ACARA 3
SPEKTRA INFRA MERAH
1.
Tujuan
· Memprediksi
spektra infra merah senyawa organic
· Memprediksi
spektra infra merah gugus fungsi karbonil pada beberapa lingkungan kimia
2.
Dasar teori
Spektrofotometri
Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi
molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang
gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell yang menyatakan bahwa cahaya
secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vector listrik dan vektor magnetik yang
keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan (Giwangkara, 2007).
Cara kerja spektrofotometer dimulai
dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut
kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan
maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian
menyampaikan ke layar pembaca (Hadi, 2009)
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. (Silverstein, 2002).
3. Metodologi penelitian
3.1.
Alat
Alat
yang digunakan adalah software Hyperchem
professional ver. 7.0; laptop model DELL kapasitas RAM 2Gb
3.2.
Prosedur Kerja
Software Hyperchem diaktifkan. Kursor draw
ditetapkan pada menu. Rumus struktur asam pentanoat digambar. Metode semi
empiric dipilih untuk perhitungan. Struktur asam pentoat dioptimasi kemudian
setelah struktur optimum diperoleh kemudian dihitung spektra infra merah untuk
asam pentoat. Langkah-langkah sebelumnya dioptimasi untuk senyawa asetamida dan
aseton kemudian ditentukan nilai bilangan gelombang gugus fungsi karbonil untuk
kedua senyawa tersebut.
4.
Hasil dan Pembahasan
4.1. Data Pengamatan
Gambar 1. Asam Pentanoat
Gambar 2. Aseton
Gambar 3. Asetamida
Tabel 1. Frekuensi,
Intensitas dan Simetri masing-masing senyawa
Senyawa
|
Frekuensi
|
Intensitas
|
Simetri
|
Asam Pentanoat
|
2079.66
|
134.677
|
21A’
|
Aseton
|
2063.04
|
96.870
|
6A1
|
Asetamida
|
1997.14
|
180.605
|
10A’
|
4.2.
Pembahasan
Gugus karbonil (-C=O) sangat penting dalam spektrum
inframerah karena intensitasserapan yang kuat dan sensitifitas tinggi terhadap
perubahan kecil. Faktor ini membuatserapan karbonil berguna unuk
menganalisis/mendiagnosis senyawa karbonil. Gugus karbonil hadir dalam variasi
senyawa organik seperti keton, aldehid, asamkarboksilat, asam halida,ester
karboksilat,lakton, anhidrida, amida, laktam, dan lain-lain.
Lebar frekuensi karbonil dikenal sangat luas, dari 1928 cm-1(COF2)
sampai 1580 cm-1 (asetilaseton) tetapi rentang yang biasa
ialah 1870-1650 cm-1, serapan biasa keto ( ketondialkil asiklik)
pada 1720 cm-1 (Meyrhi,2011)
Percobaan ini dimulai dengan membuat struktur asam pentanoat
di aplikasi Hyperchem dan dioptimasi dengan metode semiempiris AM1. Setelah
selesai dioptimasi,kemudian dihitung spectra infra merah dengan cara pilih
compute lalu pilih vibrations. Setelah selesai dihitung,pilih compute lalu
pilih vibrational spectrum. Berikut spectrum infra merah dari asam pentanoat :
Gambar 1. Sprektrum Infra Merah Senyawa
Asam Pentanoat
Dilihat dari hasil perhitungan spektra infra merah untuk asam
pentanoat.didapatkan hasil gugus karbonil pada asam pentanoat bervibrasi pada
frekuensi 2079.66cm-1 dan intensitas serta simetrinya adalah
134.677 dan 21A’. Selanjutnya dilakukan perlakuan yang sama bagi senyawa aseton
dan asetamida. Berikut spektrum infra merah dari aseton dan asetamida :
Gambar 2. Sprektrum Infra Merah Senyawa Aseton
Gambar 3. Sprektrum Infra Merah
Senyawa Asetamida
Frekuensi
vibrasi dari gugus karbonil (C=O) pada senyawa aseton dan asetamida berturut –
turut pada frekuensi 2063.04
cm-1 dan 1997.14 cm-1
dengan intensitas dan seimetri masing-masing berturut-turut adalah 96.870; 6A1 dan 180.605; 10A’. Menurut (Khopkar,2007), pada
daerah ikatan rangkap dua (1950-1550) cm-1, vibrasi ulur dari gugus
karbonil dapat dikarakteristikan disini ,seperti keton,aldehid, asam,
aminola,karbonat,semuanya mempunyai puncak pada 1700 cm-1. Ester,
halida-halida asam, anhidrida - anhidrida asam, mengabsorbsi pada 1770-1725 cm-1.
Konjugasi menyebabkan puncak absorbsi menjadi lebih rendah sampai 1700 cm-1.
Bila dilihat dari hasil percobaan sangatlah berbeda dikarenakan dengan adanya
konjugasi dalam senyawa tersebut akan menurunkan frekuensi vibrasinya sehingga
hasil yang didapatkan berbeda dengan referensi (Gummy,2013).
Terdapat dua jenis
vibrasi molekul yaitu vibrasi ulur (stretching) dan tekuk (bending).Vibrasi
ulur adalah pergerakan atom yang teratur sepanjang sumbu ikatan antara dua
atomsehingga jarak antara atom dapat bertambah atau berkurang. Contoh vibrasi
ulur , yaitu uluransimetri dan asimetri.Vibrasi tekuk adalah pergerakan atom
yang menyebabkan perubahan sudut ikatan antaradua ikatan atau pergerakan dari
sekelompok atom terhadap atom lainnya. Contoh dari vibrasitekuk adalah
scissoring, wagging, twisting, dan rocking. Dari keempat vibrasi tekuk, vibrasi
scissoring dan rocking terletak pada satu bidang sedangkan vibrasi
wagging dan twisting terletak di luar bidang. Tanda + dan – pada
vibrasi twisting menunjukkan arah tegak lurus dengan bidang, + arahnya ke
muka, dan - arahnya ke belakang.Suatu ikatan dalam sebuah dapat menjalani
pelbagai macam vibrasi. Oleh karena itusuatu ikatan tertentu dapat menyerap
energi pada lebih daripada satupanjang gelombang.Misal, suatu ikatan O-H
menyerap energi pada kira-kira 3330 cm-1 (vibrasi ulur). Selain itu ikatan O-H
juga menyerap pada kira-kira 1250 cm-1 (vibrasi tekuk) (Nhiny,2012).
Vibrasi
Regangan (Streching). Dalam vibrasi ini atom bergerak terus sepanjang ikatan
yang menghubungkannya sehingga akan terjadi perubahan jarak antara
keduanya,walaupun sudut ikatan tidak berubah. Vibrasi regangan ada dua macam,
yaitu:
1. Regangan Simetri, unit
struktur bergerak bersamaan dan searah dalam satubidang datar.
2. Regangan Asimetri, unit
struktur bergerak bersamaan dan tidak searah tetapimasih dalam satu bidang datar
Gambar 4. Vibrasi Regangan
Simetri dan Asimetri (llubis,2011)
Vibrasi
Bengkokan (Bending). Jika sistim tiga atom merupakan bagian dari sebuah molekul
yang lebih besar,maka dapat menimbulkan vibrasi bengkokan atau vibrasi
deformasi yangmempengaruhi osilasi atom atau molekul secara keseluruhan.
Vibrasi bengkokan initerbagi menjadi empat jenis, yaitu :
1. Vibrasi Goyangan (Rocking), unit struktur bergerak mengayun asimetri
tetapi masih dalam bidang datar.
2. Vibrasi Guntingan (Scissoring), unit struktur bergerak mengayun simetri
dan masih dalam bidang datar
3. Vibrasi Kibasan (Wagging), unit struktur bergerak mengibas keluar dari bidang
datar
4. Vibrasi Pelintiran (Twisting), unit struktur berputar mengelilingi ikatan
yangmenghubungkan dengan molekul induk dan berada di dalam bidang datar
Gambar 5. Vibrasi bengkokan (goyangan,
guntingan, kibasan dan pelintiran)
(llubis,2011)
5. Kesimpulan
1.
Spectra
infra merah pada senyawa asam pentanoat, aseton dan asetamida berada pada
frekuensi berturut – turut 2079.66 cm-1; 2063.04 cm-1;
dan 1997.14 cm-1
2.
Spektra infra merah gugus fungsi
karbonil pada beberapa lingkungan kimia dapat diprediksi pada frekuensi vibrasi
1700 cm-1 – 2120 cm-1
DAFTAR PUSTAKA
Anim Hadi ,
2009, Spektrofotometri, http://tjahkimiaunnes.blogspot.com/2009/03/
spektrofotometri.html, diakses pada tanggal 13 Desember 2014.
Giwangkara S, EG, ,2007, spektrofotometri infra merah, http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/spektrofotometri_infra_merah/,
diakses pada tanggal 23 Desember 2014.
Gummy, 2013, Kumpulan Pertanyaan Tentang Infra
Merah, http://kimiatugas.blogspot.com/2013/09/kumpulan-pertanyaan-tentang-inframerah.html,
diakses pada tanggal 13 Desember 2014.
Khopkar S, 2007, Konsep Dasar kimia Analitik, UI-Press,
Jakarta.
Llubis, 2011, Jenis Vibrasi Molekul, http://www.scribd.com/doc/65347720/Jenis-Vibrasi-Molekul/, diakses pada tanggal 13 Desember 2014.
Meyrhi, 2011, makalah IS, http://www.scribd.com/doc/46574055/Makalah-Is#download,
diakses pada tanggal 13 Desember 2014.
Nhiny, 2012, spektroskopi IR, http://www.scribd.com/doc/112147819/57823131-Spektroskopi-IR,
diakses pada tanggal 13 Desember 2014.
Silverstein, 2002, Identification of Organic Compund, 3rd
Edition, John Wiley & Sons Ltd, New York
Posting Komentar