SPEKTROSKOPI INFRAMERAH 3 (2003)
-
Upload
diahrosalina5146519 -
Category
Documents
-
view
209 -
download
2
Transcript of SPEKTROSKOPI INFRAMERAH 3 (2003)
SPEKTROSKOPI INFRAMERAH
1. Spektroskopi Inframerah
Spektroskopi infra merah digunakan secara luas untuk analisis secara kualitatif dan analisis
secara kuantitatif. Penggunaan yang paling penting dari spektroskopi infra merah adalah untuk
identifikasi senyawa organic, karena spektrumnya sangat kompleks yang terdiri dari banyak
puncak-puncak serapan. Spektrum infra merah dari senyawa organic mempunyai sifat-sifat fisik
yang karakteristik, artinya kemungkinan bahwa dua senyawa mempunyai spectrum yang sama
adalah sangat kecil, kecuali senyawa isomer optic.
Spektrum infra merah terletak pada daerah dengan penjang gelombang dari 780 nm – 1.000.000
nm (0,78 – 1000 μm), atau bilangan gelombang dari 1200 – 10 cm-1. Dilihat dari panjang
gelombang dan dari segi aplikasinya, maka spectrum IR dibagi dalam tiga daerah yaitu infra
merah dekat, pertengahan, dan infra merah jauh. Daerah infra merah yang digunakan untuk
keperluan analisis kimia adalah pada daerah sekitar 4000 – 670 cm-1 atau 2,5 – 15μm.
Tabel berikut menyajikan daerah spektra infra merah.
No. Daerah Inframerah Panjang
Gelombang
(λ) dalam
μm
Bilangan
Gelombang
dalam cm-1
Frekuensi
(Hz)
1. Dekat 0,78 – 2,5 13.000 –
4.000
3,8 – 1,2
(1014)
2. Pertengahan 2,5 – 50 4.000 – 200 1,2 – 0,06
(1014)
3. Jauh 50 – 1000 200 – 10 6,0 – 0,3
(1012)
4. Untuk analisis
instrumen
2,5 – 15 4.000 – 670 1,2 – 0,2 (1014)
2. Prinsip Kerja
Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya
yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi
elektromagnetik pada rentang frekuensi 400-4000 cm-1, di mana cm-1 yang dikenal sebagai
wavenumber (1/wavelength), yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. Untuk menghasilkan
spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan
melalui sampel. Frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi.
Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dari % ditransmisikan bekerjasama melawan
wavenumber.
Terbentuknya sebuah spektrum infra-merah
Telah diketahui bahwa cahaya yang terlihat terdiri dari gelombang elektromagnetik dengan
frekwensi yang berbeda-beda, setiap frekwensi tersebut dapat terlihat sebagai warna yang
berbeda. Radiasi Infra-merah juga merupakan gelombang dengan frekwensi yang
berkesinambungan, hanya saja tidak terlihat oleh mata.
Jika menyinari sebuah senyawa organik dengan sinar infra-merah yang mempunyai frekwensi
tertentu, maka akan diperoleh bahwa beberapa frekwensi tersebut diserap oleh senyawa tersebut.
Sebuah alat pendetektor yang diletakkan di sisi lain senyawa tersebut akan menunjukkan bahwa
beberapa frekwensi melewati senyawa tesebut tanpa diserap sama sekali, tapi frekwensi lainnya
banyak diserap.
frekuensi diukur sebagai ‘persentasi transmitasi’ (percentage transmittance)
Persentasi transmitasi dengan nilai 100 berarti semua frekwensi dapat melewati senyawa tersebut
tanpa diserap sama sekali. Pada kenyataannya, itu tidak pernah terjadi, selalu akan ada
penyerapan, walaupun kecil, mungkin transmitasi sebesar 95% adalah yang terbaik yang bisa di
peroleh.
Transmitasi sebesar 5% mempunyai arti bahwa hampir semua frekwensi tersebut diserap oleh
senyawa itu. Tingginya penyerapan seperti ini akan membuat kita mengerti tentang ikatan-ikatan
yang ada dalam senyawa tersebut.
Bentuk sebuah spektrum Infra-merah
Grafik di bawah ini menunjukkan bagaimana nilai persentasi transmitasi berubah jika frekwensi
dari radiasi Infra-merah yang diberikan itu dirubah.
