ITP UNS SEMESTER 2 Laporan KimTik Acara 5 spektro
Download as DOCX, PDF9 likes51,455 views
Laporan praktikum ini mencakup metode spektrofotometri untuk menentukan panjang gelombang maksimum dan konsentrasi larutan berwarna kuning. Hasil percobaan menunjukkan bahwa panjang gelombang maksimum larutan kuning adalah 460 nm, dengan hubungan linier antara konsentrasi dan absorbansi sesuai hukum Lambert-Beer. Metode ini memungkinkan analisis zat dalam jumlah kecil dan membutuhkan pemilihan panjang gelombang yang tepat untuk meminimalkan kesalahan pengukuran.
ITP UNS SEMESTER 2 Laporan KimTik Acara 5 spektro
- 1. LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK SPEKTROFOTOMETRI Oleh: KELOMPOK 6 1. Aldila Bunga (H0912002) 2. Antonius Y. (H0912015) 3. Ayu Novia (H0912021) 4. Diah Nur Anggita (H0912038) 5. Farida (H0912049) 6. Fransiska Puteri (H0912056) PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
- 2. ACARA IV SPEKTROFOTOMETRI A. TUJUAN PRAKTIKUM Tujuan dari praktikum acara IV Spektrofotometri ini adalah untuk: a. Menentukan panjang gelombang maksimum b. Membuat kurva standar c. Menentukan konsentrasi larutan berwarna kuning B. TINJAUAN PUSTAKA a. Tinjauan Alat dan Bahan Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri. A = log ( Io / I1 ) = a b c Keterangan : Io = Intensitas sinar datang I1 = Intensitas sinar yang diteruskan a = Absorptivitas b = Panjang sel/kuvet c = konsentrasi (g/l) A = Absorban Cahaya/sinar yang masuk dengan intensitas tertentu (I0) akan berkurang intensitasnya ketika melewati larutan. Berkurangnya intensitas sinar dikarenakan adanya serapan oleh larutan yang dilewati. Intensitas cahaya setelah melewati larutan (It) disebut dengan transmitansi (T), dan biasanya dinyatakan dalam satuan persen tranmitan (%T). Sedangkan cahaya yang diserap adalah absorbansi (A). % = It I0 x100 -Log T = Log It I0 = A
- 3. Berdasarkan hukum Lambert-Beer, absorbansi dari suatu sampel akan sebanding dengan ketebalan, konsentrasi sampel dan absorbtifitas molar. Bila ketebalan benda (b) atau konsentrasi materi (c) yang dilewati bertambah, maka cahaya akan lebih banyak diserap. Jadi absorbansi berbanding lurus dengan ketebalan dan konsentrasi. Selain itu, faktor yang berpengaruh terhadap besar kecilnya absorbansi adalah absorptifitas molar (ε) dari larutan yang di ukur itu sendiri. Sehingga dari persamaan diatas dapat dirumuskan sebagai berikut: A = ε b c Hubungan antara absorbansi A dengan konsentrasi zat pengabsorbsi adalah linier. Ada beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yang mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu : a. Syarat konsentrasi, larutan yang dianalisis harus encer. Pada konsentrasi tinggi jarak rata-rata di antara zat pengabsorbsi menjadi kecil sehingga masing-masing zat mempengaruhi distribusi muatan tetangganya. Interaksi ini dapat mengubah kemampuan untuk mengabsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang diberikan. b. Syarat kimia, zat pengabsorbsi tidak boleh terdisosiasi atau bereaksi dengan pelarut menghasilkan suatu produk yang berbeda dari zat yang dianalisis. c. Syarat cahaya, hukum Beer berlaku untuk cahaya yang betul-betul monokromatik (cahaya yang mempunyai satu macam panjang gelombang). d. Syarat kejernihan, larutan yang dianalisis harus jernih karena kekeruhan larutan yang disebabkan oleh partikel-partikel koloid akan dihamburkan oleh partikel-partikel koloid akibatnya kekuatan cahaya yang diabsorbsi berkurang dari yang seharusnya (Nukomarasari, 2010). Analisa suatu cuplikan dengan spektrofotometri sinar tampak biasanya meliputi empat tahap pengerjaan, yaitu :
