Analisis Farmasi dengan Metode Spektrofotometri Spektrofotometri
Analisis Farmasi Metode analisis secara konvensional: •
Volumetri (Titrasi asam basa, kompleksometri, argentometri, titrasi redoks).
•
Gravimetri
Metode analisis secara instrumental: •
Spektrofotometri
•
Kromatografi
•
Analisis Analisis Suntik Alir
Analisis Farmasi Metode analisis secara konvensional: •
Volumetri (Titrasi asam basa, kompleksometri, argentometri, titrasi redoks).
•
Gravimetri
Metode analisis secara instrumental: •
Spektrofotometri
•
Kromatografi
•
Analisis Analisis Suntik Alir
Spektroskopi Spektroskopi adalah teknik analisis instrumental yang membahas interaksi Radiasi Elektromagnetik (REM) dengan molekul atau atom. Berdasarkan instrumentasinya, teknik spektroskopi pada garis besarnya dibagi menjadi dua macam instrumen yaitu: 1. Spektrom rometer. Contoh: spektrometer massa, Resonansi Magnet Inti (RMI).
spektrometer
2. Spe Spektro trofot fotome ometer ter Contoh: spektrofotometer UV-Vis, Spektrofotometer Spektrofotometer IR, spektrofotometer serapan atom (AAS), spektrofotoeter Raman.
Spektrofotometri UV-Vis Spektrofotometri UV-Vis termasuk satu di antara sekian banyak metode analisis instrumental yang frekuensi pemakaiannya terbanyak dilaksanakan di dalam laboratoium kimia analisis. Demikian juga instrumen yang paling sering ditemukan di lingkungan laboratorium kimia analisis adalah spektrofotometer UV-Vis.
Spektrofotometri UV-Vis Ultra violet-visible spektrophotometry menggunakan cahaya tampak dalam rentang ultra violet (UV) dan infra red (IR).
Spektrofotometri UV-Vis KONSEP: UV-Vis spektrophotometry mempunyai rentang panjang gelombang 10-6 – 10-7 nm dengan proses ABSORPSI yang akan mengakibatkan TRANSISI ELEKTRON. Sinar putih pada media berwarna, sebagian warna akan menyerap sinar sesuai dengan zat terukur dan sinat tersisa yang terukur
Spektrofotometri UV-Vis KONSEP: Media yang berbeda akan menyerap sinar dengan panjang gelombang yang berbeda . Media ini bisa suatu senyawa berwarna yang mempunyai gugus fungsi dalam senyawa organik Besar serapan tergantung konsentrasi. Serapannya merupakan perhitungan banyaknya sinar yang diserap oleh senyawa yang dilewati sinar UV/Vis
Spektrofotometri UV-Vis Alasan spektrofotometri digunakan, antara lain:
UV-Vis
paling
banyak
•
Tercatat metode analisis instrumental yang lahir pertama kali.
•
Pelaksanaan analisisnya yang cepat, mudah, dan relatif murah termasuk harga instrumennya yang relatif murah.
•
Operasional instrumentasi spektrofotometer UV-Vis yang dapat dilaksanakan dgn mudah.
•
Hampir semua molekul organik dan anorganik dapat ditentukan dengan metode spektrofotometri UV-Vis dengan tersedia banyak cara untuk mengantisipasi berbagai macam komponen atau matriks pengganggu.
Spektrofotometri UV-Vis Alasan spektrofotometri digunakan, antara lain: •
UV-Vis
paling
banyak
Hasil analisis kuantitatif untuk penentuan analit tunggal (Single Component Analysis = SCA) ataupun untuk penentuan campuran dua analit atau lebih (Multi Component Analysis = MCA) dengan hasil dapat dipercaya dan dapat diulang.
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Membahas tentang interaksi Radiasi Elektro Magfnetik (REM) monokromatis pada panjang gelombang UV dekat (190-380 nm) sampai daerah panjang gelombang sinar tampak (380-780 nm) dengan molekul.
•
Energi radiasi UV-Vis monokromatis sesuai dengan/berbanding lurus dengan energi elektronik dari energi potensial molekul, sehingga interaksi radiasi UV-Vis monokromatis dengan molekul akan menyebabkan eksitasi satu elektron molekul tersebut dari tingkat energi dasar (Singlet Ground State) ke tingkat energi tereksitasi (Singlet Excited State).