Catatan: spektrum Infra-merah pada halaman ini dibuat berdasarkan data yang diambil dari
Spectral Data Base for Organic Compounds (SDBS) di National Institute of Materials and
Chemical Research di Jepang.
Perlu diperhatikan bahwa besaran untuk mengukur frekwensi yang ada pada sumbu horizontal
adalah bilangan gelombang, yang didefinisikan sebagai berikut:
Hal lainnya yang perlu diperhatikan adalah pergantian skala pada sumbu horizontal bagian
tengah. Akan terlihat adanya spektrum infra-merah yang mempunyai skala yang sama dari awal-
akhir, terdapat pula spektrum yang skalanya berubah pada nilai sekitar 2000 cm-1, dan meskipun
jarang, terdapat pula perubahan pada skala sekitar 1000 cm-1
Hal-hal tersebut bukanlah masalah yang besar, karena pada waktu mengartikan spektrum infra-
merah, perlu ketelitian dalam membaca skala pada sumbu horizontal.
Penyebab terjadinya penyerapan frekuensi
Setiap frekwensi sinar (termasuk infra-merah) mempunyai energi tertentu. Apabila frekwensi
tertentu diserap ketika melewati sebuah senyawa tersebut diselidiki, maka pasti energi dari
frekwensi tersebut ditransfer ke senyawa tersebut. Energi pada radiasi infra-merah sebanding
dengan energi yang timbul pada getaran-getaran ikatan.
Pergerakan ikatan
Pada ikatan kovalent, atom-atom tidak disatukan oleh ikatan yang kaku, kedua atom berikatan
karena kedua inti atom tersebut terikat pada pasangan elektron yang sama. Kedua inti atom
tersebut dapat bergetar maju-mundur dan depan-belakang, atau menjauhi masing-masing, dalam
posisi yang memungkinkan.
Energi yang terlibat pada getaran tergantung pada hal-hal seperti jarak ikatan dan massa kedua
atom. Ini berarti bahwa setiap jenis ikatan akan bergetar dengan cara yang berbeda pula, yang
melibatkan energi dengan jumlah yang berbeda-beda pula.
Ikatan-ikatan akan selalu bergetar kecuali terjadi penyinaran energy dengan jumlah yang tepat
sama dengan jumlah ikatan tersebut, maka getaran-getaran tersebut akan berubah ke tingkat yang
lebih tinggi. Jumlah energi yang diperlukan untuk melakukan ini tergantung pada ikatan masing-
masing, karenanya setiap ikatan-ikatan yang berbeda, akan menyerap frekwensi (energi) infra-
merah yang berbeda-beda pula.
Pembelokan ikatan
Tidak hanya bergerak, ikatan-ikatan juga dapat berbelok.
Ikatan-ikatan akan selalu bergetar seperti pada gambar setiap saat dan ketika ikatan tersebut
diberi penyinaran dengan jumlah energy yang tepat, maka getaran tersebut akan berubah ke
tingkatan yang lebih tinggi. Karena energi yang terlibat pada pembelokan ini juga berbeda-beda
pada setiap jenis ikatan, maka setiap jenis ikatan akan menyerap sinar infra-merah dengan
frekwensi yang berbeda-beda pula untuk membuatnya meloncat ke tingkat yang lebih tinggi.
Perhatikan spektrum infra-merah sebuah n-propannol, CH3CH2CH2OH:
Pada diagram diatas, 3 contoh penyerapan itu dipilih untuk menunjukkan getaran-getaran ikatan
yang membuat penyerapan itu terjadi. Perhatikan bahwa pergerakan ikatan dan pembelokan
ikatan menghasilkan lembah yang berbeda dalam spektrum tersebut.
Spektroskopi inframerah sangat berguna untuk analisis kualitatif (identifikasi) dari senyawa
organik karena spektrum yang unik yang dihasilkan oleh setiap organik zat dengan puncak
struktural yang sesuai dengan fitur yang berbeda. Selain itu, masing-masing kelompok
fungsional menyerap sinar inframerah pada frekuensi yang unik. Sebagai contoh, sebuah gugus
karbonil, C = O, selalu menyerap sinar inframerah pada 1670-1780 cm-1, yang menyebabkan
ikatan karbonil untuk meregangkan.
3. Instrumentasi
Komponen-komponen dalam instrumentasi spektroskopi infra merah meliputi: (1) Sumber
radiasi; (2) Tempat sampel; (3) Monokromator; (4) Detektor; dan (5) Rekorder. Terdapat dua
macam spektroskopi infra merah yaitu spektroskopi infra merah dengan berkas tunggal (single-
beam), dan spektroskopi infra merah berkas ganda (double-beam).
1. Sumber radiasi
Radiasi infra merah dihasilkan dari pemanasan suatu sumber radiasi dengan listrik sampai suhu
antara 1500 dan 2000 K. Sumber radiasi yang biasa digunakan adalah Nernst Glower, Globar,
dan kawat nikrom.
Nernst Glower merupakan campuran oksida dari zirkom (Zr) dan Yitrium (Y) yaitu berupa
senyawa ZrO2 dan Y2O3 atau campuran oksida thorium (Th) dan Cerium (Ce). Nernst Glower ini
berupa silinder dilapisi platina untuk melewatkan arus listrik. Nernst Glower mempunyai radiasi
maksimum pada panjang gelombang 1,4 mm atau bilangan gelombang 7100 cm-1.
Globar merupakan sebatang silicon karbida (SiC) dengan ukuran diameter sekitar 5 mm dan
panjang 50 mm. Radiasi maksimum Globar pada panjang gelombang 1,8 – 2,0 mm atau pada
bilangan gelombang 5500 – 5000 cm-1.
Kawat NIkrom merupakan campuran nikel (Ni) dan khrom (Cr). Kaawat nikhrom berbentuk
spiral dan mempunyai identitas radiasi yang lebih rendah dari Nernst Glower dan Globar tetapi
mempunyai umur yang lebih panjang.
2. Tempat sampel
Tempat sampel atau sel tergantung dari jenis sampel. Untuk sampel berbentuk gas digunakan sel
gas dengaan lebar sel atau panjang berkas radiasi 40 mm. Hal ini dimungkinkan untuk
menaikkan sensitivitas karena adanya cermin yang dapat memantulkan berkas radiasi berulang
kali melalui sampel.
Tempat sampel untuk sampel yang berbentuk cairan umumnya mempunyai panjang berkas
radiasi kurang dari 1 mm biasanya dibuat lapisan tipis (film) diantara dua keeping senyawa yang
transparan terhadap radiasi infra merah. Senyawa yang biasa digunakan adalah natrium klorida
(NaCl), kalsium fluoride (CaF2), dan kalsium iodide (CaI2). Dapat juga dibuat larutan yang
kemudian dimasukkan ke dalam sel larutan. Wadah sampel untuk larutan disebut sel larutan.
Sampel dilarutkan ke dalam pelarut organic dengan konsentrasi 1 – 5%. Pelarut organic yang
biasa dipakai adalah karbon tetraklorida (CCl4), karbon disulfide (CS2) dan kloroform (CHCl3).
Wadah sampel untuk sampel padat mempunyai panjang berkas radiasi kurang dari 1 mm. Pelet
KBr dibuat dengan menggerus sampel dan Kristal KBr (0,1 – 2,0 % berdasarkan berat) sehingga
merata, kemudian ditekan (sekitar 8 ton) sampai diperoleh pellet atau pil tipis. Bentuk pasta
dibuat dengan mencampur sampel dan setets bahan pasta sehingga merata kemudian dilapiskan
antara dua keeping NaCl yang transparan terhadap radiasi infra merah. Bahan pasta yang biasa
digunakan adalah paraffin cair. Lapis tipis dibuat dengan meneteskan larutan dalam pelarut yang
mudah menguap pada permukaan kepingan NaCl dan dibiarkan sampai menguap.
3. Monokhromator
Pada pemilihan panjang gelombang infra merah dapat digunakan filter, prisma atau grating.
Seperti alat spektroskopi pada gambar di atas, berkas radiasi terbagi dua, sebagian melewati
sampel dan sebagian melewati blanko (referece). Setelah itu kedua berkas sinar tersebut
bergabung kembali dan keemudian dilewatkan ke dalam monokhromator
Filter biasa dgunakan untuk tujuan analisis kuantitatif, sebagai contoh dengan panjang
gelombang 9,0 mm untuk penentuan asetaldehida. Filter dengan panjang gelombang 13,4 mm
untuk penentuan 0-diklorobenzena, dan filter dengan panjang gelombang 4,5 mm untuk
penentuan dinitrogen oksida. Ada juga filter yang mempunyai panjang gelombang pada kisaran
antara 2,5 sampai dengan 4,5 mm; 4,5 sampai dengan 8,0 mm, dan 8,0 sampai dengan 14,5 mm.
