I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Spektrofotometri adalah sebuah
metode analisis untuk mengukur konsentrasi suatu senyawa berdasarkan kemampuan
senyawa tersebut mengabsorbsi berkas sinar atau cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan. Spektrofotometri juga dapat
didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi.
Spektrofotometri
juga memiliki beberapa fungsi, diantaranya sebagai teknik analisis instrumental
untuk membantu analisis dan elusidasi struktur molekul senyawa, untuk
memprediksi jenis/golongan senyawa, dan untuk mengetahui struktur molekul suatu
senyawa (Azza, 2013).
Dalam catatan sejarah, spektrofotometri mengacu kepada cabang ilmu dimana
“cahaya tampak” digunakan dalam teori-teori struktur materi serta analisis
kualitatif dan kuantitatif. Dalam masa modern, definisi spektrofotometri berkembang seiring teknik-teknik
baru yang dikembangkan untuk memanfaatkan tidak hanya cahaya tampak, tetapi
juga bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan non-elektromagnetik seperti
gelombang mikro, gelombang radio, elektron, fonon, gelombang suara, sinar x dan
lain sebagainya. Spektrofotometri umumnya digunakan dalam kimia fisik dan kimia analisis
untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau
yang diserap (Safitri, 2013).
Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang
berdasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan
berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator
prisma atau kisi difraksi dan detector vacuum phototube atau tabung foton
hampa. Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu suatu alat yang
digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun
kualitatif dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan
sebagai fungsi dari konsentrasi. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu. Pada spektrofotometer, panjang
gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat
pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber
spektrum tampak yang kontinu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan
sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara
sampel dan blanko ataupun pembanding. Pada titrasi spektrofotometri, sinar
yang digunakan merupakan satu berkas yang panjangnya tidak berbeda banyak
antara satu dengan yang lainnya, sedangkan dalam kalorimetri perbedaan panjang
gelombang dapat lebih besar. Konsep dasar dari
spektrofotometri adalah penguraian
(dekomposisi) suatu berkas sinyal/gelombang menjadi sebuah kumpulan/berkas
sinyal-sinyal fundamentalnya (sinyal-sinyal harmoniknya). Penguraian tersebut
biasanya menggunakan komponen optik sehingga sering disebut juga sebagai
spektrofotometri optik. Misal,
penguraian berkas cahaya dengan prisma. Beberapa macam teknik spektrofotometri cahaya dasar: 1. Spektrofotometri emisi: pengukuran spektrum frekuensi
suatu sumber cahaya; dan 2. Spektrofotometri absorbsi: pengukuran spektrum serapan cahaya dari suatu atom,
molekul atau bahan (Harahap,
2013).
Ada
beberapa tipe spektrofotometri, salah satunya adalah spektrofotometri infrared
(IR)/infra merah. Jika
radiasi inframerah dikenakan pada sampel senyawa organik, beberapa frekuensi
bisa diserap oleh senyawa tersebut. Jumlah frekuensi yang melewati senyawa
diukur sebagai transmitansi. Sebuah persentase transmitansi
bernilai 100 jika semua frekuensi diteruskan senyawa tanpa diserap. Dalam
prakteknya, hal itu tidak pernah terjadi. Dengan kata lain selalu ada serapan
kecil, dan transmitansi tertinggi hanya sekitar 95%. Dalam spektrum inframerah,
akan terdapat suatu grafik yang menghubungkan bilangan gelombang dengan persen
transmitansi. Tipe lain dari
spektrofotometri seperti spektrofotometri ultraviolet (UV), spektrofotometri
massa, dan spektrofotometri NMR. Spektrofotometri UV didasarkan pada keadaan
energi elektronik molekul. Digunakan untuk menganalisis molekul konjugasi,
gugus karbonil, dan gugus nitro. Spektrofotometri massa dilakukan dengan cara
penembakan elektron berenergi tinggi dan digunakan untuk menganalisis berat
molekul, dan keberadaan nitrogen serta halogen. Kemudian spektrofotometri NMR
digunakan untuk mencari bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton (inti hidrogen
dan inti karbon 13) (Winarto, 2013).
Keuntungan dari penggunaan spektrofotometer
adalah: 1). Penggunaannya luas, dapat digunakan untuk senyawa
anorganik, organik dan biokimia yang diabsorpsi di daerah ultra lembayung atau
daerah tampak; 2). Sensitivitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi
pada jarak 10-4 sampai 10-5 M. Jarak ini dapat
diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M dengan prosedur
modifikasi yang pasti; 3). Selektivitasnya sedang sampai tinggi, jika panjang
gelombang dapat ditemukan dimana analit mengabsorpsi sendiri, persiapan
pemisahan menjadi tidak perlu; 4). Ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada
konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrofotometer UV-Vis ada pada jarak
dari 1% sampai 5%. Kesalahan tersebut dapat diperkecil hingga beberapa puluh
persen dengan perlakuan yang khusus; dan 5). Mudah, spektrofotometer mengukur
dengan mudah dan kinerjanya cepat dengan instrumen modern, daerah pembacaannya
otomatis (Hamdani, 2010).