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Suatu gambaran spektrum pita yang tampak pada hasil analisis spektrofotometer UV-Vis disebabkan radiasi UV-Vis yang diinteraksikan dengan molekul merupakan daerah panjang gelombang yang cukup lebar.
•
Dalam molekul banyak ikatan elektron pada gugus molekul dengan energi elektronik yang tidak semacam energinya menyebabkan gambaran spektrum UV-Vis yang menaik dan menurun secara teratur disertai tanggap detektor yang maksimum ( λ maksimum) dan tanggap detektor yang minimum.
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi yang cukup besar sehingga membawa metode ini untuk tujuan analisis kuantitatif sebagai tujuan primer, sedangkan analisis kualitatif hanya sebagai tujuan pendukung.
•
Besarnya energi radiasi yang diabsorpsi oleh molekul untuk terjadinya eksitasi elektron dinyatakan dgn persamaan berikut: ΔΕ =
hv = hc/λ
di mana h adalah tetapan Plancks, v dan λ adalah frekuensi dan panjang gelombang radiasi elektro magnetik, sedangkan c adalah kecepatan radiasi.
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Harga ΔΕ berbanding terbalik dengan harga λ. Dan untuk energi eksitasi elektronik, λ yang sesuai adalah 190 nm sampai 780 nm (UV-Vis). Untuk radiasi UV jauh (100 nm-90 nm) tidak dipakai pada metode spektrofotometri UV-Vis karena pada daerah ini diperlukan kondisi hampa udara atau udara berpotensi menyerap radiasi UV jauh.
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Untuk menentukan analisis kuantitatif sampel, digunakan hukum Beer-Lambert dgn persamaan berikut: Log Io/I = abc
•
A
= abc
A
= log 1/T = -log T
Harga A berbanding lurus dengan c (concentration/kadar) di mana: Io = Intensitas radiasi yang masuk larutan sampel I
= Intensitas radiasi yangn diabsorpsi sampel
a
= absorbansi molar
b
= Tebal larutan sampel ≈ tebal kuvet, umumnya 1 cm
c
= Konsentrasi / kadar zat uji (ppm atau mg/L)
A
= Absorban dalam unit (AU)
T
= Transmittan dalam persen (%T)
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Dari persamaan di atas dinyatakan bahwa absorban berbanding lurus dengan konsentrasi dan berbanding terbalik dengan transmittansi. Jadi dengan mengetahui nilai absorban atau transmittansi dari sampel maka dapat diketahui konsentrasi atau kadar sampel.
•
Jadi spektrofotometri merupakan metode relatif (bukan metode absolut), artinya perlu senyawa baku sebagai pembanding.
Teori Spektrofotometri UV-Vis •
Alasan metode spektrofotometri UV-Vis untuk tujuan analisis kualitatif hanya sebagai data pendukung saja karena spektrum UV-Vis merupakan spektrum elektronik yang tidak bergantung pada struktur molekul analit tetapi sangat bergantung pada struktur elektronik analit.
•
Jadi, walaupun dua analit memiliki struktur molekul berbeda akan tetapi bila memiliki struktur elektronik sama maka akan memberikan spektrum UV-Vis sama.
•
Kemiripan spektrum UV-Vis pada analisis kualitatif dinyatakan dengan tolak ukur MF (Match Factor).
Instrumentasi Spektrofotometri UV-Vis •
Spektrofotometer UV-Vis merupakan sebuah instrumen fisikokimia dengan tatanan bagian peralatan teratur yang terangkai sebagai sirkuit listrik tertutup.
•
Instrumental error pada spektrofotometer UV-Vis disebabkan hal-hal beruikut: –
Pemakaian sistem aliran arus listrik arus bolak-balik (arus AC) dengan energi yang fluktuatif.
–
Arus gelap (dark current), suatu kesalahan sistematik karena kebocoran arus listrik yang disebabkan rangkaian sirkuit listrik tertutup pada komponen peralatan UV-Vis.
