8
2.2 Spektrofotometri Ultraviolet-Visibel UV-Vis 2.2.1 Pengertian spektrofotometri ultraviolet-visibel
Spekrofotometri ultraviolet-visibel merupakan salah satu teknik analisis spektrofotometri yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik sinar
ultraviolet dan sinar tampak visibel dengan memakai instrumen
spektrofotometer Gandjar dan Rohman, 2012. Spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan,
direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang Khopkar, 1985. Sinar ultraviolet memiliki panjang gelombang antara 200-400 nm,
sedangkan sinar tampak memiliki panjang gelombang antara 400-800 nm Moffat, dkk., 2011.
2.2.2 Instrumensasi spektrofotometer ultraviolet-visibel
Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi Khopkar, 1985. Biasanya spektrofotometer telah
mempunyai software untuk mengolah data yang dapat dioperasikan melalui komputer yang telah terhubung dengan spektrofotometer Moffat, dkk., 2011.
Diagram spektrofotometer ultraviolet-visibel dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Diagram Spektrofotometer Ultraviolet-Visibel Gandjar dan Rohman, 2012
Universitas Sumatera Utara
9 Menurut Rohman 2007 dan Satiadarma, dkk. 2004, komponen
spektrofotometer ultraviolet-visibel adalah sebagai berikut: a.
Sumber sinar atau lampu: lampu deuterium digunakan untuk daerah ultraviolet pada panjang gelombang dari 200-400 nm, sementara lampu
halogen kuarsa atau lampu tungsten digunakan untuk daerah visibel pada panjang gelombang antara 400-800 nm.
b. Monokromotor: digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang
monokromatis. c.
Optik-optik: dapat didesain untuk memecah sumber sinar melewati dua kompartemen.
d. Detektor: digunakan sebagai alat yang menerima sinyal dalam bentuk
radiasi elektromagnetik, mengubah, dan meneruskannya dalam bentuk sinyal listrik ke rangkaian sistem penguat elektronika.
2.2.3 Proses penyerapan radiasi pada spektrofotometer ultraviolet-visibel
Radiasi di daerah ultraviolet-visibel diserap melalui eksitasi elektron yang terlibat dalan ikatan antara atom-atom pembentuk molekul Gandjar dan Rohman,
2012; Watson, 2005. Jika suatu berkas radiasi dikenakan pada larutan sampel maka intensitas sinar radiasi yang diteruskan dapat diukur besarnya. Radiasi yang
diserap oleh cuplikan ditentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang diteruskan dengan intensitas sinar yang diserap jika tidak ada zat penyerap
lainnya. Serapan dapat terjadi jika radiasi yang mengenai larutan sampel memiliki energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan untuk menyebabkan perubahan
energi. Kekuatan radiasi juga mengalami penurunan dengan adanya penghamburan dan pemantulan cahaya, akan tetapi penurunan hal ini sangat kecil
dibandingkan dengan proses penyerapan Gandjar dan Rohman, 2012.
Universitas Sumatera Utara
10 Sinar ultraviolet dan sinar tampak 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 Satiadarma, dkk., 2004.
Penyerapan sinar 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 sinar ultraviolet dan sinar tampak ini ada tiga, yaitu elektron sigma,
elektron phi, dan elektron bukan ikatan non bonding electron Rohman, 2007. Diagram tingkat energi elektronik dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Diagram Tingkat Energi Elektronik Rohman, 2007
Menurut Rohman 2007, transisi-transisi elektronik yang terjadi di antara tingkat-tingkat energi di dalam suatu molekul ada empat yaitu:
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. δ
anti ikatan sigma π
anti ikatan phi n
elektron non ikatan π
ikatan phi δ
ikatan sigma
Universitas Sumatera Utara
11 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 gugus tersebut memberikan orbital phi yang diperlukan.
Jenis transisi ini merupakan transisi yang paling cocok untuk analisis dengan panjang gelombang 200-700 nm, dan panjang gelombang ini secara
teknis dapat diaplikasikan pada spektrofotometer ultraviolet-visibel.
2.2.4 Hukum Lambert-Beer
