ANALISIS FOSFOR DAN KROM (VI) SECARA SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

I.Tujuan Percobaan1.Menentukan konsentrasi fosfat dalam sample secara spektofotometri2.Mempelajari teknik analisis spesies krom (VI) dengan metode difenil karbazida3.Menguasai teknik analisis spektofotometri untuk unsur logam dan non logam

II. PendahuluanSpektofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer. Spektofotometer menghasilakn sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu. Fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditranmisikan atau yang diabsbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relative jika energi tersebut ditransmisikan sebagai suatu panjang gelombang. Kelebihan spektofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi.Penentuan fosfor merupakan tes control analitik yang digunakan secara luas. Fosfat merupakan zat essensial dari pupuk,jaringan tubuh,tanah,tanaman serta ditemukan banyak pada produk industri dari baja hingga deterjen. Ada beberapa metode untuk analisis fosfor,diantaranya : 1.Metode standar Deniges2.Metode Tschop’s3.Metode king’s4.Metode Ammonium molibdat dan hidroquinon5.Metode Ammonium molibdat dan asam askorbat6.Metode Ammonium vanadat7.Metode reagen tunggal vanadomolibdatSuatu spektrofotometer tersusun atas sumber spectrum tampak yang kontinyu,monokromator,sel pengabsorbsi untuk larutan sample atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sample dan blanko ataupun pembanding.sumber yang biasa digunakan pada spektroskopi absorbsi adalah lampu wolfram,lampu hydrogen atau lampu deuterium digunakan sebagai sumber pada daerah UV. Kebaikan lampu wolfram adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Untuk memperoleh tegangan yang stabil dapat digunakan transformeter. Monokromator digunakan untuk memperoleh sumber radiasi yang monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap maka prisma atau gratingnya yang diteruskan untuk mendapatkan λ yang diinginkan . Sel absorbsi ,pada pengukuran didaerah tampak kuvet kaca atau kaca korex dapat digunakan,tetapi pada pengukuran didaerak UV kita harus menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus pada daerah ini. Sel yang terbaik adalah kuarsa atau gelas hasil leburan serta seragam keseluruhannya. Sedangkan detektor adalah memberikan respon terhadap berbagai panjang gelombang.Hubungan antara absorbsi dan konsentrasi dari suatu larutan yang menyerap radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang ultraviolet dan visible dapat dinyatakan dalam persamaan Bouger-Lambert-Beer sebagai berikut :A = ε.b.cDimana A = absorbansiε = absorbansivitas molarb = tebal mediac = konsentrasi molarkrom(VI) dapat dianalisis dengan spektrofotometer UV-VIS karena krom(VI) termasuk logam transisi dan elektron terluar pada konfigurasi elektron terdapat pada orbital d. elektron dalam orbital d dan f berada pada daerah UV-VIS atau mempunyai λ yang sama dengan UV-Visible,maka krom(VI) dapat menyerap radiasi UV-Visible dan spektrofotometer dapat digunakan untuk menganalisisnya.

III.Alat dan Bahan

a)Alat Spektrofotometer

Alat-alat gelasBeker gelas

kuvetPipetPompab)Bahan Larutan stok P 100 ppmLarutan ammonium molibdat 5%Larutan ammonium vanadat 0.25%Larutan NHO3 10%Difenil karbazida 0.01% dalam asetonAsam sulfat 0.1 MLarutan standar Krom (VI) 10 ppm,dibuat dari K2Cr2O4c)Gambar alatSkema alat spektrofotometer UV-VIS

