]]]BAB I
PENDAHULUAN
A.
LATAR BELAKANG
Spektroskopi adalah
ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau
partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut.
Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi
antara cahaya dan materi. Dalam catatan sejarah, spektroskopi mengacu kepada cabang ilmu dimana
"cahaya tampak" digunakan dalam teori-teori struktur materi serta
analisa kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern,
definisi spektroskopi berkembang seiring teknik-teknik baru yang dikembangkan
untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi juga bentuk lain dari
radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti gelombang mikro,
gelombang radio,
elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan lain sebagainya.
Spektroskopi umumnya
digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis untuk mengidentifikasi suatu
substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk
merekam spektrum disebut spektrometer. Spektroskopi juga digunakan secara
intensif dalam astronomi dan penginderaan jarak jauh. Kebanyakan
teleskop-teleskop besar mempunyai spektrograf yang digunakan untuk mengukur
komposisi kimia dan atribut fisik lainnya dari suatu objek astronomi atau untuk
mengukur kecepatan objek astronomi berdasarkan pergeseran Doppler garis-garis
spektral. Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR).
spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul.
Spektroskopi
inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi
elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 - 1.000 µm atau
pada bilangan gelombang 13.000 - 10 cm-1.
Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang
gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang
radio. Namanya berarti
"bawah merah" (dari bahasa Latin infra,
"bawah"), merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang.
Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki
panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir
William Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian mencari
bahan penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi kecerahan
gambar matahari dalam tata surya teleskop
Spektrofotometri
Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi
molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang
gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 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.
B. TUJUAN
Tujuan dari makalah ini untuk
mengetahui pengertian dari spektroskopi inframerah, alat yang digunakan, cara
penggunaannya, manfaat dan kelebihan serta kekurangan dari spektroskopi
inframerah.
C.
RUMUSAN MASALAH
- Pengertian dari spektroskopi inframerah
- Jenis – jenis spektroskopi inframerah
- Alat yang digunakan
- Cara penggunaannya
- Manfaat dari spektroskopi inframerah
- Kelebihan serta kekurangan dari spektroskopi inframerah tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
1. PENGERTIAN
Spektroskopi
inframerah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan
radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 – 1,00
µm atau pada bilangan gelombang 13.000 – 10 cm-1.
Metode spektroskopi
inframerah merupakan suatu metode yang meliputi tekhnik serapan (absorption),
tekhnik emisi (emission), tekhnik fluoresensi (fluorescence). Komponen medan
listrik yang banyak berperan dalam spektroskopi umumnya hanya komponen medan
listrik seperti dalam fenomena transmisi, pementulan, pembiasan, dan
penyerapan.
Penemuan inframerah pertama ditemukan pertama kali
oleh WilliamHerschel pada tahun 1800. Penelitian selanjutnya diteruskan oleh
Young, Beer, Lambert, dan Julius melakukan berbagai penelitian dengan
menggunakan spektroskopi inframerah. Pada tahun 1892 Julius menemukan dan
membuktikan adanya hubungan antara struktur molekul degan inframerah, dengan
ditemukannya gugus metil dalam suatu molekul akan memberikan serapan
karakteristik yang tidak dipengaruhi oleh susunan molekulnya.
Penyerapan gelombang elektromagnetik dapat menyebabkan terjadinya eksitasi
tingkat-tingkat energi dalam molekul. Dapat berupa eksitasi
elektronik, vibrasi, atau rotasi
Contoh aplikasi sederhana untuk far infra red adalah
terdapat pada alat – alat kesehatan. Sedangkan untuk mid infra red ada
pada alat ini untuk sensor alarm biasa, sedangkan near infra red digunakan
untuk pencitraan pandangan malam seperti pada nightscoop. Penggunaan infra merah sebagai
media transmisi data mulai diaplikasikan pada berbagai perlatan seperti
televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC. Media infra merah ini
dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi data.
Karakteristik
- tidak dapat dilihat oleh manusia
- tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang
- dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas
- Panjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.
