PEMBUATAN SPEKTRUM IR DARI SAMPEL
PEMBUATAN SPEKTRUM IR DARI SAMPEL
P-DIMETILAMINOBENZALDEHIDA DAN PENENTUAN KADAR
DIMETILAMINOBENZALDEHIDA DAN PENENTUAN KADAR
KA
KAFEIN DAL
FEIN DALAM T
AM TEH DENGAN
EH DENGAN SPE
SPEKTRO
KTROFOTO
FOTOMETE
METER F
R FTIR
TIR
Avisenna Radindra
Avisenna Radindra11, Antonio Kautsar , Antonio Kautsar 22, Zu, Zulhan lhan Arif Arif 33
Department Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Department Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor, Bogor 1668
Pertanian Bogor, Bogor 16680, In0, Indonesiadonesia
ABSTRAK ABSTRAK
Fourier Transform
Fourier Transform Infra Infra Red (FTIRRed (FTIR) ) adalah madalah metode etode analisanalisis yang is yang digunakandigunakan untuk
untuk mempmemperoleeroleh spektrum inframerah dari absh spektrum inframerah dari absorbans, orbans, emisiemisi, fot, fotokonokonduktdukt ivitas, danivitas, dan penghamburan
penghamburan raman raman dari dari sampel sampel padat, padat, cair, cair, dan dan gas. gas. FTIR FTIR digunakan digunakan untukuntuk mengamati interaksi molekul dengan menggunakan radiasi elektromagnetik yang mengamati interaksi molekul dengan menggunakan radiasi elektromagnetik yang berada pada panjang gelombang
0,75-berada pada panjang gelombang 0,75-1000 μm atau pada bilangan gelombang1000 μm atau pada bilangan gelombang 13.000- 10 cm
13.000- 10 cm-1-1. Daer. Daerah ah inframerah yang digunakan pada inframerah yang digunakan pada percobaan ini percobaan ini adalah adalah MIRMIR
(Middle Infrared) yang bilangan gelombangnya berkisar dari 4000-400 cm (Middle Infrared) yang bilangan gelombangnya berkisar dari 4000-400 cm-1-1..
Penentuan k
Penentuan k adar kadar kafein dalam afein dalam sampel tsampel teh menggunakeh menggunak an larutan stan larutan standar kafandar kafein 300,ein 300, 500, 1000, 5000, dan 10000 ppm. Kemudian dibuat kurva standarnya, sehingga 500, 1000, 5000, dan 10000 ppm. Kemudian dibuat kurva standarnya, sehingga didapat persamaan garis yang akan digunakan untuk menentukan kadar kafein dalam didapat persamaan garis yang akan digunakan untuk menentukan kadar kafein dalam sampel teh. B
sampel teh. Bililangan gelangan gelombang khas pada ombang khas pada analianalisis sis kafkafein ein adalah adalah 1658 cm1658 cm-1-1dan kdan kadaradar
kaf
kafein dalam sampel teh didapat sebesar 3.39% (b/b)ein dalam sampel teh didapat sebesar 3.39% (b/b)..
