---
title: "Spektroskopi Inframerah"
book: "Kimia Sekolah — Kelas 1 sampai 12"
subject: chemistry
language: id
chapter: 34
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/34-spektroskopi-inframerah
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Bab 34 — Spektroskopi Inframerah

Di rak laboratorium berdiri sebotol cairan tak berwarna yang labelnya telah sobek. Isinya mungkin [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol), [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl), 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) bergetar, dan setiap jenis ikatan menyerap cahaya inframerah dengan frekuensinya sendiri: [spektrum inframerah](#def-g11-infrared-spectrum) adalah daftar ikatan yang ada.

**Yang sudah kamu ketahui.**

[Gugus fungsi](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-functional-group) dan keluarga senyawa ([Bab 33](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#ch-g11-functional-groups)). [Spektrum serapan](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/29-warna-dan-absorbans#def-g11-absorbance-spectrum) memperlihatkan berapa banyak cahaya yang diserap sebuah zat pada setiap panjang gelombang ([Bab 29](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/29-warna-dan-absorbans#ch-g11-absorbance)). [Ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/30-keelektronegatifan-kepolaran-dan-gaya-antarmolekul#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) menghubungkan gugus $\ce{O-H}$ dengan [molekul-molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) tetangganya ([Bab 30](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/30-keelektronegatifan-kepolaran-dan-gaya-antarmolekul#ch-g11-polarity-and-cohesion)).

## 34.1 Ikatan bergetar

[Ikatan kovalen](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/24-struktur-lewis-dan-bentuk-molekul#def-g10-lewis-and-shape-covalent-bond) tidak kaku: kedua [atomnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom) bergetar, saling mendekat dan menjauh jutaan juta kali per detik, seperti dua bola yang dihubungkan oleh pegas. Pegas yang lebih kaku ([ikatan rangkap dua](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/24-struktur-lewis-dan-bentuk-molekul#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) alih-alih ikatan tunggal) atau bola yang lebih ringan ([atom](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom) hidrogen alih-alih [atom](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-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.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-infrared/fig-d9064780f1fd.svg)

*Ikatan yang digambarkan sebagai pegas di antara dua bola. Getarannya memiliki frekuensi yang ditentukan oleh kekakuan ikatan dan massa [atom-atomnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom); cahaya inframerah dengan frekuensi itu diserap.*

**Definisi 34.1 (Bilangan gelombang).**

Yang disebut *bilangan gelombang* $\sigma$ sebuah cahaya adalah kebalikan panjang gelombangnya, $\sigma = 1/\lambda$. Dalam spektroskopi inframerah, bilangan gelombang dinyatakan dalam $\mathrm{cm}^{-1}$: 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 $\sigma = 2000\,\mathrm{cm}^{-1}$ sesuai dengan $\lambda = 1/2000 = 5.0 \times 10^{-4}\,\mathrm{cm} = 5.0\,\text{µ}\mathrm{m}$. [Spektrum inframerah](#def-g11-infrared-spectrum) biasanya terbentang dari $4000\,\mathrm{cm}^{-1}$ ($2.5\,\text{µ}\mathrm{m}$) sampai $500\,\mathrm{cm}^{-1}$ ($20\,\text{µ}\mathrm{m}$).

## 34.2 Membaca spektrum inframerah

**Definisi 34.3 (Spektrum inframerah, transmitans).**

Yang disebut *transmitans* $T$ sebuah sampel pada [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) tertentu adalah persentase cahaya inframerah yang menembusnya: $100\,\%$ jika tidak ada yang diserap. Yang disebut *spektrum inframerah* sebuah senyawa adalah grafik $T$ terhadap [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber), yang menurut kesepakatan digambar dengan [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) yang mengecil dari kiri ke kanan.

**Definisi 34.4 (Pita serapan, daerah sidik jari).**

Yang disebut *pita serapan* adalah lekukan ke bawah pada [transmitans](#def-g11-infrared-spectrum): cahaya dengan bilangan-bilangan gelombang itu diserap oleh sebuah ikatan. Letaknya menunjukkan ikatan yang mana, lebar dan dalamnya melengkapi gambarannya. Di bawah sekitar $1500\,\mathrm{cm}^{-1}$, spektrum dipenuhi pita-pita yang bergantung pada seluruh [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule): *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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/9-larutan-dan-kelarutan#def-g6-solutions-and-solubility-solute) 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](#def-g11-infrared-wavenumber) yang khas, hampir sama dari satu [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ke [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) lain:

