STKM 2022 - ANALISIS MAKANAN LANJUTAN

STKM 2022 - ANALISIS MAKANAN LANJUTAN

TEKNIK SPEKTROFOTOMETRI

SPEKTROSKOPI

Spektroskopi melibatkan penghasilan, pengukuran dan penterjemahan spectra yang terbentuk daripada interaksi radiasi electromagnet dengan jirim (matter). Jenis kaedah spektroskopi berbeza mengikut:

Jenis interaksi radiasi-jirim yang hendak dimantau (penyerapan, pancaran atau penyerakan) Kawasan spektrum elektromagnet yang digunakan dalam analisis (UV=200 350 nm, Vis=350 900 nm, IR dan NMR)

Berdasarkan perkara diatas, maka sekarang terdapat beberapa kaedah spektrofotometri seperti:

AAS/AES = penyerapan/pancaran atom UV-Vis = penyerapan molekul Fluoromentri = pancaran molekul Spektrometri Jisim (MS) = pemecahan molekul disebabkan oleh elektron bertenaga tinggi pecahan molekul bercas NMR (nuclear magnetic resonance) = sensitiviti magnet nukleus atom (spin nucleus) terhadap persekitaran molekul atau ion nya

ESR (electron spin resonance) = sama seperti NMR tetapi melibatkan elekron tunggal (spin elektron) dan ion logam dalam paramagnet

IR (infra red) = mengukur penyerapan radiasi pada frekuensi berbeza. Radiasi IR = 0.8 100 mm. IR dekat = 0.8 2.5 mm, IR pertengahan = 2.5 15 mm, IR jauh = 15 100 mm.PENYERAPAN CAHAYA TAMPAK DAN ULTRA-LEMBAYUNG Pendahuluan Spektrum elektromagnetik seperti ditunjukkan didalam Rajah 1 , adalah terdiri dari urutan (continuum) gelombang dengan sifat-sifat yang berbeza-beza. Kawasan gelombang yang penting didalam biokimia ialah untra-lembayung (UV, 180 - 350 nm) dan tampak (VIS, 350 - 800 nm). Cahaya didalam kawasan ini mempunyai tenaga yang cukup untuk menguja (excite) elektron valensi didalam molekul tersebut.

Cahaya bertindak seolah-olah ianya terdiri dari zarah-zarah tenaga. Banyaknya tenaga, E yang dipunyai oleh zarah ini (atau foton) diberikan oleh persamaan berikut:-

E = hv .............................................................. (Persamaan 1.0)

dimana h ialah konstan Planck (h = 6.62 x 10-34 Js) dan v ialah frekuensi..

Sinaran mempunyai komponen elektrik dan magnet sinaran electromagnet. Sinaran elektromagnet boleh bertindak dengan jirim (matter) dalam berbagai cara. Sekiranya interaksi itu mengakibatkan pemindahan tenaga dari satu alur tenaga sinaran kepada jirim, ia dinamakan penyerapan (absorption). Proses sebaliknya dimana sebahagian dari tenaga didalam jirim itu ditukarkan kepada tenaga sinaran, maka ia dinamakan pemancaran (emission). Sebahagian dari sinaran yang melalui jirim, selain dari diserapi, boleh juga diserakkan atau dibalikkan, atau dipancarkan semula pada l yang sama atau

Penyerakan (scattering) cahaya adalah merupakan asas fizikal beberapa kaedah percubaan yang digunakan bagi mengkaji ciri-ciri makromolekul. Sebelum teknik elektroforesis berkembang, teknik penyerakan cahaya ini digunakan bagi mengukur berat molekul makromolekul. Teknik-teknik seperti defraksi sinar-X (kristal dan larutan), mikroskopi elektron, penyerakan cahaya laser dan penyerakan neutron yang bagitu luas digunakan pada masa ini, semuanya berlandaskan proses penyerakan cahaya ini.

Seperti yang telah dinyatakan diatas, pemindahan tenaga dari satu alur tenaga atau foton kepada satu jirim atau molekul dinamakan penyerapan. Bagi membolehkan sesuatu foton itu diserap, tenaganya mestilah serupa dengan perbezaan tenaga diantara dua aras tenaga molekul tersebut.

Molekul mempunyai satu set aras tenaga yang dikuantumkan (quantized energy level) seperti tang ditunjukkan didalam Rajah 2.

