Spektroskopi Sinar Ultra Violet-Visible (UV-VIS): Prinsip, Cara Kerja, Hukum Lambert Beer, Kegunaan [Lengkap+Contoh]

blank

a. Pengertian

Spektroskopi adalah suatu ilmu yang mengkorelasikan antara frekuensi atau energi gelombang dengan interaksi unsur didalam molekul. Sedangkan Spektroskopi Sinar UV-Vis merupakan radiasi sinar ultraviolet-visible yang meninmbulkan vibrasi molekul dan transisi elektronik dalam molekul dengan menyerap cahaya UV-Vis daerah bilangan gelombang 160 nm sampai 780 nm. Serapan cahaya UV atau cahaya visible mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital dasar blank yang berenergi rendah ke orbital tereksitasi yang berenergi lebih tinggi. Bentuk dari transisi elektronik pada daerah uv-vis adalah  blank. Tetapi, transisi yang paling banyak terjadi pada daerah UV adalah transisi elekron oleh orbital n dan blank

b. Prinsip Kerja

blank

Prinsip kerja dari spektroskopi UV-Vis adalah Ketika ada sumber sinar berupa cahaya uv-vis (monokromatik) diteruskan melalui suatu media (larutan bewarna) yang merupakan suatu sampel, maka Sebagian cahaya tersebut ada yang diserap, dipantulkan dan ada yang diteruskan. Cahaya yang diserap tersebut akan menyebabkan elektron terekstasi dari keadaan dasar ke keadaan yang memiliki energi yang lebih tinggi. Serapan sinar ini tidak terjadi pada semua struktur. Tetapi, hanya terjadi pada system terkonjugasi yang memiliki ikatan phi atau gugus kromofor, gugus ausokrom (gugus yang memiliki vibrasi yang besar karena adanya pasangan elektron bebas) contohnya adalah -OH, -NH2, -SH, dan lain-lain. Karena memiliki vibrasi yang besar, maka jika terikat dengan gugus kromofor, dia akan menyebakan pergeseran serapan kearah panjang gelombang yang lebih besar dan meningkatkan intensitas puncak serapan.

Sedangkan, cahaya yang tidak diserap atau diteruskan akan muncul sebagai nilai transmitansi. Sehingga, hasil pengukuran spektroskopi UV-Vis akan disajikan dalam bentuk spektra serapan atau transmitansi. Bentuk spektra pita serapan UV-Vis suatu molekul cenderung berbentuk bukit atau parabola terbalik, berbeda dengan bentuk spektra atom yang berbentuk garis-garis. Hal ini dikarenakan transisi elektronik yang terjadi memiliki perbedaan energi yang tidak terlalu besar. Contohnya transisi dari blank memiliki perbedaan energi yang kecil. Sehingga, bentuk transisi akan digambarkan seperti himpunan garis-garis yang berdekatan. Adanya himpunan garis-garis yang berdekatan itulah yang menyebabkan terbentuknya spektra pita serapan yang berbentuk bukit melandai lebar atau parabola terbalik.

c. Hukum Lambert-Beer

            Seperti yang telah diketahui bahwa, bentuk spektra UV-Vis biasanya adalah berbentuk bukit yang melandai atau parabola terbalik. Sehingga, karena bentuk spektra yang seperti itu, maka keterbatasan hukum Lambert-Beer berlaku. Hukum Lambert-Beer merupakan hukum yang menyatakan bahwa adanya hubungan lineritas antara absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik dengan transmitan. Rumus Hukum lambert-beer adalah:

                                                A= a.b.c (g/liter) atau A= ε. b. c (mol/liter),

Dimana: A = serapan, a = absorptivitas, b = ketebalan sel, c = konsentrasi, ε = absorptivitas molar. Semakin tinggi nilai absortivitas molarnya atau koefisien ekstingsi nya maka, dengan konsentrasi yang kecil, kita sudah bisa menganalisis sampel. Sehingga, Batasan hukum lambert-bert adalah tidak menggunakan lampu polikromatik. Hal ini dikarenakan jika menggunakan lampu polikromatik maka akan susah untuk dideteksi. Selanjutnya tidak mengalami pergeseran equilibrium (kesetimbangan), tidak menggunakan solvent (pelarut). Hal ini dikarenakan pelarut akan memberikan spektra serapan tersendiri. Sehingga, akan menganggu dalam interpretasi data. Biasnya spektra pada panjang gelombang dibawah 300 nm merupakan serapan untuk pelarut. Batasan selanjutnya adalah pH yang digunakan untuk mengukur pH tertentu agar tidak terjadi kesetimbangan.

 d. Kegunaan                  

blank

            Spektroskopi UV-Vis dapat digunakan dalam analisis kuantitatif dan kuantitatif. Untuk analisis kuantitatif aplikasinya sangat terbatas. Hal ini dikarenakan pita serapan cenderung lebar dan informasinya kurang detail. Adanya pita serapan yang lebar ini karena energi terjadi transisi elektronik dari  blank memiliki perbedaan energi transisi elektronik yang tidak terlalu besar. sehingga terbentuk himpunan garis-garis yang disebut sebagai pita serapan yang lebar. Walaupun demikian, spektra ini seringkali digunakan untuk memberikan informasi mengenai ada tidaknya gugus fungsional pada suatu senyawa organik. Selain untuk menentukan gugus fungsi, spektra UV-Vis juga sering digunakan untuk mengidentifikasi spesies molekuler dengan cara membandingkan spektra spesies sampel dengan spektra standar atau literatur yang telah diketahui.

e. Contoh Kasus:

  1. Nisa sedang melakukan penelitian tugas akhir untuk mengidentifikasi kandungan nitrogen dalam pupuk lepas lambat yang telah disintesis nya menggunakan spektrofotometer uv-vis. Panjang gelombang maksimum yang digunakan adalah 407 nm. Nisa memiliki data kurva standar dan nilai absorbansi sebagai berikut:
 Absorbansi
1000,005
1200,016
1400,245
1600,399
1800,507

            Tentukan konsentrasi Nitrogen dalam pupuk lepas lambat tersebut, jika absorbansi dari larutan sampel adalah 0,476.

Jawab:

Baca juga:
  • Membuat kurva standar untuk mendapatkan persamaan regresi dari larutan standar.
blank

Dapat dilihat pada grafik, bahwa didapat persamaan regresi sebesar y= 0,0064x-0,635 dengan r2=0,9976. Dengan menggunakan persamaan regresi diatas, maka kita dapat menentukan konsentrasi nitrogen dalam pupuk lepas lambat dengan y sebagai absorbansi dan x merupakan konsentrasi yang ingin kita cari.

Y= 0,0064x-0,635

X= y+0,635/ 0,0064

X= 0,476+0,635/0,0064

X= 173,59 ppm

Jadi, konsentrasi nitrogen dalam pupuk lepas lambat yang disintesis oleh nisa adalah 173,59 ppm.

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar