NgélMu – aNgél sadurungé keteMu

Spektrofotometri Infra Merah

Posted by EG Giwangkara S pada Selasa, 26 Juni 2007

Berkas radiasi elektromagnetikSpektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1.  Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.

Gambaran berkas radiasi elektromagnetik diperlihatkan pada Gambar 1 berikut :

Berkas radiasi gelombang elektromagnetik

Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai panjang gelombang. Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang pada Tabel 1 dan Gambar 2, sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu:
a. Daerah Infra Merah dekat.
b. Daerah Infra Merah pertengahan.
c. Daerah infra merah jauh..

Tabel pembagian spektrum

Gambar pembagian radiasi elektromagnetik

Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 – 50 µm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm-1. Satuan yang sering digunakan dalam spektrofotometri infra merah adalah Bilangan Gelombang ( Nu bar ) atau disebut juga sebagai Kaiser.

Interaksi Sinar Infra Merah Dengan Molekul

Berkas radiasi elektromagnetikDasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini.  Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik.

Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak, yaitu :

  1. Gerak Translasi, yaitu  perpindahan dari satu titik ke titik lain.
  2. Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan
  3. Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.

Bila ikatan bergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekwensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari pegas dan massa ( m1 dan m2 ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.

Panjang gelombang atau bilangan gelombang dan kecepatan cahaya dihubungkan dengan frekwensi melalui bersamaan berikut :

Energi yang timbul juga berbanding lurus dengan frekwesi dan digambarkan dengan persamaan Max Plank :

sehingga :

dimana :

E = Energi, Joule
h =  Tetapan Plank ;  6,6262 x 10-34 J.s
c =  Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik
n =  indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)
l =  panjang gelombang ; cm
u =  frekwensi ; Hertz

Dalam spektroskopi infra merah panjang gelombang dan bilangan gelombang adalah nilai yang digunakan untuk menunjukkan posisi dalam spektrum serapan. Panjang gelombang biasanya diukur dalam mikron atau mikro meter ( µm ). Sedangkan bilangan gelombang ( Nu bar ) adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan cm-1. Persamaan dari hubungan kedua hal tersebut diatas adalah :

Posisi pita serapan dapat diprediksi berdasarkan teori mekanikal tentang osilator harmoni, yaitu diturunkan dari hukum Hooke tentang pegas sederhana yang bergetar, yaitu :

dimana :

Keterangan :

c =   kecepatan cahaya : 3,0 x 1010 cm/detik
k =  tetapan gaya atau kuat ikat, dyne/cm
µ =  massa tereduksi
m =  massa atom, gram

Setiap molekul memiliki harga energi yang tertentu. Bila suatu senyawa menyerap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan tingkatan energi yang diserap, maka yang akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi.

Perubahan Energi Vibrasi

Atom-atom di dalam molekul tidak dalam keadaan diam, tetapi biasanya terjadi peristiwa vibrasi. Hal ini bergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya. Vibrasi molekul sangat khas untuk suatu molekul tertentu dan biasanya disebut vibrasi finger print. Vibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu :

  1. Vibrasi Regangan (Streching)
  2. Vibrasi Bengkokan (Bending)

Vibrasi Regangan (Streching)

Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara keduanya, walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam, yaitu:

  1. Regangan Simetri, unit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar.
  2. Regangan Asimetri, unit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.

Jenis vibrasi regangan

Vibrasi Bengkokan (Bending)

Jika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul yang lebih besar, maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi deformasi yang mempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan. Vibrasi bengkokan ini terbagi menjadi empat jenis, yaitu :

  1. Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar.
  2. Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar.
  3. Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar.
  4. Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar.

Jenis vibrasi bengkokan

Daerah Spektrum Infra Merah

Para ahli kimia telah memetakan ribuan spektrum infra merah dan menentukan panjang gelombang absorbsi masing-masing gugus fungsi.  Vibrasi suatu gugus fungsi spesifik pada bilangan gelombang tertentu. Dari Tabel 2 diketahui bahwa vibrasi bengkokan C–H dari metilena dalam cincin siklo pentana berada pada daerah bilangan gelombang 1455 cm-1. Artinya jika suatu senyawa spektrum senyawa X menunjukkan pita absorbsi pada bilangan gelombang tersebut tersebut maka dapat disimpulkan bahwa senyawa X tersebut mengandung gugus siklo pentana.

Vibrasi karakteristik dasar dari hidrokarbon jenuh

Daerah Identifikasi

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 – 400 cm-1. Karena di daerah antara 4000 – 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah antara 2000 – 400 cm-1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut.

Dalam daerah 2000 – 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun pada daerah 4000 – 2000 cm-1 menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 – 400 cm-1 juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa  adalah sama.

Cag handeuleum sieum… urang tunda heula carita… :)

About these ads

12 Tanggapan to “Spektrofotometri Infra Merah”

  1. aris said

    nice blog

  2. Lona said

    saya harap anda dapat memberikan lebih rinci materi mengenai analisis intensitas cahaya di laut dengan panjang gelombang tertentu dan pengaruhnya terhadap kelakuan ikan di laut. serta alat apa yang dapat digunakan dalam pengukuran ini.
    tidak lupa persamaan matematisnya. terimakasih.

  3. saya ingin tau lebih jelas tentang Near Infra Red…
    dimana saya bisa dapat infonya ya??
    fah_neh@yahoo.com

    thx

  4. saya ingin bertanya, apa saja fungsinya bagi kehidupan??, thanks

  5. Dudi Arnantyo said

    Saya mau tanya, apakah bisa mengubah kalor/panas yang terbuang dari mesin-mesin produksi menjadi energi listrik? sehingga kami dapat efisiensi pemakaian listrik.

  6. ardhie said

    hmmmmmmmmmmmmmmmmmm.,kalo pemakaian radiasi elektromagnetik secara berlebihan tuh berbahaya gak seh.,

  7. sanny said

    wwwwwwwwwwwoooooooooowwwwwwwwwwwwww……………………………………. HEBAT!!!!!

  8. yakobus said

    Nice Blog….tapi timbul pertanyaan dari keterangan diatas.
    Saya ingin tahu apakah radiasi dari gelombang elektromagnetik dapat merubah struktur kima dari suatu unnsur atau bahan?

  9. […] Spektrofotometri Infra Merah […]

  10. ian said

    sip, thx ya… tapi ada yang lebih bgs g y gambarnya (yag grafik spektrumnya mksdnya)

  11. lilik said

    Sdrku yth,

    Saya seorang ibu rumah tangga awam dengan hal2 kimia. Sekarang ini banyak sekali penawaran alat-alat/produk kesehatan yang berhubungan dengan infra merah jarak jauh seperti kalung biosfir, kasur kesehatan dengan tambahan magnet2 dan serat2 trambulen?, alas kaki, sabuk dll. Apakah memang benar infra merah jauh itu bisa merevitalisasi sel2 tubuh yang sudah rusak, sehingga orang jadi sehat kembali bahkan konon dapat menyembuhkan penyakit jantung, stroke, diabetes, penyakit2 kronis lainnya. thanks in advance, saya sangat menunggu jawabannya.

  12. Maharani S. Pakaya said

    btw kelemahan n kelebihannya apa?

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: