Chemistry · Buku 1 · Grades 1–12

Kimia Sekolah — Kelas 1 sampai 12

Kimia Sekolah — Kelas 1 sampai 12 · Grades 1–12

34Spektroskopi Inframerah

Di rak laboratorium berdiri sebotol cairan tak berwarna yang labelnya telah sobek. Isinya mungkin alkohol, keton, atau asam: tiga keluarga yang tampak persis sama di dalam botol. Setetes cairan itu diletakkan di atas kristal spektrometer inframerah, dua menit menunggu, dan sebuah grafik muncul di layar yang menjawab pertanyaan itu. Ikatan-ikatan dalam sebuah molekul bergetar, dan setiap jenis ikatan menyerap cahaya inframerah dengan frekuensinya sendiri: spektrum inframerah adalah daftar ikatan yang ada.

Yang sudah kamu ketahui

Gugus fungsi dan keluarga senyawa (Bab 33). Spektrum serapan memperlihatkan berapa banyak cahaya yang diserap sebuah zat pada setiap panjang gelombang (Bab 29). Ikatan hidrogen menghubungkan gugus O−H\ce{O-H} dengan molekul-molekul tetangganya (Bab 30).

34.1 Ikatan bergetar

Ikatan kovalen tidak kaku: kedua atomnya bergetar, saling mendekat dan menjauh jutaan juta kali per detik, seperti dua bola yang dihubungkan oleh pegas. Pegas yang lebih kaku (ikatan rangkap dua alih-alih ikatan tunggal) atau bola yang lebih ringan (atom hidrogen alih-alih atom karbon) bergetar lebih cepat. Sebuah ikatan dapat menyerap cahaya inframerah yang frekuensinya sesuai dengan getarannya sendiri: cahaya inframerah, yang tidak terlihat oleh mata, memiliki panjang gelombang beberapa mikrometer sampai beberapa puluh mikrometer.

Ikatan yang digambarkan sebagai pegas di antara dua bola. Getarannya memiliki frekuensi yang ditentukan oleh kekakuan ikatan dan massa atom-atomnya; cahaya inframerah dengan frekuensi itu diserap.
Ikatan yang digambarkan sebagai pegas di antara dua bola. Getarannya memiliki frekuensi yang ditentukan oleh kekakuan ikatan dan massa atom-atomnya; cahaya inframerah dengan frekuensi itu diserap.

Definisi 34.1 (Bilangan gelombang)

Yang disebut bilangan gelombang σ\sigma sebuah cahaya adalah kebalikan panjang gelombangnya, σ=1/λ\sigma = 1/\lambda. Dalam spektroskopi inframerah, bilangan gelombang dinyatakan dalam cm−1\mathrm{cm}^{-1}: banyaknya panjang gelombang dalam satu sentimeter. Bilangan gelombang yang lebih besar berarti panjang gelombang yang lebih pendek dan getaran yang lebih cepat.

Contoh 34.2 (Dari bilangan gelombang ke panjang gelombang)

Pita pada σ=2000 cm−1\sigma = 2000\,\mathrm{cm}^{-1} sesuai dengan λ=1/2000=5.0×10−4 cm=5.0 µm\lambda = 1/2000 = 5.0 \times 10^{-4}\,\mathrm{cm} = 5.0\,\text{µ}\mathrm{m}. Spektrum inframerah biasanya terbentang dari 4000 cm−14000\,\mathrm{cm}^{-1} (2.5 µm2.5\,\text{µ}\mathrm{m}) sampai 500 cm−1500\,\mathrm{cm}^{-1} (20 µm20\,\text{µ}\mathrm{m}).

34.2 Membaca spektrum inframerah

Definisi 34.3 (Spektrum inframerah, transmitans)

Yang disebut transmitans TT sebuah sampel pada bilangan gelombang tertentu adalah persentase cahaya inframerah yang menembusnya: 100 %100\,\% jika tidak ada yang diserap. Yang disebut spektrum inframerah sebuah senyawa adalah grafik TT terhadap bilangan gelombang, yang menurut kesepakatan digambar dengan bilangan gelombang yang mengecil dari kiri ke kanan.

Definisi 34.4 (Pita serapan, daerah sidik jari)

Yang disebut pita serapan adalah lekukan ke bawah pada transmitans: cahaya dengan bilangan-bilangan gelombang itu diserap oleh sebuah ikatan. Letaknya menunjukkan ikatan yang mana, lebar dan dalamnya melengkapi gambarannya. Di bawah sekitar 1500 cm−11500\,\mathrm{cm}^{-1}, spektrum dipenuhi pita-pita yang bergantung pada seluruh molekul: daerah sidik jari ini mengenali sebuah senyawa dengan membandingkannya dengan spektrum yang sudah diketahui, tetapi sukar dibaca ikatan demi ikatan.

Di laboratorium — Merekam spektrum

Kebanyakan spektrometer di sekolah dan universitas kini memakai kristal intan kecil: setetes cairan, atau beberapa butir padatan yang ditekan oleh penjepit, diletakkan di atas kristal, dan berkas inframerah yang menyerempet permukaannya memeriksa sampel itu. Kristal itu mula-mula direkam dalam keadaan bersih (“latar belakang”), yang berperan sebagai blanko. Kristal dibersihkan dengan tisu dan sedikit pelarut di antara dua sampel.

34.3 Pita-pita khas

Proposisi 34.5 (Setiap jenis ikatan memiliki pitanya)

Setiap jenis ikatan menyerap pada rentang bilangan gelombang yang khas, hampir sama dari satu molekul ke molekul lain:

ikatanbilangan gelombang (cm−1\mathrm{cm}^{-1})tampilan
O−H\ce{O-H} bebas (gas, encer)sekitar 3600tajam
O−H\ce{O-H} terikat hidrogen (alkohol cair)3300–3400lebar, kuat
O−H\ce{O-H} asam karboksilat2500–3300sangat lebar
N−H\ce{N-H} amina3300–3500sedang (dua pita untuk −NHX2\ce{-NH2})
C−H\ce{C-H} rantai2850–2960kuat
C=O\ce{C=O} estersekitar 1735sangat kuat, tajam
C=O\ce{C=O} aldehidasekitar 1730sangat kuat, tajam
C=O\ce{C=O} ketonsekitar 1715sangat kuat, tajam
C=O\ce{C=O} asam karboksilatsekitar 1710sangat kuat, lebih lebar
C=C\ce{C=C}sekitar 1650sedang
C−O\ce{C-O} alkoholsekitar 1050kuat

Bukti. Rentang-rentang ini diukur pada banyak senyawa. Rentang itu berkelompok menurut ikatan karena getaran sebuah ikatan terutama bergantung pada ikatan itu sendiri dan kedua atomnya, dan hanya sedikit pada bagian molekul yang lain. ∎

Spektrometer inframerah meja dengan kristal dan penjepitnya.
Spektrometer inframerah meja dengan kristal dan penjepitnya.
Tempat ikatan-ikatan utama menyerap. Pita O-H dan N-H berada di kiri, pita C=O, biasanya yang paling kuat, di sekitar 1700\, cm-1; di bawah 1500\, cm-1 terbentang daerah sidik jari.
Tempat ikatan-ikatan utama menyerap. Pita O−H\ce{O-H} dan N−H\ce{N-H} berada di kiri, pita C=O\ce{C=O}, biasanya yang paling kuat, di sekitar 1700 cm−11700\,\mathrm{cm}^{-1}; di bawah 1500 cm−11500\,\mathrm{cm}^{-1} terbentang daerah sidik jari.

Proposisi 34.6 (Ikatan hidrogen melebarkan pita O–H)

Jika gugus-gugus O−H\ce{O-H} dihubungkan oleh ikatan hidrogen, seperti pada alkohol cair, pitanya lebar dan terletak pada bilangan gelombang yang lebih rendah (sekitar 3300–3400 cm−13400\,\mathrm{cm}^{-1}); tanpa ikatan hidrogen, seperti dalam keadaan gas, pitanya tajam dan berada di sekitar 3600 cm−13600\,\mathrm{cm}^{-1}.

Bukti. Diterima tanpa bukti: ikatan hidrogen menarik atom hidrogen dan melonggarkan ikatan O−H\ce{O-H}, yang lalu bergetar lebih lambat; dan karena setiap molekul terikat sedikit berbeda, pitanya menyebar dalam suatu rentang. ∎

34.4 Mengenali gugus fungsi

Metode 34.7 (Membaca spektrum inframerah)

  1. Lihatlah dulu bagian di atas 1500 cm−11500\,\mathrm{cm}^{-1}; biarkan daerah sidik jari untuk dibandingkan dengan spektrum yang sudah dikenal.
  2. Di sekitar 1700 cm−11700\,\mathrm{cm}^{-1}: pita yang sangat kuat berarti gugus C=O\ce{C=O} (aldehida, keton, asam, ester, amida).
  3. Antara 2500 dan 3700 cm−13700\,\mathrm{cm}^{-1}: pita lebar di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1} berarti O−H\ce{O-H} alkohol; pita yang sangat lebar dari 2500 sampai 3300 cm−13300\,\mathrm{cm}^{-1} disertai C=O\ce{C=O} berarti asam karboksilat; pita-pita sedang pada 3300–3500 cm−13500\,\mathrm{cm}^{-1} berarti N−H\ce{N-H}.
  4. Gabungkan dengan rumus molekulnya untuk memilih keluarganya, lalu periksalah dengan letak pita C=O\ce{C=O} jika ada.
Spektrum inframerah enam senyawa, bilangan gelombang dalam cm-1 (mengecil ke kanan). Hanya pita-pita yang dibahas dalam bab ini yang digambar; letaknya berasal dari spektrum terukur dan tabel, bentuknya dari sebuah model sederhana.
Spektrum inframerah enam senyawa, bilangan gelombang dalam cm−1\mathrm{cm}^{-1} (mengecil ke kanan). Hanya pita-pita yang dibahas dalam bab ini yang digambar; letaknya berasal dari spektrum terukur dan tabel, bentuknya dari sebuah model sederhana.

Contoh 34.8 (Membaca keenam spektrum)

Etanol (A) memperlihatkan pita O−H\ce{O-H} yang lebar di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1}, pita-pita C−H\ce{C-H} tepat di bawah 3000 cm−13000\,\mathrm{cm}^{-1}, dan pita C−O\ce{C-O} yang kuat di sekitar 1050 cm−11050\,\mathrm{cm}^{-1}, tetapi tidak ada apa-apa di sekitar 1700 cm−11700\,\mathrm{cm}^{-1}. Dalam keadaan gas (B), pita O−H\ce{O-H}-nya menjadi garis tajam pada 3666 cm−13666\,\mathrm{cm}^{-1}. Propanon (C) tidak memiliki pita O−H\ce{O-H} tetapi memiliki C=O\ce{C=O} yang sangat kuat pada 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1}. Asam etanoat (D) memperlihatkan keduanya: pita O−H\ce{O-H} yang sangat lebar dari 2500 sampai 3300 cm−13300\,\mathrm{cm}^{-1} dan C=O\ce{C=O} pada 1710 cm−11710\,\mathrm{cm}^{-1}. Etil etanoat (E) memiliki C=O\ce{C=O} pada 1735 cm−11735\,\mathrm{cm}^{-1} dan C−O\ce{C-O} yang kuat di sekitar 1240 cm−11240\,\mathrm{cm}^{-1}, dan tidak ada O−H\ce{O-H}. Etanamina (F) memperlihatkan dua pita N−H\ce{N-H} sedang di atas 3300 cm−13300\,\mathrm{cm}^{-1}.

34.5 Latihan

Latihan 34.1 ★

Ubahlah menjadi panjang gelombang dalam mikrometer: σ=3300 cm−1\sigma = 3300\,\mathrm{cm}^{-1} dan σ=1050 cm−1\sigma = 1050\,\mathrm{cm}^{-1}. Manakah yang sesuai dengan getaran yang lebih cepat?

Solusi

Solusi Latihan 34.1.

