ARTIKEL SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

SPEKTROFOTOMETER ULTRA VIOLET/VISIBEL

2.1 Prinsip Dasar
Sebelum mempelajari Spektrofotometer UV/Vis, kita harus mengetahui terlebih dahulu hukum Lambert beer berbunyi “bila seberkas sinar melalui media transparan maka sinar itu sebagian akan dipantulkan, diabsorpsi dan dipancarkan”.
Id Ia It
Ie
I : sinar e : emisi
d : datang t : transmisi

didapat persamaan :
Id = Ia + Ie + It
Ie ( diabaikan) → Id = Ia + It

Dari ketiga sinar tersebut hanya Lt yang dapat dideteksi, adapun hukum yang mendasari Spektrofotometer UV/Vis yaitu :
“ bila suatu sinar monokromatis dilewatkan padai suatu media yang transparan, maka bertambah atau turunnya intensitas sinar yang di teruskan/dipancarkan/ditransmisikan sebanding dengan bertambah tebal dan kepekatan dari media tersebut”.
Adapun persamaanya :
A = ε . t . c atau A = Log Id/It

A : Absorbansi
ε : epsilon yang besarnya tergantung λ dan jenis senyawa
t: tebal media
c: kepekatan media

Dalam spektrofotometer skala galvanometer bisa dalam transmisi atau absorbansi . persamaanya :
A = Log 100
%T
2.2 Pengertian Spektrofotometer UV/Vis
Spektrofotometri adalah alat yang terdiri dari dua komponen yaitu spektrofotometer berfungsi menghasilkan spektra dengan panjang gelombang tetrtentu, dan fotometer yang berfungsi mengukur intensitas cahaya yang ditransmisi, direfleksi, dan ditransmisi. Spektrofotometer UV/Vis adalah alat instrumen analisis yang bekerja berdasarkan prinsip kolorimetri yaitu metode yang menyatakan bahwa tua-mudanya warna yang timbul pada larutan contoh tergantung pada kepekatan konsentrasi suatu unsur. Metode analisis ini didasarkan pada pengukuran energi cahaya tampak ( visibel ) atau cahaya ultraviolet ( UV ) oleh suatu senyawa sebagai fungsi dari panjang gelombang.
2.3 Komponen Spektrofotometer UV/Vis
Suatu peralatan UV/Vis terdiri dari komponen-komponen yaitu sumber sinar, monkromator, kuvet, detektor, amplifier, dan indikator. Spesifikasinya dijelaskan sebagai berikut :
2.3.1 Sumber Sinar
Sumber sinar dalam alat ini mempunyai dua fungsi yaitu untuk memberikan energi pada daerah panjang gelombang sesuai keinginan pengukuran dan mempertahankan intensitas sinar yang konstan selama pengukuran.
Dalam alat ini digunakan 2 kombinasi sinar yaitu sinar tampak dan sinar ultara violet, sinar tampak digunakan lampu biasa (misalnya lampu wolfram (320-2500nm)) dan sinar ultra violet digunakan lampu hidrogen atau deuterium (160-375nm).
2.3.2 Monokromator
Sinar yang dikeluarkan oleh sumber sinar adalah sinar polikromatris, sinar ini mengandung berbagai panjang gelombang. Sesuai hukum lambert beer sinar yang diperlukan untuk pengukuran adalah sinar monokromatis karena agar bisa dapat diperoleh hasil nilai serapan yang linier dengan nilai konsentrasi.
Monokromator adalah komponen yang digunakan untuk mengubah sinar polikromatis menjadi monokromatis. Monokromator terdiri atas :
a. celah masuk (slit)
berfungsi untuk menerima sinar yang telah dipersempit pada daerah panjang gelombang tertentu untuk diteruskan ke zat (kuvet).
b. lensa kolimator
berfungsi untuk mengubah sinar menjadi berkas yang sejajar.
c. media pendispersi
media ini terdapat 2 jenis :
a. prisma
Prisma bekerja berdasarkan prinsip pembiasan cahaya, hasil pembiasan adalah terpecahnya radiasi menjadi beberapa radiasi dengan panjang gelombang tertentu, panjang gelombang yang berbeda-beda dapat diatur untuk dilewatkan melalui celah-celah keluar dan mencapai sampel dengan cara memutar prisma.
Prisma bisa terbuat dari gelas, kuarsa, atau silica. Pada daerah UV harus digunakan prisma dari kuarsa ataupun silika leburan. Prisma juga dapat digunakan untuk daerah infra merah, tetapi radiasi infra merah ditransmisikan oleh gelas dan silica leburan, oleh karena itu daerah prisma dan alat optik harus terbuat dari kristal halida alkali atau alkali tanah yang bisa ditembus oleh sinar infra merah.
Prisma bekerja baik pada daerah radiasi UV dan sinar tampak, meskipun dapat juga digunakan untuk infra merah, akan tetapi prisma lebih efektif pada daerah panjang gelombang yang lebih pendek maka jarang sekali prisma digunakan untuk radiasi infra merah.
b. kisi difraksi
Kisi difraksi bekerja berdasarkan prinsip pemantulan cahaya. Kisi difraksi mengandung banyak galur pada permukaannya (seperti aluminium, jumlah galur perinci ini sebanyak 15000-30000 untuk daerah ultra violet dan sinar tampak yang berfungsi sebagai pusat pemencar dan menghasilkan dispersi yang sama untuk semua panjang gelombang. Kisi difraksi sukar untuk disiapkan dan kisi yang asli harganya sangat mahal.
d. celah keluar
berfungsi untuk mengisolasi sinar yang diinginkan.
2.3.3 Kuvet
Kuvet (sel ) Adalah tempat disimpannya larutan sampel yang akan diukur serapannya, kuvet ini diletakkan pada jalan cahaya dari monokromator. Adapun syarat khusus yang harus dipenuhi , yaitu :
