memadai. b. Spektrum harus dibuata dari senyawa yang cukup rumit. c. Spektrofotometer harus dikalibrasi sebagai pita akan teramati pada kerapatan atau panjanggelombang yang semestinya. Kalibrasi yang benar dapat dilakukan dengan baku – baku yang dapat dipercaya, misalnya polistiren. d. Metode penanganan cuplikan. Silverstein, 1984 . Vibrasi molekul dapat dibagi dalam dua golongan yaitu vibrasi regang stretching dan vibrasi lentur bending vibrations. 1. Vibrasi Regang Terjadi perubahan jarak antara dua atom dalam suatu molekul secara terus- menerus. Vibrasi regang ada dua macam, yakni vibrasi regang simetris dan tak simetris. 2. Vibrasi Lentur Terjadi perubahan sudut antara dua ikatan kimia. Ada dua macam vibrasi lentur yaitu vibrasi lentur dalam bidang scissoring dan rocking dan vibrasi luar bidang waging dan twisting Noerdin, 1999 . Vibrasi spektrum Infra merah dari amina primer dan sekunder yang sangat khas dapat dihubungkan dengan adanya ikatan N-H. Keduanya dalam bentuk alkil dan aril amina primer dapat ditunjukkan dengan adanya dua buah vibrasi N-H yang merupakan sebuah ikatan stretching yang asimetrik ditunjukkan pada panjang gelombang 3490 cm -1 dan juga sebuah ikatan stretching simetrik pada panjang gelombang mendekati 3400 cm -1 . Serapan pada bagian ini dapat terjadi karena adanya ikatan hidrogen, akan tetapi pengaruh dari ikatan hidrogen ini pada N-H tidak sama dengan pengaruh ikatan hydrogen 0-H pada vibrasi molekulnya. Dimana ketika ikatan hidrogen intra molekul terjadi, maka akan membentuk sebuah kompleks yang menyebabkan serapan panjang gelombang pada 3300-3000 cm -1 . Silverstain, 1986 . Vibrasi regang N-H juga dipengaruhi oleh ikatan hidrogen, tetapi pengruhnya terhadap pergeseran frekuensi vibrasi lebih kecil. Pada amin tersier, tidak mungkin terjadi ikatan hidrogen. Pada amin primer puncak serapan berupa doblet yang disebabkan regang N-H tak simetris dan regang N-H simetris. Kedua doblet ini terpisah satu sama lain sebesar 100 cm -1 dan besarnya pemisahan ini tidak tergantung pada konsentrsi. Serapan vibrasi regang N-H dalam amin sekunder pada umumnya hanya memberikan satu puncak tunggal, kecuali bila tejadi ikatan hidrogen intra atau antar molekul. Salah satu puncak dari amin sekunder itu berasal dari N-H bebas dan N-H yang melakukan ikatan hidrogen. Puncak yang berasal dari N-H yang berikatan hidrogen akan hilang, bila konsentrasi larutan diperkecil. Jadi dalam larutan sangat encer, puncak serapannya singlet atau tunggal, dan frekwensi vibrasinya jauh lebih besar dari frekwensi dalam larutan pekat. Puncak doblet juga akan terjadi bila gugusan N-H atau O-H suatu molekul jumlahnya masing – masing dua. Vibrasi lentur N-H dari amin primer biasanya memberikan puncak serapan antara 1580 – 1650cm Noerdin,1999 -1 Amina sekunder memberikan satu vibrasi molekul N-H pada panjang gelombang 3450-3300 cm -1 . Sebuah frekuensi serapan yang tinggi biasanya menunjukkan sebuah aril dan alkil sekunder, ketika sebuah serapan terjadi pada panjang gelombang 3350-3300 cm -1 menunjukkan sebuah alkil amina sekunder, akan tetapi amina tersier tidak menunjukkan adanya vibrasi molekul N-H. Vibrasi C-N dari amina akan terjadi dengan vibrasi molekul sama dengan yang dimiliki oleh ikatan C-C dan C-0 biasanya mendekati panjang gelombang 1350-1200 cm -1 dan data ini tidak cocok dalam penentuan strukturnya. N-metil amina hadir dengan vibrasi molekul mendekati 2750 ±50 cm -1 .Ternau,J.R.1979. Hanya getaran yang menghasilkan perubahan momen dwikutub secara berirama saja yang teramati di dalam inframerah. Medan listrik yang berganti-ganti, yang dihasilkan oleh perubahan penyebaran muatan yang menyertai getaran menjodohkan getaran molekul dengan medan listrik pancaran elektromagnet yang berayun Silverstain, 1986 .

2.4.2. Spektrometri Resonansi Magnetik Inti Proton