Kata k
Kata k unci : FTIRunci : FTIR, Spek, Spektrofottrofotometer, Spekometer, Spek trum IR, dan kafeintrum IR, dan kafein
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
Fourier Transform Infra Red (FTIR) adalah metode analisis yang digunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR) adalah metode analisis yang digunakan untuk mendapatkan spektrum inframerah dari absorbans, emisi, fotokonduktivitas, dan untuk mendapatkan spektrum inframerah dari absorbans, emisi, fotokonduktivitas, dan pen
penghghamamburburan an ramraman an dari dari samsampel pel padat, padat, caicair, r, dan dan gasgas. . FTIFTIR R didigugunakanakan n ununtutukk mengamati interaksi molekul dengan menggunakan radiasi elektromagnetik yang mengamati interaksi molekul dengan menggunakan radiasi elektromagnetik yang berada
berada pada pada panpanjanjang gelg gelomombang 0.75-bang 0.75-1000 μm atau pada bilangan gelombang 13.0001000 μm atau pada bilangan gelombang 13.000--10 cm
10 cm-1-1. Daerah inframerah terbagi menjadi tiga daerah, yaitu inframerah dekat. Daerah inframerah terbagi menjadi tiga daerah, yaitu inframerah dekat
(12.500-4000cm
(12.500-4000cm-1-1)), inframerah sedang (4000-400 cm, inframerah sedang (4000-400 cm-1-1), dan inframerah jauh (400-10), dan inframerah jauh (400-10
cm
gugus fungsi karena senyawa tersebut dapat menyerap radiasi elektromagnetik pada daerah inframerah. Fourier Transform merupakan perubahan gambaran intensitas gelombang radiasi elektromagnetik dari daerah waktu ke daerah frekuensi atau sebaliknya (Pavia 2009).
Prinsip spektrofotometer FTIR adalah interaksi sampel dengan sinar (radiasi elektromagnetik), ikatan kimia pada panjang gelombang tertentu akan menyerap sinar ini dan bervibrasi. Vibrasi ini dapat berupa vibrasi tekuk atau vibrsi ulur. Absorbans atau vibrasi ini dihubungkan dengan ikatan tunggal atau gugus fungsi dari molekul untuk identifikasi senyawa yang tidak diketahui. Komponen penting dari FTIR terdiri atas sumber sinar yang terbuat dari filamen Nerst atau globar, beam splitter berupa material transparan dengan indeks relatif, interferometer yang berfungsi membentuk interferogram yang akan diteruskan menuju detektor, daerah cuplikan, dan detektor yang merupakan piranti untuk mengukur energi pancaran yang lewat akibat panas yang dihasilkan (Skoog 2004).
Teh memiliki banyak khasiat bagi kesehatan karena mengandung senyawa polifenol, teofilin, flavonoid, tanin, katekin, dll. Teh juga mengandung kafein. Zat ini
dapat menimbulkan reaksi yang tidak dikehendaki seperti insomnia, gelisah, pernapasan meningkat, dan diuresis (Misra 2008). Penentuan kadar kafein pada sampel
teh dapat dilakukan dengan metode spektrofotometri FTIR. Percobaan ini bertujuan membentuk spektrum FTIR, menginvestigasi rasio signal terhadap noise pada sampel p-dimetilaminobe nzaldehida, dan menentukan kadar kafein dalam sampel teh.
ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan dalam percobaan meliputi spektrofotometer FTIR, neraca analitik, alat pembuat pelet, dan tabung reaksi. Bahan yang digunakan meliputi KBr, p-dimetilaminobe nzaldehida, sampel teh, standar kafein, NH4OH 2M, dan kloroform.
PROSEDUR PERCOBAAN
Pembuatan pellet dan pengukuran p-dimetilaminobenzaldehida. Sebanyak 100-200 mg KBr dimasukkan ke dalam mortar, lalu 1-2 mg p-dimetilaminobenzaldehida dimasukkan. Kedua zat tersebut dicampurkan hingga homogen. Setelah itu campuran zat dimasukkan ke dalam alat pembuat pellet, lalu divakum dan ditekan menggunakan pompa hidrolik hingga terbentuk pellet sampel. Pellet yang terbentuk kemudian ditempatkan pada kompartemen sampel pada alat FTIR dan dilakukan pembuatan spektrum IR dengan parameter yang sesuai seperti pada Tabel 1. Payaran latar diatur dengan nilai tetap.
Tabel 1 Jumlah payar dan resolusi untuk membuat spektrum IR p-dimetilaminobenzaldehida
Jumlah payar Resolusi
4 8 16
8 4-8 -
-16 4-16 -
-32 4-32 8-32 16-32
64 4-64 -
- Ekstraksi kafein dalam sampel teh. Sebanyak 250 mg serbuk the ditimbang akurat dalam suatu wadah. Sebanyak 5 mL NH4O H 2M ditambahkan ke dalam wadah tersebut lalu campuran dikocok selama 2 menit. Kemudian ditambhakan 5 mL kloroform ke dalam campuran tersebut lalu dikocok kembali selama 2 menit. Setelah itu larutan dipisahkan secara sentrifugas i. Fase kloroform yang terbentuk diambil.
Penentuan k adar kafein dalam sampel teh secara spektrofotometri FTIR. Fase kloroform dari campuran tersebut diambil. Kemudian dibuat spektrum IR diantara
blanko (kloroform). Penentuan nilai serapan kafein dilakukan koreksi garis dasar mulai bilangan gelombang 1658 cm-1 pada sampel yang kemudian diinterpolasikan pada
kurva kalibrasi standar kafein dengan konsentrasi 300, 500, 1000, 5000, dan 10000 ppm.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan spektrum IR dilakukan dengan cara sampel dibuat dalam bentuk pelet dengan penambahan bahan pengisi berupa Kalium Bromida (KBr). Penambahan bahan pengisi tersebut bertujuan mengencerkan sampel agar konsentrsinya tidak terlalu pekat. Konsentrasi yang pekat akan menghasilkan spektrum yang tidak proporsional (Skoog 2004). KBr digunakan sebagai bahan pengisi karena energi ikatannya tidak masuk dalam kisaran daerah inframerah, sehingga tidak akan muncul puncak pada spektrum yang dihasilkan. Pembuatan pelet tersebut harus dalam keadaan vakum dan cepat karena KBr sifatnya higroskopis, yaitu mampu menyerap air dari udara, sehingga pada spektrum bisa terdapat puncak gugus OH bila dalam pembuatan pelet tersebut
tidak cepat dan keadaannya tidak vakum (Misra 2008).
Spektrum IR dari sampel p-dimetilaminobenzaldehida dengan jumlah payar berbeda, tetapi dengan resolusi yang sama (resolusi 4) disajikan pada Gambar 2. Berdasarkan spektrum IR sampel p-dimetilaminobenzaldehida pada berbagai parameter jumlah payar, dapat dilihat rasio signal terhadap noise (S/N). Rasio S/N menandakan bagus atau tidaknya spektrum yang dihasilkan, semakin besar nilai rasio S/N artinya spektrum yang dihasilkan semakin bagus (Pavia 2009). Nilai rasio S/N yang paling besar terdapat pada jumlah payar 8, yaitu sebesar 110.804 untuk S/N (RMS) dan 26.790 untuk S/N (PP). Untuk nilai rasio S/N dengan jumlah payar yang lain dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Nilai S/N pada jumlah payar yang berbeda
Jumlah payar S/N (RMS) S/N (PP)
8 110.804 26.790
16 109.210 26.478
64 107.487 26.061
Gambar 2 Spektrum IR p-dimetilaminobenzaldehida pada jumlah payar yang berbeda
Spektrum IR dari sampel p-dimetilaminobenzaldehida dengan resolusi berbeda, tetapi dengan jumlah payar yang sama (payar 32) disajikan pada Gambar 3. Resolusi adalah derajat keterpisahan sinyal suatu komponen. Berdasarkan spektrum IR sampel p-dimetilaminobenzaldehida pada berbagai parameter resolusi, dapat dilihat rasio signal terhadap noise (S/N). Nilai rasio S/N yang paling besar terdapat pada jumlah resolusi 16, yaitu sebesar 113.535 untuk S/N (RMS) dan 31.219 untuk S/N (PP). Untuk nilai rasio S/N dengan resolusi yang lain dapat dilihat pada tabel 2. Artinya, semakin besar derajat keterpisahan sinyal suatu komponen, maka rasio S/N yang dihasilkan
semakin besar. Dapat dilihat pada pula pada gambar 3, spektrum yang dihasilkan pada resolusi 16, keterpisahan antar puncaknya baik dan mudah dibaca, sehingga dalam melakukan interpretasi struktur semakin mudah.
