Spektrofotometri
UV-Viseble
Spektrofotometri
Sinar Tampak (UV-Vis) adalah pengukuran energi cahaya oleh suatu sistem kimia
pada panjang gelombang tertentu (Day, 2002). Sinar ultraviolet (UV) mempunyai
panjang gelombang antara 200-400 nm, dan sinar tampak (visible) mempunyai
panjang gelombang 400-750 nm. Pengukuran spektrofotometri menggunakan alat
spektrofotometer yang melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada
molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometer UV-Vis lebih banyak dipakai
untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Spektrum UV-Vis sangat
berguna untuk pengukuran secara kuantitatif. Konsentrasi dari analit di dalam
larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang gelombang
tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-Beer (Rohman, 2007).
Pada spektrofotometri digunakan alat yang disebut
dengan spketrofotometer. Adapun prinsipnya menggunakan radiasi
elektromagnetik (REM) yakni sinar yang digunakan pada sinar Ultraviolet dan
sinar visible dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk
gelombang. Adapun yang diukur pada spektrofotometri adalah nilai absorban (A)
yakni adanya absorbsi pada panjang gelombang maksimum yang kemudian dihitung
konsentarsinya. Metode ini disebut metode basah karena sampel yang digunakan
adalah larutan dimana harus diketahui batas konsentrasi terkecil sampel yang
diukur.
Perlu diketahui terlebih dahulu, bahwa panjang
gelombang adalah jarak linier dari suatu titik pada satu gelombang ke titik
yang bersebelahan pada panjang gelombang berdekatan. Dimensi panjang gelombang
adalah panjang (L) yang dapat dinyatakan dalam centimeter (cm), angstrom (Å),
atau nanometer (nm).
Frekuensi merupakan
banyaknya gelombang yang melewati suatu titik tertentu dalam satuan waktu.
Dimensi frekuensi adalah T-1 dan satuan yang biasa digunakan adalah
detik-1.
Sinar UV memiliki panjang gelombang = 200-400 nm
sedangkan sinar visibel memiliki panjang gelombang = 400-750 nm. Berikut ini
adalah tabel kisaran panjang gelombang, frekuensi, dan spektrum elektromanetik.
Penyerapan Radiasi oleh Molekul
Semua molekul mempunyai komponen energi yang terdiri dari :
- Translasi ; molekul secara keseluruhan dapat
bergerak. Energi yang ada hubungannya dengan tranlasi disebut energi
tranlasional (Etrans).
- Vibrasi ; gerakan bagian molekul (atom atau
sekelompok atom) yang dapat bergerak karena berhubungan satu sama lain.
Energi yang berhubungan dengan vibrasi disebut dengan energy vibrasional
(Evibr)
- Rotasional ; molekul dapat berotasi pada
sumbunya. Energinya disebut energy rotasional (Erot)
- Elektronik ; suatu molekul yang memiliki
konfigurasi elektronik yang tergantung pada elektronik molekul dan
energinya disebut energi elektronik (Eelek).
Bila dirumuskan maka energi suatu molekul adalah
gabungan dari beberapa komponen di atas.
E = Etrans + Evibr + Erot + Eelek
Aspek Kualitatif dan Kuantitatif Spektrofotometri
UV-Vis
Spekra UV-Vis dapat digunakan untuk informasi
kualitatif dan sekaligus dapat digunakan untuk analisis kuantitatif.
1. Aspek Kualitatif ;
Data spektra UV-Vis bila digunakan secara tersendiri,
tidak dapat digunakan unutk identifikasi kualitatif obat atau metabolitnya.
Akan tetapi, bila digabung dengan cara lain seperti spektroskopi infra merah,
resonansi magnet inti, dan spektroskoppi massa, maka dapat digunakan untuk
maksud analisis kualitatif suatu senyawa tersebut.
Data yang diperoleh dari spektroskopi UV dan Vis
adalah panjang gelombang maksimal, intensitas, efek, pH, dan pelarut yang
kesemuanya dapat dibandingkan dengan data yang sudah dipublikasikan.
Dari spektra yang diperoleh dapat dilihat, misalnya :
a. Serapan (absorbansi) berubah atau tidak karena
perubahan pH. Jika berubah bagaimana perubahannya apakah batokromik ke
hipsokromik dan sebaliknya atau dari hipokromik ke hiperkromik, dsb.
b. Obat-obat yang netral misalnya kafein,
kloramfenikol atau obat-obat yang berisi ausokrom yang tidak terkonjugasi
seperti amfetamin, siklizin, dan pensiklidin.
2. Aspek Kuantitatif ;
Suatu berkas radiasi dikenakan pada larutan sampel
(cuplikan) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya.
Intensitas atau kekuatan radiasi cahaya sebanding dengan jumlah foton yang
melalui satu satuan luas penampang per detik.
Serapan dapat terjadi jika foton/radiasi yang mengenai
cuplikan memiliki energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan untuk
menyebabkan terjadinya perubahan tenaga. Jika sinar monokromatik dilewatkan
melalui suatu lapisan larutan dengan ketebalan db, maka penurunan
intesitas sinar (dl) karena melewati lapisan larutan tersebut berbanding
langsung dengan intensitas radiasi (I), konsentrasi spesies yang
menyerap (c), dan dengan ketebalan lapisan larutan (db). Secara
matematis, pernyataan ini dapat dituliskan :
-dI = kIcdb
bila diintergralkan maka diperoleh persamaan ini : I =
I0 e-kbc
dan bila persamaan di atas diubah menjadi logaritma basis 10, maka akan
diperoleh persamaan :
I = I0 10-kbc
dimana : k/2,303 = a , maka persamaan di atas dapa diubah menjadi persamaan
:
Log I0/I = abc
atau A = abc (Hukum
Lambert-Beer)
dimana : A= Absorban
a = absorptivitas
b = tebal
kuvet (cm)
c =
konsentrasi
Bila Absorbansi (A) dihubungkan dengan Transmittan (T) = I/I0 maka dapat
diperoleh A=log 1/T .
Absorptivitas (a) merupakan suatu konstanta yang tidak tergantung pada konsentrasi,
tebal kuvet, dan intensitas radiasi yang mengenai larutan sampel. Tetapi
tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul, dan panjang gelombang radiasi.
Pada Hukum Lambert-Beer, terdapat beberapa batasan,
antara lain :
1. Sinar yang digunakan dianggap monokromatis
2. Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang
mempunyai penampang luas yang sama
3. Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak
tergantung terhadap yang lain dalam larutan
4. Tidak terjadi peristiwa flouresensi atau
fosforisensi
5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi
larutan.
Salah satu hal yang penting juga diingat adalah untuk
menganalisis secara spektrofotometri UV-Vis diperlukan panjang gelombang
maksimal. Adapun beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang
maksimal, yaitu :
1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga
maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi
untuk setiap konsentrasi adalah yang paling besar
2. Di sekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva
absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum Lambert-Berr akan terpenuhi
3. Jika dilakukan pengukuran ulang, maka kesalahan
yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali,
ketika digunakan panjang gelombang maksimal.