| ikatan | [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) ($\mathrm{cm}^{-1}$) | tampilan |
| --- | --- | --- |
| $\ce{O-H}$ bebas (gas, encer) | sekitar 3600 | tajam |
| $\ce{O-H}$ terikat hidrogen ([alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol) cair) | 3300–3400 | lebar, kuat |
| $\ce{O-H}$ [asam karboksilat](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) | 2500–3300 | sangat lebar |
| $\ce{N-H}$ [amina](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-amine) | 3300–3500 | sedang (dua pita untuk $\ce{-NH2}$) |
| $\ce{C-H}$ rantai | 2850–2960 | kuat |
| $\ce{C=O}$ [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) | sekitar 1735 | sangat kuat, tajam |
| $\ce{C=O}$ [aldehida](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl) | sekitar 1730 | sangat kuat, tajam |
| $\ce{C=O}$ [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl) | sekitar 1715 | sangat kuat, tajam |
| $\ce{C=O}$ [asam karboksilat](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) | sekitar 1710 | sangat kuat, lebih lebar |
| $\ce{C=C}$ | sekitar 1650 | sedang |
| $\ce{C-O}$ [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol) | sekitar 1050 | kuat |

**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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom), dan hanya sedikit pada bagian [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) yang lain. ∎

![Spektrometer inframerah meja dengan kristal dan penjepitnya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-infrared/img-0611bc34a775.jpg)

*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.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-infrared/fig-84fa6e2397c4.svg)

*Tempat ikatan-ikatan utama menyerap. Pita $\ce{O-H}$ dan $\ce{N-H}$ berada di kiri, pita $\ce{C=O}$, biasanya yang paling kuat, di sekitar $1700\,\mathrm{cm}^{-1}$; di bawah $1500\,\mathrm{cm}^{-1}$ terbentang [daerah sidik jari](#def-g11-infrared-band).*

**Proposisi 34.6 (Ikatan hidrogen melebarkan pita O–H).**

Jika gugus-gugus $\ce{O-H}$ dihubungkan oleh [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/30-keelektronegatifan-kepolaran-dan-gaya-antarmolekul#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), seperti pada [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol) cair, pitanya lebar dan terletak pada [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) yang lebih rendah (sekitar 3300–$3400\,\mathrm{cm}^{-1}$); tanpa [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/30-keelektronegatifan-kepolaran-dan-gaya-antarmolekul#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), seperti dalam keadaan gas, pitanya tajam dan berada di sekitar $3600\,\mathrm{cm}^{-1}$.

**Bukti.** Diterima tanpa bukti: [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/30-keelektronegatifan-kepolaran-dan-gaya-antarmolekul#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) menarik [atom](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom) hidrogen dan melonggarkan ikatan $\ce{O-H}$, yang lalu bergetar lebih lambat; dan karena setiap [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) 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 $1500\,\mathrm{cm}^{-1}$ ; biarkan [daerah sidik jari](#def-g11-infrared-band) untuk dibandingkan dengan spektrum yang sudah dikenal.
2. Di sekitar $1700\,\mathrm{cm}^{-1}$ : pita yang sangat kuat berarti gugus $\ce{C=O}$ ( [aldehida](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl) , [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl) , asam, [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) , [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-amine) ).
3. Antara 2500 dan $3700\,\mathrm{cm}^{-1}$ : pita lebar di sekitar $3350\,\mathrm{cm}^{-1}$ berarti $\ce{O-H}$ [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol) ; pita yang sangat lebar dari 2500 sampai $3300\,\mathrm{cm}^{-1}$ disertai $\ce{C=O}$ berarti [asam karboksilat](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) ; pita-pita sedang pada 3300– $3500\,\mathrm{cm}^{-1}$ berarti $\ce{N-H}$ .
4. Gabungkan dengan [rumus molekulnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-formulas) untuk memilih keluarganya, lalu periksalah dengan letak pita $\ce{C=O}$ 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.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-infrared/fig-24a2facb0c5b.svg)

