Spektroskopi IR (Infra Red)

Spektrokopi IR

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 sensoralarm 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

1.     tidak dapat dilihat oleh manusia

2.    tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang

3.    dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas

4.    Panjang gelombang pada inframerah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

2.1.1 Prinsip Kerja Spektroskopi IR

Jika radiasi inframerah dikenakan pada sampel senyawa organik, beberapa frekuensi bisa diserap oleh senyawa tersebut. Jumlah frekuensi yang melewati senyawa diukur sebagai transmitansi.

Sebuah persentase transmitansi bernilai 100 jika semua frekuensi diteruskan senyawa tanpa diserap. Dalam prakteknya, hal itu tidak pernah terjadi. Dengan kata lain selalu ada serapan kecil, dan transmitansi tertinggi hanya sekitar 95%. Dalam spektrum inframerah, akan terdapat suatu grafik yang menghubungkan bilangan gelombang dengan persen transmitansi. Berikut adalah contoh spektrum IR senyawa 2-heksanol.

Untuk tujuan determinasi gugus fungsi, pengamatan pertama kali ditujukan pada puncak yang berada di daerah bilangan gelombang 4000-1500 cm^-1. Daerah sebelah kanan 1500cm^-1 disebut dengan daerah sidik jari (fingerprint region). Daerah sidik jari akan sangat khas untuk masing-masing senyawa.

  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 :

1.     Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain.

2.    Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan

3.    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.

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.

Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang (Tabel 1), sinar inframerah dibagi atas tiga daerah yaitu:

• a. Daerah infra merah dekat
• b. Daerah infra merah pertengahan
• c. Daerah infra merah jauh

Tabel 1. Daerah panjang gelombang

Jenis	Panjang gelombang	Interaksi	Bilangan gelombang
Sinar gamma	< 10 nm	Emisi Inti
sinar-X	0,01 - 100 A	Ionisasi Atomik
Ultra ungu (UV) jauh	10-200 nm	Transisi Elektronik
Ultra ungu (UV) dekat	200-400 nm	Transisi Elektronik
sinar tampak (spektrum optik)	400-750 nm	Transisi Elektronik	25.000 - 13.000 cm-1
Inframerah dekat	0,75 - 2,5 µm	Interaksi Ikatan	13.000 - 4.000 cm-1
Inframerah pertengahan	2,5 - 50 µm	Interaksi Ikatan	4.000 - 200 cm-1
Inframerah jauh	50 - 1.000 µm	Interaksi Ikatan	200 - 10 cm-1
Gelombang mikro	0,1 - 100 cm	serapan inti	10 - 0,01 cm-1
Gelombang radio	1 - 1.000 meter	Serapan Inti

Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut di atas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektroskopi inframerah adalah pada daerah inframerah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 – 50 µm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm^-1 . Daerah tersebut adalah cocok untuk perubahan energi vibrasi dalam molekul. Daerah inframerah yang jauh (400-10cm^-1, berguna untuk molekul yang mengandung atom berat, seperti senyawa anorganik tetapi lebih memerlukan teknik khusus percobaan.

Metode Spektroskopi inframerah ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi suatu senyawa yang belum diketahui,karena spektrum yang dihasilkan spesifik untuk senyawa tersebut. Metode ini banyak digunakan karena:

• a. Cepat dan relatif murah
• b. Dapat digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsional dalam molekul (Tabel 2)
• c. Spektrum inframerah yang dihasilkan oleh suatu senyawa adalah khas dan oleh karena itu dapat menyajikan sebuah fingerprint (sidik jari) untuk senyawa tersebut.

Tabel 2. Serapan Khas Beberapa Gugus fungsi

Gugus	Jenis Senyawa	Daerah Serapan (cm-1)
C-H	alkana	2850-2960, 1350-1470
C-H	alkena	3020-3080, 675-870
C-H	aromatik	3000-3100, 675-870
C-H	alkuna	3300
C=C	alkena	1640-1680
C=C	aromatik (cincin)	1500-1600
C-O	alkohol, eter, asam karboksilat, ester	1080-1300
C=O	aldehida, keton, asam karboksilat, ester	1690-1760
O-H	alkohol, fenol(monomer)	3610-3640
O-H	alkohol, fenol (ikatan H)	2000-3600 (lebar)
O-H	asam karboksilat	3000-3600 (lebar)
N-H	amina	3310-3500
C-N	amina	1180-1360
-NO2	nitro	1515-1560, 1345-1385

