Spektrofotometri Sinar UV

SPEKTROFOTOMETRI SINAR UV

I.               TUJUAN

Menentukan kadar sampel dengan menggunakan metode spektrofotometer sinar UV

II.            PRINSIP

2.1  Berdasarkan Hukum Lambert

“Bila suatu sumber sinar monokromatis melewati medium transparan maka intensitas sinar yang diteruskan berkurang dengan bertambahnya ketebalan medium yang mengabsorpsi”

2.2  Berdasarkan Hukum Beer

“ Intensitas sinar yang diteruskan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi spesi yang menyerap sinar tersebut”

                        Ket:      A        = Absorbansi
                                    Io         = Intensitas sumber sinar
                                    It          = Intensitas sinar yang diteruskan
                                    S          = Absorsivitas molar
                                    b          = Panjang medium absorbs
                                    c          = Konsentrasi

2.3  Berdasarkan Hukum Planck

“ Cahaya dengan frekuensi yang lebih tinggi (panjang gelombang lebih pendek) mempunyai energy yang lebih besar daripada cahaya dengan frekuensi lebih rendah (panjang gelombang lebih panjang)

            Ket:     

            E          = energy yang diserap

            h          = tetapan Planck 6,62 x 10²⁷erg/detik

            V         = frekuensi

            l          = panjang gelombang

            c          = kecepatan rambat cahaya

III.               Dasar Teori

Spektrofotometri UV berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium. Deuterium disebut juga heavy hydrogen, merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat berlimpah di laut dan daratan. Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteros, yang berarti ‘dua’, mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel(Outsider,2013).

Air berat digunakan sebagai moderator neutron dan pendingin pada reaktor nuklir. Deuterium juga berpotensi sebagai bahan bakar fusi nuklir komersial. Perlu diketahui air berat yang dibekukan (es) dapat tenggelam dalam air karena massa jenisnya lebih besar dari massa jenis air. Hal ini, tentu berbeda dengan es yang dibuat dari air (H₂O) yang mengapung bila dimasukan dalam air karena massa jenisnya lebih kecil dari air.

Senyawa-senyawa organik sebagian besar tidak tidak berwarna sehingga spektrofotometer UV lebih banyak digunakan dalam analisis senyawa organik khususnya dalam penentuan struktur senyawa organik.

Larutan-larutan tidak berwarna yang dianalisis menggunakan spektrofotometer UV tidak boleh ada partikel koloid ataupun suspensi. Karena adanya partikel-partikel koloid ataupun suspensi akan memperbesar absorbansi, akibatnya bila dihubungkan dengan rumus yang diturunkan dari hukum Lambaert-Beer konsentrasi zat yang dianalisis makin besar dan apabila digunakan untuk penentuan struktur suatu senyawa maka pita pada spektrum akan melebar dari yang sesungguhnya.

Hal ini disebabkan jika digunakan ultraviolet jauh maka udara akan ikut menyerap panjang gelombang yang digunakan. Akbatnya kesalahan yang dilakukan makin fatal, karena jika udara ikut menyerap maka absorbansi yang dihasilkan akan makin besar, jika hal ini dihubungkan dengan hukum Lamber-Beer maka konsentrasi zat yang dianalisis lebih tinggi dari yang seharusnya.

Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdir dari : sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out (pembaca) 

Fungsi masing-masing bagian:

1. Sumber cahaya berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang.

2. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monaokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik.

3. Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel. Pada UV, menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik

4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :

• Kepekaan yang tinggi
• Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
• Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.
• Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
• Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi. 

Macam-macam detektor :

• Detektor foto (Photo detector)
• Photocell, misalnya CdS.
• Phototube
• Hantaran foto
• Dioda foto
• Detektor panas

5. Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detektor(seran,2011).

IV.              Gambaran Umum

Zat yang dapat dianalisis menggunakan spektrofotometri UV adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut tidak tampak berwarna. Jika zat tersebut berwarna maka perlu direaksikan dengan reagen tertentu sehingga dihasilkan suatu larutan tidak berwarna. Namun biasanya zat yang berwarna lebih banyak dianalisis menggunakan spektrofotometri sinar tampak.
Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah sample harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi suspensi. Sebagai contoh pada analisa protein terlarut (soluble protein). Jika menggunakan spektrofotometri visible, sample terlebih dulu dibuat berwarna dengan reagent Folin, maka bila menggunakan spektrofotometri UV, sample dapat langsung dianalisa. Ikatan peptide pada protein terlarut akan menyerap sinar UV pada panjang gelombang sekitar 280 nm. Sehingga semakin banyak sinar yang diserap sample (Absorbansi tinggi), maka konsentrasi protein terlarut semakin besar

Secara eksperimen hukum Lambert-beer akan terpenuhi apabila peralatan yang digunakan memenuhi kriteria-kriteria berikut:

1.    Sinar yang masuk atau sinar yang mengenai sel sampel berupa sinar dengan dengan panjang gelombang tunggal (monokromatis).

2.    Penyerapan sinar oleh suatu molekul yang ada di dalam larutan tidak dipengaruhi oleh molekul yang lain yang ada bersama dalam satu larutan.

3.    Penyerapan terjadi di dalam volume larutan yang luas penampang (tebal kuvet) yang sama.

4.    Penyerapan tidak menghasilkan pemancaran sinar pendafluor. Artinya larutan yang diukur harus benar-benar jernih agar tidak terjadi hamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid atau suspensi yang ada di dalam larutan.

5.    Konsentrasi analit rendah. Karena apabila konsentrasi tinggi akan menggangu kelinearan grafik absorbansi versus konsntrasi.

V.                 Daftar Pustaka

Outsider, A. 2013. Spektrofotometri. http://antonchemical.blogspot.co.id/2013/01/spektrofotometri.html . Diakses pada tanggal 15 Februari 2016.

Seran, E. 2011. Pengertian Dasar Spektrofotometer Vis, UV, UV-Vis. https://wanibesak.wordpress.com/2011/07/04/pengertian-dasar-spektrofotometer-vis-uv-uv-vis/. Diakses pada tanggal 15 Februari 2016.