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