Seri Kuliah Kimia Organik: Infrared Spectroscopy (Spektroskopi Inframerah)

Pengenalan Spektroskopi Inframerah

Beberapa senyawa baik itu senyawa organik maupun anorganik mempunyai ikatan kovalen, dimana dapat menyerap berbagai frekuensi radiasi elektromagnetik pada region inframerah. Pada bidang kimia organik dan anorganik spektroskopi inframerah merupakan salah satu teknik spektroskopi yang sering digunakan. Tujuan utama dari analisis spektroskopi IR adalah untuk menentukan gugus fungsi dari suatu sampel. Perbedaan gugus fungsi dapat diketahui dari penyerapan pada daerah frekuensi karaktaristik dari radiasi IR. Spektrofotometer IR secara luas dapat menangani sampel baik itu padat, cair, maupun gas, sehingga spektroskopi IR merupakan peralatan penting dan popular untuk mengelusidasi dan identifikasi struktur.
Spektrum Elektromagnetik (Spektrokopi Inframerah)
Spektrum Elektromagnetik
Daerah radiasi spektroskopi inframerah berkisar pada bilangan gelombang 12800-10 cm-1 atau panjang gelombang 0,78-1000 µm. Umumnya daerah radiasi IR terbagi dalam daerah IR dekat (12800-4000 cm-1; 0,78-2,5 µm), daerah IR tengah (4000-200 cm-1; 2,5-50 µm), dan daerah IR jauh (200-10 cm-1; 50-1000 µm).

Infrared Absorpsion
Absorpsi Inframerah

Spektrum absorpsi inframerah dibuat dengan bilangan gelombang pada sumbu X dan presentase transmitan (T) pada sumbu Y. Energi pada daerah IR hanya terbatas pada perubahan energi setingkat molekul. Untuk tingkat molekul, perbedaan dalam keadaan vibrasi dan rotasi digunakan untuk mengabsorpsi sinar inframerah. Jadi untuk dapat mengabsorpsi, molekul harus memiliki perubahan momen dipol sebagai akibat dari vibrasi.

Persamaan Spektroskopi Inframerah

Frekuensi absorpsi inframerah pada suatu molekul dipengaruhi oleh kekuatan ikatan dan massa antara satu atom dengan atom lainnya. Jadi, yang menentukan pada daerah mana frekuensi absorpsi adalah dua atom yang saling berikatan. Molekul diatomik dapat dilihat sebagai dua massa vibrasi yang dihubungkan oleh suatu pegas. Hal ini dapat ditinjau dari teori osilator harmonik, ketika vibrasi ikatan energi dari vibrasi tersebut berubah secara kontinyu dan periodik dari energi kinetik menjadi energi potensial dan kembali lagi. Jumlah total energi untuk frekuensi vibrasi dinyatakan pada persamaan 1.
Eoschvosc                                                                               (1)
Dimana untuk osilator harmonik dapat ditentukan oleh konstanta ikatan K pada pegas dan massa dari dua atom yang berikatan (m1 dan m2). Frekuensi vibrasi dari ikatan ini dinyatakan pada persamaan 2.
Hukum Hook (Infrared Spectroscopy)
Persamaan (2)
Dimana K adalah konstanta ikatan antara atom satu dengan yang lain dan µ adalah massa tereduksi. Persamaan diatas merupakan turunan dari hukum Hooke. Massa tereduksi µ diberikan pada persamaan 3.
Spektroskopi Inframerah
Persamaan (3)

Vibrasi Molekul Spektroskopi Inframerah

Saat molekul menyerap radiasi inframerah pada atom-atom pada molekul itu akan mengalami vibrasi atom molekul. Vibrasi atom tersebut terbagi menjadi 2, yaitu: vibrasi peregangan (stretching) dan tekuk (Bending). Vibrasi Stretching terbagi menjadi symmetric dan asymmetric. Pada vibrasi stretching terjadi perubahan jarak antar atom. Sedangan vibrasi bending terbagi menjadi 4, yaitu: rocking, scissoring, wagging, dan twisting.
Vibrasi Molekul Spektroskopi Inframerah
Vibrasi Stretching and Bending

Referensi
Khopkar, SM., 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI-Press, Jakarta
Settle, F., 1997, Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry, Prentice-Hall Inc., New Jersey
Kumpulan Materi Kuliah

Salam Smart


Post a Comment

Terima Kasih Atas Kunjungan dan Komentar Anda