Zat Warna dan Kaitannya Dengan Spektro UV-Vis

Zat Warna dan Kaitannya Dengan Spektro UV-Vis

   Rentang panjang gelombang dari ultraviolet jauh adalah ± 10 – 200 nm, sedangkan ultraviolet dekat rentang panjang gelombangnya adalah  ± 200-400 nm. Oleh karena itu, manusia tidak bisa melihat Cahaya UV, namun beberapa hewan, termasuk burung, reptil dan serangga seperti lebah dapat melihat sinar pada panjang gelombang UV. Interaksi antara senyawa organik dan sinar ultraviolet serta sinar tampak, dapat diaplikasikan dalam menentukan struktur molekul dengan sinar tersebut adalah elektron-elektron ikatan dan elektron-elektron nonikatan (elektron bebas). Sinar ultralembayung dan sinar tampak merupakan energi, yang bila mengenai elektron-elektron tersebut, maka elektron akan tereksitasi dari keadaan dasar ke tingkat energi yang lebih tinggi, eksitasi elektron-elektron ini, direkam dalam bentuk spektrum yang dinyatakan sebagai panjang gelombang dan absorbansi, sesuai dengan jenis elektron-elektron yang terdapat dalam molekul yang dianalisis. Jadi, semakin mudah elektron-elektron bereksitasi maka semakin besar panjang gelombang yang diabsorbsi dan semakin banyak elektron yang bereksitasi maka semakin tinggi absorban.
   Ada beberapa istilah yang digunakan pada spektrofotometri UV-Vis  terkait dengan molekul, yaitu kromofor, auksokrom, efek batokromik atau pergeseran merah, efek hipokromik atau pergeseran biru, hipsokromik, dan hipokromik. Kromofor adalah molekul atau bagian molekul yang mengabsorbsi sinar dengan kuat di daerah UV-Vis, misalnya heksana, aseton, asetilen, benzena, karbonil, karbondioksida, karbonmonooksida, gas nitrogen. Auksokrom adalah gugus fungsi yang mengandung pasangan elektron bebas berikatan kovalen tunggal, yang terikat pada kromofor yang mengintensifkan absorbsi sinar UV-Vis pada kromofor tersebut, baik panjang gelombang maupun intensitasnya, misalnya gugus hidroksi, amina, halida, alkoksi.

Spektrum elektromagnetik
Cahaya elektromagnetik dapat dipertimbangkan sebagai bentuk energi cahaya sebagai transfer gelombang. Bentuk sederhana dari cahaya elektromagnetik dapat dilihat dalam Gambar 2 berikut.

Panjang gelombang (π) merupakan jarak antara dua gunung/ lembah yang berdampingan dari gelombang itu. Banyaknya gelombang lengkap yang melewati suatu fisik yang diam persatuan waktu diberi istilah frekuensi (v). Hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi adalah
π= c / v
dengan ( adalah panjang gelombang (cm), v adalah frekuensi (dt-1 atau hertz, Hz), c adalah kecepatan cahaya (3 x 1010 cm dt-1 ). Bilangan gelombang merupakan kebalikan dari panjang gelombang, dinyatakan sebagai ( (cm-1 ) yaitu ( = 1/ ( Panjang gelombang cahaya elektromagnetik bervariasi dari beberapa Å sampai beberapa meter. Untuk radiasi UV dan tampak (visible) digunakan satuan angstrom dan nanometer. Sedangkan mikrometer digunakan untuk daerah IR (infra merah). Hubungan antara energi dan panjang gelombang (() dituliskan sebagai : E = h c / ( Dengan E = energi cahaya (erg), h = konstanta Planck(6,62 x 10-27 erg det), v = frekuensi (dt-1 ) herzt (Hz), c = kecepatan cahaya (3 x 1010 cm dt-1 ), dan ( = panjang gelombang (cm). Spektrum elektromagnetik menyeluruh dikelompokkan seperti Gambar 3.

Daerah UV sekitar 10 nm – 380 nm, tetapi paling banyak penggunaannya secara analitik dari 200 – 380 nm dan disebut sebagai UV pendek (dekat). Di bawah 200 nm, udara dapat mengabsorpsi sehingga instrumen harus dioperasikan kondisi vakum, daerah ini disebut dengan daerah UV Vacum. Daerah tampak (visibel) sangat kecil panjang gelombang yang dikaitkan dengan cahaya tampak itu mampu mempengaruhi selaput pelangi pada manusia, dan karenanya menimbulkan kesan subyektif akan ketampakan (vision). λ daerah tampak dari 380 nm – sekitar 780 nm. Daerah IR (infra merah) berkisar dari 0,78 (m (780 nm) – 300 (m, tetapi ( yang paling banyak digunakan untuk analisa adalah dari 2,5 – 25 (m.

Absorpsi cahaya
Secara kualitatif absorpsi cahaya dapat diperoleh dengan pertimbangan absorpsi cahaya pada daerah tampak. Kita “melihat” obyek dengan pertolongan cahaya yang diteruskan atau dipantulkan. Apabila cahaya polikromatis (cahaya putih) yang berisi seluruh spektrum panjang gelombang melewati medium tertentu, akan menyerap panjang gelombang lain, sehingga medium itu akan tampak berwarna. Oleh karena hanya panjang gelombang yang diteruskan yang sampai ke mata maka panjang gelombang inilah yang menentukan warna medium. Warna ini disebut warna komplementer terhadap warna yang diabsorpsi. Spektrum tampak dan warna-warna komplementer ditunjukkan dalam Tabel 1 berikut ini :

Permasalahan:
1. Spektrofotometri UV-Visible dapat digunakan untuk penentuan terhadap sampel yang berupa larutan, gas, atau uap. Pada umumnya sampel harus diubah menjadi suatu larutan yang jernih Untuk sampel yang berupa larutan perlu diperhatikan beberapa persyaratan pelarut yang dipakai. Coba jelaskan apa saja persyaratan tersebut?
2. Spektrofotometri UV Vis merupakan teknis analisis penentuan panjang gelombang kuantitatif. Dalam penentuannya diperlukan sebuah instrumen. Coba jelaskan instrumen apa yang dipakai untuk mengaplikasikan spektrometri UV Vis tersebut !
3. Coba jelaskan kaitan antara spektro UV-Vis dengan senyawa poliena dan zat warna?