λ=1/3300=3.03×10−4 cm=3.03 µm\lambda = 1/3300 = 3.03 \times 10^{-4}\,\mathrm{cm} = 3.03\,\text{µ}\mathrm{m}; λ=1/1050=9.52×10−4 cm=9.52 µm\lambda = 1/1050 = 9.52 \times 10^{-4}\,\mathrm{cm} = 9.52\,\text{µ}\mathrm{m}. Pita pada 3300 cm−13300\,\mathrm{cm}^{-1}, yang bilangan gelombangnya lebih besar, milik getaran yang lebih cepat.

Latihan 34.2 ★

Panjang gelombang 10 µm10\,\text{µ}\mathrm{m} diserap. Berikan bilangan gelombangnya dalam cm−1\mathrm{cm}^{-1}.

Solusi

Solusi Latihan 34.2.

10 µm=1.0×10−3 cm10\,\text{µ}\mathrm{m} = 1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{cm}, jadi σ=1/1.0×10−3=1000 cm−1\sigma = 1/1.0 \times 10^{-3} = 1000\,\mathrm{cm}^{-1}.

Latihan 34.3 ★

Ikatan apa yang menyerap: di sekitar 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1}; di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1} (lebar); antara 2850 dan 2960 cm−12960\,\mathrm{cm}^{-1}?

Solusi

Solusi Latihan 34.3.

C=O\ce{C=O} keton; O−H\ce{O-H} alkohol yang berikatan hidrogen; ikatan C−H\ce{C-H} rantai karbon.

Latihan 34.4 ★

Pada spektrum C (propanon), carilah pita yang paling kuat. Pita itu milik ikatan apa?

Solusi

Solusi Latihan 34.4.

Pita pada 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1}: ikatan C=O\ce{C=O}.

Latihan 34.5 ★

Mengapa spektrum inframerah digambar dengan sumbu transmitans, dengan pita-pita yang mengarah ke bawah? Apa arti T=100 %T = 100\,\%?

Solusi

Solusi Latihan 34.5.

Alat itu mengukur cahaya yang menembus sampel; di tempat sebuah ikatan menyerap, cahaya yang lolos lebih sedikit dan kurvanya melekuk ke bawah. T=100 %T = 100\,\% berarti tidak ada cahaya dengan bilangan gelombang itu yang diserap.

Latihan 34.6 ★★

Sebuah senyawa CX4HX8O\ce{C4H8O} memperlihatkan pita yang sangat kuat pada 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1} dan tidak ada pita di atas 3000 cm−13000\,\mathrm{cm}^{-1}. Senyawa lain, CX4HX10O\ce{C4H10O}, memperlihatkan pita lebar di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1} dan tidak ada pita di sekitar 1700 cm−11700\,\mathrm{cm}^{-1}. Termasuk keluarga apa keduanya? Usulkan nama untuk masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 34.6.

Yang pertama memiliki pita C=O\ce{C=O} pada 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1} dan tidak memiliki pita O−H\ce{O-H}. Senyawa itu keton: CHX3−CO−CHX2−CHX3\ce{CH3-CO-CH2-CH3}, butanon (juga disebut butan-2-on). Yang kedua memiliki pita O−H\ce{O-H} dan tidak memiliki C=O\ce{C=O}: sebuah alkohol, misalnya butan-1-ol.

Latihan 34.7 ★★

Jelaskan mengapa pita O−H\ce{O-H} asam etanoat begitu lebar, bahkan lebih lebar daripada pita etanol cair.

Solusi

Solusi Latihan 34.7.

Gugus-gugus O−H\ce{O-H} pada asam itu berikatan hidrogen dengan sangat kuat (molekul-molekulnya berpasangan, setiap O−H\ce{O-H} berikatan dengan C=O\ce{C=O} molekul pasangannya), dan setiap molekul terikat sedikit berbeda: pitanya makin dilonggarkan dan tersebar pada rentang yang sangat lebar.

Latihan 34.8 ★★

Bandingkan spektrum A dan B etanol. Apa yang berubah, dan mengapa?

Solusi

Solusi Latihan 34.8.

Dalam keadaan cair (A), pita O−H\ce{O-H}-nya lebar, di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1}; dalam keadaan gas (B), tempat molekul-molekulnya berjauhan dan tidak membentuk ikatan hidrogen, pita itu tajam di sekitar 3666 cm−13666\,\mathrm{cm}^{-1}.

