Lapres Polarimetri.docx

PERCOBAAN 9 LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II POLARIMETRI Yang dibina oleh : 1. Bapak Dr. Sumari, M.Si 2. Bapak Drs. Darsono Sigit, M.Pd.

OLEH

:

KELOMPOK 1 Offering G 1. Andi Alfira Ratna (160332605827)*** 2. Anita Lestari

(160332605901)

3. Ahmad Suhadak

(1603326058

)

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG OKTOBER 2018

A. TUJUAN 1. Mempelajari dan memahami prinsip kerja polarimetri 2. Menentukan sudut putar jenis larutan zat optic aktif dengan menggunakan polarimetri

B. DASAR TEORI Polarimetri adalah suatu metoda analisa yang berdasarkan pada pengukuran daya putaran optis dari suatu larutan. Daya putaran optis adalah kemampuan suatu zat untuk memutar bidang getar sinar terpolarisir. Sinar terpolarisir merupakan suatu sinar yang mempunyai satu arah bidang getar dan arah tersebut tegak lurus terhadap arah rambatannya. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau atom C kiral dalam senyawa organik, contoh : kuarsa ( SiO2 ), fruktosa. Polarimeter dapat digunakan untuk : 1.

Menganalisa zat yang optis aktif

2.

Mengukur kadar gula

3.

Penentuan antibiotik dan enzim

Syarat senyawa yang bisa dianalisa dengan polarimetri adalah : 1.

Memiliki struktur bidang kristal tertentu ( dijumpai pada zat padat)

2.

Memiliki struktur molekul tertentu atau biasanya dijumpai pada zat cair. Struktur molekul adalah struktur yang asimetris, seperti pada glukosa. Prinsip dasar polarimetris ini adalah pengukuran daya putar optis suatu zat

yang menimbulkan terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir. Pemutaran bidang getar sinar terpolarisir oleh senyawa optis aktif ada 2 macam, yaitu : 1.

Dexro rotary (+), jika arah putarnya ke kanan atau sesuai putaran jarum jam.

2.

Levo rotary (-), jika arah putarnya ke kiri atau berlawanan dengan putaran jarum jam. Sinar mempunyai arah getar atau arah rambat kesegala arah dengan variasi

warna dan panjang gelombang yang dikenal dengan sinar polikromatis. Untuk menghasilkan sinar monokromatis, maka digunakan suatu filter atau sumber sinar

tertentu. Sinar monokromatis ini akan melewati suatu prisma yang terdiri dari suatu kristal yang mempunyai sifat seperti layar yang dapat menghalangi jalannya sinar, sehingga dihasilkan sinar yang hanya mempunyai satu arah bidang getar yang disebut sebagai sinar terpolarisasi. Rotasi spesifik disimbolkan dengan [α] sehingga dapat dirumuskan : [α]

= α / dc

Dimana : α = besar sudut yang terpolarisasi oleh suatu larutan dengan konsentrasi c gram zat terlarut per mL larutan. d = merupakan panjang lajur larutan ( dm ) c = merupakan konsentrasi ( gram/mL ). Karena panjang gelombang yang sering digunakan adalah 589,3 nm yaitu garis D lampu natrium dan suhu standar 20oC, maka [α]T ditulis menjadi [α]. Hal-hal yang dapat mempengaruhi sudut putar suatu larutan adalah sebagai berikut : 1.

Jenis zat.

Masing – masing zat memberikan sudut putaran yang berbeda terhadap bidang getar sinar terpolarisir. 2.

Panjang lajur larutan dan panjang tabung.

Jika lajur larutan diperbesar maka putarannya juga makin besar. 3.

Suhu.

Makin tinggi suhu maka sudut putarannya makin kecil, hal ini disebabkan karena zat akan memuai dengan naiknya suhu sehingga zat yang berada dalam tabung akan berkurang. 4.

Konsentrasi zat

Konsentrasi sebanding dengan sudut putaran, jika konsentrasi dinaikkan maka putarannya semakin besar. 5.

Jenis sinar ( panjang gelombang)

Pada panjang gelombang yang berbeda zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda. 6.

Pelarut

Zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda dalam pelarut yang berbeda. Komponen-komponen alat polarimeter adalah: 1.

Sumber Cahaya monokromatis

Yaitu sinar yang dapat memancarkan sinar monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah lampu D Natrium dengan panjang gelombang 589,3 nm. Selain itu juga dapat digunakan lampu uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm. 2.

