B. Karakterisasi Senyawa Basa Schiff
1. SpektrofotometerUV–Vis
B. Karakterisasi Senyawa Basa Schiff
Pada penelitian ini senyawa basa Schiff hasil sintesis dilakukan beberapa metodekarakterisasi meliputi spektrofotometri UV–Vis, spektrofotometri inframerah (IR), dan DTA–TGA.
1. SpektrofotometerUV–Vis
Spektroskopi UV–Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dan sinar tampak dengan menggunakan instrumen spektrofotometer. Prinsip dari spektrofotometri UV–Vis adalah
penyerapan sinar tampak dengan suatu molekul yang dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari tingkat energi dasar (ground state) ketingkat energi yang lebih tinggi (excited stated). Panjang gelombang UV–Vis berada pada kisaran 180–800 nm, pengabsorbsian sinar ultra violet dan sinar tampak oleh suatu molekul umum menghasilkan eksitasi elektron bonding, akibatnya panjang absorbsi maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul (Owen, 2000).
Spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, diemisikan, atau direfleksikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Absorbansi dari larutan sampel yang diukur dengan spektrofotometer UV–Vis digunakan untuk mengukur intensitas sinar yang dilalui menuju sampel (I)dan membandingkannya dengan intensitas sinar sebelum dilewatkan ke sampel tersebut (I0). Rasio I/I0 disebut transmitan (T), sedangkan absorbansi diperoleh dari transmitan tersebut dengan rumus A= –log T.
14
Semakin banyak sinar diabsorbsi oleh sampel organik pada panjang gelombang tertentu, semakin tinggi absorban, seperti pada yang dinyatakan dalam hukum Lambert–Beer A = log I0/I = a . b . c = ε . b .c(Skoog et al., 1998).
Sampel yang dapat diukur oleh spektrofotometer UV–Vis adalah sampel
yangberwarna atau dibuat berwarna.Proses yang dapat dilakukan untuk membuat larutan berwarna adalah pembentukan senyawa basa Schiff. Warnasenyawa basa Schiff dapat dideteksi dengan mengukur panjang gelombang yangdiserap oleh senyawa basa Schiff menggunakan spektrofotometer UV–Vis (Yenita,2012).
Transisi elektronik yang terjadi pada daerah ultra–ungu tampak meliputi tiga macam transisiyaitu elektron σ, π, dan n. Transisi jenis elektron σ, π, dan n elektron ini terjadi pada molekul–molekul organik dan sebagian kecil anion dan anorganik. Molekul tersebut mengabsorbsi radiasi elektromagnetik karena adanya elektron valensi yang akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Tabel 1menunjukkan beberapa kromofor senyawa organik dan senyawa aromatik dengan puncak absorbsi dan absorbtivitas molar serta transisi molar yang mungkin terjadi.
Tabel 1.Absorbsi senyawa aromatik pada spektrofotometri UV–Vis
Kromofor/senyawa λ maks ԑ maks Transisi
Karbonil 186–280 1,0 x 10–3 – 16 n→π*
Azometina 339 60 n→π*
Keton 282 27 Delokasi n*
Benzena 204 7,9 x 10–3 π→π*
Anilina 230 8,6 x 10–3 π→π*
Prinsip dasar spektrofotometri UV–Vis adalah terjadinya transisi elektronik yang disebabkan penyerapan sinar UV–Vis yang mampu mengeksitasi elektron dari
15
orbital yang kosong. Umumnya, transisi yang paling mungkin adalah transisi pada tingkat energi tertinggi (HOMO) ke orbital molekul yang kosong pada tingkat terendah (LUMO). Sebagian besar molekul, orbital molekul terisi pada tingkat energi terendah adalah orbital σ yang berhubungan dengan ikatan σ sedangkan orbital π berada pada tingkat energi lebih tinggi. Orbital nonikatan (n) yang mengandung elektron–elektron yang belum berpasangan berada pada tingkat energi yang lebih tinggi lagi, sedangkan orbital–orbital anti ikatan yang kosong yaitu σ* dan π* menempati tingkat energi yang tertinggi (Pavia et al., 2001).
Gambar 7. Spektrum UV–VisN,N–dimetil–4–(feniliminametil) anilina
Berdasarkan hasil spektrum senyawa basa Schiff oleh Ghannet al.(2017) pada Gambar 7 menunjukkan bahwa senyawa basa Schiff N,N–dimetil–4–(fenilimina– metil) anilinamemiliki panjang gelombang maksimum pada 318,9 nm dan
16
Schiff mengandung gugus kromofor yaitu imina atau azometina( C=N–) yang memberikan serapan yang khas pada panjang gelombang tersebut. Besarnya panjang gelombang maksimum senyawa tersebut berkaitan dengan transisi π→π* dari gugus imina atau benzen pada basa Schiff dimana terdapat elektron π (phi) menuju orbital π* (phi anti ikatan) (Kurniawan, 2009).
Pelarut dalam metode spektrofotometri menimbulkan masalah dalam beberapa daerah spektrum.Titik batas transparansi dalam daerah ultraviolet dari sejumlah pelarut dipaparkan dalam Tabel 2 (Day andUnderwood, 2002).