Prisma yang terbuat dari kuasa digunakan untuk daerah infra merah dekat (0,8 sampai dengan
3,0 mm). Prisma yang paling umum digunakan adalah terbuat dari Kristal natrium klorida
dengan daerah frekuensi 2000 sampai 670 cm-1 (atau 5 – 15 mm). Contoh prisma lainnya adalah
Kristal kalium bromide dan cesium bromide yang sesuai untuk daerah spectrum infra merah jauh
yaitu pada kisaran 15 – 40 mm. Kristal LiF juga dapat digunakan untuk daerah spectrum infra
merah dekat yaitu pada panjang gelombang antara 1 – 5 mm.
Grating umumnya memberikan hasil yang lebih baik daripada prisma. Biasanya grating dibuat
dari gelas atau plastic yang dilapisi dengan aluminium.
4. Detektor
Setelah radiasi infra merah melewati monokhromator, kemudian berkas radiasi ini dipantulkan
oleh cermin dan akhirnya ditangkap oleh detector. Detektor pada spectrometer infra merah
merupakan alat ayang bisa mengukur atau mendeteksi energy radiasi akibat pengaruh panas.
Berbeda dengan jenis detector lainnya (misalnya phototube), pengukuran radiasi infra merah
lebih sulit karena intensitas radiasi rendah dan energy foton infra merah juga rendah. Akibatnya
signal dari detector infra merah keecil sehingga dalam pengukurannya harus diperkuat.
Terdapat dua macam detector yaitu thermocouple dan bolometer. Detektor yang paling banyak
digunakan dalam spektrofotometer infra merah adalah thermocouple. Detektor thermocouple
merupakan alat yang mempunyai impedans tinggi.
Detektor thermocouple terdiri dari dua kawat halus yang terbuat dari logam seperti platina (Pt)
dan perak (Ag) atau antimony (Sb) dan bismuth (Bi). Energi radiasi infra merah akan
menyebabkan terjadinya pemanasan pada salah satu kawat dan panasnya ini sebanding dengan
perbedaan gaya gerak listrik yang dihasilkan dari kedua kawat.
Bolometer merupakan semacam thermometer resistans yang terbuat dari kawat platina atau nikel.
Dalam hal ini akibat pemanasan akan terjadi perubahan tahanan pada bolometer sehingga signal
menjadi tidak seimbang. Signal yang tidak seimbang ini kemudian diperkuat sehingga dapat
dicatat atau direkam.
5. Rekorder
Signal yang dihasilkan dari detector kemudian direkam sebagai spectrum infra merah yang
berbentuk puncak-puncak serapan. Spektrum infra merah ini menunjukkan hubungan antara
absorban dan frekuensi atau bilangan gelombang atau panjang gelombang. Sebagai absis adalah
frekuensi (cm-1) atau panjang gelombang (mm) atau bilangan gelombang (cm-1), dan sebagai
ordinat adalah transmitan (%) atau absorban.
Gambar 13.5 Spektra IR tiga senyawa karbonil. (a) propanal CH3CH2CHO; (b) aseton CH3COCH3; (c) asam
propanoat CH3CH2COOH
6. Kalibrasi skala frekuensi
Sebelum melakukan pekerjaan skala kertas pencatat harus dikalibrasi. Kalibrasi dapat dikerjakan
dengan menggunakan spektrum polistiren (atau dari indena). Spektrum tersebut menunjukkan
banyak puncak/pita yang tajam mempunyai frekuensi yang tepat dan telah diketahui. Puncak
yang biasa digunakan sebagai kalibrasi berasal dari polistiren adalah 1601 cm-1.