2.1.3. Jenis Spektroskopis IR

Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang, sinar inframerah dibagi atas tiga daerah, yaitu:

a.    Inframerah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 – 1.5 µm

b.    Inframerah jarak menengah dengan panjang gelombang 1.50 – 10 µm

c.    Inframerah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 – 100 µm

2.2.  Jenis – Jenis Vibrasi Spektroskopi IR

Molekul kimia terutama molekul organik mempunyai ikatan antar atom. Ikatan antar atom tersebut tidak hanya diam, melainkan bervibrasi (bergetar). Molekul organik dapat menerima radiasi inframerah. Molekul yang dapat menerima radiasi inframerah disebut dengan molekul aktif inframerah.

Molekul dapat bervibrasi dengan berbagai cara yang disebut dengan modus vibrasi. Untuk molekul dengan jumlah atom N, molekul linier mempunyai modus vibrasi 3N-5 derajat, sedangkan molekul non linier mempunyai modus vibrasi sebesar 3N-6 derajat. Sebagai contoh adalah H2O (molekul non linier) akan mempunyai kebebasan atau modus vibrasi sebesar 3x3-6=3 derajat.

Molekul diatomik hanya mempunyai satu ikatan dan hanya mempunyai satu jenis vibrasi. Jika molekul simetris (seperti N2) maka tidak akan terdeteksi dalam spektrum IR. Jika molekul diatom non simetri seperti CO, maka akan terdeteksi dalam spektrum IR.

Suatu molekul CH2X2 dapat bervibrasi dengan berbagai cara. Macam-macam vibrasi yang dapat terjadi adalah sebagai berikut:

a.    Vibrasi Ulur (Stretching Vibrations)

Vibrasi ulur merupakan suatu vibrasi yang mengakibatkan perubahan panjang ikatan suatu molekul, memanjang atau memendek (tarik ulur) dalam satu bidang datar. Dibagi menjadi dua yaitu simetri dan asimetri.

1.       Simetri

Vibrasi uluran simetri adalah ikatan antar atom bergerak bersamaan dalam satu bidang datar.

2.    Asimetri

Vibrasi uluran simetri adalah ikatan antar atom bergerak tidak bersamaan dalam satu bidang datar.

b.    Vibrasi Bengkok (Bending Vibrations)

Selain memanjang dan memendek, ikatan antara atom dalam molekul organik dapat bergerak mengayun secara beraturan. Hal ini mengakibatkan adanya perubahan sudut ikatan, sehingga ikatan menjadi bengkok. Vibrasi bengkok dibagi menjadi 4 yaitu:

1.     Goyangan (rocking)

Modus goyangan yaitu jika ikatan antar atom mengayun searah dalam satu bidang datar

2.    Guntingan (scissoring)

Modus guntingan yaitu jika ikatan antar atom mengayun berlawanan arah dalam satu bidang datar.

3.    Kibasan (wagging)

Modus kibasan yaitu jika ikatan antar atom mengayun searah tidak dalam satu bidang datar.

4.    Pelintiran (twisting)

Modus pelintiran yaitu jika ikatan antar atom mengayun berlawanan arah tidak dalam satu bidang datar.

2.3            Alat dan Sistem Kerja

Spektrometer infra merah biasanya merupakan spektrometer berkas ganda dan terdiri dari 4 bagian utama yaitu sumber radiasi, daerah cuplikan, kisi difraksi (monokromator), dan detektor.

2.3.1.   Sumber Radiasi

Radiasi infra merah biasanya dihasilkan oleh pemijar Nernst dan Globar. Pemijar Globar merupakan batangan silikon karbida yang dipanasi sekitar 1200°C, sehingga memancarkan radiasi kontinyu pada daerah 1-40 µm. Globar merupakan sumber radiasi yang sangat stabil. Pijar Nernst merupakan batang cekung dari sirkonium dan yttrium oksida yang dipanasi sekitar 1500°C dengan arus listrik. Sumber ini memancarkan radiasi antara 0,4-20 µm dan kurang stabil jika dibandingkan dengan Globar.

