Slide 1

Spektroskopi Infra MerahCreated by : Group 1Members :Aditya Bayu Dwiaji(01)Aprialita Wulandari(06)Diniyah Habibati(12)Fadhli Rachman(17)Fauz Asyrafi(21)Luthfi Alfiyah(27)Nur Riani(32)Nurlatifah(33)Pitri Kurnia Dewi(35)Risti Kurnia Fajrin(40)Shabrina Ananta Arief(45)Shinta Pramaswati(47)

What Will We Discuss. . ?

Pengertian Spektroskopi Infra MerahEfek IsotopSpektrum Infra MerahKarakteristik Sinar Infra MerahMekanisme Kerja Spektroskopi Infra MerahPenurunan Rumus

Aplikasi Spektroskopi Infra Merah

PengertianSpektrofotometri Infra Red (Infra Merah) merupakan salah satu tenik analisis yang handal untuk identifikasi senyawa-senyawa organik maupun anorganik berdasarkan absorbsi gugus fungsional terhadap sinar Infra Red.Pembacaan dilakukan pada panjang gelombang 0,75 1.000 m atau pada Bilangan Gelombang13.000 10 cm-1.Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.Satuan yang sering digunakan dalam spektrofotometri infra merah adalah Bilangan Gelombang atau disebut juga sebagai Kaiser.

Karakteristik Sinar Infra MerahTidak dapat dilihat oleh manusia Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panasPanjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

Sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu:a. Daerah Infra Merah Dekat.b. Daerah Infra Merah Pertengahan.c. Daerah Infra Merah Jauh.

Daerah Infra Merah DekatMerupakan suatu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 0,75 - 2,5 m).Dikatakan Infra Merah Dekat (IMD) karena wilayah ini berada di dekat wilayah gelombang merah yang tampak.Aplikasi IMD :Analisis Air dalam GliserolDiagnostik medis (pengukuran kadar oksigen darah)Ilmu pangan dan agrokimia (terutama yang terkait dengan pengujian kualitas)

Daerah Infra Merah PertengahanMerupakan suatu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 2,5 - 50 m) atau pada bilangan gelombang 4.000-200 cm-1.Merupakan daerah spektrum radiasi IR yang paling sering digunakan.

Daerah Infra Merah JauhMerupakan suatu teknik spektroskopi yang menggunakan wilayah panjang gelombang inframerah pada spektrum elektromagnetik (sekitar 50 - 1.000 m).Berguna untuk molekul yang mengandung atom berat.Aplikasi spektroskopi infra merah jauh :Analisis bahan anorganik atau organometalik

Tabel Daerah Panjang Gelombang

JenisPanjang gelombangInteraksiBilangan gelombangSinar Gamma< 10 nmEmisi IntiSinar-X0,01 - 100 AIonisasi AtomikUltra Ungu (UV) jauh10-200 nmTransisi ElektronikUltra ungu (UV) dekat200-400 nmTransisi Elektroniksinar tampak (spektrum optik)400-750 nmTransisi Elektronik25.000 - 13.000 cm-1Inframerah dekat0,75 - 2,5 mInteraksi Ikatan13.000 - 4.000 cm-1Inframerah pertengahan2,5 - 50 mInteraksi Ikatan4.000 - 200 cm-1Inframerah jauh50 - 1.000 mInteraksi Ikatan200 - 10 cm-1Gelombang mikro0,1 - 100 cmserapan inti10 - 0,01 cm-1Gelombang radio1 - 1.000 meterSerapan Inti

Mekanisme Kerja

Prinsip Kerja

Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi tekuk, khususnya vibrasi rocking (goyangan) yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 400 cm-1.Dalam daerah 2000 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region).Daerah antara 4000 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional yang disebabkan oleh vibrasi regangan.Daerah Identifikasi

Tabel Serapan Khas Beberapa Gugus Fungsi

GugusJenis SenyawaDaerah Serapan (cm-1)C-Halkana2850-2960, 1350-1470C-Halkena3020-3080, 675-870C-Haromatik3000-3100, 675-870C-Halkuna3300C=Calkena1640-1680C=Caromatik (cincin)1500-1600C-Oalkohol, eter, asam karboksilat, ester1080-1300C=Oaldehida, keton, asam karboksilat, ester1690-1760O-Halkohol, fenol(monomer)3610-3640O-Halkohol, fenol (ikatan H)2000-3600 (lebar)O-Hasam karboksilat3000-3600 (lebar)N-Hamina3310-3500C-Namina1180-1360-NO2nitro1515-1560, 1345-1385

Interaksi Sinar Infra Merah dengan MolekulDasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini. Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik.