7. Cara Penanganan
Berikut cara penanganan yang disederhanakan terhadap alat inframerah dan diagram alat Double
Beam (berkas rangkap) spektrofotometer inframerah seperti berikut
Diagram Spektrofotometer Inframerah
Sinar dari sumber cahaya (A) dipecah menjadi dua berkas cahaya yang sam, salha satu (B)
dilewatkan melalui cuplikan (berkas cahaya cuplikan), yang lain berkelakuan sebagai berkas
cahaya referensi, fungsi dari double beam adalah mengukur perbedaan intensitas antara dua
berkas cahaya pada setiap panjang gelombang.
Dua berkas cahaya sekarang dipantulkan ke “chopper” (C), yang terdiri atas cermin yang dapat
berputar, bila chopper berputar (10 x/detik) ia menyebabkan berkas sinar cuplikan dan referensi
dipantulkan bergantian ke grating monokromator (D). Grating berputar perlahan-lahan dan
mengirimkan frekuensi-frekuensi individu kedetektor thermopile (E) yang mengubah tenaga
(panas) infra merah menjadi tenaga listrik.
Bila cuplikan telah menyerap sinar dari frekuensi tertenu, maka detector akan menerima
bergantian dari chopper berkas sinar yang kuat (berkas sinar referensi) dan berkas sinar yang
lemah (berkas sinar cuplikan). Hal ini akan memberikan arus bolak balik yang mengalir dari
detector ke amplifier (F). Amplifier dihubungkan dengan servo motor (G) kecil yang mendorong
cermin wedge (H) keberkas sinar referensi hingga detector menerima sinar dengan intensitas
yang sama dari berkas sinar cuplikan dan referensi. Gerakan wedge ini sebagai akibat masuk dan
keluarnya berkas referensi menunjukkan sebagi pita-pita serapan pada spektrum yang dihasilkan.
8. Cara-cara Penanganan Cuplikan
Cara-cara penanganan cuplikan tergantung daripada jenis cuplikan yaitu apakah berbentuk gas,
cairan atau padatan. Gaya-gaya intermolekul sangat berbeda yang melalui dari padatan ke cairan
ke gas dan spektrum inframerah biasanya akan menunjukkan efek dari perbedaan-perbedaan ini
dalam bentuk pergeseran-pergeseran frekuensi atau pita-pita tambahan dan sebagainya. itulah
sebabnya yang paling penting adalah mencatat spektrum dengan cara-cara penanganan cuplikan
sesuai.
Gas
Untuk menangani cuplikan berbentuk gas,maka cuplikan harus dimasukkan dalam sel gas, sel
ini menghadap langsung pada berkas sinar. Dalam bentuk yang dimodifikasi, cermin internal
yang digunakan dapat memantulkan berkas sinar berulang kali melalui cuplikan untuk
menaikkan sensitivitas. Sejumlah kecil senyawa-senyawa organik dapat ditentukan dalam bentuk
gas, bahkan dalam sel-sel yang dipanaskan.
Cairan
Cara yang paling mudah dalam penanganan cuplikan bentuk cairan adalah menempatkan
cuplikan tersebut sebagai film yang tipis di antara dua lapis NaCl yang transparan terhadap
inframerah. Karena digunakan NaCl maka setelah selesai harus segera dibersihkan dengan
mencuci menggunakan pelarut-pelarut seperti toluene, kloroform, dan sebagainya. NaCl harus
dijaga tetap kering dan selalu dipegang pada ujung-ujungnya. Untuk spektra di bawah 250 cm-1,
maka digunakan CsI, untuk cuplikan yang mengandung air dapat digunakan CaF2. Cuplikan
cairan dapat juga ditentukan dalam larutan.
Padatan
Wujud cuplikan padat dapat bermacam-macam di antaranya kristal, amorf, serbuk, gel dan lain-
lain. Bermacam metoda telah dikembangkan untuk penyediaan cuplikan padat hingga dapat
langsung diukur.
Ada tiga cara yang umum untuk mencatat spektra bentuk padatan : peset KBr, mull dan bentuk
film/lapisan tipis. Padatan juga dapat ditentukan dalam larutan tetapi spektra larutan mungkin
memberikan kenampakan yang berbeda dari spektra bentuk padat, karena gaya-gaya
intermolekul akan berubah.
Pelet KBr dibuat dengan menumbuk cuplikan (0,1 – 2,0 % berat) dengan KBr kemudian
ditekan hingga diperoleh pellet KBr harus kering dan akan baik bila penumbukan
dilakukan dibawah lampu inframerah untuk mencegah terjadinya kondensasi uap dari
atmosfer yang akan memberikan serapan lebar pada 3500 cm-1.