Walaupun beberapa keadaan mungkin berlaku, cuma dua keadaan elektron sahaja ditunjukkan, iaitu keadaan asas, G, dan keadaan teruja pertama, S1. Kedua-dua keadaan ini berbeza dari segi taburan elektron valensinya. Apabila satu elektron diuja dari satu orbit keadaan asas di G ke orbit yang lebih tinggi tenaganya di S1, maka dikatakan satu transisi elektron berlaku. Transisi yang memerlukan tenaga paling tinggi adalah pengujaan elektron Dalam keadaan yang lebih kompleks, analit yang hendak dianalisis tidak menyerap radiasi dan perlu diubahsuai secara kimia sebelum pengukuran daya serapan dilakukan.Tenaga

(n

(*

(*

Anti-ikatan

Anti-ikatan

Bukan-ikatan

Ikatan

(

Ikatan

Rajah 3. Aras tenaga molekul elektronik

Satu spektrum UV-VIS didapatkan dengan mengukur cahaya yang diserapkan oleh satu sampel sebagai fungsi jarak gelombang. Oleh kerana cuma bungkusan/paket diskret tenaga (jarak gelombang tertentu) yang diserap oleh molekul didalam sampel itu, secara teorinya spektrum yang dihasilkan hendaklah mengandungi garis diskret yang tajam. Walau bagaimanapun, oleh kerana banyaknya aras getaran bagi setiap aras tenaga elektron, ini menambahkan kemungkinan bilangan transisi. Sebagai hasilnya ialah beberapa garis spektra, yang secara bersama membentuk spektum puncak yang lebar. Spektrum penyerapan boleh digunakan untuk mengenalpasti sesuatu molekul kerana l penyerapan bergantung kepada kehadiran kumpulan berfungsi atau sususan atom didalam sampel itu. Sebagai contohnya penyerapan oksihemoglobin seperti yang ditunjukkan didalam Rajah 4 yang disebabkan oleh kehadiran moieti porfirin. Perhatikan bahawa spektum tersebut mempunyai beberapa puncak di beberapa jarak gelombang, dimana penyerapan mencapai satu maksimum (415, 542, dan 577 nm).

Ikatan-ikatan atau kumpulan kovalen tak tepu dalam molekul yang menyebabkan molekul itu bewarnaatau berlakunya penyerapan elektronik dinamakan kumpulan kromofor, misalnya C=C, C=O, -NO2, -CHO, -COOH, -N=O dan sebagainya. Ada kumpulan lain molekul yang tidak menyebabkan timbulnya warna, tetapi apabila terikat pada kromofor dapat mengubah kedua-dua panjang gelombang dan keamatan penyerapan maksimum kumpulan kromofor tadi. Kumpulan-kumpulan ini dinamakan kumpulan auksokrom (auxochrome) , iaitu yang mengandungi elektron n yang dapat diuja menjadi s* dan menyerap pada l dibawah 220 nm. Sebagai contohnya yang mengandungi OH, NH2 dan Cl. Jika suatu auksokrom dan suatu kromofor berada pada satu molekul, penyerapan sinar oleh kromofor akan berpindah ke l yang lebih panjang dan keamatannya menaik. Misalnya benzena mempunyai l mak 255 nm, sedangkan anilin (aminobenzena) 280 nm dengan E mak .masing-masing 230 dan 1430 kal mol 1. Perpindahan penyerapan ke arah l yang lebih panjang yang disebabkan oleh kesan gantian (substitution) atau pelarut dinamakan perpindahan batokromik (bathochromic shift) atau perpindahan merah, dan jika sebaliknya dinamakan hipsokromik (hypsochromic) atau perpindahan biru. Manakala peningkatan keamatan penyerapan dinamakan kesan hiperkromik (hyperchromic effect), manakala sebaliknya dinamakan kesan hipokromik (hypochromic effect). Misalnya perubahan yang berlaku apabila larutan antosianin ditambahkan beberapa titik larutan beralkohol AlCl3. Kesemuanya ini dirumuskan didalam Rajah 5. l

Rajah 5. Berbagai corak perubahan serapan maksimum dan l maksimum disebabkan perubahan bentuk molekul dalam larutan.Transmitans (Tramsmittance)

Rajah 6 menggambarkan satu alur (beam) pancaran selari sebelum dan selepas ia melalui satu lapisan larutan yang mempunyai ketebalan b cm dan spesis menyerap yang mempunyai kepekatan c. Sebagai hasil dari interaksi diantara foton dengan zarah penyerap, maka kuasa alur cahaya itu susut dari Po ke P. Maka transmitans T larutan itu kemudiannya menjadi pecahan dari pancaran yang ditramsmisikan oleh larutan tersebut.

