Laporan Praktikum Kimia Analisis Instrumen Spektrofotometer

PENDAHULUAN


A. Judul Percobaan
Spektrofotometer

B. Tujuan Percobaan
1. Menentukan absorbansi larutan cuplikan M dan N
2. Menentukan konsentrasi larutan cuplikan M dan N
3. Mengetahui korelasi absorbansi dengan konsentrasi berdasarkan kurva standar

II. HASIL DAN PEMBAHASAN

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap, dan dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi merupakan metode yang mempelajari interaksi antara cahaya  dan materi. Dalam spektroskopi cahaya tampak digunakan sebagai teori struktur materi dalam struktur kimia analisa kualitatif dan analisa kuantitatif. Sekarang spektroskopi tidak hanya memanfaatkan cahaya tampak saja, tetapi menggunakan bentuk lain dari radiasi gelombang elektromagnetik  dan non elektromagnetik, seperti gelombang mikro, gelombang radio, gelombang elektron, gelombang fenon, gelombang suara dan sinar X. Spektroskopi biasa digunakan dalam kimia fisik dan analisis untuk identifikasi substansi melalaui spektrum yang dipancarkan (Day dan Underwood, 1996).
Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan  sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube ( Underwood,2001).
Menurut Cairns (2009), spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawaan atau warna terbentuk. Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari 4 bagian penting yaitu:

1. Sumber Cahaya
Sebagai sumber cahaya pada spektrofotometer, haruslah memiliki pancaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber energi cahaya yang biasa untuk daerah tampak, ultraviolet dekat, dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram (tungsten). Lampu ini mirip dengan bola lampu pijar biasa, daerah panjang gelombang 350 – 2200 nanometer (nm).
2. Monokromator
Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang bebeda (terdispersi).
3. Cuvet
Cuvet spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan sebagai tempat contoh atau cuplikan yang akan dianalisis. Cuvet biasanya terbuat dari kwars, plexiglass, kaca, plastik dengan bentuk tabung empat persegi panjang 1 x 1 cm dan tinggi 5 cm. Pada pengukuran di daerah UV dipakai cuvet kwarsa atau plexiglass, sedangkan cuvet dari kaca tidak dapat dipakai sebab kaca mengabsorbsi sinar UV. Semua macam cuvet dapat dipakai untuk pengukuran di daerah sinar tampak (visible).
4. Detektor
Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk jarum penunjuk atau angka digital.
3 larutan yang akan digunakan dalam  penggunaan spektrofotometer adalah larutan blanko. Larutan blanko merupakan larutan yang tidak mengandung analit untuk dianalisis (Basset, 1994). Larutan standar adalah larutan yang konsentrasinya sudah diketahui secara pasti (Day dan Underwood, 1999). Larutan cuplikan atau analit adalah larutan yang akan dianalisis atau ditentukan konsentrasinya atau strukturnya (Padmaningrum, 2008).
Menurut Bassett dkk (1994), Metode Deret Standar adalah metode dengan Larutan uji yang ditaruh dalam suatu tabung diencerkan ke volume tertentu, dicampur, dan warnanya dibandingkan dengan sederetstandar yang dibuat dengan cara serupa. Kemudian konsentrasinya akan diketahui dengan persamaan warna pada larutan standar yang telah diuji. Fungsi metode ini adalah sebagai larutan pembanding dimana warna dari larutan standar yang ada dengan dibandingkan dengan warna larutan sampel untuk memperkirakan konsentrasi dari larutan sampel. Larutan dengan warna yang serupa secara eksak dengan standar memiliki konsentrasi sama dengan konsentrasi standar.