Lensa kolimator

Berfungsi mensejajarkan sinar dari lampu natrium atau dari sumber cahaya sebelum masuk ke polarisator. 3.

Polarisator dan Analisator.

Polarisator berfungsi untuk menghasilkan sinar terpolarisir. Sedangkan analisator berfungsi untuk menganalisa sudut yang terpolarisasi. Yang digunakan sebagai polarisator dan analisator adalah prisma nikol. Prisma setengah nikol merupakan alat untuk menghasilkan bayangan setengah yaitu bayangan terang gelap dan gelap terang. 4.

Skala lingkar.

Merupakan skala yang bentuknya melingkar dan pembacaan skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur-baur. 5.

Wadah sampel ( tabung polarimeter )

Wadah sampel ini berbentuk silinder yang terbuat dari kaca yang tertutup dikedua ujungnya berukuran besar dan yang lain berukuran kecil, biasanya mempunyai ukuran panjang 0,5 ; 1 ; 2 dm. Wadah sampel ini harus dibersihkan secara hati-hati dan tidak bileh ada gelembung udara yang terperangkap didalamnya. 6.

Detektor.

Pada polarimeter manual yang digunakan sebagai detektor adalah mata, sedangkan polarimeter lain dapat digunakan detektor fotoelektrik. Sinar monokromatis dari lampu natrium akan melewati lensa kolimator sehingga berkas sinarnya dibuat paralel. Kemudian dipolarisasikan oleh prisma kalsit atau prisma nikol polarisator. Sinar yang terpolarisasi akan diteruskan keprisma setengah nikol untuk mendapatkan bayangan setengah dan akan melewati sampel yang terdapat dalam tabung kaca yang tertutup pada kedua ujungnya yang panjangnya diketahui. Sampel tersebut akan memutar bidang getar sinar terpolarisasi ke kanan atau ke kiri dan dianalisa oleh analisator. Besarnya sudut putaran oleh sampel dapat dilihat pada skala lingkar yang diiamati dengan mata.

C. ALAT DAN BAHAN Alat : 1. Polarimeter 1 set 2. Gelas piala 50 ml 3. Pipet tetes 1 buah 4. Botol semprot 1 buah 5. Labu takar 50 ml 6. Kaca arloji 1 buah 7. Thermometer 1 buah Bahan : 1. D(+)-glukosa padat 2. Larutan glukosa sampel 3. Aquadest

D. RANGKAIAN ALAT

E. LANGKAH KERJA Aquades  Dimasukkan ke dalam tabung larutan sampai penuh dan ditutup rapat-rapat.  Dimasukkan tabung larutan ke dalam teropong polarimeter.  Dihubungkan polarimeter dengan sumber listrik.  Dilonggarkan pengunci piringan.  Diputar piringan hingga kedua angka nol pada skala putar berimpit.  Diintip melalui okuler dan diatur tabung okuler hingga terlihat seperti berikut :

A

atau

B

atau

C

 Dikencangkan pengunci piringan  Diputar pelan-pelan pemutar halus piringan ke kanan (jika terlihat seperti B) atau ke

kiri (jika terlihat seperti C) hingga terlihat seperti A.  Dicatat skala yang terlihat pada skala putaran  Diulangi pengukuran hingga dua atau tiga kali dengan membalik arah tabung.

HASIL

Larutan glukosa (5 g/50 mL, 4 g/50 mL, 3 g/50 mL, 2 g/50 mL, 1 g/50 mL)  Dimasukkan ke dalam tabung larutan sampai penuh dan ditutup rapatrapat.  Dimasukkan tabung larutan ke dalam teropong polarimeter.  Dihubungkan polarimeter dengan sumber listrik.  Dilonggarkan pengunci piringan.  Diputar piringan hingga kedua angka nol pada skala putar berimpit.  Diintip melalui okuler dan diatur tabung okuler hingga terlihat seperti berikut :

A

atau

atau

B

C

 Dikencangkan pengunci piringan  Diputar pelan-pelan pemutar halus piringan ke kanan (jika terlihat seperti B) atau ke kiri (jika terlihat seperti C) hingga terlihat seperti A.  Dicatat skala yang terlihat pada skala putaran  Diulangi pengukuran hingga dua atau tiga kali dengan membalik arah tabung. HASIL