P T = ...........................................(Persamaan ii) PoTransmitans selalunya dinyatan sebagai peratusan atau:-

P %T = X 100 ..................................(Persamaan iii) Po Walau bagaimanapun, T dan T% tidak linear terhadap kepekatan. Oleh itu A (daya serap) digunakan.

Rajah 6. Penyusutan alur sinaran oleh satu larutan menyerap Pertalian diatas dikenalijuga dengan Hukum Lambert-Beer. Penyerapan cahaya lebih mengikuti hukum eksponen dari linear. Walau bagaimanapun, dalam kerja-kerja harian terdapat kelencongan (deviation) daripada Hukum Lambert-Beer akibat daripada: Kepekatan analit yang tinggi (> 10 mM) memberi kesan dari segi kimianya

Asosiasi-disosiasi berbalik molekul analit atau pengionan asid lemah dalam larutan tanpa penimbal

Penghadan (limitation) peralatan radiasi polikromatik berbanding monokromatik.

Daya Serap (Absorbance)

Po A = - log10 T = log ....................................(Persamaan iv)

PDalam makmal, daya serap sebenar yang diukur adalah:

A = log Ppelarut/Plarutan analit log Po/PDimana P = kuasa radiasi (radiation power). Kedayaserapan dan Kedayaserapan Molar (Absorptivity and Molar Absorptivity) Seperti yang ditunjukkan, daya serap adalah berkadar terus dengan panjang lintasan b melalui larutan, dan kepekatan spesis menyerap c. Hubungan ini diberikan oleh :-

A = abc ..................................................(Persamaan v)

dimana a ialah konstan kekadaran (proportionality constant) yang dipanggil kedayaserapan. Besarnya a adalah jelas bergantung kepada unit yang digunakan untuk b dan c. Selalunya b diberi dalam centimeter dan c dalam gram per liter. Maka daya serap menjadi L g-1 cm-1.

Apabila kepekatan didalam Persamaan v dinyatakan dalam mol per liter dan panjang sel/kuvet dalam centimeter, maka kedayaserapan itu dipanggil kedayaserapan molar dan diberikan dengan simbol A = dimana Istilah biasa yang digunakan spektroskopi penyerapan dirumuskan didalam Jadual 1.Contoh 1.Daya serap (abrorbance) A, larutan 5 X 10-4 M asid amino tirosin pada jarak gelombang 280 nm, ialah 0.75. Panjang lintasan kuvet ialah 1 cm. Berapakah kedayaserapan molar A = b = 1 cm c = 5 x 10-4 M 0.75 e = (1 cm) (5 x 10-4 mole/liter) liter = 1500 = 1500 M-1 cm-1 mole x cm

Jadual 1. Istilah dan simbol penting yang digunakan didalam pengukuran penyerapan.Istilah dan SimbolDefinasiNama dan Simbol Alternatif

Tenaga sinaran, P , PoDaya serap (Absorbance), ATransmitans, TPanjang lintasan (path) sinaran dalam cm, bKedayaserapan (Absorptivity), aKedayaserapan molar (Molar absorptivity) Tenaga yang disinarkan (dalam Joule) yang memberi kesan keatas kawasan 1 m2 alat pengesan setiap saat.

log

-

(dimana c = mol per liter)Keamatan sinaran, I , IoOptical density, D; Extention, ETransmisi , Tl, dExtinction coefficient, kMolar extinction coefficient

Contoh 2.Potasium kromat (K2CrO4) didalam larutan bes menunjukkan penyerapan maksimum pada 372 nm. Satu larutan bes yang mengandungi 3.0 x 10-5 M K2CrO4 memancarkan 71..6% sinaran tuju pada 372 nm apabila diletakkan didalam satu sel 1.0 cm. a) Berapakah daya serap (A) larutan itu? b) Berapakah kedayaserapan molar ( c) Berapakah peratus transmitans sekiranya ketebalan sel ialah 3.0 cm? Jawapan: a) Sekiranya % T = 71.6; maka T = 0.716 Dari Hukum Lambert-Beer, log = A Oleh itu, A = log = log 1.396 = 0.145 b) A = maka, c) log = log = (4.83 x 103 liter/mol-cm)(3.0 cm)(3.0 x 10-5 mol/liter)

