Bab 52 Sistem Identifikasi Pencemaran Pada Pabrik

Sistimatika Identifikasi Pencemar Pada Pabrik

Pengadaan : Bahan baku diangkut dari sumberya menuju pabrik,untuk hal tersebut perlu diketahui sifat bahan baku, bagaimana cara pengambilannya, di mana diambil, melalui apa diangkut dan bagaimana cara mengangkut terbuka atau tertutup merupakan keadaan yang perlu dikaji secara mendalam.

Misalnya : sumber pengambilan bahan baku berdekatan dengan sumber mata air yang mengakibatkan konflik kepentingan. Kemudian pepyimpanan
bahan baku di mana dilakukan dan selama penyimpanan berlangsung harus diketahui sifat-sifatnya: mudah busuk, mudah berkarat dan lain-lain.

Praproses : Di antara bahan baku memerlukan proses pendahuluan sebelum dilakukan pengolahan. Bahan baku kayu untuk plywood perlu dipotong-potong dahulu, lalu dicuci, Pencucian memerlukan banyak air dan menimbulkan Lumpur.

Bahan baku ubi kayu mendapat perlakuan pendahuluan. Banyak bahan baku yang membutuhkan pencucian, pencampuran dengan bahan baku kimia, kemudian disimpan beberapa lama sampai pada waktunya diproses.

Proses : Pada waktu proses berlangsung perlu diteliti bagian yang banyak menggunakan air, menghasilkan bahan buangan antara bocoran dan jenis mesin yang dipergunakan. Dalam hal ini perlu dilihat bagian mana yang potensial menciptakan limbah dan penghasil limbah. Kemudian limbah ini memerlukan daur ulang.

Kalau masih bernilai ekonomis maka limbah tadi dikembalikan untuk memperoleh bahan yang masih bernilai ekonomi. Limbah yang tidak mempunyai nilai ekonomis, diolah sampai memenuhi syarat buangan, baru selanjutnya dibuang.

Produk : Produk suatu pabrik secara rinci dapat diklasifikasikan menjadi produk utama, produk sampingan, produk antara dan buangan. Produk sampingan dan antara memerlukan pengolahan lanjut, sedangkan buangan harus segera ditangani. Buangan akhir ini juga perlu diteliti apakah mempunyai nilai ekonomi atau tidak.

Bila masih terdapat nilai ekonomis maka limbah didaur ulang,sedangkan bila tidak mempunyai nilai ekonomis, limbah tersebut dibuang setelah memenuhi syarat buangan, Perlu pula diteliti tingkat ketrampilan dan kesadaran pimpinan perusahaan dan karyawan dalam menjaga kelestarian lingkungan.

Terjadinya penggunaan air yang berlebihan, tercecernya bahan dalam pabrik, timbulnya limpahan air yang seharusnya dapat dihindari, terdapatnya bocoran air yang seharusnya tidak perlu dan masalah lain yang serupa, menunjukkan bahwa perusahaan kurang tanggap terhadap lingkungan atau keterampilan mereka terbatas dalam menjalankan teknik produksi.

Kualitas lingkungan pada suatu periode dan lokasi tertentu perlu diketahui dalam kaitannya dengan perencanaan proyek industri. Setiap industri yang akan berdiri pada lokasi tersebut harus mengetahui kondisi lingkungan sehingga kehadiran pabrik tidak menyebabkan rusaknya lingkungan. Monitoring terhadap pengaruh limbah pabrik dapat dilakukan setiap saat sampai kualitas lingkungan mengalami perubahan dan langkah yang dilaksanakan untuk menjaga kelestarian lingkungan.

Daya dukung lingkungan juga belum ditetapkan. Hal ini perlu dibuat dalam rangka menetapkan standar kualitas buangan. Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan perlu distandarkan.

Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan perlu distandarkan.

Soal dan jawaban mengenai Sistem Identifikasi Pencemaran Pada Pabrik!!

1. Sebutkan langkah-langkah dalam proses pengolahan limbah!

Jawab

Langkah-langkahnya yaitu:

1. Pengadaan bahan baku
2. Praproses, dimulai dari pencucian, pencampuran, pengolahan dan penyimpanan
3. Proses utama
4. Daur ulang

2. Jelaskan langkah-langkah dalam pengadaan suatu barang!
Jawab
Langkah-langkah pengadaan suatu barang : bahan baku diangkut dari sumberya menuju pabrik,untuk hal tersebut perlu diketahui sifat bahan baku, bagaimana cara pengambilannya, di mana diambil, melalui apa diangkut dan bagaimana cara mengangkut terbuka atau tertutup merupakan keadaan yang perlu dikaji secara mendalam.

3. Bagaimana cara melakukan pengolahan limbah!
Jawab
Pada waktu proses berlangsung perlu diteliti bagian yang banyak menggunakan air, menghasilkan bahan buangan antara bocoran dan jenis mesin yang dipergunakan. Dalam hal ini perlu dilihat bagian mana yang potensial menciptakan limbah dan penghasil limbah. Kemudian limbah ini memerlukan daur ulang.

