PENENTUAN GUGUS FUNGSI SENYAWA MENGGUNAKAN FTIR TUJUAN

TEORI DASAR

FTIR (Fourier Transform Infra Red)

Cahaya tampak terdiri dari beberapa range frekuensi elektromagnetik yang berbeda
dimana setiap frekuensi bisa dilihat sebagai warna yang berbeda. Radiasi inframerah
juga mengandung beberapa range frekuensi tetapi tidak dapat dilihat oleh mata.
Pengukuran pada spektrum inframerah dilakukan pada daerah cahaya inframerah
tengah (mid-infrared) yaitu pada panjang gelombang 2.5 - 50 µm atau bilangan
gelombang 4000 - 200 cm-1.

Energi yang dihasilkan oleh radiasi ini akan menyebabkan vibrasi atau getaran pada
molekul. Pita absorbsi inframerah sangat khas dan spesifik untuk setiap tipe ikatan
kimia atau gugus fungsi. Metoda ini sangat berguna untuk mengidentifikasi senyawa
organik dan organometalik. Sebagai sumber cahaya yang umum digunakan adalah
lampu tungsten, Narnst glowers, atau glowbars. Dispersi spektrofotometer
inframerah menggunakan monokromator, yang berfungsi untuk menyeleksi panjang
gelombang.

Jika suatu frekuensi tertentu dari radiasi inframerah dilewatkan pada sampel suatu
senyawa organik maka akan terjadi penyerapan frekuensi oleh senyawa tersebut.
Detektor yang ditempatkan pada sisi lain dari senyawa akan mendeteksi frekuensi
yang dilewatkan pada sampel yang tidak diserap oleh senyawa. Banyaknya frekuensi
yang melewati senyawa (yang tidak diserap) akan diukur sebagai persen transmitan.

Persen transmitan 100 berarti tidak ada frekuensi IR yang diserap oleh senyawa.
Pada kenyataannya, hal ini tidak pernah terjadi. Selalu ada sedikit dari frekuensi ini
yang diserap dan memberikan suatu transmitan sebanyak 95%. Transmitan 5%
berarti bahwa hampir seluruh frekuensi yang dilewatkan diserap oleh senyawa.
Serapan yang sangat tinggi ini akan memberikan informasi penting tentang ikatan
dalam senyawa ini.

Gambar 1. Komponen FTIR

Intepretasi Data FTIR

Identifikasi setiap absorbsi ikatan yang khas dari setiap gugus fungsi merupakan basis
dari interpretasi spektrum inframerah. Seperti regangan O-H memberikan pita
serapan yang kuat pada daerah 3350 cm-1. Beberapa daerah serapan yang khas
dibawah ini dapat digunakan pada interpretasi awal dari spektrum inframerah.
Beberapa syarat harus dipenuhi dalam menginterpretasikan spektrum :

1. Spektrum harus tajam dan jelas serta memiliki intensitas yang tepat
2. Spektrum harus berasal dari senyawa yang murni.
3. Spektrofotometer harus dikalibrasi sehingga akan menghasilkan pita atau
     serapan pada bilangan gelombang yang tepat.
4 . Metoda penyiapan sampel harus dinyatakan. Jika digunakan pelarut maka jenis
     pelarut, konsentrasi dan tebal sel harus diketahui

Karakteristik frekuensi vibrasi IR sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sangat kecil
pada molekul sehingga sangat sukar untuk menentukan struktur berdasarkan data IR
saja. Spektrum IR sangat berguna untuk mengidentifikasi suatu senyawa dengan
membandingkannya dengan spektrum senyawa standar terutama pada daerah sidik
jari. Secara praktikal, spektrum IR hanya dapat digunakan untuk menentukan gugus
fungsi.

Alkana

Pita utama yang nampak dalam spektra IR alkana disebabkan oleh stretching CH di
daerah 2850-3000 cm-1, scissoring CH2 dan CH3 di daerah 1450-1470 cm-1, rocking
CH3 pada kurang lebih 1370-1380 cm-1. Dan pita rocking, pada 720-7725 cm-1.
Pita-pita ini tidak dapat dijadikan patokan karena kebanyakan alkana mengandung
gugus-gugus ini.

Alkena

Vibrasi stretching C-H alkena terjadi pada panjang gelombang yang lebih pendek
daripada C-H alkana. Ingat bahwa ikatan karbon-hidrogen alkena mempunyai sifa
lebih kuat daripada ikatan karbon-hidrogen alkana. Makin kuat ikatan, makin sukar
bervibrasi dan memerlukan energi yang lebih tinggi. Jadi alkena yang mempunya
paling sedikit satu hidrogen menempel pada ikatan rangkap dua biasanya
mengabsorpsi di daerah 3050-3150 cm-1. Bentuk stretching C=C alkena terjadi
didaerah 1645-1670 cm-1. pita ini sangat jelas bila hanya satu gugus alkil menempel
pada ikatan rangkap dua. Semakin banyak gugus alkil yang menempel, intensitas
absorpsi berkurang karena vibrasi terjadi dengan perubahan momen dipol yang lebih
kecil. Untuk alkena-alkena trisubtitusi, tetrasubsitusi C=C sering mempunyai
intensitas yang rendah atau tidak teramati.

Alkuna dan Nitril

Alkuna ujung memperlihatkan pita stretching C-H yang tajam pada 3300-3320 cm-
1dan bentuk bending C-H yang jelas pada 600-700 cm-1. Stretching C=N pada alkuna
ujung nampak pada 2100-2140 cm-1 dengan intensitas sedang (Gambar 28) untuk
stretching C=C alkuna dalam berupa pita lemah yang terjadi pada 2200-2260 cm-1.

Alkil halida

Ciri absorpsi alkil halida adalah pita yang disebabkan oleh stretching C-X. posisi untuk
pita-pita ini adalah 1000-1350 cm-1 untuk C-F, 750-850 cm-1 untuk C-Cl, 500-680 cm-
1 untuk C-Br, dan 200-500 cm-1 untuk C-I. Absorpsi-absorpsi ini tidak berguna untuk
diagnosisi.

Alkohol dan Eter

Alkohol dan eter mempunyai ciri absorpsi infra merah karena stretching C-O didaerah
1050-1200 cm-1. oleh karena pita-pita ini terjadi di daerah spektrum dimana biasanya
terdapat banyak pita lain, maka pita-pita tersebut tidak bermanfaat untuk diagnosis.
Akan tetapi stretching O-H alkohol, yang terjadi di daerah 3200-3600 cm-1, lebih
berguna. Gambar 29 memperlihatkan spektrum infra merah t-butilalkohol stretching
O-H sangat kuat yang berpusat pada 3360 cm-1. T- butilalkohol dilarutkan dalam
karbon tetraklorida (karbon tetraklorida banyak digunakan sebagai pelarut di dalam
studi infra merah karenanya relatif stabil dan “transparan” terhadap cahaya infra
merah pada kebanyakan daerah spektra yang berguna).

Aldehid dan Keton

Ciri absorpsi infra merah aldehid dan keton adalah vibrasi stretching C=O. oleh karena
gugus karbonil polar sekali, strerching ikatan ini menghasilkan perubahan momen
dipol yang cukup besar. Akibatnya stretching karbonil merupakan spektra yang
intensitasnya tinggi. Oleh karena terjadi di daerah spektrum yang umumnya tidak ada
absorpsi lain, maka stretching karbonil merupakan metode yang dapat diandalkan
untuk mendiagnosis adanya gugus fungsional di dalam suatu senyawa