o Tidak berwarna (agar dapat mentransmisikan semua cahaya)
o Permukaannya sejajar
o Inert (tidak bereaksi terhadap bahan kimia)
o Tidak rapuh
o Tidak menyerap cahaya
o Terbuat dari gelas silikat biasa (kaca korex untuk daerah UV)
o Ukuran diameter 1 cm dengan volume 5ml
o Bentuk sederhana ( persegi panjang atau silinder )
2.3.4 Detektor
Detektor pada umumnya berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, energi cahaya yang dirubah ialah energi cahaya yang ditransmisikan yang jatuh mengenainya menjadi suatu besaran yang terukur.
Idealnya detektor harus memiliki kepekaan yang tinggi, perbandingan sinyal-noise yang tingi dan responnya stabil pada daerah panjang gelombang. Sebagai detektor dapat dipakai phototube atau barrier layer cell. Spesifikasinya sebagai berikut
a. Photo tube (photo emmisive cell, yang lebih peka photomultipilier tube)
Bentuk sederhananya terdiri atas suatu bola gelas (didalam bola terdapat katoda dan anoda yang dihubungkan dengan suatu baterai) yang hampa udara atau berisi gas mulia bertekanan rendah. Katoda didalam bola berbentuk lempeng setengah lingkaran dan dibagian dalamnya dilapisi zat yang sangat peka terhadap cahaya , sedangkan anodanya terbuat dari cincin logam yang diletakkan sedikit dekat dengan pusat lingkaran.
Mekanisme kerjanya yaitu cahaya yang jatuh pada katoda akan membebaskan elektron dan akan meloncat ke anoda sehingga akan terdapat aliran dalam sirkuit.
b. Barrier layer cells ( photo vlatalic cell )
Terdiri atas sebuah plat logam yang dilapisi suatu lapisan semi konduktor dan suatu lapisan transparan yang tipis dari perak yang dilettakan diatas lapisan semi konduktor ( berlaku sebagai elktron kolektor).
Mekanisme kerjanya yaitu Energi cahaya yang jatuh diatas permukaan sampai ke lapisan semi konduktor akan mengeksitasi elektron-elektron antar permukaan menuju ke elektron kolektor.
2.3.5 Amplifier
Berfungsi untuk memperbesar/memperkuat arus yang dihasilkan oleh detektor agar dapat dibaca oleh recorder.
2.3.6 Recorder dan komputer
Berfungsi untuk membaca sinyal listrik yang dihasilkan pada detektor yang telah diperkuat arusnya oleh amplifier agar dikonversikan ke dalam besaran absorbans atau % tansmitan.
2.4 Mekanisme Kerja
Sinar dari sumber sinar adalah sinar polikromatis maka dilewatkan terlebih dahulu melalui monokromator, kemudian sinar monokromatis dilewatkan melalui kuvet yang berisi contoh maka akan menghasilkan sinar yang ditransmisikan dan diterima oleh detektor untuk diubah menjadi energi listrik ang kekuatannya dapat diamati oleh alat pembaca (satuan yang dihasilkan adalah absorban atau transmitan).
2.5 Jenis spektrofotometri UV/Vis
a. Single beam (berkas tunggal)
Pada spektrofotometer ini hanya satu berkas sinar yang dilewatkan melalui kuvet.
b. Doubel beam (berkas tungggal)
Pada alat ini sumber sinar dibagi menjadi dua berkas oleh cermin yang berputar, yaitu :
i. Berkas pertama melalui kuvet berisi blanko
ii. Berkas kedua melalui kuvet berisi standar/contoh
Jenis ini dirancang agar memudahkan dalam pengukuran larutan blanko dan contoh/standar dapat dilakukan dalam waktu bersamaan, sinar monokromatis dari monokromator akan melewai kuvet blanko dan kuvet contoh/standar secara bergantian dan pada akhirnya sinar yang masuk ke detektor adalah sinar dari larutan contoh/standar yang telah dikoreksi.
2.6 Penyimpangan Lambert Beer
Adakalanya perubahan nilai serapan tidak linier dengan perubahan konsentrasi, misalnya apabila kenaikan konsentrasi menjadi 2x atau 3x konsentrasi pada suatu pengukuran dan hasil yang diperoleh tidak mengubah nilai serapan menjadi 2x atau 3x dari serapan awal, maka ketidak linieran itu diakibatkan oleh beberapa penyebab yang disebut penyimpangan hukum lambert beer. Penyimpangan itu diantaranya sebab kimia, sebab instrumental, dan sebab nyata.
Sebab kimia
Sebab kimia disebabkan dengan yang berkaitan dengan perubahan kimia yaitu ionisasi dan hidrolisis pada zat yang diukur. Ionisasi akan mengubah konsentrasi zat yang diukur, penyimpangan ini disebabkan oleh ionisasi dapat diatasi dengan menggeser kesetimbangan ke arah bentuk yang diukur. Sedangkan hidrolisis disebabkan reaksi suatu partikel dengan air yang bisa menyebabkan penyimpangan karena dapat mengurangi konsentrasi larutan yang diukur.
Sebab nyata
Sebab nyata berkaitan dengan konsentrasi larutan. Penyimpangan dapat terjadi di daerah konsentrasi terlalu rendah atau pekat, sebab ini dapat dicegah dengan mengatur konsentrasi sampai tidak terlalu encer atau tidak terlalu pekat.
Sebab instrumental
Sebab ini berkaitan dengan keadaan alat. Dua hal yang merupakan bagian dari sebab jenis ini yaitu kecapaian alat (berkaitan penggunaan yang terus menerus dalam periode waktu cukup lama sehinga alat menjadi terlalu panas) dan ketidakmonokromatisan sinar (menyebabkan penyimpangan karena hal tersebut mempengaruhi nilai absorpsitivitas yang akhirnya empengaruhi serapan sinar).

