SPEKTROFOTOMETER
Defenisi Spektrofotometer Uv-Vis
Spektrofotometer Uv-Vis adalah alat yang digunakan untuk mengukur transmitansi,
reflektansi dan absorbsi dari cuplikan sebagai fungsi dari panjang gelombang serta untuk
pengukuran didaerah ultra violet dan didaerah tampak. Semua metode spektrofotometri
berdasarkan pada serapan sinar oleh senyawa yang ditentukan, sinar yang digunakan adalah sinar
yang semonokromatis mungkin.Spektrofotometer sesuai dengan namanya merupakan 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 diabsorbsi.
Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi cahaya secara relatif jika energi
tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung dan
monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan
blanko ataupun pembanding.
Spektrofotometer UV-Vis (Ultra Violet-Visible) adalah salah satu dari sekian banyak
instrumen yang biasa digunakan dalam menganalisa suatu senyawa kimia. Spektrofotometer
umum digunakan karena kemampuannya dalam menganalisa begitu banyak senyawa kimia serta
kepraktisannya dalam hal preparasi sampel apabila dibandingkan dengan beberapa metode analisa.
Spektrofotometri UV/Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang
dianalisis, sehingga spetrofotometer UV/Vis lebih banyak dpakai untuk analisis kuantitatif
dibanding kualitatif.
Prinsip kerja spektrofotometer UV-Vis
Prinsip kerja spektrofotometri UV-Vis adalah interaksi yang terjadi antara energy yang
berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi berupa molekul. Besar energy yang
diserap tertentu dan menyebarkan electron tereksitasi dari ground state ke keadaan terekstasi yang
memiliki energy lebih tinggi. Serapan tidak terjadi seketika pada daerah UV-Vis untuk semua
struktur elektronik tetapi hanya pada system system terkonjugasi.
Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya
monokromatis melalui suatu media, maka sebagian cahaya diserap, sebagian dipantulkan dan
sebagian dipancarkan.
Berdasarkan teori tersebut, prinsip keja dari spekrtofotometri adalah suatu cahaya
monokromatis akan melalui suatu media yang memiliki suatu konsentrasi tertentu, maka akan
membentuk spectrum cahaya, namun ketika melewati monokromator, cahaya yang keluar hanya
akan terdapat satu cahaya yaitu sesuai dengan settingan awal, misalnya warna hijau. Setelah keluar
dan monokromator, cahaya akan menembus sampel yang kemudian akan terbaca hasil pada read
out (monitor).
Sinar dari sumber cahaya akan dibagi menjadi dua berkas oleh cermin yang berputar pada
bagian dalam spektrofotometer. Berkas pertama akan melewati kuvet berisi blanko, sementara
berkas kedua akan melewati kuvet berisi sampel. Blanko dan sampel akan diperiksa secara
bersamaan. Adanya blanko, berguna untuk menstabilkan absorbsi akibat perubahan voltase dari
sumber cahaya.
Bagian bagian spektrofotometer :
1. Sumber Cahaya
Berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai maca rentang panjang
gelombang.
Untuk radiasi kontinu :
Untuk daerah UV dan daerah tampak
 Lampu wolfram menghasilkan spectrum kontinu pada gelombang 320-2500 nm
 Lampu hydrogen atau deuterium (160-375 nm)
 Lampu gas xenon (250-600 nm)
Untuk daerah IR :
 Lampu Nerst, dibuat dari campuran zirconium oxide (38%) itrium oxide (38%) dan
erbiumoxida (3%)
 Lampu global dibuat dari silisium carbide (SiC)
 Lampu Nkrom terdiri dari pita nikel krom dengan panjang gelombang 0.4-20 nm
Untuk Spektrum radiasi garis UV atau tampak :
 Lampu uap (lampu Natrium, Lampu raksa)
 Lampu katoda cekung/lampu katoda berongga
 Lampu pembawa muatan dan elektroda
 Laser
2. Pengatur intensitas
Berfungsi untuk mengatur intensitas sinar yang dihasilkan oleh sumber cahaya agar sinar
yang masuk tetap konstan.
3. Monokromator
Berfungsi untuk mengubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang
dibutuhkan oleh pengukuran.
Macam-macam monokromator :







Prisma, berfungsi mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar mungkin supaya
didapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis
Kaca untuk daerah sinar tampak
Kuarsa untuk daerah UV
Rock salt untuk daerah IR
Kisi difraksi, keuntungan menggunakan kisi ini adalah disperse sinar merata,
disperse lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama, dan dapat digunkan
dalam seluruh jangkauan spectrum
Celah optis, berfungsi untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diharapkan
dari sumber radiasi. Apabila celah berada pada posisi yang tepat, maka radiasi akan
dirotasikan melalui prisma, sehimgga diperoleh panjang gelombang yang
diharapkan.
Filter, berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang
diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang
yang dipilih.
4. Kuvet ( sel sampel )
Berfungsi untuk tempat meletakkan sampel. Pada pengukuran di daerah sinar tampak
digunakan kuvet kaca dan daerah UV digunakan kuvet kuarsa serta Kristal garam untuk
daerah IR.