Nilai resolusi S/N (RMS) S/N (PP)
4 108.151 26.259
8 105.892 26.914
16 113.535 31.219
Gambar 3 Spektrum IR p-dimetilamino benzaldehida pada resolusi yang berbeda
Selanjutnya adalah penentuan kadar kafein pada sampel teh. Pada saat preparasi sampel, sampel teh tersebut diberi reagen NH4OH dengan tujuan untuk memecah
dinding sel pada daun teh tersebut. Kemudian diberi reagen CHCl3 (Kloroform) dengan
tujuan untuk mengekstrak kafein yang terdapat pada daun teh tersebut. Setelah itu dibuat larutan standar kafein dengan konsentrasi 300, 500, 1000, 5000, dan 10000 ppm. Nilai absorbans yang digunakan adalah nilai absorbans pada bilangan gelombang 1658 cm-1 karena kafein memiliki bilangan gelombang yang khas untuk vibrasi gugus C=N
(Nersyanti 2006). Setelah menginterpolasikan nilai absorbans yang didapat dari masing-masing larutan standar kafein, didapat persamaan garis y = 9.10-5 x – 0.0121
dengan nilai koefisien korelasi (r 2) sebesar 0.9984. Dari persamaan tersebut, diperoleh
kadar kafein sebesar 1694.44 ppm yang kemudian dikonversi menjadi bobot/bobot, sehingga didapat kadar kafein sebesar 3.39% (b/b).
SIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan pembuatan spektrum sampel p-dimetilaminobenzaldehida, spektrum dengan kualitas terbaik diperoleh saat pemayaran dengan parameter resolusi-jumlah payar 4-8 dan parameter jumlah resolusi-jumlah payar 16-32 berdasarkan nilai S/N (RMS) dan S/N (PP) terbesar dibandingkan parameter lainnya. Kadar kafein dalam sampel teh diperoleh sebesar 3.39% (b/b).
DAFTAR PUSTAKA
Misra H, Mehta D, Mehta BK, Soni M, Jain DC. 2008. Study of extraction and HPTLC estimation of caffeine in marked tea (Camellia sinensis) granules. International Journal of Green Pharmacy. 2(3): 47-51.
Nersyanti F. 2006. Spektrofotometri derivatif ultraviolet untuk penentuan kadar kafein dalam minuman suplemen dan ekstrak teh [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Pavia DL, Lampman GM, Kriz GS dan Vyvyan JR. 2009. Introduction do Spectroscopy. Washington (US): Brooks/Colecengagelearning.
Skoog DA, Holler PJ, Nieman TA. 2004. Principles of Instrumental Analysis 5th ed .
Gambar 4 Spektrum IR larutan standar kafein (a) 300 ppm, (b) 500 ppm, (c) 1000 ppm, (d) 5000 ppm, (e) 10000 ppm, dan (f) sampel kafein dalam teh
a b
c d
y = 9E-05x + 0.0121 R² = 0.9984 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 A b s o r b a n s Konsentrasi(ppm)
Tabel 3 Hasil pengukuran kafein dalam sampel teh
Larutan Konsentrasi (ppm) Absorbans Standar 1 300.00 0.0381 Standar 2 500.00 0.0449 Standar 3 1000.00 0.1242 Standar 4 5000.00 0.4471 Standar 5 10000.00 0.9171 Sampel teh 1694.44 0.1404
Gambar 5 Kurva larutan standar kafein
Contoh perhitungan:
Konsentrasi kafein dalam 250 mg sampel teh
y = 9.10-5x – 0.0121 r 2 = 0.9984 0.1404 = 9.10-5x – 0.0121 x = 1694.44 ppm 1694.44 mg L x 5 mL x 1 L 1000 mL x 1 g 1000 mg x 1 0.25 g x 100 = 3.39 % b/b
