Laporan UV-Vis 2
Click here to load reader
-
Upload
rinda-dwi-nuraini -
Category
Documents
-
view
1.172 -
download
2
Transcript of Laporan UV-Vis 2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan
Memahami prinsip analisa dengan menggunakan spektrofotometer UV-VIS
Mampu mengoperasikan alat UV-VIS DR/2400 spektrofotometer
Mampu mempersiapkan sampel demgan cermat
Menganalisa sampel seperti kadar besi dalam sampel
1.2 Dasar Teori
1.2.1 Spektrometri UV-Visible
Spektrometri adalah metode analisa kimia berdasarkan spektroskopis.
Spektroskopis adalah ilmu yang mempelajari interaksi gelombang elektromagnetik
(cahaya) dengan dengan materi. Prinsip spektrofotometri adalah penyerapan sinar oleh
spesifik kimia pada gelombang tertentu. Spektrofotometri UV-Visible adalah bagian
teknik analisa spektroskopi yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet
dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen
spektrofotometer. Spektrofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer UV-VIS
DR/2400.
Prinsip kerja dari spektrofotometri UV-Visible adalah penyerapan cahaya oleh
molekul-molekul. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV-Visible
(tampak) karena mereka mengandung elektron, baik berpasangan maupun sendiri yang
dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi, panjang gelombang bila mana
absorpsi itu terjadi, bergantung pada kekuatan elektron itu terikat dalam molekul.
Elektron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat dengan kuat dan diperlukan radiasi
berenergi tinggi atau panjang gelombang rendah untuk eksitasinya.
Spektrofotometri UV-Visible dapat menentukan penentuan terhadap sampel yang
berupa larutan, gas, atau uap. Untuk sampel yang berupa larutan perlu diperhatikan
beberapa persyaratan pelarut yang dipakai antara lain:
1
200 nm 900 nm
λ
1. Pelarut yang dipakai tidak mengandung ikatan rangkap terkonjugasi pada struktur
molekulnya dan tidak berwarna
2. Tidak terjadi interaksi dengan molekul senyawa yang dianalisa
3. Kemurniannya harus tinggi untuk dianalisa
Spektrofotometri UV-Visible melibatkan energi elektromagnetik cukup besar pada
molekul yang dianalisis, sehingga Spektrofotometri UV-Visible lebih banyak dipakai
untuk analisa kuantitatif dibanding analisa kualitatif.
1.2.2 Spektrum Elektromagnetik
Berbagai eksperimen dalam laboratorium fisika paling baik ditafsirkan dengan
menggunakan gagasan bahwa cahaya dirambatkan dalam bentuk gelombang transversal.
Dengan pengukuran yang tepat, gelombang–gelombang ini dapat dicirikan menurut
panjang gelombangnya, kecepatan dan besaran lainnya dapat digunakan untuk
memberikan gerakan gelombang apa saja. Gambar berikut menyatakan bahwa panjang
gelombang mengacu ke jarak dua gunung (lembah yang berdampingan) dari gelombang
itu. Kebalikan panjang glombang, yakni banyaknya gelombang dalam satu satuan
panjang, diacu sebagai bilangan gelombang. Garis depan gelombang bergerak dengan
kecepatan tertentu. Banyaknya daur atau gelombang lengkap yang melewati suatu titik
yang diam persatuan waktu diberi istilah frekuensi. Hubungan sifat – sifat ini adalah
mengikuti rumus 1❑=v= vf
c , dimana = panjang gelombang, v = bilangan gelombang,
c = kecepatan cahaya.
Gambar 1.1 Gelombang transversal
2
Kecepatan cahaya adalah 3 x 1010 cm/ det. Berbagai satuan digunakan untuk
panjang gelombang bergantung pada daerah spektrum. Untuk radiasi ultraviolet dan
tampak, digunakan satuan Amstrong dan nanometer. Sedangkan mikrometer (m)
merupakan satuan yang lazim unntuk infra merah. Satu mikrometer, m didefinisikan
sebagai 10-6 dan satu nanometer, nm = 10-9 m atau 10-7 cm. Satu satuan Amstrong adalah
10-10 m. Jadi, 1 nm = 10 Å.