2.3.2.  Monokromator

Monokromator ini terdiri dari sistem celah masuk dan celah keluar, alat pendespersi yang berupa kisi difraksi atau prisma, dan beberapa cermin untuk memantulkan dan memfokuskan sinar. Bahan yang digunakan untuk prisma adalah natrium klorida, kalium bromida, sesium bromida dan litium fluorida. Prisma natrium klorida paling banyak digunakan untuk monokromator infra merah, karena dispersinya tinggi untuk daerah antara 5,0-16 µm, tetapi dispersinya kurang baik untuk daerah antara 1,0-5,0 µm.

2.3.3.   Detektor

 Sebagian besar alat modern menggunakan detektor panas. Detektor fotolistrik tidak dapat digunakan untuk menggunakan infra merah karena energi foton infra merah tidak cukup besar untuk membebaskan elektron dari permukaan katoda suatu tabung foton. Detektor panas untuk mendeteksi infra merah yaitu termokopel, bolometer, dan sel Golay. Ketiga detektor ini bekerja berdasarkan efek pemanasan yang ditimbulkan oleh sinar infra merah.

2.3.4.   Daerah Cuplikan

 Daerah cuplikan infra merah dapat terdiri dari 3 jenis yaitu cuplikan yang berbentuk gas, cairan dan padatan. Gaya intermolekul berubah nyata dari bentuk padatan ke cairan ke gas dan spektrum infra merah biasanya menunjukkan pengaruh dari perbedaan ini dalam bentuk pergeseran frekuensi. Oleh karena itu, sangat penting untuk dicatat pada spektrum cara pengolahan cuplikan ynag dilakukan.

2.4            Sistem Kerja

Sinar dari sumber dibagi dalam 2 berkas yang sama, satu berkas melalui cuplikan dan satu berkas lainnya sebagai baku. Fungsi model berkas ganda adalah mengukur perbedaan intensitas antara 2 berkas pada setiap panjang gelombang. Kedua berkas itu dipantulkan pada ”chopper” yang berupa cermin berputar. Hal ini menyebabkan berkas cuplikan dan berkas baku dipantulkan secara bergantian ke kisi difraksi. Kisi difraksi berputar lambat, setiap frekuensi dikirim ke detektor yang mengubah energi panas menjadi energi listrik.
Jika pada suatu frekuensi cuplikan menyerap sinar maka detektor akan menerima intensitas berkas baku yang besar dan berkas cuplikan yang lemah secara bergantian. Hal ini menimbulkan arus listrik bolak-balik dalam detektor dan akan diperkuat oleh amplifier. Jika cuplikan tidak menyerap sinar, berarti intensitas berkas cuplikan sama dengan intensitas berkas baku dan hal ini tidak menimbulkan arus bolak-balik, tetapi arus searah. Amplifier dibuat hanya untuk arus bolak-balik.

Arus bolak-balik yang terjadi ini digunakan untuk menjalankan suatu motor yang dihubungkan dengan suatu alat penghalang berkas sinar yang disebut baji optik. Baji optik ini oleh motor dapat digerakkan turun naik ke dalam berkas baku sehingga akan mengurangi intensitasnya yang akan diteruskan ke detektor. Baji optik ini digerakkan sedemikian jauh ke dalam berkas baku sehingga intensitasnya dikurangi dengan jumlah yang sama banyaknya dengan jumlah pengurangan intensitas berkas cuplikan, jika cuplikan melakukan penyerapan. Gerakan baji ini dihubungkan secara mekanik dengan pena alat rekorder sehingga gerakan baji ini merupakan pita serapan pada spektrum tersebut.

Secara singkat sistem kerjanya seperti ini sebuah cuplikan ynag ditempatkan di dalam spektrofotometer infra merah dan dikenai radiasi infra merah yang berubah panjang gelombangnya secara berkesinambungan menyerap cahaya jika radiasi yang masuk bersesuaian dengan energi getaran molekul tertentu. Spektrofotometer infra merah memayar daerah rentangan dan lenturan molekul. Penyerapan radiasi dicatat dan menghasilkan sebuah spektrum infra merah. Hadirnya sebuah puncak serapan dalam daerah gugus fungsi sebuah spektrum infra merah hampir selalu merupakan petunjuk pasti bahwa beberapa gugus fungsi tertentu terdapat dalam senyawa cuplikan. Demikian pula, tidak adanya puncak dalam bagian tertentu dari daerah gugus fungsi sebuah spektrum infra merah biasanya berarti bahwa gugus tersebut yang menyerap pada daerah itu tidak ada.