Menurut Lestari (2010), prinsip kerja dari metode spektrofotometri ini adalahaoabila cahaya monokromatis ataupun polikromatis mengenai suatu media, intensitasnya akan berkurang karena diserap oleh media tersebut, dan sebagian kecilnya akan dbiaskan atau dipantulkan. Prinsip ini dijabarkan dalam Hukum Beer-Lambert, yang menghubungkan antara absorbansi cahaya dengan konsentrasi pada suatu bahan yang mengabsorpsi, berdasarkan persamaan berikut:
A = log (Iin / Iout) = (1/T) = a x b x c
Keterangan:
A = Absorbance
Iin = Intensitas cahaya yang masuk
Iout = Intensitas cahaya yang keluar
T = Transmittansi
a = tetapan absorpsivitas molar
b = panjang jalur
c = konsentrasi pada suatu bahan yang mengabsorpsi
Berdasarkan hukum Lambert dan Beer, sesuai dengan hasil karena absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi, jika konsentrasi tinggi maka absorbansi juga semakin tinggi. Hubungan kepekatan warna dengan konsentrasi, dimana semakin tinggi konsentrasi, maka warna juga semakin pekat. Oleh karena itu semakin pekat suatu warna larutan, maka absorbansinya juga akan semakin tinggi (Khopkar,1990).
Alat yang dipakai dalam praktikum kali ini adalah Genesys 10 S UV-VIS. Instrumen ini terdapat kelebihan yaitu dapat mengukur pada larutan bervolume kecil, dapat mengukur absorbansi pada larutan yang bening karena menggunakan sinar ultraviolet serta memiliki ketelitian dan kepekaan tinggi juga penggunaanya sederhana. Namun kerugian dari instrumen ini adalah karena sifatnya yang sangat sensitif, maka jika terdapat zat pengotor sedikit saja dalam larutan akan mengubah nilai absorbansinya
Menurut Khopkar (2003), spektrofotometer memiliki cara kerja sebagai berikut yaitu larutan pembanding misalnya blangko ditempatkan dalam sel pertama kemudian larutan yang akan dianalisis ditempatkan pada sel kedua dan fotosel yang cocok dipilih. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup “nol” galvanometer dengan menggunakan tombol dark-current. H yang diinginkan dipilih, fotosel dibuka dan berkas cahaya dilewatkan pada blangko dan “nol” galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol transmitansi, kemudian diatur besarnya pada 100%. Berkas cahaya dilewatkan pada larutan sampel yang akan dianalisis dan skala absorbansi menunjukan absorbansi larutan sampel.
Pada percobaan ini, larutan standar yang digunakan adalah larutan NH4Fe(SO4)2 + HCl yang diencerkan dan dimasukkan sebanyak 10 ml di labu ukur 100 ml, pengenceran dilakukan memperkecil konsentrasi larutan standar. Fungsi larutan standar adalah sebagai larutan pembanding yang sudah diketahui konsentrasinya untuk menentukan konsentrasi suatu larutan cuplikan melalui grafik kurva standar serta melalui metode deret standar dengan membandingkan warna larutan. Penggunaan amonium sulfat dikarenakan di larutan cuplikan N dan M ada kandungan tawas sehingga harus menggunakan larutan tawas yang mengandung amonium sulfat itu.
Larutan standar diambil dengan volume yang berbeda-beda, yaitu 1 ml, 3 ml, 5 ml, 7 ml dan 9 ml untuk pebuatan larutan cuplikan. Setiap larutan dimasukkan ke tabung reaksi dan ditambahkan KCNS 10%, kemudian diencerkan dengan aquades hingga volume menjadi 20 ml. Pada proses ini larutan divortex agar menjadi homogen dan dapat tercampur sempurna serta warnanya merata. Larutan berubah menjadi warna merah bata karena larutan KCNS berfungsi sebagai indikator yang memberikan warna merah pada larutan. Keenam larutan dengan volume larutan standar yang berbeda ini kemudian diurutkan dari warna yang kurang pekat (merah muda) hingga paling pekat (merah tua) sehingga terbentuk deret standar.
Larutan blanko yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan KCNS 10% yang telah diencerkan dengan aquades, kemudian divortex agar larutan tersebut dapat tercampur dengan sempurna. Pada larutan blanko dihasilkan warna bening karena KCNS mengikat aquades untuk tidak mengikat materi-materi dari luar, karena tidak menghasilkan senyawa kompleks warna saat berikatan dengan aquades maka diberi nama larutan blanko. Fungsi larutan KCNS 10% adalah untuk memberikan warna merah pada larutan dengan reaksi sebagai berikut:
Fe3+ + 6 CNS- → (FeCNS)63-Fe3+ + H2O → Fe(OH)3 + 3H+
Panjang gelombang yang digunakan dalam percobaan ini adalah 475 nm yang dianggap sudah optimum untuk melakukan uji absorbansi larutan sampel yang akan diuji dengan mendapatkan hasil yang optimum. Pada percobaan ini, larutan sampel yang digunakan adalah larutan standar yang merupakan larutan yang konsentrasinya telah diketahui dan dapat diubah konsentrasinya. Konsentrasi akhir larutan dihitung dengan perhitungan V1.N1 = V2.N2 dimana V1 dalah volume larutan standar yang diambil, N1 dalah konsentrasi awal larutan,  V2 adalah volume total dari larutan setelah penambahan aquadest, dan N2 adalah konsentrasi akhir larutan.
Berdasarkan tabel hasil percobaan, pada larutan blanko memiliki  nilai absorbansi 0 sedangkan larutan dengan konsentrasi 0,005 memiliki absorbansi 0,031, larutan berkonsentrasi 0,015 memiliki absorbansi 0,107, larutan dengan konsentrasi 0,025 memiliki absorbansi 0,140,  larutan berkonsentrasi 0,035 absorbansinya 0,186 , dan larutan  berkonsentrasi 0,045 memiliki absobansi 0,236. Pada larutan cuplikan M memiliki nilai absorbansi 0,078 dan cuplikan N memiliki nilai absorbansi 0,243. Hasil absorbansi pada larutan cuplikan M dan N berdasarkan grafik adalah pada larutan M absorbansinya sebesar 0,078 dan pada larutan N absorbansinya sebesar 0,243, Dengan menggunakan visualisasi (mata telanjang) didapatkan kepekatan warna pada cuplikan M adalah antara larutan standar 1ml dan  larutan standar 3ml sedangkan cuplikan N berada lebih dari 9ml. Sedangkan, berdasarkan perhitungan diperoleh konsentrasi cuplikan M sebesar 0,012 dan pada Cuplikan N adalah 0,046 dan hasilnya tidak terlalu berbeda dengan hasil pada grafik sehingga sesuai.
Berdasarkan hasil yang telah diperoleh dari 4 metode, dapat dikatakan bahwa metode dengan menggunkan spektrofotometer lebih akurat, daripada penggunaan grafik, pperhitungan terutama visualisasi. Hal ini dikarenakan oleh penggunaan grafik dapat terjadi kesalahan yang berhubungan dengan perhitungan yakni peluang untuk terjadinya kesalahan perhitungan masih ada, sedangkan pada cara visualisasi merupakan cara  yang tidak akurat karena menggunakan pandangan mata telanjang dan tidak semua orang mempunyai penilaian yang sama berdasarkan pandangan mata telanjang.


KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut
1. Absorbansi pada larutan M dan N berturut – turut yaitu 0,078 dan 0,243
2. Konsentrasi pada larutan cuplikan M dan N berturut – turut yaitu 0,012 dan 0,046
3. Hubungan antara absorbansi dan konsentrasi pada grafik dapat diterangkan melalui perhitungan dengan rumus y = a + bx. Pada Cuplikan M, diperoleh 0,078 = 0,017 + 4,89x , x = 0,012 ; Pada Cuplikan N, diperoleh 0,243 = 0,017 + 4,89x , x = 0,046.

DAFTAR PUSTAKA

Basset, J. 1994. Buku Ajar Vogel: Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Cairns, D. 2009. Intisari Kimia Farmasi Edisi Kedua. Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Day, R.A. dan Underwood, A.L. 1999. Kimia Analisis Kuantitatif. Erlangga, Jakarta.
Day, R.A dan Underwood, A.L.2001. Analisis Kimia Kuantitas. Jakarta: Erlangga
Day, R.A., dan Underwood, A.L. 1996. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga, Jakarta
Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta.
Lestari, F. 2010. Bahaya Kimia: Sampling & Pengukuran Kontaminan Kimia di Udara. Buku Kedokteran EGC, Jakarta.
Padmaningrum, R.T. 2008. Titrasi Iodometri. http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pengabdian/regina-tutik- padmaningrum-dra-msi/c8titrasiiodometrireginatutikuny.pdf. Diakses  tanggal  22 September 2016.

Komentar

Postingan Populer