Kalau masih bernilai ekonomis maka limbah tadi dikembalikan untuk memperoleh bahan yang masih bernilai ekonomi. Limbah yang tidak mempunyai nilai ekonomis, diolah sampai memenuhi syarat buangan, baru selanjutnya dibuang.

4. Apakah setiap industri harus memperhatikan kulitas lingkungan sekitarnya?

Jawab

Ya karena kualitas lingkungan pada suatu periode dan lokasi tertentu perlu diketahui dalam kaitannya dengan perencanaan proyek industri. Setiap industri yang akan berdiri pada lokasi tersebut harus mengetahui kondisi lingkungan sehingga kehadiran pabrik tidak menyebabkan rusaknya lingkungan.

5. Mengapa hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling bergantungan dan perlu distandarkan?

Jawab

Karena hal ini perlu dibuat dalam rangka menetapkan standar kualitas buangan. Hubungan antara kualitas dan daya dukung lingkungan serta kualitas limbah merupakan hubungan yang saling ketergantungan dan perlu distandarkan.Maka monitoring terhadap pengaruh limbah pabrik dapat dilakukan setiap saat sampai kualitas lingkungan mengalami perubahan dan langkah yang dilaksanakan untuk menjaga kelestarian lingkungan.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 53

Industri Versus Lingkungan

Pencemaran terjadi akibat bahan beracun dan berbahaya dalam limbah lepas masuk lingkungan hingga terjadi perubahan kualitas lingkungan, Sumber bahan beracun dan berbahaya dapat diklasifikasikan:

1. industri kimia organik maupun anorganik
2. penggunaan bahan beracun dan berbahaya sebagai bahan baku atau bahan penolong
3. peristiwa kimia-fisika, biologi dalam pabrik.

Lingkungan sebagai badan penerima akan menyerap bahan tersebut sesuai dengan kemampuan. Sebagai badan penerima adalah udara, permukaan tanah, air sungai, danau dan lautan yang masingmasing mempunyai karakteristik berbeda.

Air di suatu waktu dan tempat tertentu berbeda karakteristiknya dengan air pada tempat yang sama dengan waktu yang berbeda. Air berbeda karakteristiknya akibat peristiwa alami serta pengaruh faktor lain.

Kemampuan lingkungan untuk memulihkan diri sendiri karena interaksi pengaruh luar disebut daya dukung lingkungan. Daya dukung lingkungan antara tempat satu dengan tempat yang lain berbeda. Komponen lingkungan dan faktor yang mempengaruhinya turut menetapkan nilai daya dukung.

Bahan pencemar yang masuk ke dalam lingkungan akan bereaksi dengan satu atau lebih komponen lingkungan. Perubahan komponen lingkungan secara fisika, kimia dan biologis sebagai akibat dari bahan pencemar, membawa perubahan nilai lingkungan yang disebut perubahan kualitas.

Limbah yang mengandung bahan pencemar akan merubah kualitas lingkungan bila lingkungan tersebut tidak mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya dukung yang ada padanya, Oleh karena itu penting diketahui sifat limbah dan komponen bahan pencemar yang terkandung.

Pada beberapa daerah di Indonesia sudah ditetapkan nilai kualitas limbah air dan udara. Namun baru sebagian kecil. Sedangkan kualitas lingkungan belum ditetapkan. Perlunya penetapan kualitas lingkungan mengingat program industrialisasi sebagai salah satu sektor yang memerankan andil besar terhadap perekonomlan dan kemakmuran bagi suatu bangsa.

Penggunaan air yang berlebihan, sistem pembuangan yang belum memenuhi syarat, karyawan yang tidak terampil, adalah faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar.

Produk akhir, seperti pembungkusan, pengamanan tabung dan kotak, sistem pengangkutan, penyimpanan, pemakaian dengan aturan dan persyaratan yang tidak memenuhi ketentuan merupakan sumber pencemar juga.

Soal dan jawaban mengenai Industri Vs Lingkungan!!

1. Sebutkan penyebab dari terjadinya pencemaran?

Jawab

Pencemaran terjadi akibat bahan beracun dan berbahaya dalam limbah lepas masuk lingkungan hingga terjadi perubahan kualitas lingkungan.

2.Sebutkan pengklasifikasian sumber bahan beracun yang berbahaya bagi lingkungan!

Jawab

Sumber bahan beracun dan berbahaya dapat diklasifikasikan menjadi :

1. industri kimia organik maupun anorganik
2. penggunaan bahan beracun dan berbahaya sebagai bahan baku atau bahan penolong
3. peristiwa kimia-fisika, biologi dalam pabrik.

3. Apakah yang dimaksud dengan daya dukung lingkungan!
Jawab
Kemampuan lingkungan untuk memulihkan diri sendiri karena interaksi pengaruh luar disebut daya dukung lingkungan.