Latihan 34.9 ★★

Propanal dan propanon sama-sama CX3HX6O\ce{C3H6O}. Keduanya memperlihatkan pita C=O\ce{C=O} yang kuat. Dapatkah inframerah membedakan keduanya dari pita itu saja? Apa lagi yang dapat membantu?

Solusi

Solusi Latihan 34.9.

Hampir tidak: sekitar 1730 cm−11730\,\mathrm{cm}^{-1} untuk aldehida dan 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1} untuk keton, nilai yang berdekatan. Membandingkan seluruh spektrum, termasuk daerah sidik jarinya, dengan spektrum acuan akan memutuskannya, atau dengan teknik lain.

Latihan 34.10 ★★

Sebuah senyawa memperlihatkan pita yang kuat pada 1735 cm−11735\,\mathrm{cm}^{-1}, pita yang kuat di sekitar 1240 cm−11240\,\mathrm{cm}^{-1}, dan tidak ada apa-apa di atas 3000 cm−13000\,\mathrm{cm}^{-1}. Rumusnya CX4HX8OX2\ce{C4H8O2}. Keluarga apa? Apakah asam etanoat mungkin? Asam butanoat?

Solusi

Solusi Latihan 34.10.

Sebuah ester (C=O\ce{C=O} di sekitar 1735 cm−11735\,\mathrm{cm}^{-1}, C−O\ce{C-O} yang kuat, tanpa O−H\ce{O-H}), misalnya etil etanoat. Asam etanoat adalah CX2HX4OX2\ce{C2H4O2}, bukan CX4HX8OX2\ce{C4H8O2}. Asam butanoat memiliki rumus yang tepat tetapi akan memperlihatkan pita O−H\ce{O-H} asam yang sangat lebar: dikesampingkan.

Latihan 34.11 ★★

Spektrum mana dari keenam spektrum itu yang paling mirip dengan spektrum molekul propan-1-ol? Asam propanoat? Jelaskan.

Solusi

Solusi Latihan 34.11.

Propan-1-ol adalah alkohol: seperti A. Asam propanoat adalah asam karboksilat: seperti D.

Latihan 34.12 ★★★

Propan-2-ol dapat dioksidasi menjadi propanon. Seorang siswa mengikuti reaksi itu dengan merekam spektrum sampel yang diambil setiap sepuluh menit. Uraikan bagaimana spektrum-spektrum itu berubah. Bagaimana ia mengetahui bahwa reaksinya telah selesai?

Solusi

Solusi Latihan 34.12.

Pita O−H\ce{O-H} yang lebar di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1} mengecil sementara pita C=O\ce{C=O} yang kuat di sekitar 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1} membesar. Reaksinya selesai ketika pita O−H\ce{O-H} telah hilang dan pita C=O\ce{C=O} tidak membesar lagi.

Latihan 34.13 ★★★

Asam butanoat dan etil etanoat adalah isomer, CX4HX8OX2\ce{C4H8O2}. Uraikan dua perbedaan antara spektrum inframerah keduanya, dan jelaskan.

Solusi

Solusi Latihan 34.13.

Asam butanoat memperlihatkan pita O−H\ce{O-H} yang sangat lebar dari 2500 sampai 3300 cm−13300\,\mathrm{cm}^{-1}, esternya tidak; C=O\ce{C=O} asam terletak di sekitar 1710 cm−11710\,\mathrm{cm}^{-1}, lebih lebar, sedangkan milik ester di sekitar 1735 cm−11735\,\mathrm{cm}^{-1}, tajam, dengan pita C−O\ce{C-O} yang kuat di sekitar 1240 cm−11240\,\mathrm{cm}^{-1}. Asam memiliki gugus O−H\ce{O-H} yang berikatan hidrogen, yang juga sedikit melonggarkan C=O\ce{C=O}-nya.

Latihan 34.14 ★★★

Sebuah sampel etil etanoat memperlihatkan, selain pita-pita yang diharapkan, pita lebar yang lemah di sekitar 3350 cm−13350\,\mathrm{cm}^{-1}. Usulkan dua pengotor yang dapat menyebabkannya (pikirkan cara ester dibuat, dan udara). Bagaimana sampel itu dapat diperiksa?

