BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA
D. Spektrofotometri Visibel
sangat stabil dan intensitas warnanya tidak berubah dalam waktu yang lama
(Anonim, 2005).
D. Spektrofotometri Visibel 1. Deskripsi umum
Spektrofotometri visibel adalah anggota teknik analisis spektroskopik
yang memakai sumber radiasi elektromagnetik sinar tampak (380-780 nm) dengan
memakai instrumen spektrofotometer (Mulja dan Suharman, 1995).
Spektrofotometri visibel termasuk dalam spektrofotometri serapan yang
melakukan pengukuran suatu interaksi antara radiasi elektromagnetik (REM) dan
molekul atau atom dari suatu zat kimia. Pada awalnya, pengukuran
spektrofotometri pada daerah visibel disebut kolorimetri tetapi istilah
“kolorimetri” lebih tepat digunakan untuk persepsi tentang warna (Anonim,
1995).
2. Interaksi elektron dengan radiasi elektromagnetik (REM)
Dalam metode spektrofotometeri, larutan sampel akan mengabsorpsi
REM dengan energi yang sesuai dan jumlah yang diserap tersebut berhubungan
dengan konsentrasi dari analit dalam larutan. Suatu molekul mengabsorpsi photon
dengan energi yang sesuai untuk menjalani suatu transisi (Christian, G.D., 2004).
Jenis – jenis absorpsi yang dapat terjadi antara lain:
a. Absorpsi yang melibatkan transisi elektron , , dan n. Ada tiga macam
distribusi elektron di dalam suatu senyawa organik secara umum yang
selanjutnya dikenal sebagai orbital elektron pi ( ), sigma ( ), dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
elektron tidak berpasangan (n). Apabila pada suatu molekul dikenakan
radiasi elektromagnetik maka akan terjadi eksitasi elektron ke tingkat
energi yang lebih tinggi yang dikenal sebagai elektron anti-bonding
(Mulja dan Suharman, 1995).
Gambar 4. Tingkat energi elektronik molekul
MenurutSkoog et al, macam-macam transisi yang mungkin terjadi antara
lain :
1) Transisi *. Dibutuhkan energi yang besar untuk menginduksi
terjadinya transisi * dan terjadi pada daerah ultraviolet jauh ( <
180 nm) yang diberikan oleh ikatan tunggal kovalen dan menduduki
orbital , sebagai contoh pada alkana yang memiliki ikatan
karbon-karbon dan karbon-karbon-hidrogen (Skoog et al., 1994).
2) Transisi n *. Senyawa – senyawa jenuh yang mengandung atom
dengan pasangan elektron bebas, seperti oksigen, nitrogen, belerang,
atau halogen mampu melakukan transisi n *. Secara umum,
energi transisi yang dibutuhkan lebih kecil daripada transisi *
dan memiliki panjang gelombang antara 150-250 nm (Skoog et al.,
1998).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
3) Transisi n *. Transisi dari jenis ini meliputi transisi elektron –
elektron heteroatom tak berikatan ke orbital anti ikatan *. Serapan
ini terjadi pada panjang gelombang yang panjang dan intensitas
rendah. Transisi n * menunjukkan pergeseran batoromik, yaitu
pergeseran serapan menuju panjang gelombang yang lebih panjang
(Skoog et al., 1998).
4) Transisi *. Transisi ini diberikan oleh ikatan rangkap dua dan
tiga dari senyawa organik, yaitu dapat berupa alkena dan alkuna
yang lebih mudah untuk tereksitasi dengan adanya radiasi
elektromagnetik. Transisi ini juga yang paling mudah terbaca dan
bertanggung jawab terhadap spektra elektronik pada panjang
gelombang antara 200-700 nm. Dengan adanya konjugasi antara dua
atau lebih kromofor maka dapat menggeser panjang gelombang
serapan maksimum pada panjang gelombang yang lebih panjang
(Skoog et al.,1998).
b. Absorpsi yang melibatkan transisi elektron d dan f. Transisi ini
kebanyakan terjadi pada logam transisi. Untuk golongan lanthanide dan
actinide proses absorbsi dihasilkan oleh transisi elektronik dari elektron
4f dan 5f. Untuk logam transisi seri pertama dan kedua, transisi
elektronik dari elektron 3d dan 4d yang bertanggung jawab terhadap
proses absorpsinya. Logam transisi memiliki orbital d yang masih kosong
sebagian (3d dan 4d) yang masing – masing dapat mengakomodasi
sepasang elektron dan berikatan dengan suatu ligan membentuk
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
kompleks serta menghasilkan spektra tertentu. Berikut ini merupakan
urutan ligan berdasarkan kekuatan medan yang ditimbulkannya I- < Br- <
Cl- < F- < OH- < C2O42- ~ H2O < SCN- < NH3 < etilendiamina <
o-fenantrolina < NO2- < CN-. Semakin besar kekuatan medannya maka
panjang gelombang serapan maksimumnya menurun sebab energinya
meningkat (Skooget al,1998).
