ANALISIS GUGUS FUNGSI SUATU SENYAWA SAMPEL MENGGUNAKAN FTIR

Amalia Choirni, Atik Setyani, Erlangga Fitra, Ihsan Fadhilah, Sri Lestari, Tri Budi

Kelompok 12 Pelatihan Instrumen

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang

Abstrak

Salah satu metode spektroskopi yang sangat populer adalah metode spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared), yaitu metode spektroskopi inframerah yang dilengkapi dengan transformasi Fourier untuk analisis hasil spektrumnya. Inti spektroskopi FTIR adalah interferometer Michelson yaitu alat untuk menganalisis frekuensi dalam sinyal gabungan. Prinsip kerja spektroskopi FTIR adalah adanya interaksi energi dengan materi. Untuk mengetahui gugus fungsi sampel, dilakukan uji terhadap standar amonium sulfat, amonium klorida, benzaldehida, etanol, aseton, Na-asetat, dan isobutil alkohol. Berdasarkan hasil dari spektrum inframerah berbagai pembanding, diketahui bahwa sampel D memiliki spektrum inframerah yang sama dengan standar amonium klorida. Hal tersebut ditunjukkan dari karakteristik absorbsi inframerah yang sama dengan standar amonium klorida. Sampel D memiliki frekuensi pita tajam pada bilangan gelombang 34003250 cm-1 dan memiliki finger print sama dengan standar amonium klorida.

Kata kunci :Gugus Fungsi, FTIR, ammonium kloridaPENDAHULUANJika suatu radiasi gelombang elektromagnetik mengenai suatu materi, maka akan terjadi suatu interaksi, diantaranya berupa penyerapan energy (absorpsi) oleh atom-atom atau molekul molekul dari materi tersebut. Absorpsi sinar ultraviolet dan cahaya tampak akan mengakibatkan tereksitasinya elektron. Sedangkan absorpsi radiasi inframerah, energinya tidak cukup untuk mengeksitasi elektron, namun menyebabkan peningkatan amplitudo getaran (vibrasi) atom-atom pada suatu molekul (Fessenden & Fessenden, 1997).Hal yang sangat unik pada penyerapan radiasi gelombang elektromagnetik adalah bahwa suatu senyawa menyerap radiasi dengan panjang gelombang tertentu bergantung pada struktur senyawa tersebut. Salah satu metode spektroskopi yang sangat populer adalah metode spektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared), yaitu metode spektroskopi inframerah yang dilengkapi dengan transformasi Fourier untuk analisis hasil spektrumnya (Chatwal, 1985).

Spektrofotometri inframerah adalah sangat penting dalam kimia modern, terutama dalam bidang kimia organik. Alat tersebut biasa digunakan untuk penemuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran. Kebanyakan gugus, seperti C-H, O-H, C=N, dan C=N, menyebabkan pita absorpsi infra-merah, yang berbeda hanya sedikit dari satu molekul ke yang lain tergantung pada substituen yang lain (Day & Underwood, 1980).Metode spektroskopi yang digunakan adalah metode absorpsi, yaitu metode spektroskopi yang didasarkan atas perbedaan penyerapan radiasi inframerah. Absorbsi inframerah oleh suatu materi dapat terjadi jika dipenuhi dua syarat, yaitu kesesuaian antara frekuensi radiasi inframerah dengan frekuensi vibrasional molekul sampel dan perubahan momen dipol selama bervibrasi (Chatwal, 1985).Prinsip kerja spektroskopi FTIR adalah adanya interaksi energi dengan materi. Misalkan dalam suatu percobaan berupa molekul senyawa kompleks yang ditembak dengan energi dari sumber sinar yang akan menyebabkan molekul tersebut mengalami vibrasi. Sumber sinar yang digunakan adalah keramik, yang apabila dialiri arus listrik maka keramik ini dapat memancarkan infrared. Vibrasi dapat terjadi karena energi yang berasal dari sinar infrared tidak cukup kuat untuk menyebabkan terjadinya atomisasi ataupun eksitasi elektron pada molekul senyawa yang ditembak dimana besarnya energi vibrasi tiap atom atau molekul berbeda tergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga dihasilkan frekuaensi yang berbeda pula. FTIR interferogramnya menggunakan mecrosem dan letak cerminnya (fixed mirror dan moving mirror) paralel (Sejati, 2013). Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400 4000 cm-1 di mana cm-1 disebut sebagai wavenumber (1/wavelength) yakni suatu ukuran unit untuk frekuensi. Interaksi antara materi berupa molekul senyawa kompleks dengan energi berupa sinar infrared mengakibatkan molekul-molekul bervibrasi dimana besarnya energi vibrasi tiap komponen molekul berbeda-beda tergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga akan dihasilkan frekuensi yang berbeda (Sari & Dwi, 2012).Cara Kerja Alat Spektrofotometer FTIR

Pada sistim optik FT-IR digunakan radiasi LASER (Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation) yang berfungsi sebagai radiasi yang diinterferensikan dengan radiasi infra merah agar sinyal radiasi infra-merah yang diterima oleh detektor secara utuh dan lebih baik. Detektor yang digunakan dalam Spektrofotometer FT-IR adalah TGS (Tetra Glycerine Sulphate) atau MCT (Mercury Cadmium Telluride) (Anonim, 2013). Detektor MCT lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan dibandingkan detektor TGS, yaitu memberikan respon yang lebih baik pada frekwensi modulasi tinggi, lebih sensitif, lebih cepat, tidak dipengaruhi oleh temperatur, sangat selektif terhadap energi vibrasi yang diterima dari radiasi infra-merah (Anonim, 2013).Pada penelitian ini dilakukan analisis gugus fungsi terhadap suatu sampel dengan membandingkan sampel dengan beberapa standar yaitu amonium sulfat, amonium klorida, benzaldehida, etanol, aseton, Na-asetat, dan isobutil alkohol .METODESpektroskopi FTIR (Fourier Transform Infrared) merupakan spektroskopi inframerah yang dilengkapi dengan transformasi Fourier untuk deteksi dan analisis hasil spektrumnya. Inti spektroskopi FTIR adalah interferometer Michelson yaitu alat untuk menganalisis frekuensi dalam sinyal gabungan.

Spektrum inframerah tersebut dihasilkan dari pentrasmisian cahaya yang melewati sampel, pengukuran intensitas cahaya dengan detektor dan dibandingkan dengan intensitas tanpa sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Spektrum inframerah yang diperoleh kemudian diplot sebagai intensitas fungsi energi, panjang gelombang ( m) atau bilangan gelombang (cm-1) (Macrott, 1986).

Skema alat spektroskopi FTIR secara sederhana ditunjukan pada gambar 1.

Gambar 1. Skema alat spektroskopi FTIR. (1) Sumber Inframerah (2) Pembagi Berkas (Beam Spliter) (3) Kaca Pemantul (4) Sensor Inframerah (5) Sampel (6) DisplayAnalisis gugus fungsi suatu sampel dilakukan dengan membandingkan pita absorbsi yang terbentuk pada spektrum inframerah menggunakan tabel korelasi dan menggunakan spektrum senyawa pembanding (yang sudah diketahui).HASIL DAN PEMBAHASAN

Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400 4000 cm-1 di mana cm-1 disebut sebagai wavenumber (1/wavelength) yakni suatu ukuran unit untuk frekuensi. Interaksi antara materi berupa molekul senyawa kompleks dengan energi berupa sinar inframerah mengakibatkan molekul-molekul bervibrasi dimana besarnya energi vibrasi tiap komponen molekul berbeda-beda tergantung pada atom-atom dan kekuatan ikatan yang menghubungkannya sehingga akan dihasilkan frekuensi yang berbeda.Dari uji spektroskopi FTIR dengan sampel D didapatkan spektrum inframerah seperti yang tampak pada gambar 2.

Gambar 2. Spektrum inframerah sampel DSebagai pembanding, dilakukan analisis spektrum inframerah terhadap standar amonium sulfat, amonium klorida, benzaldehida, etanol, aseton, Na-asetat, dan isobutil alkohol.Berikut ini adalah gambar spektrum inframerah dari standar amonium sulfat, amonium klorida, benzaldehida, etanol, aseton, Na-asetat, dan isobutil alkohol.

Gambar 3. Spektrum inframerah amonium sulfat

Gambar 4. Spektrum inframerah amonium klorida

Gambar 5. Spektrum inframerah benzaldehida

Gambar 6. Spektrum inframerah Na-asetat

Gambar 7. Spektrum inframerah isobutil alkohol

Gambar 8. Spektrum inframerah etanol

Gambar 9. Spektrum inframerah aseton

Berdasarkan hasil dari spektrum inframerah berbagai pembanding, diketahui bahwa sampel D memiliki spektrum inframerah yang sama dengan standar amonium klorida. Hal tersebut ditunjukkan dari karakteristik absorbsi inframerah yang sama dengan standar amonium klorida.

Sampel D memiliki frekuensi pita tajam pada bilangan gelombang 34003250 cm-1 dan memiliki finger print sama dengan standar amonium klorida. Dalam amonium klorida, terdapat ikatan antara N dengan H. Berdasarkan tabel karakteristik absorbsi inframerah, N-H memiliki frekuensi pada kisaran 34003250 cm-1. Hal tersebut sesuai dengan hasil spektrum inframerah sampel D yang diuji menggunakan FTIR.

Dari grafik fish bone ini kita dapat memetakan apabila terdapat kesalahan pada analisis sampel kita. Kesalahan yang paling mungkin terjadi yaitu pada saat pembersihan alat saat akan digunakan untuk menguji. Karena apabila tidak bersih maka akan menyebabkan grafik sulit terbaca karena ada senyawa yang masih tertinggal.SIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa Spektrofotometer FTIR merupakan salah satu alat yang dapat digunakan untuk identifikasi senyawa, khususnya senyawa organik, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Berdasarkan hasil uji FTIR, sampel D diketahui memiliki gugus amina dan merupakan senyawa amonium klorida.DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2013. Spektrofotometer Inframerah Transformasi Forier. [online] http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrofotometer_Inframerah_Transformasi_Fourier diakses pada 20-12-2014)

Chatwal, G., 1985, Spectroscopy Atomic and Molecule, Himalaya Publishing House, Bombay.

Day & Underwood. 1980. Analisa Kimia Kuantitatif. Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga

Fessenden & Fessenden. 1997. Kimia Organik. Jilid 1. Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga

Marcott, C. 1986. Material Characterization Hand Book vol. 10: Infrared Spektroskopy, ASM International, Amerika.Sari, Sherly & Dwi A. 2012. Fabrikasi dan Karakterisasi Kalsium Silikat Menggunakan Bahan Komersial Kalsium Oksida dan Silika dengan Rekasi Padatan pada Suhu 1000oC. Jurnal Teori dan Aplikasi Fisika. Vol.01,No 01

Sejati, Ratna D. 2013. Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier (FTIR). [online] (http://nana-sejati.blogspot.com/2013/10/spektrofotometer-inframerah.html diakses pada 20-12-2014)