Interaksi Sinar Infra
Merah Dengan Molekul
Dasar
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 senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak,
yaitu :
- Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.
- Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan
- Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya.
Bila ikatan bergetar, maka
energi vibrasi secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi
kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah energi total adalah sebanding
dengan frekwensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari pegas dan massa ( m1
dan m2 ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki
oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi.
Panjang gelombang atau
bilangan gelombang dan kecepatan cahaya dihubungkan dengan frekwensi melalui
bersamaan berikut :
Energi yang timbul juga berbanding lurus dengan frekwesi dan digambarkan
dengan persamaan Max Plank :
sehingga :
dimana :
E = Energi, Joule
h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.s
c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik
n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)
l = panjang gelombang ; cm
u = frekwensi ; Hertz
h = Tetapan Plank ; 6,6262 x 10-34 J.s
c = Kecepatan cahaya ; 3,0 x 1010 cm/detik
n = indeks bias (dalam keadaan vakum harga n = 1)
l = panjang gelombang ; cm
u = frekwensi ; Hertz
Dalam spektroskopi
infra merah panjang gelombang dan bilangan gelombang adalah nilai yang
digunakan untuk menunjukkan posisi dalam spektrum serapan. Panjang gelombang
biasanya diukur dalam mikron atau mikro meter ( µm ). Sedangkan bilangan
gelombang adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya, yaitu kebalikan dari
panjang gelombang dalam satuan cm-1. Persamaan dari hubungan kedua
hal tersebut diatas adalah :
2. JENIS – JENIS SPEKTROSKOPI INFRAMERAH
Berdasarkan pembagian
daerah panjang geloma=bang, sinar inframerah dibagi atas tiga daerah, yaitu:
§
Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 –
1.5 µm
§
Inframerah jarak menengah dengan panjang gelombang
1.50 – 10 µm
§
Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 –
100 µm
3. ALAT YANG DIGUNAKAN
Dalam metode
spektroskopi inframerah ini alat yang digunakan disebut dengan “
Spektrofotometer Inframerah “
Dimana alat
spektrofotometer inframerah ini terdiri dari
1. cahaya inframerah
2. monokromator
3. detector
4. CARA PENGGUNAAN
CARA KERJA ALAT SPEKTROFOTOMETER FTIR
Sistim optik Spektrofotometer FTIR seperti pada gambar
dibawah ini dilengkapi dengan cermin yang bergerak tegak lurus dan cermin yang
diam. Dengan demikian radiasi infra merah akan menimbulkan perbedaan jarak yang
ditempuh menuju cermin yang bergerak ( M ) dan jarak cermin yang diam ( F ).
Perbedaan jarak tempuh radiasi tersebut adalah 2 yang selanjutnya disebut
sebagai retardasi ( δ ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima
detektor terhadap retardasi disebut sebagai interferogram. Sedangkan sistim
optik dari Spektrofotometer IR yang didasarkan atas bekerjanya interferometer
disebut sebagai sistim optik Fourier Transform Infra Red.
Pada sistim optik FTIR 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 FTIR
adalah TGS (Tetra Glycerine Sulphate) atau MCT (Mercury Cadmium Telluride).
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.
Gambar alat :
|
5.MANFAAT DARI SPEKTROSKOPI
INFRAMERAH
Kegunaan Inframerah dalam kehidupan:
Ø Kesehatan
§ Mengaktifkan molekul air dalam tubuh. Hal ini disebabkan karena inframerah mempunyai getaran yang sama dengan molekul air. Sehingga, ketika
molekul tersebut pecah maka akan terbentuk molekul tunggalyang dapat meningkatkan cairan tubuh.
§ Meningkatkan sirkulasi mikro. Bergetarnya
molekul air dan pengaruh inframerah akan menghasilkan panas
yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar, dan meningkatkan temperatur kulit, memperbaiki sirkulasi darah dan mengurani tekanan jantung.
§ Meningkatkan metabolisme tubuh. jika sirkulasi mikro dalam tubuh meningkat, racun dapat dibuang dari tubuh kita melalui
metabolisme. Hal ini dapat mengurangi beban liver dan ginjal.
§ Mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah dapat
membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena asam urat yang
tinggi.
§ Inframerah jarak jauh banyak digunakan pada
alat-alat kesehatan. Pancaran panas yang
berupa pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh dapat dijadikan
sebagai informasi kondisi
kesehatan organ tersebut. Hal ini sangat bermanfaat bagi dokter dalam diagnosis kondisi pasien sehingga ia dapat membuat keputusan tindakan
yang sesuai dengan kondisi pasien tersebut. Selain itu, pancaran panas
dalam intensitas tertentu
dipercaya dapat digunakan untuk proses penyembuhan penyakit seperti cacar. Contoh penggunaan inframerah yang menjadi trend saat
ini adalah adanya gelang kesehatan Bio Fir. Dengan memanfaatkan inframerah
jarak jauh, gelang tersebut dapat berperang dalam pembersihan dalam tubuh dan
pembasmian kuman atau bakteri.
§ Adanya sistem sensor infra merah. Sistem sensor ini pada dasarnya
menggunakan inframerah sebagai media komunikasi yang menghubungkan antara dua
perangkat. Penerapan sistem sensor infra ini sangat bermanfaat sebagai
pengendali jarak jauh, alarmkeamanan, dan otomatisasi pada sistem. Adapun pemancar
pada sistem ini terdiri atas sebuah LED (Lightemitting Diode)infra merah yang
telah dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah,
sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau modulasi]] infra merah yang
berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
§ Adanya kamera tembus pandang yang memanfaatkan sinar
inframerah. Sinar inframerah memang tidak
dapat ditangkap oleh mata telanjang manusia, namun sinar inframerah tersebut
dapat ditangkap oleh kamera
digital atau video handycam. Dengan
adanya suatuteknologi yang berupa
filter iR PF yang berfungi sebagai penerus cahaya infra merah,
maka kemampuan kamera atau video tersebut menjadi meningkat. Teknologi ini juga
telah diaplikasikan ke kamera handphone
§ Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop
§ Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat,
seperti pada remote TV. Gelombang inframerah itu mudah untuk dibuat, harganya
relatif murah, tidak dapat menembus tembok atau benda gelap, serta
memiliki fluktuasi daya tinggi dan
dapat diinterfensi oleh cahaya
matahari.
§ Sebagai alat komunikasi pengontrol jarak jauh.
Inframerah dapat bekerja dengan jarak yang tidak terlalu jauh (kurang lebih 10
meter dan tidak ada penghalang)
§ Sebagai salah satu standardisasi komunikasi
tanpa kabel. Jadi, inframerah dapat dikatakan sebagai salah satu
konektivitas yang berupa perangkat nirkabel yang digunakan untuk mengubungkan atau transfer
data dari suatu perangkat ke parangkat lain. Penggunaan inframerah yang seperti
ini dapat kita lihat pada handphone dan laptop yang memiliki aplikasi inframerah. Ketika kita ingin mengirim file ke handphone, maka bagian infra harus dihadapkan
dengan modul infra merah pada PC. Selama proses pengiriman berlangsung, tidak
boleh ada benda lain yang menghalangi. Fungsi inframerah pada handphone dan
laptop dijalankan melalui teknologi IrDA (Infra red Data Acquition). IrDA dibentuk
dengan tujuan untuk mengembangkan sistem komunikasi via inframerah.
Ø Bidang
keruangan
Inframerah yang dipancarakan dalam bentuk sinar infra
merah terhadap suatu objek, dapat menghasilkan foto infra merah. Foto inframerahyang
bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat digunakan untuk
membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil
lukisan panas dapat menggambarkan daerah mana yang panas dan tidak. Suatu
lukisan panas dari suatu gedung dapat digunakan untuk mengetahui dari zona bagian mana dari gedung itu yang menghasilkan
panas berlebihann sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.
§ Lampu inframerah. Merupakan lampu pijar yang kawat pijarnya bersuhu di atas ±2500°K. hal ini menyebabkan
sinar infra merah yang dipancarkannya menjadi lebih banyak daripada lampu pijar
bisa. Lampu infra merah ini biasanya digunakan untuk melakukan proses pemanasan
di bidang industri.
