Prinsip Kerja Spektrofotometri FTIR

Spektrofotometri Fourier Transform Infrared (FTIR) adalah teknik spektroskopi yang mengukur absorbansi cahaya inframerah oleh suatu sampel untuk menganalisis struktur kimianya. Spektrofotometri FTIR didasarkan pada prinsip bahwa molekul-molekul menyerap cahaya inframerah pada panjang gelombang tertentu, yang menyebabkan ikatan kimia dalam molekul tersebut bergetar dengan cara yang unik.

Tahapan dan Prinsip Kerja FTIR

1.Sumber Cahaya Inframerah 

   Proses dimulai dengan sebuah sumber cahaya inframerah yang memancarkan radiasi inframerah dengan spektrum panjang gelombang yang luas (biasanya antara 4000 cm hingga 400 cm). Radiasi ini melewati interferometer sebelum mencapai sampel.

2.Interferometer Michelson

   Salah satu komponen penting dalam spektrofotometri FTIR adalah interferometer Michelson. Interferometer ini bekerja dengan membagi sinar inframerah menjadi dua sinar menggunakan beam splitter. Salah satu sinar dipantulkan ke cermin tetap, sementara sinar lainnya dipantulkan ke cermin yang bergerak. Ketika kedua sinar ini dipantulkan kembali dan digabungkan, mereka mengalami interferensi, yang membentuk interferogram (sinyal intensitas yang bervariasi dengan waktu).

3. Sampel 

   Setelah interferogram terbentuk, radiasi inframerah diarahkan ke sampel. Sampel bisa berbentuk padatan, cairan, atau gas. Ketika radiasi inframerah melewati sampel, molekul-molekul di dalam sampel menyerap sebagian dari radiasi inframerah tersebut pada frekuensi tertentu, sesuai dengan getaran ikatan kimia dalam molekulnya.

4.Absorbansi dan Vibrasi Molekul  

   Radiasi inframerah yang diserap oleh sampel mengakibatkan vibrasi pada molekul, termasuk:

   -Vibrasi peregangan (stretching): Ikatan antar atom meregang dan mengerut.

   -Vibrasi tekukan (bending): Ikatan antar atom bergerak ke arah luar atau ke dalam pada berbagai sudut.

   Vibrasi ini terjadi karena energi dari radiasi inframerah sesuai dengan energi getaran spesifik dari ikatan molekul tertentu (misalnya, ikatan C-H, C=O, O-H). Setiap molekul atau gugus fungsional memiliki spektrum vibrasi khas, sehingga panjang gelombang yang diserap memberikan "sidik jari" unik untuk setiap senyawa.

5.Pengukuran dan Transformasi Fourier

   Cahaya yang melewati sampel kemudian diterima oleh detektor. Sinyal yang diterima oleh detektor adalah interferogram, yaitu representasi intensitas cahaya sebagai fungsi dari posisi cermin bergerak. Untuk mengubah interferogram ini menjadi spektrum yang lebih mudah dibaca, sistem melakukan Transformasi Fourier. Ini adalah proses matematika yang mengonversi data interferogram dari domain waktu menjadi domain frekuensi, sehingga menghasilkan spektrum inframerah yang merepresentasikan absorbansi atau transmisi sebagai fungsi bilangan gelombang (cm).

6. Spektrum FTIR

   Hasil dari proses FTIR adalah spektrum inframerah yang menunjukkan posisi puncak-puncak absorbansi pada berbagai bilangan gelombang. Puncak ini menunjukkan frekuensi vibrasi spesifik dari ikatan molekul dalam sampel. Spektrum ini membantu dalam mengidentifikasi gugus fungsional, struktur molekul, dan bahkan komposisi campuran.

   - Puncak pada spektrum: Menunjukkan frekuensi di mana radiasi inframerah diserap, dan setiap frekuensi tersebut terkait dengan jenis ikatan kimia atau gugus fungsional dalam molekul (misalnya, gugus O-H, C=O, N-H).

   -Intensitas puncak: Mencerminkan seberapa banyak radiasi yang diserap pada frekuensi tertentu, yang dapat memberikan informasi kuantitatif tentang konsentrasi atau jumlah bahan dalam sampel.