UV-Visible Spectroscopy (Spektroskopi UV Vis) Bagian 2: Komponen Alat

Prinsip dasar spektroskopi UV Vis adalah terjadinya transisi elektronik yang disebabkan penyerapan sinar UV-Vis yang mampu mengeksitasi elektron ke orbital kosong atau ke tingkat energi orbital yang lebih tinggi. Sepktrofotometer merupakan alat yang terdiri atas sepktrometer dan fotometer. Spektrometer bersungsi menghasilkan sinar pada panjang gelombang tertentu. Sedangkan fotometer berguna untuk mengukur itensitas tertentu [1]. Secara umum, komponen alat sepktroskopi UV Vis terdiri atas 4 bagian penting meliputi [2]:

Gambar 1. Bagan susunan alat spektrofotometer UV-Vis diamana A: sumber cahaya; B: monokromator; C: sel absorpsi (tempat larutan); C1: contoh dan C2: pelarut; D: detektor dan E: rekorder atau meter [3].

Pertama, sumber tenaga radiasi yang stabil. Sumber tenaga radiasi terdiri dari benda yang tereksitasi hingga ke tingkat tenaga yang tinggi oleh pemanasan listrik bertegangan tinggi atau oleh pemanasan listrik. Benda atau materi yang kembali ke tingkat tenaga lebih rendah atau ke tingkat dasarnya, melepaskan foton dengan tenaga-tenaga yang karakteristik yang sesuai dengan ΔE, yaitu perbedaan tenaga antara tingkat tereksitasi ke tingkat dasar rendah. Sumber radiasi ideal untuk pengukuran serapan harus menghasilkan spektrum kontinu dengan intensitas yang seragam pada keseluruhan kisaran panjang gelombang yang sedang dipelajari. Sumber radiasi ini terdiri atas 2 yakni:

• Sumber radiasi ultraviolet atau UV.

Sumber-sumber radiasi ultraviolet yang kebanyakan digunakan adalah lampu hidrogen dan lampu deutrium. Radiasi kontinu yang dilepaskan berada dlam daerah sekitar 180 dan 350 nm. Sumber radiasi ini lainnya adalah lampu xenon. Meskipun lampu jenis xenon ini tidak sesatbil lampu hidrogen.

• Sumber radiasi terlihat atau sinar tampak

Sumber radiasi terlihat dan radiasi inframerah dekat yang biasa digunakan adalah lampu filamen tungsten. Filamen dipanasakan oleh sumber arus searah (DC), atau oleh baterai. Filamen tungsten menghasilkan radiasi kontinu di daerah antara 350 dan 2.500 nm.

Kedua, monokromator untuk mengubah radiasi menjadi panjang gelombang tunggal. Sumber radiasi yang umum digunakan menhhasilkan radiasi kontinu dalam kisaran panjang gelombang yang lebar. Radiasi yang polikromatik ini harus diubah menjadi radiasi monkromatik. Ada 2 jenis alat yang digunakan untuk menguraikan radiasi polikromatik menjadi monokromatik yaitu penyaring dan monokromator. Penyaring dibuat dari benda khusus yang meneruskan radiasi pada daerah panjang gelombang tertentu dan menyerap radiasi dari panjang gelombnag yang lain. Monokromator merupakan serangkaian alat optik yang menguraikan radiasi polikromatik menjadi jalur-jalur yang efektif atau panjang gelombnag-gelombang tersebut menjadi jalur-jalur yang sangat sempit.

Ketiga, tempat cuplikan. Cuplikan yang akan dianalisis pada daerah UV atau sinar tampak  biasanya berupaka gas atau larutan yang dapat ditempatkan dalam wadah sel atau cuvet. Bahan cuvet untuk daerah UV biasanya digunakan dari quartz atau sel dari silika yang dilebur, sedangkan daerah sinar tampak digunakan gelas biasa atau bahkan quartz. Sel yang digunakan untuk cuplikan yang berupa gas mempunyai panjang lintasan dari 0,1-100 nm, sedangkan sel untuk larutan mempunyai panjnag lintasan tertentu dari 1-10 cm. Sel sebelum dipkai harus dibersihkan dengan air atau jika dikehendaki dapat dicuci dengan larutan detergen atau bisa asam nitrat panas.

Keempat, detektor radiasi yang dihubungkan dengan sistem meter atau pencatat. Detektor berfungsi menyerap tenaga foton yang mengenainya dan mengubah tenaga tersebut untuk dapat diukur secara kuantitatif seperti bagian arus listrik atau perubahan-perubahan panas. Pada umumnya detektor mneghasilkan sinyal listrik yang dapat mengaktifkan meter atau pencatat. Pencatat sutau detektor harus menghasilkan sinyal yang secara kuantitatif berkaitan erat dengan tenaga cahaya yang mengenainya. Persyratan-persyratan penting untuk detektor meliputi: (1) sensitivitas tinggi hingga dapat mendeteksi tenaga cahaya yang mempunyai tingkatan rendah sekalipun; (2) waktu respon yang pendek; (3) stabilitas yang panjang atau lama untuk menjamin respon secara kuantitatif dan (4) sinyal elektronik yang mudah diperjelas.

Spektroskopi UV-Vis sebagai alat analisis cuplikain baik berupa gas atau larutan memiliki kelebihan dan kelemahan. Kelemahan spektroskopi UV Vis dalam analisis kualitatif adalah kurang teliti. Hal tersebut disebabkan karena pita-pita absopsi yang diperoleh melebar, dengan demikian kurang khusus atau terbatas pemakaiannya. Walaupun demikian, berdasaran serapan UV Vis dapat dipakai untuk mengetahui ada atau tidaknya gugus fungsional tertenu dalam senyawa organik. Alat ini dapat juga dipergunakan untuk menentukan jumlah kecil senyawa berkadar rendah yang dapat mengabsorpsi dalam media non absorben [4]. Sedangkan kelebihan penggunan alat ini adalah sebagai berikut [3]:

1. Spketrofotometer UV Vis dapat dipergunakan untuk bahan zat organik dan anorganik. Adakalanya beberapa zat harus diubah dulu menjadi senyawa berwarna sebelum dianalisa. Hal ini memenfaatkan prinsip pengompleksan sehingga menimbulkan warna-warna tertentu.
2. Selektrif.
3. Pada pemilihan kondisi yang tepat dapat dicari penjang gelombang untuk zat yang dicari.
4. Analisis dapat diakukan dengan cepat.

Daftar pustaka

1.       S. M. Khopkar, 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press.

2.       Sastrohamidjojo, 2007, Spektroskopi, Liberty.

3.       Triyati, 1985, Oseana, X(1): 39-47.

4.       R.L. Pescok, L.D. Shileds, T. Cairins, dan I.G. Mcwilliam, 1976, Modern Methods of Chemical Analysis, John Willey & Sons, Inc.