Spektroskopi uv-vis merupakan teknik analisis yang banyak diterapkan pada setiap laboratorium di dunia. Kelebihan dari teknik analisis ini karena serbaguna dan sederhana.
Dalam ulasan ini, Anda akan menemukan pertanyaan umum tentang spektroskopi uv-vis, manfaat, prinsip kerja, dan bagaimana cara menggunakannya.
Apa itu Spektroskopi UV-Vis?
Radiasi sinar ultraviolet dan sinar tampak adalah sebagian kecil dari elekronagnetik. Bentuk dari cakupan lainnya seperti radio, inframerah, kosmik, dan sinar X.
Apabila melihat dari cakupan keilmuan, Spektroskopi adalah studi bagaimana materi radiasi elektromagnetik saling berinteraksi. Jenis spektroskopi sangat bergantung pada rentang panjang gelombang yang terukur.
Spektroskopi uv-vis memakai daerah ultraviolet dan area tampak dari spektrum elektromagnetik.
Sementara, spektroskopi inframerah memakai bagian spektrum energi yang lebih rendah/
Dalam spektroskopi UV-Vis, panjang gelombang dinyatakan dalam namo meter, dimana 1 nm adalah 10^-9 m.
Kisaran UV pada antara 100 sampai 400 nm, sementara kisaran sinar tampak pada antara 400 hingga 800 nm.
Komponen utama spektroskopi uv-vis
Spektroskopi uv-vis memiliki berbagai komponen dalam pengoperasiannya. Komponen utama dari alat ukur ini meliputi sumber cahaya yang datang dapat menghasilkan pita lebar radiasi elektromagnetik yang melintasi spektrum UV-vis.
Perangkat dispersi untuk memisahkan radiasi pila lebar menjadi panjang gelombang. Area sampel, yang mana cahaya dapat melewati atau memantul sampel.
Selain itu, terdapat satu detektor atau lebih untuk mengukur intensitas radiasi yang dipantulkan ataupun dipancarkan.
Terdapat pula komponen optik seperti lensa, cermin untuk meneruskan cahaya melalui instrumen.
1. Sumber cahaya
Sumber cahaya ideal akan menghasilkan intensitas yang konstan pada seluruh panjang gelombang dengan noise rendah serta stabilitas output jangka panjang. Hanya saja, sumber ini masih sulit ditemukan.
Maka dari itu, biasanya spektrofotometer UV-Vis memakai dua sumber cahaya berbeda yang digunakan yaitu lampu busur deuterium dan lampu tungsen-halogen.
Lampu busur deuterium memberikan kontinum intensitas yang baik di wilayah UV dan intensitas berguna di wilayah tampak.
Lampu tungsen-halogen menghasilkan intensitas yang baik pada seluruh rentang tampak dan sebagian spektrum UV.
Akhir-akhir ini, lampu flash xenon digunakan sebagai sumber cahaya yang lebih baik jika dibandingkan dengan pemakaian dua lampu konvensional.
2. Monokromator
Semua sumber cahaya menghasilkan cahaya putih. Untuk mempersempit cahaya ke pita panjang gelombang yang dipilih, cahaya dilewatkan lewat monokromator.
Hadirnya perangkat direksi untuk menyebarkan cahaya ke berbagai panjang gelombang dan memungkinkan pemilihan pita panjang geombang. Inilah yang disebut sebagai celah masuk.
Sedangkan celah keluar terjadi di mana cahaya dengan panjang gelombang dapat melewati dan menuju sampel.
Spektrofotometer monokromator tunggal digunakan spektroskopi serba guna yang dapat diintegrasikan ke dalam sistem optik kompak. Sementara, monokromator ganda ditemukan pada instrumen kinerja tinggi.
3. Kompartemen Sampel
Kompartemen sampel spektrofotometer UV-Vis memiliki bentuk kotak hitam dengan penutup. Warna hitam matt pada bagian dalam kompartemen mampu menyerap cahaya liar yang masuk ke dalam kompartemen.
Dalam kompartemen sampel, diposisikan sampel supaya sinar dari monokromator mampu melewati sampel. Kuvet kaca, plastik, maupun kuarsa digunakan untuk sampel cair. Sementara sampel padat ditahan pada posisi dengan dudukan yang terpasang di lantai kompartemen sampel. Adanya cahaya dapat diambil dari kompartemen sambel menggunakan serat optik.
4. Detektor
Detektor pengubah cahaya dari sampel menjadi sinyal listrik. Serupa dengan sumber cahaya, ia harus memberi respons linier pada rentang panjang gelombang yang luas, rendah noise, serta sensitivitas tinggi.
Setiap detektor memiliki rentang sensitivitas panjang gelombang yang beragam. Sistem yang banyak detektor, akan beralih ke detektor yang sesuai dengan rentang panjang gelombang yang diperlukan.
Detektor spektrofotometer UV-Vis terdiri dari
tabung photomultiplier (PMT)
dioda silikon (Si)
fotodioda indium gallium arsenide (InGaAs)
detektor timbal sulfida (PbS)
Manfaat Spektroskopi UV-Vis
Spektroskopi UV-Vis seringkali digunakan untuk mengukur Absorbansi karena terdapat hubungan linier antara konsentrasi dan serapan yang sesuai dengan hukum Beer-Lambert.
