BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Spektrofotometri Inframerah
Alat yang dapat menentukan spektrum serapan suatu senyawa disebut spektrofotometer inframerah. Spektrofotometer menentukan kekuatan dan kedudukan relatif dari semua serapan dalam daerah inframerah dan menggambarkannya pada kertas grafik yang sudah dikalibrasi (Supratman, 2010). Pancaran inframerah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum elektromagnet yang terletak diantara daerah tampak dan daerah gelombang mikro. Spektrum inframerah suatu molekul adalah hasil transisi antara tingkat energi getaran (vibrasi) yang berlainan. Inti-inti atom yang terikat oleh ikatan kovalen mengalami getaran (vibrasi) atau osilasi (oscillation). Bila molekul menyerap inframerah, energi yang diserap menyebabkan kenaikan dalam amplitudo getaran atom-atom yang terikat. Jadi molekul ini berada dalam keadaan vibrasi tereksitasi
(excited vibrational state), energi yang diserap ini akan dibuang dalam bentuk
panas bila molekul itu kembali lagi (Sastrohamidjojo, 1992).
Bilangan gelombang mutlak dari absorpsi oleh suatu tipe ikatan, bergantung pada macam getaran dari ikatan tersebut. Oleh karena itu tipe ikatan yang berlainan (C-H, C-C, C=O, C=C, O-H, dan sebagainya) menyerap radiasi inframerah pada bilangan gelombang yang berlainan. Dengan demikian spektrofotometri inframerah dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya gugus fungsi dalam suatu molekul.
Spektrum inframerah suatu senyawa adalah grafik dari bilangan gelombang yang secara berkesinambungan berubah sepanjang suatu daerah sempit dari spektrum elektromagnetik, versus transmitan-persen atau pada absorbans (A). Kebanyakan spektrum inframerah merekam bilangan gelombang versus %T.
Bila suatu senyawa menyerap radiasi pada suatu panjang gelombang tertentu, intensitas radiasi yang diteruskan oleh contoh berkurang. Ini mengakibatkan suatu penurunan dalam %T dan terlihat pada spektrum sebagai suatu sumur (deep) yang disebut puncak absorpsi atau pita absorpsi. Bagian spektrum dimana %T menunjukkan angka 100 (atau hampir 100) disebut garis dasar (base line) yang direkam pada spektrum inframerah pada bagian atas (Supratman, 2010).
2.4.1 Spektrofotometri inframerah fourier transform
Radiasi inframerah dapat dianalisis dengan spektroskopi FTIR yang bagiannya terdiri dari cermin gerak, cermin statik, dan pembagi berkas radiasi. Radiasi yang berasal dari sumber radiasi inframerah dikolimasikan oleh sebuah cermin cekung ke pembagi berkas radiasi, setengah berkas dilewatkan cermin statik dan setengah berkas lainnya ke cermin gerak. Pergerakan cermin memodulasi semua bilangan gelombang dalam berkas radiasi. Setelah terjadi refleksi pada kedua cermin, kedua berkas tersebut bergabung kembali pada pembagi berkas radiasi.
Meskipun cahaya masuk inkoheren, pemecahan menjadi dua berkas dan penggabungannya kembali pda pembagi menjamin bahwa keduanya dapat bergabung seperti koheren. Sebagai hasilnya, kedua berkas bilangan
gelombangnya dapat berinteferensi dengan kadar yang berbeda. Berkas gabungan lewat melalui sel sampel dan sampai ke detektor yang memberikan keuntungan dibandingkan dengan metode dispersi. Tiap bilangan gelombang dimodulasi dan dideteksi pada frekuensi yang berbeda, akan terjadi gangguan noise hanya pada lebar pitanya yang sempit. Sebagai hasilnya betul-betul tidak ada radiasi baur yang menyertai pengukuran fourier transform.
