Spektroskopi Sinar Ultra Violet (UV) dan Sinar Tampak (Visibel)

1. Prinsip Dasar

1.1. Spektroskopi Sinar Ultra Violet (UV)

• Rentang Gelombang: Sinar UV mencakup rentang panjang gelombang dari sekitar 200 hingga 400 nm.
• Prinsip: Spektroskopi UV mengukur penyerapan cahaya ultraviolet oleh molekul. Ketika molekul menyerap cahaya UV, elektron dalam molekul tersebut terstimulasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, yang dikenal sebagai transisi elektronik.
• Transisi Energi: Transisi ini biasanya melibatkan pita π → π* (pada senyawa dengan ikatan rangkap) atau n → π* (pada senyawa dengan pasangan elektron bebas) dan memberikan informasi tentang struktur dan keberadaan gugus fungsional tertentu.

1.2. Spektroskopi Sinar Tampak (Visibel)

• Rentang Gelombang: Sinar tampak mencakup rentang panjang gelombang dari sekitar 400 hingga 700 nm.
• Prinsip: Spektroskopi tampak mengukur penyerapan cahaya dalam rentang tampak. Molekul menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, menghasilkan spektrum yang dapat digunakan untuk analisis.
• Transisi Energi: Pada sinar tampak, transisi biasanya melibatkan pita π → π* atau n → π* dalam molekul organik, atau transisi ion logam dalam senyawa anorganik.

2. Peralatan dan Metodologi

2.1. Spektrofotometer UV-Vis

• Komponen Utama:
  • Sumber Cahaya: Lampu deuterium untuk UV dan lampu tungsten untuk sinar tampak.
  • Monokromator: Memisahkan cahaya menjadi panjang gelombang yang berbeda.
  • Sel: Tempat sampel yang sering terbuat dari kuarsa untuk UV dan kaca untuk tampak.
  • Detektor: Mengukur intensitas cahaya yang dipancarkan melalui sampel, biasanya menggunakan detektor fotomultiplier atau diode array.
• Prosedur:

1. Kalibrasi: Kalibrasi peralatan dengan larutan blanko untuk mengatur baseline.
2. Persiapan Sampel: Larutkan sampel dalam pelarut yang sesuai dan tempelkan ke dalam sel.
3. Pengukuran: Jalankan sampel melalui spektrofotometer dan catat spektrum penyerapan.
4. Analisis: Interpretasikan spektrum untuk menentukan konsentrasi atau struktur berdasarkan pita penyerapan.

2.2. Teknik Pengukuran:

• Spektrum Penyerapan: Grafik yang menunjukkan intensitas penyerapan sebagai fungsi dari panjang gelombang.
• Hukum Beer-Lambert: Digunakan untuk menghitung konsentrasi sampel dari penyerapan: A=ε⋅c⋅lA = \varepsilon \cdot c \cdot lA=ε⋅c⋅l
  • A = Absorbansi
  • ε = Koefisien absorptivitas molar
  • c = Konsentrasi
  • l = Panjang jalur sel

3. Aplikasi

3.1. Identifikasi Senyawa

• Identifikasi Struktur: Menentukan gugus fungsi dan struktur molekul berdasarkan pola penyerapan.
• Kualitatif: Identifikasi senyawa dengan membandingkan spektrum dengan basis data.

3.2. Kuantifikasi

• Kuantitatif: Mengukur konsentrasi senyawa dalam larutan dengan menggunakan Hukum Beer-Lambert.
• Analisis Kadar: Digunakan dalam kontrol kualitas dan analisis produk.

3.3. Studi Interaksi Molekul

• Interaksi Molekul: Memahami interaksi antara senyawa, seperti ikatan kompleks atau interaksi protein-ligand.

3.4. Pemantauan Reaksi Kimia

• Kinetika Reaksi: Mengamati perubahan spektrum selama reaksi untuk mempelajari kinetika dan mekanisme.

4. Keuntungan dan Keterbatasan

4.1. Keuntungan

• Cepat dan Non-Destruktif: Proses pengukuran yang cepat dan sampel tidak rusak.
• Sensitif: Dapat mendeteksi konsentrasi rendah dan identifikasi senyawa.

4.2. Keterbatasan

• Sensitivitas terhadap Pelarut: Kualitas pelarut dapat mempengaruhi hasil.
• Interferensi: Penyerapan oleh pelarut atau bahan lain dapat mengganggu hasil.

5. Contoh Kasus

5.1. Analisis Obat

• Contoh: Pengukuran kadar obat dalam formulasi farmasi untuk memastikan dosis yang tepat dan kualitas produk.

5.2. Penelitian Kimia

• Contoh: Identifikasi senyawa organik baru dalam penelitian kimia organik dan material.

5.3. Biokimia

Contoh: Studi perubahan konformasi protein atau asam nukleat yang terkait dengan perubahan penyerapan UV-Vis.