Laporan Praktikum KI3121 ANALISIS SPEKTROMETRI
Percobaan 07
SPEKTROFOTOMETRI INFRAMERAH
Nama : Aviv Sigit Cahyono
Nim : 10513035
Kelompok : Kelompok III
Tanggal Percobaan : 22 Oktober 2015 Tanggal Pengumpulan : 29 Oktober 2015 Asisten : Fraulein Intan Suri
Ririn Zarlina
LABORATORIUM KIMIA ANALITIK PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
I. Tujuan
1. Menentukan spektrum inframerah dari asam salisilat secara spektrofotometri inframerah dengan metode pelet KBr dan Nujol Mull
2. Menentukan gugus fungsi dari asam salisilat secara spektrofotometri inframerah dengan metode pelet KBr dan Nujol Mull
II. Teori Dasar
Spektrofotometri inframerah merupakan sutau metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang dan bilangan gelombang tertentu. Prinsip inframerah adalah vibrasi suatu molekul dan terjadi interaksi energi dalam suatu materi. Spektrofotometer inframerah bergantung pada radiasi elektromagnetik pada rentang 400-4000 cm-1, bilangan gelombang. Untuk
menghasilkan inframerah radiasi yang mengandung di bawah inframerah dilewatkan melalui sampel. Dalam penyiapan cuplikan pada analisis menggunakan spektrofotometri IR dapat dilakukan dengan metode pellet KBr dan Nujol Mull. Pada suatu spektrofotometri inframerah yang bagus, pengaturan/control yang dapt dilakukan umumnya adalah kelebaran celah, tingkat penguatan, kecepatan, dan perioda. Daya pisah suatu spektrofotometer ditentukan oleh lebar celah makin sempit celah makin besar daya pisahnya. Adanya kecepatan dalam mengamati spektrum dari frekuensi satu ke frekuensi berikutnya secara kontinu dalam suatu selang tertentu diperlukan waktu dari 4000 cm-1 sampai 650 cm-1, tapi umumnya dapat diatur hanya dalam 4 menit.
III. Data Pengamatan
KBr 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm 15 22.5 30 37.5 45 52.5 60 %T KBr03 KBr + Sample
Polystiren Nujol mull 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm 0 15 30 45 60 75 90 105 %T 3 2 3 6 .5 5 3 0 0 8 .9 5 2 8 5 8 .5 1 1 6 5 8 .7 8 1 6 1 0 .5 6 1 5 7 5 .8 4 1 4 8 3 .2 6 1 4 4 2 .7 5 1 3 8 2 .9 6 1 2 9 6 .1 6 1 2 4 7 .9 4 1 2 0 9 .3 7 11 5 3 .4 3 1 0 2 8 .0 6 8 9 3 .0 4 7 5 9 .9 5 6 9 6 .3 0 6 5 9 .6 6 5 6 9 .0 0 5 3 2 .3 5 4 6 2 .9 2 KBr03+Sampel 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm -40 -20 0 20 40 60 80 100 %T 4 0 3 8 .9 4 3 0 7 8 .3 9 3 0 5 9 .1 0 3 0 2 6 .3 1 3 0 1 8 .6 0 2 9 2 9 .8 7 2 9 1 2 .5 1 2 8 4 8 .8 6 1 9 4 2 .3 2 1 8 7 0 .9 5 1 8 0 3 .4 4 1 7 4 5 .5 8 1 6 7 0 .3 5 1 6 0 0 .9 2 1 5 4 1 .1 2 1 4 9 0 .9 7 1 4 4 8 .5 4 1 4 4 0 .8 3 1 3 6 9 .4 6 1 1 8 4 .2 9 1 1 5 5 .3 6 1 0 6 8 .5 6 1 0 2 6 .1 3 9 6 6 .3 4 9 0 6 .5 4 8 4 0 .9 6 7 5 9 .9 5 7 4 8 .3 8 7 4 2 .5 9 6 9 6 .3 0 6 9 0 .5 2 6 2 3 .0 1 5 4 2 .0 0 4 5 3 .2 7 4 5 3 .2 7
500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2500 3000 3500 4000 4500 1/cm -15 0 15 30 45 60 75 90 105 %T 3 1 1 5 .0 4 2 9 5 4 .9 5 2 9 0 6 .7 3 2 8 5 2 .7 2 2 7 2 3 .4 9 2 6 7 3 .3 4 1 7 0 8 .9 3 1 6 1 2 .4 9 1 4 6 0 .1 1 1 3 7 7 .1 7 1 3 0 0 .0 2 1 2 4 2 .1 6 1 2 1 3 .2 3 11 5 5 .3 6 1 0 2 8 .0 6 8 5 4 .4 7 7 5 8 .0 2 7 2 3 .3 1 65 3 .8 7 52 8 .5 0 4 6 0 .9 9 nujolmull 03 IV. Pembahasan
Pada percobaan ini, akan ditentukan spektrum serapan dari sampel yaitu asam salisilat dengan menggunakan metode spektrofotometer inframerah. Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak,
tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Daerah radisai sinar inframerah
terbagi menjadi 3, yakni:
1. Daerah IR dekat (13000-4000 cm-1) 2. Daerah IR tengah (4000-200 cm-1) 3. Daerah IR jauh (200-10 cm-1)
Spektrofotometri dari inframerah didasarkan pada penyerapan sinar merah yang diakibatkan dari pergerakan vibrasi dari atom-atom yang diuji. Energi dari sinar inframerah memiliki energi rendah dan erat berkaitan dengan energi vibrasi molekul. Molekul akan tereksitasi pada tingkat energi tertentu berdasarkan panjang gelombang yang diserapnya. Energi dari sinar inframerah cukup kuat untuk membuat adanya perubahan vibrasi pada molekul-molekul yang diuji. Molekul yang bisa diuji dengan menggunakan spektrofotometri inframerah adalah molekul yang mempunyai perubahan momen dipol. Jenis-jenis vibrasi molekul antara lain ada vibrasi ulur (Stretching
Vibration), dan vibrasi tekuk (Bending Vibrations), Vibrasi ulur adalah vibrasi yang
akan menyebabkan perubahan panjang ikatan dari suatu molekul. Sedangkan vibrasi tekuk adalah vibrasi yang akan menyebabkan perubahan sudut antar ikatan dalam suatu molekul. Vibrasi ulur ada yang simetri dan ada yang tidak simetri. Vibrasi ulur yang simetri tidak dapat menyerap IR sedangkan vibrasi ulur yang tidak simetri mampu untuk menyerap sinar IR. Vibrasi tekuk terbagi menjadi 4 jenis, yaitu: scissoring,
rocking, wagging, dan twistling. Keempat jenis vibrasi tekuk ini mampu untuk
. Semakin banyak gugus alkil yang menempel, intensitas absorpsi berkurang karena vibrasi terjadi dengan perubahan momen dipol yang lebih kecil. Sehingga ketika semakin besar intensitas maka perubahan momen dipol semakin besar akibat terjadinya vibrasi pada molekul. Spektrofotometer inframerah merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk identifikasi senyawa, khususnya senyawa organik, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Analisis dilakukan dengan melihat bentuk spektrumnya yaitu dengan melihat puncak-puncak spesifik yang menunjukan jenis gugus fungsional yang dimiliki oleh senyawa tersebut. Serapan khas dari molekul-molekul merupakan informasi sidik jari untuk masing-masing senyawa. Vibrasi yang dimiliki oleh setiap molekul juga sangat spesifik dan mempunyai khas tertentu dan biasa disebut sebagai vibrasi sidik jari. Daerah sidik jari berada pada 1500-1700 cm-1, dimana sedikit saja perbedaan dalam struktur dan susunan molekul, akan menyebabkan distribusi puncak absorpsi berubah. Dalam daerah ini, untuk memastikan suatu senyawa organik adalah dengan cara membandingkan dengan perbandingannya. Pita absorpsi disebabkan karena bermacam-macam interaksi, sehingga tidak mungkin dapat menginterpretasikan dengan tepat.
Pada analisis kualitatif dengan IR, sebagai pelengkap untuk memperoleh informasi struktur dari senyawa melalui interpretasi. Spektrum IR dapat dipakai tabel korelasi IR yang memuat informasi dimana gugus fungsional menyerap. Ini umumnya berguna untuk mengklasifikasi seluruh daerah kedalam tiga sampai empat daerah yang lebar. Salah satu cara ialah dengan mengkategorikan sebagian daerah IR dekat (0,7-2,5 μ); daerah fundamental (2,5-5,0 μ); dan daerah IR jauh (50-500 μ). Cara yang lain adalah dengan mengklasifikasikannya sebagai daerah sidik jari (6,7-14 μ). Dari kedua klasifikasi ini tampak bahwa dalam kategori kedua semua daerahnya adalah fundamental, dan ini paling banyak digunakan.