4. Apakah yang menyebabkan perubahan kulitas suatu lingkungan?
Jawab
Perubahan kulitas suatu lingkungan disebabkan karena perubahan komponen lingkungan secara fisika, kimia dan biologis sebagai akibat dari bahan pencemar sehingga membawa perubahan nilai lingkungan.

5. Sebutkan faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar!
Jawab
Penggunaan air yang berlebihan, sistem pembuangan yang belum memenuhi syarat, karyawan yang tidak terampil, adalah faktor yang harus dipertimbangkan dalam mengidentifikasikan sumber pencemar.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 54

Daya Dukung Lingkungan

Lingkungan secara alami memiliki kemampuan untuk memulihkan keadaannya, Pemulihan keadaan ini merupakan suatu prinsip bahwa sesungguhnya lingkungan itu senantiasa arif menjaga keseimbangannya.

Sepanjang belum ada gangguan “paksa” maka apapun yang terjadi, lingkungan itu sendiri tetap bereaksi secara seimbang” Perlu ditetapkan daya dukung lingkungan untuk mengetahui kemampuan lingkungan menetralisasi parameter pencemar dalam rangka pemulihan kondisi lingkungan seperti semula.

Apabila bahan pencemar berakumulasi terus menerus dalam suatu lingkungan, sehingga lingkungan tidak punya kemampuan alami untuk menetralisasinya yang mengakibatkan perubahan kualitas. Pokok permasalahannya adalah sejauh mana perubahan ini diperkenankan.

Tanaman tertentu menjadi rusak dengan adanya asap dari suatu pabrik, tapi tidak untuk sebahagian tanaman lainnya.

contoh : dengan buangan air pada suatu sungai mengakibatkan peternakan ikan mas tidak baik pertumbuhannya, tapi cukup baik untuk ikan lele dan ikan gabus.

Berarti daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan emas berbeda dengan daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan lelelgabus, Kenapa demikian, tidak lain karena parameter yang terdapat dalam air tidak dapat dinetralisasi lingkungan untuk kehidupan ikan emas.

Ada saatnya makhluk tertentu dalam lingkungan punya kemampuan yang luar biasa beradaptasi dengan lingkungan lain, tapi ada kalanya menjadi pasif terhadap faktor luar. Jadi faktor daya dukung tergantung pada parameter pencemar dan makhluk yang ada dalam lingkungan.

Soal dan jawaban mengenai daya dukung lingkungan!

1. Apakah tujuan diadakannya daya dukung lingkungan?

Jawab

Tujuan diadakannya daya dukung lingkungan yaitu untuk mengetahui kemampuan lingkungan menetralisasi parameter pencemar dalam rangka pemulihan kondisi lingkungan seperti semula.

2.Apakah akibat dari pencemaran lingkungan yang berakumulasi secara terus menerus dalam suatu lingkungan?

Jawab

Apabila bahan pencemar berakumulasi terus menerus dalam suatu lingkungan akibatnya yaitu lingkungan tidak punya kemampuan alami untuk menetralisasinya sehingga mengakibatkan perubahan kualitas.

3. Sebutkan contoh pencemaran yang dapat merugikan tapi juga menguntungkan bagi sebagian hewan!

Jawab

Contohnya yaitu dengan buangan air pada suatu sungai mengakibatkan peternakan ikan mas tidak baik pertumbuhannya (dalam arti merugikan) tapi cukup baik untuk ikan lele dan ikan gabus (dalam arti menguntungkan).

4. Jelaskan penyebab mengapa hal tersebut bisa terjadi!

Jawab

Berarti daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan emas berbeda dengan daya dukung lingkungan untuk kondisi kehidupan ikan lele dn gabus. Mengapa demikian karena parameter yang terdapat dalam air tidak dapat dinetralisasi lingkungan untuk kehidupan ikan emas.

5. Mengapa suatu makhluk dapat menjadi pasif terhadap faktor luar?

Jawab

Karena faktor daya dukung tergantung pada parameter pencemaran dan makhluk yang ada dalam lingkungan.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 55

Kualitas Lingkungan

Pengaruh pencemar lingkungan diukur dengan perubahan kualitas lingkungan, Kualitas lingkungan ditetapkan pada suatu periode dan tempat tertentu. Kualitas adalah suatu numerik yang ditetapkan berdasarkan situasi dan kondisi tertentu dengan mempertimbangkan berbagai faktor yang mempengaruhi lingkungan. Kualitas lingkungan mengalami perubahan pada suatu periode tertentu sesuai dengan interaksi komponen lingkungan.

Dengan adanya kegiatan baru dalam lingkungan timbul interaksi baru antara satu kegiatan atau lebih dengan satu atau lebih komponen lingkungan,Interaksi tersebut menyebabkan saling pengaruh mempengaruhi dan pada gilirannya akan menimbulkan dampak positip maupun negatip.

