Spektrofotometer UV Vis

Spektrofotometer uv-vis adalah instrument yang bekerja berdasarkan prinsip metode spektrofotometri uv-vis. Instrument ini mengukur harga absorbansi (A) atau persen transmitrans (XT).

            Komponen penting peralatan spektrofotometer uv-vis dapat ditunjukkan secara skematik sebagai berikut :

 

                                  Keterangan :

S          = sumber sinar (uv-vis)

M         = monokromator

C         = cuvet/sel

D         = datektor

A         = amplifier/penguat

R         = potensiometrikrecorder (pembacaan/pengamatan)

            Blok diagram di atas dapat dijelaskan sebagai berikut cahaya yang polikromatis atau kontinua dari sumber (uv, vis) dipancarkan ke monokhromator. Pada monokhromator cahaya diuraikan menjadi komponen – komponen panjang gelombang tunggal (monokhromatis). Cahaya yang monokhromatis inilah yang selanjutnya memasuki sel/cuvet yang berisi larutan dari spesies yang di analisis. Cahaya yang meninggalkan cuvet akan dideteksi oleh detector dan hasilnya berupa isyarat listrik tertentu. Isyarat listrik ini di amplifikasi (diperkuat) oleh amplifier sehingga hasilnya dapat dibaca oleh rekorder.

            Pada spektrofotometer uv-vis double beam (berkas rangkap), cahaya yang monokhromatis dipecah menjadi dua bagian yang sama. Bagian yang satu memasuki sel cuplikan, sedangkan bagian lainnya memasuki sel pelarut (blanko) kemudian kedua berkas tersebut disatukan kembali dan diteruskan ke detector.

 Kajian ringkas masing – masing komponen dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Sumber Sinar

Sumber sinar yang baik untuk pengukuran absorbans harus memancarkan spectrum yang kontinue dan merata di daerah panjang gelombang yang di kehendaki.

Sumber sinar untuk uv digunakan lampu awamuatan hidrogen atau deuterium. Lampu ini terdiri dari sepasang elektroda yang dipatri di dalam tabung kaca tertutup yang salah satu bagian dindingnya tersebut dari bahan kuarsa dan diisi dengan gas hidrogen/deuterium pada tekanan rendah. Bila terhadap kedua elektroda dihubungkan dengan tegangan listrik stabil maka antara kedua elektroda terjadi awamuatan elektron (elektron discharge). Elektron tersebut akan bertumbuh dengan molekul gas H₂ atau D₂ . Akibatnya elektron – elektron gas H₂/D₂ akan tereksitasi. Pada saat turun kembali ke keadaan asas seraya memancarkan sinar yang membentuk spektrum yang kontinue yang meliputi daerah panjang gelombang antara 180 – 350 mm sebagai sumber sinar tampak biasa digunakan lampu kawat wolfram.

2. Monokhromator

Monokhromator berfungsi menguraikan berkas radiasi dari sumber yang kontinue menjadi sinar yang monokhromatis (panjang gelombang tunggal). Unsur penting sebuah monokhromator adalah sistem celah dan sistem dispersif. Radiasi dari sumber difokuskan ke celah masuk kemudian dikumpulkan oleh sebuah lensa sehingga sinar paralel jatuh pada unsur dispersi yang merupakan sebuah prisma atau sebuah kisi difraksi. Dengan pemutaran prisma. Bermacam – macam bagian spektrum yang dihasilkan oleh unsur dispersi difokuskan ke celah keluar menuju ke sel cupikan atau blanko. 

3. Cuvet atau Sel

Sel atau cuvet ialah wadah untuk menempatkan cuplikan maupun blanko. Tebal cuvet umumnya bernilai 1 cm. Analisis dengan sinar uv cuvet yang dipakai harus terbuat dari kuarsa. Sedangkan bila menggunakan sinar tampak, selain kuarsa bisa juga dipakai cuvet yang terbuat daari plastik atau gelas.

4. Detektor

Suatu detektor berfungsi menyerap sinar yang mengenainyadan mengubahnya menjadi suatu besaran yang dapat diukur. Detektor yang digunakan pada spektrofotometer uv-vis berupa alat foto-listrik. Yang mengubah energi sinar menjadi energi listrik atau isyarat listrik. Isyarat yang dihasilkan berbanding lurus dengan intensitas sinar yang mengenalnya.

5. Amplifier (penguat)

Suatu amplifier menangkap isyarat masuk (imput) dari rangkaian detektor dan melalui beberapa proses elektronik tertentu menghasilkan suaatu isyarat keluar (output) yang beberapa kali lebih besar dari isyarat imput.

6. sekorder

berfungsi untuk membaca isyarat elektronik yang telah diamplifikasi.

 LANGKAH – LANGKAH ANALISIS KUANTITATIF SECARA SPEKTROFOTOMETRI UV-VISVIBEL

             Spektrofotometri uv-vis adalah suatu metode yang berhubungan dengan absorpsi radiasi ultravielet dan tampak oleh molekul. Adanya aspek kuantitatif dari absorpsi memungkinkan metode ini dimanfaatkan untuk analisis kuantitatif. Senyawa organik maupun anorganik yang dapat menyerap radiasi uv-vis, dapat dianalisis kuantitasnya dengan metode spektrofotometri uv-vis.

            Tahapan –tahapan penting yang harus diperhatikan sehubungan dengan penggunaan metode spektrofotometri uv-vis adalah sebagai berikut :

1. Pembentukan bentuk molekul yang berwarna yang dapat menyerap sinar tampak. (untuk analisis senyawa organik membentukan warna tidak perlu dilakukan).