Pengaplikasian lainnya dapat ditemukan dalam persentase cahaya yang ditransmisikan.
Pengukuran UV-Vis kebanyakan berdasarkan panjang gelombang yang terukur dalam nanometer. Pada beberapa studi, lebih sering menggunakan panjang gelombang inverse.
Bagaimana dengan spektroskopi UV-Vis? Panjang gelombang dipilih untuk memvisualisasikan spektrum yang ada pada rentang spektral. Sebagian besar sistem spektrofotometer UV-Vis memungkinkan adanya pengumpulan spektrum dalam panjang maupun bilangan gelombang.
Kelebihan Spektroskopi UV-Vis
Sama halnya dengan teknik analisis lainnya, spektroskopi UV-Vis dipilih karena memiliki berbagai kelebihan sebagai berikut.
1. Jangkauan Aplikasi yang Luas
Analisis spektroskopi UV-Vis mampu diterapkan pada berbagai macam zat seperti senyata organik, anorganik, kompleks logam transisi, hingga molekul biologis seperti protein dan asam nukleat.
2. Memiliki kemampuan analisis kuantitatif
UV-Vis sangat ideal untuk menyerap cahaya berbanding lurus dengan penyerapan konsentrasi spesial.
3. Kecepatan dan Sensitivitas
Instrumen modern terbilang cepat dan memiliki sensitivitas sangat baik untuk mendeteksi analit konsentrasi rendah.
4. Teknik non-destruktif
Keunggulan dari analisis ini adalah dapat melakukan pengukuran berulang tanpa merusak komponen. Dengan demikian, sampel biologis berharga hanya tersedia dalam volume yang sangat rendah.
5. Sederhana
Teknik analisis ini sangat sederhana. Dapat digunakan siapapun tanpa perlu tenaga teknisi yang terampil.
6. Kompatibel dengan Larutan Air
Spektroskopi uv-vis mampu digunakan untuk analisis larutan air. Alasannya karena air tidak menyerap secara signifikan pada rentang UV-Vis.
Prinsip Kerja/Fisika Spektroskopi UV-Vis
Spektroskopi UV-Vis dapat bekerja ketika radiasi berinteraksi dengan materi, proses yang terjadi antara lain pemantulan, hamburan, serapan, dan fluoresensi, dan reaksi fotokimia.
Hal ini biasanya ketika mengukur sampel untuk menentukan spektrum UV-Vis.
Cahaya merupakan salah satu bentuk energi. Ketika penyerapan cahaya oleh materi menyebabkan kandungan energi molekul dalam materi meningkat.
Pada beberapa molekul dan atom, foton sinar UV dan cahaya memiliki energi yang cukup untuk transisi antara tingkat energi elektronik yang berbeda. Panjang geombang cahaya yang diserap mempunyai energi yang dibutuhkan untuk memindahkan elektron dari tingkat energi yang lebih rendah ke yang lebih tinggi.
Ketika cahaya melewati maupun memantulkan dari sampel, jumlah cahaya yang diserap adalah selisih dari radiasi datang dan radiasi yang ditransmisikan. Jumlah cahaya yang diserap dinyatakan sebagai serapan. Transmitansi atau cahaya yang melalui sampel, diberikan dalam pecahan 1 atau persentase.
Sebagian besar aplikasi, nilai serapan digunakan karena terdapat hubungan antara serapan dan konsentrasi serta panjang lintasan yang linear.
Cara Menggunakan Spektroskopi UV-Vis
Pada kompartemen sampel, sampel diposisikan aar sinar dari monokromator dapat melewati sampel. Untuk pengukuran serapan, sampel cairan disimpan dalam kuvet yang sudah diketahui panjang lintasannya.
Kuvet merupakan tempat cairan berbentuk persegi panjang yang terbuat dari kaca, kuarsa, plastik, maupun bahan yang dapat memancarkan sinar UV atau tampak. Normalnya, kuvet memiliki panjang jalur 10mm.
Kuvet berbahan kuarsa sering digunakan untuk memastikan transmisi panjang gelombang UV yang baik. Bahan plastik jauh lebih murah namun tidak memancarkan sinar UV, sehingga cocok untuk pengukuran gelomban tampak.
Sempel padat nantinya disimpan untuk pengukuran transmisi sederhana. Pengukuran ini dapat diukur pada berbagai sudut datang. Untuk pengukuran yang lebih kompleks, reflektansi maupun transmisi difus, aksesoris lain dapat dipasang ke dalam kompartemen sampel.
Cahaya dapat dikeluarkan dari kompartemen sampel dengan menggunakan serat optik. Fungsi dari serat optik untuk mengukur sampel yang besar, panas, dingin, radioaktif, maupun berbahaya.
Hubungi amiscientific untuk Mendapatkan UV-Vis yang Berkualitas!
Jika Anda ingin bertanya lebih lanjut terkait spektroskopi uv-vis, konsultasikan permasalahan Anda bersama amistientific. Amiscientific menyediakan UV-Vis yang berkualitas.
Hubungi amiscientific lewat tautan ini!
Comments