Pada analisis kuantitatif dengan IR, dalam penentuan analisis kuantitatif dengan IR digunakan hukum Beer. Kita dapat menghitung absortivitas molar (ε) pada panjang
gelombang tertentu, dimana salah satu komponennya mengabsorpsi dengan kuat sedang komponen lain lemah atau tidak mengabsorpsi. Absorbansi zat yang tidak diketahui jumlahnya ditentukan pada panjang gelombang ini secara simultan. Hukum Beer tidak dapat digunakan pada nilai absorbansi yang tinggi. Oleh karena itu digunakan metode empiris. Metode Base line adalah untuk menyeleksi pita absorpsi yang dianalisa tidak jatuh kembali pada pita komponen yang dianalisis. Jika Po menunjukkan intensitas sinar yang didapat denagan cara menarik garis lurus tangensial pada kurva spektrum absorpsi pada pita absorpsi yang dianalisis. Transmitan P, diukur dari titik absorpsi maksimum. Kurva kalibrasi didapat dengan cara menyalurkan nilai log (Po/Pt) terhadap konsentrasi.
Pada percobaan ini, sampel disiapkan dengan dua metode yang berbeda, yaitu dengan menggunakan pellet KBr dan dengan menggunakan nujol mull. Pada masing-masing metode, sampel digerus hingga halus terlebih dahulu dengan menggunakan mortar agate. Mortar agate digunakan karena sampel tidak menempel pada alat mortar baik penggerus maupun wadah penggerusannya karena mortar agate tidak mempunyai pori-pori pada permukaannya. Metode pellet digunakan untuk sampel padat yang berupa serbuk halus. Sampel ini kemudian dicampur secara matriks dengan KBr dan ditekan dalam suasana vacuum. Akibat tekanan tinggi ini, akan terbentuk sistem pellet yang tembus sinar dan mengandung sampel fasa padat yang akan terdistribusi secara homogen pada pellet. Pellet mempunyai beberapa keuntungan, yakni: Penghamburan sinar lebih kecil, Pengaturan distribusi dan konsentrasi contoh lebih mudah untuk dilakukan, Jumlah contoh relatif lebih sedikit dibutuhkan, dan pellet bisa disimpan untuk keperluan pengukuran ulang
Pada pengaturan distribusi dan konsentrasi contoh lebih mudah untuk dilakukan dengan menggunakan metode pellet karena untuk metode mull dilakukan penetesan sedangkan untuk metode pellet dilakukan penimbangan yang lebih mudah untuk dikontrol. Metode pellet bisa menggunakan zat pendispersi yang berbeda-beda, selain KBr juga bisa digunakan KI, KCl, atau TlBr. KBr dalam hal ini digunakan karena beberapa alasan, yakni: tidak mengabsorpsi spectrum, tidak higroskopis, stabil dalam keadaan kamar, dan mempunyai titik leleh pada tekanan yang tidak tinggi. Penting bagi senyawa pendispersi untuk tidak mengabsorpsi spektrum karena jika senyawa pendispersi mengabsorpsi spektrum, hal itu akan mengganggu hasil spektrofotometri sampel. Senyawa KBr juga sebenarnya higroskopis, tetapi hal ini dihindari dengan
mengeringkan KBr dengan oven selama beberapa jam terlebih dahulu sehingga KBr yang didapat sangat kering.
Metode mull juga dapat digunakan untuk sampel padat yang berupa serbuk halus dan dibuat sebagai pasta minyak (oil mull) yang sering disebut nujol moll. Metode nujol mull lebih sederhana teknik penggunaannya daripada menggunakan teknik pellet KBr. Dalam metode ini, penggunaan nujol diusahakan sesedikit mungkin karena nujol juga mempunyai pita absorpsi tersendiri, sehingga jika nujol yang digunakan terlalu banyak maka puncak-puncak absorpsi dari nujol akan besar intensitasnya. Pita absorpsi nujol berkisar pada 3000-2800 cm-1 pada intensitas tinggi, 1460 – 1375 cm-1
pada intensitas sedang dan sekitar 720 cm-1 pada intensitas rendah. Puncak-puncak ini
harus terlebih dahulu diketahui untuk mengoreksi spektrum yang dihasilkan dengan metode nujol mull. Jika sampel yang akan diuji diperkirakan akan menghasilkan spektrum yang terlalu berhimpit dengan pita absorpsi dari nujol, harus digunakan senyawa lain sebagai senyawa pendispersi agar tidak sulit untuk mengoreksi spektrum yang sudah dihasilkan. Senyawa yang biasa digunakan adalah fluorolube dengan pita serapan berkisar antara 4000-1330 cm-1.
Dari literatur yang didapatkan, diketahui bahwa ikatan double bond antara atom C pada struktur aromatic menyerap IR pada bilangan gelombang 1550-1650 cm-1.