http://aiifchemist.blogspot.com/2011/01/spektrofotometer-ultra-violetvisibel.html

Spektrofotometri UV-Vis serta Aspek Kualitatif dan Kuantitatifnya – Saya akan membahas tentang beberapa hal mengenai spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan salah satu materi yang terdapat pada kimia analisis. Artikel ini Saya buat untuk memudahkan Saya dalam belajar dan memperdalam mengenai kimia analisis, berhubung ini adalah ketiga kalinya Saya mengambil mata kuliah ini. Beberapa hari yang lalu, dosen Saya masuk ke kelas dan mengumumkan bahwa materi yang akan masuk dalam ujian final adalah seputar spektrofotometri serta analisis kualitatif dan kuantitatifnya. Adapun yang menjadi acuan pustaka Saya adalah sedikit catatan kuliah dan buku Kimia Analisis Farmasi karangan Prof. Dr. Ibnu Gholib Gandjar, DEA.,Apt. dan Abdul Rohman, M.Si.,Apt.

Pada spektrofotometri digunakan alat yang disebut dengan spketrofotometer. Adapun prinsipnya menggunakan radiasi elektromagnetik (REM) yakni sinar yang digunakan pada sinar Ultraviolet dan sinar visible dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Adapun yang diukur pada spektrofotometri adalah nilai absorban (A) yakni adanya absorbsi pada panjang gelombang maksimum yang kemudian dihitung konsentarsinya. Metode ini disebut metode basah karena sampel yang digunakan adalah larutan dimana harus diketahui batas konsentrasi terkecil sampel yang diukur.

Perlu diketahui terlebih dahulu, bahwa panjang gelombang adalah jarak linier dari suatu titik pada satu gelombang ke titik yang bersebelahan pada panjang gelombang berdekatan. Dimensi panjang gelombang adalah panjang (L) yang dapat dinyatakan dalam centimeter (cm), angstrom (Å), atau nanometer (nm).

Frekuensi merupakan banyaknya gelombang yang melewati suatu titik tertentu dalam satuan waktu. Dimensi frekuensi adalah T^-1 dan satuan yang biasa digunakan adalah detik^-1.

Sinar UV memiliki panjang gelombang = 200-400 nm sedangkan sinar visibel memiliki panjang gelombang = 400-750 nm. Berikut ini adalah tabel kisaran panjang gelombang, frekuensi, dan spektrum elektromanetik.

Penyerapan Radiasi oleh Molekul

Semua molekul mempunyai komponen energi yang terdiri dari :

1. Translasi ; molekul secara keseluruhan dapat bergerak. Energi yang ada hubungannya dengan tranlasi disebut energi tranlasional (E_trans).
2. Vibrasi ; gerakan bagian molekul (atom atau sekelompok atom) yang dapat bergerak karena berhubungan satu sama lain. Energi yang berhubungan dengan vibrasi disebut dengan energy vibrasional (E­_vibr)
3. Rotasional ; molekul dapat berotasi pada sumbunya. Energinya disebut energy rotasional (E_rot­)
4. Elektronik ; suatu molekul yang memiliki konfigurasi elektronik yang tergantung pada elektronik molekul dan energinya disebut energi elektronik (E_elek).

Bila dirumuskan maka energi suatu molekul adalah gabungan dari beberapa komponen di atas.

E = Etrans + Evibr +  Erot + Eelek

Aspek Kualitatif dan Kuantitatif Spektrofotometri UV-Vis

Spekra UV-Vis dapat digunakan untuk informasi kualitatif dan sekaligus dapat digunakan untuk analisis kuantitatif.

1. Aspek Kualitatif ;

Data spektra UV-Vis bila digunakan secara tersendiri, tidak dapat digunakan unutk identifikasi kualitatif obat atau metabolitnya. Akan tetapi, bila digabung dengan cara lain seperti spektroskopi infra merah, resonansi magnet inti, dan spektroskoppi massa, maka dapat digunakan untuk maksud analisis kualitatif suatu senyawa tersebut.