Solusi

Solusi Latihan 34.14.

Sisa etanol (alkohol bahan pembuat ester itu) atau air (dari udara atau dari pencucian): keduanya memiliki gugus O−H\ce{O-H} yang berikatan hidrogen. Sampel itu dapat dibandingkan dengan spektrum acuan, dikeringkan, didistilasi, atau diukur suhu didihnya.

Latihan 34.15 ★★★

Pita C=O\ce{C=O} keton terletak di sekitar 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1}, pita C=C\ce{C=C} di sekitar 1650 cm−11650\,\mathrm{cm}^{-1}, dan pita C−O\ce{C-O} di sekitar 1050 cm−11050\,\mathrm{cm}^{-1}. Dengan gambaran dua bola pada sebuah pegas, jelaskan mengapa ikatan rangkap dua C=O\ce{C=O} bergetar lebih cepat daripada ikatan tunggal C−O\ce{C-O}. Mengapa pita O−H\ce{O-H}, N−H\ce{N-H}, dan C−H\ce{C-H} semuanya berada pada bilangan gelombang yang tinggi?

Solusi

Solusi Latihan 34.15.

Ikatan rangkap dua adalah pegas yang lebih kaku daripada ikatan tunggal antara atom-atom yang sama: ikatan itu bergetar lebih cepat, pada bilangan gelombang yang lebih tinggi (1715 dibandingkan 1050 cm−11050\,\mathrm{cm}^{-1}). Ikatan O−H\ce{O-H}, N−H\ce{N-H}, dan C−H\ce{C-H} semuanya melibatkan atom hidrogen, yang paling ringan: bola ringan pada pegas bergetar cepat, sehingga bilangan gelombangnya sekitar 2900–3600 cm−13600\,\mathrm{cm}^{-1}.

34.6 Soal: Tiga Botol Tanpa Label

Soal 34.1

Soal akhir pekan — tiga botol kehilangan labelnya: botol mana berisi apa, dan panjang gelombang berapa yang paling kuat diserap keton?

Tiga botol berisi cairan tak berwarna kehilangan labelnya. Daftar persediaan menyebutkan bahwa isinya etanol, propanon, dan asam etanoat. Spektrumnya direkam: botol 1 memberikan spektrum seperti A, botol 2 seperti D, botol 3 seperti C.

Bagian I — Calon-calonnya.

  1. Tuliskan rumus struktur ringkas etanol, propanon, dan asam etanoat.
  2. Berikan rumus molekulnya.
  3. Sebutkan gugus fungsi masing-masing.
  4. Ikatan mana pada masing-masing yang seharusnya memberikan pita di atas 1500 cm−11500\,\mathrm{cm}^{-1}?

Bagian II — Spektrum-spektrumnya.

  1. Botol 1: adakah pita C=O\ce{C=O}? Pita O−H\ce{O-H}? Senyawa apakah itu?
  2. Botol 2: uraikan dua cirinya yang paling menonjol. Senyawa apa?
  3. Botol 3: senyawa apa? Pita mana yang menentukan?
  4. Dapatkah baunya membedakan ketiganya? Mengapa lebih baik tidak mencobanya?
  5. Mengapa pita O−H\ce{O-H} botol 2 lebih lebar daripada pita botol 1?

Bagian III — Isomer.

  1. Metoksimetana adalah isomer etanol. Tuliskan rumusnya. Pita etanol mana yang tidak akan ada pada spektrumnya?
  2. Propanal adalah isomer propanon. Pita mana yang dimiliki keduanya? Di mana letaknya pada masing-masing?
  3. Metil metanoat, HCOO−CHX3\ce{HCOO-CH3}, adalah isomer asam etanoat. Pita asam mana yang tidak akan ada? Di mana pita C=O\ce{C=O}-nya akan terletak?
  4. Mengapa rumus molekul saja tidak dapat mengenali sebuah senyawa, sedangkan rumus dan spektrum bersama-sama biasanya dapat?

Bagian IV — Panjang gelombangnya.