Masuknya limbah pada lingkungan, katakanlah air buangan pabrik kelapa sawit, masuk pada badan air tentu akan menimbulkan perubahan sekecil apa sekalipun.Perubahan ini dapat membuat air menjadi keruh, berwarna, berbau dan sebagainya atau sebaliknya tidak menimbulkan pengaruh yang berarti.

Bila limbah tidak memberikan perubahan kondisi air, berarti badan air masih mampu menetralisasinya. Artinya kualitas air belum mengalami perubahan yang berarti dan dengan demikian makhluk-makhluk dan tanam-tanaman dalam air hidup “tenteram” biasa.

Perlunya penetapan kualitas lingkungan adalah salah satu upaya untuk memantau kondisi lingkungan dan perubahannya akibat suatu kegiatan baru. Nilai kualitas ini berkaitan erat dengan kualitas limbah, Kualitas lingkungan diukur dari berbagai komponen yang ada dalam lingkungan, termasuk toleransinya.

Soal dan jawaban mengenai Kualitas lingkungan!!

1. Jelaskan yang apa dimaksud dengan kulitas?

Jawab

Kualitas adalah suatu numerik yang ditetapkan berdasarkan situasi dan kondisi tertentu dengan mempertimbangkan berbagai faktor yang mempengaruhi lingkungan.

2. Sebutkan perubahan yang terjadi apabila limbah pabrik mencemari air!

Jawab

Perubahan yang terjadi yaitu dapat membuat air menjadi keruh, berwarna, berbau dan sebagainya atau sebaliknya tidak menimbulkan pengaruh yang berarti.

3. Apakah arti dari netralisasi dalam air?

Jawab

Bila limbah tidak memberikan perubahan kondisi air, berarti badan air masih mampu menetralisasinya. Artinya kualitas air belum mengalami perubahan yang berarti dan dengan demikian makhluk-makhluk dan tanam-tanaman dalam air hidup “tenteram” biasa.

4. Sebutkan perlunya penetapan kualitas dalam suatu lingkungan!!

Jawab

Perlunya penetapan kualitas lingkungan adalah salah satu upaya untuk memantau kondisi lingkungan dan perubahannya akibat suatu kegiatan baru.

5. Bagaimana cara mengukur kualitas suatu lingkungan!

Jawab

Kualitas lingkungan diukur dari berbagai komponen yang ada dalam lingkungan, termasuk toleransinya.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 56

Dampak Pencemaran Terhadap Lingkungan

Pencemaran lingkungan berakibat terhadap kesehatan manusia,tata kehidupan, pertumbuhan flora dan fauna yang berada dalam jangkauan pencemaran. Gejala pencemaran dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun panjang, yaitu pada tingkah laku dan pertumbuhan. Pencemaran dalam waktu relatif singkat, terjadi seminggu sampai dengan setahun sedangkan pencemaran dalam jangka panjang terjadi setelah masa 20 tahun atau lebih.

Gejala pencemaran yang terjadi dalam waktu singkat dapat diatasi dengan melihat sumber pencemaran lalu mengendalikannya. Tanda-tanda pencemaran ini gampang terlihat pada komponen lingkungan yang terkena pencemaran. Berbeda halnya dengan pencemaran yang terjadi dalam waktu yang cukup lama. Bahan pencemar sedikit demi sedikit berakumulasi.

Dampak pencemaran semula tidak begitu kelihatan. Namun setelah menjalani waktu yang relatif panjang dampak pencemaran kelihatan nyata dengan berbagai akibat yang ditimbulkan. Unsur-unsur lingkungan,mengalami perubahan kehidupan habitat. Tanaman yang semula hidup cukup subur menjadi gersang dan digantikan dengan tanaman lain. Jenis binatang tertentu yang semula berkembang secara wajar beberapa tahun kemudian menjadi langka, karena mati atau mencari tempat lain.

Kondisi kesehatan manusia juga menunjukkan perubahan; misalnya, timbul penyakit baru yang sebelumnya tidak ada.Kondisi air, mikroorganisme, unsur hara dan nilai estetika mengalami perubahan yang cukup menyedihkan.

Bahan pencemar yang terdapat dalam limbah industri ternyata telah memberikan dampak serius mengancam satu atau lebih unsur lingkungan: Jangkauan pencemar dalam jangka pendek maupun panjang tergantung pada sifat limbah,jenis, volume limbah, frekuensinya dan lamanya limbah berperan.

Soal dan jawaban mengenai dampak pencemaran terhadap lingkungan!!

1. Sebutkan akibat yang ditimbulakan akibat pencemaran lingkungan!
Jawab
Pencemaran lingkungan berakibat terhadap kesehatan manusia,tata kehidupan, pertumbuhan flora dan fauna yang berada dalam jangkauan pencemaran.

2. Sebutkan gejala-gejala pencemaran yang dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun jangka panjang!
Jawab
Gejala pencemaran dapat terlihat pada jangka waktu singkat maupun panjang, yaitu pada tingkah laku dan pertumbuhan. Pencemaran dalam waktu relatif singkat, terjadi seminggu sampai dengan setahun sedangkan pencemaran dalam jangka panjang terjadi setelah masa 20 tahun atau lebih.

