ANITSAH FIQARDINA70100112066FARMASI B2

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN 2012-2013

1. Pengertian radiasi elektromagnetikIstilah radiasi sering dianggap menyeramkan, sesuatu yang membahayakan, mengganggu kesehatan bahkan keselamatan. Padahal di sekitar kita baik di rumah, di kantor, maupun di tempat-tempat umum, ternyata banyak sekali radiasi. Radiasi pada dasarnya adalah sesuatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan panas. Beberapa contoh dalai perambatan panas, cahaya, dan gelombang radio.Spektrum gelombang elektromagnetik yang kita ketahui mencakup rentang frekuensi yang lebar. Gelombang radio, sinyal televisi, sinar radar, cahaya tak terlihat, sinar x dan sinar gamma merupakan contoh-contoh gelombang elektromagnetik. Dalam ruang hampa, gelombang ini semuanya merambat dengan kecepatan yang sama, 3x10 m/s. Sumber elektromagnetik ada dimana-mana, matahari, bintang, lampu, da tornado merupakan sumber alamiah dari gelombang elektromagnetik. Ada juga sumber elektromagnetik buatan seperti ledakan nuklir, rangkaian listrik dengan tube vakum atau transistor, diode microwave, laser antenna radio dan banyak lagi.2. Prinsip dasar pengukuran dengan spektrofotometri

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri.Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

A = log ( Io/ It ) = a b cKeterangan : Io = Intensitas sinar datangIt = Intensitas sinar yang diteruskana = Absorptivitasb = Panjang sel/kuvetc = konsentrasi (g/l)A = Absorban

Salah satu analisis untuk menentukan kadar suatu senyawa pada suatu sampel adalah dengan cara spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada besarnya nilai absorbsi suatu zat terhadap radiasi sinar elektromagnetik. Prinsip kerja spektrofotometri adalah dengan menggunakan spektrofotometer yang pada umumnya terdiri dari unsur-unsur seperti sumber cahaya, monokromator, sel, fotosel, dan detektor. Sumber radiasi spektrofotometer dapat digunakan lampu deuterium untuk radiasi di daerah sinar ultraviolet sampai 350 nm, atau lampu filamen untuk sinar tampak sampai inframerah. Sinar yang dikeluarkan sumber radiasi merupakan sinar polikromatis, sehingga harus dibuat menjadi sinar monokromatis oleh monokromator. Radiasi yang melewati monokromator diteruskan ke zat yang akan diukur dan sebagian radiasinya akan diserap oleh zat tersebut. Zat yang akan diukur nilai absorbannya diletakkan pada sel dengan wadah kuvet. Sinar yang diteruskan akan mencapai fotosel dan energi sinar diubah menjadi energi listrik (Khopkar 2003). Namun, nilai yang dihasilkan dari spektrofotometer bukanlah nilai absorban (A) melainkan transmitan (T). Oleh karena itu nilai T tersebut harus dikonversi ke dalam nilai A zatyang diukur. Konversi menggunakan rumus A= log % T. Konversi ini dilakukan karena yang terukur adalah nilai transmitan (besarnya sinar radiasi yang melewati zat dan ditangkap detektor), sedangkan yang diinginkan adalah nilai absorban (besarnya sinar radiasi yang terserap oleh zat) dari zat yang diukur.

3. Klasifikasai spektrofotometri analisisPada umumnya terdapat dua tipe instrumen spektrofotometer, yaitu single-beam dan double-beam. gambar Single-beam instrument dan Double-beam instrumentSingle-beam instrumentSingle-beam instrument dapat digunakan untuk kuantitatif dengan mengukur absorbansi pada panjang gelombang tunggal. Single-beam instrument mempunyai beberapa keuntungan yaitu sederhana, harganya murah, dan mengurangi biaya yang ada merupakan keuntungan yang nyata. Beberapa instrumen menghasilkan single-beam instrument untuk pengukuran sinar ultra violet dan sinar tampak. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800 sampai 1000 nm (Skoog, DA, 1996).

Double-beam instrumentDouble-beam dibuat untuk digunakan pada panjang gelombang 190 sampai 750 nm. Double-beam instrument dimana mempunyai dua sinar yang dibentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V yang disebut pemecah sinar. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan fotodetektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan ditunjukkan oleh alat pembaca (Skoog, DA, 1996).Secara umum spektrofotometri dibedakan menjadi empat macam, yaitu :a) Spektrofotometer ultravioletb) Spektrofotometer sinar tampakc) Spektrofotometer infra merahd) Spektrofotometer serapan atomHal-hal yang harus diperhatikan dalam analisis spektrofotometri UV-VisAda beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis dengan spektrofotometri UV-Vis terutama untuk senyawa yang semula tidak berwarna yang akan dianalisis dengan spektrofotometri visibel karena senyawa tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi senyawa yang berwarna.Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus diperhatikan :Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-VisHal ini perlu dilakukan jika senyawa yang dianalisis tidak menyerap pada daerah tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan merubah menjadi senyawa lain atau direaksikan dengan pereaksi tertentu. Pereaksi yang digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu :1. Reaksinya selektif dan sensitif.2. Reaksinya cepat, kuantitatif, dan reprodusibel.3. Hasil reaksi stabil dalam jangka waktu yang lama.4. Waktu operasionalCara ini biasa digunakan untuk pengukuran hasil reaksi atau pembentukan warna. Tujuannya adalah untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil. Waktu operasional ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran dengan absorbansi larutan.

