Spektofotometri Uv Laptap Polsri.docx

SPEKTOFOTOMETRI UV/VIS 1 I.

TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat: 1. Menggunakan alat spektrofotometer sinar tampak (visible) 2. Menganalisis cuplikan secara spektrofotometri

II.

ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN Alat yang digunakan: 1. Spektrofotometer Agilent 2. Kuvet/set 3. Labu takar 4. Gelas kimia 5. Pipet ukur 6. Batang pengaduk & spatula 7. Corong gelas 8. Bola karet

Bahan yang digunakan: 1. Kristal CuSO4.5H2O 2. Larutan H2SO4 3. Larutan Amonia Pekat 4. Sampel

III.

DASAR TEORI 1. Spektrofotometri Metode pengukuran menggunakan prinsip spektrofotometri adalah berdasarkan absorpsi cahaya pada panjang gelombang tertentu melalui suatu larutan yang mengandung kontaminan yang akan ditentukan konsentrasinya. Proses ini disebut “absorpsi spektrofotometri”, dan jika panjang gelombang yang digunakan adalah gelombang cahaya tampak, maka disebut sebagai “kolorimetri”, karena memberikan warna. Selain gelombang cahaya tampak, spektrofotometri juga menggunakan panjang gelombang pada gelombang

ultraviolet dan infra merah. Prinsip kerja dari metode ini adalah jumlah cahaya yang diabsorpsi oleh larutan sebanding dengan konsentrasi kontaminan dalam larutan (Lestari, 2010). Dalam analisis secara spektrofotometri, terdapat tiga daerah panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200 – 380 nm), daerah visible (380 – 700 nm), daerah inframerah (700 – 3000 nm) (Khopkar, 1990).

2. Prinsip Spektrofotometri Metode Spektrofotometri Ultra-violet dan Sinar Tampak telah banyak diterapkan untuk penetapan senyawa-senyawa organik yang umumnya dipergunakan untuk penentuan senyawa dalam jumlah yang sangat kecil. Prinsip kerjanya berdasarkan penyerapan cahaya atau energi radiasi yang diserap memungkinkan pengukuran jumlah zat penyerap dalam larutan secara kuantitatif. Metode Spektrofotometri Ultra-violet dan Sinar Tampak berdasarkan pada hukum Lambert-Beer (Triyati, 1985).

3. Spektrofotometer 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: a. 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). b. Monokromator

Monokromator adalah alat yang berfungsi untuk menguraikan cahaya polikromatis menjadi beberapa komponen panjang gelombang tertentu (monokromatis) yang bebeda (terdispersi). c. 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). d. 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.

4. Prinsip Kerja Alat Spektrofotometer Monokromator menguraikan sinar yang masuk dari sumber cahaya tersebut menjadi pita-pita panjang gelombang yang diinginkan untuk pengukuran suatu zat tertentu, dan setiap gugus kromofor mempunyai panjang gelombang maksimum yang berbeda. Dari monokromator tadi, cahaya atau energi radiasi diteruskan dan diserap oleh suatu larutan yang akan diperiksa di dalam kuvet. Jumlah cahaya yang diserap oleh larutan akan menghasilkan sinyal elektrik pada detektor, yang mana sinyal elektrik ini sebanding dengan cahaya yang diserap oleh larutan tersebut. Besarnya sinyal elektrik yang dialirkan ke pencatat dapat dilihat sebagai angka (Triyati, 1985). Sel absorpsi dipakai dari bahan silika, kuvet dan plastik banyak dipakai untuk daerah Sinar Tampak. Kualitas data absorbans sangat tergantung pada cara pemakaian dan pemeliharaan sel. Sidik jari, lemak atau pengendapan zat

pengotor pada dinding sel akan mengurangi transmisi. Jadi sel-sel itu harus bersih sekali sebelum dipakai (Skoog dan West, 1971).

5. Jenis Spektrofotometer Jenis-jenis spektrofotometer berdasarlam pada daerah spektrum yang akan dieksporasi terdiri dari spektrofotometer sinar tampak (Vis) serta gabungan spektrofotometer sinar tampak (Vis) dan ultraviolet (UV), sedangkan berdasarkan teknik optika sinar terdiri dari spektrofotometer optika sinar tunggal (single beam optic) dan spektrofotometer optika sinar ganda (double beam optic). Berikut penjabaran masing-masing jenis spektrofotometer: a. Spektrofotometer Sinar Tampak (Vis) Sumber cahaya yang digunakan adalah lampu tungsten halogen. Lampu tungsten halogen menghasilkan cahaya tampak dalam daerah panjang gelombang 350-800nm. Lampu tersebut terbuat dari tabung kuarsa yang berisi filament tungsten dan sejumlah kecil iodine. Spektrofotometer UV-Vis membandingkan cuplikan standar yaitu substrat gelas

preparat.

