LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA ANALITIKSPEKTROFOTOMETRI

Oleh:KELOMPOK 6

1. Aldila Bunga (H0912002)2. Antonius Y. (H0912015)3. Ayu Novia (H0912021)4. Diah Nur Anggita (H0912038)5. Farida (H0912049)6. Fransiska Puteri (H0912056)

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2013

ACARA IV

SPEKTROFOTOMETRI

A. TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari praktikum acara IV Spektrofotometri ini adalah untuk:

a. Menentukan panjang gelombang maksimum

b. Membuat kurva standar

c. Menentukan konsentrasi larutan berwarna kuning

B. TINJAUAN PUSTAKA

a. Tinjauan Alat dan Bahan

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau

absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan

pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan

sering disebut dengan spektrofotometri.

A = log ( Io / I1 ) = a b c

Keterangan :

Io = Intensitas sinar datang

I1 = Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absorptivitas

b = Panjang sel/kuvet

c = konsentrasi (g/l)

A = Absorban

Cahaya/sinar yang masuk dengan intensitas tertentu (I0) akan

berkurang intensitasnya ketika melewati larutan. Berkurangnya intensitas

sinar dikarenakan adanya serapan oleh larutan yang dilewati. Intensitas

cahaya setelah melewati larutan (It) disebut dengan transmitansi (T), dan

biasanya dinyatakan dalam satuan persen tranmitan (%T). Sedangkan

cahaya yang diserap adalah absorbansi (A). %𝑇= It I0 x100 -Log T = Log

It I0 = A

Berdasarkan hukum Lambert-Beer, absorbansi dari suatu sampel akan

sebanding dengan ketebalan, konsentrasi sampel dan absorbtifitas molar.

Bila ketebalan benda (b) atau konsentrasi materi (c) yang dilewati

bertambah, maka cahaya akan lebih banyak diserap. Jadi absorbansi

berbanding lurus dengan ketebalan dan konsentrasi. Selain itu, faktor

yang berpengaruh terhadap besar kecilnya absorbansi adalah absorptifitas

molar (ε) dari larutan yang di ukur itu sendiri. Sehingga dari persamaan

diatas dapat dirumuskan sebagai berikut:

A = ε b c

Hubungan antara absorbansi A dengan konsentrasi zat pengabsorbsi

adalah linier. Ada beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yang

mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

a. Syarat konsentrasi, larutan yang dianalisis harus encer. Pada

konsentrasi tinggi jarak rata-rata di antara zat pengabsorbsi menjadi

kecil sehingga masing-masing zat mempengaruhi distribusi muatan

tetangganya. Interaksi ini dapat mengubah kemampuan untuk

mengabsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang diberikan.

b. Syarat kimia, zat pengabsorbsi tidak boleh terdisosiasi atau bereaksi

dengan pelarut menghasilkan suatu produk yang berbeda dari zat yang

dianalisis.

c. Syarat cahaya, hukum Beer berlaku untuk cahaya yang betul-betul

monokromatik (cahaya yang mempunyai satu macam panjang

gelombang).

d. Syarat kejernihan, larutan yang dianalisis harus jernih karena

kekeruhan larutan yang disebabkan oleh partikel-partikel koloid akan

dihamburkan oleh partikel-partikel koloid akibatnya kekuatan cahaya

yang diabsorbsi berkurang dari yang seharusnya

(Nukomarasari, 2010).

Analisa suatu cuplikan dengan spektrofotometri sinar tampak

biasanya meliputi empat tahap pengerjaan, yaitu :

a. Pembentukkan molekul yang dapat menyerap sinar di daerah sinar

tampak (pewarnaan).

b. Pemilihan panjang gelombang.

c. Pembuatan kurva kalibrasi.

d. Pengukuran absorbansi cuplikan.

Karena warna sampel yang digunakan pada percobaan ini adalah kuning.

Hal ini berarti sampel tersebut menyerap gelombang elektromagnetik pada

daerah komplemen warna kuning, yaitu daerah lembayung (violet) dan/atau

daerah biru. Dapat diduga bahwa sampel ini akan mempunyai serapan di

daerah 400-435 nm (violet) dan/atau 435-480 nm (biru) (Nurul Huda, 2001).

e. Tinjauan Teori

Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan

pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan

berwarna. Pengukuran ini dilakukan pada panjang gelombang spesifik

dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan

tabung foton hampa. Metode spektrofotometri memiliki keuntungan yaitu

dapat digunakan untuk menganalisa suatu zat dalam jumlah kecil

(Harini, dkk, 2012).

Absorbsi energi direkam sebagai absorbans (bukan transmitan

seperti dalam spektra inframerah). Absorbans pada suatu panjang

gelombang tertentu didefinisikan sebagai :

A = logI0

I

dengan : A = absorban

I0 = intensitas berkas cahaya rujukan

I = intensitas berkas cahaya contoh

Absorban suatu senyawa pada suatu panjang gelombang tertentu

bertambah dengan banyaknya molekul yang mengalami transisi. Oleh

karena itu, absorbans bergantung pada struktur elektronik senyawanya dan

juga pada kepekatan contoh dan panjangnya sel contoh. Sehingga ahli

kimia menyatakan absorbs energi itu sebagai absorbtivitas molar e dan

bukan sebagai absorbans sebenarnya (Fessenden dan Fessenden, 1982).

Dalam metode spektrometri larutan sampel menyerap radiasi

elektromagnetik dari sumber yang tepat dan jumlah yang diserap

berhubungan dengan konsentrasi analit dalam larutan. Larutan tembaga

berwarna biru karena menyerap warna, kuning, pelengkap dari cahaya

putih dan mengirimkan cahaya biru yang tersisa. Larutan tembaga

terkonsentrasi, cahaya lebih kuning diserap dan lebih dalam warna biru

yang dihasilkan dari solusi. Dalam metode spektrometri jumlah cahaya

kuning ini diserap akan diukur dan terkait dengan konsentrasi. Kita dapat

memperoleh pemahaman yang lebih baik spektrometri serapan dari

pertimbangan spektrum elektromagnetik dan bagaimana molekul

menyerap radiasi (Christian, 1980).

Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu

pemeriksaan visual. Dengan studi lebih mendalam dari absorbsi energi

radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya

pengukuran ciri-cirinya serta kuantitatifnya dengan ketelitian lebih besar.

Dalam penggunaan pada masa sekarang, istilah spektrofotometri

mengingatkan pengukuran berapa jauh energi radiasi diserap oleh suatu

sistem sebagai fungsi panjang gelombangdari radiasi, maupun pengukuran

absorpsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu. Spektrum

cahaya tampak dan warna-warna komplementer :

Panjang Gelombang (nm)

Warna Warna Komplementer

400-435 Violet Kuning-hijau435-480 Biru Kuning480-490 Hijau-biru Oranye490-500 Biru-hijau Merah500-560 Hijau Ungu560-580 Kuning-hijau Violet580-595 Kuning Biru595-610 Oranye Hijau-biru610-750 Merah Biru-hijau

(Underwood dan Day, 1994).

Faktor-faktor yang mempengaruhi absorbansi meliputi jenis pelarut,

pH, suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi dan adanya zat pengganggu.

Pengaruh-pengaruh ini harus diketahui; kondisi analisis harus dipilih

sedemikian hingga absorbansi tidak akan dipengaruhi sedikitpun.

Kebersihan juga akan mempengaruhi absorbansi termasuk bekas jari pada

dinding tabung harus dibersihkan dengan kertas tisu dan hanya memegang

bagian ujung atas tabung sebelum pengukuran (Hendayana, et al, 1994).

Spektrofotometri terdiri dari mengukur rasio dari dua radiasi energi

pada frekuensi atau panjang gelombang tertentu dan kemudian

mengulanginya pengukuran pada frekuensi atau panjang gelombang lain

sesuai yang diinginkan selama rentang spektral yang penting. Rasio dari

energi radiasi ini dapat ditentukan dengan visual, foto-grafis, atau

fotolistrik. Dalam spektrofotometri visual, bagian fotometri dari instrumen

meliputi bidang fotometri dua bagian dan variasi sarana pencahayaan dari

salah satu bagian sehingga mata hanya digunakan untuk mendeteksi yang

tidak tampak dan akhirnya untuk menilai perbandingan dari dua bagian.