log = 0.435 oleh itu, T = 10-0.435 = 100.565 x 10-1 = 0.367 dan % T = 36.7%PENENTUAN PROTEIN Kebanyakan protein mempunyai penyerapan maksimum yang jelas pada 280 nm, yang disebabkan terutamanya oleh kehadiran asid amino tirosin, triptofan dan fenilalanin. Daya serap pada 280 nm boleh digunakan bagi mengukur aras protein 0.1 - 0.5 mg/ml tanpa kehadiran bahan-bahan gangguan. Walau bagaimanapun persediaan yang cuma tulin sebahagian mungking mengandungi asid nukleik yang mempunyai penyerapan maksimum pada 260 nm. Persamaan bagi mengukur kepekatan protein dengan kehadiran asid nukleik diberikan seperti berikut:-

[protein] mg/ml = 1.55 A 1cm - 0.76 A 1cm ......................... (Persamaan vii)

280 260

Persamaan diatas didapatkan dari enzim enolase (A280/A260 = 1.75) dengan kehadiran asid nukleik dari yis (A280/A260 = 0.49), jadi oleh yang demikian tidaklah berapa tepat untuk lain-lain protein dan asid nukleik.

Contoh 3.

Daya serap larutan 1% (berat/isipadu) enzim tirosinase, didalam kuvet 1 cm pada 280nm ialah 24.9. Berapakah kepekatan larutan tirosinase yang mempunyai A280 sebanyak 0.25?

Oleh kerana kedayaserapan, a % didalam kedua-dua larutan adalah sama, maka kepekatan boleh dikira menggunakan nisbah terus:-

dimana:-

Astd = Daya serap larutan piawai 1% = 24.9

Cstd = Kepekatan larutan piawai = 1% (1g/L)

Ax = daya serap larutan tak diketahui

Cx = kepekatan larutan tak diketahui

Cx = 0.01% = 0.01g/L = 0.1 mg/mLINSTRUMENTASI Alat yang digunakan bagi mengukur daya serapan dinamakan spektrofotometer. Alat ini mengeluarkan cahaya pada jarak gelombang yang dipilih terlebih dahulu, lalu dipancarkan melalui sampel (selalunya dilarutkan didalan satu pelarut dan diletakkan didalam kuvet), dan keamatan cahaya yang ditransmisikan/diserap sampel tersebut diukur.

Terdapat dua jenis spektrofotometer didalam pasaran, iaitu spektrofotometer beralur tunggal (single beam) dan spektrofotometer beralur dua (double beam). Rajah 7 adalah contoh spektrofotometer berjalur dua. Secara umumnya, sesebuah spektrofotometer terdiri dari komponen utama iaitu sumber cahaya, monokromator (termasuklah beberapa penapis, celah (slits) dan cermin), kebuk sampel, alat pengesan, dan sebuah meter atau perakam (Rajah 8).

Tiub

foto

Sumber cahaya

Celah

Sistem

optik

Kebuk

sampel

Meter atau

perakam

Monokromator

Rajah 8. Gambarajah menunjukkan komponen biasa didalam spektrofotometer alur-tunggal (single beam)0.70

Sumber Cahaya

Bergantung kepada punca cahaya, maka sesebuah spektrofotometer itu boleh mengukur daya serap pada kawasan ultra-lembayung, di mana lampu hidrogen atau deutrium tekanan tinggi digunakan; atau dikawasan tampak yang menggunakan lampu tungsten-halogen. Yang pertama itu mengeluarkan sinaran pada julat 200 - 340 nm, manakala yang kedua itu pada julat 340 - 800 nm. Alat yang mempunyai kedua-dua jenis lampu mempunyai kelenturan yang lebih baik dan boleh digunakan untuk kajian kebanyakan molekul yang mempunyai kepentingan biologi.

Monokromator

Kedua-dua lampu diatas mengeluarkan sinaran pada kesemua panjang gelombang didalam julatnya secara selanjar. Justeru itu, sesebuah spektrofotometer perlulah mempunyai sebuah sistem optik yang dapat memilih cahaya monokromatik (cahaya yang mempunyai panjang gelombang tertentu). Alat modern menggunakan prisma, atau selalunya menggunakan parutan belauan (diffraction grating) untuk menghasilkan cahaya pada panjang gelombang tertentu. Perlu juga diingatkan disini bahawa cahaya yang keluar dari monokromator tidaklah terdiri dari hanya satu panjang gelombang, tetapi sebaliknya diperkaya dengan panjang gelombang tersebut. Ini bermakna, kebanyakan cahaya adalah dari panjang gelombang yang tunggal, tetapi yang pada panjang gelombang lebih pendek atau lebih panjang dari itu juga ada.