Mull atau pasta dibuat dengan mencampur cuplikan dengan setetes minyak, pasta
kemudian dilapiskan di antara dua keeping NaCl yang transparan. Bahan pasta harus
transparan terhadap inframerah, tetapi hal ini tidak pernah ada dan struktur yang
dihasilkan selalu menunjukkan serapan yang berasal dari bahan pasta adalah parafin cair.
Lapisan tipis padatan dapat dilapiskan pada keping-keping NaCl dengan cara meneteskan
larutan dalam pelarut yang mudah menguap pada permukaan kepingan NaCl dan
dibiarkan hingga pelarut menguap. Polimer-polimer berbagai lilin atau bahan-bahan
lemak sering memberikan hasil yang baik, tetapi ada juga yang membentuk kristal yang
tajam hingga tidak memberikan serapan.
Larutan
Cuplikan dapat dilarutkan dalam pelarut seperti karbon tetraklorida, karbon disulfide atau
kloroform, dan spektrum dari larutan ini dicatat. Larutan (biasanya 1 – 5 %) ditempatkan dalam
sel larutan yang terdiri dari bahan transparan. Sel yang kedua berisi pelarut murni ditempatkan
pada berkas sinar referensi, sehingga serapan daripelarut dapat dikensel dan spektrum yang
dicatat merupakan senyawanya sendiri. Meskipun demikian untuk meyakinkan bahwa serapan
dari pelarut tidak mengganggu spektrum dari cuplikan, maka sebaiknya perlu dibuat spektrum
dari pelarut yang digunakan untuk mengetahui serapan-serapan yang diberikan.
9. Sample data yang diperoleh dari spektroskopi inframerah.
Spektrum Infra-merah sebuah asam karbon sederhana.
Asam etanoat
Dari struktur diatas dapat diketahui bahwa senyawa tersebut terdiri dari ikatan-ikatan sebagai
berikut:
Ikatan rangkap karbon-oksigen, C=O
Ikatan tunggal karbon-oksigen, C-O
Ikatan oksigen-hidrogen, O-H
Ikatan karbon-hidrogen, C-H
Ikatan tunggal carbon-carbon, C-C
Ikatan karbon-karbon mempunyai penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang dalam
jangkauan yang luas didalam ‘Area sidik jari’ sehingga sangat sulit untuk membedakan spektrum
infra-merahnya.
Ikatan tunggal karbon-oksigen juga mempunyai penyerapan dalam ‘Area sidik jari’, yang
berkisar antara 1000 – 1300cm-1,tergantung pada molekul yang mempunyai ikatan tersebut. hati-
hati dalam membedakan mana yang merupakan spektrum ikatan C-O.
Ikatan-ikatan lainnya dalam asam etanoat ini dapat diketahui secara mudah dengan
memperhatikan penyerapan di luar area sidik jari.
Ikatan C-H (dimana hidrogen tersebut menempel pada karbon yang mempunyai ikatan tunggal
dengan unsur-unsur lainnya) menyerap sinar pada jangkauan sekitar 2853-2962 cm-1. Karena
ikatan ini terdapat pada sebagian besar senyawa ornganik, maka ini sangatlah tidak bisa
diandalkan. Abaikan lembah pada sekitar sedikit di bawah 3000 cm-1, karena mungkin itu hanya
karena ikatan C-H saja.
Ikatan rangkap antara karbon-oksigen, C=O, adalah salah satu penyerapan yang sangat berguna,
yang bisa anda temukan pada daerah sekitar 1680-1750 cm-1. Posisinya sedikit terpengaruh oleh
jenis senyawa yang mempunyai ikatan tersebut.
Ikatan lainnya yang sangat berguna adalah ikatan O-H. Ikatan ini menyerap sinar yang berbeda-
beda, tergantung pada kondisi lingkungannya. Ikatan ini akan sangat mudah dikenali dalam
sebuah asam karena akan menghasilkan lembah yang sangat luas pada daerah sekitar 2500-3300
cm-1.
Spektrum infra-merah untuk asam etanoat adalah sebagai berikut:
Kemungkinan penyerapan yang disebabkan oleh ikatan tunggal C-O ini diragukan karena
terletak pada area sidik jari. Anda tidak bisa yakin bahwa lembah ini terbentuk bukan karena
ikatan yang lain.