Hasil

pengukuran

dari

spektrofotometer

UV-Vis

menunjukkan kurva hubungan transmitan dan panjang gelombang (Basset, 1994). b. Spektrofotometer Sinar Tampak (Vis) dan Ultraviolet (UV) Sumber cahaya yang digunakan adalah kombinasi antara lampu tungsten halogen dan lampu deuterium (D2). Lampu deuterium (D2) dapat menghasilkan cahaya dalam daerah 160–380nm. c. Spektrofotometer Optika Sinar Tunggal (Single Beam Optic) Semua

cahaya

melewati

seluruh

sel

sampel.

Contoh

alat

spektrofotometer single beam adalah spektronik 20. Alat ini merupakan desain paling awal tetapi masih banyak digunakan baik dalam pengajaran maupun laboratorium industri. Panjang gelombang paling rendah adalah 190 sampai 210 nm dan paling tinggi adalah 800-1000nm. d. Spektrofotometer Optika Sinar Ganda (Double Beam Optic) Cahaya terbagi ke dalam dua arah/berkas. Berkas cahaya pertama melewati sel pembanding, dan cahaya yang lainnya melewati sel sampel/

Berkas cahaya kemudian bergabung kembali, masuk ke detektor, dan detektor merespon cahaya netto dari kedua arah. Double beam digunakan pada panjang gelombang 190-750nm.

6. Hukum yang Mendasari Spektrofotometri Menurut Lestari (2010), prinsip kerja dari metode spektrofotometri ini adalah jumlah cahaya yang diabsorpsi oleh larutan sebanding dengan konsentrasi kontaminan dalam larutan. 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

7. Larutan Standar, Larutan Blanko, dan Larutan Cuplikan 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).

8. Pemilihan Panjang Gelombang Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Ada beberapa

alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu yang pertama, pada panjang gelombang maksimal kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar. Kedua, disekitar panjang gelombang maksimal bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum Lambert-Beer akan terpenuhi. Ketiga, jika dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (Gandjar dan Rohman, 2007).

9. Spektrofotometer Sinar Tampak (Visible) Spektrofotometri visible disebut juga spektrofotometri sinar tampak. Yang dimaksud sinar tampak adalah sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia. Cahaya yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang 400-800 nm dan memiliki energi sebesar 299–149 kJ/mol. Elektron pada keadaan normal atau berada pada kulit atom dengan energi terendah disebut keadaan dasar (ground-state). Energi yang dimiliki sinar tampak mampu membuat elektron tereksitasi dari keadaan dasar menuju kulit atom yang memiliki energi lebih tinggi atau menuju keadaan tereksitasi. Cahaya yang diserap oleh suatu zat berbeda dengan cahaya yang ditangkap oleh mata manusia. Cahaya yang tampak atau cahaya yang dilihat dalam kehidupan sehari-hari disebut warna komplementer. Misalnya suatu zat akan berwarna orange bila menyerap warna biru dari spektrum sinar tampak dan suatu zat akan berwarna hitam bila menyerap semua warna yang terdapat pada spektrum sinar tampak. Untuk lebih jelasnya perhatikan tabel berikut.

Panjang Gelombang Warna

Warna Komplementer

400 - 435

Ungu

Hjau kekuningan

435 - 580

Biru

Kuning

480 - 490

Biru kehijauan

Jingga

490 - 500

Hijau kebiruan

Merah

(nm)