Sebelum cahaya monokromatik itu sampai kepada sampel, ia akan melalui satu siri celah (slits), kanta, penapis dan cermin. Sistem optik ini memekatkan cahaya, meningkatkan ketulinan spektra dan menumpukan ia kearah sampel. Cahaya yang melintasi dari monokromator ke sampel akan menemui satu pintu atau celah. Lebarnya celah ini menentukan kedua-dua keamatan cahaya yang mengenai sampel dan ketulinan spektra cahaya tersebut. Dengan menyempitkan celah, ketulinan spektra akan meningkat, tetapi banyaknya cahaya yang mengenai sampel akan berkurangan. Dalam hal ini kecekapan atau kepekaan alat pengesan akan menjadi faktor penghad. Justeru itu lebarnya celah perlu ditentukan bagi mendapatkan kesaimbangan diantara ketulinan spektra dengan kepekaan pengesan.

Kebuk Sampel

Cahaya monokromatik yang telah diproses itu kemudiannya dihalakan kepada kebuk sampel yang boleh menempatkan beberapa jenis pemegang sel. Sampel selalunya adalah dalam bentuk larutan. Sampel diisikan kedalam tiub atau kuvet yang diperbuat dari kaca, kuarza, atau lain-lain bahan lutsinar. Kuvet kaca agak murah, tetapi disebabkan ia menyerap cahaya UV, ia hanya boleh digunakan untuk panjang gelombang melebihi 340 nm. Kuvet kuarza atau silika terlakur boleh digunakan disepanjang kawasan cahaya UV dan tampak (~200 - 800 nm). Kuvet pakai buang sekarang ini banyak terdapat dipasaran diperbuat dari polimetakrilat (280 - 800nm) dan polistiren (350 - 800nm).

Spektrofotometer yang kurang mahal terdiri dari alat beralur-tunggal (single-beam) yang membolehkan satu kuvet dimasukkan kedalam pemegang sel pada satu masa. Alat yang lebih canggih adalah beralur-dua (double-beam) yang boleh memuatkan dua kuvet, yang satu mengandungi sampek terlarut didalam suatu pelarut (kedudukan sampel) dan yang satu lagi mengandungi pelarut tulin (kedududan rujukan).

Pengesan

Keamatan cahaya yang melintasi sampel kajian adalah bergantung kepada banyaknya cahaya yang diserap oleh sampel tersebut. Keamatan diukur oleh pengesan peka-cahaya, selalunya merupakan sebuah tiub fotogandaan (photomultiplier tube, PMT). PMT mengesan jumlah tenaga cahaya yang kecil, menguatkannya melalui lata elektron (cascade of electrons) yang dipercepat oleh dinod (dynode), dan menukarkannya menjadi isyarat elektrik yang boleh dimasukkan kedalam sebuah meter atau perakam.

Ditahun kebelakangan ini satu teknologi baharu telah diperkenalkan bagi mempercepatkan pengukuran spektrofotometer. Pengesan baharu itu dinamakan fotodiod arai (photodiode arrays). Fotodiod terdiri dari hablur silikon yang peka kepada cahaya dalam julat panjang gelombang 170 - 1100 nm. Apabila diod menyerap foton, arus dihasilkan didalan fotodiod itu yang berkadaran dengan bilangan foton. Dengan menggunakan teknologi pengesan ini, pengibasan penuh spektra dari 190 ke 820 nm boleh dilakukan dalam masa 1/10 saat.

Meter dan Perakam

Alat yang kurang mahal boleh memberikan bacaan daya serapan dan /atau transmitans secara terus dalam bentuk analog atau digital. Alat ini sesuai untuk pengukuran pada panjang gelombang tunggal. Sekiranga pengimbasan (scanning) daya serapan lwn. panjang gelombang (A lwn. l) diperlukan, maka sebuah perakam (recorder) perlulah dipasang.

Pada masa ini kebanyakan spektrofotometer telah dilengkapi dengan komputer berserta perisian yang canggih bagi memudahkan pengaturcaraan parameter pengukuran, terutama untuk tujuan kajian kinetik.