Setiap molekul memiliki 3 derajat kebebasan, yaitu :Gerak TranslasiGerak RotasiGerak VibrasiPergerakan Molekul

Menghitung Vibrasi MolekulJumlah jenis vibrasi normal, diperlukan 3 koordinat untuk menentukan satu posisi dalam ruang. Untuk N titik (atau N atom) dihasilkan 3N derajat kebebasan.Dalam menghitung vibrasi molekul dibagi atas 2 bagian, yaitu :Vibrasi untuk Molekul linierVibrasi untuk Molekul tak linier

Vibrasi Molekul LinierDalam menghitung jumlah vibrasi molekul linier, diperlukan :3 derajat kebebasan untuk translasi 2 derajat kebebasan untuk rotasi (rotasi pada sumbu ikatan tak mungkin)

Jadi tersisa (3N 5) kemungkinan jenis vibrasi.

Contoh :Tentukan vibrasi untuk molekul CO2 !Jawab :

17

Vibrasi Molekul Tak LinierDalam menghitung jumlah vibrasi molekul tak linier, diperlukan :Perlu 3 derajat kebebasan untuk translasi Perlu 3 derajat kebebasan untuk rotasi

Jadi tersisa (3N 6) kemungkinan jenis vibrasi.

Vibrasi MolekulVibrasi molekul dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu :Vibrasi Regangan/Ulur (Streching) Vibrasi Tekukan (Bending)

Energi Vibrasi tekukan > Energi Vibrasi regangan

Hanya vibrasi yang menghasilkan perubahan momen dipol yangakan teramati di dalam IR

Hampir semua senyawa kimia dapat mengabsorbsi radiasi IR, kecuali molekul-molekul berinti sama.

Contoh : O2, N2, Cl2, H2, dll.

Vibrasi Regangan (Streching)Gerakan berirama disepanjang ikatan sehingga jarak antar atom memanjang dan memendek.Mengakibatkan perubahan panjang ikatan suatu ikatan tetapi Sudut ikatan tidak berubah.Vibrasi regangan dibagi menjadi 2 macam, yaitu :Regangan SimetriRegangan Asimetri

Regangan SimetriUnit struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satu bidang datar

Regangan AsimetriUnit struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapi masih dalam satu bidang datar.

Vibrasi Tekukan (Bending)Vibrasi yang mengakibatkan perubahan sudut ikatan antara dua ikatan.Vibrasi tekukan dibagi menjadi 4 macam, yaitu :Vibrasi Goyangan (Rocking)Vibrasi Guntingan (Scissoring) Vibrasi Kibasan (Wagging)Vibrasi Pelintiran (Twisting)

Vibrasi Goyangan (Rocking)Unit struktur bergerak mengayun asimetri tetapi masih dalam bidang datar.

Vibrasi Guntingan (Scissoring)Unit struktur bergerak mengayun simetri dan masih dalam bidang datar.

Vibrasi Kibasan (Wagging)Unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang datar.

Vibrasi Pelintiran (Twisting)Unit struktur berputar mengelilingi ikatan yang menghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar.

Penurunan Rumus Rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya energi yang diserap oleh ikatan pada gugus fungsi adalah:

E = energi yang diserap (Joule)h = tetapan Planck = 6,626 x 10-34 Joule.detf = frekuensi (Hz)C = kecepatan cahaya = 2,998 x 108 m/det = panjang gelombang = bilangan gelombang

Keterangan

Efek IsotopIsotop yang berbeda memberikan bilangan gelombang yang berbeda pada spektroskopi inframerah. Seperti contoh frekuensi regangan O-O memberikan nilai 832 dan 788 cm -1 untuk (16O-16O) dan (18O-18O) melalui hubungan O-O sebagai sebuah spring, bilangan gelombang, dapat dihitung:

Massa reduksi untuk 16O-16O dan 18O-18O dapat diperkirakan antara 8 dan 9. Sehingga

Dengan :

Spektrum Infra Merah

>>0 >>1 >> 2 >> 3 >> 4 >>

>>0 >>1 >> 2 >> 3 >> 4 >>Aplikasi Spektroskopi Infra MerahSpektroskopi Infra Merah biasa digunakan untuk :Identfikasi gugus fungsional Dengan mempertimbangkan adanya informasi lain seperti titik lebur, titik didih, berat molekul dan refractive index maka dapat menentukan stuktur dan dapat mengidentifikasi senyawaDengan menggunakan komputer, dapat mengidentifikasi senyawa bahkan campuran senyawa.

Metode ini banyak digunakan karena :Cepat dan relatif murah. Untuk mengidentifikasi gugus fungsional dalam molekul.Spektrum inframerah yang dihasilkan oleh suatu senyawa adalah khas dan oleh karena itu dapat menyajikan sebuah fingerprint (sidik jari) untuk senyawa tersebut.