Memvariasikan sarana pencahayaan dari salah satu bagian dikalibrasi,

sehingga nilai sebenarnya dari poin yang sesuai ditentukan oleh sistem

tambahan Fotometri fotografi ini biasanya digunakan ketika spektrograf

konvensional digunakan sebagai media pendispersi (Timma, 1952).

C. Metode

1. Alat dan Bahan

a. Alat:

a.) Labu ukur 100 ml

b.) Beaker Glass

c.) Tabung reaksi dan rak tabung reaksi

d.) Spektrofotometer dan kuvet

b. Bahan

a) Larutan berwarna kuning

b) Aquades

c) Alkohol

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

a. Hasil

Tabel 5.1 Penentuan Panjang Gelombang Maksimum Menggunakan Sampel dengan Konsentrasi 2%

No. Panjang Gelombang (nm) Absorbansi (Ả)

1 460 0,951

2 480 0,807

3 500 0,674

4 520 0,548

5 540 0,497

6 560 0,420

7 580 0,408

8 600 0,398

Sumber : Laporan Sementara

460 480 500 520 540 560 580 6000

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Panjang Gelombang (nm)

Ab

sorb

ansi

(A

)

Gambar 5.1 Hubungan Antara Panjang Gelombang (nm) dengan Absorbansi ( A ¿¿

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau

absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan

metode pengukuran dengan menggunakan spektrofotometer ini digunakan

sering disebut dengan spektrofotometri. Tiap media akan menyerap cahaya

pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawa atau warna

yang terbentuk. Pada titrasi spektrofotometri sinar yang digunakan

merupakan suatu berkas yang panjangnya tidak berbeda banyak antara satu

dengan yang lain. Perbedaan panjang gelombangnya dapat lebih besar.

Dalam hubungan ini dapat disebut juga spektrofotometri absorbsi atomik.

Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik

maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar

masuk akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya

diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan

dalam nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi

sampel. Studi spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu

pemeriksaan visual yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Hukum

Beer menyatakan  absorbansi cahaya berbanding lurus dengan konsentrasi

dan ketebalan bahan/medium.

Larutan standar dibuat dengan maksud untuk membuat kurva standar

atau kurva kalibrasi sehingga nanti akan diperoleh panjang gelombang

maksimum dari larutan standar tersebut. Kenapa panjang gelombang

maksimum yang dipilih, hal ini karena di sekitar panjang gelombang

maksimum tersebut, bentuk kurva serapan adalah datar sehingga hukum

Lambert-Beer akan terpenuhi dengan baik sehingga kesalahan yang

ditimbulkan panjang gelombang maksimum dapat diperkecil.

Prinsip kerja dari percobaan ini adalah menentukan konsentrasi

sampel dengan menggunakan kurva standar yang menghubungkan antara

konsentrasi sampel dengan absorbansinya. Larutan sampel yang digunakan

memiliki lima konsentrasi yang berbeda. Lima konsentrasi tersebut diukur

panjang gelombangnya untuk mengetahui konsentrasi yang sebenarnya.

Digunakan sampel larutan berwarna kuning yang masing-masing memiliki

konsentrasi 0,4% ; 0,8% ; 1,2% ; 1,6% ; 2,0%. Untuk penentuan panjang

gelombang maksimum digunakan sampel dengan konsentrasi 2,0%.

