SPEKTROSKOP INFRAMERAH

A. Istilah-istilah dalam spektroskopi

1. Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari interaksi radiasi dengan materi.

2. Spektrometri adalah tehnik yang digunakan untuk mengukur jumlah (konsentrasi)

suatu zat berdasarkan spektroskopi.

3. 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.

4. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu

sampel sebagai fungsi panjang gelombang.

5. Absorbansi adalah daya radiasi sinar yang diserap oleh larutan baik itu larutan baku

maupun blangko.

6. transmitan adalah fraksi radiasi yang diteruskan atau yang keluar dari kuvet dan

fraksi radiasi yang masuk ke dalam kuvet.

B. Pengertian spektroskopi inframerah

Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi

molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang

0.78 - 1.000 µm atau pada bilangan gelombang 12.800 - 10 cm-1. Radiasi

elekrtomagnetik adalah energi yang dipancarkan menembus ruang dalam bentuk

gelombang-gelombang. Berbagai ragam tipe radiasi elektromagnetik seperti gelombang

radio, ultraviolet, inframerah, visible dan lain-lain, masing-masing dicirikan oleh panjang

gelombangnya (wavelength, l) atau frekuensi (frequency, u). Inframerah adalah radiasi

elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih

pendek dari radiasi gelombang radio.

Umumnya daerah infra merah terbagi dalam infra merah dekat, infra merah tengah

dan infra merah jauh. Daerah spektrum infra merah dapat dilihat pada tabel di bawah.

Tabel Daerah Spektrum Infra Merah

Daerah

Panjang

Gelombang

(m)

Bilangan

Gelombang

(cm-1)

Frekuensi

(Hz)

Dekat 0,78 – 2,5 12800 – 4000 3,8x1014 – 1,2x1014

Tengah 2,5 – 50 4000 – 200 1,2x1014 – 6,0x1014

Jauh 50 – 1000 200 – 10 6,0x1014 – 3,0x1014

Penggunaan yang paling banyak adalah pada daerah pertengahan dengan kisaran

bilangan gelombang 4000 sampai 670 cm-1 atau dengan panjang gelombang 2,5 sampai

15 m. Spektrum inframerah umumnya dinyatakan dalam bilangan gelombang (v)

dengan satuan cm-1. Berdasarkan bilangan gelombang dapat ditentukan :

Jenis ikatan.

Gugus fungsional.

Golongan senyawa.

C. Dasar teori

Banyak senyawa organik menyerap radiasi pada daerah tampak dan ultra violet

dari spektrum elektromagnetik. Bila senyawa menyerap radiasi pada daerah tampak dan

ultra violet maka elektron akan tereksitasi dari keadaan dasar ke tingkat energi yang

lebih tinggi.

Senyawa organik juga menyerap radiasi elektromagnetik pada daerah infra merah.

Radiasi infra merah tidak mempunyai energi yang cukup untuk mengeksitasi elektron

tetapi dapat menyebabkan senyawa organik mengalami rotasi dan vibrasi. Bila molekul

mengabsorpsi radiasi infra merah, energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam

amplitudo getaran atom-atom yang terikat itu. Jadi molekul ini berada dalam keadaan

vibrasi tereksitasi.

Terdapat dua jenis vibrasi molekul yaitu vibrasi ulur (stretching) dan tekuk

(bending).

1. Vibrasi ulur adalah pergerakan atom yang teratur sepanjang sumbu ikatan antara dua

atom sehingga jarak antara atom dapat bertambah atau berkurang. Contoh vibrasi

ulur , yaitu uluran simetri dan asimetri.

2. Vibrasi tekuk adalah pergerakan atom yang menyebabkan perubahan sudut ikatan

antara dua ikatan atau pergerakan dari sekelompok atom terhadap atom lainnya.

Contoh dari vibrasi tekuk adalah scissoring, wagging, twisting, dan rocking.

D. Interpretasi spektra spektroskopi inframerah pada suatu senyawa

Spektrum infra merah merupakan plot antara transmitans dengan frekuensi atau

bilangan gelombang. Spektrum ini juga menunjukkan banyaknya puncak absorpsi (pita)

pada frekuensi atau bilangan gelombang yang karakteristik. Daerah antara 4000-1400

cm-1 (2,5-7,1m), bagian kiri spektrum infra merah, merupakan daerah yang khusus

berguna untuk identifikasi gugus-gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorpsi

yang disebabkan oleh vibrasi (regangan) uluran. Vibrasi uluran (stretching) khas bagi

gugus-gugus fungsi yang penting seperti OH, NH dan C=O terletak pada daerah ini.