2.5            Daerah-Daerah Sidik Jari

Spektrum infra merah mengandung banyak serapan yang berhubungan dengan sistem vibrasi yang berinteraksi dalam suatu molekul memberikan pita-pita serapan yang berkarakteristik dalam spektrumnya. Corak pita ini disebut sebagai daerah sidik jari.
2.5.1 Alkana

Pita yang nampak di dalam spektra infra merah alkana disebabkan oleh stecthing C-H di daerah 2850-3000 cm-1, scissoring CH2 dan CH3 di daerah 1450-1470 cm-1, rocking CH pada kurang lebih 1370-1380 cm-1, dan pita rocking pada 720-725 cm-1.

2.5.2 Alkena

Alkena biasanya mengabsorbsi di daerah 3050-3150 cm-1. bentuk C=C alkena terjadi di daerah 1645-1670 cm-1. Vibrasi bonding C-H di luar bidang terjadi di antara 650-1000 cm-1. Untuk alkena ujung vibrasi-vibrasi ini jelas sekali dan nampak diantara 890-990 cm-1.
2.5.3 Alkuna

Alkuna ujung memperlihatkan pita stretching C-H yang tajam pada 3300-3320 cm-1 dan bentuk bonding C-H yang jelas pada 600-700 cm-1. Streching C≡C pada alkuna ujung nampak pada 2100-2140 cm-1 dengan intensitas sedang. Untuk streching C≡C alkuna dalam berupa pita lemah yang terjadi pada 2200-2260 cm 1.

2.5.4 Alkil halida

Ciri absorbsi alkil halida adalah pita yang disebabkan oleh C-X. Posisi untuk pita-pita ini adalah 1000-1350 cm_1 untuk C-F,750-850 cm-1 untuk C-Cl, 500-680 cm-1 untuk C-Br, dan 200-500 cm-1 untuk C-I.

2.5.5 Alkohol dan Eter

Alkohol dan eter mempunyai ciri absorbsi infra merah karena streching C-O di daerah 1050-1200 cm-1. Dan streching O-H alkohol terjadi di daerah 3200-3600 cm-1. Sedangkan pada t-butil alkohol streching O-H sangat kuat yang berpusat pada 3360 cm-1.
2.4.6 Asam etanoat

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. 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. 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.

2.4.7 Propanon

Anda akan berpikir bahwa grafik ini sangat mirip dengan spektrum infra-merah etil etanolat dan ester. Karena tidak ada lembah yang disebabkan oleh ikatan O-H, dan karena adanya penyerapan tegas yang disebabkan oleh ikatan C=O pada daerah sekitar 1700cm-1. Golongan aldehid akan mempunyai spektrum infra-merah yang sama dengan golongan keton.
2.4.8 Asam 2-hidroksipropanoat (asam laktat)

Grafik ini sangat menarik, karena mempunyai dua macam ikatan O-H dimana yang satu terikat pada asam dan yang satunya lagi merupakan 'alkohol' yang terikat pada rantai golongan -COOH.

Ikatan O-H dalam golongan asam timbul pada daerah sekitar 2500-3300, sedangkan yang terikat pada rantai pada daerah sekitar 3230-3550cm-1. Bila digabungkan, akan menjadi lembah dengan jangkauan yang sangat besar meliputi daerah 2500-3550cm-1. Perhatikan juga bahwa keberadaan ikatan C=O yang kuat pada daerah sekitar 1730cm-1.
2.4.9 1-aminobutan

Amine primer ini mempunyai group -NH2 yang juga termasuk ikatan N-H. Penyerapan group ini timbul pada daerah sekitar 3100-3500cm-1.Dua lembah tersebut (ciri khas amine primer) bisa dilihat secara jelas pada spektrum sebelah kiri dari penyerapan oleh C-H.

