Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri UV-Vis

Sesuai dengan namanya spektrofotometer UV-Vis merupakan gabungan antara spektrofotometer UV dan Visible. Pada spektrofotometer UV-Vis menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda yakni sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible.

Spektrofotometer UV-Vis merupakan spektrofotometer berkas ganda sedangkan pada spektrofotometer VIS ataupun UV termasuk spektrofotometer berkas tunggal. Pada spektrofotometer berkas ganda blanko dan sampel dimasukan atau disinari secara bersamaan, sedangkan spektrofotometer berkas tunggal blanko dimasukan atau disinari secara terpisah.

Spektrofotometer UV-VIS seperti yang tertera pada gambar.

 

Kini spektrofotometer yang digunakan hanya menggunakan satu lampu sebagai sumber cahaya. Lampu yang digunakan sebagai sumber cahaya yaitu photodiode yang telah dilengkapi monokromator. Monokromator disini berfungsi untuk mengubah cahaya yang berasal dari sumber cahaya sehingga diperoleh cahaya hanya dengan satu jenis panjang gelombang.

Zat yang dapat dianalisis dengan spektrofotometri UV-Vis yaitu zat dalam bentuk larutan dan zat yang tampak berwarna maupun berwarna. Jenis spektroskopi UV-Vis terutama berguna untuk analisis kuantitatif langsung misalnya kromofor, nitrat, nitrit dan kromat sedangkan secara tak langsung misalnya ion logam transisi.

Langkah-langkah utama dalam analisa dengan sinar UV/Vis

• Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV/Vis
• Harus dilakukan jika senyawa yang dianalisa tidak melakukan penyerapan didaerah UV/Vis
• Senyawa harus diubah menjadi bentuk lain yang dapat melakukan penyerapan pada daerah yang dimaksud. Misalnya mengubah menjadi berwarna atau tidak berwarna.
• Pemilihan panjang gelombang agar diperoleh panjang gelombang maksimum.
• Pembuatan kurva kalibrasi. Untuk keperluan ini dibuat sejumlah larutan standar dengan berbagai konsentrasi.
• Absorbans larutan standart ini diukur kemudian dibuat grafik A versus C.
• Hukum Lambert Beer terpenuhi, jika grafik berbentuk garis lurus yang melalui titik nol.
• Pengukuran sampel dilakukan pada kondisi yang sama seperti pada larutan standart.

Pengertian Dasar Spektrofotometer Vis, UV, UV-Vis

          Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi.

         Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari.

        Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.

         Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri pada dasarnya sama yaitu di dasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik.        

  Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu:

1) Sebagai gelombang

2) Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton.

            Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak.

 

Berikut Bagian-bagian dari alat Spektrofotometer UV-Vis :

·      Sumber cahaya :

1.      Lampu Tungsten (Wolfram) : Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak. Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang gelombang antara 350-2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000 jam pemakaian.

2.      Lampu Deuterium : Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm. Spektrum energi radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.

·      Monokromator, terdiri atas :

1.      Prisma, berfungsi mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis.

2.      Kisi difraksi, berfungsi menghasilkan penyebaran dispersi sinar secara merata, dengan pendispersi yang sama, hasil dispersi akan lebih baik. Selain itu kisi difraksi dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum.

3.       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, sehingga diperoleh panjang gelombang yang diharapkan.

4.       Filter, berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang yang dipilih.

·      Kompartemen sampel

Kompartemen ini digunakan sebagai tempat diletakkannya kuvet. Kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk menaruh sampel yang akan dianalisis.

Kalibrasi Spectrophotometer UV – VIS

 

 

Kenapa kalibrasi spectrophotometer perlu dilakukan ?

Bagaimana cara melakukan kalibrasi spectrophotometer ?

Apa perbedaan Kalibrasi, validasi dan verifikasi ?

Mengapa kalibrasi penting?

Dalam bidang kimia, pengukuran analitik memiliki peranan yang sangat penting .Tujuan dari pengukuran analitik ini adalah untuk menentukan “nilai sebenarnya”dari suatu parameter kuantitas kimia, seperti konsentrasi, pH, nilai absorbansi maupun transmittance dari pengukuran dengan spektrofotometer UV-VIS.

“Nilai sebenarnya” adalah nilai yang mengkarakterisasi suatu kuantitas secara benar  dan didefenisikan pada  kondisi tertentu yang eksis pada saat kuantitas tersebut diukur.  Beberapa contoh parameter  yang dapat ditentukan secara analitik adalah konsentrasi, pH, temperature, titik didih, kecepatan reaksi, dan lain-lain.

Dalam pengamatan eksperimen secara umum, hasil yang diperoleh pasti tidak dapat terlepas dari factor kesalahan. Nilai parameter sebenarnya  yang akan ditentukan dari suatu perhitungan analitik tersebut adalah ukuran ideal. Nilai tersebut ini hanya bias diperoleh jika semua penyebab kesalahan pengukuran dihilangkan  dan jumlah populasi tidak terbatas.