Spektra elektronik senyawaan dalam fase uap kadang-kadang menunjukkan struktur
halus dalam mana sumbangan vibrasi dapat teramati, namun dalam fase-fase mampat,
tingkat energi molekul demikian terganggu oleh tetangga-tetangga dekatnya, sehingga
sering kali hanya tampak pita lebar. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam
daerah UV – Visible (tampak) karena mengandung elektron, baik sekutu maupun
menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang
gelombang dimana absorbansi terjadi bergantung pada betapa kuat elektron itu terikat
dalam molekul. Elektron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat dengan kuat, dan
diperlukan radiasi berenergi tinggi atau panjang gelombang pendek untuk eksitansinya.
1.2.3 Aspek Kuantitatif Absorbsi
Spektra serapan dapat diperoleh dengan menggunakan sampel dalam bebagai
bentuk gas, lapisan tipis cairan, larutan dalam berbagai pelarut dan bahkan zat padat.
Kebanyakan kerja analitis melibatkan larutan dan disni kita ingin mengembangkan
pemberian kuantitatif dari hubungan antara konsentrasi suatu larutan dan kemampuan
menyerap radiasi. Sekaligus harus menyadari bahwa tingkat kejadian absorbsi juga
tergantung pada jarak yang diarungi radiasi melewati larutan itu. Serapan juga
bergantung pada panjang gelombang radiasi dan sifat dasar spesies molekul dalam
larutan.
1.2.4 Spektrofotometer Berkas Tunggal
Komponen yang penting sekali dari suatu spetrofotometer adalah: sumber cahaya,
monokromator, wadah sampel, detector, amplifier (pengganda) dan piranti baca.
3
Sumber Monokromator Sampel Detektor
Amplifier(Pengganda)
Piranti Baca
Bagan Optis
1.2.4.1 Sumber
Sumber energi cahaya yang biasa untuk daerah tampak maupun daerah ultraviolet
dekat dan infra merah dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari
wolfram. Pada kondisi operasi biasa, kekuatan lampu wolfram ini memadai dari sekitar
325 atau 350 nm ke sekitar 3 m energi yang dipancarkan oleh kawat yang dipanaskan
itu beraneka ragam menurut panjang gelombang. Dstribusi energi merupakan fungsi
temperatur kawat, yang selanjutnya bergantung pada voltase yang disuplai kepada
lampu.
1.2.4.2 Monokromator
Ini adalah piranti optis memencilkan suatu berkas radiasi dari suatu smber
berkesinambungan, berkas yang memiliki kemurnian spektral yang tinggi dengan
panjang gelombang apa saja yang diinginkan. Komponen yang hakiki (esensial) dari
suatu monokromator adalah suatu sistem celah dan suatu unsur dispersif. Radiasi dari
sumber difokuskan ke celah masuk, kemudian disejajarkan oleh sebuah lensa atau
cermin sehingga suatu berkas sejajar jatuh ke unsur pendispersi, yang berupa prisma
atau suatu kiai difraksi. Dengan memutar prisma atau kisi itu secara mekanis, aneka
porsi spektrum yng dihasilkan oleh unsur dispersi dipusatkan pada celah keluar, dari situ
lewat jalan optis lebih jauh, porsi-porsi itu menuju sampel.
4
1.2.4.3 Wadah Sampel
Kebanyakan spektrofotometri melibatkan larutan dan karenanya kebanyakan wadah
sampel adalah sel untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahaya spektrofotometer. Sel
itu haruslah meneruskan energi cahaya dalam spektral yang diminati. Jadi, sel kaca
untuk melayani dearah tampak sedangkan sel kuarsa atau kaca silika tinggi isimewa
untuk daerah ultraviolet dan gram dapur alam untuk infra merah. Tabung-taung sebagai
wadah sampel harus diletakan secara reprodusibel dengan membubuhkan tanda pada
satu sisi tabung dan tanda itu selalu tetap arahnya tiap kali ditaruh dalam instrumen. Sel-
sel lebih baik bila permukaan optisnya mendatar. Sel-sel harus diisi sedemikian rupa
sehingga berkas cahaya menembus larutan, dengan meniskus terletak seluruhnya di atas
berkas.