Pemilihan panjang gelombangPanjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Ada beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu :1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar.2. Disekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum lambert-beer akan terpenuhi.3. Jika dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (Rohman, Abdul, 2007).Keuntungan SpektrofotometerKeuntungan dari spektrofotometer adalah :1. Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa anorganik, organik dan biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau daerah tampak.2. Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10-4 sampai 10-5 M. Jarak ini dapat diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M dengan prosedur modifikasi yang pasti.3. Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang gelombang dapat ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu.4. Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan yang khusus.5. Mudah, spektrofotometer mengukur dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya otomatis (Skoog, DA, 1996).4. Dasar pemilihan pelarut untuk spektrofotometri

Spektrofotometer sesuai dengan namanya 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. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih lebih dapat terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding.Suatu grafik yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap dengan frekuensi (panjang gelombang) sinar merupakan spektrum absorpsi. Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda. Dengan demikian, spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis kualitatif. Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi, sehingga spektra absorpsi juga dapat digunakan untuk analisis kuantitatif . Semua molekul dapat mengabsorpsi radiasi daerah UV-Vis karena mereka mengandung elektron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi (Underwood, 2002).Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi. Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari.

Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.

Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik.Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu:1) Sebagai gelombang

2) Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton.

Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak.

5. Cara pengukuran dengan spektrofotometri

Alat yang digunakan mampu untuk menghasilkan suatu pengamatan yang absorbans nol (100% T) apabila sebuah tenaga radiasi tertentu jatuh pada : detektor dan penguatan sirkut elektronik yang banyak. Maka alatnya dapat dipasang untuk menunjukkan absorbans nol dengan sebuah larutan yang menyerap kuat, sebagai pengganti pembanding yang biasa dalam sinar, dengan cara membuka celah-celah monokhromator dan atau meningkatkan daya peningkatan penguat. Teknik ini biasanya meliputi dua metode, yaitu : metode absorbansi tinggi dan metode absorbans rendah. Metode absorbansi tinggi digunakan untuk analisis larutan yang sangat pekat, sedang absorbansi rendah digunakan untuk larutan yang sangat encer. Pada kedua metode tersebut, konsentrasi sama sekali tidak dipengaruhi oleh perubahan luar. Pada metode absorbansi, pengenceran tidak memungkinkan, skala alat diatur 100 satuan skala dengan larutan standart tertentu yang konsentrasinya lebih kecil dari pada konsentrasi larutan sampel. Pengaturan transmitansi pada nilai 100 untuk larutan standar dapat dilakukan dengan memperbesar lebar celah, memperbesar intensitas sumber, atau mempertinggi sensitrivitas detektor. Jika pembacaan yang normal terletak pada skala 0 20% T, maka dengan metode ini akan diperlebar menjadi 0 100% T. Dengan menggunakan standart untuk mengatur skala menjadi 100%.Pada metode absorbansi tinggi, dimana pengenceran memungkinkan, skala alat diatur pada seratus satuan skala dengan larutan standart tertentu yang konsentrasinya lebih kecil daripada konsentrasi larutan sampel. Pengaturan transmisi pada nilai seratus untuk larutan standart dapat dilakukan dengan :1. Memperbesar lebar celah2. Memperbesar intensitas sumber atau mempertinggi intensitas detektor.Pada kondisi ini pembacaan skala yang sebenarnya menjadi lebih luas. Berarti jika pembacaan yang normal terletak pada skala nol sampai dua puluh persen T maka dengan prosedur ini diperlebar menjadi nol sampai seratus persen dengan menggunakan standart untuk mengatur skala menjadi seratus persen. Biasanya larutan pembanding dalam spektrofotometri adalah pelarut murni atau sesuatu macam larutan blangko yang mengandung sedikit zat yang akan ditetapkan atau tidak sama sekali. Hampiran diferensial tidak hanya menyebabkan galat yang lebih rendah namun memungkinkan memperpanjang spektrofotometri.

