Spektrofotometri
UV – Visibel
(Bagian II)
JURUSAN FARMASI FKIK
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
Ketika Sinar menabrak benda
???
Po Pa Pb P
R1 R2
Permukaan ke dua
Permukaan pertama
b
Harris, 1987
Cahaya (sinar) dengan tenaga radian P0 menabrak permukaan
pertama sampel dengan ketebalan = b cm
Cahaya (sinar) dengan tenaga radian P0 menabrak permukaan
pertama sampel dengan ketebalan = b cm
Tenaga radian P
ditransmisikan (diteruskan) Tenaga radian R2
TRANSMISI QUARTZ
Sinar datang dari medium 1 (udara indeks bias 1,00)
tegak lurus mengenai medium 2 yaitu permukaan Quartz (indeks bias 1,46). Berapa fraksi sinar yang diteruskan ?
2
0350
,
0
1
0350
,
035
,
Ketika Sinar Menabrak
Sampel ???
Ditransmisikan
Diserap
Dipantulkan
Dihamburkan
Apabila sampel tidak menyerap cahaya, proses yang terjadi
hanyalah : - pemantulan
Instrumentasi
Instrumentasi
Spektrofotometer UV-Vis
Sumber lampu Sumber lampu
Monokromator Monokromator
Optik Optik
Penyerapan oleh transisi
ikatan dan elektron anti ikatan
Semua molekulorganik mampu menyerap REM karena memiliki elektron valensi
yang dapat
dieksitasikan ke tingkat energi ya ng
lebih tinggi.
Penyerapan radiasi UV dan Visibel dibatasi
oleh sejumlah gugus
fungsional tertentu
(kromofor) yang mengandung elektron valensi
dengan tingkat energi eksitasi
yang rendah. Elektron yang
terlibat :
TRANSISI ELEKTRONIK
Transisi sigma – sigma star
(σ – σ*)
Transisi n – sigma star (n - σ*)
Transisi n – phi star (n – π*)
Transisi phi – phi star (π - π*)
---
σ*
---
π *
---
n
---
π
---
σ
Diagram tingkat
energi
Transisi non bonding – sigma star
( n – σ* )
Terjadi pada senyawa organik jenuh
yang mengandung atom-atom dengan
elektron bukan ikatan (e
Terjadi pada senyawa organik jenuh
yang mengandung atom-atom dengan
elektron bukan ikatan (e
Sinar yang diserap sekitar
Sinar yang diserap sekitar
Nilai absorbtivitas molar (
Nilai absorbtivitas molar (
Pengaruh pelarut lebih polar akan
menggeser
Perbedaan transisi (n – π*)
dan (π - π*)
(n – π*)
(π - π*)
Nilai ε (10 – 100 liter/
cm.mol)
Nilai ε (1000 – 10.oo0
liter/cm.mol)
Biasanya, pelarut
polar menyebabkan
pergeseran biru
(hypsochromic schif)
Biasanya, pelarut
polar menyebabkan
pergeseran merah
(bathocromic shif)
Pengaruh pelarut pada pergeseran n π*
pelaru
t air metanol etanol
klorofor
m heksana
E
E
Transisi π - π*
(bathrocromic shift)
Transisi n – π*
(hipsocromic shift
)
Non polar
polar
Non polar
C
H3C-H2C
C
C
NH
N
C O
O O
_
C
H3C-H2C
C
C
NH
NH
C O
O O
Pengaruh pH terhadap λ
pH 9,2
Kromofor Organik dan
Auksokrom
Pengaruh konjugasi
terhadap puncak serapan
Ikatan terkonjugasi berupa ikatan
rangkap yang berselang-seling dengan
satu ikatan tunggal.
Elektron-elektron phi mengalami
delokalisasi lanjut sehingga tingkat
energi π* menurun dan mengurangi
karakter anti ikatan
batocromic shift.
N N
N H N O
O H O H O H
C H2-C H -C H -C H -C H2O H
O H3C
H3C
Penyerapan yang elibatkan
elektron d dan f
Penyerapan karena
perpindahan muatan
Absorbsiftas
molar sangat
besar (
Absorbsiftas
molar sangat
besar (
Contoh :
senyawa
kompleks
beberapa ion
anorganik
sepert
kompleks
Fe(III)SCN,
Fe(III)-fenolik,
Fe(II)-fenantrolin.
Contoh :
senyawa
kompleks
beberapa ion
anorganik
sepert
kompleks
Fe(III)SCN,
Fe(III)-fenolik,
Fe(II)-fenantrolin.
Kompleks harus
memiliki sifat
donor elektron
dan komponen
lainnya sebagai
akseptor
elektron.
Kompleks harus
memiliki sifat
donor elektron
dan komponen
lainnya sebagai
akseptor
elektron.
Kecendrungan
perpindaan
elektron
meningkat
Kecendrungan
perpindaan
Aspek kualitatif dan kuantitatif
Spektrofotometri UV-Visibel
Data yang diperoleh dari spektra UV-Vis :
λmax, intensitas, efek pH dan pelarut.
Dalam aspek uantitatif, diukur intensitas
sinar radiasi yang diteruskan setelah
mengenai sampel/cuplikan.
P / P
o% T
A
1
100
0
0,1
10
1
Pembatasan dalam Hukum
Lambert-Beer
Sinar yang digunakan dianggap
monokromatis
Peyerapan terjadi daam volume
yang memiliki penampang luas
yang sama
Tidak ada senyawa lain yang
menyerap dalam larutan
senyawa
Tidak terjadi fuoresensi atau
fosforesensi
Indeks bias tidak tergantung
Hukum Lambert-Beer
Jika sinar monokromatic dilewatkan suatu larutan maka penurunan insensitas sinar berbanding langsung dengan
insensitas radiasi ( I ), konsentrasi spesies (c), dan dengan ketebalan lapisan larutan (b).