Sampel dipilih karena merupakan sampel dengan konsentrasi tertinggi dari

yang tersedia sehingga sampel dengan dengan konsentrasi lebih rendah

sudah ikut terbaca di dalamnya. Panjang gelombang yang digunakan

berturut-turut adalah sebesar 460 nm, 480 nm, 500 nm, 520 nm, 540 nm,

560 nm, 580 nm, dan 600 nm. Dari praktikum yang dilakukan didapatkan

nilai Absorbansi berturut-turut sebesar 0,951 A ; 0,807 A ; 0,674 A ; 0,548 A

; 0,497 A ; 0,420 A ; 0,408 A ; 0,398 A. Dari data tersebut diketahui panjang

gelombang maksimum larutan kuning adalah 460 nm. Hal ini sudah sesuai

dengan pernyataan Underwood dan Day (1994) bahwa, panjang

gelombang larutan berwana kuning berada pada range 435-480 nm.

Penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan untuk

mengetahui ketika absorbsi mencapai maksimum sehingga meningkatkan

proses absorbsi larutan terhadap sinar (Rohman, 2007). Pemilihan panjang

gelombang maksimum sangat menentukan dalam percobaan karena

apabila terjadi penyimpangan yang kecil selama percobaan akan

mengakibatkan kesalahan yang kecil dalam pengukuran. Jika pemilihan

panjang gelombang memiliki spektrum perubahan besar pada nilai

absorbansi saat panjang gelombang sempit, maka apabila terjadi

penyimpangan kecil pada cahaya yang masuk akan mengakibatkan

kesalahan besar dalam pengukuran. Semakin besar panjang gelombangnya

maka akan semakin kecil nilai absorbansinya. Hal ini dapat diakibatkan

sinar putih pada setiap panjang gelombang dapat terseleksi lebih detail

oleh prisma (Underwood dan Day, 1990).

Tabel 5.2 Pembuatan Kurva Standar Menggunakan Panjang Gelombang 460 nm

No. Konsentrasi Sampel (%)

Absorbansi ( A)

1 0,4 0,188

2 0,8 0,389

3 1,2 0,578

4 1,6 0,755

5 2,0 0,951

Sumber : Laporan Sementara

0.4 0.8 1.2 1.6 20

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Konsentrasi (%)

Ab

sorb

ansi

(A

)

Gambar 5.2 Grafik Hubungan Antara Konsentrasi (%) dengan Absorbansi ( A ¿¿

Persamaan Regresi : y = 4,6.10-3 + 0,473x

Pada praktikum kali ini, untuk membuat kurva standar panjang

gelombang yang digunakan adalah panjang gelombang maksimum hasil

praktikum sebelumnya yaitu 460 nm. Sampel yang digunakan memiliki

konsentrasi 0,4% ; 0,8% ; 1,2% ; 1,6% ; 2,0%. Berdasarkan sampel

tersebut, dalam spektrofotometer nilai absorbansi terbaca 0,188 A ; 0,389 A

; 0,578 A ; 0,755 A ; 0,951 A. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan

sebanding dengan konsentrasi larutan dalam kuvet. Dari data tersebut

didapatkan persamaan regresi y = 4,6.10-3 + 0,473x. Sehingga diketahui

hubungan antara konsentrasi sampel dengan absorbansi adalah berbanding

lurus. Makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam larutan, makin

banyak sinar yang diserap. Hal ini sesuai dengan hukum Lambert Beer.

Hukum Lambert Beer merupakan gabungan dari hukum Lambert

dan hukum Beer. Hukum Lambert Beer menyatakan bahwa, “bila suatu

cahaya monokromatis atau polikromatis melalui suatu media yang

transparan maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan

sebanding dengan bertambahnya kepekatan media”. Menurut Skoog dan

West, 1971 (dalam Triyati, 1985), hukum Lambert Beer menyatakan

bahwa jumlah radiasi cahaya tampak, ultra violet dan cahaya-cahaya lain

yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu

fungsi eksponen dari konsentrasi zat dan tebal larutan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi absorbansi meliputi jenis pelarut,

pH, suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi dan adanya zat pengganggu