Keguanaan Spektroskopi IR

Kegunaan Inframerah dalam kehidupan:

a.     Kesehatan

1.   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.

2.    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.

3.    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.

4.    Mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah dapat membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit dan mencegah rematik karena asam urat yang tinggi.

5.    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.

b.    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, 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.

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 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

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.

c.    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.

d.    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)

e.     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.

f.    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.

g.    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.

 Kelebihan dan Kekurangan IR

Kelebihan dan kekurangan spektrskopi inframerah adalah dalam pengiriman data .

a.    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)

b.    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.

Penyiapan Cuplikan untuk Spektrofotometer Infra Merah

Spektrofotometer infra merah dapat digunakan untuk menganalisis cuplikanyang berupa cairan, zat padat, maupun gas. Cara penyiapan cuplikan dalam bentuk sel tempat cuplikan harus terbuat daribahan tembus sinar infra merah (tidak bolehmenyerapnya). Bahan demikian itu antara lain ialah NaCl dan Kbr. Cuplikan yangberbentuk cairan dapat berupa larutan suatu senyawa atau berupa senyawa murniyang cair (pure and neat liquid).

1.     Cuplikan Berupa Larutan

Disini diperlukan pelarut yang mempunyaidaya yang melarut cukuptinggi terhadap senyawa yang akan dianalisis, tetapi tak ikut melakukan penyerapan didaerah infra merah yang dianalisi. Selain itu, tidak boleh terjadi reaksi antara pelarut dengan senyawa cuplikan.

Pelarut-pelarut yang biasa digunakan adalah:

a.       Carbon Disulfide (CS2) Untuk daerah spektrum 1330 – 625 per cm.

b.      Carbon Tertachloride (CCl4) Untuk daerah spektrum 4000 – 1330 per cm.

c.       Pelarut – pelarut polar Misalnya kloroform, dioksan, dimetil formamida.

2.  Cuplikan Berupa Cairan Murni (neat liquid)

Cuplikan murni dipakai bila jumlah cuplikam sedikit sekali atau bila tidak ditemukan pelarut yang memadai. Dalam hal ini, biasanya setetes cairan itu diapit dan ditekan diantara dua lempeng hablur NaCl, sehingga merupakan lapisan yang tebalnya 0,01 mm atau kurang.

·         Sel infra Merah Untuk Cuplikan Yang Berupa Larutan Atau Cairan

Sel untuk larutan dan cairan terdiri dari dua lempeng yang terbuatdari bahan tembus infra merah, misalnya hablur NaCl. Diantara kedualempeng itu ditempatkan specer, sehingga ada jarak diantara kedualempeng itu. Biasanya, jarak itu antara 0,1 dan 1 mm. Karena bahan pembuatsel infra merah harus kebanyakan bersifat higroskopik, maka sel-sel infra merah harus disimpan dalam desikator dan pengerjaannya dilakukandalam ruangan yang udaranya kering (gunakan alat dehumidifier).

3.    Cuplikan Padat

Zat padat yang tidak dapat dilarutkan dalam pelarut yang tembus infra merah, dapat dicampurkan dengan medium cairan yang tembus IR, sehingga membentuk suatu campuran yang terdiri dari dua fase yang disebut mull. Cairan yang kerap digunakan adalah nujol dan flouruble. Selain itu, sampel padatan dapat pula dicampur dengan senyawa garam anorganik tembus infra merah, misalnya KBr. Campuran itu selanjutnya dibentuk pelet pipih tembus IR dengan bantuan suatu alat perekam. 

4.    Cuplikan Gas

Sampel gas ditiempatkan dalam sebuah bejana gelas atau plastik yang kedua ujungnya ditutup oleh lempengan NaCl atau KBr. Pengisian gas ke dalam bejana itu dilakukan setelah bejana itu divakumkan terlebih dahulu.

2.9. Cara menganalisis Spektrum IR

Dalam usah untuk menganalisis sp. IR suatu senyawa yang tak diketahui, sebagai pemula harus mengutamakan penentuan ada atau tidaknya gugus – gugus fungsional utama. Puncak – puncak spektra dari ikatan C=O, O-H, N-H, C-O, C=C, C-C dan C-N adalah puncak – puncak yang menonjol dan memberikan informasi kemungkinan struktur apabila ikatan – ikatan tersebut ada didalam senyawa yang di identifikasi. Sebagai pemula, dianjurkan untuk tidak menganalisa secara detail terhadap penyerapan ikatan C-H didekat daerah 3000 cm-1 (3,33µ) karena hampir seluruh senyawamempunyai serapan C-H.