3. Jelaskan akibat/dampak panjang dari pencemaran lingkungan terhadap manusia, tumbuhan dan hewan!
Jawab
Akibatnya yaitu unsur-unsur lingkungan,mengalami perubahan kehidupan habitat. Tanaman yang semula hidup cukup subur menjadi gersang dan digantikan dengan tanaman lain. Jenis binatang tertentu yang semula berkembang secara wajar beberapa tahun kemudian menjadi langka, karena mati atau mencari tempat lain. Kondisi kesehatan manusia juga menunjukkan perubahan; misalnya, timbul penyakit baru yang sebelumnya tidak ada.

4. Berdasarkan sifat apakah jangkauan pencemaran dalam jangka pendek maupun panjang berlangsung?
Jawab
Jangkauan pencemaran dalam jangka pendek maupun panjang tergantung pada sifat limbah,jenis, volume limbah, frekuensinya dan lamanya limbah berperan.

5. Bagaimana cara mengatasi pencemaran lingkungan?
Jawab
Gejala pencemaran yang terjadi dalam waktu singkat dapat diatasi dengan melihat sumber pencemaran lalu mengendalikannya. Tanda-tanda pencemaran ini gampang terlihat pada komponen lingkungan yang terkena pencemaran.

Materi ini dibuat oleh Kukuh W. Dias Utami (046)

Bab 42 Metoda Spektroskopik

Metoda spektroskopik

Penggunaan spektroskopi sebagai sarana penentuan struktur senyawa memiliki sejarah yang panjang. Reaksi nyala yang populer berdasarkan prinsip yang sama dengan spektroskopi. Di pertengahan abad ke-19, kimiawan Jerman Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899) dan fisikawan Jerman Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) berkerjasama mengembangkan spektrometer (Gambar 13.2). Dengan bantuan alat baru ini, mereka berhasil menemukan dua unsur baru, rubidium dan cesium. Kemudian alat ini digunakan banyak kimiawan untuk menemukan unsur baru semacam galium, indium dan unsur-unsur tanah jarang. Spektroskopi ntelah memainkan peran penting dalam penemuan gas-gas mulia.

Metoda penyelidikan dengan bantuan spektrometer disebut spektrometri. Dengan sumber cahaya apapun, spektrometer terdiri atas sumber sinar, prisma, sel sampel, detektor dan pencatat. Fungsi prisma adalah untuk memisahkan sinar polimkromatis di sumber cahaya menjadi sinar monokromatis, dan dengan demikian memainkan peran kunci dalam spektrometer.

Dalam spektrometer modern, sinar yang datang pada sampel diubah panjang gelombangnya secara kontinyu. Hasil percobaan diungkapkan dalam spektrum dengan absisnya menyatakan panjang gelombang (atau bilangan gelombang atau frekuensi) sinar datang dan ordinatnya menyatakan energi yang diserap sampel.

Gambar 13.2 Spektrometer yang dibuat oleh Bunsen dan Kirchhoff. Awalnya tetektor yang digunakan sangat sederhana (mata manusia).
Kemudian pelat fotografi digunakan dengan ekstensif.

a. Spektroskopi UV-VIS

Umumnya spektroskopi dengan sinar ultraviolet (UV) dan sinar tampak (VIS) dibahas bersama karena sering kedua pengukuran dilakukan pada waktu yang sama. Karena spektroskopi UV-VIS berkaitan dengan proses berenergi tinggi yakni transisi elektron dalam molekul, informasi yang didapat cenderung untuk molekul keseluruhan bukan bagian-bagian molekulnya. Metoda ini sangat sensitif dan dengan demikian sangat cocok untuk tujuan analisis. Lebih lanjut, spetroskopi UV-VIS sangat kuantitatif dan jumlah sinar yang diserap oleh sampel diberikan oleh ungkapan hukum Lambert-Beer. Menurut hukum ini, absorbans larutan sampel sebanding dengan panjang lintasan cahaya d dan konsentrasi larutannya c.

Dengan mengukur transmitans larutan sampel, dimungkinkan untuk menentukan konsentrasinya dengan menggunakan hukum Lambert-Beer. Karena spektroskopi UV-VIS sangat sensitif dan spektrometernya dapat dibuat dengan ukuran yang sangat kecil, metoda ini khususnya sangat bermanfaat untuk analisis lingkungan, dan khususnya cocok untuk pekerjaan di lapangan.

Hukum Lambert-Beer dipenuhi berapapun panjang gelombang sinar yang diserap sampel. Panjang gelombang sinar yang diserap oleh sampel bergantung pada struktur molekul sampelnya. Jadi spektrometri UV-VIS dapat digunakan sebagai sarana penentuan struktur. Sejak 1876, kimiawan Swiss-Jerman Otto Nikolaus Witt (1853-1915) mengusulkan teori empiris warna zat (yang ditentukan oleh panjang gelombang sinar yang diserap) dan struktur bagian-bagiannya. Menurut teori ini, semua senyawa berwarna memiliki beberapa gugus tak jenuh seperti yang diberikan di Gambar 13.3. Gugus fungsi semacam ini disebut dengan kromofor. Semua senyawa pewarna dan pigmen memiliki kromofor.