Catatan: spektrum Infra-merah pada halaman ini dibuat berdasarkan data yang diambil dari
Spectral Data Base for Organic Compounds (SDBS) di National Institute of Materials and
Chemical Research di Jepang.
Spektrum infra-merah golongan alcohol
Etanol
Ikatan O-H yang terdapat pada alkohol menyerap sinar dengan bilangan gelombang yang lebih
besar daripada ikatan O-H yang terdapat dalam asam, yaitu sekitar 3230-3550 cm-1. Dan lagi
penyerapan ini akan terjadi pada bilangan gelombang yang lebih besar lagi jika alkohol ini tidak
terikat dengan ikatan hidrogen, seperti alkohol dalam bentuk gas. Semua spektrum infra-merah
pada halaman ini dilakukan dalam bentuk cairan sehingga kemungkinan itu tidak akan muncul.
Perhatikan bahwa penyerapan karena ikatan C-H hanya sedikit dibawah 3000cm-1,dan juga pada
lembah-lembah sekitar 1000-1100cm-11, dimana salah satunya disebabkan oleh ikatan C-O.
Spektrum infra-merah golongan ester
Etil etanolat
Pada grafik ini penyerapan oleh O-H hilang sama sekali. Jangan bingung dengan lembah yang
disebabkan oleh C-H yang sebagian kecil berada pada sekitar 3000cm-1. Keberadaan ikatan
rangkap C=O dapat dilihat sekitar 1740cm-1.
Ikatan tunggal C-O menyebabkan penyerapan pada sekitar 1240cm-1. Pertanyaan apakah anda
bisa menentukan lembah tersebut adalah tergantung pada tabel data atau detail yang diberikan
pada anda waktu ujian, karena ikatan tunggal C-O itu tersebar pada daerah 1000-1300cm-1,
tergantung pada jenis senyawa apa yang mempunyai ikatan ini. Beberapa tabel data ada yang
memutuskan bahwa penyerapan dari 1230-1250 adalah karena ikatan C-O pada sebuah etanoat.
10. Aplikasi spektroskopi inframerah
Teknik spektroskopi ini umum dipakai dalam analisis kedokteran, farmasetika (pembuatan obat),
produk-produk pembakaran, ilmu pangan dan kimia pertanian, serta astronomi.
Kedokteran
1. NIRS umum dipakai dalam diagnostik medis, terutama dalam pengukuran kadar oksigen
darah, atau juga kadar gula darah. Meskipun bukan teknik yang sangat sensitif, NIRS
“tidak menakutkan” pasien/subjek karena tidak memerlukan pengambilan sampel (non-
invasif) dan dilakukan langsung dengan menempelkan sensor di permukaan kulit.
2. Teknik ini juga dipakai dalam pengukuran dinamika perubahan senyawa tertentu dalam
suatu organ, misalnya perubahan kadar hemoglobin di suatu bagian otak akibat aktivitas
saraf tertentu. Dalam penggunaan fisiologis semacam ini, NIRS dapat dikombinasi
dengan teknik lain, seperti MRI atau CT-scan.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. Mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah dapat membersihkan darah,
memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena asam urat yang tinggi.
7. 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.
Bidang komunikasi
1. 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, alarm
keamanan, 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.
2. 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 suatu
teknologi 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
3. Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop
4. 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.
5. Sebagai alat komunikasi pengontrol jarak jauh. Inframerah dapat bekerja dengan jarak
yang tidak terlalu jauh (kurang lebih 10 meter dan tidak ada penghalang)
6. 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.
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.
Ilmu pangan dan kimia pertanian
1. 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 dengan penggunaan
komputer membuat alat ini populer.
2. Walaupun demikian, kalibrasi NIRS sangat kritis dalam bidang ini mengingat bahan
sampel mengandung campuran berbagai macam zat. Proses adjustment dalam analisis
untuk menghasilkan informasi dapat memberikan nilai-nilai yang kurang akurat.
Bidang keruangan
Inframerah yang dipancarakan dalam bentuk sinar infra merah terhadap suatu objek,
dapat menghasilkan foto infra merah. Foto inframerah yang 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.
Bidang Industri
1. 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.
2. 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)