Bebasnya dari radiasi baur merupakan salah satu keuntungan Spektroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR). Sinyal analisis yang dihasilkan pada FTIR sangat kompleks dan memerlukan perubahan dengan transformasi Fourier dari bidang kekuasaan waktu (time domain) ke bidang kekuasaan frekuensi (frequency
domain) agar diperoleh spketrum inframerah biasa. Salah satu keuntungan FTIR
adalah perekaman spektrum inframerah yang sangat tepat, sehingga memungkinkan merekam komponen senyawa yang dipisahkan pada kromatografi gas (Satiadarma, dkk., 2004).
2.4.1.1 Vibrasi molekul
Suatu ikatan dalam sebuah molekul dapat mengalami berbagai vibrasi molekul. Secara umum terdapat dua tipe vibrasi molekul:
a. Stretching (vibrasi regang/ulur): vibrasi sepanjang ikatan sehingga terjadi
perpanjangan atau pemendekan ikatan.
b. Bending (vibrasi lentur/tekuk): vibrasi yang disebabkan oleh sudut ikatan
sehingga terjadi pembesaran atau pengecilan sudut ikatan. Gerakan vibrasi yang teramati dalam spektrum inframerah jika menghasilkan perubahan momen dipol (µ≠0) sedangkan jika (µ=0) akan teramati dalam spektrum (Supratman, 2010).
2.4.1.2 Peralatan
Spektrum inframerah umumnya merupakan spektrometer double-beam
(berkas ganda) dan terdiri dari: sumber radiasi, monokromator dan detektor. a. Sumber radiasi
Radiasi inframerah biasanya dihasilkan oleh pemijar Nernst dan Globar. Pemijar Nerst merupakan batang cekung dari Zirkunium dan Ytrium oksida yang dipanaskan hingga 1200oC dengan arus listrik. Pemijar Globar merupakan batang silikon karbida yang dipanaskan hingga 12000C dengan arus listrik.
b. Monokromator
Terdiri dari sistem celah masuk dan celah keluar, alat pendispersi yang berupa kisi difraksi atau prisma, dan cermin untuk memantulkan dan menfokuskan sinar. Bahan prisma adalah natrium klorida, kalium bromida, sesium bromida, litium fluorida. Prisma natrium klorida paling banyak digunakan, karena natrium klorida hanya transparan dibawah 625 cm-1, sedangkan halida logam lainnya harus digunakan dengan frekuensi yang rendah.
c. Detektor
Sebagian besar alat modern menggunakan detektor panas. Detektor fotolistrik tidak dapat digunakan untuk mendeteksi sinar inframerah, karena energi foton inframerah tidak cukup besar untuk membebaskan elektron dari permukaan katoda (Sastrohamidjojo, 1991).
2.4.2 Penanganan sampel
Bila sinar inframerah dilewatkan melalui cuplikan, maka sejumlah frekuensi diserap sedangkan frekuensi yang lain diteruskan/ditransmisikan tanpa diserap. Jika kita menggambar antara persen absorbansi atau persen transmitansi dengan bilangan gelombang maka akan dihasilkan spektrum inframerah. Cara penanganan sampel, tergantung dari jenis sampelnya (padat dan cair). Spektrum inframerah biasanya menunjukkan pengaruh dari perbedaan penanganan sampel dalam bentuk pergeseran frekuensi atau pita serapan.
a. Cairan
Cara yang paling mudah dalam penanganan sampel bentuk cairan adalah menempatkan cuplikan tersebut sebagai film yang tipis diantara lapis natrium klorida yang transparan terhadap inframerah.
b. Padatan
Ada dua cara untuk penanganan sampel padatan:
1. Mull atau pasta, sampel padat digerus hingga halus dalam mortar dengan meneteskan hidrokarbon cair (Nujol, Kaydol) hingga diperoleh pasta yang halus, selanjutnya pasta ditekan antara dua plat natrium klorida hingga diperoleh film yang tipis.
2. Pelet kalium bromida, dibuat dengan cara sampel dicampur dengan kalium bromida dan kemudian ditekan sehingga diperoleh sebuah pelet transparan.