TINJAUAN PUSTAKA
2.2 Spektrofotometri Ultraviolet
Jika suatu molekul dikenakan radiasi elektromagnetik maka molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik. Interaksi antara molekul dengan radiasi elektromagnetik ini akan meningkatkan energi dari tingkat dasar ke tingkat tereksitasi. Apabila pada molekul hanya terjadi transisi elektronik pada satu macam gugus yang terdapat pada molekul, maka hanya akan terjadi satu absorpsi yang merupakan pita spektrum. Terjadinya dua atau lebih pita spektrum diberikan oleh molekul dengan struktur yang lebih kompleks karena terjadi beberapa transisi sehingga mempunyai lebih dari satu panjang gelombang (Rohman, 2007).
Gugus fungsi seperti –OH, -O, -NH2, dan –OCH3 yang memberikan transisi n → π* disebut gugus auksokrom. Gugus ini adalah gugus yang tidak dapat
menyerap radiasi ultraviolet-sinar tampak, tetapi apabila gugus ini terikat pada gugus kromofor mengakibatkan pergeseran panjang gelombang ke arah yang lebih besar (pergeseran batokromik) (Rohman, 2007).
Menurut Hukum Lambert, serapan berbanding lurus terhadap ketebalan sel yang disinari. Sedangkan menurut Beer, serapan berbanding lurus dengan konsentrasi. Kedua pernyataan ini dapat dijadikan satu dalam Hukum Lambert-Beer, sehingga diperoleh bahwa serapan berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan sel, yang dapat ditulis dengan persamaan :
A= a.b.c (g/liter) atau A= ε. b. c (mol/liter)
Keterangan: A = serapan a = absorptivitas b = ketebalan sel c = konsentrasi
ε = absorptivitas molar
Hukum Lambert-Beer menjadi dasar aspek kuantitatif spektrofotometri dimana konsentrasi dapat dihitung berdasarkan rumus di atas. Absorptivitas merupakan suatu tetapan dan spesifik untuk setiap molekul pada panjang gelombang dan pelarut tertentu.
Penggunaan utama spektrofotometri ultraviolet adalah dalam analisis kuantitatif. Apabila dalam alur spektrofotometer terdapat senyawa yang mengabsorpsi radiasi, akan terjadi pengurangan kekuatan radiasi yang mencapai detektor. Parameter kekuatan energi radiasi yang diabsorpsi oleh molekul adalah absorban (A) yang dalam batas konsentrasi tertentu nilainya sebanding dengan banyaknya molekul yang mengabsorpsi radiasi. Senyawa yang tidak mengabsorpsi
radiasi ultraviolet-sinar tampak dapat juga ditentukan dengan spektrofotometri ultraviolet-sinar tampak, apabila ada reaksi kimia yang dapat mengubahnya menjadi kromofor atau dapat disambungkan dengan suatu pereaksi kromofor .
Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitans atau serapan suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrofotometer merupakan penggabungan dari dua fungsi alat yang terdiri dari spektrometer yang menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer sebagai alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi.
Instrumen yang digunakan untuk mempelajari serapan atau emisi radiasi elektromagnetik sebagai fungsi dari panjang gelombang disebut “spektrometer” atau “spektrofotometer”. Komponen-komponen pokok dari spektrofotmeter meliputi: (1) sumber tenaga radiasi yang stabil, (2) sistem yang terdiri atas lensa-lensa, cermin, celah-celah, dan lain-lain, (3) monokromator untuk mengubah radiasi menjadi komponen-komponen panjang gelombang tunggal, (4) tempat cuplikan yang transparan, dan (5) detektor radiasi yang dihubungkan dengan sistem meter atau pencatat (Sastrohamidjojo, 1991).
Diagram sederhana dari spektrofotometer adalah sebagai berikut :
Diagram spektrofotometri (1). Sumber tenaga radiasi
Sumber tenaga radiasi terdiri dari benda yang tereksitasi hingga ke tingkattenaga yang tinggi oleh sumber listrik bertegangan tinggi atau oleh
Sumber Mono- kromator Sel penyerap Detekto r Meter atau pencatat
pemanasan listrik. Benda/materi yang kembali ke tingkat tenaga yang lebih rendah atau ketingkat dasarnya, melepaskan foton dengan tenaga-tenaga yang karakteristik yang sesuai dengan E, yaitu perbedaan tenaga antara tingkat terekstiasi dan tingkat dasar rendah. Sumber radiasi yang ideal untuk pengukuran serapan harus menghasiilkan spektrum kontinu dengan intensitas yang seragam pada keseluruhan kisaran panjang gelombang yang sedang dipelajari(Sastrohamidjojo, 1991).