- 4. a. Pembentukkan molekul yang dapat menyerap sinar di daerah sinar tampak (pewarnaan). b. Pemilihan panjang gelombang. c. Pembuatan kurva kalibrasi. d. Pengukuran absorbansi cuplikan. Karena warna sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah kuning. Hal ini berarti sampel tersebut menyerap gelombang elektromagnetik pada daerah komplemen warna kuning, yaitu daerah lembayung (violet) dan/atau daerah biru. Dapat diduga bahwa sampel ini akan mempunyai serapan di daerah 400-435 nm (violet) dan/atau 435-480 nm (biru) (Nurul Huda, 2001). e. Tinjauan Teori Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna. Pengukuran ini dilakukan pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan tabung foton hampa. Metode spektrofotometri memiliki keuntungan yaitu dapat digunakan untuk menganalisa suatu zat dalam jumlah kecil (Harini, dkk, 2012). Absorbsi energi direkam sebagai absorbans (bukan transmitan seperti dalam spektra inframerah). Absorbans pada suatu panjang gelombang tertentu didefinisikan sebagai : A = dengan : A = absorban I0 = intensitas berkas cahaya rujukan I = intensitas berkas cahaya contoh Absorban suatu senyawa pada suatu panjang gelombang tertentu bertambah dengan banyaknya molekul yang mengalami transisi. Oleh karena itu, absorbans bergantung pada struktur elektronik senyawanya dan juga pada kepekatan contoh dan panjangnya sel contoh. Sehingga ahli
- 5. kimia menyatakan absorbs energi itu sebagai absorbtivitas molar e dan bukan sebagai absorbans sebenarnya (Fessenden dan Fessenden, 1982). Dalam metode spektrometri larutan sampel menyerap radiasi elektromagnetik dari sumber yang tepat dan jumlah yang diserap berhubungan dengan konsentrasi analit dalam larutan. Larutan tembaga berwarna biru karena menyerap warna, kuning, pelengkap dari cahaya putih dan mengirimkan cahaya biru yang tersisa. Larutan tembaga terkonsentrasi, cahaya lebih kuning diserap dan lebih dalam warna biru yang dihasilkan dari solusi. Dalam metode spektrometri jumlah cahaya kuning ini diserap akan diukur dan terkait dengan konsentrasi. Kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik spektrometri serapan dari pertimbangan spektrum elektromagnetik dan bagaimana molekul menyerap radiasi (Christian, 1980). Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual. Dengan studi lebih mendalam dari absorbsi energi radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya pengukuran ciri-cirinya serta kuantitatifnya dengan ketelitian lebih besar. Dalam penggunaan pada masa sekarang, istilah spektrofotometri mengingatkan pengukuran berapa jauh energi radiasi diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombangdari radiasi, maupun pengukuran absorpsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu. Spektrum cahaya tampak dan warna-warna komplementer : Panjang Gelombang (nm) Warna Warna Komplementer 400-435 Violet Kuning-hijau 435-480 Biru Kuning 480-490 Hijau-biru Oranye 490-500 Biru-hijau Merah 500-560 Hijau Ungu 560-580 Kuning-hijau Violet 580-595 Kuning Biru 595-610 Oranye Hijau-biru 610-750 Merah Biru-hijau (Underwood dan Day, 1994).