Pemanasan inframerah.
Merupakan suatu kondisi ketika energi inframerah menyerang sebuah objek dengan
kekuatan energi elektromagnetik yang dipancarkan di atas -273 °C (0°K
dalam suhu mutlak). Pemanasan inframerah banyak digunakan pada alat-alat
seperti, pemanggang danbola lampu (90% panas – 10% cahaya)
Ø Kedokteran
NIRS
umum dipakai dalam diagnostik medis, terutama dalam pengukuran kadar oksigen
darah, atau juga kadar gula darah. Meskipun bukan tekhnik yang sangat sensitif,
NIRS “tidak menakutkan” pasien/subjek karena tidak memerlukan pengambilan
sampel (non-invansif) dan dilakukan langsung dengan menempelkan sensor di
permukaan kulit.
Tekhnik
ini juga dipakai dalam pengukuran dinamika perubahan senyawa tertentu dalam
suatu organ, misalnya perubahan kadar hemoglobin disuatu bagian otak akibat
aktivitas saraf tertentu. Dalam penggunaan fisiologis semacam ini, NIRS dapat
dikombinasi dengan tekhnik lain, seperti T-scan.
Ø Penginderaan jauh
Pencitraan
(imaging) NIRS yang diletakkan pada pesawat terbang/balon udara atau satelit
digunakan untuk menganalisis kandungan kimia tanah atau hamparan vegetasi
penutup permukaan tanah. Ini adalah aplikasi di bidang tata ruang, kehutanan,
serta geografi.
Ø Ilmu Pangan dan Kimia Pertanian
Spektroskopi
menggunakan NIRS dalam bidang ini disukai karena tidak memerlukan persiapan
sampel yang rumit. Selain itu, seringkali sampel bisa digunakan lagi untuk
keperluan lain: misalnya, benih bisa langsung ditanam setelah diukur kandungan
asam lemaknya. Instrumentasi NIRS yang berkembang pesat dengan penggunaan
komputer membuat alat ini populer.
Walaupun
demikian, kalibrasi NIRS sangat kritis dalam bidang ini mengingat bahan sampel
mengandung campuran berbagai macam zat. Proses adjusment dalam analisis untuk
menghasilkan informasi dapat memberikan nilai-nilai yang kuarng akurat.
7. KELEBIHAN DAN
KEKURANGAN
Kelebihan dan
kekurangan spektrskopi inframerah adalah dalam pengiriman data .
Kelebihan inframerah dalam pengiriman data
- Pengiriman data dengan infra merah dapat dilakukan kapan saja, karena pengiriman dengan inframerah tidak membutuhkan sinyal.
- Pengiriman data dengan infra merah dapat dikatakan mudah karena termasuk alat yang sederhana.
- Pengiriman data dari ponsel tidak memakan biaya (gratis)
Kelemahan inframerah dalam pengiriman data
- Pada pengiriman data dengan inframerah, kedua lubang infra merah harus berhadapan satu sama lain. Hal ini agak menyulitkan kita dalam mentransfer data karena caranya yang merepotkan.
- Inframerah sangat berbahaya bagi mata, sehingga jangan sekalipun sorotan infra merah mengenai mata
- Pengiriman data dengan inframerah dapat dikatakan lebih lambat dibandingkan dengan rekannya Bluetooth.
BAB III
PENUTUP
KESIMPULAN
Spektrofotometri
Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi
molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang
gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 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.
Berdasarkan pembagian
daerah panjang geloma=bang, sinar inframerah dibagi atas tiga daerah, yaitu:
§ Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 –
1.5 µm
§ Inframerah jarak menengah dengan panjang gelombang
1.50 – 10 µm
§ Inframerah jarak jauh
dengan panjang gelombang 10 – 100 µm
§ Dalam metode spektroskopi inframerah ini alat yang
digunakan disebut dengan “ Spektrofotometer Inframerah “
DAFTAR PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar