POST TES KIMIA ANALITIK INSTRUMEN

SPEKTRONIK 20

    Spektronik 20 adalah suatu alat yang mempunyai rentang panjang gelombang dari 340nm sampai 600nm. Alat ini hanya dapat mengukur absorbansi dengan sampel larutan yang berwarna.

Sehingga apabila didapatkan sampel yang tidak berwarna maka sampel itu harus dikomplekkan sehingga sampel itu dapat berwarna. Larutan yang berwarna dalam tabung reaksi khusus dimasukan ke tempat cuplikan dan absorbansi atau persen transmitansi dapat dibaca pada sekala pembacaan.

Sistem optik dari alat ini dapat dikembangkan sebagai berikut: sumber cahaya berupa lampu tungsten akan memancarkan sinar polikromatik. Setelah melewati pengatur panjang gelombang, hanya sinar yang mono kromatik dilewatkan ke larutan dan sinar yang melewati larutan dideteksi oleh foto detektor.

Alat Spectronic 20 Baush & Lomb merupakan spetrofotometer berkas tunggal. Komponen spectronic 20 yang penting antara lain:

Suatu sumber cahaya yaitu lampu wolfram yang berkesinambungan yang meliputi daerah 380 – 750 nm (daerah sinar tampak). Suatu monokromator, yakni suatu komponen untuk menyeleksi pita sempit panjang gelombang dari spektrum lebar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Suatu wadah sampel atau cuvet dari gelas/kaca. Suatu detektor, yang berupa tranduser yang mengubah energi cahaya menjadi suatu isyarat listrik (detektor fotolistrik, tabung foton). Suatu pengganda (amplifier) dan rangkaian yang berkaitan dalam membuat isyarat listrik itu dapat terbaca. Suatu sistem baca (skala absorbansi atau % T dengan jarum penunjuk) yang menyatakan besarnya isyarat listrik.

Bagian-bagian penting Spectronic 20 dan fungsinya adalah sebagai berikut:

1.  Power switch / Zero Control, berfungsi untuk menghidupkan alat (yang ditunjukkan oleh nyala lampu Pilot Lamp) dan pengatur posisi jarum penunjuk (meter) pada angka 0,00% T pada saat Sample Compartement kosong dan ditutup

2.  Transmittance / Absorbance Control, berfungsi untuk mengatur posisi jarum meter pada angka 100% T pada saat kuvet yang berisi larutan blanko berada dalam Sample Compartement dan ditutup.

3. Sample Compartement berfungsi untuk menempatkan larutan dalam kuvet pada saat pengukuran. Selama pembacaan, Sample Compartement harus dalam keadaan tertutup.

4.  Wavelength Control berfungsi untuk mengatur panjang gelombang (l) yang dikehendaki yang terbaca melalui jendela sebelahnya.

5.  Pilot Lamp (nyala) berfungsi untuk mengetahui kesiapan instrumen.

6.  Meter berfungsi untuk membaca posisi jarum penunjuk absorbansi dan atau transmitansi.

 Cara Pengoprasian spektronik 20

1. Nyalakan alat spektronik 20 dengan on bila aliran listrik sudah dihubungkan dengan arus AC 220V. maka lampu indikator akan berwarna merah menandakan adanya arus yang mengalir. Biarkan kurang lebih 15 menit untuk memanaskan alat.
2. Pilih panjang gelombang yang akan digunakan dengan cara memutar tombol pengatur panjang gelombang
3. Atur meter ke pembacaan 0% T dengan memutar tombol pengaturnya
4. Masukan larutan belangko (biasanya aquades dalam tabung khusus ke tempat cuplikan
5. Atur meter ke pembaca 100%T dengan memutar tombolnya
6. Ganti larutan belangkonya dengan larutan cuplikan dan baca absorbansi atau persen trasmitansi yang ditunjukan oleh jarum pada pembaca A/T
7. Kalau sudah selesai pengukuran padamkan alat dengan menekan tombol on/off nya

SPEKTRONIK UV-VIS

Spektrofotometer Uv-Vis adalah alat yang digunakan untuk mengukur transmitansi, reflektansi dan absorbsi dari cuplikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrofotometer sesuai dengan namanya merupakan alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi cahaya secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan blanko ataupun pembanding.

Spektrofotometer Uv-Vis merupakan spektrofotometer yang digunakan untuk pengukuran didaerah ultra violet dan didaerah tampak. Semua metode spektrofotometri berdasarkan pada serapan sinar oleh senyawa yang ditentukan, sinar yang digunakan adalah sinar yang semonokromatis mungkin.

Spektrofotometer UV-Vis (Ultra Violet-Visible) adalah salah satu dari sekian banyak instrumen yang biasa digunakan dalam menganalisa suatu senyawa kimia. Spektrofotometer umum digunakan karena kemampuannya dalam menganalisa begitu banyak senyawa kimia serta kepraktisannya dalam hal preparasi sampel apabila dibandingkan dengan beberapa metode analisa.

Spektrofotometri UV/Vis melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spetrofotometer UV/Vis lebih banyak dpakai ntuk analisis kuantitatif dibanding kualitatif.

Spektrofotometri UV-vis adalah pengukuran serapan cahaya di daerah ultraviolet (200–350 nm) dan sinar tampak (350 – 800 nm) oleh suatu senyawa. Serapan cahaya uv atau cahaya tampak mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi.

Cara Kerja Spektroskopi UV-Vis

Spektroskopi UV-Vis digunakan untuk cairan berwarna. Sehingga sampel yang akan diidentifikasi harus diubah dalam senyawa kompleks. Analisis unsur berasal dari jaringan tanaman, hewan, manusia harus diubah dalam bentuk larutan, misalnya destruksi campuran asam (H2SO4+ HNO3 + HClO4) pada suhu tinggi. Larutan sample diperoleh dilakukan preparasi tahap berikutnya dengan pereaksi tertentu untuk memisahkan unsur satu dengan lainya, misal analisis Pb dengan ekstraksi dithizon pada pH tertentu. Sampel Pb direaksikan dengan amonium sitrat dan natriun fosfit, pH disesuaikan dengan penambahan amonium hidroksida kemudian ditambah KCN dan NH2OH.HCl dan ekstraksi dengan dithizon

Spectra elektronik senyawaan dalam fasa uap kadang-kadang menunjukkan struktur halus vibrasi yang dapat teramati, namun dalam fasa-fasa mampat, tingkat energy molekul demikian terganggu oleh tetanggga-tetangga dekatnya, sehingga sering kali hanya tampak pita lebar. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-tampak karena mereka mengandung electron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energy yang lebih tinggi. Panjang gelombang pada absorpsi akan terjadi bergantung pada betapa kuatnya electron itu terikat dalam molekul. Electron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat dengan kuat, dan diperlukan radiasi berenergi tinggi atau panjang gelombang pendek, untuk eksitasinya. Misalnya, alkana, yang hanya mengandung ikatan tunggal C – H dan C – C tidak menunjukkan serapan di atas 160 nm. Metana menunjukkan suatu puncak pada 122 nm yang ditandai sebagai *. Ini berarti bahwa suatu electron dalam orbital ikatans-stransisi (bonding) sigma dieksitasikan ke orbital anti ikatan (antibonding) sigma.

Jika suatu molekul mengandung sebuah atom seperti klor yang mempunyai pasangan electron menyendiri, sebuah electron tak terikat (nonbonding) dapat dieksitasikan ketingkat energy yang lebih tinggi. Karena electron nonbonding tak terikat terlalu kuat seperti electron bonding sigma, maka absorbsinya terjadi pada panjang gelimbang yang lebih panjang.

Electron dalam ikatan rangkap dan ganda tiga agak mudah dieksitasikan ke orbital yang lebih tinggi. Suatu transisi * bila sebuah electron pi ditingkatkan dari suatup-pdilambangkan dengan orbital bonding-pi ke suatu orbital antibonding pi. Penyerapan energy dalam transisi semacam itu biasanya lebih intensif daripada dalam *. Dalam molekul tergonjugasi (yakni molekul yang memilikis-stransisi ikatan-ikatan rangkap berselang seling dengan ikatan rangkap) absorbs bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang.

http://akbarcules46.blogspot.com/2012/10/spektronik-20.html

UJIAN SEMESTER KIMIA BAHAN ALAM

Nama :           Putri Dwi Wandani

Nim     :           RRA1C110012

UJIAN AKHIR SEMESTER

MATA KULIAH       : KIMIA BAHAN ALAM

SKS                             : 2 SKS

DOSEN                      : Dr. Syamsurizal, M.Si

WAKTU                     : 22-29 Desember 2012

PETUNJUK : Ujian ini open book. Tapi tidak diizinkan mencontek, bilamana ditemukan, maka anda dinyatakan GAGAL. Jawaban anda diposting di bolg masing-masing.

1.      Jelaskan dalam jalur biosintesis triterpenoid, identifikasilah faktor-faktor penting yang sangat menentukan dihasilkannya triterpenoid dalam kuantitas yang banyak.