B.
Tujuan
Praktikum kali ini
bertujuan untuk mempelajari cara menentukan konsentrasi suatu zat dalam larutan
berdasarkan nilai absorbansi yang diukur dengan menggunakan spektrofotometer.
II. METODOLOGI PRAKTIKUM
A.
Waktu dan Tempat
Praktikum Spektrofotometri telah
dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 17 April 2014 pukul 10.00 WIB s/d. 11.40
WIB bertempat di Laborarium Kimia Hasil Pertanian P.S. Teknologi Hasil
Pertanian Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya.
B.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan
dalam praktikum ini adalah: 1) Beaker glass, 2) Pipet ukur, 3) Ball pipet, 4)
Tabung reaksi, 5) Pipet tetes, 6) Gelas ukur, 7) Labu ukur, dan 8) Spektrofotometer.
Bahan yang digunakan
dalam praktikum ini adalah: 1) Aquadest, 2) Kalium bikromat (K2Cr2O7), 3) Sirup, dan 4) Teh
gelas.
C.
Cara Kerja
Cara kerja praktikum kali ini adalah:
1. Buat larutan standar
kalium bikromat dengan konsentrasi 100 ppm.
2. Kemudian larutan
standar diencerkan untuk memperoleh larutan standar dengan berbagai
konsentrasi, yakni 90 ppm, 80 ppm, 60 ppm, 40 ppm, dan 20 ppm.
3. Setelah itu uji
larutan standar dalam berbagai konsentrasi tersebut dengan spektrofotometer
untuk mengetahui nilai absorbansinya.
4. Buat grafik larutan
standar berdasarkan data tersebut dengan sumbu X sebagai konsentrasi dan sumbu
Y sebagai absorbansinya.
5. Siapkan larutan
sampel yang telah ditentukan. Bila sampel terlalu kental, lakukan pengenceran,
kemudian catat faktor pengencerannya. Faktor pengenceran diperhitungkan.
6. Uji larutan sampel
dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang yang sama untuk mengukur
larutan standar.
7. Hitung konsentrasi
larutan sampel menggunakan grafik larutan standar tersebut.
III. HASIL DAN
PEMBAHASAN
A.
Hasil
Hasil praktikum kali ini adalah:
Tabel larutan standar
|
X (konsentrasi)
|
Y (absorbansi)
|
|
0 ppm
|
0
|
|
20 ppm
|
0,126
|
|
40 ppm
|
0,213
|
|
60 ppm
|
0,310
|
|
80 ppm
|
0,464
|
|
90 ppm
|
0,654
|
|
100 ppm
|
0,669
|
Tabel larutan sampel
|
Kelompok
|
Sampel
|
Absorbansi
|
Faktor pengenceran (FP)
|
|
1
|
Sirup
|
0,827
|
10 X
|
|
2
|
0,839
|
10 X
|
|
|
3
|
0,813
|
10 X
|
|
|
4
|
Teh gelas
|
0,498
|
-
|
|
5
|
0,524
|
-
|
B.
Pembahasan
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. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan
suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi.
Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan
dialirkan oleh suatu perekam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas
untuk komponen yang berbeda.
Hal pertama yang
harus dilakukan saat kita ingin melakukan uji spektrofotometri adalah
menyiapkan larutan standar. Larutan standar ini berfungsi sebagai ‘standar’
dalam menentukan konsentrasi sampel yang sebenarnya ingin kita uji. Contohnya
jika kita ingin mengetahui konsentrasi glukosa di dalam sirup jeruk, maka
larutan standar yang perlu kita siapkan adalah larutan standar glukosa murni. Larutan
standar yang disiapkan pun tidak perlu terlalu banyak, cukup membuat larutan
standar yang kita perlukan karena harga dari zat murni biasanya relatif mahal
dan ukuran kuvet (wadah penampung larutan) pada spektrofotmeter pun hanya
memerlukan sekitar 4 ml. Larutan standar juga perlu disiapkan dalam beberapa
konsentrasi dengan cara mengencerkan larutan standar induk. Hal ini bertujuan
untuk mengetahui konsentrasi mana yang sesuai dengan konsentrasi sampel dengan
melihat grafik larutan standarnya.