Data yang diperoleh dari spektroskopi UV dan Vis adalah panjang gelombang maksimal, intensitas, efek, pH, dan pelarut yang kesemuanya dapat dibandingkan dengan data yang sudah dipublikasikan.

Dari spektra yang diperoleh dapat dilihat, misalnya :

a. Serapan (absorbansi) berubah atau tidak karena perubahan pH.  Jika berubah bagaimana perubahannya apakah batokromik ke hipsokromik dan sebaliknya atau dari hipokromik ke hiperkromik, dsb.

b. Obat-obat yang netral misalnya kafein, kloramfenikol atau obat-obat yang berisi ausokrom yang tidak terkonjugasi seperti amfetamin, siklizin, dan pensiklidin.

2. Aspek Kuantitatif ;

Suatu berkas radiasi dikenakan pada larutan sampel (cuplikan) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur  besarnya. Intensitas atau kekuatan radiasi cahaya sebanding dengan jumlah foton yang melalui satu satuan luas penampang per detik.

Serapan dapat terjadi jika foton/radiasi yang mengenai cuplikan memiliki energi yang sama dengan energi yang dibutuhkan untuk menyebabkan terjadinya perubahan tenaga. Jika sinar monokromatik dilewatkan melalui suatu lapisan larutan dengan ketebalan db, maka penurunan intesitas sinar (dl) karena melewati lapisan larutan tersebut berbanding langsung dengan intensitas radiasi (I), konsentrasi spesies yang menyerap (c), dan dengan ketebalan lapisan larutan (db).  Secara matematis, pernyataan ini dapat dituliskan :

-dI =  kIcdb

bila diintergralkan maka diperoleh persamaan ini :    I = I₀ e^-kbc

dan bila persamaan di atas diubah menjadi logaritma basis 10, maka akan diperoleh persamaan :

I = I₀ 10^-kbc

dimana : k/2,303 = a , maka persamaan di atas dapa diubah menjadi persamaan :

Log I0/I = abc      atau        A = abc    (Hukum Lambert-Beer)

dimana : A= Absorban

a= absorptivitas

b = tebal kuvet (cm)

c = konsentrasi

Bila Absorbansi (A) dihubungkan dengan Transmittan (T) = I/I0 maka dapat diperoleh A=log 1/T .

Absorptivitas (a) merupakan suatu konstanta yang tidak tergantung pada konsentrasi, tebal kuvet, dan intensitas radiasi yang mengenai larutan sampel. Tetapi tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul, dan panjang gelombang radiasi.

Pada Hukum Lambert-Beer, terdapat beberapa batasan, antara lain :

1. Sinar yang digunakan dianggap monokromatis

2. Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang luas yang sama

3. Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan

4. Tidak terjadi peristiwa flouresensi atau fosforisensi

5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan.

Salah satu hal yang penting juga diingat adalah untuk menganalisis secara spektrofotometri UV-Vis diperlukan panjang gelombang maksimal. Adapun beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu :

1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap konsentrasi adalah yang paling besar

2. Di sekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum Lambert-Berr akan terpenuhi

3. Jika dilakukan pengukuran ulang, maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal.

Demikian sekilas tentang Spektrofotometri UV-Vis serta aspek kualitatif dan kuantitatifnya. Semoga Anda paham terhadap apa yang Saya jelaskan di atas dan semoga ilmunya bermanfaat. Terakhir, sesuai dengan tujuan Saya menuliskan artikel ini, Saya mohon doa Kamu agar Saya berhasil memahami materi tentang spektrofotometri dan bisa lulus dalam mata kuliah Kimia Analisis ini.

http://nurfaisyah.web.id/spektrofotometri-uv-vis-serta-aspek-kualitatif-dan-kuantitatifnya.html

Spektofotometri UV-Vis

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih lebih dapat 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 tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding (Khopkar SM,1990).
Suatu grafik yang menghubungkan antara banyaknya sinar yang diserap dengan frekuensi (panjang gelombang) sinar merupakan spektrum absorpsi. Transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda. Dengan demikian, spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis kualitatif. Banyaknya sinar yang diabsorpsi pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyaknya molekul yang menyerap radiasi, sehingga spektra absorpsi juga dapat digunakan untuk analisis kuantitatif                ( Rohman, Abdul, 2007).
Semua molekul dapat mengabsorpsi radiasi daerah UV-Vis karena mereka mengandung elektron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi (Underwood, 2002).
Hukum Lambert – Beer
Hukum Lambert – Beer digunakan untuk radiasi monokromatik, dimana absorbansi sebanding dengan tebal medium (b) dan konsentrasi (c) senyawa yang mengabsorbsi. Hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
A = a.b.c ………………………………………………..(2.1)
Dimana a adalah faktor kesebandingan yang disebut absorptivitas. Besarnya dan ukuran dari a tergantung pada satuan untuk b dan c. Untuk larutan dari senyawa yang mengabsorpsi, b sering diberikan dalam centimeter dan c dalam gram per Liter. Maka absorptivitas dalam satuan L.g^-1.cm^-1 (Skoog, DA, 1996).
Ketika persamaan (2.1) dinyatakan dalam mol per liter dan tebal medium dalam centimeter, absorptivitas disebut molar absorptivitas dan diberi simbol khusus yaitu ε. Jadi, ketika b adalah centimeter dan c dalam mol per Liter maka persamaannya adalah sebagai berikut :
A = ε.b.c…………………………………………………………….(2.2)
Dimana ε dalam satuan L.mol^-1.cm^-1 (Skoog, DA, 1996).
Keterbatasan Hukum Lambert – Beer
Beberapa pengecualian ditemukan untuk menyamaratakan absorbansi sebagai garis lurus. Di sisi lain, penyimpangan dari perbandingan langsung diantara absorbansi dan konsentrasi ketika b adalah konstan seringkali ditemukan. Beberapa penyimpangan ini adalah dasar dan menunjukkan keterbatasan yang nyata dari hukum ini (Skoog, DA, 1996).
Instrumentasi untuk Spektrofotometri
Spektrofotometer adalah suatu instrumen untuk mengukur    transmitan / absorbans suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tunggal. Komponen utama dari spektrofotometer dapat dilihat pada gambar sebagai berikut :

