Spektrofotometri Inframerah

IDENTIFIKASI GUGUS FUNGSIONAL SENYAWA TURUNAN SALISILAT DENGAN SPEKTROFOTOMETRI INFRAMERAH 

 I. TUJUAN 

Tujuan dari praktikum ini yaitu sebagai berikut : 

1. Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar spektrofotometri IR/ FTIR dan aplikasinya. 

2. Mahasiswa dapat mempraktikkan tahapan analisis produk yang beredar di pasaran dengan metode spektrofotometri IR/ FTIR 

3. Mahasiswa dapat menjelaskan cara interpretasi yang dihasilkan oleh spektrofotometer IR/ FTIR.

II. TINJAUAN PUSTAKA 

II.1 Dasar Teori 

Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda .Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding (Khopkar, 1990). 

Spektroskopi inframerah merupakan teknik analisis yang tidak merusak (nondestructive ),sensitif,serta tidak melibatkan penyimpanan sampel yang rumit. Teknik ini telah digunakan dalam berbagai bidang macam analisis seperti produk-produk makanan selama beberapa tahun, baik pada daerah inframerah dekat maupun daerah inframerah tengah. Keuntungan utama spektroskopi FTIR adalah bahwa alat ini menawarkan sensifitas yang tinggi, waktu analisis yang cepat, akurasi dan reprodusibilitas frekuensi yang sangat baik, dapat manipulasi untuk menghasilkan data yang dapat diterima, serta dapat dilengkapi dengan perangkat lunak kemometrika yang mampu membantu untuk analisis kualitatif dan kuantitatif dalam sediaan farmasetik (Khopkar, 1990). 

Salah satu jenis spektroskopi adalah spektroskopi infra merah (IR). spektroskopi ini didasarkan pada vibrasi suatu molekul. Spektroskopi inframerah 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 13.00-10 cm-1. Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi. Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang frekuensi 400-4000cm-1, di mana cm-1 yang dikenal sebagai wave number (1/wave length), yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. Untuk menghasilkan spektrum inframerah, radiasi yang mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel. Mereka frekuensi yang diserap muncul sebagai penurunan sinyal yang terdeteksi. Informasi ini ditampilkan sebagai spektrum radiasi dari % ditransmisikan bersekongkol melawan wave number. 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 1670-1 - 780 cm-1, yang menyebabkan ikatan karbonil untuk meregangkan (Watson, 2010). 

Instrumen spektroskopi IR terdiri dari beberapa komponen: 

1. Sumber Radiasi 

a. Meinst glower Berbentuk silinder diameter 1 X 2 mm dan panjang 20 mm. 

b. Sumber globar Berupa batang silikon karbida, panjang 50 mm dan diameter 5 mm. 

c. Kawat berpijar Kawat nikon yang dipanaskan pada 110 K oleh arus listrik. 

2. Sampel Terdiri dari padat, cair dan gas. 

3. Monokromator Untuk meminimalkan sinar setelah melewati sampel yang tidak dikehendaki. 

4. Detektor Detektor yang sering digunakan dalam IR yaitu: 

a) Thermal transducer 

b) Pyroelectric transducer 

c) Bolometer 

5. Recorder 

(Harmita, 2006) 

Tidak ada pelarut yang sama sekali transparan terhadap sinar IR, maka cuplikan dapat diukur sebagai padatan atau cairan murninya. Cuplikan padat digerus pada mortar kecil bersama Kristal KBr kering Dalam jumlah sedikit (0,5-2 mg cuplikan sampai 100 mg KBr kering) campuran tersebut dipres diantara 2 sekrup memakai kunci kemudian kedua sekrupnya dan baut berisi tablet cuplikan tipis diletakkan di tempat sel spektrofotometer infrared dengan lubang mengarah ke sumber radiasi (Khopkar, 1990). Suatu garam yang terbentuk lewat kristalisasi dari larutan campuran sejumlah ekuivalen dua atau lebih garam tertentu disebut garam rangkap. Sedangkan garam yang mengadung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks. Misalnya heksamin koballt (III) klorida, Co(NH3)6 Cl3, dan kalium heksasiano ferat (III), K3Fe(CN)6 (Khopkar, 1990).

Teknik spektroskopi IR digunakan untuk mengetahui gugus fungsional, mengidentifikasi senyawa , menentukan struktur molekul, mengetahui kemurnian dan mempelajari reaksi yang sedang berjalan. Senyawa yang dianalisa berupa senyawa organik maupun anorganik. Hampir semua senyawa dapat menyerap radiasi inframerah. Salah satu aplikasi spektrofotometer infra merah yaitu identifikasi struktur kimia kitosan. Spektrum infra merah kitosan menunjukkan adanya gugus OH, NH2, C=O amida, dan CH3. Pada spektrum FTIR dapat diketahui adanya puncak pada daerah 3000-3500 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus OH dan NH2. Puncak lainnya adalah CO amida yang terdapat pada 1656 cm-1 (Amida I) , vibrasi C-N-H (Amida II) pada 1566 cm-1, deformasi NH2 pada 1195 cm-1, vibrasi C-O-C pada 1159 cm-1, deformasi CH3 simetri pada 1379 cm-1, dan vibrasi regang C-H pada 2920 cm-1. Spektrum FTIR hasil deasetilasi kitin menunjukan perubahan selama proses deasetilasi yang ditunjukan oleh variasi serapan inframerah kitosan. Pada daerah bilangan gelombang 1566 cm- 1 yang merupakan daerah serapan amina yang meningkat ketika waktu proses deasetilasi ditingkatkan.selama 3 x 3 jam. Perubahan serapan pada bilangan gelombang 1665 cm-1 yang semakin lemah. Spektra FTIR menunjukan bahwa deasetilasi kitosan secara bertahap dengan waktu 2 x 3 jam dan 3 x 3 jam dapat menghasilkan kitosan dengan spektrum serapan infra merah yang berbeda (Ramadhan, 2010). 

Asam salisilat memiliki rumus molekul C6H4COOHOH berbentuk kristal kecil berwarna merah muda terang hingga kecoklatan yang memiliki berat molekul sebesar 138,123 g/mol dengan titik leleh sebesar 156oC dan densitas pada 25oC sebesar 1,443 g/mL. Asam salisilat memiliki gugus polar dan gugus nonpolar. Gugus polarnya adalah gugus –OH dan gugus nonpolarnya adalah gugus cincin benzennya. Dari rumus struktur ini dapat dilihat bahwa asam salisilat larut pada sebagian pelarut polar dan sebagian pada pelarut non polar, tetapi sukar larut dengan sempurna pada pelarut polar saja atau pelarut nonpolar saja karena memiliki gugus polar dan nonpolar sekaligus dalam satu gugus. (Khopkar, 1990). Asetosal mempunyai nama sinonim asam asetil salisilat, asam salisilat asetat dan yang paling terkenal adalah aspirin (brand name produk dari Bayer). Serbuk asam asetil salisilat dari tidak berwarna atau kristal putih atau serbuk granul kristal yang berwarna putih. Asam asetilsalisilat stabil dalam udara kering tapi terdegradasi perlahan jika terkena uap air menjadi asam asetat dan asam salisilat. Nilai titik lebur dari asam asetil salisilat adalah 135oC. Asam asetilsalisilat larut dalam air (1:300), etanol (1:5), kloroform (1:17) dan eter (1:10-15), larut dalam larutan asetat dan sitrat dan dengan adanya senyawa yang terdekomposisi, asam asetil salilsilat larut dalam larutan hidroksida dan karbonat (Khopkar, 1990). 

 II.2 Uraian Bahan 

II.2.1 Asam Asetil Salisilat

Nama Resmi : Asam Asetil Salisilat 

Nama Latin : Acidum Acetyl salicylicum 

Struktur Kimia : C9H8O4 

Pemerian : Hablur putih, umunya seperti jarum atau lempengan tersusun atau serbuk hablur putih; tidak berbau atau berbau lemah. Stabil di udara kering; di dalam udara lembab secara bertahap terhidrolisa menjadi asam salisilatdan asamasetat. 

