spektrofotometri UVVis 2
-
Upload
serly-anggraini -
Category
Documents
-
view
235 -
download
0
description
Transcript of spektrofotometri UVVis 2
SPEKTROMETER ULTRA VIOLET 2
I. TUJUAN PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :
1. Menggunakan alat spektrofotometer Ultraviolet
2. Menganalisis cuplikan secara spektrofotometri
II. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN
Alat yang digunakan
a. Spektrofotometer Agilent
b. Kuvet/sel
c. Labu takar 250 ml
d. Labu takar 100 ml
e. Labu takar 50 ml
f. Gelas kimia 100 ml
g. Pipet ukur 10 ml
h. Batang pengaduk dan spatula
i. Corong gelas
j. Pipet tetes
k. Bola hisap
l. Botol semprot
Bahan yang digunakan
a. Natrium Asetat
b. Hidroksilamin
c. Ferroamonium Sulfat
d. Fenantrolin
e. Sampel yang mengandung Fe (Milo dan Goodday)
III. DASAR TEORI
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari
spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah
alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di
absorpsi.
Spektrofotometri merupakan bagian dari fotometri dan dapat
dibedakan dari filter fotometri sebagai berikut ;
Sumber radiasi
Sumber yang biasa digunakan lampu hidrogen atau deuterium
untuk pengukuran UV dan lampu tungsten untuk pengukuran
cahaya tampak.
Monokromator
Digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang
monokromatis. Alatnya berupa prisma ataupun grating. untuk
mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil
penguraian dapat digunakan celah
Sel / Kuvet
Pada pengukuran di daerah sinar tampak kuvet kaca dapat
digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus
menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya
pada daerah ini. Umumnya tebal kuvetnya adalah 1 cm, tetapi
yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat digunakan.
Detektor
Peranan detektor adalah memberikan respon terhadap cahaya
pada berbagai panjang gelombang.
Pada umumnya ada beberapa jenis spektrofotometri yang sering digunakan
dalam analisis secara kimiawi, antara lain:
a. Spektrofotometri UV (ultra violet)
b. Spektrofotometri Vis (visibel)
c. Spektrofotometer UV-VIS
Spektrofotometri UV
Spektrofotometri UV adalah pengukuran suatu interaksi antara radiasi
elektromagnetik dan molekul atau atom dari suatu zat kimia. Jangkauan
panjang gelombang untuk daerah ultraviolet adalah 190-380 nm. Sebagai
sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.Deuterium disebut juga
heavy hidrogen. Dia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat
berlimpah di laut dan daratan.
Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara
hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron. Nama
deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteros, yang berarti ‘dua’,
mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel.Karena sinar UV tidak
dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar
ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan
transparan.Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat
berwarna dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat
langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat,
sample keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi.
Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah sample harus jernih dan larut
sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi suspensi.Spektrofotometri
UV memang lebih simple dan mudah dibanding spektrofotometri visible,
terutama pada bagian preparasi sample. Namun harus hati-hati juga,
karena banyak kemungkinan terjadi interferensi dari senyawa lain selain
analat yang juga menyerap pada panjang gelombang UV. Hal ini
berpotensi menimbulkan bias pada hasil analisa.
Sinar ultraviolet terbagi menjadi 2 jenis yaitu ultraviolet jauh dan
ultraviolet dekat. Ultraviolet jauh memiliki rentang panjang gelombang ±
10-200 nm, sedangkan ultraviolet dekat memilki rentang panjang
gelombang ± 200-400 nm. Zat yang dapat dianalisis menggunakan
spektrofotometri UV adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut
tidak berwarna. Senyawa-senyawa organik sebagian besar tidak berwarna
sehingga spektrofotometer UV lebih banyak digunakan dalam analisis
senyawa organik khususnya dalam penentuan struktur senyawa organik.
Radiasi ultraviolet diabsorpsioleh molekul organik aromatik, molekul
yang mengandung π terkonjugasi dan atau atom yang mengandung
elektron –n, menyebabkan transisi elektron di orbital terluarnya dari
tingkat energi elektron dasar ke tingkat energi elektron tereksitasi lebih
tinggi. Besarnya serapan radiasi tersebut sebanding dengan banyaknya
molekul analit yang mengasorpsi sehingga dapat digunakan untuk analisis
kuantitatif.
Gugus fungsi yang menyerap radiasi di daerah ultraviolet dekat dan
daerah tampak disebut khromofor dan hampir semua khromofor
mempunyai ikatan tak jenuh. Pada khromofor jenis ini transisi terjadi dari
π π*, yang meyerap pada λmaks kecil dari 200 nm (tidak terkonjugasi),
misalnya pada >C=C< dan -C≡C-. Khromofor ini merupakan tipe transisi
dari sistem yang mengandung elektron π pada orbital molekulnya. Untuk
senyawa yang mempunyai sistem konjugasi, perbedaan energi antara
keadaan dasar dan keadaan tereksitasi menjadi lebih kecil sehingga
penyerapan terjadi pada panjang gelombang yang lebih besar.
Gugus fungsi seperti –OH. –NH2, dan –Cl yang mempunyai elektron-
elektron valensi bukan ikatan disebut auksokhrom yang tidak menyerap
radiasi pada panjang gelombang lebih besar dari 200 nm, tetapi menyerap
kuat pada ultraviolet jauh. Bila suatu auksokhrom mengikat pada suatu
khromofor, maka pita serapan khromofor bergeser ke panjang gelombang
yang lebih panjang (efek batokhrom) dengan intensitas yang lebih kuat.