Kuvet yang baik harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut:
 Permukaannya harus sejajar secara optis
 Tidak berwarna sehingga semua cahaya dapat ditransmisikan
 Tidak ikut bereaksi terhadap semua bahan-bahan kimia
 Tidak rapuh
 Bentuknya sederhana.
5. Detector
Fungsinya untuk merubah sinar menjadi energi listrik yang sebanding dengan besaran yang
dapat diukur.
Syarat-syarat ideal sebuah detector :
 Kepekaan 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 detector :
 Detector foto
 Photocell
 Phototube
 Hantaran foto
 Diode foto
 Detector panas
6. Penguat (amplifier)
Berfungsi untuk memperbesar arus yang dihaslikan oleh detector agar dapat dibaca oleh
indicator.
7. Indikator ( Read Out )
Berfungsi untuk menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detector.
LANGKAH KERJA SPEKTOFOTOMETRI UV-VIS
1.
Spektrofotometer Cecil 1021
a) Sambungkan kabel ke arus listrik.
b) Tekan tombol on/off di bagian belakang alat spektrofotometer.
c) Diamkan alat selama ±30 menit untuk melakukan pemanasan.
d) Isi kuvet pertama dengan blanko, yaitu aquadest dan kuvet kedua diisi dengan larutan
KMnO4. Tinggi larutan ±3/4 dari tinggi kuvet.
e) Atur satuan yang akan digunakan dengan menekan tombol Readout. Misalnya
menggunakan satuan Absorbance, maka tekan tombol Readout hingga lambang A
menyala.
f) Atur panjang gelombang yang akan digunakan dengan menekan tombol untuk menaikkan
angka panjang gelombang yang tertera pada monitor atau untuk menurunkan angka
panjang gelombang. Untuk larutan KMnO4 digunakan panjang gelombang 525-530nm.
g) Lap bagian luar kuvet dengan tissue kemudian masukkan kuvet yang berisi aquadest ke
dalam spektrofotometer dengan arah bagian kuvet yang halus menghadap ke arah sumber
sinar yang datang kemudian tutup bagian penutup.
h) Tekan tombol Zero untuk hingga muncul angka 0,000.
i) Ganti blanko dengan sampel KMnO4 dengan posisi yang sama seperti tadi kemudian tutup
bagian penutup.
j) Baca hasil penyerapan pada monitor. Misalnya pada monitor hasil yang tertera adalah
0,128A.
k) Setelah pembacaan selesai, keluarkan kuvet dan cuci hingga bersih.
l) Untuk mematikan mesin spektrofotometer, tekan tombol on/off lalu cabut kabel dari
sumber listrik.
2. Spektrofotometer Genesys 20
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
r)
Sambungkan kabel ke arus listrik.
Tekan tombol on/off di bagian belakang alat spektrofotometer.
Diamkan alat selama ±30 menit untuk melakukan pemanasan.
Isi kuvet pertama dengan blanko, yaitu aquadest dan kuvet kedua diisi dengan larutan
KMnO4. Tinggi larutan ±3/4 dari tinggi kuvet.
Tekan tombol Utility untuk mulai masuk ke dalam program.
Tekan tombol atau untuk memilih menu yang tersedia.
Untuk memilih panjang gelombang, pilih menu Initial WL.
Tekan tombol Change untuk merubah panjanag gelombang sesuai yang diinginkan. Jika
menggunakan sampel KMnO4 maka digunakan panjang gelombang 525-530nm.
Tekan tombol untuk menaikkan angka panjang gelombang yang tertera pada monitor atau
untuk menurunkan angka panjang gelombang.
Jika panjang gelombang telah sesuai, tekan tombol Accept.
Untuk kembali ke tampilan awal, tekan tombol Esc.
Panjang gelombang pada tampilan layar akan berubah, dan untuk mengaturnya, tekan
tombol nm atau nm untuk menaikkan atau menurunkan angka panjang gelombang.
Lap bagian luar kuvet dengan tissue kemudian masukkan kuvet yang berisi aquadest ke
dalam spektrofotometer dengan arah bagian kuvet yang halus menghadap ke arah sumber
sinar yang datang kemudian tutup bagian penutup.
Tekan tombol Abs hingga layar akan menampilkan angka 0,000.
Ganti blanko dengan sampel KMnO4 dengan posisi yang sama seperti tadi kemudian tutup
bagian penutup.
Baca hasil penyerapan pada monitor. Misalnya pada monitor hasil yang tertera adalah
0,328A.
Setelah pembacaan selesai, keluarkan kuvet dan cuci hingga bersih.
Untuk mematikan mesin spektrofotometer, tekan tombol on/off lalu cabut kabel dari
sumber listrik.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan spektrofotometer yakni Pembentukan
molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis, cara ini biasa digunakan untuk pengukuran hasil
reaksi atau pembentukan warna. Tujuannya adalah mengetahui waktu pengukuran yang stabil.
Waktu operasional ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran dengan
absorbansi larutan. Kemudian pemilihan panjang gelombang. Panjang gelombang yang digunakan
untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal
(Silalahi 2010).