F. DATA PENGAMATAN Larutan glukosa

Sudut putar bidang polarisasi (ɸ) 1

2

3

5 g/50 ml

10

10

10

4 g/50 ml

8

8

8,5

3 g/50 ml

6,5

6,5

7

2 g/50 ml

5,5

5,5

5,5

1 g/50 ml

2

2

2

Sampel X

2

2

2

G. PEMBAHASAN DAN ANALISA DATA Percobaan polarimetri bertujuan untuk memahami bagaimana prinsip kerja dari alat polarimetri dan dapat menentukan sudut putar jenis larutan zat optic dengan menggunakan polarimetri. Besarmya sudut putar larutan glukosa dapat digunakan untuk menentukan besar kadarnya dalam suatu larutan. Langkah pertama yaitu mengukur sudat putar larutan glukosa dalam berbagai konsentrasi. Syarat suatu larutan dapat diukur sudut putarnya adalah memiliki atom C yang tida simetris (asimteris) sehingga bersifat optis aktif, glukosa memiliki syarat tersebut. Prinsip dari percobaan ini yaitu semakin besar konsentrasi larutan glukosa maka perputaran sudut polarisasi semakin besar. Hasil pengukuran akan menghasilkan kurva linear sehingga konsentrasi sampel akan didapat dengan menginterpolasikannya ke dalam kurva. Mekanisme kerja dari pengukuran sudut putar adalah larutan gula yang berfungsi untuk membelokkan cahaya yang telah melalui polarisator. Untuk menemukan sianr yang telah dibelokkan oleh larutan glukosa maka digunakan analisator yang sudutnya dapat diubah-ubah. Pengukuran dilakukan dengan cara mengamati satu lingkaran/bulat dengan dua daerah, yaitu sisi kiri dan sisi kanan dimana salah satu sisi gelap dan satunya terang. Diputar pemutar piringan ke kanan bila sisi kanan lebih terang dan diputar ke kiri bila sisi kiri lebih terang. Pembacaan sudut putar saat kedua sisi sama terang. Pada percobaan dilakukan pengukuran sebanyak 3 kali, hal ini bertujuan untuk mendapatkan hasil yang akurat dan presisi dengan pengukuran yang berulang. Pada setiap penggantian posisi pengukuran sampel, alat harus diatur dengan kedua angka nol (0) berhimpit pada skala putaran. Konsentrasi sampel X dapat ditentukan dengan cara mengalurkan data sudut putar bidang polarisasi (Ф) pada kurva kalibrasi sudut putar bidang polarisasi (Ф) (ordinat) versus konsentrasi sebagai absis. Data konsentrasi dan sudut polarisasi dari larutan glukosa dalam percobaan ini sebagai berikut :

Sudut putar bidang polarisasi Larutan

Konsentrasi

glukosa

(g/mL)

(ɸ) 1

2

3

Rata-

Suhu

rata

(°C)

5 g/50 ml

0,1

10

10

10

10

28

4 g/50 ml

0,08

8

8

8,5

8,16

28

3 g/50 ml

0,06

6,5

6,5

7

6,66

28

2 g/50 ml

0,04

5,5

5,5

5,5

5,5

28

1 g/50 ml

0,02

2

2

2

2

28

Sampel X

X

2

2

2

2

28

Dari data diperoleh kurva kalibrasi sudut putar bidang polarisasi (Ф) (ordinat) versus konsentrasi gula (absis) sebagai berikut.

Kurva Kalibrasi 12

y = 1.87x + 0.87 R² = 0.9599

Sudut Putar bidang polarisasi (ɸ)

10

8

6

4

2

0 0

1

2

3

4

5

Konsentrasi (g/50 mL)

Persamaan tersebut linier dengan persamaan Ф = 1,87x + 0,87. Dengan demikian, konsentrasi larutan glukosa Sampel X dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut. Ф = 1,87x + 0,87 2 = 1,87C + 0,87 2 − 0,87 = 1,87C

6

1,13 = 1,87 C C=

1,13 1,87

C = 0,6

g mL

Sehingga, diperoleh konsentrasi Sampel X yaitu 0,6 g/mL.

H. KESIMPULAN 1. Polarimetri merupakan alat yang dapat mempolarisasikan cahaya dan dapat digunakan untuk menentukan sudut putar suat larutan yang memiliki sifat zat optic aktif. Prinsip kerja dari polarimetri adalah meneruskan sinar yang mempunyai arah getar yang sama dengan arah polarimetri. 2. Konsentrasi sampel X pada percobaan adalah sebesar 0,6 g/mL.

