KUMPULAN PERTANYAAN TENTANG INFRAMERAH

KUMPULAN PERTANYAAN TENTANG INFRAMERAH

1.        Bagaimana prinsip dasar spektroskopi IR, sebut dan jelaskan syarat suatu ikatan dapat terukur oleh infrared?

Jawab:

Prinsip dasar dari spektroskopi IR adalah apabila suatu energy mengenai suatu senyawa maka energy tersebut hanya akan menggetarkan ikatan-ikatan pada senyawa tersebut dengan frekuensi tertentu sehingga getaran atau vibrasi tersebut dapat terbaca oleh spektroskopi IR.

Syarat dapat terbaca oleh IR adalah:

a.    Frekuensi IR sama dengan frekuensi vibrasi dari ikatan molekul tersebut.

Jika mempunyai frekuensi yang sama maka akan terjadi absorbsi energy oleh molekul tersebut ang menyebabkan ikatan-ikatan pada molekul tersebut mengalami vibrasi sehingga dapat terdeteksi oleh spektroskopi IR.

b.    Molekul harus merupakan suatu dwikutub.

Contoh: pada molekul CO atau NO tak simetris, ada perbedaan keelektronegatifan, molekul tersebut merupakan  suatu dwikutub. Bila jarak  δ⁺ dan δ^- berfluktuasi, seperti yang akan terjadi bila molekulnya bergetar, maka dalam molekul tersebut terjadi medan listrik yang berosilasi , yang akan dapat berinteraksi dengan medan listrik dari sinar IR.

Dan bila sinar IR sama dengan vibrasi alamiah ikatan molekul tersebut maka energy IR akan diserap molekul yang menyebabkan perubahan amplitude vibrasi molekul.

2.        Sebutkan dan jelaskan apa saja yang mempengaruhi frekuensi ?

Jawab:

a.     Kekuatan ikatan dapat mempengaruhi frekuensi

Semakin kuat ikatan maka semakin besar juga frekuensinya, dengan massa tereduksi yang sama apabila pada ikatan dengan atom yang sama dan massa tereduksi yang berbeda apabila pada ikatan dengan jenis atom yang berbeda.

b.    Massa atom pada ikatan dapat mempengaruhi besarnya frekuensi.

c.     Jenis vibrasi dapat mempengaruhi besarnya frekuensi

Frekuensi vibrasi jenis stretching mempunyai frekuensi lebih besar daripada bending karena kekuatan ikatan pada stretching lebih besar daripada bending.

d.    Hibridisasi gaya memberikan pengaruh pada tetapan gaya.

Urutan kekuatan : sp > sp₂ > sp₃

Jika ikatan tersebut tunggal maka merupaka sp₃ sehingga dia mempunyai kekuatan ikatan yang rendah dan frekuensinya juga kecil.

e.    Semakin banyak molekul tersebut dapat beresonansi maka molekul tersebut mempunyai kekuatan ikatan yang rendah dibanding pada molekul yang mempunyai ikatan rangkap da resonansi juga dapat memperpanjang ikatan sehingga pada molekul yang beresonansi mempunyai frekuensi yang lebih rendah.

3.        Sebutkan macam-macam vibrasi?

Jawab:

a.    Vibrasi rentang/ulur (stretching)

1.    Vibrasi simetri.

2.    Vibrasi anti simetri.

b.    Vibrasi lengkung/tekuk (bending)

1.    Dalam bidang

a.    Vibrasi scissoring

b.    Vibrasi rocking

2.    Luar bidang

a.    Vibrasi wagging

b.    Vibrasi twisting.

4.        Jelaskan satu factor sekunder yang mempengaruhi frekuensi (vibrasi coupling)?

Jawab:

Vibrasi ini terjadi saat ada lebih dari satu ikatan yang saling mempengaruhi antara berbagai vibrasi dalam molekul yang sama.

Contoh : pada system AX₂

Pada system ini akan menghasilkan dua jenis vibrasi stretching yaitu vibrasi anti simetri dan vibrasi simetri.

5.        Jelaskan tentang ikatan hydrogen? Bagaimana cara meniadaka ikatan hydrogen intramolekul?

Jawab:

Ikatan hydrogen terjadi apabila H parsial positif terikat pada suatu atom dengan lone pair electron. Ikatan hydrogen ini mempunyai 2 jenis yaitu,

Cara meniadakan ikatan hydrogen intramolekul yaitu dengan:

a.       Mempergunakan pelarut non polar

b.      Larutan dibuat se-encer mungkin

Dengan mengencerkan larutan maka akan menambah partisi yang ada pad larutan tersebut sehingga akan memperpanjang ikatan hydrogen tersebut sehingga kekuatannya akan melemah.

c.       Menaikkan suhu larutan, namun hal ini tidak pernah dilakukan pada spektroskopi IR.