1.2.4.4 Detektor
Dalam sebuah detektor untuk suatu spektrofotometer, kita menginginkan kepekaan
yang tinggi dalam daerah spektral yag diminati, respons yang linier terhadap daya
radiasi, waktu respons yang cepat, dapat digandakan, kestabilan yang tinggi atau tingkat
’’bisingan’’ yang rendah. Macam-macam detektor yang telah digunakan secara meluas
didasarkan pada perubahan fotokimia (terutama fotografi), efek fotolistrik dan efek
termolisrik. Detektor fotolistrik yang paling sederhana adalah tabug foton. Ini berupa
tabung tanpa udara, dengan jendela yang tembus cahaya, yang berisi sepasang elektroda,
melintasi elektroda itu diberi selisih potensial.
1.2.5 Kegunaan UV-Visible Spektrofotometer
UV –Visble spektrofotometer dapat digunakan untuk menentukan kandungan zat
organik maupun anorganik dalam suatu larutan. Absorbsi energi radiasi pada daerah
spektrum UV dan Visible tergantung pada jumlah dan susunan elektron pada molekul –
melekul atau ion – ion penyerap. Pada senyawa anorganik penyerapan terjadi bilamana
ada energi level, yang kosong tertutup oleh energi level yang penuh, biasanya terbentuk
dengan koordinat kovalen dengan atom lain. Absorbsi pada molekul – molekul organik
tergantung pada sebaran elektron – elektron pada molekul. Senyawa organik jenuh tidak
5
menunjuk adanya absorbsi untuk daerah visible dan UV. Senyawa dengan ikatan ganda
menyerap dengan kuat pada daerah UV. Ikatan rangkap terkonjugasi menyerap panjang
gelombang yang lebih panjang. Sistem terkonjugasi sempurna dalam sebuah senyawa
disebut chromopore dari senyawa itu. Berikut adalah contoh senyawa organik dengan
chromophorenya, serta panjang gelombang yang diserap, dan perkiraan nilai molar
absorbsivitasnya :
Senyawa Chromophore Pelarut λ max, nm Log ε
Acetylene C = C Uap 173 3,8
Acetone C = O Hexane 188 2,9
Butadiene C = C – C = C Hexane 217 4,3
Crotonaldehyde C = C – C = O Ethanol 217 4,2
Analisa dengan spektrofotometri UV-Visible selalu melibatkan pembacaan radiasi
elektromagnetik oleh molekul atau radiasi elektromagnetik ang diteruskan, keduanya
dikenal dengan absorbansi (A) tanpa satuan dan transmitansi denagn satuan persen (%).
Spektrometri dapat dibayangkan sebagai suatu perpanjangan dari penilikan visual
dalam mana studi yang lebih rinci mengenai lebih besar dalam pencirian dan
pengukuran kuantitatif. Dengan menggantikan mata manusia dengan detector-detektor
radiasi lain, dimungkinkan studi absorbs (serapan) di luar daerah, spectrum tampak dan
sering kali eksperimen spektrometri dilekukan secara automatic. Dalam penggunaan
dewasa ini, istilah spektrometri menyiratkan pengukuran jauhnya penyarapan energy
cahaya oleh suatu sistem kimia itu sebagai fungsi dari panjang gelombang radiasi,
demikian pula pengukuran penyerapan yang menyendiri pada suatu panjang gelombang
tertentu.
Dalam daerah tampak dari spectrum itu, manuvia dengan ketampakan warna dengan
indera subyektif mengenai warna, dan memang warna kadang-kadang digunakan agar
6
tidak repot untuk menandai porsi-porsi spectrum tertentu, seperti dipaparkan dalam
klasifikasi dalam tabel berikut:
Tabel 1.1 Spektrum tampak dan warna – warna komplementer
Panjang gelombang
(nm)warna Warna komplementer
400 – 435 Violet Kuning – hijau
435 – 480 Biru Kuning
480 – 490 Hijau – biru Jingga – orange
490 – 500 Biru – hijau Merah
500 – 560 Hijau Ungu
560 – 580 Kuning – hijau Violet
580 – 595 Kuning Biru
595 – 610 Jingga / orange Hijau – biru
610 – 750 Merah Biru – hijau
Spectra elektronik senyawa dalam fase uap kadang-kadang menunjukkan struktur
halus dalam mana sumbangan vibrasi dapat teramati.