Faktor penyebab kesalahan ini dapat disebabkan oleh berbagai hal antara lain adalah

• factor bahan kimia,
• peralatan, analis,
• kondisi pengukuran dan lain-lain. .

Salah satu cara yang dapat digunakan untuk mengurangi kesalahan dalam pengukuran  analitik ini adalah dengan proses kalibrasi

Apa perbedaan Validasi, Verifikasi dan Kalibrasi?

Salah satu hal yang dilakukan setelah membuat suatu  metode analisis baru adalah melakukan validasi. Validasi metode analisis bertujuan untuk memastikan dan mengkonfirmasi bahwa metode analisis tersebut sudah sesuai untuk peruntukannya.

Validasi biasanya diperuntukkan untuk metode analisa yang baru dibuat dan dikembangkan. Sedangkan untuk metode yang memang telah tersedia  dan baku (misalnya dari AOAC, ASTM dan lainnya) , namun baru pertama kali akan digunakan di laboratorium tertentu , biasanya tidak perlu dilakukan validasi, hanya verifikasi.Tahapan verifikasi mirip dengan validasi  hanya saja parameter yang dilakukan tidak selengkap validasi.

Parameter analisis yang harus dipertimbangkan dalam metode validasi  adalah :

1. Akurasi ( kecermatan )
2.  Presisi ( keseksamaan )
3. Selektivitas
4. Lineanitas dan rentang
5. Batas deteksi dan batas kuantitasi
6. Ketangguhan metode ( ruggedness )
7. Kekuatan (robustness )

Sedangkan pengertian kalibrasi menurut ISO / EC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM ) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang di tunjukkan oleh instrumen ukur atau system pengukuran atau nilai  yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah di ketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.

Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur  dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur ( traceable ) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional.

Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan  atau di telusur sampai ke standar yang lebih tinggi atau teliti ( standar primer nasional atau internasional) melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus.

Manfaat kalibrasi adalah :

1. Mendukung system mutu  yang di terapkan di berbagai industry  pada peralatan laboratorium dan produksi yang di miliki.
2. Mengetahui seberapa  jauh perbedaan ( penyimpangan)  antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

Prinsip Dasar Kalibrasi

1. Obyek ukur ( Unit Under test)
2. Standar Ukur (Alat standar kalibrasi, Prosedur/ Metode standar ( Mengacu ke standar kalibrasi internasional  atau prosedur yang dikembangkan  sendiri oleh laboratorium yang sudah teruji (diverifikasi) )
3. Operator /teknisi ( Dipersyaratkan  operator / teknisi yang mempunyai kemampuan teknis kalibrasi (bersertifikat) )
4. Lingkungan yang dikondisikan (Suhu dan  kelembaban  selalu dikontrol, gangguan factor lingkungan luar selalu diminimalkan—-sumber ketidakpastian pengukuran)

Sementara internal kalibrasi adalah :

1. Kalibrasi harus dilakukan secara periodic
2. Selang waktu kalibrasi dipengaruhi oleh jenis alat ukur, frekuensi pemakaian dan pemeliharaan
3. Bisa dinyatakan dalam berbagai cara yaitu : dengan waktu kalender dan dengan waktu pemakaian kombinasi cara pertama dan kedua, tergantung mana yang lebih dulu tercapai.

Bagaimana mengkalibrasi Spektrofotometer UV-VIS

Spektrofotometer UV-VIS banyak digunakan untuk penentuan konsentrasi senyawa-senyawa  yang dapat menyerap radiiasi pada daerah ultraviolet (200 – 400 nm) atau daerah sinar tampak ( 400 – 800 nm) (Sastromidjojo,1991). Analisis dengan instrument ini dilakukan dengan penentuan absorbansi dari  larutan sampel yang diukur.

Prinsip penentuan spektrofotometer UV-VIS adalah aplikasi dari hukum Lambert-Beer, yaitu :

A =  - log T =  - log I  /  I   =  x. b. C

Dimana :

A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur

x = Koefisien ekstingsi

T = Transmitansi

b = Tebal kuvet yang digunakan

I  = Intensitas sinar masuk

I  = Intensitas sinar yang diteruskan

C = konsentrasi dari sampel

Faktor penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis menggunakan spectrophotometer adalah :

1. Adanya serapan oleh pelarut

Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi matrik selain komponen yang akan dianalisis.

2. Serapan oleh kuvet

Kuvet yang dapat digunakan adalah dari bahan gelas atau kuarsa. Kuvet kuarsa memberikan kualitas yang  lebih baik, namun tentu saja harganya jauh lebih mahal. Serapan oleh kuvet ini dapat diatasi dengan penggunaan jenis, ukuran dan bahan kuvet yang sama untuk tempat blanko dan sample.

3. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi.

Hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi , sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan.

 

DAFTAR PUSTAKA

http://catatankimia.com/catatan/tag/spektrofotometer-uv-vis

http://aaknasional.wordpress.com/2012/06/08/spektrofotometer-uv-vis/

http://wanibesak.wordpress.com/2011/07/05/spektrofotometri-uv-vis/

http://biosmlabindustri.blogspot.com/2013/01/spektrofotometer-uv-vis.html