500 - 560

Hijau

Ungu kemerahan

560 - 580

Hijau kekuningan

Ungu

595 - 610

Jingga

Biru kehijauan

610 - 680

Merah

Hijau kebiruan

680 - 700

Ungu kemerahan

Hijau

Pada

spektrofotometer

sinar

tampak,

sumber

cahaya

biasanya

menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram. Wolfram merupakan salah satu unsur kimia, dalam tabel periodik unsur wolfram termasuk golongan unsur transisi tepatnya golongan VIB atau golongan 6 dengan simbol W dan nomor atom 74. Wolfram digunakan sebagai lampu pada spektrofotometri tidak terlepas dari sifatnya yang memiliki titik didih yang sangat tinggi yakni 5930 °C. Panjang gelombang yang digunakan untuk melakukan analisis adalah panjang gelombang dimana suatu zat memberikan penyerapan paling tinggi yang disebut λmaks. Hal ini disebabkan jika pengukuran dilakukan pada panjang gelombang yang sama, maka data yang diperoleh makin akurat atau kesalahan yang muncul makin kecil. Berdasarkan hukum Beer absorbansi akan berbanding lurus dengan konsentrasi, karena b atau l harganya 1 cm dapat diabaikan dan ε merupakan suatu tetapan. Artinya konsentrasi makin tinggi maka absorbansi yang dihasilkan makin tinggi, begitupun sebaliknya konsentrasi makin rendah absorbansi yang dihasilkan makin rendah. Hubungan antara absorbansi terhadap konsentrasi akan linear (A≈C) apabila nilai absorbansi larutan antara 0,2-0,8 (0,2 ≤ A ≥ 0,8) atau sering disebut sebagai daerah berlaku hukum Lambert-Beer. Jika absorbansi yang diperoleh lebih besar maka hubungan absorbansi tidak linear lagi. Kurva kalibarasi hubungan antara absorbansi versus konsentrasi dapat dilihat pada Gambar.

Gambar Kurva hubungan absorbansi vs konsentrasi

Faktor-faktor yang menyebabkan absorbansi vs konsentrasi tidak linear: 1. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna. 2. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik. 3. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).

Zat yang dapat dianalisis menggunakan spektrofotometri sinar tampak adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut harus tampak berwarna, sehingga analisis yang didasarkan pada pembentukan larutan berwarna disebut juga metode kolorimetri.

IV.

PROSEDUR PERCOBAAN a. Persiapan larutan standar (larutan kalibrasi) 1. Larutkan 1,9635 gram CuSO4 .5H2O dalam labu takar 250 ml, tambahkan 2,5 ml H2SO4 pekat encerkan sampai tanda batas dengan menambahkan aquadest 1 ml = 2 mg Cu2+. 2. Pindahkan

larutan

diatas

sejumlah

masing-masing

0,5,10,15,20,25,30,35 ml ke dalam masing-masing labu dengan 5

ml NH3 pekat dan encerkan dengan air aquadest sampai tanda batas. 3. Hitung konsentrasi tiap larutan.

b. Persiapan alat 1.

Scanning panjang gelombang optimum

a. Hidupkan alat spektrofotometer UV-Vis agilent kemudian pada display software akan tampil windows,klik icon spektrofotometer UV-Vis agilent seperti gambar di bawah.

b. Pada icon dibawah klik ok.

c. Pada menu task pilih spectrum/peaks,lalu klik set up kemudian masukkan input panjang gelombang 400 sampai 800 nm.

d. Isi kuvet dengan blanko, klik blank pada layar,biarkan alat bekerja.

e. Memasukkan sample standar pada kuvet ,pada layar klik standar pada display akan diketahui panjang gelombang maksimum pada standar.

f. Cetak hasilnya dengan mengklik file dan pilih print priview lalu current preview.

2.

Pembuatan kurva kalibrasi dan pengukuran konsentrasi sampel

a. pada menu task pilih quanification, lalu pilih set up.

b. Pada bagian wavelength, pada bagian use wavelength tulis panjang gelombang yang didapat dari scanning panjang gelombang.

c. Masukkan standar 1 dan masukkan informasi tentang standar tersebut, nama standar,serta konsentrasinya.

d. Masukkan standar 2.

e. Masukkan standar 3 pada kuvet.

f. Masukkan standar 4.

g. Masukkan standar 5.

h. Masukkan standar 6 , pada dispaly akan tampil tabel yang menunjukan panjang gelombang dari standar.

i. Setelah seluruh pembacaan standar selesai klik calibrate ,akan tampil kurva ,kilk sample pada bagian kiri.

j. Pengulangan pembacaan sampel untuk akurasi.

k. Untuk mencetak report klik file lalu klik print preview lalu current preview lalu klik print.

VI.