(Hendayana, et al, 1994). Dari praktikum di atas didapatkan nilai r adalah

0,999. Dari sini dapat diketahui bahwa hubungan korelasi antara

konsentrasi dengan absorbansi sangat erat karena mendekati 1. Semakin

tinggi konsentrasi yang diberikan, maka semakin tinggi pula nilai

absorbani larutan tersebut. Selain faktor di tersebut, larutan sampel yang

ada diukur nilai absorbansinya pada setiap panjang gelombang harus

diganti (tidak boleh menggunakan larutan sampel yang sama). Hal ini akan

mengakibatkan ketelitian nilai absorbansinya berkurang, sebab larutan tadi

telah dilewati oleh berkas cahaya monokromatik secara radiasi yang akan

mempengaruhi nilai absorbansi yang sebenarnya. Selain digunakan untuk menentukan panjang gelombang, metode

spektrofotometri juga dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi

suatu larutan, Untuk menentukan konsentrasi larutan cuplikan, sudah

diketahui nilai absorbansinya sebesar 0,432 A. Dari persamaan regresi di

atas, maka konsentrasi larutan cuplikan tersebut dapat diketahui yaitu

sebesar 0,903%.

E. KESIMPULAN

Kesimpulan pada praktikum kali ini adalah:

a. Panjang gelombang yang digunakan berturut-turut adalah sebesar 460 nm,

480 nm, 500 nm, 520 nm, 540 nm, 560 nm, 580 nm, dan 600 didapatkan

nilai Absorbansi berturut-turut sebesar 0,951 A ; 0,807 A ; 0,674 A ; 0,548 A

; 0,497 A ; 0,420 A ; 0,408 A ; 0,398 A.

b. Panjang gelombang maksimum larutan kuning adalah 460 nm.

c. Untuk membuat kurva standar sampel yang digunakan memiliki

konsentrasi 0,4% ; 0,8% ; 1,2% ; 1,6% ; 2,0% dan nilai absorbansi yang

terbaca sebesar terbaca 0,188 A ; 0,389 A ; 0,578 A ; 0,755 A ; 0,951 A.

d. Persamaan regresi y = 4,6.10-3 + 0,473x.

e. Nilai korelasi antara konsentrasi dengan absorbansi adalah sangat erat

yaitu 0,999 atau mendekati 1.

f. Hubungan antara konsentrasi sampel dengan absorbansi adalah berbanding

lurus, makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam larutan, makin

banyak sinar yang diserap.

g. Faktor-faktor yang mempengaruhi absorbansi meliputi jenis pelarut, pH,

suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi dan adanya zat pengganggu.

h. Konsentrasi larutan cuplikan yaitu sebesar 0,903%.

DAFTAR PUSTAKA

Christian, Gary D. 1980. Analytical Chemistry. University of Washington, USA.

Fessenden, Ralp J., Joan S. Fessenden. Kimia Organik Edisi Ketiga. Erlangga, Jakarta.

Harini, Bernadeta Wuri, Rini Dwiastuti, dan Lucia Wiwid Wijayanti. 2012. Aplikasi Metode Spektrofotometri Visibel untuk Mengukur Kadar Curcuminoid pada Rimpang Kunyit (Curcuma Domestica). Disampaikan pada Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi (SNAST) Periode III. Pada tanggal 3 November 2012 di Yogyakarta.

Hendayana, Semar, Asep Kadarohman, AA Sumarna, Dan Asep Supriatna. 1994. Kimia Analitik Instrumen. IKIP Semarang Press, Semarang.

Nukomarasari, Risa. 2010. Penentuan Kadar Fe(II) Dalam Sampel Dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS. Universitas Pendidikan Indonesia. Bandung

Nurul Huda. 2001. Pemeriksaan Kinerja Spektrofotometer Uv-Vis.GBC 911A Menggunakan Pewarna Tartazine CL 19140. Jurnal Sigma Epsilon ISSN 0853-9013. No 20-21.

Timma, D.L. 1952. Absorption Spectrophotometry. Ohio Journal of Science. Vol.52, No.3, May 1952 : 117-123.

Underwood, Day R.A. 1980. Analisa Kimia Kuantitatif. Erlangga, Jakarta.

LAMPIRAN

Perhitungan Penentuan Konsentrasi Larutan Cuplikan

Absorbansi = 0,432

y = 4,6.10-3 + 0,473x

0,432 = 4,6.10-3 + 0,473x

0,4274 = 0,473x

x = 0,903%