Zat Warna dan Kaitannya dengan UV-Vis

Pada blog sebelumnya kita sudah membahas mengenai poliena dan zat warna, dimana terdapat berbagai zat warna yang berasal dari poliena yaitu alfa-karoten, beta- karoten dan beta karotenoid. pada blog ini saya akan membahas kaitannya dengan spektroskopi UV-Vis. Spektrometer adalah alat untuk mengukur panjang gelombang yang merupakan gabungan dari alat optic dan elektrik. Spektrometer dapat menghasilkan sinar dari spektrum berdasarkan panjang gelombang tertentu dan fotometer merupakan alat ukur intensitas cahaya yang diadsorbsi. Spektrofotometer biasanya digunakan untuk menganalisa senyawa kimia dan praktis dalam preparasi sampel. Spektrometer UV-Vis menggunakan lampu deuterium untuk UV menghasilkan cahaya dari 170-375 nm serta lampu filamen tungsten untuk menghasilkan cahaya dari 350-2.500 nm. Saat foton mengenai molekul lalu diserap, maka molekul dipromosikan menjadi keadaan energi yang lebih tinggi. Dimana sinar tampak UV mempunyai energi yang cukup untuk mendorong elektron ke keadaan elektronik yang lebih tinggi dari orbital molekul tertinggi (HOMO) sampai orbital terendah (LUMO). Perbedaan energi antara keduanya disebut celah pita.

Roda warna sangat membantu untuk menentukan warna apa yang diserap oleh suatu senyawa dan berapa kisaran λmax. Mata manusia hanya dapat melihat dengan baik pada beberapa bagian kecil spektrum elektromagnetik totol yaitu antara 380 dan 780 dalam area ini dari warna ungu sampai merah.

Terdapat hubungan yang erat antara warna suatu zat dan struktur elektroniknya. Molekul atau ion akan menunjukkan penyerapan didaerah yang terlihat atau pada ultraviolet saat radiasi mengakibatkan transisi elektronik dalam strukturnya. Sehingga pada proses ini keadaan elektronik dalam sampel mengalami perubahan. Energi yang dipakai oleh cahaya akan mempromosikan elektron dari keadaan dasar hingga energi yang lebih tinggi. Adapun hubungan antara penyerapan warna dan panjang gelombang adalah:

 Salah satu contoh zat warna adalah beta-karoten.

Berdasarkan diagram, menunjukkan struktur beta-karoten yang memiliki ikatan ganda dan tunggal bolak balik ditunjukkan dalam warna merah. Semakin banyak delokalisasi semakin kecil jarak antara orbital pi energi tertinggi dengan orbital anti-ikatan pi energi terendah. Sehingga untuk mempromosikan elektron pada beta-karotem diperlukan energi yang sedikit karena jarak antar level lebih sedikit. Atau dapat disimpulkan bahwa semakin sedikit energi berarti frekuensi cahaya yang lebih rendah akan diserap dan mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang. 

Permasalahan:

1. Pada buah tomat terjadi perubahan warna yaitu mulai dari warna hijau, jingga, hingga merah. Pada kasus ini apa berarti struktur dari tomat tersebut juga berubah?
2. Mengapa pada saat melihat pantulan cahaya warna yang cerah misalnya warna kuning dari proyektor, mata kita menjadi terganggu tau silau, adakah pengaruhnya dengan panjang gelombang warna tersebut?

3. spektrofotometri berkaitan dengan panjang gelombang, lalu bagaimana spektrofometribini bisa dihubungkan dengan poliena?