Spektrofotometri Ultraviolet PENELAAHAN PUSTAKA

B. Spektrofotometri Ultraviolet

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi, spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi panjang gelombang Khopkar, 2008. Bila cahaya monokromatik maupun campuran jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan sebagian diserap medium itu, dan sisanya diteruskan Basset, dkk., 1994. Radiasi elektromagnetik pada sinar ultraviolet dan sinar tampak visibel dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Panjang gelombang merupakan jarak linier dari suatu titik pada satu gelombang ke titik yang bersebelahan pada gelombang yang berdekatan Watson, 2003. Sinar ultraviolet dan sinar tampak memberikan energi yang cukup untuk terjadinya transisi elektronik, maka spektra ultraviolet dan tampak dikatakan sebagai spektra elektronik. Prinsip kerja spektrofotometri Uv-Vis berdasarkan interaksi antara radiasi elektromagnetik dengan atom, ion, atau molekul. Serapan atom menyebabkan peralihan atau transisi elektronik, yaitu peningkatan energi elektron dari keadaan dasar ground state ke satu atau lebih tingkat energi yang lebih tinggi atau tereksitasi excited state. Transisi terjadi jika energi yang dihasilkan oleh radiasi sama dengan energi yang diperlukan untuk melakukan transisi Watson, 2003. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual, yang dengan studi lebih mendalam dari absorpsi energi radiasi oleh macam- macam zat kimia sehingga dilakukannya pengukuran ciri-ciri serta kuantitatifnya dengan ketelitian yang lebih besar Day dan Underwood, 1983. Dalam aspek kuantitatif spektrofotometer Uv-Vis, suatu radiasi dikenakan pada larutan sampel dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya. Radiasi yang diserap oleh sampel Gambar 3 ditentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang diteruskan dengan yang diserap. Serapan terjadi jika radiasifoton yang mengenai sampel memiliki energi yang sama dengan energi yang diperlukan untuk perubahan tenaga. Kekuatan radiasi dapat mengalami penurunan dengan adanya penghamburan dan pemantulan cahaya Sudjaji dan Rohman, 2007. Gambar 3. Penyerapan sinar UV oleh larutan Watson, 2003 Perhitungan besarnya serapan cahaya oleh suatu molekul dalam larutan mengikuti Hukum Lambert-Beer dengan rumus: Log I I t = A = ε b c 1 I adalah intensitas sinar awal; I t adalah intensitas sinar setelah melalui larutan dengan ketebalan b; A adalah absorbansi terukur besarnyasejumlah cahaya Sampel I I t yang diserap oleh sampel; ε adalah konstanta serapan tiap 1M analit dalam larutan; b adalah ketebalan kuvet biasanya 1cm; dan c adalah konsentrasi analit Watson, 2003. Hubungan antara nilai A cm den gan absorptivitas molar ε adalah: ε = A cm x BM 2 Keterangan: Ε = absorptivitas molar = absorptivitas molekul dalam satuan konsentrasi g100 mL BM = bobot molekul Sudjaji dan Rohman, 2007. Hukum Lambert-Beer menyatakan bahwa instensitas yang diteruskan oleh larutan zat penyerap sebanding dengan tebal dan konsentrasi larutan. Dalam hukum ini terdapat pembatasan yaitu: sinar yang digunakan dianggap monokromatis; tidak terjadi fluoresensi atau fosforesensi; indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan; penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang luas sama; dan senyawa yang menyerap tidak tergantung kepada senyawa lain dalam larutan Sudjaji dan Rohman, 2007. Instrumen yang digunakan untuk mempelajari serapan atau emisi radiasi elektromagnetik sebagai fungsi panjang gelombang disebut spektrofotometer. Komponen-komponen pokok dari spektrofotometer Gambar 4 meliputi: 1 sumber tenaga radiasi stabil, 2 sistem yang terdiri atas lensa-lensa, cermin, dan celah, 3 monokromator untuk mengubah radiasi menjadi komponen-komponen panjang gelombang tunggal, 4 tempat cuplikan transparan, dan 5 detektor radiasi yang dihubungkan dengan pencatat Sastrohamidjojo, 2001. Gambar 4. Gambar skematis spektrofotometer UV-Vis Watson, 2003 Sumber energi pada spektrofotometer harus dapat memberikan intenitas radiasi elektromagnetik secara stabil pada daerah spektrum elektromagnetik. Sumber energi dibagi menjadi dua yaitu sumber energi continuum dan sumber energi line. Sumber energi continuum merupakan sumber energi yang memancarkan lebih dari satu panjang gelombang dengan intensitas bervariasi dari masing-masing panjang gelombang. Sumber energi line merupakan sumber energi yang memancarkan satu panjang gelombang yang selektif. Pada spektrofotometer Uv-Vis menggunakan sumber energi continuum, sehingga membutuhkan monokromator sebagai selektor filter untuk membatasi jumlah panjang gelombang radiasi elektromagnetik yang akan masuk Harvey, 2000. Panjang gelombang radiasi yang masuk melalui monokromator akan melewati sampel. Pada saat panjang gelombang radiasi melewati sampel, akan terjadi pengurangan sejumlah radiasi, sehingga panjang gelombang radiasi yang keluar ditangkap oleh detektor akan lebih kecil dari panjang gelombang radiasi Slit Slit Monokromator Detektor Sampel dalam kuvet kuarsa Lampu deuterium dan Quartz halogen yang masuk. Banyaknya jumlah radiasi yang berkurang berbanding lurus dengan konsentrasi analit dalam sampel Harvey, 2000.

C. Kemometrika