Terdapat beberapa faktor lain yang harus diperhatikan sehubungan dengan warna senyawa. Panjang konjugas linear adalah faktor yang penting. Misalnya, warna merah ß-karoten (Gambar 13.4) berasal dari sistem terkonjugasi, dan warna ini cocok dengan hasil perhitungan kimia kuantum.

Terdapat beberapa gugus fungsi, seperti -NR₂, -NHR, -NH₂, -OH dan -OCH₃, yang memiliki efek memekatkan warna kromofornya. Semua ini disebut auksokrom.

Namun, tidak mungkin menyimpulkan struktur senyawa dari senyawa dari warnanya atau panjang gelombang sinar yang diserapnya.

b. Spektroskopi Infra merah (IR)

Dibandingkan dengan panjang gelombang sinar ultraviolet dan tampak, panjang gelombang infra merah lebih panjang dan dengan demikian energinya lebih rendah. Energi sinar inframerah akan berkaitan dengan energi vibrasi molekul. Molekul akan dieksitasi sesuai dengan panjang gelombang yang diserapnya. Vibrasi ulur dan tekuk adalah cara vibrasi yang dapat diekstitasi oleh sinar dengan bilangan gelombag (jumlah gelombang per satuan panjang) dalam rentang 1200-4000 cm^-1.

Hampir semua gugus fungsi organik memiliki bilangan gelombang serapan khas di daerah yang tertentu. Jadi daerah ini disebut daerah gugus fungsi dan absorpsinya disebut absorpsi khas. Semua senyawa memiliki serapan kuat di rentang 1700-1750 cm^-1.

Bilangan gelombang vibrasi ulur karbonil agak berbeda untuk aldehida, keton dan asam karboksilat, yang menunjukkan bahwa analisis bilangan gelombang karakteristik dengan teliti dapat memberikan informasi bagian struktur molekulnya. Di Tabel 13.1 serapan khas beberapa gugus ditabelkan. Serapan khas sungguh merupakan informasi yang kaya, tetapi anda harus ingat bahwa kekuatan absorpsi tidak memberikan informasi kuantitatif. Dalam hal ini, spektroskopi IR memang bersifat kualitatif, berbeda dengan spektrokopi UV-VIS dan NMR.

Di daerah di bawah 1600 cm^-1, terdapat beberapa puncak yang berhubungan dengan overtone dan kombinasi tone beberapa serapan, selain frekuensi serapan ulur dan tekuk beberapa ikatan tunggal. Walaupun sukar untuk menandai setiap puncak, pola umumnya khas untuk senyawa tersebut seprti sidik jari orang. Jadi, daerah ini disebut dengan daerah sidik jari. Anda harus ingat bahwa kecocokan spektra IR dua senyawa adalah bukti tak terbantahkan bahwa dua senyawa tersebut identik. Karena pembandingan dapat dilakukan dengan spektrum yang telah direkam, di sini tidak diperlukan sampel standar seperti yang diperlukan dalam uji titik leleh campuran. Uji titik leleh campuran mulai jarang digunakan sejak berkembangnya spektroskopi IR.

Karena kayanya informasi dalam struktur senyawa organik, harus diakui

Tabel 13.1 Serapan khas beberapa gugus.

bahwa spektra IR informasinya tak sekaya spektra NMR. Namun, spektroskopi IR tetap, akan tetap merupakan satu dari teknik yang paling sering digunakan untuk mendapatkan informasi struktur berbagai tipe senyawa. Keuntungan spektroskopi IR dibanding NMR adalah pengukurannya mudah dan sederhana, dan spektra IR tidak terlalu dipengaruhi oleh kondisi pengukuran.

Latihan Soal :

1. Hukum Lambert-Beer.

Suatu larutan dalam air senyawa X ditempatkan dalam sel berketabalan 1 cm dan absorbansnya pada λ = 366 nm ditentukan pada berbagai konsentrasi. Nilai transmitans dituliskan dalam tabel berikut.

---

c (10-4 mol dm-3) T			0,80 0,420	1,20 0,275	1,60 0,175	2,00 0,110

---

Tentukan koefisien ekstingsi molar X.

Jawab :

---

c (10-4 mol dm-3) A	0,80 0,377	1,20 0,5 61			1,60 0,757	2,00 0,959

---

Hubungan linear didapatkan bila A diplotkan terhadap c, yang menunjukkan hukum Lambert-Beer dipenuhi. Kemiringan plotnya sekitar 4,9 x 10³ dm³ mol^-1 ??adi ε = (kemiringan)/d = 490 dm³ mol^-1 .