I. TUGAS 𝐷 1. Hitung [𝛼]𝐷 𝑡 dan [𝛼]20 larutan zat optik aktif dalam percobaan Anda!

Jawab : 𝐷 Nilai [𝛼]𝐷 𝑡 dan [𝛼]20

l = 20 cm = 2 dm a. Konsentrasi 1g/50 mL= 0,02 g/mL Suhu = 28°C  Ф =[α]D 28 ∙ l ∙ c 2 = [α]D 28 . 2 dm . 0,02 g/mL [α]D 28 = 50 dm.g / mL D  [α]D 28 = [α]20 {1 – 0,000184(28 – 20)}

50

= [α]D 20 {1 – 0,000184(28– 20)}

[α]D 20 = 50,074 dm.g /mL b. Konsentrasi 2g/50 mL= 0,04 g/ml

Suhu = 28°C  Ф =[α]D 28 ∙ l ∙ c 5,5 = [α]D 28 . 2 dm . 0,02 g/mL [α]D 28 = 137,5 dm.g / mL D  [α]D 28 = [α]20 {1 – 0,000184(28 – 20)}

137,5 = [α]D 20 {1 – 0,000184(28– 20)} [α]D 20 = 137,7 dm.g /mL c. Konsentrasi 3g/50 mL= 0,06 g/mL Suhu = 28°C  Ф

=[α]D 28 ∙ l ∙ c

6,66 = [α]D 28 . 2 dm . 0,02 g/mL [α]D 28 = 166,5 dm.g / mL D  [α]D 28 = [α]20 {1 – 0,000184(28 – 20)}

166,5 = [α]D 20 {1 – 0,000184(28– 20)} [α]D 20 = 166,7 dm.g /mL d. Konsentrasi 4g/50 mL= 0,08 g/mL Suhu = 28°C  Ф

=[α]D 28 ∙ l ∙ c

8,16 = [α]D 28 . 2 dm . 0,02 g/mL [α]D 28 = 204 dm.g / mL D  [α]D 28 = [α]20 {1 – 0,000184(28 – 20)}

204 = [α]D 20 {1 – 0,000184(28– 20)} [α]D 20 = 204,3 dm.g /mL e. Konsentrasi 5g/50 mL= 0,1 g/mL Suhu = 28°C  Ф

=[α]D 28 ∙ l ∙ c

10 = [α]D 28 . 2 dm . 0,02 g/mL

[α]D 28 = 250 dm.g / mL D  [α]D 28 = [α]20 {1 – 0,000184(28 – 20)}

250 = [α]D 20 {1 – 0,000184(28– 20)} [α]D 20 = 250,37 dm.g /mL f. Konsentrasi sampel X = 0,020 g/mL Suhu = 28°C  Ф

=[α]D 28 ∙ l ∙ c

2 = [α]D 28 . 2 dm . 0,02 g/mL [α]D 28 = 50 dm.g / mL D  [α]D 28 = [α]20 {1 – 0,000184(28 – 20)}

50 = [α]D 20 {1 – 0,000184(28– 20)} [α]D 20 = 50,07 dm.g /mL 2. Kemana arah putar bidang polarisasi cahaya ketika melewati larutan zat optik aktif pada percobaan Anda? Jawab : Arah putar bidang polarisasi cahaya ketika melewati larutan glukosa adalah kearah kanan. 3. Buat kurva kalibrasi Ф terhadap konsentrasi larutan glukosa! Jawab :

Sudut Putar bidang polarisasi (ɸ)

Kurva Kalibrasi 12

y = 1.87x + 0.87 R² = 0.9599

10 8 6 4 2 0 0

1

2

3

4

Konsentrasi (g/50 mL)

5

6

4. Tentukan konsentrasi larutan sampel! konsentrasi larutan glukosa Sampel X dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut. Ф = 1,87x + 0,87 2 = 1,87C + 0,87 2 − 0,87 = 1,87C 1,13 = 1,87 C C=

1,13 1,87

C = 0,6

g mL

Sehingga, diperoleh konsentrasi Sampel X yaitu 0,6 g/mL.

DAFTAR PUSTAKA Sumari dan Nazriati. 2018. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika II. Malang: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang. Untari, Putri. http://www.academia.edu/12261772/POLARIMETRI (diakses pada 24 November 2018) https://www.google.co.id/search?q=rangkaian+alat+polarimetri&oq=rangkaian+alat+polarim etri&aqs=chrome..69i57.6869j0j4&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (diakses pada 24 November 2018) Yurna, Rika. 2010. https://www.pdfcoke.com/doc/31438296/POLARIMETRI (diakses pada 24 November 2018)