- 6. Faktor-faktor yang mempengaruhi absorbansi meliputi jenis pelarut, pH, suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi dan adanya zat pengganggu. Pengaruh-pengaruh ini harus diketahui; kondisi analisis harus dipilih sedemikian hingga absorbansi tidak akan dipengaruhi sedikitpun. Kebersihan juga akan mempengaruhi absorbansi termasuk bekas jari pada dinding tabung harus dibersihkan dengan kertas tisu dan hanya memegang bagian ujung atas tabung sebelum pengukuran (Hendayana, et al, 1994). Spektrofotometri terdiri dari mengukur rasio dari dua radiasi energi pada frekuensi atau panjang gelombang tertentu dan kemudian mengulanginya pengukuran pada frekuensi atau panjang gelombang lain sesuai yang diinginkan selama rentang spektral yang penting. Rasio dari energi radiasi ini dapat ditentukan dengan visual, foto-grafis, atau fotolistrik. Dalam spektrofotometri visual, bagian fotometri dari instrumen meliputi bidang fotometri dua bagian dan variasi sarana pencahayaan dari salah satu bagian sehingga mata hanya digunakan untuk mendeteksi yang tidak tampak dan akhirnya untuk menilai perbandingan dari dua bagian. Memvariasikan sarana pencahayaan dari salah satu bagian dikalibrasi, sehingga nilai sebenarnya dari poin yang sesuai ditentukan oleh sistem tambahan Fotometri fotografi ini biasanya digunakan ketika spektrograf konvensional digunakan sebagai media pendispersi (Timma, 1952). C. Metode 1. Alat dan Bahan a. Alat: a.) Labu ukur 100 ml b.) Beaker Glass c.) Tabung reaksi dan rak tabung reaksi d.) Spektrofotometer dan kuvet b. Bahan a) Larutan berwarna kuning b) Aquades c) Alkohol
- 7. D. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Hasil Tabel 5.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Menggunakan Sampel dengan Konsentrasi 2% No. Panjang Gelombang (nm) Absorbansi (Ả) 1 460 0,951
- 8. 2 480 0,807 3 500 0,674 4 520 0,548 5 540 0,497 6 560 0,420 7 580 0,408 8 600 0,398 Sumber : Laporan Sementara Gambar 5.1 Hubungan Antara Panjang Gelombang (nm) dengan Absorbansi ( Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan metode pengukuran dengan menggunakan spektrofotometer ini digunakan sering disebut dengan spektrofotometri. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawa atau warna yang terbentuk. Pada titrasi spektrofotometri sinar yang digunakan merupakan suatu berkas yang panjangnya tidak berbeda banyak antara satu dengan yang lain. Perbedaan panjang gelombangnya dapat lebih besar. Dalam hubungan ini dapat disebut juga spektrofotometri absorbsi atomik. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 460 480 500 520 540 560 580 600 Absorbansi(A) Panjang Gelombang (nm)
- 9. Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Studi spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Hukum Beer menyatakan absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi dan ketebalan bahan/medium. Larutan standar dibuat dengan maksud untuk membuat kurva standar atau kurva kalibrasi sehingga nanti akan diperoleh panjang gelombang maksimum dari larutan standar tersebut. Kenapa panjang gelombang maksimum yang dipilih, hal ini karena di sekitar panjang gelombang maksimum tersebut, bentuk kurva serapan adalah datar sehingga hukum Lambert-Beer akan terpenuhi dengan baik sehingga kesalahan yang ditimbulkan panjang gelombang maksimum dapat diperkecil. Prinsip kerja dari percobaan ini adalah menentukan konsentrasi sampel dengan menggunakan kurva standar yang menghubungkan antara konsentrasi sampel dengan absorbansinya. Larutan sampel yang digunakan memiliki lima konsentrasi yang berbeda. Lima konsentrasi tersebut diukur panjang gelombangnya untuk mengetahui konsentrasi yang sebenarnya. Digunakan sampel larutan berwarna kuning yang masing-masing memiliki konsentrasi 0,4% ; 0,8% ; 1,2% ; 1,6% ; 2,0%. Untuk penentuan panjang gelombang maksimum digunakan sampel dengan konsentrasi 2,0%. Sampel dipilih karena merupakan sampel dengan konsentrasi tertinggi dari yang tersedia sehingga sampel dengan dengan konsentrasi lebih rendah sudah ikut terbaca di dalamnya. Panjang gelombang yang digunakan berturut-turut adalah sebesar 460 nm, 480 nm, 500 nm, 520 nm, 540 nm, 560 nm, 580 nm, dan 600 nm. Dari praktikum yang dilakukan didapatkan nilai Absorbansi berturut-turut sebesar 0,951 ; 0,807 ; 0,674 ; 0,548 ; 0,497 ; 0,420 ; 0,408 ; 0,398 . Dari data tersebut diketahui panjang