Rujukan

Boyer R. F. (1993). Modern Experimental Biochemistry. 2nd. Ed. The Benjamin Cummings Publishing Co. Inc., California.

Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Langsung ke: navigasi, cari

Sistim optik Spektrofotometer FTIR

Pada dasarnya Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red (disingkat FTIR) adalah sama dengan Spektrofotometer Infra Red dispersi, yang membedakannya adalah pengembangan pada sistim optiknya sebelum berkas sinar infra merah melewati contoh. Dasar pemikiran dari Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red adalah dari persamaan gelombang yang dirumuskan oleh Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) seorang ahli matematika dari Perancis.

Dari deret Fourier tersebut intensitas gelombang dapat digambarkan sebagai daerah waktu atau daerah frekwensi. Perubahan gambaran intensitas gelobang radiasi elektromagnetik dari daerah waktu ke daerah frekwensi atau sebaliknya disebut Transformasi Fourier (Fourier Transform).

Selanjutnya pada sistim optik peralatan instrumen Fourier Transform Infra Red dipakai dasar daerah waktu yang non dispersif. Sebagai contoh aplikasi pemakaian gelombang radiasi elektromagnetik yang berdasarkan daerah waktu adalah interferometer yang dikemukakan oleh Albert Abraham Michelson (Jerman, 1831). Perbedaan sistim optik Spektrofotometer Infra Red dispersif dan Interferometer Michelson pada Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red tampak pada gambar disamping.

[sunting] Cara Kerja Alat Spektrofotometer Fourier Transform Infra RedSistim optik Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red seperti pada gambar disamping ini dilengkapi dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang diam. Dengan demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak ( M ) dan jarak cermin yang diam ( F ). Perbedaan jarak tempuh radiasi tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut sebagai retardasi ( ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram. Sedangkan sistim optik dari Spektrofotometer Infra Red yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red.

Pada sistim optik Fourier Transform Infra Red digunakan radiasi LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra merah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik.

Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer Fourier Transform Infra Red adalah Tetra Glycerine Sulphate (disingkat TGS) atau Mercury Cadmium Telluride (disingkat MCT). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi infra merah.

[sunting] Keunggulan Spektrofotometer Fourier Transform Infra RedSecara keseluruhan, analisis menggunakan Spektrofotometer ini memiliki dua kelebihan utama dibandingkan metoda konvensional lainnya, yaitu:

Dapat digunakan pada semua frekwensi dari sumber cahaya secara simultan sehingga analisis dapat dilakukan lebih cepat daripada menggunakan cara sekuensial atau pemindaian.

Sensitifitas dari metoda Spektrofotometri Fourier Transform Infra Red lebih besar daripada cara dispersi, sebab radiasi yang masuk ke sistim detektor lebih banyak karena tanpa harus melalui celah.

SPEKTROFOTOMETER

Posted by: rgmaisyah on: Nopember 25, 2008

In: Chemistry Comment!Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di absorpsi.

