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
c.1.
Pengertian dari spektroskopi inframerah
c.2.
Jenis – jenis spektroskopi inframerah
c.3.
Alat yang digunakan
c.4.
Cara penggunaannya
c.5.
Manfaat dari spektroskopi inframerah
c.6.
Kelebihan serta kekurangan dari spektroskopi inframerah
tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
C.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
:
Ø
tidak dapat dilihat oleh manusia
Ø
tidak dapat menembus materi yang tidak tembus
pandang
Ø
dapat ditimbulkan oleh komponen yang
menghasilkan panas
Ø
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
Berkas radiasi
elektromagnetik 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 :
Ø
Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu
titik ke titik lain.
Ø
Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan
Ø
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)
α
= panjang gelombang ; cm
ƒ= 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 ( Nu bar) adalah frekwensi dibagi dengan kecepatan cahaya,
yaitu kebalikan dari panjang gelombang dalam satuan cm-1. Persamaan dari
hubungan kedua hal tersebut diatas adalah :
C.2. JENIS –
JENIS SPEKTROSKOPI INFRAMERAH
Berdasarkan pembagian
daerah panjang geloma=bang, sinar inframerah dibagi atas tiga daerah, yaitu:
Ø
Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang
0.75 – 1.5 µm
Ø
Inframerah jarak menengah dengan panjang
gelombang 1.50 – 10 µm
Ø
Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang
10 – 100 µm
C3. ALAT YANG
DIGUNAKAN
Dalam metode
spektroskopi inframerah ini alat yang digunakan disebut dengan “
Spektrofotometer Inframerah “
Dimana alat spektrofotometer
inframerah ini terdiri dari
Þ
cahaya inframerah
Þ
monokromator
Þ
detector
C.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 ( d ). 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.
Spektrofotometer FTIR
C.5.MANFAAT DARI
SPEKTROSKOPI INFRAMERAH
Kegunaan
Inframerah dalam kehidupan:
C.5.a Kesehatan
v
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.
v
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.
v
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.
v
Mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah
dapat membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena
asam urat yang tinggi.
v
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 diagnosiskondisi 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.
C.5.b Bidang
komunikasi
v
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 fototransistor, fotodioda, atau modulasi infra merah yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah
yang dikirimkan oleh pemancar.
v
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
No comments:
Post a Comment