Kelarutan : Sukar larut dalam air; mudah larut dalam etanol; larut dalam kloroform, dan dalam eter, agak sukar larut dalam eter mutlak. 

Indikasi : Analgetik 

BM : 180,16 

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup rapat. 

(Depkes RI, 1979). 

II.2.2 Paracetamol 

Nama Resmi : Acetaminophen 

Nama Latin : Paracetamol 

Struktur Kimia : C8H9NO2 

Pemerian : Hablur atau serbuk hablur putih, tidakberbau, rasa pahit 

Kelarutan : Larut dalam 70 bagian air, dalam 7 bagian etanol (95%), dalam 13 bagian aseton, dalam 40 bagian gliserol dan dalam 9 bagian propilenglikol; larut dalam larutan alkali hidroksida. 

Indikasi : Sebagai sampel 

BM : 151,16 

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik, terlindung dari cahaya 

(Depkes RI, 1979). 

II.2.3 Kalium Bromida 

Nama Resmi : Kalium bromida 

Nama Latin : Kalii bromidum 

 Struktur Kimia : K-Br 

Pemerian : Hablur tidak berwarna, transparan atau buram atau serbuk butir tidak berbau, rasa asin dan agak pahit. 

Kelarutan : Larut dalam lebih kurang 1,6 bagian air dan dalam lebih kurang 200 bagian etanol 90 P. Indikasi : Sedativum 

Kegunaan : Sampel 

BM : 119,01 

Penyimpanan : Dalam wadah tertutup baik. 

Persyaratan Kadar : Mengandung tidak kurang dari 98,5 % 

(Depkes RI, 1979). 

III. PROSEDUR PENETAPAN KADAR 

III.1 Asam Asetil Salisilat 

Timbang seksama lebih kurang 1,5 g masukkan kedalam labu, tambahkan 50,0 ml natrium hidroksida 0,5 N LV, didihkan campuran secara perlahan-lahan selama sepuluh menit. Tambahkan indicator fenolftalein LP.Titrasi kelebihan natrium hidroksida dengan asam sulfat 0,5 N LV. Lakukan penetapan blangko (Depkes RI, 1979). 

III.2 Paracetamol 

Lakukan penetapan menurut Cara II yang tertera pada Titrasi bebas air menggunakan 400 mg yang ditimbang saksama, larutkan dalam 90 ml dimetilfomamida P, sebagai titran tetrabutilamoniumhidroksida 0,1 N, titik akhir ditetapkan secara potensiometrik (Depkes RI,1979). III.3 Kalium Bromida Timbang seksama 400 mg, larutkan dalam campuran 40 ml air dan 5 ml asam nitrat P, tambahkan 50 ml perak nitrat 0,1 N. Titrasi dengan ammonium tiosianat 0,1 N menggunakan indikator larutan besi (III) ammonium sulfat P (Depkes RI, 1979). 

IV. PRINSIP 

IV.1 Prinsip Instrumental 

Prinsip kerja spektrofotometer IR yaitu radiasi dari sumber radiasi IR dipecah oleh pencacah sinar menjadi dua bagian yang sama dengan arah yang saling tegak lurus. Kemudian kedua radiasi tersebut dipantulkan kembali kedua cermin sehingga bertemu kembali di pencacah sinar untuk saling berinteraksi. Dari sini sinar dipancarkan kecuplikan yang dapat menyerap energi, setelah itu terjadilah transisi diantara tingkat energy vibrasi dasar dan tingkat vibrasi tereksitasi berupa berkasradiasi IR yang ditangkap oleh detektor, kemudian signal yang dihasilkan dari detector di rekam sebagai spektrum IR yang berbentuk puncak-puncak absorpsi berupa grafik (Khopkar, 1990). 

V. ALAT DAN BAHAN 

V.1 Alat 

Alat – alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah : 

1. Mortir dan stemper 

2. Seperangkat alat FTIR 

3. Spatula 

 V.2 Bahan 

 Bahan – bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah : 

1. Asam Asetil Salisilat 

2. KBr 

3. Parasetamol