Hukum Dasar Spektrofotometri Jika suatu berkas sinar melewati suatu medium yang homogen, sebagian cahaya datang (Po) di absorbsi sebanyak (Pa), sebagian lagi diabaikan atau dipantulakn (Pr) sedangkan sisanya ditransmisikan (Pt) sehingga terdapat persamaan .Dalam Spektrofotometri berlaku hukum :1. Hukum Bougeer (lambert) Jika suatu sinar radiasi monokhromatik (yaitu radiasi dari satu panjang gelombang tunggal) diarahkan melewati medium, diketahui bahwa tiap lapisan menyerap bagian yang sama dari radiasi, atau tiap lapisan mengurangi tenaga radiasi sinar dengan bagian yang sama. Dirumuskan secara matematik, dengan ketentuan Po adalah tenaga radiasi yang jatuh dan P adalah tenaga yang keluar dari suatu lapisan medium setebal b satuan :-= k1pTanda minus menunjukkan bahwa tenaga berkurang dengan absorbsi. Berkurangnya tenaga radiasi tiap satuan ketebalan medium penyerap sebanding dengan tenaga radiasi. Biasanya persamaan diatas ditulis dengan logaritma dasar, yang hanya berubah tetapannya :log = k2bPernyataan persamaan diatas : Tenaga radiasi yang ditranssisikan berkurang secara eksponensial jika tebal medium penyerap bertambah secara aritmatik.Menurut hukum Bouger, jika kita membiarkan tebal medium meningkat secara tak terhingga, maka tenaga radiasi yang ditransmisikan harus mendekati nol.2. Hukum BeerHukum Beer analog dengan Bouguer dalam menguraikan pengurangan eksponensial dalam tenaga transmisi dengan suatu peningkatan aritmatik dalam konsentrasi, maka :- = k3Pyang setelah diintegrasi dan pengubahan menjadi logaritma biasa, yaitu : log = k4cHukum Beer dianggap sah apabila telah memenuhi kondisi yang diinginkan, kondisi itu mencakupi : Untuk radiasi monokhromatis Sifat macam zat yang menyerap ditetapkan diatas jangkau konsentrasi yang bersangkutan Larutan encer (10-2 m) Selama pengukuran, pada larutan encer tidak mengalami reaksi kimia. Jika suatu sistem mengikuti hukum Beer,grafik antara absorpsi terhadap konsertasi akan menghasilkan garis lurus melalui titik (0,0). Grafik tersebut dapat disebut sebagai kurva kalibrasi. Arah grafik adalah ab dapat digunakan untuk menghitung absorbtivitas molar (a).Bila diinginkan pengukuran secara serentak terhadap dua komponen, maka pengukuran dapat dilakukan pada dua pangjang gelombang dimana masing-masing komponen tidak saling mengganggu, dua macam khromofor yang berbeda akan mempunyai kekuatan absorpsi cahaya yang berbeda pula satu daerah panjang gelombang. Pengukuran dilakukan dilakukan pada masing-masing larutan pada dua panjang gelombang, sehingga diperoleh dua kesamaan hubungan antara absorbpsi dengan konsentrasi pada dua panjang gelombang, akibatnya konsentrasi masing-masing komponen dapat dihitung. Perhitungan absorbtivitas molar untuk masing-masing komponen menggunakan dasar absorbpsi yaitu A1 = abc, dimana untuk larutan I : A1 = a1b1c1 sedangkan larutan kedua A2 = a2b2c2, sehingga diperoleh : A1 = a2b2c21 + a1b1c11A2 = a1b1c1 + a2b2c22Karena dalam kurva kalibrasi, K = ab, maka :A1 = k1c11 + k2c21A2 = k2c22 + k2c223. Hukum Bouguer-Beer Dalam hukum Bouguer-Beer tertulis, k4 = f(b). Demikian pula dalam hukum bouguer, k2 = f(c). Subsitusi hubungan-hubungan dasar ini kedalam hukum-hukum Bouguer dan Beer menghasilkan :log Po = f (c)b dan log Po = f(b)c (Bouguer) ( Beer )Kedua hukum harus diberlakukan bersamaan pada setiap titik, sehingga :f (c) b = f (b) catau kalau dipisahkan variabelnya :f (c) = f (b)c bPersyaratan satu-satunya agar dua fungsi variabel tidak bergantungan dapat menjadi sama, adalah bahwa keduanya sama dengan suatu tetapan :f (c) = f (b) = K C batau : f (c) = Kc dan f (b) = KbSubsitusi ke dalam, baik pernyataan Bouguer maupun Beer menghasilkan pendapatan yang sama : log Po = f (c)b = Kbc P log Po = f (b)c = Kbc P Jadi F (c)b = f (b)cJika c dalam gram per liter, persamaannya :log Po = log 1 = A = abc P Tdimana a = absorptivitasJika c dalam mol per liter, persamaannya : A = bcA = log Po = absorbans ; T = P = transmitans P PoJadi hubungan antara A dan T adalah :A = log (1/T)Karena dari hukum Beer, absorbans adalah berbanding langsung terhadap konsentrasi, maka adalah jelas bahwa transmitrans tidak demikian; log T harus digambarkan terhadap c untuk memperoleh suatu grafik linear.