Diagram komponen utama spektrofotometer.

http://kimiafarmasi.wordpress.com/2010/09/02/spektofotometri-uv-vis/#more-90

 

10

Analisis ini dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari larutan sampelyang diukur. Prinsip penentuan spektrofotometer UV-VIS adalah aplikasi dari HukumLambert-Beer, yaitu:

A = - log T = - log It / Io =

ε

. b . C

Dimana :A = Absorbansi dari sampel yang akan diukurT = TransmitansiI

0

= Intensitas sinar masuk It = Intensitas sinar yang diteruskan

ε

= Koefisien ekstingsib = Tebal kuvet yang digunakanC = Konsentrasi dari sampelPenyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis menggunakanspektrofotometer adalah:a) Serapan oleh pelarutHal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi matrik selain komponen yang akan dianalisis.b) Serapan oleh kuvetKuvet yang biasa digunakan adalah dari bahan

 gelas

atau

 kuarsa

. Dibandingkandengan kuvet dari bahan gelas, kuvet kuarsa memberikan kualitas yang lebih baik, namuntentu saja harganya jauh lebih mahal. Serapan oleh kuvet ini diatasi dengan penggunaan jenis,ukuran, dan bahan kuvet yang sama untuk tempat blangko dan sampel.c) Kesalahan fotometrik normalPada pengukuran dengan absorbans

http://www.scribd.com/doc/86281767/makalah-uv-vis

Jenis Spektrofotometer

Secara umum spektrofotometri dibedakan menjadi empat macam, yaitu :

a)      spektrofotometer ultraviolet

b)      spektrofotometer sinar tampak

c)      spektrofotometer infra merah

d)     spektrofotometer serapan atom

(Hadi 2009).

Dari 4 jenis spektrofotometer ini memiliki prinsip kerja yang sama yaitu “adanya interaksi antara materi dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu”. Perbedaannya terletak pada panjang gelombang yang digunakan.

Secara sederhana Instrumen spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdiri dari :

sumber cahaya – monokromator – sel sampel – detektor – read out (pembaca).

C. Prosedur  Kerja Spektrofotometer

Spektrum elektromagnetik terdiri dari urutan gelombang dengan sifat-sifat yang berbeda. Kawasan gelombang penting di dalam penelitian biokimia adalah ultra lembayung (UV, 180-350 nm) dan tampak (VIS, 350-800 nm). Cahaya di dalam kawasan ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron valensi di dalam molekul tersebut (Keenan 1992).

Penyerapan sinar UV-Vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional atau gugus kromofor yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksutasi rendah. Tiga jenis elektron yang terlibat adalah sigma, phi, dan elektron bebas. Kromofor-kromofor organik seperto karbonil, alkena, azo, nitrat, dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimumnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron bebas nseperti hidroksil, metoksi, dan amina. Terkaitnya gugus kromofor akan mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih besar dan disertai dengan peningkatan intensitas (Hart 2003).

Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer (Aisyah 2009).

Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca (Hadi 2009)

Larutan yang akan diamati melalui spektrofotometer harus memiliki warna tertentu. Hal ini dilakukan supaya zat di dalam larutan lebih mudah menyerap energi cahaya yang diberikan. Secara kuantitatif, besarnya energi yang diserap oleh zat akan identik dengan jumlah zat di dalam larutan tersebut. Secara kualitatif, panjang gelombang dimana energi dapat diserap akan menunjukkan jenis zatnya (Cahyanto 2008).

http://depe22.blogspot.com/2012/05/makalah-spektrofotometer.html

DAFTAR PUSTAKA

http://depe22.blogspot.com/2012/05/makalah-spektrofotometer.html

http://www.scribd.com/doc/86281767/makalah-uv-vis

http://kimiafarmasi.wordpress.com/2010/09/02/spektofotometri-uv-vis/#more-90

http://nurfaisyah.web.id/spektrofotometri-uv-vis-serta-aspek-kualitatif-dan-kuantitatifnya.html

http://aiifchemist.blogspot.com/2011/01/spektrofotometer-ultra-violetvisibel.html

JAWABAN UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

NAMA                    : NURHASANAH.I

NIM                         : RRA1C110021

MATA KULIAH    : KIMIA BAHAN ALAM

SKS                          : 2

DOSEN                    : Dr. Syamsurizal, M.Si

WAKTU                  : 22-29 Desember 2012

PETUNJUK : Ujian ini open book. Tapi tidak diizinkan mencontek, bilamana ditemukan, maka anda dinyatakan GAGAL. Jawaban anda diposting di bolg masing-masing.

