Menggunakan Spektra Serapan UV-Tampak

Bagian ini berisi sekilas tentang bagaimana spektra serapan UV-tampak dapat digunakan untuk membantu mengidentifikasi senyawa dan menghitung konsentrasi larutan berwarna. Pada bagian ini anda dianggap telah memahami bagaimana spektra tersebut diperoleh, dan mengetahui arti istilah-istilah seperti absorbansi, absorptivitas molar, dan lambda-max. anda juga harus memahami hukum Beer-Lambert.

Menggunakan spektra serapan UV untuk mengidentifikasi senyawa organik
Jika anda telah mempelajari bagian terakhir, anda akan mengetahui bahwa panjang gelombang serapan maksimum (lambda-max) tergantung pada keberadaan kromofor (gugus penyerap sinar) pada suatu molekul.
Sebagai contoh, pada bagian lain anda telah mengetahui fakta bahwa ikatan rangkap dua karbon-karbon (contohnya dalam etena) mempunyai serapan maksimum pada 171 nm. Dua ikatan ganda terkonjugasi dalam buta-1,3-diena mempunyai serapan maksimum pada panjang gelombang yang lebih panjang dari 217 nm.
Kita juga telah membahas mengenai dua puncak dalam spektrum etanal (mengandung ikatan rangkap dua karbon-oksigen) pada 180 dan 290 nm.
Contoh yang sederhana (yang anda dapatkan pada tingkat ini), jika anda membandingkan puncak spektrum serapan UV-tampak yang ada dengan daftar puncak yang telah diketahui, akan mudah untuk mendapatkan gambar struktur molekul yang tidak diketahui.
Daftar puncak termasuk nilai absorptivitas molar telah diketahui. Hal ini akan membantu anda agar lebih yakin. Contohnya (kembali menggunakan ikatan rangkap dua karbon-oksigen), data menunjukan bahwa puncak pada 290 mempunyai absorptivitas molar hanya 15, bandingkan dengan puncak pada 180 yang mencapai 10000.
Jika spektrum menunjukan puncak yang sangat besar pada 180, dan puncak lain yang sangat-sangat kecil pada 290, maka akan menambah keyakinan anda.
Pertanyaan-pertanyaan pada tingkat ini sederhana dan mudah dimengerti, maka tidak perlu meluangkan waktu terlalu lama untuk hal ini. Mari kita lihat sesuatu yang lebih rumit!
Menggunakan spektra serapan untuk menentukan konsentrasi
Anda harus mengingat hukum Beer-Lambert:

Pada bagian kiri persamaan diketahui sebagai absorbansi larutan dan dihitung dengan spektrometer. Persamaannya kadang ditulis dalam term absorbansi.

Simbol epsilon adalah absorptivitas molar larutan.
Menentukan konsentrasi dengan absorptivitas molar
Jika anda mengetahui absorptivitas larutan pada suatu panjang gelombang, dan anda mengukur absorbansi larutan pada panjang gelombang itu, maka konsentrasi dapat dihitung dengan mudah. Variabel lain dalam persamaan itu adalah panjang larutan. Variabel ini dapat ditentukan, kenyataannya, sel yang berisi larutan dapat dibuat dengan panjang yang telah diketahui yaitu 1 cm.
Contohnya, andaikan anda mempunyai suatu larutan dalam sel sepanjang 1 cm. Anda menghitung absorbansinya pada panjang gelombang tertentu dengan spektrometer. Nilainya adalah 1,92. Anda mendapatkan nilai absorptivitas molar dalam tabel adalah 19400 untuk panjang gelombang yang dimaksud.
Mensubstitusikan nilai-nilai itu:

Konsentrasi yang sangat rendah dapat diperoleh jika senyawa yang anda miliki mempunyai absorptivitas molar yang sangat tinggi.
Metode ini tentu saja tergantung pada ada-tidaknya nilai absorptivitas molar yang akurat. Ini juga mengasumsikan bahwa hukum Bert-Lambert berlaku untuk seluruh nilai konsentrasi (tidak benar!).
Akan lebih baik menentukan konsentrasi dengan kurva kalibrasi.
Menentukan konsentrasi dengan kurva kalibrasi
Dengan cara ini anda tidak perlu bertumpu pada nilai absorptivitas molar, reliabilitas hukum Beert-Lambert, bahkan dimensi sel larutan.
Yang anda lakukan adalah membuat seri larutan senyawa yang akan diamati – dengan konsentrasi yang akurat. Konsentrasi seri larutan ini harus berada pada kisaran konsentrasi yang akan ditentukan – lebih encer dan lebih pekat dari konsentrasi yang diperkirakan. Dengan larutan yang berwarna hal ini tidak sulit. Anda cukup membuat beberapa larutan dengan warna yang lebih terang dan lebih gelap.
Untuk masing-masing larutan, tentukan absorbansinya pada panjang gelombang yang memberikan serapan paling kuat – gunakan wadah yang sama. Kemudian buat grafik antara absorbansi lawan konsentrasi. Ini merupakan kurva kalibrasi.
Berdasarkan hukum Beet-Lambert, absorbansi sebanding dengan konsentrasi, dan diharapkan anda akan mendapatkan garis lurus. Hal ini berlaku pada larutan encer, dan kurang cocok pada larutan pekat, sehingga anda akan mendapatkan suatu kurva.
Selama anda bekerja pada kisaran konsentarsi yang diamati, hal ini tidak terlalu dipermasalahkan.
Untuk grafik yang paling baik, kurva kalibrasinya akan tampak seperti gambar berikut. (saya menggambarkannya sebagai garis lurus karena lebih mudah bagi saya untuk membuatnya, ini dapat anda peroleh jika anda bekerja pada larutan yang benar-benar encer. Tetapi jika berupa kurva, tidak masalah!)

Ingat bahwa tidak perlu dibuat garis yang melewati titik nol. Jika hukum Beer-Lambert bekerja sempurna, garis tersebut akan melewati titik nol, tetapi anda tidak dapat menjamin hal ini untuk konsentrasi yang anda amati.
Sekarang anda harus menghitung absorbansi larutan yang tidak diketahui konsentrasinya pada panjang gelombang yang sama. Jika, sebagai contoh, absorbansinya 0,600, anda dapat membaca hubungannya dengan konsentrasi seperti pada grafik berikut.