Metode analisa spektrometri banyak digunakan sebagai metode analisa kuantitatif
disamping metode-metode analisa lain veperti vpektrografi emisi, spektrofotometri
sinar-X. analisa dengan ini berdasarkan pengukuran spectrum sinar yang terverap oleh
larutan berwarna setelah melalui larutan (warna yang timbul disebabkan oleh
pembentukan senyawa berwarna unsure yang dianalisa dengan penambahan pereaksi
yang sesuai, atau berasal dari dalam penyusunannya sendiri). Intensitas sinar setelah
melalui larutan diubah oleh fotosel menjadi tenaga listrik dan besarnya intensitas sinar
ini bergantung pada konsentrasi unsure dalam larutan dan tebal larutan yang dilalui
sinar. Alat untuk mengukur intensitas sinar setelah melalui sinar disebut
spektrofotometer.
Spektrofotometer biasanya merupakan gabungan dari spectrometer dab fotometer.
Spectrometer adalah alat untuk menghasilkan spektrum sinar berwarna dengan panjang
7
gelombang tertentu (monokromator), sedangkan fotometer adalah alat untuk mengukur
intensitas sinar yang dihasilkan oleh monokromator.
8
BAB II
METODOLOGI
2.1 Alat dan Bahan
2.1.1 Alat yang digunakan
UV-Visible DR/2400 spektrofotometer
Buret 50 ml
Gelas kimia 100 ml
Kuvet
Labu ukur 100 ml
Pipet volume 25 ml
Pipet ukur 5 ml dan 10 ml
Pipet tetes
Botol semprot
Statif
Bulp
2.1.2 Bahan yang digunakan
Aquadest
Buffer asetat
Hidroksilamin
Larutan induk Fe2+ 100 ppm
Orto phenantroline
Sampel air
2.2 Prosedur Percobaan
2.2.1 Membuat larutan Fe2+ 10 ppm
Memipet 10 ml larutan induk Fe2+ 100 ppm ke dalam labu ukur 100 ml.
Menambahkan aquadest sampai tanda batas.
2.2.2 Membuat larutan standar Fe2+ (0,2 : 0,4 : 0,6 : 0,8 :10) ppm
9
Memipet masing-masing 2ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, dan 10 ml larutan Fe2+ 10 ppm ke
dalam labu ukur 100 ml yang berbeda.
Menambahkan masing-masing larutan dengan 5 ml hidroksilamin, 2 ml larutan
buffer asetat dan 5 ml larutan orto phenantroline.
Menambahkan aquadest sampai tanda batas dan mengocoknya.
2.2.3 Membuat larutan sampel
Memipet 50 ml sampel air ke dalam labu ukur 100 ml.
Menambahkan 5 ml hidroksilamin, 2 ml larutan buffer asetat dan 5 ml larutan orto
phenantroline.
Menambahkan aquadest sampai tanda batas dan mengocoknya.
2.2.4 Membuat larutan blanko
Memipet 5 ml hidroksilamin, 2 ml larutan buffer asetat dan 2 ml larutan orto
penantroline dan memasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.
Menambahkan aquadest hingga tanda batas dan mengocoknya.
2.2.5 Menentukan panjang gelombang maksimum
Menghubungkan alat spektrofotometer UV –Visible dengan sumber listrik
Menyalakan komputer
Mengklik 2 kali Scan pada tampilan desktop pada layar komputer.
Mengklik Set Up dan mengisi Carry : x mode : Start = 600 nm dan Stop = 400 nm.
Memasukan larutan blanko
Kemudian mengklik Zero lalu OK.
Memasukan larutan standar tertinggi lalu mengklik Start.
Muncul kotak, lalu mengisi nama file lalu Save as.
Muncu kotak sample 1 lalu mengklik OK dan selanjutnya muncul kotak sample 2
mengklik finish.
Mencatat panjang gelombang maksimum yang diperoleh.
2.2.6 Penentuan absorbansi sampel air pada λ maksimal
Mengklik Consentration 2 kali pada tampilan desktop pada layar computer.
10
Mengklik Set up, lalu pada kolom Carry pada pilihan panjag gelombang, mengisi
nilai panjang gelombang maksimal yang didapat.
Mengklik Standard mengisi sebagai berikut :
- Unit (mg/L)
- Jumlah larutan Standar
- Mengisi nilai konsentrasi larutan standar
Mengklik Sample (mengisi banyaknya sampel yang digunakan)
Mengklik OK
Mengklik Conect lalu memasukkan larutan blanko kemudian mengklik Zero lalu
OK.
