2.spektro ir (2)

SPEKTROFOTOMETRI INFRAMERAH

(Part 2)

[email protected]

[email protected]

Muhammad Ikhwan Rizki, S.Farm., Apt

PS.Farmasi FMIPA

Universitas Lambung Mangkurat

Referensi

Harvey, D., 2000, Modern Analytical Chemistry, McGraw-Hill Companies,

New York.

Harris, D., 2010, Quantitative Chemical Analysis,8th Edition, W.H Freeman and

Company, New York.

Gore, M., 2000, Spectrophotometry and Spectrofluorimetry, Oxford University

Press, Southampton.

Kellner, R., Mermet, J.M., Otto, M., and Widmer, H.M., 1998, Analytical

Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, Germany.

Galichet, L.Y., (Managing editor), 2004, Clarke’s Analy-sis of Drugs and

Poisons, in pharmaceuticals, body fluid and post-mortem material, Third

Edition, The Pharmaceutical Press, London.

Kar, Ashutosh., 2005, Pharmaceutical Drug Analysis , Second edition, New

Age International Publishers, New Delhi.

AFK I-08 3

Dua jenis alat yang biasa digunakan untuk memperoleh

spektra IR :

a. Dispersive instruments ~

- menggunakan monokromator

b. Fourier transform instruments ~

- menggunakan interferometer

Instrumentasi

Dispersive IR (Single Beam)

Dispersive IR (Double Beam)

Interferometer

Sumber Cahaya (1)

Characteristics

Spectral output – continuum, line, continuum plus

line

Wavelength range – far, mid or near IR

Radiance – intensity of light

Stability – long term, short term, warm-up time

Lifetime – operating and shelf life

Sumber Cahaya (2)

Nernst glower (blackbody source)

– cylindrical geometry

– rare earth oxides semiconductor that needs to be preheated to conduct

– Zirconium oxide, cerium oxide, thorium oxide

– 1500-2000K

– wavelength range ~ 0.4-20µm (500-25000 cm-1)

– radiance ~ 10-4 watts/cm2nm sr

– higher temperatures reduce the conductivity and so

it can burn out easily (unless electronics are controlled properly)

Sumber Cahaya (3)

Glowbar (blackbody source)

– cylindrical geometry

– Silicon carbide (SiC) rod resistor that is heated

by joule heating (I2R) and the R increases with

temperature, so it is self limiting

– 1300-1500K

– wavelength range ~ 1-40µm (250-10000cm-1)


– more intense than the Nernst glower

Sumber Cahaya (4)

Incandescent lamp (blackbody)

– wire or ribbon geometry

– often made of nichrome or rhodium

– 1100K

– wavelength range ~ 1-40µm (250-10000 cm-1)


– longer lifetime than the glowbar or Nernst glower

Sumber Cahaya (5)

Tungsten filament (blackbody)

– wire or coil geometry

– Tungsten wire in a sealed housing

– 2000-3000 K

– wavelength range ~ 0.3-20µm (500-33000 cm-1) (strongly depends upon the housing material)

– radiance ~ 10-3 watts/cm2nm sr (depends upon the housing material)

– even more rugged than all of the above lamps (with very long lifetimes)

Sumber Cahaya (6)

Arc lamp (plasma)

– filamentous plasma geometry

– many different gases (Ar, Xe, Hg, etc.)

– stable arc is formed between two electrodes at

moderate pressure (creating a continuous source

due to thermal and mostly collisional induced

broadening)

– wavelength range (far IR all the way to UV) (strongly

depends upon the housing material)


– Lifetimes are usually dramatically shorter than the

other sources

Sumber Cahaya (7)

Monokromator

Terdapat 3 tipe monokromator, yaitu:

1. Metal Halida Prisma, yaitu KBr, LiF, dan CeBr.

Pada awalnya banyak digunakan, tetapi pada

masa kini sudah tidak digunakan

2. NaCl Prisma, digunakan untuk daerah 650 cm-

1 – 4000 cm-1

3. Grating, secara umum grating digunakan

karena memiliki resolusi yang lebih baik.

Memiliki 240 jalur setiap nm untuk daerah

4000-1500 cm-1 dan 120 jalur setiap nm untuk

daerah 1500-650 cm-1.

Interferometer

Umum digunakan untuk memilih panjang

gelombang, sebagai filter REM agar dapat

terbaca di detektor

Memiliki banyak kelebihan dibandingkan

menggunakan monokromator, diantaranya:

1. Radiasi yang akhirnya sampai di detektor

lebih signifikan (Jacquinot’s advantage)

2. Refleks penyimpanan data untuk

digambarkan ke dalam bentuk spektrum lebih

cepat 10 – 15 menit dibandingkan

monokromator (Fellgett’s advantage)

Sample Container (1)

Sampel kontainer yang dipakai harus memiliki

syarat tidak menimbulkan vibrasi

Jika sampel padat mengunakan pellet KBr

Jika sampel cair mengunakan NaCl

Jika sampel gas mengunakan sel gas


The determination of the absorption spectrum

of a solid pharmaceutical substance is

invariably accomplished by any one of the two

following techniques namely :

(a) Mull Technique

(b) Potassium Bromide Disc Technique

Mull Technique

Take about 15-20 mg of sample in a previously cleaned small

agate mortar and powder it thoroughly (about 200 mesh).

Add to it 2 drops of purified paraffin (commonly known as

Nujol) or any other suitable mulling liquid and continue the

trituration until a very smooth paste of uniform consistency is

achieved.

Now, transfer the slurry to a sodium chloride window, placing it

carefully into the cavity made by the spacer.

Consequently, place the other window on top and thus

assemble the cell. With the help of a clean piece of tissue-

paper wipe out the excess paste that has squeezed out from

the cell windows.

