Analisis Spektrofotometer Sinar Tampak

            Spektrofotometri sinar tampak adalah cara analisis kimia kuantitatif berdasarkan penyerapan energi radiasi oleh larutan berwarna pada panjang gelombang tertentu dengan mengukur intensitas warna yang diserap sampel dan membandingkannya dengan larutan standar, maka konsentrasi sampel dapat ditentukan (Day dan Underwood, 2002).

 Hubungan antara energi yang diserap dan  panjang gelombang yaitu:

                                                E =  h c/λ……………………………           (1)

Dalam hal ini  E = energi yang diserap, h = tetapan Planck (6.624 x 10^-34 J.s),        c = kecepatan cahaya (3x10⁸ m/s) dan λ= panjang gelombang (nm).

Banyaknya sinar yang diserap (I₁), sebanding dengan konsentrasi larutan yang dilaluinya (I₀), sedangkan konsentrasi sampel berbanding terbalik dengan transmitan (T), hal ini dapat dilihat pada hukum Lambert Beer berikut:

                                                T = I₁/I₀…………………………….. .           (2)

                                                T = -e^-abc ……………………………. (3)

Transmitan sering dinyatakan sebagai persentase (%T). Absorban (A) suatu larutan dinyatakan sebagai persamaan:

                                    A = - log T = - log I₁/I₀ ……………..            (4)

Berbeda dengan transmitan, absorban larutan bertambah dengan pengurangan kekuatan sinar. Bila ketebalan benda atau konsentrasi materi yang dilewati cahaya bertambah, maka cahaya akan lebih banyak diserap, jadi absorbansi berbanding lurus dengan ketebalan b dan c:

                                   

A = a.b.c = e.b.c ……………………             (5)

Keterangan : A = absorbansi

                                  a =   tetapan absorptivitas

                                  b  =   tebal kuvet (cm)

                                  c  =   konsentrasi larutan

                                  e  =   tetapan absorptivitas molar

            Pada analisis menggunakan spektrofotometer sinar tampak berlaku hukum Lambert-Beer. Hukum ini menyatakan bahwa: “bila cahaya monokromatis melewati medium tembus cahaya, intensitas berkurang dengan bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya”. Hukum beer berlaku dalam rentang konsentrasi ketika struktur ion berwarna ataupun non elektrolit berwarna dalam keadaan terlarut tidak berubah dengan berubahnya konsentrasi

 

Keterangan fungsi alat :

1.    Sumber Cahaya

Sumber cahaya berfungsi untuk menghasilkan sinar polikromatis yang diubah menjadi sinar monokromatis oleh monokromator. Biasanya  spektofotometer ultraviolet menggunakan lampu deuterium sebagai sumber cahaya, sedangkan untuk spektrofotometer sinar tampak menggunakan lampu wolfram. Energi yang dipancarkan oleh lampu wolfram ini beraneka ragam menurut panjang gelombangnya (380-800 nm).

2.    Monokromator

Monokromator berfungsi untuk menguraikan sinar yang memiliki spektrum lebar menjadi lebih sempit. Untuk memperoleh sinar monokromatis yang diinginkan maka dilakukan dengan memutar prisma atau grating, sehingga lensa mengumpul hanya akan meneruskan panjang gelombang tertentu saja.

3.    Kuvet

Kuvet berfungsi sebagai tempat larutan yang diukur absorbansi atau transmitannya. Kuvet yang digunakan pada daeah ultraviolet menggunakan kuvet yang terbuat dari kuarsa atau kaca silika, sedangkan daerah tampak terbuat dari kaca. Pada umumnya tebal kuvet adalah 10 mm, tetapi juga ada ukuran yang lebih kecil dan lebih besar yang dapat digunakan. Kuvet yang biasa digunakan berbentuk persegi, tetapi ada juga yang berbentuk silinder.

4.    Detektor

Detektor berfungsi untuk memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang yaitu mengubah isyarat (signal yang berupa panas) dengan intensitas tertentu yang jatuh pada sel fotolistrik  menjadi isyarat listrik.

5.    Amplifier

Amplifier berfungsi untuk memperkuat isyarat listrik menjadi bentuk yang dapat dibaca secara elektronik.

6.    Recorder

Recorder berfungsi sebagai pengukur untuk membaca isyarat detektor yang diperkuat amplifier.  Energi listrik yang telah diperkuat oleh amplifier kemudian masuk ke recorder sehingga mampu menggerakkan jarum            (sistem analog) atau sistem digital yang akhirnya dapat dibaca sebagai absorban atau transmitan.

Secara garis besar prinsip kerja dari spektrofotometer adalah sinar polikromatis yang berasal dari sumber sinar akan disejajarkan oleh lensa kemudian masuk menuju prisma yang telah diatur sesuai dengan panjang gelombang yang sesuai dengan sampel yang kita uji, sehingga dihasilkan sinar monokromatis. Sinar dengan panjang gelombang yang sesuai dengan sampel akan melewati celah keluar sedangkan sinar dengan panjang gelombang yang tidak sesuai akan tertahan. Oleh celah keluar sinar dengan panjang gelombang yang sesuai akan melewati larutan berwarna yang berada dalam kuvet, maka sinar tersebut akan diserap sebagian dan sebagian lagi akan diteruskan. Sinar yang diteruskan akan ditangkap oleh detektor dan diubah menjadi signal listrik yang diperkuat oleh amplifier kemudian diteruskan ke alat baca. Pada alat baca akan tertera data dalam %T atau absorban (A)