- 10. gelombang maksimum larutan kuning adalah 460 nm. Hal ini sudah sesuai dengan pernyataan Underwood dan Day (1994) bahwa, panjang gelombang larutan berwana kuning berada pada range 435-480 nm. Penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan untuk mengetahui ketika absorbsi mencapai maksimum sehingga meningkatkan proses absorbsi larutan terhadap sinar (Rohman, 2007). Pemilihan panjang gelombang maksimum sangat menentukan dalam percobaan karena apabila terjadi penyimpangan yang kecil selama percobaan akan mengakibatkan kesalahan yang kecil dalam pengukuran. Jika pemilihan panjang gelombang memiliki spektrum perubahan besar pada nilai absorbansi saat panjang gelombang sempit, maka apabila terjadi penyimpangan kecil pada cahaya yang masuk akan mengakibatkan kesalahan besar dalam pengukuran. Semakin besar panjang gelombangnya maka akan semakin kecil nilai absorbansinya. Hal ini dapat diakibatkan sinar putih pada setiap panjang gelombang dapat terseleksi lebih detail oleh prisma (Underwood dan Day, 1990). Tabel 5.2 Pembuatan Kurva Standar Menggunakan Panjang Gelombang 460 nm No. Konsentrasi Sampel (%) Absorbansi ( ) 1 0,4 0,188 2 0,8 0,389 3 1,2 0,578
- 11. 4 1,6 0,755 5 2,0 0,951 Sumber : Laporan Sementara Gambar 5.2 Grafik Hubungan Antara Konsentrasi (%) dengan Absorbansi ( Persamaan Regresi : y = 4,6.10-3 + 0,473x Pada praktikum kali ini, untuk membuat kurva standar panjang gelombang yang digunakan adalah panjang gelombang maksimum hasil praktikum sebelumnya yaitu 460 nm. Sampel yang digunakan memiliki konsentrasi 0,4% ; 0,8% ; 1,2% ; 1,6% ; 2,0%. Berdasarkan sampel tersebut, dalam spektrofotometer nilai absorbansi terbaca 0,188 ; 0,389 ; 0,578 ; 0,755 ; 0,951 . Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan sebanding dengan konsentrasi larutan dalam kuvet. Dari data tersebut didapatkan persamaan regresi y = 4,6.10-3 + 0,473x. Sehingga diketahui hubungan antara konsentrasi sampel dengan absorbansi adalah berbanding 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.4 0.8 1.2 1.6 2 Absorbansi(A) Konsentrasi (%)
- 12. lurus. Makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam larutan, makin banyak sinar yang diserap. Hal ini sesuai dengan hukum Lambert Beer. Hukum Lambert Beer merupakan gabungan dari hukum Lambert dan hukum Beer. Hukum Lambert Beer menyatakan bahwa, “bila suatu cahaya monokromatis atau polikromatis melalui suatu media yang transparan maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan bertambahnya kepekatan media”. Menurut Skoog dan West, 1971 (dalam Triyati, 1985), hukum Lambert Beer menyatakan bahwa jumlah radiasi cahaya tampak, ultra violet dan cahaya-cahaya lain yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu fungsi eksponen dari konsentrasi zat dan tebal larutan. Faktor-faktor yang mempengaruhi absorbansi meliputi jenis pelarut, pH, suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi dan adanya zat pengganggu (Hendayana, et al, 1994). Dari praktikum di atas didapatkan nilai r adalah 0,999. Dari sini dapat diketahui bahwa hubungan korelasi antara konsentrasi dengan absorbansi sangat erat karena mendekati 1. Semakin tinggi konsentrasi yang diberikan, maka semakin tinggi pula nilai absorbani larutan tersebut. Selain faktor di tersebut, larutan sampel yang ada diukur nilai absorbansinya pada setiap panjang gelombang harus diganti (tidak boleh menggunakan larutan sampel yang sama). Hal ini akan mengakibatkan ketelitian nilai absorbansinya berkurang, sebab larutan tadi telah dilewati oleh berkas cahaya monokromatik secara radiasi yang akan mempengaruhi nilai absorbansi yang sebenarnya. Selain digunakan untuk menentukan panjang gelombang, metode spektrofotometri juga dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan, Untuk menentukan konsentrasi larutan cuplikan, sudah diketahui nilai absorbansinya sebesar 0,432 . Dari persamaan regresi di atas, maka konsentrasi larutan cuplikan tersebut dapat diketahui yaitu sebesar 0,903%.