2. Spektrum IR

GAmbar diatas, ditunjukkan spektra IR (a) propanal CH₃CH₂CHO??b) aseton (CH₃)₂CO dan (c) asam propanoat CH₃CH₂COOH.

Tandai puncak-puncak yang ditandai dengan angka (1) dan (2) untuk setiap senyawa.. ! !

Jawab :

(a) (1) C-H ulur (aldehida); (2) C=O ulur

(b) (1) C-H ulur (2) C=O ulur

(c) (1) O-H ulur; (2) C=O ulur.

3. Gambarkan Struktur ß-karoten. . .! !

Jawab :

Struktur ß-karoten. Warna merah wortel dan tomat adalah akibat sistem terkonjugasi yang panjang ini.

4. Apa yang dimaksud dengan ibrasi Ulur dan Tekuk. . .? ?

Jawab :

Vibrasi ulur dan tekuk adalah cara vibrasi yang dapat diekstitasi oleh sinar dengan bilangan gelombag (jumlah gelombang per satuan panjang) dalam rentang 1200-4000 cm^-1.

5. Apa yang dimaksud dengan daerah gugus fungsi. . .? ?

Jawab :

Daerah gugus Fungsi adalah Hampir semua gugus fungsi organik memiliki bilangan gelombang serapan khas di daerah yang tertentu.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)

Bab 43 Spektroskopik NMR

Spektroskopik NMR

a. Prinsip

Banyak inti (atau lebih tepat, inti dengan paling tidak jumlah proton atau neutronnya ganjil) dapat dianggap sebagai magnet kecil. Inti seperti proton (¹H atau H-1) dan inti karbon-13 (¹³C atau C-13; kelimpahan alaminya sekitar 1%). Karbon -12 (¹²C), yang dijadikan standar penentuan massa, tidak bersifat magnet.

Bila sampel yang mengandung ¹H atau ¹³C (bahkan semua senyawa organik) ditempatkan dalam medan magnet, akan timbul interaksi antara medan magnet luar tadi dengan magnet kecil (inti). Karena ada interaksi ini, magnet kecil akan terbagi atas dua tingkat energi (tingkat yang sedikit agak lebih stabil (+) dan keadaan yang kurang stabel (-)) yang energinya berbeda. Karena dunia inti adalah dunia mikroskopik, energi yang berkaitan dengan inti ini terkuantisasi, artinya tidak kontinyu. Perbedaan energi antara dua keadaan diberikan oleh persamaan.

E = γhH/2π(13.4)

H kuat medan magnet luar (yakni magnet spektrometer), h tetapan Planck, γ tetapn khas bagi jenis inti tertentu, disebut dengan rasio giromagnetik dan untuk proton nilainya 2,6752 x 10⁸ kg^-1 s A (A= amper)??

Bila sampel disinari dengan gelombang elektromagnetik ν yang berkaitan dengan perbedaan energi E, yakni,

E = hν (13.5)

inti dalam keadaan (+) mengabsorbsi energi ini dan tereksitasi ke tingkat energi (-). Proses mengeksitasi inti dalam medan magnetik akan mengabsorbsi energi (resonansi) disebut nuclear magnetic resonance (NMR)??

Frekuensi gelombang elektromagnetik yang diabsorbsi diungkapkan sebagai fungsi H.

ν = γH/2π(13.6)

Bila kekuatan medan magnet luar, yakni magnet spektrometer, adalah 2,3490 T(tesla; 1 T = 23490 Gauss), ν yang diamati sekitar 1 x 10⁸ Hz = 100 MHz??ilai frekuensi ini di daerah gelombang mikro.

Seacara prinsip, frekuensi gelombang elektromagnetik yang diserap ditentukan oleh kekuatan magnet dan jenis inti yang diamati. Namun, perubahan kecil dalam frekuensi diinduksi oleh perbedaan lingkungan kimia tempat inti tersebut berada. Perubahan ini disebut pergeseran kimia.

Dalam spektroskopi ¹H NMR, pergeseran kimia diungkapkan sebagai nilai relatif terhadap frekuensi absorpsi (0 Hz) tetrametilsilan standar (TMS) (CH₃)₄Si??ergeseran kimia tiga jenis proton dalam etanol CH₃CH₂OH adalah sekitar 105??25 dan 490 Hz bila direkam dengan spektrometer dengan magnet 2 1140 T (90 MHz) (Gambar 13.6(a))??arena frekuensi absorpsi proton adalah 0,9 x 10⁸Hz (90 MHz), pergeseran kimia yang terlibat hanya bervariasi sangat kecil.

Frekuensi resonansi (frekuensi absorpsi) proton (atau inti lain) sebanding dengan kekuatan magnet spektrometer. Perbandingan data spektrum akan sukar bila spektrum yang didapat dengan magnet berbeda kekuatannya. Untuk mencegah kesukaran ini, skala δ, yang tidak bergantung pada kekuatan medan magnet, dikenalkan. Nilai δ didefinisikan sebagai berikut.