V. Hasil Percobaan1)Fosfora)Penentuan λ optimumCλA0.753501.6

3600.88

3700.694

3800.544

3900.424

4000.342

4100.262

4200.204

4300.179

4400.141

4500.109

4600.083

4700.063

4800.052

4900.026

5000.015

b)Penentuan waktu kestabilan kompleksCt (menit)λ0.7520.255

40.256

60.258

80.26

100.262

120.264

140.265

160.267

180.276

200.278

220.278

240.278

c)Kurva kalibrasiVC (nm)A (nm)0.2510.1260.520.2050.7530.265140.31.2550.348

2)Krom(VI)a)Penentuan λ optimum

CλA0.754500.338

4550.318

4600.283

465

0.253

4700.225

4750.192

4800.166

4850.134

4900.109

4950.085

5000.065

5050.05

5100.032

b)Penentuan waktu kestabilan kompleks

Ct (menit)λ0.7500.277

20.277

40.278

60.277

80.278

100.278

120.278

c)Kurva kalibrasi

VC (ppm)A (nm)43.20.09586.40.194129.60.3381612.80.436

VI.Pembahasan Percobaan ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi fosfat dalam sample secara spektrofotometri,mempelajari metode analisis spesies krom(VI)dengan metoda difenilkarbazida,menguasai teknik analisis spektrofotometri untuk unsur logam dan non logam. Instrumen spektrofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer UV-VIS yang menggunakan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang masing-masing sinar 200-380nm dan 380-700nm.Untuk analisis fosfor secara spektrofotometri maka pertama-tama dilakukan pengenceran larutan standar P 100ppm sebanyak 0,0;0.25;0.50;0.75;1.00;1.25. Selanjutnya masing-masing dimasukkan labu takar 25ml dan ditanbah 1ml larutan pereaksi ammonium molibdovanadat,lalu ditambah juga 2 tetes HNO3 yang bertujuan sebagai katalis asam. Delanjutnya diencerkan dengan akuades sampai tanda batas. Pengenceran dilakukan karena analisis dengan menggunakan spektrofotometer tidak dapat dilakukan untuk konsentrasi yang pekat. Jika konsentrasi masih rendah maka dapat memenuhi hukum Lambert-Beer. Jika konsentrasi terlalu pekat maka makin banyak molekul dalam larutan sehingga akan terjadi interaksi antar molekul itu sendiri dan akibatnya interaksi dengan cahaya atau penyerapan radiasi menjadi berkurang.Pada percobaan ini larutan blanko yang digunakan adalah larutan standar 100ppm.Larutan blanko dimasukkan dalam kuvet dan dimasukkan dalam spektrofotometer kemudian diukur absorbansinya pada 0 atau transmitansi 100%. Setelah angka menunjukkan angka 0 maka larutan blanko mempunyai nilai absorbansi 0 artinya larutan blanko tidak menyerap radiasai. Nilai transmitansi 100% artinya meneruskan 100% tanpa ada yang diserap,dipantulkan ataupun dibiaskan.Penggantian larutan blanko dengan larutan pengompleks harus dlakukan dengan cepat agar udara tidak masuk dan mempengaruhi data yang keluar. Sebelum memasukkan kuvet,kuvet harus dibersihkan dengan tissue agar penyerapan sinar oleh larutan tidak terganggu oleh kotoran yang menempel pada kuvet.Setelah pengenceran maka ditentukan gelombang maksimum 350-500 nm dengan interval 10,setelah ir u ditentukan (t) kestabilan kompleks dengan selang waktu 2 menit sampai A tidak ada. Dari percobaan itu maka akan diperoleh data C dan A yang kemudian dapat dibuata kurva kalibrasi sehingga didapat persamaan y = 0.0539x+0.0671, maka dari grafik itu didapat konsentrasi sampel setelah pengenceran yaitu sebesar 60.7 MSedangkan pada analisis krom(VI) hampir sama dengan analisis fosfor. Bedanya larutan standar yang digunakan 0.4.8.12.16.20,penambahan 3 tetes H2SO4 bertujuan untuk memberikan suasan asam, selain itu ditambah pula 2 ml difenil karbazida 0.01% dan dilakukan pengenceran dengan labu takar 25 ml. 1 larutan standar diukur absorbansinya pada panjang gelombang 450-500nm. Dari percobaan ini maka akan didapat data C vs A sehingga dapat dibuat kurva kalibrasi dan didapat persamaan y =0.0073x-0.026,maka dari grafik didapat konsentrasi sampel setelah pengenceran 36.917 MSedangkan untuk menentukan panjang gelombang maksimum yaitu dibuat grafik kurva λ vs A dengan konsentarsi tetap sehingga dari anaisis fosfor didapat λ max = nm,sedangkan untuk krom(VI) didapat λ max = nm. Untuk menentukan kandungan fosfor sebagai P sampel maka dibuat larutan sampel misal 0.75 lalu ditambah 2 ml larutan ammonium molobdov anadat +