Finally, introduce the cell in the respective cell-compartment.

Potassium Bromide Disc Technique

For a window of diameter 1.3 cm, take 100 mg of spectroscopic

grade KBr in a previously cleaned agate pestle and mortar and

grind it thoroughly with 0.05-0.5 mg of the sample.

Now, carefully place the sample mixture into the pressing chamber

of the mould in such a manner that it is held between the polished

surfaces of the bottom and top pressing dies.

Subsequently, attach the chamber to the vacuum line and switch-

on the vacuum pump ; initially applying a slight negative pressure

so as to compact the powder and then gradually increasing it to ≤

15 mm Hg for 30 seconds.

Finally, enhance the pressing force to 100,000 lb/in2 or 10-12

tons/in2 for a period of 1-2 minutes. Carefully, release the

pressure and dismantle the dies.

Now, remove the window from the mould and keep it in position

onto the sample holder.

KBr Pellet

Detektor

Terdapat 3 macam yaitu:

1. Themopile, prinsip kerja “dua kawat logam

berbeda dihubungkan antara ujung kepala dan

ekor menyebabkan adanya arus yang mengalir

dalam kawat. Arus tersebut sebanding dengan

intensitas radiasi yang jatuh pada thermopile”

2. Golay, prinsip kerja “perubahan intensitas yang

terjadi pada saat REM mengenai sampel”

3. Bolameter, prinsip kerja “Peningkatan dalam

tahanan metal dengan peningkatan temperatur”

Aplikasi IR

Sangat berperan dalam karakterisasi suatu

senyawa (kualitatif)

Namun juga kadangkala di pakai dalam analisis

kuantitatif.

Pemakaian dalam kuantitatif agak terbatas

pengunaannya karena sering terjadi deviasi

dalam penukurannya.

AFK I-08 26

Major Absorptions

Daftar Korelasi (1)Jenis Molekul Frekuensi cm-1 Intensitas

C-H Alkana 3000-2850 Tajam

-CH3 1450-1375 Sedang

-CH2- 1465 Sedang

Alkena (stretch) 3100-3000 Sedang

Alkena (bidang) 1000-650 Tajam

Aromatik (stretch) 3150-3050 Tajam

Aromatik (bidang) 900-690 Tajam

Alkuna + 3300 Tajam

Aldehida 2900-2700 Lemah

C = C Alkena 1680-1600 Sedang-lemah

Aromatik 1600-1475 Sedang-lemah

Alkuna 2250-2100 Sedang-lemah

C = O Aldehida 1740-1720 Tajam

Keton 1725-1705 Tajam

Asam Karboksilat 1725-1700 Tajam

Ester 1750-1730 Tajam

Amida 1670-1640 Tajam

Anhidra 1810-1760 Tajam

Asam klorida 1800 Tajam

Daftar Korelasi (2)

Jenis Molekul Frekuensi cm-1 Intensitas

C – O Alkohol, ester, ester, asam

karboksilat, anhidrida

1300-1000 Tajam

C - H Alkohol, fenol 3650-3600 Sedang

asam karboksilat 3400-2400 Sedang

N – H Amida primer dan sekunder 3500-3100 Sedang

C = N Amina 1690-1640 lemah-tajam

C = N Nitril 2260-2240 Sedang

N = O Nitro (R-NO2) 1550 dan 1350 Tajam

S – H Merkaptan 2550 Lemah

S = O Sulfat,sulfonamid 1200-1140 Tajam

C – X Florida 1400-1000 Tajam

Klorida 800-600 Tajam

Bromida 667 Tajam

AFK I-08 29

Parasetamol

Cara Menganalisa Spektro (1)

1. Apakah terdapat gugus karbonil C = O?

Lihat pada daerah 1820-1600 cm-1

2. Bila ada maka ujilah daftar berikut. Bila tidak adalgsg kepertanyaan nomor 3.

Asam : ada –OH pada 3400-2400 cm-1

Amida : ada –NH didekat 3500 cm-1

Ester : ada C-O pada 1300-1000 cm-1

Anhidrida : ada dua C = O pada 1810-1760 cm-1

Aldehida : ada CH aldehida pada 2850 dan 2750 (lemah)

Keton : bila kelima kemungkinan diatas tidak ada


3. Bila gugus C = O tidak ada

Alkohol : Ujilah OH

Didekat 3600-3300 cm-1

Adanya C-O didekat 1300-1000 cm-1

Amida : Ujilah untuk NH 3500 cm-1 (medium)

Eter : C-O (serapan OH tidak ada) didekat 1300-1000 cm-1

4. Ikatan rangkap dua atau cincin aromatis

C = C serapan lemah pada 1650 cm-1

Cincin aromatik serapan medium tinggi pada 1650-1450 cm-1

Aromatik dan vinil terdapat pada 3000 cm-1


5. Ikatan rangkap tiga

C = N serapan medium tajam pada 2250 cm-1

C = C serapan lemah tajam 2150 cm-1

6. Gugus nitro : kuat pada 1600-1500 cm-1 dan 1390-1300

cm-1

7. Hidrokarbon

Keenam serapan diatas tidak ada

Serapan CH didekat 3000 cm-1

Spekrumnya sangat sederhana, hanya terdapat

serapan lain didekat 1450 cm-1

Contoh

Spektrum inframerah

AFK I-08 34

Aspirin IR

AFK I-08 35

Aspirin IR

AFK I-08 36

Dexamethasone IR

AFK I-08 37

Dexametasone IR

AFK I-08 38

Parasetamol

AFK I-08 39

Parasetamol IR

Terimakasih

2.spektro ir (2)

Documents

cara menganalisa spektro

aspirin ir

dispersive ir

jenis molekul

single beam

daftar korelasi

housing material

mull technique