*[Spektrum inframerah](#def-g11-infrared-spectrum) enam senyawa, [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) dalam $\mathrm{cm}^{-1}$ (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 $\ce{O-H}$ yang lebar di sekitar $3350\,\mathrm{cm}^{-1}$, pita-pita $\ce{C-H}$ tepat di bawah $3000\,\mathrm{cm}^{-1}$, dan pita $\ce{C-O}$ yang kuat di sekitar $1050\,\mathrm{cm}^{-1}$, tetapi tidak ada apa-apa di sekitar $1700\,\mathrm{cm}^{-1}$. Dalam keadaan gas (B), pita $\ce{O-H}$-nya menjadi garis tajam pada $3666\,\mathrm{cm}^{-1}$. Propanon (C) tidak memiliki pita $\ce{O-H}$ tetapi memiliki $\ce{C=O}$ yang sangat kuat pada $1715\,\mathrm{cm}^{-1}$. Asam etanoat (D) memperlihatkan keduanya: pita $\ce{O-H}$ yang sangat lebar dari 2500 sampai $3300\,\mathrm{cm}^{-1}$ dan $\ce{C=O}$ pada $1710\,\mathrm{cm}^{-1}$. Etil etanoat (E) memiliki $\ce{C=O}$ pada $1735\,\mathrm{cm}^{-1}$ dan $\ce{C-O}$ yang kuat di sekitar $1240\,\mathrm{cm}^{-1}$, dan tidak ada $\ce{O-H}$. Etanamina (F) memperlihatkan dua pita $\ce{N-H}$ sedang di atas $3300\,\mathrm{cm}^{-1}$.

## 34.5 Latihan

**Latihan 34.1 ★.**

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

**Solusi Latihan 34.1.**

$\lambda = 1/3300 = 3.03 \times 10^{-4}\,\mathrm{cm} = 3.03\,\text{µ}\mathrm{m}$; $\lambda = 1/1050 = 9.52 \times 10^{-4}\,\mathrm{cm} = 9.52\,\text{µ}\mathrm{m}$. Pita pada $3300\,\mathrm{cm}^{-1}$, yang [bilangan gelombangnya](#def-g11-infrared-wavenumber) lebih besar, milik getaran yang lebih cepat.

**Latihan 34.2 ★.**

Panjang gelombang $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ diserap. Berikan [bilangan gelombangnya](#def-g11-infrared-wavenumber) dalam $\mathrm{cm}^{-1}$.

**Solusi Latihan 34.2.**

$10\,\text{µ}\mathrm{m} = 1.0 \times 10^{-3}\,\mathrm{cm}$, jadi $\sigma = 1/1.0 \times 10^{-3} =
1000\,\mathrm{cm}^{-1}$.

**Latihan 34.3 ★.**

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

**Solusi Latihan 34.3.**

$\ce{C=O}$ [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl); $\ce{O-H}$ [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol) yang berikatan hidrogen; ikatan $\ce{C-H}$ rantai karbon.

**Latihan 34.4 ★.**

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

**Solusi Latihan 34.4.**

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

**Latihan 34.5 ★.**

Mengapa [spektrum inframerah](#def-g11-infrared-spectrum) digambar dengan sumbu [transmitans](#def-g11-infrared-spectrum), dengan pita-pita yang mengarah ke bawah? Apa arti $T = 100\,\%$?

**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. $T =
100\,\%$ berarti tidak ada cahaya dengan [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) itu yang diserap.

**Latihan 34.6 ★★.**

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

**Solusi Latihan 34.6.**

Yang pertama memiliki pita $\ce{C=O}$ pada $1715\,\mathrm{cm}^{-1}$ dan tidak memiliki pita $\ce{O-H}$. Senyawa itu [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl): $\ce{CH3-CO-CH2-CH3}$, butanon (juga disebut butan-2-on). Yang kedua memiliki pita $\ce{O-H}$ dan tidak memiliki $\ce{C=O}$: sebuah [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol), misalnya butan-1-ol.

**Latihan 34.7 ★★.**

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

**Solusi Latihan 34.7.**

Gugus-gugus $\ce{O-H}$ pada asam itu berikatan hidrogen dengan sangat kuat ([molekul-molekulnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) berpasangan, setiap $\ce{O-H}$ berikatan dengan $\ce{C=O}$ [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pasangannya), dan setiap [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) 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 Latihan 34.8.**

Dalam keadaan cair (A), pita $\ce{O-H}$-nya lebar, di sekitar $3350\,\mathrm{cm}^{-1}$; dalam keadaan gas (B), tempat [molekul-molekulnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) berjauhan dan tidak membentuk [ikatan hidrogen](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/30-keelektronegatifan-kepolaran-dan-gaya-antarmolekul#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), pita itu tajam di sekitar $3666\,\mathrm{cm}^{-1}$.

**Latihan 34.9 ★★.**

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

**Solusi Latihan 34.9.**

Hampir tidak: sekitar $1730\,\mathrm{cm}^{-1}$ untuk [aldehida](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl) dan $1715\,\mathrm{cm}^{-1}$ untuk [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl), nilai yang berdekatan. Membandingkan seluruh spektrum, termasuk [daerah sidik jarinya](#def-g11-infrared-band), dengan spektrum acuan akan memutuskannya, atau dengan teknik lain.

**Latihan 34.10 ★★.**

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

**Solusi Latihan 34.10.**

Sebuah [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) ($\ce{C=O}$ di sekitar $1735\,\mathrm{cm}^{-1}$, $\ce{C-O}$ yang kuat, tanpa $\ce{O-H}$), misalnya etil etanoat. Asam etanoat adalah $\ce{C2H4O2}$, bukan $\ce{C4H8O2}$. Asam butanoat memiliki rumus yang tepat tetapi akan memperlihatkan pita $\ce{O-H}$ asam yang sangat lebar: dikesampingkan.

**Latihan 34.11 ★★.**

Spektrum mana dari keenam spektrum itu yang paling mirip dengan spektrum [molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) propan-1-ol? Asam propanoat? Jelaskan.

**Solusi Latihan 34.11.**

Propan-1-ol adalah [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol): seperti A. Asam propanoat adalah [asam karboksilat](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid): 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 Latihan 34.12.**

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

**Latihan 34.13 ★★★.**

Asam butanoat dan etil etanoat adalah [isomer](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-isomer), $\ce{C4H8O2}$. Uraikan dua perbedaan antara [spektrum inframerah](#def-g11-infrared-spectrum) keduanya, dan jelaskan.

**Solusi Latihan 34.13.**

Asam butanoat memperlihatkan pita $\ce{O-H}$ yang sangat lebar dari 2500 sampai $3300\,\mathrm{cm}^{-1}$, [esternya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) tidak; $\ce{C=O}$ asam terletak di sekitar $1710\,\mathrm{cm}^{-1}$, lebih lebar, sedangkan milik [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) di sekitar $1735\,\mathrm{cm}^{-1}$, tajam, dengan pita $\ce{C-O}$ yang kuat di sekitar $1240\,\mathrm{cm}^{-1}$. Asam memiliki gugus $\ce{O-H}$ yang berikatan hidrogen, yang juga sedikit melonggarkan $\ce{C=O}$-nya.

**Latihan 34.14 ★★★.**

Sebuah sampel etil etanoat memperlihatkan, selain pita-pita yang diharapkan, pita lebar yang lemah di sekitar $3350\,\mathrm{cm}^{-1}$. Usulkan dua pengotor yang dapat menyebabkannya (pikirkan cara [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) dibuat, dan [udara](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/4-udara-campuran-gas#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)). Bagaimana sampel itu dapat diperiksa?

**Solusi Latihan 34.14.**

Sisa etanol ([alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol) bahan pembuat [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) itu) atau air (dari [udara](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/4-udara-campuran-gas#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) atau dari pencucian): keduanya memiliki gugus $\ce{O-H}$ yang berikatan hidrogen. Sampel itu dapat dibandingkan dengan spektrum acuan, dikeringkan, didistilasi, atau diukur suhu didihnya.

**Latihan 34.15 ★★★.**

Pita $\ce{C=O}$ [keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl) terletak di sekitar $1715\,\mathrm{cm}^{-1}$, pita $\ce{C=C}$ di sekitar $1650\,\mathrm{cm}^{-1}$, dan pita $\ce{C-O}$ di sekitar $1050\,\mathrm{cm}^{-1}$. Dengan gambaran dua bola pada sebuah pegas, jelaskan mengapa [ikatan rangkap dua](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/24-struktur-lewis-dan-bentuk-molekul#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) $\ce{C=O}$ bergetar lebih cepat daripada ikatan tunggal $\ce{C-O}$. Mengapa pita $\ce{O-H}$, $\ce{N-H}$, dan $\ce{C-H}$ semuanya berada pada [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) yang tinggi?

**Solusi Latihan 34.15.**

[Ikatan rangkap dua](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/24-struktur-lewis-dan-bentuk-molekul#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) adalah pegas yang lebih kaku daripada ikatan tunggal antara [atom-atom](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom) yang sama: ikatan itu bergetar lebih cepat, pada [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) yang lebih tinggi (1715 dibandingkan $1050\,\mathrm{cm}^{-1}$). Ikatan $\ce{O-H}$, $\ce{N-H}$, dan $\ce{C-H}$ semuanya melibatkan [atom](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-atom) hidrogen, yang paling ringan: bola ringan pada pegas bergetar cepat, sehingga [bilangan gelombangnya](#def-g11-infrared-wavenumber) sekitar 2900–$3600\,\mathrm{cm}^{-1}$.