Jawab :

Terpenoid merupakan derivat dehidrogenasi dan oksigenasi dari senyawa terpen. Terpen merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan oleh tumbuhan dan sebagian kelompok hewan. Rumus molekul terpen adalah (C5H8)n. Terpenoid disebut juga dengan isoprenoid. Hal ini disebabkan karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isopren. Secara struktur kimia terenoid merupakan penggabungan dari unit isoprena, dapat berupa rantai terbuka atau siklik, dapat mengandung ikatan rangkap, gugus hidroksil, karbonil atau gugus fungsi lainnya.

 

 

Sintesa Terpenoid

—  Secara umum biosintesa terpenoid terjadinya 3 reaksi dasar, yaitu:

1.      Pembentukan isoprena aktif berasal dari asam asetat melalui asam mevalonat.

2.      Penggabungan kepala dan ekor unit isoprene akan membentuk mono-, seskui-, di-, sester-, dan poli-terpenoid.

3.      Penggabungan ekor dan ekor dari unit C-15 atau C-20 menghasilkan triterpenoid dan steroid.

Asam asetat setelah diaktifkan oleh koenzim A melakukan kondensasi jenis Claisen menghasilkan asam asetoasetat. Senyawa yang dihasilkan ini dengan asetil koenzim A melakukan kondensasi jenis aldol menghasilkan rantai karbon bercabang sebagaimana ditemukan pada asam mevanolat. Reaksi-reaksi berikutnya ialah fosforilasi, eliminasi asam fosfat dan dekarboksilasi menghasilkan IPP yang selanjutnya berisomerisasi menjadi DMAPP oleh enzim isomerase. IPP sebagai unit isopren aktif bergabung secara kepada ke-ekor dengan DMAPP dan penggabungan ini merupakan langkah pertama dari polimerisasi isopren untuk menghasilkan terpenoid. Penggabungan ini terjadi karena serangan elektron dari ikatan rangkap IPP terhadap atom karbon dari DMAPP yang kekurangan elektron diikuti oleh penyingkiran ison pirofosfat. Serangan ini menghasilkan geranil pirofosfat (GPP) yakni senyawa antara bagi semua senyawa monoterpen.

Penggabungan selanjutnya antara satu unit IPP dan GPP, dengan mekanisme yang sama seperti antara IPP dan DMAPP, menghasilkan farnesil pirofosfat (FPP) yang merupakan senyawa antara bagi semua senyawa seskuiterpen. Senyawa-senyawa diterpen diturunkan dari geranil-geranil pirofosfat (GGPP) yang berasal dari kondensasi antara atau satu unit IPP dan GPP dengan mekanisme yang sama pula.

Bila reaksi organik sebagaimana tercantum dalam Gambar 2 ditelaah lebih mendalam, ternyata bahwa sintesa terpenoid oleh organisme adalah sangat sederhan a sifatnya. Ditinjau dari segi teori reaksi organik sintesa ini hanya menggunakan beberapa jenis reaksi dasar. Reaksi-reaksi selanjutnya dari senyawa antara GPP, FPP dan GGPP untuk menghasilkan senyawa-senyawa terpenoid satu persatu hanya melibatkan beberapa jenis reaksi sekunder pula. Reaksi-reaksi sekunder ini lazimnya ialah hidrolisa, siklisasi, oksidasi, reduksi dan reaksi-reaksi spontan yang dapat berlangsung dengan mudah dalam suasana netral dan pada suhu kamar, seperti isomerisasi, dehidrasi, dekarboksilasi dan sebagainya.

Pada biosintesis triterpenoid yang menjadi factor penting keberhasilan terbentuknya senyawa hasil proses biosintesis yaitu enzim-enzim yang bekerja pada biosintsis tersebut, pH dan juga temperatur.

2. Jelaskan dalam penentuan struktur flavonoid, kekhasan signal dan intensitas serapan dengan menggunakan spektrum IR dan NMR. Berikan dengan contoh sekurang-kurangnya dua struktur yang berbeda!

Jawab :

