Sinar
ultraviolet dan sinar tampak memberikan energi yang cukup untuk terjadinya
transisi elektronik. Dengan demikian, spektra UV dan spektra Vis dikatakan
sebagai spektra elektronik. Keadaan energi yang paling rendah disebut dengan
keadaan dasar (ground state).
Transisi – transisi akan meningkatkan energi molekuler dari keadaan dasar ke
satu atau lebih tingkat energi tereksitasi (Gandjar dan Rohman, 2007). Serapan
radiasi UV – Vis terjadi melalui eksitasi elektron – elektron di dalam struktur
molekular menjadi keadaan energi yang lebih tinggi (Watson D. G., 2005). Semua
molekul dapat mengabsorbsi radiasi dalam daerah UV – Vis karena mereka
mengandung elekton, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke
tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang gelombang dimana absorbsi itu terjadi
bergantung pada berapa kuat elektron itu terikat dalam molekul itu (Day dan
Underwood, 2002).
2.1.1. Instrumentasi
2.1.1.1. Sumber cahaya
Sumber cahaya lampu deuterium untuk daerah UV dari 190
sampai 350nm dan lampu halogen kuartz atau lampu tungsten untuk daearah visibel
dari 350 sampai 900nm (Gandjar dan Rohman, 2007; Watson
D. G., 2005).
Sumber
lampu yang paling lazim adalah lampu tabung discas (discharge tube) hidrogen atau deuterium yang digunakan dari kira –
kira 175 ke 375 atau 400 nm. Bila suatu discas antara dua elektroda
mengeksitasi pancaran cahaya oleh suatu sampel gas seperti hidrogen, akan
diperoleh suatu karakteristik spektrum garis yang tak sinambung (diskontinu)
dari gas itu, asal saja tekanannya relatif rendah, jika tekanan hidrogen
dinaikkan, garis – garis itu melebar dan akhirnya tumpang tindih sampai
dipancarkan spektrum yang berkesinambungan pada tekanan yang relatif tinggi
(Day dan Underwood, 2002).
2.1.1.2. Celah
Radiasi dari sumber difokuskan celah masuk, kemudian
spektrum yang dihasilkan oleh unsur dispersi dipusatkan pada celah keluar.
Celah yang disempitkan tidak cukup melewatkan energi untuk mengaktifkan
detektor. Celah yang lebih lebar akan mencapai derajat kemurnian spektral yang
sama seperti celah yang lebih sempit pada panjang gelombang yang lebih panjang (Day
dan Underwood, 2002).
2.1.1.3.
Monokromator
Monokromator adalah piranti optis untuk mengisolasi suatu
berkas radiasi dari suatu sumber berkesinambungan yang mempunyai kemurnian
spektral yang tinggi dengan panjang gelombang apa saja yang diinginkan.
Komponen penting dari sebuah monokromator adalah suatu sistem celah dan suatu
unsur dispersif. (Day dan Underwood, 2002).
Monokromator digunakan untuk menghamburkan cahaya kedalam
panjang gelombang unsur – unsurnya, yang diseleksi lebih lanjut dengan celah (Watson
D. G., 2005). Radiasi dari sumber difokuskan
ke celah masuk, kemudian disejajarkan oleh sebuah lensa atau cermin sehingga
suatu berkas sejajar jatuh ke unsur pendispersi yang berupa prisma atau kisi
difraksi (Day dan Underwood, 2002). Monokromator berputar sedemikian rupa sehingga rentang
panjang gelombang dilewatkan melalui sampel ketika instrumen tersebut melewati
spektrum (Watson D. G., 2005). Dengan memutar prisma atau kisi itu secara
mekanis, aneka porsi spektrum yang dihasilkan oleh unsur dispersi dipusatkan
pada celah keluar, kemudian dilewatkan pada sampel. Kemurnian spektral dan
radiasi yang keluar dari dalam monokromator bergantung pada daya dispersi dari
prisma dan lebar celah keluar (Day dan Underwood, 2002).
2.1.1.3. Sel
Kebanyakan
spektrofotometri melibatkan larutan, dan karenanya kebanyakan wadah sampel adalah
sel untuk menaruh cairan kedalam berkas cahaya spektrofotometer. Sel itu
haruslah meneruskan energi radiasi dalam daerah spektral yang diminati. Sel
kaca melayani daerah visibel, sel kuarsa atau kaca silika tinggi istimewa untuk
daerah ultraviolet.
Sel
merupakan wadah sampel, akan tetapi jika sel diletakkan pada posisinya, sel
menjadi bagian dari lintasan optis dalam spektrofotometer. Sel – sel lebih baik bila permukaan
optisnya datar. Sel – sel harus diisi sedemikian rupa sehingga berkas cahaya
menembus larutan dengan meniskus terletak seluruhnya diatas berkas.
Sel
untuk spektrofotometer UV – Vis adalah yang mempunyai panjang gelombang 1 cm,
namun tersedia sel dengan ketebalan yang sangat beraneka, mulai dari lintasan yang
sangat pendek, kurang dari 1 milimeter sampai 10 cm atau lebih (Day dan
Underwood, 2002).
2.1.1.4. Detektor
Sebuah detektor untuk suatu spektrofotometer haruslah
memiliki kepekaan yang tinggi dalam daerah spektral yang diminati, respon yang
linier terhadap daya radiasi, waktu respon yang cepat, dapat digandakan dan
kestabilan yang tinggi atau tingkat “noise” yang rendah, meskipun dalam
praktiknya perlu untuk mengkompromikan faktor – faktor ini. Kepekaan yang
tinggi misalnya, dapat dicapai hanya dengan menerima noise yang meningkat.
Macam – macam deteksi yang telah digunakan paling meluas,
didasarkan pada perubahan fotokimia (terutama fotografi), efek fotolistrik dan
efek termolistrik. Fotografi tidak lagi digunakan dalam spektrofotometri biasa;
secara umum, detektor fotolistrik digunakan dalam daerah tampak dan
ultraviolet.
Detektor fotolistrik yang paling sederhana adalah tabung
foto yang berupa tabung hampa udara dengan jendela yang tembus cahaya yang
berisi sepasang elektroda. Tabung pengganda foto (photomultiplier) lebih peka daripada tabung foto biasa karena
penggandaan yang tinggi dicapai dangan tabung itu sendiri. Tabung semacam itu
mempunyai sederet elektroda – elektroda yang potensial positifnya relatif
terhadap katoda makin besar. Keluaran pengganda foto ini masih digandakan lebih
lanjut dengan suatu penguat (amplifier)
elektronik luar.kepekaan yang ditingkatkan dari detektor ini memungkinkan celah
dalam monokromatornya disempitkan dan karena itu struktur halus spektralnya
dapat dipisahkan dengan lebih baik (Day dan Underwood,
2002).
Labels:
Fisika