beberapa tetes asam nitrat dan diencerkan dengan akuades pada labu takar 25 ml sampai tanda batas. Lalu ditentukan panjang gelombang dan ditentukan wakltu kestabilan komplek dengan interval 2 menit. Dari percobaan ini maka akan didapat data t (menit) dan absorbansi (A) dan dibuat grafik t vs A.Dari grafik tersebut maka dapat ditentukan saat t stabil yaitu pada menit ke 10,11,12. Sedangkan untuk krom(VI) juga dilakukan cara yang sama tapi ada sedikiy perbedaan yaitu katalis asamnya menggunakan asam sulfat serta ditambah 2 ml difenilkarbazida 0.01%. untuk krom(VI) maka dapat ditentukan t stabil pada menit ke 8,10,12.

VII.Kesimpulan

Untuk menentukan konsentrasi fosfat dan krom(VI) dapat digunakan dengan metode spektrofotometriDari hasil percobaan didapat Konsentrasi sampel untuk fosfat = 60.1 ppmuntuk kro (VI) = 36.917 ppmSedangkan untuk penentuan λ maksimum diperoleh bahwa λ maksimum fosfor = 350 nmλ maksimumkrom (VI) = 450 nm

GRAFIK DAN PERHITUNGAN

1.Pengenceran Larutan StandarRumus PengenceranM1.V1 = M2.V2 M1 = 100 ppmV2 = 25 ml

Fosfor V1 = 0.25 mlM1.V1 = M2.V2100.0.25 = M2.25M2 = 1 ppmV1 = 0.5 mlM1.V1 = M2.V2 100.0.5 = M2.25M2 = 2 ppmV1 = 0.75 m;M1.V1 = M2.V2 100.0.75 = M2.25M2 = 3 ppmV1= 1.0 mlM1.V1 = M2.V2 100.1 = M2.25M2 = 4 ppmV1 = 1.25 mlM1.V1 = M2.V2 100.1.25 = M2.25M2 = 5 ppm

Krom (VI)V1 = 4 mlM1.V1 = M2.V2 100.4 = M2.25M2 = 16 ppmV2 = 8 mlM1.V1 = M2.V2 100.8 = M2.25 M2 = 32 ppmV1= 12 mlM1.V1 = M2.V2 100.12 = M2.25M2 = 48 ppmV1= 16 mlM1.V1 = M2.V2 100.16 = M2.25M2 = 64 ppmV1 = 20 mlM1.V1 = M2.V2 100.20 = M2.25M2 = 80 ppm

2.Penentuan λ optimumfosfor CλA0.753501.6

3600.88

3700.694

3800.544

3900.424

4000.342

4100.262

4200.204

4300.179

440

0.141

4500.109

4600.083

4700.063

4800.052

4900.026

5000.015GRAFIK λ vs A

λ optimum = 350 nmkrom(VI)CλA0.754500.338

4550.318

4600.283

4650.253

4700.225

4750.192

4800.166

4850.134

4900.109

4950.085

5000.065

5050.05

5100.032Berdasarkan GRAFIK λ vs A:λ optimum = 450 nm3.Penentuan waktu kestabilan kompleksfosforCt (menit)A0.7520.255

40.256

60.258

80.26

100.262

120.264

140.265

160.267

180.276

200.278

220.278

240.278

Krom(VI)Ct (menit)λ

0.7500.277

20.277

40.278

60.277

80.278

100.278

120.278

4.Membuat kurva kalibrasiFosforVCA (nm)0.2510.1260.520.2050.7530.265140.31.2550.348

Krom(VI) VC (ppm)A (nm)4160.0958320.1941248

0.33816640.436

5.Menentukan konsentrasi sampelFosforAbsorbansi sample = 0.198 nm = CPersamaan garis y = 0.0539x+0.0671y = absorbansix = konsentrasiC = ax+b0.198 = 0.0539x+0.06710.1309 = 0.0539xx = 2.428factor pengnceran 25xmaka konsentrasi sample = 2.428 x 25= 60.7 ppmKrom(VI)Absorbansi sample = 0.279 nm = CPersamaan garis y =0.0073x-0.026y = absorbansix = konsentrasi