Penentuan Struktur Molekul Isolat Flavonoid

Dari ekstrak etil asetat bagian batang tumbuhan paku Nephrolepis radicans (Burm.) Kuhn telah berhasil dipisahkan senyawa flavonoid berwarna kuning sebanyak 8 mg. Isolat menunjukkan satu noda pada kromatografi lapis tipis dengan sistem tiga eluen yaitu Rf berturut-turut 0,20; 0,36; dan 0,38 untuk eluen kloroform-aseton = 7:3, kloroform-aseton= 5:5, dan kloroform-metanol = 9:1. Pada kromatodrafi cair juga menghasilkan satu puncak dengan Rt = 2,1 menit. Spektrum UV (MeOH) λmaks 280 dan 333 (bh) nm; (MeOH + NaOH): 289, 350 (bh) nm; (MeOH+AlCl3): 281, 360 (bh) nm; (MeOH+AlCl3+HCl): 282, 358 (bh) nm; (MeOH+NaOAc): 282, 355 (bh) nm; (MeOH+NaOAc+H3BO3): 280, 355 (bh) nm. Spektrum IR (KBr) maks : 3222 (OH), 2930 (C-H alkil), 1633 (C=O), 1513, 1460 (C=C aromatik), 1385 (tekuk C-H alkil), 1269 (-C-O-C-), 1026 (C-O simetris), 666,3 cm-1 (lentur pendukung aromatik). Spektrum massa menunjukkan puncak ion molekul semu (M + 1) pada m/z 567.

Isolat menunjukkan hasil positif pada uji dengan pereaksi FeCl3 dan tes shinoda (Mg + HCl) mendukung bahwa isolat merupakan senyawa golongan fenolik jenis flavonoid. Adanya gugus fenol juga didukung oleh munculnya puncak dalam spektrum IR pada daerah 3222,5 cm-1 (vibrasi ulur OH) dan 1513,4; 1460,9 cm-1 (vibrasi ulur C=C aromatik).

Hasil pengukuran spektrum UV isolat dalam pelarut metanol yang menunjukkan serapan maksimum pada λmaks 280,3 nm (pita II) dan bahu pada daerah 333 nm (pita I), mendukung bahwa isolat merupakan flavonoid jenis dihidrocalkon [6]. Serapan OH (3222,5 cm-1 ), C-H alkil (2930,1 cm–1), C=O terkelasi (1633,3 cm-1), C=C aromatik (1513,4 cm-1, 1460,9 cm-1) dalam spektrum IR mendukung bahwa isolat merupakan flavonoid jenis dihidrocalkon. Tidak adanya pergeseran batokromik yang berarti pada penambahan pereaksi NaOH dan NaOAc mendukung bahwa isolat tidak memiliki gugus OH bebas pada atom C-4’. Pada pita II juga tidak terjadi pergeseran batokromik pada penambahan pereaksi AlCl3 mendukung adanya gugus OH bebas pada C-6’. Penambahan pereaksi AlCl3 + HCl dan NaOAc + H3BO3 tidak menyebabkan pergeseran batokromik pita II. Hal tersebut mendukung tidak adanya gugus orto-dihidroksi pada cincin A dalam isolat flavonoid. Hasil pengukuran spektrum massa menunjukkan bahwa isolat memiliki massa molekul relatif 566 yang sesuai untuk rumus molekul C27H34O13. Berdasarkan hasil analisis data spektroskopi diduga isolat merupakan senyawa 2’-hidroksi-4’-metoksi-dihidrokalkon-6’-O-α-L-arabinopiranosil (16)-β-Dglukopiranosida.

3.  Dalam isolasi alkaloid, pada tahap awal dibutuhkan kondisi asam atau basa. Jelaskan dasar penggunaan reagen tersebut, dan berikan contohnya sekurang-kurangnya tiga macam alkaloid!

Jawab :

Alkaloid cenderung bersifat basa dan mudah menguap. sedangkan asam digunakan untuk menghasilkan alkaloid dalam bentuk garam dan tidak mudah menguap. Kemudian basa yang dipakai dalam isolasi alkaloid tidak boleh menggunakan basa yang terlalu kuat sebab, alkaloid pada umumnya kurang stabil dan pada PH tinggi ada kemungkinan akan terurai, terutama pada keadaan bebas.terlebih lagi alkaloid itu dalam bentuk ester, seperti : Atropin, Hyoscyamin dan Alkaloid Secale. Dan jika basa yang diberikan lebih kecil dari alkaloid yang akan di bebaskan dari garamnya maka, alkaloid tidak dapat diisolasi. Sehingga memerlukan basa yang lebih kuat.

Beberapa pereaksi pengendapan digunakan untuk memisahlkan jenis alkaloid.Pereaksi sering didasarkan pada kesanggupan alkaloid untuk bergabung dengan logam yang memiliki berat atom tinggi seperti merkuri, bismuth, tungsen, atau jood. Pereaksi mayer mengandung kalium jodida dan merkuri klorida dan pereaksi Dragendorff mengandung bismuth nitrat dan merkuri klorida dalam nitrit berair. Pereaksi Bouchardat mirip dengan pereaksi Wagner dan mengandung kalium jodida dan jood. Pereaksi asam silikotungstat menandung kompleks silikon dioksida dan tungsten trioksida. Berbagai pereaksi tersebut menunjukkan perbedaan yang besar dalam halsensitivitas terhadap gugus alkaloid yang berbeda. Ditilik dari popularitasnya, formulasi mayer kurang sensitif dibandingkan pereaksi wagner atau dragendorff.