  1. Berapa bilangan gelombang pita propanon yang paling kuat?
  2. Nyatakan dalam m−1\mathrm{m}^{-1}.
  3. Hitung panjang gelombang yang diserap, dalam meter, lalu dalam mikrometer.
  4. Apakah cahaya itu terlihat? Termasuk radiasi jenis apa?
  5. Lakukan hal yang sama untuk pita C−O\ce{C-O} etanol di sekitar 1050 cm−11050\,\mathrm{cm}^{-1}.
  6. Manakah di antara kedua ikatan itu yang bergetar lebih cepat?
  7. Nyatakan jawaban akhirnya: panjang gelombang berapa yang paling kuat diserap ikatan C=O\ce{C=O} pada propanon?
Solusi

Solusi Soal 34.1.

1. CHX3−CHX2−OH\ce{CH3-CH2-OH}; CHX3−CO−CHX3\ce{CH3-CO-CH3}; CHX3−COOH\ce{CH3-COOH}.

2. CX2HX6O\ce{C2H6O}; CX3HX6O\ce{C3H6O}; CX2HX4OX2\ce{C2H4O2}.

3. Hidroksil; karbonil (keton); karboksil.

4. Etanol: O−H\ce{O-H} dan C−H\ce{C-H}. Propanon: C−H\ce{C-H} dan C=O\ce{C=O}. Asam etanoat: O−H\ce{O-H}, C−H\ce{C-H}, dan C=O\ce{C=O}.

5. Tidak ada pita C=O\ce{C=O}, ada pita O−H\ce{O-H} yang lebar: etanol.

6. Pita O−H\ce{O-H} yang sangat lebar dari 2500 sampai 3300 cm−13300\,\mathrm{cm}^{-1} dan C=O\ce{C=O} yang kuat di sekitar 1710 cm−11710\,\mathrm{cm}^{-1}: asam etanoat.

7. Propanon: pita C=O\ce{C=O} yang sangat kuat pada 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1}, tanpa O−H\ce{O-H}.

8. Mungkin (cuka, pelarut, alkohol), tetapi mengendus cairan yang tidak diketahui itu berbahaya; spektrum aman dan pasti.

9. Gugus-gugus O−H\ce{O-H} asam berikatan hidrogen lebih kuat (molekul-molekulnya berpasangan), sehingga pitanya lebih rendah dan jauh lebih lebar.

10. CHX3−O−CHX3\ce{CH3-O-CH3}, CX2HX6O\ce{C2H6O}; senyawa itu tidak memiliki O−H\ce{O-H}, jadi tidak ada pita O−H\ce{O-H}.

11. Pita C=O\ce{C=O}: sekitar 1730 cm−11730\,\mathrm{cm}^{-1} untuk propanal, sekitar 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1} untuk propanon.

12. Pita O−H\ce{O-H}: ester tidak memiliki O−H\ce{O-H}. Pita C=O\ce{C=O}-nya akan terletak di sekitar 1735 cm−11735\,\mathrm{cm}^{-1}.

13. Isomer-isomer memiliki rumus yang sama; gugus fungsinya berbeda, dan spektrum memperlihatkan gugus-gugus itu.

14. 1715 cm−11715\,\mathrm{cm}^{-1}.

15. 1715×100=1.715×105 m−11715 \times 100 = 1.715 \times 10^{5}\,\mathrm{m}^{-1}.

16. λ=1/1.715×105=5.83×10−6 m=5.83 µm\lambda = 1/1.715 \times 10^{5} = 5.83 \times 10^{-6}\,\mathrm{m} = 5.83\,\text{µ}\mathrm{m}.

17. Tidak: cahaya tampak terbentang dari sekitar 0.4 sampai 0.75 µm0.75\,\text{µ}\mathrm{m}. Radiasi itu adalah radiasi inframerah.

18. 1.05×105 m−11.05 \times 10^{5}\ \mathrm{m}^{-1}, jadi λ=9.52×10−6 m=9.52 µm\lambda = 9.52 \times 10^{-6}\,\mathrm{m} = 9.52\,\text{µ}\mathrm{m}.

19. Ikatan C=O\ce{C=O} (bilangan gelombang lebih tinggi, panjang gelombang lebih pendek).

20. Sekitar 5.8 µm5.8\,\text{µ}\mathrm{m}.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 852 istilah di glosarium