1.      Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid, identifikasilah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak

JAWAB:

Triterpenoid diturunkan dari isoprenoid asiklik skualen (C₃₀H₅₀), komponen utuh dari minyak ikan, minyak vegetable, jamur.

Triterpenoid terbagi atas 2 kelompok besar yaitu tetrasiklik dan pentasiklik. Pada biositesis selanjutnya, dapat terjadi pengurangan jumlah atom C menjadi  molekul dengan jumlah atom C kurang dari 30

Triterpenoid dibiosintesis dari 6 unit isopren, dan tersusun atas C30 asiklik yang merupakan prekursor dari squalen.  Perbedaan pembentukan cincin (siklisasi)  akan memberikan perbedaan tipe dari terpenoid.  Lebih dari 4000 terpenoid alami telah diisolasi, dan lebih dari 40 kerangka dasar yang teridentifikasi. 

 

Biosintesis triterpenoid dimulai dari asam asetat yang telah diaktifkan oleh koenzim A melalukan kondensasi. reaksi-reaksi berikutnya adalah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan Isopentenil pirofosfat (IPP) yang selanjutnya berisomerisasi menjadi Dimetil alil pirofosfat (DMAPP) oleh enzim isomerase. Penggabungan antara ekor kepala menghasilkan FPB yang kemudian bergabung menghasilkan squalene yang melakukan siklisasi dan terbentuk 2,3-oxidosqualene dengan masuknya oksigen pada skualene sehingga terbentuk triterpenoid.

Factor-factor yang menentukan triterpenoid dihasilkan dalam jumlah banyak yaitu :

      Penghambatan jalur asam mevalonat untuk mengoptimalkan jalur yang lain sehingga dapat meningkatkan produksi senyawa triterpenoid.

       Penggabungan ekor dan kepala 2 unit isopren akan membentuk mono-, seskui-, di-, dan poli-terpenoid.dan Penggabungan ekor dan ekor dari unit C15 atau C20.

      Keadaan proses biosintesis yang memadai, yaitu pada keadaan basa

      Dari factor enzim

koenzim dapat mempercepat reaksi dengan konsentrasi substrat tertentu. 

Konsentrasi yang tetap dan konsentrasi substrat yang tetap akan mempercepat reaksi.

Suhu dapat memepengaruhi kecepatan enzim dimana enzim dapat bekertja pada suhu optimala yaitu antara 300-400 ˚C.

Penambahan enzim, dimana apabila dilakukan penambahan aktivasi enzim dan konsentrasi enzim yang terlibat dalam jalur biosintesis triterpenoid dapat meningkatkan kuantitas/produksi  senyawa triterpenoid.

1.      Jelaskan dalam penentuan struktur flavonoid, kekhasan signal dan intensitas serapan dengan menggunakan spektrum IR dan NMR. Berikan dengan contoh sekurang-kurangnya dua struktur yang berbeda.

JAWAB:

flavonoid berasal dari kata flavon  yang merupakan salah satu jenis flavonoid yang terbanyak dan lazim  ditemukan. Flavonoid mempunyai kerangka dasar karbon yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana dua cincin benzen (C6) terikat pada suatu rantai propana (C3) sehingga bentuk susunan C6-C3-C6.

senyawa flavonoid

·         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, Spektroskopis IR digunakan untuk menentukan gugus fungsi Pita-pita khas yang teramati dalam spektrum alkohol dan fenol dihasilkan oleh uluran (vibrasi) O-H dan uluran C-O.

·         C-NMR ester asam lemak ini yang muncul pada daerah C-H alifatik yaitu pada daerah 11,1662 sampai 38,8941 ppm sehingga tidak mempengaruhi sinyal13C-NMR senyawa flavonoid yangumumnya muncul pada daerah C-H aromatik yaitupada 62,2248 - 182,6558 ppm.

·         Ciri khas pada penentuan falvonoid dengan IR dan NMR adalah berdasarkan spectrumnya yang khas dimana terdiri atas 2 maksimal pada rentang 240 - 280 nm(pita II) dan 300 - 550 nm (pita I) kedudukan yang tepat dan kekuatan nisbi maksimal tersebut memberikan informasi yang berharga mengenai sifat flavonoid dan pola oksigenasi. ciri khas dalam spektrum tersebut adalah memberikan puncak relatif rendah pada pita I untuk flavonoid golongan hidroflavon dan isoflavon dan untuk antosianin dan khalkon memberikan puncak yang relatif  tinggi.

·         Tiap gugus suatu senyawa mempunyai daerah signal tersendiri. Pada spektrum IR dapat diketahui jarak daerah serapan yang terdapat pada senyawa tersebut sedangkan pada spektrum NMR dapat diketahui strukturnya dimana pada spektrum ini dapat berupa gambar sehingga dapat diketahui bagaimana struktur senyawa tersebut.

·         Spektroskopis resonansi magnetik inti (NMR) merupakan tehnik yang snagat baik didalam menentukan struktur senyawa organik. Spektroskopis NMR berhubungan dengan sifat magnetik inti.