Adapun pereaksi yang digunakan untuk pembentukan warna harus memenuhi beberapa persyaratan diantaranya :

1. Reaksinya dengan zat yang dianalisis harus selektif dan sensitif cepat.
2. Tidak boleh membentuk warna dengan zat lain yang ada dalam larutan.
3. Reaksinya dengan zat yang dianalisis harus berlangsung dengan cepat dan kuantitatif (perb. Mol jelas)
4. Warna yang ditimbulkan harus stabil untuk jangka waktu yang tidak terlalu pendek.
5. Pengaruh pH terhadap kompleks berwarna yang terjadi harus diketahui.

2. Pemilihan panjang gelombang maksimum.

Panjang gelombang maksimum adalah panjang gelombang diman terjadi serapan maksimum dari zat yang menyerap. Panjang gelombang maksimum inilah yang digunakan untuk pengukuran absorbansi atau transmitrans. Alasannya bahwa pada kondisi panjang gelombang maksimum perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi Adalah paling tinggi sehingga akan diperoleh kepekaan analisa yang maksimum. Selain itu, bentuk kurva serapan di sekitar panjang maksimum adalah datar. Kondisi ini memungkinkan hukum LAMBERT-REER secara baik. Untuk analisa komponen campuran atau multikomponen, pemilihan  mox tidak harus dipenuhi. Penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan dengan mengatur perubahan absorbansi sebagai fungsi panjang gelombang dan mereka hubungan perubahan itu pada rekoroer. Kurva yang diperoleh disebut spectra.

3. pembuatan kurva kalborasi atau kurva standar. 

Kurva standar adalah kurva yang mengganbarkan hubungan antara konsentrasi standar dengan absorbansinya. Kurva ini digunakan untuk menentukan konsentrasi zat yang akan ditentukan kadarnya atau jumlahnya. Untuk keperluan kurva standar ini, dibuat sejumlah larutan standar dari zat yang dianalisis dalam berbagai konsentrasi yang diketahui. Selanjutnya absorbansi dari masing-masing larutan diukur kemudian di buat grafik hubungan antara Absorbansi (A) dengan konsentrasi (C). Bila hokum Beer terpenuhi secara baik maka bentuk kurva berupa garis lurus.

4. Pengukuran absorbansi coulikan 

Nilai absorbans cuolikan harus berada pada range absorbansi standar atau berkisar antara 02 – 0%

       5.  Perhitungan konsentrasi atau kadar komponen yang di cari.

            Perhitungan konsentrasi menggunakan kurva standar yang telah di buat atau persamaan regresi : y = ax ;di mana  y = absorbansi, x = konsentrasi dan a = slope garis = ab = ab. Atau a =  

Bila cuplikan yang di ukur adalah komponen campuran maka perhitungan konsentrasi menggunakan persamaan matematik dengan n peubah untuk jumlah komponen sebanyak n,,

            Misalnya  n = 2  persamaannya dapat di nyatakan sebagai berikut  untuk

                                                                     (1)

                                                                    (2)

Penggunaan metode spektrofotometri UV –Vis dalam analisis kuantitatif meliputi antara lain  : 

1.                  a. Penentuan kadar komponen tunggal misalnya kadar Fe,Mn,Cr, kadar    Fe,Mn,Cr,Cu,Pb,Nitrit,nitrit,pospor,Nitrogen,dan selebihnya dapat tertera pada tabel 4

b. Penentuan kadar komponen campuran misalnya campuran Cr dan Mn.

            2.         Penentuan kadar senyawa-senyawa organik.

            3.         Pengukuran secara titrasi fotometri.

4.         Penentuan stoikiometri suatu reaksi,khususnya reaksi pembentukan         kompleks.(penentuan komponen ion kompleks)

            5.         Penentuan konstanta kesetimbangan.

Tabel  4. Jenis unsur yang dapat di analisis secara spektro fotometri Ultraviolet dan tampak

Elemen detected	reagent	Color formed(used,nm)
Al Bi Ca Cl(Cl­2­) Co Cr Cu F(F-) Fc Fe Mg Mn Mn Mo P(PO) Pb S(SO) Ti U Zn	8-Hydroxyquinoline Thiourea Calceina 0-Tolodine ammonium thiocyanate diphenylcarbazide FerroZine Cerous alizarin complexoneb 1.10-phenanthroline FerroZine 0.0’-Dihydroxyazobenzenea Periodate Thiothenoyltrifluoroacetone Thiolactic acidd Molybdate,hydrazine Dithizone Iodine (reduction) Hydrogen peroxide Arzenazo I or III Dithiozone	Yellow (395) Yellow y-green luoresce.(520) yellow Blue(620) Red-violet(540) Brown (470) Wine red Red (512)                    (562) Orange (485) Purple (520) (450) Yellow-brown Blue (830) Pink I3-.decreased Yellow Violet-blue(640) pink

 Sumber  :  james S.Fritz

             Metode spektrofotometri UV-Vis adalah suatu metode yang di desain atas dasar adanya antaraksi  antara radiasi UV-Vis dengan molekul.antaraksi terjadi dalam bentuk absorbsi radiasi.perubahan tingkat energi  elektronik molekul dan perubahan intensitas radiasi.

            Hubungan kuantitatif absorbsi dengan konsentrasi molekul penyerap di rumuskan dalam persamaan Lamber – Beer : A = abC. Adanya hubungan kuantitatif ini memungkinkan metode spektrofotometri UV-Vis di manfaatkan secara luas untuk keperluan analisis kuantitatif di antaranya :

1.                  pengukuran kadar berbagai komponen tunggal maupun komponen camburan.

2.                  pengukuran secara titrasi fotometrik

3.                  penentuan komposisi ion kompleks

4.                  penentuan konstanta kesetimbangan indikator

5.                  penentuan kadar senyawa organik (gugus khlorofor).