SPEKTROFOTOMETRI
A. Pengertian Spetrofotometri
Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu da fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang transmisikan atau yang diabsorsbi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relative jika energy tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 Nm. Sedangakan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi da[pat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding.
Spektoskopi atom menghasilkan paling tidak tiga macam teknik analisis :
1. Spektrofotometri Serapan Atom
2. Spektrofotometri Emisi Atom
3. Spektrofluoremetri Atom
Jika yang diukur adalah intensitas sinar yang diserap maka disebut sebagai spektrofotometri serapan atom, dan Jika yang diukur adalah intensitas sinar yang diemisikan maka disebut sebagai spektrofotometri emisi atom.
Hukum Dasar Penyerapan
A = log ( Io / It ) = a b c
Keterangan : Io = Intensitas sinar datang
It = Intensitas sinar yang diteruskan
a = Absorptivitas
b = Panjang sel/kuvet
c = konsentrasi (g/l)
A = Absorban
Besaran cahaya terserap :
Transmitan (transmittance, T), didefinisikan sebagai perbandingan
antara intensitas akhir dengan intensitas awal.
T = I/Io
Transmittance mengindikasikan fraksi intensitas cahaya mula-mula
yang mencapai detektor setelah melewati atom dalam nyala.
Persen Transmitan (percent transmission, %T), merupakan transmitan
yang dinyatakan dalam persen.
%T = I/Io x 100
Persen serapan (percent absorption, %A), merupakan komplemen dari
%T yang didefinisikan sebagai persen dari intensitas cahaya mulamula
yang terserap dalam nyala.
%A = 100 -%T Atau A = log (Io/I)
Besaran absorbance inilah yang lazim digunakan untuk mengkarak
terisasi penyerapan cahaya dalam spektrofotometri serapan atom.
Besaran ini memiliki hubungan yang linier dengan konsentrasi
analit, seperti diungkapkan oleh Hukum Lambert- Beer:
A = a b c
dimana : A = absorbance, a = koefisien absorpsi, b = panjang jalan
yang dilalui cahaya, dan c = konsentrasi dari spesi yang menyerap.
Persamaan ini menunjukkan bahwa A secara langsung proporsional
dengan konsentrasi (C) dari spesi penyerap pada suatu kondisi
pengukuran dan peralatan tertentu
Peralatan Spektrofotometer dibedakan menjadi empat :
1. Spektrofotometer Single Beam
2. Spektrofotometer Double Beam
3. Spektrofotometer Splitter Beam
Komponen utama dari spektrofotometer yaitu :
- 1. Sumber cahaya
Untuk radisi kontinue :
- Untuk daerah UV dan daerah tampak :
- Lampu wolfram (lampu pijar) menghasilkan spektrum kontiniu pada gelombang 320-2500 nm.
- Lampu hidrogen atau deutrium (160-375 nm) - Lampu gas xenon (250-600 nm)
Untuk daerah Infra Red (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 dhischarge lamp)
- Laser
- 2. Pengatur Intensitas
Berfungsi untuk mengatur intensitas sinar yang dihasilkan oleh sumber cahaya agar sinar yang masuk tetap konstan.
- 3. Monokromator
Berfungsi untuk merubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang dibutuhkan oleh pengukuran
Macam-macam monokromator :
- Prisma
- kaca untuk daerah sinar tampak
- kuarsa untuk daerah UV
- Rock salt (kristal garam) untuk daerah IR
- Kisi difraksi
Keuntungan menggunakan kisi :
- Dispersi sinar merata
- Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama
- Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spectrum
- 4. Kuvet
Pada pengukuran di daerah sinar tampak digunakan kuvet kaca dan daerah UV digunakan kuvet kuarsa serta kristal garam untuk daerah IR.
- 5. Detektor
Fungsinya untuk merubah sinar menjadi energi listrik yang sebanding dengan besaran yang dapat diukur.
Syarat-syarat ideal sebuah detektor :
- Kepekan yang tinggi
- Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi
- Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.
- Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
- Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.
Macam-macam detektor :
- Detektor foto (Photo detector)
- Photocell
- Phototube
- Hantaran foto
- Dioda foto
- Detektor panas
- 6. Penguat (amplifier)
Berfungsi untuk memperbesar arus yang dihasilkan oleh detektor agar dapat dibaca oleh indikator. - 7. Indikator
Dapat berupa :
- Recorder
- Komputer
B. Cara Kerja Spektrofotometer
1. Tempatkan larutan pembanding, misalnya blangko dalam sel pertama sedangkan larutan yang akan dianalisis pada sel kedua.
2. Kemudian pilih fotosel yang cocok 200 Nm-650 Nm(650Nm-1100 Nm) agar daerah panjang gelombang yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup “nol” Galvanometer dengan menggunakan Dark-current.
3. Pilih yang diinginkan, buka fotosel dan lewatkan berkas cahaya pada blangko dan “nol” Galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitifitas.
4. Dengan menggunakan tombol transmitansi, kemudian atur besarnya pada 100 %
5. Lewatkan berkas cahaya pada larutan sampel yang akan dianalisis. Skal absorbansi menujjukkan absorbansi larutan sampel.
