MAKALAH SPEKTROFOTOMETER

 Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di absorpsi. Spektrofotometer merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.

B.                 Fungsi

spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawaan atau warna terbentuk.

C.                Bagian Spektrofotometer

Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari 4 bagian penting yaitu :

1.  Sumber Cahaya

    Untuk radisi kontinyu :

 Untuk daerah UV dan daerah tampak :

-                     Lampu wolfram (lampu pijar) menghasilkan spektrum kontinyu pada gelombang 320-2500 nm.

-        Lampu hidrogen atau deutrium (160-375 nm)

-        Lampu gas xenon (250-600 nm)

    Untuk daerah IR:

Ada tiga macam sumber sinar yang dapat digunakan :

- Lampu Nerst,dibuat dari campuran zirkonium oxida (38%) Itrium oxida  (38%) dan erbiumoxida (3%)

- Lampu globar dibuat dari silisium Carbida (SiC).

- Lampu Nkrom terdiri dari pita nikel krom dengan panjang gelombang 0,4 – 20 nm

  Spektrum radiasi garis UV atau tampak :

- Lampu uap (lampu Natrium, Lampu Raksa)

- Lampu katoda cekung/lampu katoda berongga

- Lampu pembawa muatan dan elektroda (elektrodeless discharge lamp)

- Laser

2. Monokromator

Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang berbeda (terdispersi). Ada 2 macam monokromator yaitu :

a) Prisma

 b) Grating/kisi difraksi 

Keuntungan menggunakan kisi difraksi :
- Dispersi sinar merata
- Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama
- Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum

Cahaya monokromatis ini dapat dipilih panjang gelombang tertentu yang sesuai untuk kemudian dilewatkan melalui celah sempit yang disebut slit. Ketelitian dari monokromator dipengaruhi juga oleh lebar celah (slit width) yang dipakai.

3. Cuvet

 Cuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat contoh atau cuplikan yang akan dianalisis.  Cuvet biasanya terbuat dari kwars, plexigalass, kaca, plastic dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak (visible).

Cuvet harus memenuhi syarat- syarat sebagai berikut :

a) Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya.

b) Permukaannya secara optis harus benar- benar sejajar.

c)Harus tahan (tidak bereaksi) terhadap bahan- bahan kimia.

d) Tidak boleh rapuh.

e) Mempunyai bentuk (desain) yang sederhana. 

4. Detektor

 Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital.

Syarat-syarat ideal sebuah detektor :

a)Kepekan yang tinggi
b) Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
c) Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.
d) Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
e) Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

A.                Prinsip Kerja

Prinsip kerja spektrofotometer berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya monokromatik (Io) melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Transmitan adalah perbandingan intensitas cahaya yang ditransmisikan ketika melewati sampel (It) dengan intensitas cahaya mula-mula sebelum melewati sampel (Io).

Persyaratan hukum Lambert Beer, antara lain:

1.radiasi yang digunakan harus monokromatik,

2.energi radiasi yang diabsorpsi oleh sampel tidak menimbulkan reaksi kimia,

3.sampel (larutan) yang mengabsorbsi harus homogen,

4.tidak terjadi fluoresensi atau phosporesensi, dan indeks refraksi tidak berpengaruh terhadap konsentrasi, jadi larutan tidak pekat (harus encer).

A.                Jenis Spektrofotometer

1.      Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer UV-VIS adalah salah satu alat analisis kimia yang sering digunakan di laboratorium untuk analisis kimia Bahan Bakar Nuklir. Spektrofotometer ini merupakan gabungan antara spektrofotometer UV dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna.

2.      Spektrofotometer Infra merah

Spektrofotometri 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.

Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu:

          Daerah Infra Merah dekat.

         Daerah Infra Merah pertengahan.

         Daerah infra Merah jauh.

3.      Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) adalah suatu alat yang digunakan pada metode analisis untuk penentuan unsur-unsur logam. SSA pertama kali diperkenalkan oleh Welsh (Australia) pada tahun 1955. Alat ini relatif sederhana, selektif, dan sangat sensitif. Teknik analisis SSA berdasarkan pada penguraian molekul menjadi atom (atomisasi) dengan energi dari api atau arus listrik. Penentuan kadar logam berat dengan Spektrofotometrik Serapan Atom (SSA) didasarkan pada hukum Lambert-Beer, yaitu absorbansi berbanding lurus dengan panjang nyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam nyala (Anonim, 2003 dalam Azis, 2007).

4.      Spektrofotometer Resonansi Magnetik (NMR)

Spektrofotometri NMR sangat penting artinya dalam analisis kualitatif, khususnya dalam penentuan struktur molekul zat organik.  Hal itu dikarenakan spektrum NMR mampu menjawab beberapa pertanyaan yang berkaitan dengan inti atom yang spesifik.

5.      Spektrofotometer Pendar Molecular (pendar fluor/pendar fosfor)

Metode fluoresensi dan fosforesensi melibatkan penyerapan radiasi dan pengemisian radiasi yang umumnya lebih panjang gelombangnya atau lebih rendah energinya. Energi radiasi yang tidak teremisikan dalam bentuk radiasi kemudian diubah menjadi energi termal. Fluorosensi maupun fosforesensi berkaitan dengan perubahan energi vibrasi.

6.      Spektrofotometer dengan metode hamburan cahaya (nefelometer, turbidimeter dan spektrofotometer Raman)

Menurut temuan Raman tampak gejala pada molekul dengan struktur tertentu apabila dikenakan radiasi infra merah dekat atau radiasi sinar tampak, akan memberikan sebagian kecil hamburan yang tidak sama dengan radiasi semula.

Hamburan yang berbeda dengan radiasi semula (sumber radiasi) tersebut berbeda dalam hal panjang gelombang, frekuensi serta intensitasnya dikenal sebagai hamburan Raman. Hamburan Raman tersebut memberikan garis Raman dengan intensitas tidak lebih dari 0,001% dari garis spektra sumber radiasinya.