Berikut ini 7 (tujuh) langkah-langkah umum sebagai pemula untuk memerikasa pita-pita serapan tersebut.

1.      Apakah terdapat Gugus Karbonil?

Gugus C=O terdapat pada daerah 1820-1660 cm-1 (5,6-6,1µ), puncak ini biasanya yang terkuat dengan lebar madium dalam spektrum. Serapan tersebut sangat karateristik.

2.      Bila gugus C=O ada, ujilah daftar berikut, bila tidak ada langsung pada nomor 3.

Asam          :  Apakah ada -OH (asam karboksilat) ?

Serapan melebar didekat 3400-2400 cm-1 (biasanya tumpang tindih dengan C-H yang muncul pada daerah 3000 cm-1.

Tumpang tindihnya gugus O-H dengan gugus C-H ini mengakibatkan sulitnya membedakan antarakarboksilat alifatik dan karboksilat aromatik (lihat keterangan langkah 4).

Amida             : Apakah ada N-H?

Serapan medium didekat 3500 cm-1 (2,85µ) kadang – kadang puncak rangkap dengan ukuran yang sama. 

Ester           : Apakah ada C-O?

Serapan kuat didekat 1300 – 1000 cm-1 (7,7-10µ).

Anhidrida   : Mempunyai dua serapan C=O didekat 1810 dan 1760 cm-1

  (5,5dan5,7µ).

Aldehida     : Apakah ada CH aldehida?

Serapan lemah didekat 1850 dan 2750 cm-1 (3,5 dan 3,65µ) yaitu disebelah kanan serapan CH.

Keton          : Apabila kelima kemungkinan diatas tidak ada, maka spektra tersebut

  adalah senyawa keton.

3.      Jika tidak terdapat gugus C=O perikasa gugus-gugus fungsional berikut:

Alkohol/Fenol : Adakah gugus O-H?

Gugus O-H merupakan puncak dengan serapan kuat dan lebar(tetappi lebih sempit dari serapan O-H karboksilat) pada daerah3600-3300 cm-1 (2,8-3,0µ). Pastikan gugus O-H ini denga nmelihat puncak gugus alkohol (C-O) didekat 1300-1000 cm-1 (7,7-10µ).

Amina              : Ujilah untu N-H

Merupakan puncak dengan serapan medium didekat 3500 cm-1 (2,85µ).

Ester                : Ujilah serapan C-O (serapan O-H tidak ada) didekat 1300 – 1000

                          cm-1 (7,7-10µ).

4.      Ikatan rangkap dua dan cincin aromatik.

C=C memiliki serapan lemah didekat 1650 cm-1 (6,1µ). Serapan medium tinggi kuatpada daerah 1650 – 1450 cm-1 (6,7µ) sering menunjukkan adanya cincin aromatic. Buktikanlah kemungkinan diatas dengan memperhatikan serapan di daerah CH. Aromatik dan Vinil CH terdapat disebelah kiri 3000 cm-1 (3,3µ), sedangkan CH alifatik terjadi disebelah kanan daerah tersebut. 

5.       Ikatan rangkap tiga

C≡N memiliki serapan medium dan tajam didekat 2250 cm-1 (4,5µ). C – C memiliki serapan lemah tapi tajam didekat 2150 cm-1 (4,65µ). Ujilah C-H asetilenik didekat 3300 cm-1.

6.      Gugus Nitro

Dua serapan kuat pada 1600 – 1500 cm-1 (6,25 - 66,7µ) dan 1390 – 1300 cm-1 (7,2 - 7,7µ)

7.      Hidrokarbon

Bila keenam serapan di atas tidak ada Serapan utama untuk CH di dekat 3000 cm-1 (3,3µ), spektrumnya sangat sederhana hanya terdapat serapan lain-lain didekat 1450 cm-1 (6,9µ) dan 1375 cm-1 (7,27µ).