- 13. E. KESIMPULAN Kesimpulan pada praktikum kali ini adalah: a. Panjang gelombang yang digunakan berturut-turut adalah sebesar 460 nm, 480 nm, 500 nm, 520 nm, 540 nm, 560 nm, 580 nm, dan 600 didapatkan nilai Absorbansi berturut-turut sebesar 0,951 ; 0,807 ; 0,674 ; 0,548 ; 0,497 ; 0,420 ; 0,408 ; 0,398 . b. Panjang gelombang maksimum larutan kuning adalah 460 nm. c. Untuk membuat kurva standar sampel yang digunakan memiliki konsentrasi 0,4% ; 0,8% ; 1,2% ; 1,6% ; 2,0% dan nilai absorbansi yang terbaca sebesar terbaca 0,188 ; 0,389 ; 0,578 ; 0,755 ; 0,951 . d. Persamaan regresi y = 4,6.10-3 + 0,473x. e. Nilai korelasi antara konsentrasi dengan absorbansi adalah sangat erat yaitu 0,999 atau mendekati 1. f. Hubungan antara konsentrasi sampel dengan absorbansi adalah berbanding lurus, makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam larutan, makin banyak sinar yang diserap. g. Faktor-faktor yang mempengaruhi absorbansi meliputi jenis pelarut, pH, suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi dan adanya zat pengganggu. h. Konsentrasi larutan cuplikan yaitu sebesar 0,903%.
- 14. DAFTAR PUSTAKA Christian, Gary D. 1980. Analytical Chemistry. University of Washington, USA. Fessenden, Ralp J., Joan S. Fessenden. Kimia Organik Edisi Ketiga. Erlangga, Jakarta. Harini, Bernadeta Wuri, Rini Dwiastuti, dan Lucia Wiwid Wijayanti. 2012. Aplikasi Metode Spektrofotometri Visibel untuk Mengukur Kadar Curcuminoid pada Rimpang Kunyit (Curcuma Domestica). Disampaikan pada Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi (SNAST) Periode III. Pada tanggal 3 November 2012 di Yogyakarta. Hendayana, Semar, Asep Kadarohman, AA Sumarna, Dan Asep Supriatna. 1994. Kimia Analitik Instrumen. IKIP Semarang Press, Semarang. Nukomarasari, Risa. 2010. Penentuan Kadar Fe(II) Dalam Sampel Dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS. Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung Nurul Huda. 2001. Pemeriksaan Kinerja Spektrofotometer Uv-Vis.GBC 911A Menggunakan Pewarna Tartazine CL 19140. Jurnal Sigma Epsilon ISSN 0853-9013. No 20-21. Timma, D.L. 1952. Absorption Spectrophotometry. Ohio Journal of Science. Vol.52, No.3, May 1952 : 117-123. Underwood, Day R.A. 1980. Analisa Kimia Kuantitatif. Erlangga, Jakarta.
- 15. LAMPIRAN Perhitungan Penentuan Konsentrasi Larutan Cuplikan Absorbansi = 0,432 y = 4,6.10-3 + 0,473x 0,432 = 4,6.10-3 + 0,473x 0,4274 = 0,473x x = 0,903%