c. Absorpsi yang melibatkan charge transfer. Absorpsi tipe ini sangat
penting dalam suatu analisis, karena mempunyai daya serap molar yang
sangat besar ( max > 10.000). Oleh karena itu, kompleks ini mempunyai
sensitifitas yang tinggi. Kompleks – kompleks anorganik yang
melakukan absorpsi dengan charge transfer biasanya disebut kompleks
charge transfer. Contoh dari kompleks ini antara lain adalah kompleks
tiosianat dan fenol dengan besi (III), kompleks o-fenantrolina dengan
besi (II), kompleks heksasianoferat(II) / heksasianoferat (III) yang
bertanggung jawab atas warna Prussian blue (Skoog et al, 1998). Pada
umumnya kompleks charge transfer yang melibatkan suatu ion logam,
logam bertindak sebagai penerima elektron (acceptor) dan ligan sebagai
donor elektron terkecuali untuk kompleks besi(II) dengan o-fenantrolina
dimana ligannya merupakan penerima elektron sedangkan ion logam
berperan sebagai donor elektron (Skooget al,1998).
3. Analisis kuantitatif dengan spektrofotometri visibel
Besarnya radiasi elektromagnetik (monokromatik) yang dapat diserap
oleh kromofor dapat digambarkan dengan dua hukum klasik, yaitu hukum
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Lambert dan Beer. Hukum Lambert menyatakan bahwa bila cahaya
monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas
oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Hukum
Beer menyatakan bahwa intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara
eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier (Bassett
et al, 1994).
Analisis dengan spektrofotometri UV-Vis selalu melibatkan pembacaan
serapan radiasi elektromagnetik oleh molekul atau radiasi elektromagnetik yang
diteruskan. Keduanya dikenal sebagai serapan (A) tanpa satuan dan transmitan
dengan satuan persen (%T) (Mulja dan Suharman, 1995).
Bouger, Lambert dan Beer membuat formula secara matematik hubungan
antara transmitan atau serapan terhadap intensitas radiasi atau konsentrasi zat
yang dianalisis dan tebal kuvet yang mengabsorpsi sebagai :
= = 10 . .
= 1 = . .
dimana: T = persen transmitan; Io= intensitas radiasi yang datang; It = intensitas
radiasi yang diteruskan; ε = daya serap molar (Lt.mol-1 cm-1); c = konsentrasi (mol Lt-1); b = tebal kuvet (cm); dan A = serapan (Mulja dan Suharman, 1995).
Menurut Farmakope Indonesia edisi ke-IV tahun 1995, hubungan antara
transmitan atau serapan terhadap intensitas radiasi atau konsentrasi zat yang
dianalisis dan tebal kuvet dinyatakan sebagai :
Log10(1/T) = A = abc = bc
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
dimana : A = serapan (logaritma dasar 10 dari kebalikan transmitan (T); a = daya
serap (hasil bagi serapan (A) dibagi dengan hasil perkalian kadar yang dinyatakan
dalam g per liter zat (c) dan panjang sel dalam cm (b); = daya serap molar (hasil
bagi serapan (A) dengan perkalian kadar zat, dinyatakan dalam mol per liter, dan
panjang serapan dalam cm. Serapan jenis yang diberi simbol A (1 %, 1 cm) adalah
serapan dari larutan 1 % zat terlarut dalam sel dengan ketebalan 1 cm. Harga
serapan jenis pada panjang gelombang tertentu dalam suatu pelarut merupakan
sifat dari zat terlarut.
Untuk pembacaan serapan (A) atau transmitan (T) pada daerah yang
terbatas, kesalahan penentuan kadar hasil analisis dinyatakan sebagai :
= 0,4343 log .
∆T adalah harga rentang skala transmitan terkecil dari alat yang masih dapat terbaca pada analisis dengan metode spektrofotometri UV-Vis. Pembacaan
A(0,2-0,8) atau %T (15%-65%) akan memberikan persentase kesalahan analisis yang
dapat diterima (0,5-1%) untuk∆T = 1% (Mulja dan Suharman, 1995).