–
Radiasi sesatan (stray radiation), yaitu radiasi yang tidak berasal dari sumber radiasi yang disebabkan oleh percikan (Scattering) radiasi dari permukaan
Instrumentasi Spektrofotometri UV-Vis Sumber Radiasi
Monokromator
Sampel Kompartment
Detektor
Amplifier
Visual Display
Instrumentasi Spektrofotometri UV-Vis
Instrumentasi Spektrofotometri UV-Vis
SPEKTROFOTOMETER •
Spektrofotometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur absorbansi dengan cara melewatkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu pada suatu obyek kaca atau kuarsa yang disebut kuvet. Sebagian dari cahaya tersebut akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan di dalam kuvet
yara e aru a am Spektrofotometri •
Dapat melarutkan cuplikan
•
Tidak menyerap sinar yang digunakan
•
Tidak bereaksi dengan cuplikan
Jenis Jenis Spektrofotmeter –
•
Berdasarkan pada daerah spektrum yang akan dieksporasi, terdiri dari : a. Spektrofotometer sinar tampak (Vis). –
–
–
–
•
Sumber cahaya yang digunakan adalah lampu tungsten halogen. Lampu tungsten halogen menghasilkan cahaya tampak dalam daerah panjang gelombang 350-800 nm. Lampu tersebut terbuat dari tabung kuarsa yang berisi filamen tungsten dan sejumlah kecil iodine. Lampu ini mirip dengan lampu yang terdapat dalam perumahan dan perkantoran.
b. Spektrofotometer sinar tampak (Vis) dan ultraviolet (UV) –
–
Sumber cahaya yang digunakan adalah kombinasi antara lampu tungsten halogen dan lampu deuterium (D2). Lampu deuterium (D2) dapat menghasilkan cahaya dalam daerah
2. Berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari : a. Spektrofotometer optika sinar tunggal (single beams optic) •
•
•
Semua cahaya melewati seluruh sel sampel. Contoh alat spektrofotometer single beam adalah spektronik 20. Alat ini merupakan desain paling awal tetapi masih banyak digunakan baik dalam pengajaran maupun laboratorium industri.
2. Berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari : b. Spektrofotometer double beams •
•
Semua cahaya melewati dua macam sel sampel dan referensi. Alat ini merupakan desain terapan dan mempermudah pengukuran.
Jenis-Jenis Sistem Optik Spektrofotometer UV-Vis •
Bagan Spektrofotometer UV-Vis Berkas Tunggal
SR
•
SR
M
SK
D
A
VD
Bagan Spektrofotometer UV-Vis Berkas Ganda
M
Standar Pembanding Sample Kompartemen
D
Sampel A VD
Sumber Radiasi •
Pada spektrofotometer UV-Vis dipakai dua sumber radiasi yaitu lampu D2 (Deuterium) yang memberikan radiasi λ = 190-380 nm dan lampu tungsten yang memberikan radiasi λ = 380-760 nm. Kedua sumber radiasi ini harus selalu diperiksa intensitas dan stabilitasnya ( λ = 340 nm) pada setiap periode tertentu. Umur kedua sumber radiasi ini harus diperhatikan untuk lampu D 2 sekitar 500 jam dan tungsten sekitar 1.000 jam.
Monokromator •
Monokromatis berfungsi untuk mengubah radiasi polikromatis menjadi monokromatis. Ada dua macam monokromator yaitu prisma dan kisi difraksi (grating). Yang umum dipakai saat ini adalah monokromator kisi difraksi yang memberikan keuntungan resolusi jauh lebih baik dibandingkan prisma.
Kuvet •
Kuvet berfungsi sebagai wadah sampel yang akan diuji dalam instrumen spektrofotometer UV-Vis.
•
Kuvet pada spektrofototmeter UV-Vis terbuat dari leburan silica atau terbuat dari gelas.
•
Kuvet yang terbuat dari gelas hanya bisa dipakai untuk penentuan di daerah visible, sedangkan kuvet yang terbuat dari kuarsa digunakan untuk daerah UV maupun visible.
•
Kuvet terdiri dari dua sisi buram dan sisi transparan. Sisi transparan tidak boleh dipegang dan dibersihkan dengan tissue lens. Sisi buram boleh dipegang saat menggunakan kuvet.
•
Bentuk kuvet bermacam-macam tetapi semua bentuk memiliki ketebalan jalan radiasi seragam yaitu 1 cm.
Kuvet
Detektor • •
Detektor berfungsi mengubah magnetik menjadi sinyal listrik.
radiasi
elektro
Ada dua macam detektor pada spektrofotometer UV-Vis yaitu: PMT (Photo Multiplier Tube) dan PDA (Photo Diode Array).
Cara Menghitung Konsentrasi analit (zat uji) dalam Sampel dengan Metode Spektrofotometri UV-Vis 1. Perbandingan Absorbansi Dengan cara ini dibuat analit baku dengan satu kadar mirip dengan kadar analit sampel. Selanjutnya, dengan kondisi analisis yang sama, masing-masing larutan tersebut diukur absoransinya. a analit sampel = a analit baku (A/C) sampel = (A/C) analit baku
Cara Menghitung Konsentrasi analit (zat uji) dalam Sampel dengan Metode Spektrofotometri UV-Vis 2. Intrapolasi ke dalam kurva baku Dengan cara ini dibuat kurva baku analit dengan beberapa macam konsentrasi (minimum 4 macam) dengan rentang 80%-120% dari konsentrasi analit dalam sampel. Selanjutnya, dalam kondisi analisis yang sama, masing-masing larutan tersebut diukur absorbansinya. Setelah dibuat kurva baku, antar konsentrasi analit baku (x) vs absorbansi analit baku (y) akan diperoleh persamaan garis regresi y = bx+a Dengan menginterpolasikan absorbansi sampel ke dalam persamaan garis regresi tersebut akan diperoleh konsentrasi analit dalam sampel.
Cara Menghitung Konsentrasi analit (zat uji) dalam Sampel dengan Metode Spektrofotometri UV-Vis 2. Intrapolasi ke dalam kurva baku y
ysampel
y = bx + a
xsampel
x
Cara Menghitung Konsentrasi analit (zat uji) dalam Sampel dengan Metode Spektrofotometri UV-Vis
Aplikasi pada Analisis Farmasi
Penentuan kadar Chlorpheniramin Maleat (CTM) dengan metode Spektrofotometri UV-Vis Single Component, ada pengganggu, menggunakan double beam spektrofotometer UV-Vis 260 Shimadzu
Aplikasi pada Analisis Farmasi A. TUJUAN Mahasiswa dapat melakukan analisis suatu senyawa menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis. B. TEORI DASAR*) C. ALAT DAN BAHAN Alat -
Pipet volume 2 mL, 4 mL, 5 mL, 8 mL, 10 mL
-
Labu Ukur 50 mL dan 100 mL
-
Beaker glass
-
Spektrofotometer UV-Vis 8452 A
Aplikasi pada Analisis Farmasi D. PROSEDUR KERJA 1. Pembuatan larutan baku induk CTM Larutkan 100,0 mg CTM baku dalam air suling sampai 100,0 mL di labu takar (Baku Induk I) Pipet 25,0 mL larutan baku induk I kemudian encerkan ad 100,0 mL (Baku induk II). 2. Pembuatan larutan baku kerja CTM Pipet masing-masing 2 mL, 4 ml, 5 mL, 8 mL, 10 mL dari larutan baku induk II, kemudian masukkan ke dalam labu takar 50,0 mL. Encerkan dengan air suling ad tanda. 3. Penyiapan larutan sampel CTM dengan cara mengencerkan larutan CTM sampel yang telah tersedia dengan dipipet 10,0 mL + aquadest ad
Aplikasi pada Analisis Farmasi Bahan -
CTM
-
Quinoline yellow
-
Aquadest
D. DATA HASIL PENGAMATAN C (x)
A (y)
10,650 ppm
0,0822
21,300 ppm
0,1485
26,625 ppm
0,1833
42,600 ppm
0,2980
53,250 ppm
0,3647
Aplikasi pada Analisis Farmasi E. ANALISIS DATA C (x)
A (y)
10,650 ppm
0,0822
21,300 ppm
0,1485
26,625 ppm
0,1833
42,600 ppm
0,2980
53,250 ppm
0,3647
Data dari kurva larutan baku di atas untuk mencari persamaan regresi y = bx + a
Aplikasi pada Analisis Farmasi E. ANALISIS DATA a = 7,6431 x 10-3 b = 6,7248 x 10-3 r = 0,9996 y = bx + a y = 6,7248.10-3 x + 7,6431.10-3 Didapat data absorban sampel: Sampel
A (y)
No.1
0,1337
Replikasi No.1
0,1338
Aplikasi pada Analisis Farmasi E. ANALISIS DATA Sampel No.1 => y = 6,7248.10-3 x + 7,6431.10-3 0,1337 = 6,7248.10-3 x + 7,6431.10-3 x = 18,7581 ppm Sampel Replikasi No.1 => y = 6,7248.10-3 x + 7,6431.10-3 0,1338 = 6,7248.10-3 x + 7,6431.10-3 x = 18,7599 ppm Jadi kadar sampel CTM rata-rata: Kadar sampel no.1 + replikasi no.1 = 18.7590 ppm 2
Aplikasi pada Analisis Farmasi