PERHITUNGAN 

Pembuatan Larutan Faktor gravimetri CuSO4.5H2O gr CuSO4 .5H2 O

=

Faktor gravimetri Cu

=

BM CuSO4 .5H2 O 1,9635 𝑔𝑟

=

249,70 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙

0,007863 𝑚𝑜𝑙 . 63,546 𝑔𝑟/𝑚𝑜𝑙 =

499,6 𝑚𝑔

=

mg Cu

𝑚𝑔 𝐿 499,6 𝑚𝑔 0,25 𝐿

Konsentrasi Cu dalam 5 ml M1 . V1 2000 ppm . 5 ml M2

=

M2 . V2

=

M2 . 100 ml

=

100 ppm

Konsentrasi Cu dalam 10 ml M1 . V1

=

2000 ppm . 10 ml = M2

M2 . V2 M2 . 100 ml

=

200 ppm

Konsentrasi Cu dalam 15 ml M1 . V1

=

2000 ppm . 15 ml = M2 -

gr Cu gr Cu

= 1998,4 ppm ≈ 2000 ppm

-

gr Cu 63,546 gr/mol

=

=

-

BM Cu

0,4996 𝑔𝑟

ppm Cu =

-

gr Cu

M2 . V2 M2 . 100 ml

=

300 ppm

Konsentrasi Cu dalam 20 ml M1 . V1

=

2000 ppm . 20 ml =

M2 . V2 M2 . 100 ml

M2 -

=

Konsentrasi Cu dalam 25 ml M1 . V1

=

2000 ppm . 25 ml = M2 -

400 ppm

M2 . V2 M2 . 100 ml

=

500 ppm

Konsentrasi Cu dalam 35 ml M1 . V1

=

2000 ppm . 35 ml = M2

=

M2 . V2 M2 . 100 ml 700 ppm

 Perhitungan sampel dalam excel y

= mx + c

y

= 0.0008 x + 0,0021

R2 = 0,9998

-

-

VII.

Sampel 1 y

= 0.0008 x + 0,0021

0,22232

= 0.0008 x + 0,0021

x

= 275,275

Sampel 2 y

= 0.0008 x + 0,0021

0,22752

= 0.0008 x + 0,0021

x

= 281,775

ANALISA PERCOBAAN Pada praktikum kali ini, kami melakukan percobaan dengan menggunakan alat spektrofotometri sinar tampak (UV-VIS), alat ini menggunakan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang

dianalisis, sehingga spektrofotometri UV-VIS lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif, Pada alat spektrofotometri UV-VIS terdapat 2 macam cahaya yaitu lampu tungsten dan lampu deuterium, tetapi pada percobaan ini hanya menggunakan lampu tungsten sedangkan lampu deuterium dimatikan dengan tujuan menghemat daya lampu agar lampu tak cepat putus mengingat lamanya lampu itu dihidupkan. Pada percobaan ini, kami membuat 6 larutan standar yang digunakan untuk kalibrasi pada alat. Pada perhitungan dalam mencari konsentrasi Cu dalam larutan standar tampak bahwa semakin banyak volume dari larutan CuSO4 . 5H2 O dicampur NH3 dan diencerkan dengan air maka semakin besar jumlah ppm Cu yang terlarut dalam larutan standar yang akan digunakan sebagai kalibrasi. Dan dilihat dari absorbance semakin besar ppm semakin besar absorbance yang didapatkan.

VIII.

KESIMPULAN Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan: 1. Semakin besar ppm yang dianalisa, semakin besar absorbansi. 2. Pada alat, sampel 1 memiliki konsentrasi 13,10900 ppm. 3. Pada perhitungan excel, sampel 1 memiliki konsentrasi 275,275 ppm. 4. Pada alat, sampel 2 memiliki konsentrasi 13,41500 ppm. 5. Pada perhitungan excel, sampel 2 memiliki konsentrasi 281,775 ppm.

IX.

DAFTAR PUSTAKA POLSRI.

2018.

Penuntun

Praktikum

Kimia

Analitik

Instrumen.

Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya. Febriani, Yunisha. “Laporan Kimia Analisa Instrumentasi Fakultas Teknobiologi Universitas Atmajaya Yogyakarta”. 12 Mei 2015. https://www.academia.edu/17535842/Laporan_Kimia_Organik__Spektrofotometri?auto=download

Seran, Emel.

“Spektrofotometri Sinar Tampak (Visible)”. 4 Juli 2011.

https://wanibesak.wordpress.com/2011/07/04/spektrofotometrisinar-tampak-visible/