## 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](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-formulas) etanol, propanon, dan asam etanoat.
2. Berikan [rumus molekulnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-formulas) .
3. Sebutkan [gugus fungsi](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-functional-group) masing-masing.
4. Ikatan mana pada masing-masing yang seharusnya memberikan pita di atas $1500\,\mathrm{cm}^{-1}$ ?

**Bagian II — Spektrum-spektrumnya.**

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

**Bagian III — [Isomer](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-isomer).**

10. Metoksimetana adalah [isomer](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-isomer) etanol. Tuliskan rumusnya. Pita etanol mana yang tidak akan ada pada spektrumnya?
11. Propanal adalah [isomer](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-isomer) propanon. Pita mana yang dimiliki keduanya? Di mana letaknya pada masing-masing?
12. Metil metanoat, $\ce{HCOO-CH3}$ , adalah [isomer](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-isomer) asam etanoat. Pita asam mana yang tidak akan ada? Di mana pita $\ce{C=O}$ -nya akan terletak?
13. Mengapa [rumus molekul](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-formulas) saja tidak dapat mengenali sebuah senyawa, sedangkan rumus dan spektrum bersama-sama biasanya dapat?

**Bagian IV — Panjang gelombangnya.**

14. Berapa [bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) pita propanon yang paling kuat?
15. Nyatakan dalam $\mathrm{m}^{-1}$ .
16. Hitung panjang gelombang yang diserap, dalam meter, lalu dalam mikrometer.
17. Apakah cahaya itu terlihat? Termasuk radiasi jenis apa?
18. Lakukan hal yang sama untuk pita $\ce{C-O}$ etanol di sekitar $1050\,\mathrm{cm}^{-1}$ .
19. Manakah di antara kedua ikatan itu yang bergetar lebih cepat?
20. Nyatakan jawaban akhirnya: panjang gelombang berapa yang paling kuat diserap ikatan $\ce{C=O}$ pada propanon?

**Solusi Soal 34.1.**

**1.** $\ce{CH3-CH2-OH}$; $\ce{CH3-CO-CH3}$; $\ce{CH3-COOH}$.

**2.** $\ce{C2H6O}$; $\ce{C3H6O}$; $\ce{C2H4O2}$.

**3.** Hidroksil; karbonil ([keton](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carbonyl)); karboksil.

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

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

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

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

**8.** Mungkin (cuka, [pelarut](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/9-larutan-dan-kelarutan#def-g6-solutions-and-solubility-solute), [alkohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-alcohol)), tetapi mengendus cairan yang tidak diketahui itu berbahaya; spektrum aman dan pasti.

**9.** Gugus-gugus $\ce{O-H}$ asam berikatan hidrogen lebih kuat ([molekul-molekulnya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/11-atom-dan-molekul#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) berpasangan), sehingga pitanya lebih rendah dan jauh lebih lebar.

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

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

**12.** Pita $\ce{O-H}$: [ester](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) tidak memiliki $\ce{O-H}$. Pita $\ce{C=O}$-nya akan terletak di sekitar $1735\,\mathrm{cm}^{-1}$.

**13.** [Isomer-isomer](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/32-molekul-organik-kerangka-dan-nama#def-g11-organic-skeletons-isomer) memiliki rumus yang sama; [gugus fungsinya](https://one-course.com/books/chemistry/1/id/chapter/33-gugus-fungsi-dan-keluarga-senyawa#def-g11-functional-groups-functional-group) berbeda, dan spektrum memperlihatkan gugus-gugus itu.

**14.** $1715\,\mathrm{cm}^{-1}$.

**15.** $1715 \times 100 = 1.715 \times 10^{5}\,\mathrm{m}^{-1}$.

**16.** $\lambda = 1/1.715 \times 10^{5} = 5.83 \times 10^{-6}\,\mathrm{m} =
5.83\,\text{µ}\mathrm{m}$.

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

**18.** $1.05 \times 10^{5}\ \mathrm{m}^{-1}$, jadi $\lambda = 9.52 \times 10^{-6}\,\mathrm{m}
= 9.52\,\text{µ}\mathrm{m}$.

**19.** Ikatan $\ce{C=O}$ ([bilangan gelombang](#def-g11-infrared-wavenumber) lebih tinggi, panjang gelombang lebih pendek).

**20.** Sekitar $5.8\,\text{µ}\mathrm{m}$.