Filter Sinar (nm) 750

warna UV Violet Biru Hijau Kuning Jingga Merah Infra Merah

Campuran Dua Komponen Tanpa Pemisahan

Monday Feb 2,2009 03:07 PM

By 71mm0

In Kimia Analisis

What are you waiting for? Stop Dreaming Start ActionPara kimiawan telah lama menggunakan warna sebagai bantuan dalam mengenali zat-zat kimia. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual yang dengan studi lebih mendalam dari absorbsi energi radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya pengukuran ciri-cirinya serta kuantitatifnya dengan ketelitian yang lebih besar. Dengan menggantikan mata manusia dengan pelacak-pelacak lain dari radiasi dimungkinkan studi dari absorbsi di luar daerah terlihat spektrum, dan seringkali percobaan-percobaan spektrofotometrik dapat dilakukan secara otomatik. Dalam penggunaannya pada masa sekarang, istilah spektrofotometri mengingatkan pengukuran berapa jauh energi radiasi diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombang dari radiasi, maupun pengukuran absobsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu (Underwood, 1986).Dalam analisis spektrofotometri digunakan suatu sumber radiasi yang menjorok ke dalam daerah ultraviolet spektrum itu. Dari spektrum ini, dipilih panjang-panjang gelombang tertentu dengan lebar pita kuarng dari 1 nm. Proses ini memerlukan penggunaan instrumen yang lebih rumit dan karenanya lebih mahal. Instrumen yang digunakan untuk maksud ini adalah spektrofotometer, dan seperti tersirat dalam nama ini, instrumen ini sebenarnya terdiri dari dua instrumen dalam satu kotak sebuah spektrometer dan sebuah fotometer (Bassett et. all., 1994).Suatu spektrofotometer standar terdiri atas spektrofotometer untuk menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang terseleksi yaitu bersifat monokromatik serta suatu fotometer yaitu suatu piranti untuk mengukur intensitas berkas monokromatik, digabungkan bersama dinamakan sebagai spektrofotometer (Khopkar, 2003).Bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Jika intensitas sinar masuk dinyatakan oleh Io, Ia intensitas sinar terserap, It intensitas sinar diteruskan, Ir intensitas sinar terpantulkan, maka:Io = Ia + It + Ir Untuk antar muka udara-kaca sebagai akibat penggunaan sel kaca, dapatlah dinyatakan bahwa sekitar 4 persen cahaya masuk dipantulkan. Ir biasanya terhapus dengan penggunaan suatu kontrol, seperti misalnya sel pembanding, jadi:Io = Ia + It (Bassett et. all., 1994).Spektrum absorbsi dapat diperoleh dengan menggunakan bermacam-macam bentuk contoh: gas, lapisan tipis cairan, larutan dalam bermacam-macam pelarut, dan bahkan padat. Kebanyakan pekerjaan analitik menyangkut larutan, dan kita diharapkan di sini untuk mengembangkan satu uraian kuantitatif dari hubungan konsentrasi larutan dan kemampuannya untuk menyerap radiasi. Pada waktu yang sama, kita harus sadar bahwa besarnya absorbsi akan tergantung juga pada jarak yang dijalani oleh radiasi melewati larutan (Underwood, 1986).Hukum LambertHukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Ini setara dengan menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap. Atau dengan menyatakan bahwa lapisan manapun dari medium itu yang tebalnya sama akan menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama (Bassett et. all., 1994).Hukum BeerSejauh ini telah dibahas absorbsi cahaya dan transmisi cahaya untuk cahaya monokromatik sebagai fungsi ketebalan lapisan penyerap saja. Tetapi dalam analisis kuantitatif orang terutama berurusan dengan larutan. Beer mengkaji efek konsentrasi penyusun yang berwarna dalam larutan, terhadap transmisi maupun absorbsi cahaya. Dijumpainya hubungan yang sama antara transmisi dan konsentrasi seperti yang ditemukan Lambert antara transmisi dan ketebalan lapisan, yakni intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Ini dapat ditulis dalam bentuk:It = I0 . e-kc = I0 . 10-0,4343kc = I0 . 10-Kc (Bassett et. all., 1994).Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitans atau absorbans suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang; pengukuran terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan naik sebagai manual atau perekam, maupun sebagai sinar-tunggal atau sinar-rangkap. Dalam praktek, alat-alat sinar tunggal biasanya dijalankan dengan tangan dan alat-alat sinar-rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spektrum absorbsi, tetapi adalah mungkin untuk mencatat satu spektrum dengan suatu alat sinar tunggal. Unsur-unsur terpenting suatu spektrofotometer adalah sebagai berikut:1. Sumber energi radiasi yang kontinyu dan meliputi daerah spektrum, di mana alat ditujukan untuk dijalankan.2. Monokhormator, yang merupakan suatu alat untuk mengisolasi suatu berkas sempit dari panjang gelombang-panjang gelombang daru spektrum luas yang disiarkan oleh sumber (tentu saja tepat monokhromatisitas tidak dicapai).3. Wadah untuk contoh.4. Detektor yang merupakan suatu transducer yang mengubah energi radiasi menjadi isyarat listrik.5. Penguat dan rangkaian yang bersangkutan yang membuat isyarat listrik cocok untuk diamati.6. Sistem pembacaan yang dapat mempertunjukkan besarnya isyarat listrik.(Underwood, 1986).Ketika sedang browsing mencari journal dan artikel sebagai bahan referensi, saya kerap menemukan dua istilah yang awalnya saya anggap sama. Spektrometri dan spektrofotometri. Jika anda seorang chemist atau kerap bergelut dengan kimia, tentunya sudah tidak asing lagi dengan kata tersebut. Ya.. kata ini memang berhubungan dengan kimia analisis dan digunakan dalam analisa kualitatif atau kuantitatif.