Memasukkan standar 1 lalu mengklik Start
Muncul kotak lalu memindahkan tulisan standar ke ruas kiri dengan mengklik
“<<” lalu OK.
Kemudian muncul kotak, lalu megisi nama file lalu mengklik save.
Mengganti larutan standar 1 dengan standar 2 dan mengklik OK.
Memasukkan standar selanjutnnya hingga standar terkahir dan mengklik OK.
Memasukkan sampel lalu mengklik OK.
Mengeprint data
11
BAB IIIPENGOLAHAN DATA
3.1 Data Pengamatan
12
No Jenis Larutan Konsentrasi(mg/L) Absorbansi
1 Standar 1 0,2 0,04722 Standar 2 0,4 0,0762
3 Standar 3 0,6 0,1172
4 Standar 4 0,8 0,1754
5 Standar 5 1,0 0,2060
6 Sampel Air Sumur Fuad 0,1 0,0244
7 Sampel Air Sumur Nisa 0,1 0,0250
8 Sampel Air Danau 0,2 0,0431
[ Fe2+ (C18H8N2)3 ]2+
N N
C18H8N2 + Fe2+
BAB IV
PEMBAHASAN
Pada percobaan UV – Vis yang bertujuan memahami prinsip analisa,
mengoprasikan alat UV – Vis, mempersiapkan sampel dengan cermat dan menganalisa
kadar besi dalam sampel air . alat yang digunakan adalah spectrometer UV – vis, yang
berfungsi menentukan konsentrasi suatu zat dalam sampel berdasarkan panjang
gelombang maksimum.
Prinsip dasar alat ini adalah spektrometri yaitu metode analisa kimia berdasarkan
serapan oleh molekul terhadap gelombang elektromagnetik (cahaya). Sehingga
berhubungan dengan absorbansi dan transmitansi. Absorbansi adalah cahaya yang dapat
diserap oleh sampel dan transmitansi adalah cahaya yang diteruskan panjang gelombang
maksimum, menentuakn kurva standar dan menentukan konsentrasi sampel.
Dalam praktikum ini, percobaan awal yang dilakukan adalah membuat larutan
standar, blanko, dan sampel. Pada saat pembuatan larutan blanko, standar maupun
larutan sampel dilakukan penambahan larutan hidroksilamin, buffer asetat dan orto-
penantroline. Dimana larutan hidroksilamine berfungsi untuk mengubah Fe3+ menjadi
Fe2+, kemudian buffer asetat berfunsi untuk mempertahankan pH agar tetap dalam
keadaan asam, kemudian larutan orto-penantroline berfungsi sebagai senyawa komplek
yang ditandai dengan warna merah jingga.
Reaksi pengomplekan yang terjadi adalah sebagai berikut :
13
Pada percobaa ini dilakukan penentuan panjang gelombang maksimum dengan
menggunakan larutan standar ddengan konsentrasi tertinggi yaitu 1 ppm, dimasukkan
agar kesalahn dapat diperkecil sihingga didapatkan hasil yang akurat dari penyerapan
maksimum dan λ maksimum yang diperoleh adalah 510 nm, dan diperoleh nilai
absorbansi = 0,20845 dan konsentrasi = -0,00067. Dengan menggunakan regresi linier,
maka konsentrasi larutan sampel dapat ditentukan, yaitu :
Sampel air sumur Fuad = 0,2 ppm
Sampel air sumur Nisa = 0,2 ppm
Sampel air danau = 0,4 ppm
14
BAB V
KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan
Pada praktikum UV – Visible II dapat disimpulkan bahwa :
Diperoleh persamaan absorbansi = 0,20845x – 0,00067
Konsentrasi sampel air sumur Fuad = 0,2 ppm
Konsentrasi sampel air sumur Nisa = 0,2 ppm
Konsentrasi sampel air danau = 0,4 ppm
15
16
DAFTAR PUSTAKA
Day, R.A. dan JR.AL.Underwood,2002,”Analisa Kimia Kuantitatif Edisi keenam”,
Jakarta : Erlangga
Mulja, Muhammad dan Suharman. 1995 . ”Analisis Instrumental”. Surabaya : Erlangga
University Press
Tim Penyusun,2010,”Penuntun Praktikum Analisa Instrument”, Samarinda : Pliteknik
Negeri Samarinda
17