A = =
logT
b c
P
P
log
10
0
Absorbtivitas
molar (
)
() merupakan suatu konstanta yang tidak
tergantung pada konsentrasi, tebal kuvet
dan insensitas radiasi yang mengenai sampel.
() tergantung pada suhu, pelarut, struktur
molekul, dan λ radiasi.
() satuannya M-1cm-1 atau liter/mol. jika
konsentrasi dinyatakan dengan % b/v
(g/100mL) dapat dinyatakan dengan simbol E
1%1cm
Analisis komponen
tunggal
Jika absorbansi suatu
seri larutan diukur
pada λ, suhu, kondisi pelarut sama, dan A larutan diplotkan
terhadap
konsentrasinya
kurva baku.
Penentuan
konsentrasi
komponen tunggal dapat dilakukan
dengan :
Menggunakan
informasi
absorbtivitas molar
Menggunakan
Contoh soal
Sebanyak 20 tablet furosemid ditimbang
beratnya 1,656 g. Diambil sampel 519,5
mg digojog dengan 300 mL NaOH 0,1 N ,
lalu diencerkan sampai 500,0 mL dengan
NaOH 0,1 N. Sejumlah ekstrak disaring dan
diambil 5,0 mL lalu diencerkan dengan
NaOH 0,1 N sampai 250,0 mL. Absorbansi
dibaca pada λ 271 nm dengan blanko
NaOH 0,1 N ternyata absorbansinya 0,596.
Jika E
1%1cm furosemidλ271 nm = 580, Hitung
Analisis dua campuran secara
bersama-sama
Dua buah kromofor yang berbeda akan memiliki kekuatan absorbsi cahaya yang berbeda pada suatu λ tertentu, sehingga dengan mengukur
kedua λ akan diperoleh konsentrasi masing-masing komponen campuran.
A1 = a1 b1 c1 dan A2 = a2 b2
c2,
karena tebal kuvet sama maka
A1 = a1 c1 dan A2 = a2 c2
sehingga :
Contoh soal
Absorbansi obat A dengan konsentrasi
0,0001 M dalam kuvet 1 cm adalah
0,982 pada λ 420 nm, dan sebesar
0,216 pada λ 505 nm. Absorbansi obat B
dengan konsentrasi 0,0002 M adalah
0,362 pada λ 420 nm dan 1,262 pada λ
505. Absorbansi campuran 2 obat
adalah 0,820 pada λ 420 nm, dan 0,908
pada λ 505 nm. Berapakah konsentrasi
Hal-hal penting dalam pengukuran
spektrofotometri UV-Visibel
Terutama untuk senyawa yang semula tidak
berwarna dan akan diukur dengan
spektrofotometer Visibel dilakukan derivatisasi.
Waktu operasional (operating time) untuk
mengetahui waktu pengukuran yang stabil.
Pemilihan panjang gelombang maksimum (λ
max)
Pembuatan kurva baku sebaiknya sering
diperiksa ulang.
Pembacaan absorbansi sampel/cuplikan
Syarat pereaksi :
Reaksinya selektif dan sensitif
Reaksinya cepat, kuantitatif, dan
reprodusiel
Hasil reaksi stabil dalam jangka waktu
yang lama
Operating Time
Ditentukan dengan mengukur hubungan antara
waktu pengukuran dengan absorbansi larutan.
Pengukuran senyawa harus dilakukan pada saat
waktu operasionalnya.
Pemilihan panjang
gelombang (λ)
Panjang
elombang yang
digunakan
adalah λmax.
Alasan :
Kepekaan
maksimal
Hukum
Lambert-Beer
terpenuhi
Kesalahan akan
Pembacaan absorbansi sampel
(0,2 – 0,8)
Absorban yang terbaca hendaknya A =
0,2-0,8 atau %T = 15 % - 70 % agar
Kalibrasi instrumen
Kalibrasi skala absorbansi digunakan
senyawa kalium dikromat.
Kalibrasi skala λ dengan larutan holmium
perklorat 5 % b/v.
Penentuan daya pisah (resolusi)
spektrofotometer dikontrol dengan lebar celah dengan larutan toluen 0,02 % b/v
dalam heksan.
Penentuan adanya sesatan sinar (stray
Latihan Soal
Tolbutamid (BM 270,4) memiliki absorbtivitas molar
703/M.cm, pada λ 262 nm. Jika tablet tunggal
tolbutamid dilarutkan dalam air sampai 250,0 mL,
absorbansinya 0,520 pada λ 262 nm, dan kuvet 1 cm. Tentukan berat tolbutamid yang terkandung dalam tablet ersebut !
Absorbansi senyawa murni X dan senyawa Y dengan
konsentrasi masing-masing 5 x 10-5 M sebagai berikut
( X A280 = 0,0510 A350 = 0,192 dan Y A280 = 0,335 A350 = 0,150). Salah satu larutan dari keduanya
dengan konsentrasi yang belum diketahui mempunyai A280 = 0,395 dan A350 = 0,147. Senyawa manakah (X atau Y) yang tidak diketahui ? Hitung konsentrasi
HATUR NUHUN PISAN ...
Jangan lupa untuk
membaca literatur
lainnya baik dari buku
maupun internet
serta banyak latihan
soal ...