contoh isolasi alkaloid, yaitu:

Isolasi Nikotin dari daun tembakau

25 gram daun tembakau kering rajangan yang telah dibungkus kertas saring  dimasukkan ke dalam alat soxhlet, dilakukan ekstraksi dengan menggunakan 300  mL metanol selama 7 jam. Sampel yang digunakan adalah 100 gram sehingga ekstraksi dilakukan 4 kali. Ekstrak / filtrat yang dihasilkan dievaporasi sampai dihasilkan larutan yang pekat atau filtrat tinggal 10 % dari volume semula. Larutan  pekat  dituangkan  ke  dalam  labu  erlenmeyer  dan  diasamkan dengan H2SO4  2 M sebanyak 25 mL. Larutan diaduk dengan magnetik stirer  agar   homogen.  Larutan  diuji  dengan  kertas  lakmus  sampai berwarna merah.  Kemudian larutan diekstrak dengan kloroform 25 mL sebanyak 3 kali dengan corong pisah. Ekstrak yang dihasilkan berada di lapisan bawah diuji dengan reagen

         Dragendorf, positip alkaloid jika timbul endapan orange. Ekstrak  dinetralkan  lagi  dengan  menambahkan  NH4OH,  kemudian diekstraksi lagi  dengan kloroform 25 mL sebanyak 3 kali. Ekstrak    yang   diperoleh            diuapkan         dengan            dianginkan,     kemudian dimurnikan  dengan  kromatografi  kolom  dengan  silika  gel  11,5  gram  sebagai fase  diam, panjang kolom 10 cm, diameter kolom 3 cm dan dengan eluen n heksana  dan kloroform, metanol dengan perbandingan 1:0, 7:3, 5:5, 3:7 dan 0:1 masing – masing  sebanyak 10 mL.

Hasil kromatografi kolom dilanjutkan dengan kromatografi lapis tipis dengan larutan pengembang metanol. Hasil ekstrak kemudian        diuji dengan menggunakan GC–MS, spektrofotometer UV-Vis dan Spektrofotometer IR.

Isolasi alkaloid dari akar tumbuhan Anamirta cocculus

Isolasi alkaloid dari akar tumbuhan Anamirta cocculus(L.) W. & A. (Tuba biji) dilakukan dengan cara ekstrasi kontinu menggunakan pelarut etanol, dan hasil ekstraksi dipekatkan. Hasil pemekatan diekstraksi dengan heksana. Fasa etanol yang diperoleh diuapkan dan ditambah HCl 2 N selanjutnya di tambah NH4 OH sampai PH = 9 kemudian diekstraksi dengan toluen. Fasa anorganik yang diperoleh dari ekstraksi ini diekstraksi kembali dengan kloroform. Hasil ekstraksi dengan kloroform ditambah HCl 2 N, fasa. anorganik yang diperoleh dibasakan dengan penambahan NH40H kemudian diekstraksi dengan kloroform. Ekstrak kloroform dipekatkan sampai terbentuk krud. Krud yang diperoleh dilakukan kristalisasi dengan menggunakan pelarut aseton-air (3:1) didapatkan kristal alkaloid berupa jarum berwarna putih. Titik leleh kristal 165 - 167 ^oC, sedangkan hasil kromatografi lapis tipis diperoleh senyawa dalam bentuk satu komponen. Dari spektra inframerah dan ultraviolet menunjukkan adanya gugus fungsi 0=0, c-o, N-H, C-H dan serapan pada panjang gelombang maksimum 285 nm dan 305 nm.

4. Jelaskan keterkaitan diantara biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam . Berikan contohnya!

Jawab:

Biosintesis, metode isolasi dan penentuan struktur senyawa bahan alam merupakan satu kesatuan. Biosintesis merupakan pembentukan senyawa bahan alam yang terdapat dalam tumbuhan dimana prosesnya dibantu oleh enzim, senyawa tersebut dapat berupa flavonoid, alkaloid, steroid, terpenoid dan lain-lain. Senyawa-senyawa hasil dari biosintesis sangat bermanfaat. Maka untuk mengambil senyawa-senyawa tersebut, dilakukanlah metode isolasi yang dapat dilakukan dengan cara mengekstrak simplisia  tumbuhan yang mengandung senyawa tersebut. Senyawa hasil dari isolasi dapat ditentukan strukturnya yang bertujuan untuk mengetahui jenis senyawa yang dihasilkan.