Contoh:

spektrum IR dan NMR Kuersetin

 Gugus ini dapat terlihat pada daerah serapan sekitar 3600/cm-1. Sedangkan pada spektrum NMR gugus ini terlihat pada daerah sekitar 20.

 

spektrum ir triterpenoid

 

pektrum IR dan NMR antosianin

antosianin adalah senyawa yang bersifat amfoter, yaitu memiliki kemampuan untuk bereaksi baik dengan asam maupun dalam basa.

 

1.      Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan kondisi asam atau basa. Jelaskan dasar penggunaan reagen tersebut, dan berikan contohnya sekurang-kurangnya tiga macam alkaloid.

JAWAB:

Alkaloid adalah senyawa organik mirip alkali yang mengandung atom nitrogen yang bersifat basa dalam cincin heterosiklik. Sifat kimia yang dimiliki alkaloid adalah  sifat kebasaanya yang muncul karena adanya sifat nitrogen. Sifat basa ini terjadi jika gugus fungsional yang posisinya berdekatan dengan atom nitrogen bersifat melepaskan elektron. Kebanyakan alkaloid bersifat basa.sifat tergantung pada adanya pasangan elektron pada nitrogen. Jika gugus fungsional yang berdekatan dengan nitrogen bersifat melepaskan elektron, sebagai gugus alkil maka ketersediaan elektron pada nitrogen naik dan senyawa bersifat basa. Alkaloid cenderung bersifat basa dan mudah menguap. sedangkan asam digunakan untuk menghasilkan alkaloid dalam bentuk garam dan tidak mudah menguap.

Contoh :

a.       Alkaloid Quinolin

b.      nikotin, dan morfin

c.        Alkaloid Tropan

2.      Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam Berikan contohnya.

JAWAB:

v  Biosintesis merupakan pembentukkan molekul alami yang terjadi di dalam sel dari molekul lain yang kurang rumit strukturnya, melalui reaksi endeorganik.

v  Isolasi adalah sebuah usaha bagaimana caranya memisahkan senyawa yang bercampur sehingga kita dapat menghasilkan senyawa tunggal yang murni.

v  Penentuan struktur dapat dilakukan dengan alat yang bernama

 Jadi,dari pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa keterkaitan antara metode isolasi dan penentuan struktur adalah biosintesis dilakukan untuk pembentukan senyawa bahan alam melalui beberapa molekul tertentu dengan menggunakan reaksi dasar, dimana setelah mengetahui hasil dari senyawa bahan alam tersebut dilakukan metode isolasi untuk menguji kandungan suatu senyawa bahan alam dalam sampel yang akan diuji, isolasi dilakukan dengan cara memisahkan beberapa senyawa yang ada dalam sampel menggunakan pelarut sehingga menghasilkan suatu senyawa tunggal yang akan ditentukan strukturnya melalui beberapa cara.

Contoh:

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID DARI BIJI PEPAYA

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI TERPENOID

            Ekstraksi senyawa terpenoid dilakukan dengan dua cara yaitu: melalui sokletasi dan maserasi. Sekletasi dilakukan dengan melakukan disokletasi pada serbuk kering yang akan diuji dengan 5L n-hexana. Ekstrak n-hexana dipekatkan lalu disabunkan dalam 50 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktifitas bakteri. Teknik maserasi menggunakan pelarut methanol. Ekstrak methanol dipekatkan lalu lalu dihidriolisis dalam 100 mL HCl 4M.hasil hidrolisis diekstraksi dengan 5 x 50 mL n-heksana. Ekstrak n-heksana dipekatkan lalu disabunkan dalam 10 mL KOH 10%. Ekstrak n-heksana dikentalkan lalu diuji fitokimia dan uji aktivitas bakteri. Uji aaktivitas bakteri dilakukan dengan pembiakan bakteri dengan menggunakan jarum ose yang dilakukan secara aseptis. Lalu dimasukkan ke dalam tabung yang berisi 2mL Meller-Hinton broth kemudian diinkubasi bakteri homogen selama 24 jam pada suhu 35°C.suspensi baketri homogeny yang telah diinkubasi siap dioleskan pada permukaan media Mueller-Hinton agar secara merata dengan menggunakan lidi kapas yang steril. Kemudian tempelkan disk yang berisi sampel, standar tetrasiklin serta pelarutnya yang digunakan sebagai kontrol. Lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu 35°C. dilakukan pengukuran daya hambat zat terhadap baketri.

Uji fitokimia dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi Lieberman-Burchard. Perekasi Lebermann-Burchard merupakan campuran antara asam setat anhidrat dan asam sulfat pekat. Alasan digunakannya asam asetat anhidrat adalah untuk membentuk turunan asetil dari steroid yang akan membentuk turunan asetil didalam kloroform setelah. Alasan penggunaan kloroform adalah karena golongan senyawa ini paling larut baik didalam pelarut ini dan yang paling prinsipil adalah tidak mengandung molekul air. Jika dalam larutan uji terdapat molekul air maka asam asetat anhidrat akan berubah menjadi asam asetat sebelum reaksi berjalan dan turunan asetil tidak akan terbentuk.