Dengan adanya pemanasan maka ikatan hydrogen tersebut akan semakin jauh sehingga kekuatannya ssemakin melemah.

6.        Jelaskan mengapa frekuensi vibrasi stretching pada OH bebas lebih besar dibanding dengan OH yang berikatan hydrogen?

Jawab:

Hal tersebut dikarenakan pada OH bebas tidak ada pengaruh dari atom lain yang bisa menarik atom O atau H dan dapat memperpanjang ikatan OH bebas tersebut, sedangkan pada OH yang berikatan hydrogen mendapatkan pengaruh dari lone pair electron pada O dari senyawa lain yang akan menarik H parsial positif dari OH bebas sehingga membentuk ikatan hydrogen, dan ikatan OH tersebut aka semakin panjang dengan adanya tarikan dari pembentukan akibat pembentukan ikatan hydrogen tersebut sehngga kekuatan ikatannya akan melemah dan frekuensi vibrasinya juga akan menurun.

Contoh:

         

        

Seny. 1                             seny. 2

Ikatan OH dengan warna merah tersebut pada seny. 1 lebih pendek daripada seny. 2 dikarenakan pada seny. 2 terjadi tarikan dengan senyawa lain yang membentuk ikatan hydrogen.

7.        Jelaskan efek ikatan hydrogen pada enol dan chelat?

Jawab:

Ikatan hydrogen pada enol dan chelat terjadi secara intramolekul, sangat lemah, sehingga frekuensi vibrasi stretching OH bebas tak teramati(sangat rendah)

Selain itu enol dan chelat memiliki bentuk struktur aromatic sehingga jarak atau panjang ikatan antara O-H akan lebih terbatas atau dengan kata lain adalah tertentu sehingga panjang ikatan yang terbentuk akan semakin pendek dan kekuatannya akan semakin besar sehingga pada struktur ini frekuensi vibrasi stretching pada ikatan O-H bebas sangat kecil.

8.        Bandingkan efek ikatan hydrogen pada (alcohol & phenol) dengan pada (enol & chelat)?

Jawab:

Pada alcohol dan phenol, Ikatan hydrogen pada struktur ini memiliki panjang ikatan yang bebas kekuatan ikatan hidrogennya lemah sehingga sedikit menurunkan frekuensi vibrasi pada OH bebas sedangkan pada struktur enol dan chelat, mereka mempunyai struktur yang aromatis sehingga ikatan hidrogennya akan lebih terbatas, dengan itu panjang ikatannya akan terbatas (pendek) sehingga ikatan hydrogen tersebut akan menarik ikatan O-H dengan kekuatan yang tinggi sehingga memperpanjang ikatan pada O-H maka dari itu frukuensi pada struktur ini lebih rendah disbanding pada alcohol dan phenol.

Contoh:

               

Kekuatan ikatan: ka > kb; k2 > k1

Panjang ikatan  : ka < kb; k2 < k1

9.        Jelaskan pengaruh ikatan hydrogen pada struktur enol dan chelat khususnya untuk frekuensi vibrasi karbonil?

Jawab:

Gugus karbonil mempunyai sifat basa, dan kebasaan dari gugus tersebut akan memperkuat ikatan hydrogen sehingga karbonil tersebut terprotonasi dan kekuatan karbonilnya menjadi tungga dan ikatannya menjadi lebih panjang yang kemudian dapat membentuk suatu hidroksil.

10.    Jelaskan pengaruh ikatan hydrogen pada asam karboksilat?

Jawab:

Asam karboksilat cenderung untuk membentuk suatu dimernya. Sehingga pada saat pembentukan dimer tersebut akan terjadi suatu ikatan hydrogen. Ikatan hydrogen yang terbentuk akan mempengaruhi panjang ikatan O-H bebas. Dimana dengan adanya ikatan hi drogen, H parsial positif akan ditarik oleh lone pair elektron dari atom O yang kemudian akan membentuk ikatan hydrogen sehingga panjang ikatan O-H bebas akan semakin panjang dan kekuatan ikatannya menurun maka frekuensinya pun menurun sesuai hukum hooke.