C = ax+b0.279 = 0.0073x-0.0260.0539 = 0.0073xx = 7.38Faktor pengenceran 5xMaka konsentrasi sample = 7.38x5= 36.917 ppm

TUGAS PRAKTIKUMKROMIUM (Cr)Bilangan oksidasi kromium tertinggi sama dengan jumlah elektron pada orbital 3d dan 4s, yaitu enam (6). Kromium (VI) hanya didapatkan sebagai spesies okso seperti CrO3, CrO42-, dan CrO2F2 dan merupakan reagen pengoksidasi yang kuat.Beberapa tingkat oksidasi dan stereokimia dari krom terlihat pada tabel dibawah :Tabel 1. Tingkat Oksidasi Dan Stereokimia Dari KromBiloksBilangan KoordinasiStruktur GeometriContohCr2- Na2[Cr(CO)5]Cr1- OktahedralNa2[Cr(CO)10]Cr06OktahedralCr(CO)6, [CrCO5I]-Cr1+6

Oktahedral[Cr(bipy)3]+Cr2+4TetrahedralCrCl2(MeCN)2, CrI2(OPPh3)3

6OktahedralCrF2, CrCl2 Cr3+3PlanarCr(NPr2)3

4TetrahedralPCl4+CrCl4-

5Trigonal Bipiramid (TBP)CrCl3(NMe3)2

6Oktahedral[Cr(NH3)6]2+Cr4+4TetrahedralBa2CrO4

6OktahedralK2CrF6 Cr5+4TetrahedralCrO43-

5 CrF5

6OktahedralK2[CrOCl5]Cr6+4TetrahedralCrO42-, CrO3

Kelimpahan Kelimpahan unsur kromium didapat sebagai mineral Chromite (FeCr2O4).

Rumus Kimia : Fe Cr2O4, Besi Kromium Oksida

Klas : Oksida dan HidroksidaKelompok : SpinelKegunaan : Utamanya sebagai bijih dari kromium,Komponen refraktori, sebagai pewarna, dan sebagai mineral spesimen.Informasi lebih lanjut : http://www.galleries.com/minerals/oxides/chromite/chromite.htmUntuk memperoleh kromium murni dapat dilakukan dengan :Mineral Kromite direaksikan dengan basa dan oksigen untuk mengubah Cr(III) menjadi Cr(VI)

Reduksi Cr(VI)   menjadi Cr(III) dengan karbon

Reduksi Cr(III) menjadi Cr(0) dengan aluminium

Beberapa sifat dari logam kromium : Logam berwarna putih, keras (mp 19030C). Tahan terhadap korosi (digunakan sebagai bahan pelapis melalui proses elektroplating). Larut dalam asam-asam mineral (HCl, H2SO4) Pada temperatur yang terkontrol kromium dapat bereaksi dengan unsur halogen, belerang, silikon, boron, nitrogen, karbon dan oksigen. Senyawaan Kromium I.Halida Halida dari kromium (II) dapat dibuat dengan mereaksikan antara logam kromium dengan asam HF, HCl, HBr dan I2 pada temperatur 600 – 7000C atau reduksi trihalida dengan H2 pada 500 – 6000C. Halida dari Cr(III) dapat dibuat dengan melalui : a. Mereaksikan dengan SOCl2 pada hidrat klorida.b. Sublimasi dengan gas klor pada 6000C.Tabel 2. Halida dari kromHalogenCr(II)Cr(III)Biloks > (III)FCrF2CrF3; Hijau, mp 1404 0C CrF4; Hijau subl 100 0CCrF5; Merah, mp 30 0CCrF6; KuningClCrCl2CrCl3Violet, mp 1150 0C CrCl4BrCrBr2CrBr3Hitam, sublimasiCrBr4ICrI2CrI3Hitam, dekomposisi II.Oksida Oksida terpenting dari krom : Cr2O3, CrO2 dan CrO3. Cr2O3 dapat dibuat dengan membakar logam kromium dalam oksigen, dekomposisi termal dari Cr(IV) oksida. CrO2 dibuat melalui reduksi hidrotermal dari CrO3. CrO3 dibuat dengan jalan mereaksikan antara larutan asam dengan Na/K dikromat.

III.Senyawa biner dari krom yang lain Senyawaan sulfida Cr2S3.