MATERI DAN METODE

Bahan

Biji pepaya yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji pepaya yang berwarna putih yang diambil di daerah Kupang-NTT. Bahan kimia yang digunakan seperti metanol (teknis dan p.a), kloroform p.a, n-heksana (p.a dan teknis), asam sulfat pekat, asam asetat anhidrat, kalium bromida (KBr), silika gel GF254, silika gel 60, etilasetat p.a, eter p.a, etanol (p.a dan teknis), dan akuades.

Peralatan

Peralatan yang digunakan adalah berbagai alat gelas, seperangkat alat kromatografi (KLT dan kolom), lampu ulta violet 254 nm dan 366 nm, spektrofotometer ultra violet -tampak, serta spektrofotometer inframerah.

Cara Kerja

Biji pepaya yang berwarna putih dicelupkan ke dalam etanol panas kemudian dikeringkan dan dihaluskan. Sebanyak 500 g serbuk kering biji pepaya diekstraksi dengan cara maserasi menggunakan pelarut n-heksana. Ekstrak yang didapat diuapkan dengan rotary vacuum evaporator sehingga diperoleh ekstrak kental n-heksana. Ekstrak kental tersebut diuji fitokimia dengan pereaksi Liebermann-Burchard untuk menentukan ada tidaknya triterpenoid. Ekstrak kental positif triterpenoid dipisahkan dengan kromatografi kolom. Sebelum dilakukan pemisahan dengan kromatografi kolom, terlebih dahulu dilakukan pemilihan eluen dengan teknik KLT. Hasil pemisahan kromatografi kolom (silika gel 60, n-heksana : eter : etilasetat : etanol (2:3:3:2)) yang sama digabungkan dan dikelompokkan menjadi kelompok fraksi. Masing-masing kelompok fraksi tersebut diuji untuk triterpenoid. Fraksi yang positif mengandung triterpenoid dengan noda tunggal dilanjutkan dengan uji kemurnian secara KLT dengan beberapa campuran eluen. Bila tetap menghasilkan satu noda maka fraksi tersebut dapat dikatakan sebagai isolat relatif murni secara KLT. Isolat relatif murni ini kemudian dianalisis dengan Spektrofotometer Ultra violet­tampak dan Inframerah.

HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

Isolat yang diperoleh sebanyak 50 mg dari sekitar 500 g sampel serbuk kering biji papaya. Pemisahan 21,66 g ekstrak kental n­heksana menggunakan kromatografi kolom (silika gel 60, n-heksana : eter : etilasetat : etanol (2:3:3:2)) menghasilkan 127 eluat, yang kemudian difraksinasi denagn KLT menghasilkan 3 kelompok fraksi. Ketiga kelompok fraksi tersebut diuji untuk triterpenoid dengan pereaksi Liebermann-Burchard. Hasil uji triterpenoid ketiga kelompok fraksi tersebut dipaparkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil uji triterpenoid 

Fraksi	Berat (g)		Pereaksi LB
F1 (5-23) F2 (24-65) F3 (66-127)	0,10 1,22 0,05		Coklat Merah ungu Merah ungu

Fraksi yang dilanjutkan untuk analisis lebih lanjut adalah fraksi F3. Uji kemurnian dengan analisis KLT menggunakan beberapa fase gerak menghasilkan isolat relatif murni dengan satu noda pada berbagai polaritas eluen yang digunakan. Hasil analisis dengan spektrofotometri inframerah menunjukkan adanya serapan tajam pada daerah bilangan gelombang 2923,8 cm^-1 dan 2852,2 cm^-1 yang diduga serapan dari gugus C-H alifatik stretching. Dugaan ini diperkuat oleh adanya serapan pada daerah bilangan gelombang 1464,4 cm^-1 dan 1206,5 cm^-1 yang merupakan serapan dari -CH2 dan –CH3 bending. Pita serapan yang tajam pada daerah bilangan gelombang 1710,4 cm^-1 dengan intensitas kuat mengidentifikasikan gugus karbonil (C=O) (Sastrohamidjojo, 1985). Identifikasi dengan spektrofotometri ultra violet -tampak menunjukkan serapan maksimum pada panjang gelombang 228,5 nm yang kemungkinan diakibatkan oleh terjadinya transisi elektrón n-0 ^* dari kromofor C=O. Hal ini didukung hasil analisis spektrofotometri inframerah yang menunjukkan isolat mempunyai gugus fungsi C=O pada panjang gelombang 1710,4 nm. Serapan ultra violet yang landai pada panjang gelombang 287,7 nm kemungkinan diakibatkan oleh terjadinya transisi elektronik n -J ^* dari ikatan rangkap C=O (Sastrohamidjojo, 1985).

Hasil uji aktivitas antibakteri menunjukkan bahwa isolat triterpenoid (F3) dengan konsentrasi 1000 ppm memiliki potensi menghambat pertumbuhan bakteri dengan diameter daerah hambat sebesar 10 mm untuk bakteri E. coli dan 7 mm untuk bakteri S. aureus.

SIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa isolat dari biji pepaya kemungkinan merupakan senyawa golongan triterpenoid aldehida dengan karakteristik gugus fungsi: –CH₂, –CH₃, dan C=O. Isolat triterpenoid mempunyai potensi sebagai antibakteri pada konsentrasi 1000 ppm.