Salah satu alat utama riset tentang molekul atau material adalah spektrometer inframerah. Spektrometer ini dirancang atas pemahaman para ahli bahwa semua atom penyusun molekul selalu bervibrasi atau berosilasi.


Atom-atom yang berikatan dalam molekul selalu bergerak menjauh dan mendekat di sekitar titik setimbang. Dengan kata lain, atom-atom yang berikatan dalam molekul selalu berosilasi (Gambar 7.23). Frekuensi osilasi bergantung pada jenis atom berikatan. Tabel 7.1 adalah contoh  frekuensi osilasi atom-atom yang berikatan.

Dari Table  7.1 tampak bahwa frekuensi osilasi atom dalam molekul berada dalam rentang antara 3 ´ 1013 Hz sampai 1,1 ´ 1014 Hz. Frekuensi ini berada di daerah inframerah. Panjang gelombang inframerah berada dalam rentang 700 nm hingga 1 mm atau pada rentang frekuensi 3 ´ 1011 Hz – 4,3 ´ 1014 Hz. Dengan demikian, jika gelombang inframerah diarahkan ke kumpulan molekul maka frekuensi yang tepat sama dengan frekuensi osilasi ikatan molekul akan menghasilkan peristiwa resonansi sehingga diserap oleh molekul tersebut. Frekuensi lainnya yang tidak sama dengan frekuensi ikatan molekul akan diloloskan (tidak diserap). Jika sinar inframerah yang menembus kumpulan molekul tersebut ditangkap dengan detektor maka ada sejumlah frekuensi yang hilang atau berkurang drastis intensitasnya. Frekuensi ini adalah  frekuensi  yang  persis  sama  dengan  frekuensi  osilasi  ikatan  dalam molekul. Jadi, berdasarkan intensitas cahaya inframerah yang menembus molekul maka kita akan tahu ikatan apa saja yang dimiliki molekul tersebut. Dari jenis ikatan yang dimiliki maka kita akan tahu jenis molekulm apa yang sedang kita ukur. Inilah prinsip yang digunakan dalam  spektrometer inframerah (Gambar 7.24).

 

Tabel 7.1 Frekuensi osilasi sejumlah ikatan antar atom

 

Jenis ikatan

Frekuensi osilasi (´ 1013 Hz)

Jenis ikatan

Frekuensi osilasi (´ 1013 Hz)

Ikatan N - H

9,9 11,1

Ikatan C - H

9,03 9,9

Ikatan C = O

4,9 5,22

Ikatan C - N

3,1 4,02

Ikatan C = N

6,7 6,8

Ikatan C - O

3,0 3,78

Ikatan O - H

7,5 1,07

Ikatan C - F

3,0 4,2

Ikatan C = C

6,3 - 6,8

Ikatan N - O

4,04 4,16 dan

4,55 4,68

 

 

Gambar 7.24. Contoh spektrometer inframerah. Prinsip kerja alat ini adalah menembakkan sinar inframerah ke material. Cahaya inframerah yang lolos dideteksi. Cahaya yang lolos memiliki intensitas yang bervariasi: ada yang tetap tinggi dan ada yang sangat lemah. Intensitas yang sangat lemah menunjukkan bahwa pada frekuensi tersebut telah terjadi penyerapan oleh molekul karena terjadinya resonansi dengan osilasi ikatan molekul. Dari informasi ini dapat diketahui jenis ikatan apa yang ada. Dan pada akhirnya dapat diketahui jenis molekul yang ada (www.shimadzu.com).

 

 

Karena data frekuensi alamiah osilasi molekul sudah diukur dan ditabelkan maka dengan melihat data yang ada kita segera mengetahui ikatan- ikatan yang ada dalam material yang sedang diukur. Sebagai contoh, Gambar 7.25 adalah spektrum absorpsi inframerah molekul air. Jika kita mengukur spektrum inframerah zat dan didapat kurva seperti pada Gambar 7.25 maka dapat dipastikan bahwa zat tersebut adalaha ir atau mengandung banyak air.

Comments powered by CComment