Praktikum kali ini
menggunakan larutan standar kalium bikromat (K2Cr2O7). Kalium
bikromat yang telah disiapkan memiliki konsentrasi 100 ppm. Kemudian dilakukan
pengenceran untuk mendapatkan larutan standar dengan konsentrasi 90 ppm, 80
ppm, 60 ppm, 40 ppm, dan 20 ppm. Setelahnya diuji dengan spektrofotometer
dengan panjang gelombang 400 – 450 nm dengan warna yang diserap ungu dan warna
komplementernya kuning – hijau. Nilai absorbansi yang baik berkisar antara 20%
dari batas bawah sampai 20% dari batas atas. Spektrofotometer yang kita gunakan
berskala 1 – 2, sehingga nilai absorbansi yang baik berkisar antara 0,4 – 1,6. Jika
< 0,4 maka perlu dilakukan pemekatan dan jika > 1,6 maka perlu dilakukan
pengenceran. Untuk kelompok kami menguji larutan standar dengan konsentrasi 80
ppm dan didapat nilai absorbansinya sebesar 0,464. Setelah didapat nilai
absorbansinya, buat grafik berdasarkan hubungan antara konsentrasi dan nilai
absorbansi. Sumbu X sebagai konsentrasi dan sumbu Y dengan nilai absorbansi
(lihat lampiran). Dengan bantuan formula di Microsoft Excel, kita dapatkan
persamaan garis lurus y = mx + C yakni y = 0,0066 x + 0,0184 dan nilai R2 = 0,9049. Nilai R2
ini menunjukkan bahwa pengujian kita tergolong bagus karena pengujian yang
bagus memiliki nilai R2 selang antara 0,8 – 1. Jika < 0,8 maka
pengujian kita dapat dikatakan tidak bagus atau kacau.
Setelah menguji larutan standar, selanjutnya menguji
larutan sampel. Sampel yang kali ini kita gunakan adalah sirup dan minuman Teh
Gelas. Kelompok 1, 2, dan 3 menguji sirup sedangkan kelompok 4 dan 5 menguji
minuman Teh Gelas. Sampel-sampel ini belum diketahui konsentrasinya. Untuk
sampel sirup dilakukan pengenceran karena sirup bersifat kental. Pengenceran
dilakukan dengan mengambil 10 ml sirup dan ditambahkan 90 ml aquadest, sehingga
volume larutan sampel menjadi 100 ml, dengan begitu faktor pengencerannya (FP)
adalah 10 X (kali). FP ini perlu diperhatikan karena harus dikalikan dengan
konsentrasi yang terakhir didapat dalam perhitungan mencari konsentrasi sampel.
Untuk sampel minuman Teh Gelas tidak perlu dilakukan pengenceran karena tidak
bersifat kental dan apabila tetap dilakukan pengenceran maka sampel akan sangat
encer dan warnanya menjadi bening. Tentu ini tidak boleh dilakukan karena uji
spektrofotometer memerlukan sampel yang memiliki warna. Setelah sampel siap, lakukan
uji dengan spektrofotometer dengan panjang gelombang yang sama dengan pengujian
larutan standar tadi yakni 400 – 450 ppm. Catat nilai absorbansinya (lihat
tabel). Kemudian dengan menggunakan persamaan garis lurus y = 0,0066 x + 0,0184 di atas kita
dapat mencari konsentrasi larutan sampel (x). Untuk kelompok kami yang menguji
minuman Teh Gelas (kelompok 4) dengan nilai absorbansi (y) 0,498 didapatkan
bahwa minuman Teh Gelas-nya memiliki konsentrasi (x) = 78,24 ppm (tidak
dikalikan FP karena tidak dilakukan pengenceran). Dari tabel dan grafik, dapat
disimpulkan bahwa umumnya semakin besar konsentrasi suatu larutan maka nilai
absorbansinya juga semakin besar.
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan
dari praktikum kali ini adalah:
1.
Alat yang digunakan untuk metode spektrofotometri
adalah spektrofotometer yang mencatat nilai absorbansi warna dari suatu larutan.
2.
Larutan standar perlu dibuat dalam berbagai
konsentrasi.
3.
Larutan sampel dapat diencerkan apabila terlalu
pekat/kental dengan memperhitungkan faktor pengencerannya (FP).
4.
Nilai absorbansi yang baik berkisar antara 20% dari
batas bawah sampai 20% dari batas atas.
5.
Nilai R2 dapat menjadi indikasi bagus
tidaknya suatu pengujian. Nilai R2 yang baik berkisar antara 0,8 –
1.
6.
Umumnya semakin semakin
besar konsentrasi suatu larutan maka nilai absorbansinya juga semakin besar.
DAFTAR PUSTAKA
oc/170619365/6-Identifikasi-Senyawa-Dengan-Spektroskopi-Autosaved,
diakses p ada tanggal 20 April 2014).
a.com/catatan/tipe-dan-analisis-spektrofotometri-uv-vis.html,
diakses pada tanggal
20 April 2014).
kopi.html#ixzz2z3iQrCgq, diakses
pada tanggal 20 April 2014).
ktroskopi/, diakses pada tanggal 20
April 2014).
7/spektroskopi-inframerah-ir.html,
diakses pada tanggal 20 April 2014).
0 komentar:
Post a Comment