Sedangkan ikatan C-H adalah senyawa aromatic akan terlihat pada puncak serapan 3000-3100 cm-1 dan 675-870 cm-1. Untuk ikatan C-O pada senyawa alcohol dan eter
akan terlihat di puncak serapan 1000-1300 cm-1. Untuk ikatan C=O pada
senyawa-senyawa turunan karbonil di puncak serapan 1650-1870 cm-1. Pada ikatan O-H
senyawa alcohol akan terlihat di puncak serapan 3100-3700 cm-1 dalam spektrum
inframerah.
Pada percobaan yang telah dilakukan diperoleh hasil spektrum sampel dengan menggunakan pellet KBr, yang masuk range ikatan C=O adalah puncak 1658.78 cm-1,
pada range ikatan C-H pada senyawa aromatic adalah puncak 696.30 cm-1, dan 759.95
cm-1, pada range ikatan C-O untuk senyawa alkohol dan karboksilat adalah puncak
1028.06 cm-1, 1153.43 cm-1, 1209.37 cm-1, 1247.94 cm-1, dan 1296.16 cm-1, puncak
3008.95 cm-1, dan 3236.55 cm-1 yang masuk dalam range untuk ikatan C-H dan O-H.
Sedangkan spektrum untuk sampel dengan menggunakan nujol mull adalah pada range untuk puncak sinyal pada ikatan C=O adalah 1708.93 cm-1, pada range ikatan C-H
pada senyawa aromatik adalah 723.31 cm-1, 758.02 cm-1, dan 854.47 cm-1, pada ikatan
C-O pada senyawa alkohol dan karboksilat adalah 1028.06 cm-1, 1155.36 cm-1,
1213.23 cm-1, dan 1242.16 cm-1, pada range untuk ikatan C-H dan O-H adalah 3115.04
cm-1.
V. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh spektrum sampel dengan menggunakan pellet KBr adalah 462.92 cm-1, 532.35 cm-1, 569.00 cm-1, 659.66 cm-1,
696.30 cm-1, 759.95 cm-1, 893.04 cm-1, 1028.06 cm-1, 1153.43 cm-1, 1209.37 cm-1,
1247.94 cm-1, 1296.16 cm-1, 1382.96 cm-1, 1442.75 cm-1, 1483.26 cm-1,1575.84 cm-1,
1610.56 cm-1, 1658.78 cm-1, 2858.51 cm-1, 3008.95 cm-1, 3236.55 cm-1. Sedangkan
spektrum untuk sampel dengan menggunakan nujol mull adalah 460.99 cm-1, 528.50
cm-1, 653.87 cm-1, 723.31 cm-1, 758.02 cm-1, 854.47 cm-1, 1028.06 cm-1, 1155.36 cm-1,
1213.23 cm-1, 1242.16 cm-1, 1300.02 cm-1, 1377.17 cm-1, 1460.11 cm-1, 1612.49 cm-1,
1708.93 cm-1, 2673.34 cm-1, 2723.49 cm-1, 2852.72 cm-1, 2906.73 cm-1, 2954.95 cm-1,
3115.04 cm-1. Untuk gugus fungsi dari asam salisilat diperoleh hasil spektrum sampel
dengan menggunakan pellet KBr dan nujol mull pada spektrum inframerahnya adalah C=O spektrumnya 1658.78 cm-1, C-H spektrumnya 696.30 cm-1, dan 759.95 cm-1, C-O
spektrumnya 1028.06 cm-1, 1153.43 cm-1, 1209.37 cm-1, 1247.94 cm-1, dan 1296.16 cm -1, C-H dan O-H spektrumnya 3008.95 cm-1, dan 3236.55 cm-1. Sedangkan gugus fungsi
spektrum untuk sampel dengan menggunakan nujol mull adalah C=O spektrumnya 1708.93 cm-1, C-H pada senyawa aromatik spektrumnya 723.31 cm-1, 758.02 cm-1, dan
854.47 cm-1, C-O spektrumnya 1028.06 cm-1, 1155.36 cm-1, 1213.23 cm-1, dan 1242.16
cm-1, C-H dan O-H spektrumnya 3115.04 cm-1.
VI. Daftar Pustaka
Day, R.A. (2002). Analisis Kimia Kualitatif. Jakarta: Erlangga. Halaman 120-124. Harvey, David. 2000. Modern Analytical Chemistry, 1st ed. McGraw-Hill, USA.
Halaman 380-420.
Khopkar, S.M. Konsep Dasar Kimia Analitik. Universitas Indonesia, Jakarta. 1990. Halaman 248-253.
Skoog, West, Holler. 1997. “Principles of Instrumental Analysis”. Philadelphia : Saunders College Publishing. Page 381-392.