δ = (ν/ν) x 106 (ppm) (13.7)

ν perbedaan frekuensi resonansi (dalam Hz) inti yang diselidiki dari frekuensi standar TMS (dalam banyak kasus) dan ν frek uensi (dalam Hz) proton ditentukan oleh spektrometer yang sama. Anda harus sadar bahwa Hz yang muncul di pembilang dan penyebut persamaan di atas dan oleh karena itu saling meniadakan. Karena nilai ν/ν sedemikian kecil, nilainya dikalikan dengan 10⁶. Jadi nilai δ diungkapkan dalam satuan ppm.

Untuk sebagian besar senyawa, nilai δ proton dalam rentang 0-10 ppm. Nilai δ tiga puncak etanol di Gambar 13. 6 adalah 1,15; 3,6 dan 5,4??

Penemuan pergeseran kimia memberikan berbagai kemajuan dalam kimia. Sejak itu spektroskopi NMR telah menjadi alat yang paling efektif untuk menentukan struktur semua jenis senyawa. Pergeseran kimia dapat dianggap sebagai ciri bagian tertentu struktur. Misalnya, pergeseran kimia proton dalam gugus metil sekitar 1 ppm apappun struktur bagian lainnya. Lebih lanjut, seperti yang ditunjukkan di Gambar 13.6, dalam hal spektra ¹H NMR, intensitas sinyal terintegrasi sebanding dengan jumlah inti yang relevan dengan sinyalnya. Hal ini akan sangat membantu dalam penentuan struktur senyawa organik.

b. Kopiling spin-spin

Bahkan bila pergeseran kimia adalah satu-satunya informasi yang dihasilkan oleh spektroskopi NMR, nilai informasi dalam penentuan struktural senyawa organik sangat besar maknanya. Selain itu, spektroskopi NMR dapat memberikan informasi tambahan, yakni informasi yang terkait dengan kopling spin-spin.

Sebagaimana sudah Anda pelajari, tingkat energi inti (yakni, proton) terbelah menjadi keadaan berenergi tinggi dan rendah. Selain itu, tingkat-tingkat energi ini membelah lebih lanjut karena interaksi dengan inti tetangganya (inti-inti adalah magnet-magnet sangat kecil juga). Pembelahan ini sangat kecil tetapi akan memiliki akibat yang penting, yakni, pembelahannya tidak dipengaruhi oleh kekuatan medan magnet spektrometer. Pembelahannya hanya bergantung pada interaksi inti-inti.

Bila spektrum ¹H NMR etanol diukur dengan kondi si lebih baik (uakni resolusi lebih baik), sinyal CH₃- dan CH₂- tebelah menjadi multiplet. Pembelahan ini karena adanya kopling spin-spin antar proton. Spektra yang menunjukkan pembelahan kopling spin-spin ini disebut spektra resolusi tinggi. Sedang spektra yang tidak menunjukkan pembelahan ini disebut spektra resolusi rendah.

Latihan Soal :

1. spektrum ¹H NMR

Sketsakan bentuk kira-kira spektrum ¹H NMR 1-propanol CH₃CH₂CH₂OH, dan identifikasi asal tiap sinyal. Prosedur ini disebut dengan penandaan (assignment).

Jawab:

Pola spektrumnya dekat dengan pola spektrum etanol kecuali satu sinyal tambahan dari -CH₂. Sinyal ini diharapkan muncul antara δ 1 dan δ 5 di Gambar 13.5. Anda harus memperhatikan bahwa proton dekat atom oksigen akan beresonansi pada medan rendah (yakni spektrum sisi kiri).

2. Prediksi spektrum ¹H NMR

Gambarkan sketsa spektra ¹H NMR resolusi rendah dengan grafik batang.

(a) etil asetat CH₃COOCH₂CH₃, (b) isopropil asetat CH₃COOCH(CH₃)₂

Jawab :

Lihat Gambar berikut, angka di samping angka dalam tanda kurung menunjukkan jumlah proton yang relevan.

3. Gambarkan 1H spektra NMR etanol CH3CH2OH dan gambarkan pula tentang :

(a) spektrum resolusi rendah,
(b) resolusi tinggi.

Jawab :

1H spektra NMR etanol CH3CH2OH

(a) spektrum resolusi rendah,
(b) resolusi tinggi. Garis bertangga adalah integral intensitas absorpsi.

4. Apakah kegunaan dari Spektroskopik NMR. . .? ?

Jawab :

spektroskopi NMR telah menjadi alat yang paling efektif, berguna untuk menentukan struktur semua jenis senyawa.

5. Apakah yang dimaksud dengan Spektra Resolusi Tinggi dan Spektra Resolusi Rendah. . .? ?

Jawab :

• spektra resolusi tinggi adalah Spektra yang menunjukkan pembelahan kopling spin-spin.
• spektra resolusi rendah adalah spektra yang tidak menunjukkan pembelahan.

Materi ini dibuat oleh : Diah Utami (41609010045)