Daerah di kanan 1400 cm-1 seringkali sangat rumit karena baik vibrasi (regangan) uluran

maupun tekuk mangakibatkan absorpsi di situ. Dalam daerah ini biasanya korelasi antara

suatu pita dan suatu gugus fungsional spesifik tak dapat ditarik dengan cermat; namun,

tiap senyawa organik mempunyai absorpsinya yang unik di sini. Oleh karena itu bagian

spektrum ini disebut daerah sidikjari (fingerprint region).

Dalam menginterpretasikan spektrum IR sebenarnya sangatlah sederhana, yaitu

hanya mencocokkan bilangan gelombang setiap puncak pada spektrum dengan data/tabel

spektroskopi IR. Sehingga akan dapat diketahui jenis ikatan, gugus fungsi, dan golongan

senyawa yang terkandung dalam senyawa yang diisolasi.

Berikut beberapa contoh penginterpretasian spektroskopi IR senyawa organik.

1. Contoh penginterpretasian spektrum IR suatu senyawa organik yang dikutip dari

supartono, sudarmin, YP. Arum tentang Isolasi dan uj daya anti mikroba ekstrak

daun kersen (Muntingia calabura).

a. Spektrum IR ekstrak metanol daun kersen

b. Spektrum IR ekstrak etanol daun kersen

Dugaan struktur dari isolasi daun kersen.

2. Contoh penginterpretasian spektrum IR suatu senyawa organik yang dikutip dari

Rifki Brahmono Idrus, Nurhayati Bialangi, La Alio tentang isolasi dan karakterisasi

senyawa alkaloid dari biji tumbuhan sirsak (Annona muricata Linn).

3. Contoh penginterpretasian spektrum IR suatu senyawa organik yang dikutip dari

Ismarti tentang isolasi triterpenoid dan uji anti oksidan dari fraksi etil asetat kulit

batang meranti merah (Shorea singkawang (Miq).Miq).

Lampiran

Tabel 3.2. Puncak Absorpsi Infra Merah

Gugus Fungsional Frekuensi (cm-1) Intensitas

Alkil

C-H (ulur)

Isopropil-CH(CH3)2

Tert-butil-C(CH3)3

-CH3 (tekuk)

-CH2 (tekuk)

2853-2962

1380-1385

1365-1370

1385-1395 dan

1365

1375-1450

1465

Sedang-tajam

Tajam

Tajam

Sedang

Tajam

Sedang

Sedang

Alkenil

C-H (ulur)

C=C (ulur)

R-CH=CH2

C-H (tekuk keluar bidang)

R2C=CH2

Cis-RCH=CHR

Trans-RCH-CHR

3010-3095

1600-1680

985-1000

905-920

880-900

675-730

960-975

Sedqng

Sedqng-lemah

Tajam

Tajam

Tajam

Tajam

Tajam

Alkunil

=C-H

C=C

3300

2100-2250

Tajam

Lemah-tajam

Aromatik

C=C 1475 dan 1600 Sedang-lemah

Ar-H (ulur)

Substitusi aromatik

(C-H tekuk keluar bidang)

Mono

Orto

Meta

Para

3030

690-710

730-770

735-770

680-725

750-810 dan

790-8840

Tajam

Sangat tajam

Sangat tajam

Tajam

Tajam

Sangat tajam

Sangat tajam

Alkohol, Fenol, Asam Karboksilat

O-H (alkohol, fenol)

O-H (alkohol, fenol, ikatan hidrogen)

O-H (asam karboksilat, ikatan hidrogen

3590-3650

3300-3600

2400-3400

Sedang

Sedang

Sedang

Aldehida, Keton, Ester, dan

Asam Karboksilat

C=O (ulur)

Aldehida

Ketonn

Ester

Asam karboksilat

Amida

Anhidrida

1600-1820

1690-1740

1650-1730

1735-1750

1735-1750

1710-1780

1760 dan 1810

Tajam

Tajam

Tajam

Tajam

Tajam

Tajam

Tajam

Amida

N-H 3100-3500 Sedang

Nitril

C=N 2240-2260 Sedang-tajam

Alkohol, Eter, Ester, Asam karboksilat

Anhidrida

C-0

Aldehida (C-H)

Nitro (N=O)

1000-1300

2700-2800 dan

2800-2900

1300-1390 dan

1500-1600

Tajam

Lemah

Lemah

Tajam

Tajam

Merkaptan

S-H 2550 Lemah