Selama ini saya tidak memperhatikan alasan mengapa dalam menuliskan metode analisa, beberapa penulis dalam artikelnya ada yang menulis secara spektrometri, ada juga yang menulis secara spektrofotometri. Apakah dua istilah ini sinonim satu sama lain atau memiliki perbedaan? Apakah spektrofotometri hanya istilah lain untuk spektrometri?

Bagaimana dengan anda? Apakah anda biasa menuliskan metode spektrometri atau metode spektrofotometri, atau anda tidak begitu memperhatikan penggunaan istilah ini karena selama ini menganggap keduanya adalah sama?

Dalam bidang kimia analisis, sebetulnya ada beberapa istilah lain yang dekat dengan dunia spektrometri. Misalnya spektroskopi, spektrofotometri, kolorimetri, fotometri, spektrometer, dan lainnya. Dan kita-pun hampir setiap hari bersinggungan dan akrab dengan semua kata tersebut. Namun apa sih yang membedakan mereka?

Spektroskopi. Spektroskopi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi dan benda sebagai fungsi panjang gelombang.Awalnya spektroskopi hanya mengacu pada pen-dispersi-an cahaya tampak berdasarkan panjang gelombang (misalnya oleh prisma). Untuk selanjutnya konsep ini berkembang untuk menunjuk pada segala bentuk pengukuran kuantitatif sebagai fungsi dari panjang gelombang dan frekuensi, tidak hanya meliputi cahaya tampak. Sehingga istilah ini bisa juga mengacu pada interaksi radiasi partikel atau respon terhadap berbagai range frekuensi. Jadi spektroskopi adalah istilah/nama yang digunakan untuk ilmu (secara teori) yang mempelajari tentang hubungan antara radiasi/energi/sinar (yang memiliki fungsi panjang gelombang, yang biasa di sebut frekuensi) dengan benda. Gabungan respon frekuensi ini disebut sebagai spektrum.

Spektrometri. Spektrometri adalah tehnik yang digunakan untuk mengukur jumlah (konsentrasi) suatu zat berdasarkan spektroskopi. Instrument yang digunakan disebut spektrometer. Jadi ada tiga istilah yang berbeda. Spektroskopi, spektrometri, dan spektrometer. Spektroskopi mengacu pada bidang keilmuan, spektrometri adalah tehnik aplikasi berdasarkan spektroskopi, sedangkan spektrometer adalah alat/instrument yang digunakan dalam tehnik spektrometri.

Beberapa macam metode analisa berdassarkan spektroskopi yang ada saat ini adalah:

Electromagnetic spectroscopy Electromagnetic spectroscopy Mass spectrometry Acoustic spectroscopy Dielectric spectroscopy Mechanical spectroscopyLantas bagaimana dengan spektrofotometri??

Tak jauh berbeda dengan spektrometri, spektrofotometri juga merupakan tehnik pengukuran jumlah zat yang juga berdasar spektroskopi. Hanya saja pada spektrofotometri, lebih spesifik untuk panjang gelombang UV(Ultraviolet)-dekat, visible, dan infra merah. Spektrofotometri dimasukkan ke dalam electromagnetik spectroscopy. Alat yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Alat ini termasuk ke dalam jenis fotometer, suatu alat untuk mengukur intensitas cahaya. Spektrofotometer dapat mengukur intensitas sebagai fungsi dari warna, atau secara lebih khusus, fungsi panjang gelombang.

Sekarang sudah lebih jelas perbedaan antara spektrometri dan spektrofotometri. Itulah sebabnya untuk spektro UV/Vis disebut spektrofotometer UV-Vis, tidak Spektrometer Uv-Vis. Sebetulnya tidak salah juga menggunakan istilah spektrometer untuk Uv-Vis. Namun kurang tepat. kata spektrometer mengandung makna lebih luas ketimbang spektrofotometer.

Kemudian ada lagi yaitu kolorimetri. Kolorimetri adalah tehnik kuantifikasi berdasarkan perbedaan warna. Mirip dengan spektrofotometri, tapi spektra dipersempit hanya pada tristimulus values, dari mana persepsi warna terbentuk. Secara sederhana dapat diasumsikan bahwa kolorimetri adalah pengukuran konsentrasi berdasar perbedaan warna yang tampak oleh mata.

_1311407428.bin