Tabel2.Pelarut-pelarut untuk daerah ultraviolet dan cahaya tampak
Pelarut Perkiraan Transparansi Minimum (nm) Pelarut Perkiraan Transparansi Minimum (nm) Air 190 Klorofom 250
Methanol 210 Karbon tetraklorida 265
Sikloheksana 210 Benzene 280
Heksana 210 Toluene 285
Dietil Eter 220 Piridina 305
p–dioksana 220 Aseton 330
Etanol 230 Karbon disulfide 380
Pada Tabel 2 terdapat data pelarut yang biasanya digunakan untuk analisis UV– Vis. Fungsi pelarut tidak hanya melarutkan sampel, tetapi juga tidak boleh menyerap cukup banyak dalam daerah dimana penetapan itu dibuat.Air
merupakan pelarut yang baik dalam arti tembus cahaya diseluruh daerah tampak dan turun sampai panjang gelombang sekitar 200 nm didaerah ultraviolet.Tetapi karena air merupakan pelarut yang kurang baik bagi banyak senyawa organik, lazimnya pelarut organik yang digunakan seperti etanol dan methanol.
17
2. SpektrofotometerInframerah (IR)
Spektroskopi Inframerah(IR) didasarkan adanya interaksi molekul dengan energi radiasi inframerah dan bukan dengan berkas elektron berenergi tinggi. Atom– atom di dalam suatu molekul tidak dapat diam melainkan
bervibrasi/bergetar.Perekaman spektrum inframerah dilakukan pada daerah inframerah yaitu 400–4000 cmˉ1. Spektrum ini menunjukkan banyak puncak absorbsi pada frekuensi yang karakteristik (Fa’izah, 2016).Spektrofotometer (IR) digunakan untuk penentuan struktur terutama senyawa organik dan juga untuk analisis kuantitatif.
Penggunaan spektrum inframerah untuk penentuan spektrum senyawa organik biasanya antara 650–4000 cmˉ1.Daerah dibawah frekuensi 650 cmˉ1 dinamakan inframerah jauh dan daerah diatas 4000 cm–1 dinamakan inframerah dekat. Dari beberapa pada penelitian yang telah dilakukan biasanyasenyawa basa Schiff memiliki karakteristik yang menarik yaitu gugus azometina (R–C=N–R) dapat terlihat dalam spektrum inframerah padadaerah frekuensi sekitar 1600 cmˉ1 (Rajavel andSakthilatha, 2013).
Dalam spektroskopi inframerah panjang gelombang dan bilangan gelombang merupakan nilai yang digunakan untuk menjelaskan posisi dalam spektrum serapan.Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat getaran yang berlainan. Gerakan getaran molekul menyerupai gerakan suatu bola yang dipasang pada pegas, yaitu pengosilasi harmoni.Model bola dan pegas digunakan untuk mengembangkan konsepsi gerakan getaran.Beberapa gugus
18
fungsi tertentu yang dapat menyerap sinar inframerah dan muncul pada daerah– daerah spektrum FT–IR seperti pada Tabel 3.
Tabel 3. Gugus fungsi tertentu yang dapat menyerap sinar inframerah
Daerah Spektrum Bilangan Gelombang (cmˉ1)
Ikatan yang menyebabkan absorbsi
3750 – 3000 Regang O–H ; N–H
3300 – 2900 Regang C–H ; –C≡ C–H ; C=C–H; Ar–H
3000 – 2700 Regang C–H ; CH3 ; CH2 ; –H
2400 – 2100 Regang C≡C; C≡N
1900 – 1650 Regangan C=O (asam, aldehida, keton, amida, ester, anhidrida)
1675– 1500 Regang C=C (alifatik dan aromatic); C=N
1475 – 1300 Lentur C–H
1000 – 650 Lentur C=C–H; Ar–H (luar bidang)
Panjang gelombang diukur dalam mikron atau mikro meter (µm), sedangkan bilangan gelombang (ʋ ) adalah frekuensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan cmˉ1 (Umiyati, 2009).Beberapa penelitian yang telah dilakukan, basa Schiff memiliki spektrum yang menarik, karena adanya pita serapan yang muncul akibat adanya gugus azometina (R2– C=N–R). Spektrum IR dari basa Schiff menunjukkan tipe absorpsi yang kuat berada pada 1605 cmˉ1 (Liu et al., 2006), 1620 cmˉ1 (Yildirim et al., 2000) dan 1657 cmˉ1 (Tai et al., 2003) yang berkaitan dengan vibrasi ulur (C=N) dari gugus azometina basa Schiff.
Penelitian yang telah dilakukan oleh Thakare (2010), hasil spektrum FTIR senyawaN,N–dimetilkloroaminobenzaldehida yang merupakan hasil sintesis dari 4–dimetilaminobenzaldehida dan p–kloroanilina mengindikasikan adanya
19
serapan–serapan khas, bilangan gelombang 3030 cmˉ1 menunjukkan adanya vibrasi C–H secara teoritis pita C–H pada bilangan gelombang 3000–3300 cmˉ1 (Fessenden, 1997).
Secara teoritis vibrasi C=C aromatis ditunjukkan pada bilangan gelombang 1650 – 1550 cm–1 pada penelitian ini vibrasi C=C ditunjukkan pada bilangan gelombang 1577 cm–1.Vibrasi C=N menunjukkan karakteristik ikatan yang kuat pada daerah bilangan gelombang 1600–1650 cm–1 (Rilyanti, 2008). Pada penelitian ini vibrasi C=N ditunjukkan pada bilangan gelombang 1601,8 cm–1. Vibrasi C–Cl secara teoritis ditunjukkan pada daerah sidik jari 500–800 cm–1, pada penelitian ini vibrasi C–Cl muncul pada bilangan gelombang732 cm–1.