Sumber-sumber radiasi ultraviolet yang kebanyakan digunakan adalah lampu hidrogen dan lampu deuterium. Mereka terdiri sepasang elektroda yang terselubung dalam tabung gelas dan diisi dengan gas hidrogen atau deuterium pada tekanan rendah. Bila tegangan yang tinggi dikenakan pada elektroda-elektroda, maka akan dihasilkan elektron-elekton yang mengekstasikan elektom-elektron lain dalam molekul gas ke tingkatan tenaga yang tinggi. Bila elektron-elekton kembali ke tingkat dasar mereka melepaskan radiasi yang kontinyu dalam daerah sekitar 180-350 nm. Sumber radiasi ultraviolet yang lain adalah yang lain adalah lampu xenon, tetapi ia tidak se stabil lampu hidrogen(Sastrohamidjojo, 1991).
Sumber radiasi terlihat dan radiasi inframerah dekat yang biasa digunakan adalah lampu filamen tungsten. Filamen dipanaskan oleh sumber arus searah (d-c), atau oleh baterai. Filamen tungsten menghasilkan radiasi kontinu dalam daerah antara 350 dan 2500 nm (Sastrohamidjojo, 1991).
(2). Monokromator
Seperti kita ketahui bahwa sumber radiasi yang umum digunakan menghasilkan radiasi kontinu dalam kisaran panjang gelombang yang lebar. Dalam spektrometer, radiasi yang polikromatik ini harus diubah menjadi radiasi monokromatik. Ada dua jenis alat yang digunakan untuk mengurai radiasi
polikromatik menjadi monokromatik yaitu penyaring dan monokromator. Penyaring dibuat dari benda khusus yang hanya meneruskan radiasi pada daerah panjang gelombang tertentu dan menyerap radiasi pada daerah panjang gelombang tertentu dan menyerap radiasi dari panjang gelombang yang lain. Monokromator merupakan serangkaian alat optik yang menguraikan radiasi polikromatik menjadi jalur-jalur yang efektif/panjang gelombang-gelombang tunggalnya dan memisahkan panjang gelombang-gelombang tersebut menjadi jalur-jalur yang sangat sempit (Sastrohamidjojo, 1991).
(3). Tempat Cuplikan
Cuplikan yang akan dipelajari pada daerah ultraviolet atau terlihat yang biasanya berupa gas atau larutan di tempatkan dalam sel atau cuvet. Untuk daerah ultraviolet biasanya untuk digunakan Quartz atau sel dari silika yang dilebur, sedangkan untuk daerah terlihat digunakan gelas biasa atau quartz. Sel yang digunakan untuk cuplikan yang berupa gas mempunyai panjang lintasan dari 0,1 hingga 100 nm, sedang sel untuk larutan mempunyai panjang lintasan tertentu dari 1 hingga 10 cm. Sebelum sel dipakai harus dibersihkan dengan air, atau jikaa dikehendaki dapat dicuci dengan larutan detergen atau asam nitrat panas (Sastrohamidjojo, 1991).
Pelarut. Pelarut-pelarut yang digunakan dalam spektrofotometri harus : a. Melarutkan cuplikan dan
b. Meneruskan radiasi dalam daerah panjang gelombang yang sedang dipelajari. Beberapa pelarut yang bisa digunakan dalam daerah-daerah ultraviolet dan terlihat adalah seperti : aseton, benzena, karbon tetraklorida, kloroform,
dioksan, diklorometan, 95% etanol, etil eter, metanol, air dan sebagainya (Sastrohamidjojo, 1991).
Pembuatan larutan. Larutan selalu dibuat dengan cermat : larutan standar dibuat dalam labu ukur, konsentrasi biasanya sekitar 0,1%. Untuk pekerjaan yang memerlukan ketelitian, semua gelas-gelas standar dan sebagainya harus mempunyau kualitas analitis yang tingii, dan jika pengenceran dilakukan harus dikerjakan dalam volume yang dapat diukur dengan teliti; karena perbedaan volume yang sangat kecil akan dapat menyebabkan kesalahan (Sastrohamidjojo, 1991).
(4). Detektor
Setiap detektor menyerap tenaga foton yang mengenainya dan mengubah tenaga tersebut untuk dapat diukur secara kuantitatif seperti sebagai arus listrik atau perubahan-perubahan panas. Kebanyakan detektor menghasilkan sinyal listrik yang dapat mengaktifkan meter atau pencatat. Setiap pencatat harus menghasilkan sinyal yang secara kuantitatif berkaitan dengan tenaga cahaya yang mengenainya. Detektor yang digunakan dalam ultraviolet danterlihat disebut detektor fotolistrik. Persyaratan-persyaratan penting untuk detektor meliputi :
a. Sensitivitas tinggi hanya dapat mendeteksi tenaga cahaya yang mempunyai tingkatan rendah sekalipun,
b. Waktu respon yang pendek,
c. Stabilitas yang panjang/lama untuk menjamin respon secara kuantitatif, dan d. Sinyal elektronik yang mudah diperjelas (Sastrohamidjojo, 1991).