Contoh:

Sebelum membentuk dimer

Setelah mentuk dimer

11.    Jelaskan tentang efek interaksi kabut π pada factor sekunder yang mempengaruhi frekuensi vibrasi?

Jawab:

Apabila fenol dilarutkan dalam pelarut benzene maka akan membentuk suatu ikatan hydrogen dengan benzene dikarenakan inti atau awan electron pada benzena bermuatan negative dan bersifat basa sehingga dapat menarik proton dan membentuk ikatan hydrogen. Dengan terbentuknya ikatan hydrogen tersebut dapat menurunkan kekuatan ikatan antara O-H sehingga  frekuensi vibrasi stretching pada ikatan O-H dalam fenol dapat turun sebesar 40-100 cm^-1.

12.    Jelaskan efek ikatan hydrogen pada senyawa amina?

Jawab:

Senyawa amina ini apabila dalam keadaan pekat akan terbentuk ikatan hydrogen dan spektranya menunjukkan frekuensi N-H str = 3300cm^-1 sedangkan apabila dalam larutan encer frekuensinya akan lebih tinggi yaitu 3600 cm^-1

13.    Jelaskan tentang Efek elektronik?

Contoh:

CH₃ merupakan suatu gugus pendorong electron sehingga akan mendonorkan elektronnya pada O sehinnga akan sulit untuk melepaskan atom H maka senyawa tersebut kurang bersifat asam.

Gugus fenil merupakan suatu gugus penarik electron, sehingga electron pada atom O akan ditarik oleh gugus fenil dan atom O yang kekurangan electron akan menarik electron pada atom H yang kemudian atom H dengan mudah terlepas dari atom O sehingga senyawa tersebut bersifat asam.

atom O pada karbonil merupakan suatu penarik electron yang menarik electron dari atom C, atom C yang kekurangan electron akan menarik electron dari atom O dan sehingga akan memperpanjang ikatan O-H kemudian atom O menarik electron dari atom H dan atom H yang kekurangan electron akan lepas dengan bermuatan positif sehingga senyawa ini sangatlah bersifat asam.

Urutan keasaman: 1< 2 < 3

Kekuatan ikatan(O-H): 1 > 2 > 3

Sehingga frekuensi vibrasi O-H pada senyawa pertama adalah yang paling besar.

14.    Apa yang terjadi jika suatu senyawa dapat terkonjugasi, bagaimana pengaruh terhadap frekuensinya?

Dengan adanya konjugasi dalam senyawa tersebut akan menurunkan frekuensi vibrasinya.

Diatas tersebut adalah contoh dari senyawa yangterkonjugasi dan tidak dan pengaruhnya terhadap frek.vibrasi C=O.

15.    Jelaskan pengaruh sudut ikatan pada frekuensi vibrasi?

Jawab:

Hibridisasi Sp³ < sp² < sp

Siklopropana memiliki hibridisasi sp³ dengan sudut yang seharusnya adalah 109⁰, namun pada kenyataannya sdut dari senyawa tersebut adalah 60⁰ sehingga hal tersebut menaikkan karakter s dari siklopropana. Dengan naiknya karakter s tersebut maka akan mengurangi panjang ikatannya dan menaikkan kekuatan ikatan juga frekuensi vibrasai ikatan C-H.

16.    Jelaskan pengaruh efek medan pada frekuensi vibrasi?

Jawab:

Frekuensi vibrasi dua gugus saling mempengaruhi melalui ruang baik secara elektrostatik atau sterik.

α kloro keton (sterik)

apabila diletakkan suatu atom Cl pada posisi equatorial akan menaikkan frek.vibrasi daripada letak atom Cl pada posisi axial.

Dan dengan adannya pengaruh tolak menolak pada C=O dan Cl akan menurunkan sudut CCOC dan menaikkan kekuatan ikatan C=O sehingga frek.vibrasi naik.

Pada struktur diatas adanya tolak menolak antara C=O dengan Cl akan menaikkan karakter s dan kekuatan ikatan C=O sehingga frek.vibrasinya juga naik.

Namun pada struktur ini tidak terjadi efek medan, kedua isomer ini biasanya selalu ada dan memberikan dua serapan C=O pada frekuensi vibrasi yang berbeda.

17.    Jelaskan hubungan matematis dari hukum hooke?

Jawab:

Semakin kecil massa tereduksi dan panjang ikatan maka kekuatan ikatan akan semakin besar dan frekuensi vibrasi juga akan besar sesuai dengan persamaan hukum hooke.

sory ye temen2 untuk gambarnya mungkin gak terlalu jelas atau gak nampak,, bisa langsung chit chat aku atau message fb ku kalau ada yang request gambaranya :D