Efek hipsokhrom adalah suatu pergeseran pita serapan ke panjang
gelombang yang lebih pendek yang sering terjadi bila muatan positif
dimasukan kedalam molekul dan bila pelarut berubah dari non polar ke
pelarut polar.
.Klasifikasi sinar tampak beserta warna komplementernya yaitu sebagai berikut
Panjang gelombang (nm) WarnaWarna
komplementer
400-435 Violet/ungu/lembayung Hijau kekuningan
435-480 Biru Kuning
480-490 Biru kehijauan Jingga
490-500 Hijau kebiruan Merah
500-560 Hijau Ungu kebiruan
560-580 Hijau kekuningan Ungu
580-610 Jingga Biru kehijauan
610-680 Merah Hijau kebiruan
680-800 Ungu kemerah-merahan Hijau
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
A. Pembuatan Larutan Standar ( Larutan Kalibrasi )
1. Melarutkan 4,3175 gr NH4Fe(SO4)2 . 12 H2O dalam labu takar 500 ml.
2. Memindahkan larutan dengan jumlah masing-masing 0, 1, 2, 4 ke dalam
masing-masing labu takar 100 ml. menambahkan masing-masing dengan
5 ml CH3COONa, 5 ml H3NO dan Fenantrolin sebanyak 2-3 tetes.
3. Mengencerkan sampai tanda batas
4. Menghitung konsentrasi dari tiap-tiap larutan
B. Persiapan Sampel
1. Mengambil 10ml dan memasukkannya ke dalam laut takar 100ml
2. Menyaring sampel dengan kertas saring
3. Menambahkan larutan sampel dengan 5 ml CH3COONa, 5 ml H3NO
dan Fenantrolin sebanyak 2-3 tetes.
4. Mengencerkan hingga tanda batas
C. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
1. Menghidupkan alat spektrofotometer UV/VIS
2. Menekan F1 (tasks) memilih single WL (gelombang tunggal), lalu
menekan enter
3. Memasukkan gelombang maksimum (450 nm), menekan F6 (done)
4. Memasukkan kuvet1 (larutan blanko) pada tempat kuvet pada alat
spektrofotometer, menekan F8 (blank)
5. Mengganti kuvet1 dengan kuvet2 (larutan standar, missal Cs = 100 ppm),
tekan F7 (sampel). Catat absorbansi pada 450 nm tersebut.
6. Menekan F2 (setting),pilih 1 wevelenghth, menekan enter
7. Memasukkan gelombang berikutnya (460 nm, dengan interval 10nm),
menekan F6 (done)
8. Mengulangi langkah (d) hingga langkah (g) hingga gelombang= 750 nm
D. Menganalisa Sampel
1. Menekan F4/sampel
2. Memasukkan kuvet 1 (larutan blanko), menekan F8 (blank)
3. Mengganti dengan kuvet 2 (larutan sampel 1), menekan F7 (sampel)
4. Mengulangi langkah (2) dan (3) untuk keseluruhan sampel
5. Menekan F6 (done)
6. Menekan graphic/F6
7. Menekan mark/F6, memilih peaks ,menekan enter
8. Menekan print/F6, memilih set up, menekan enter
9. Menekan serial, memilih bandrate 38400, bits 8 dan parity even
10. Menekan F6/done 2x
11. Menekan F6
E. Cara Mematikan Alat
1. Menekan system (F5)
2. Menekan tombol m
3. Memilih restart, menekan enter
4. Memilih yes
5. Menunggu proses inisialisasi selesai
6. Menekan tombol power ke off
V. DATA PENGAMATAN
1. Penentuan panjang gelombang maksimum
λ maksimum(nm)
absorbansi
450 0,3176
470 0,3512
490 0,3625
510 0,3716
530 0,2874
550 0,1321
2. Penentuan kalibrasi larutan standar
Volume NH4Fe (SO4) 2
(ml)
Konsentrasi
(ppm)absorbansi
0 0 0,0956
1 9,55 0,3153
2 19,11 0,5508
4 38,22 0,9936
3. Penentuan sampel (secara teori)
no SampelKonsentrasi
(ppm)absorbansi
1 milo 3,838 0,1851
2 goodday 5,608 0,2161
VI. PERHITUNGAN
a. Penentuan konsentrasi larutan Standar
Secara teori
Ppm = (Ar/Mr) x gr NH4Fe (SO4) 2
L
1000 mg/L = (55,84/482,18) x gr NH4Fe (SO4) 2
0,5 L
1000 mg/L x 0,5 L = 0,1158 x gr NH4Fe (SO4) 2
gr NH4Fe (SO4) 2 = 500 mg /0,1158
= 4317 mg
= 4,317 gr
Secara praktikum
mg fe = (Ar/Mr) x gr NH4Fe (SO4) 2
= (55,84/482,18) x 4,1218 gr
= 0,4773 gr x 1000
= 477,3 mg
Ppm = mg/ L
= 477,3 mg / 0,5 L
= 955,59 ppm
Pengenceran
V1 x m1 = v2 x m2
- 0 ml
0 ml x 955,59 ppm = 100 x m2
M = 0 ppm
- 1 ml
1 ml x 955,59 ppm = 100 x m2
M = 9,55 ppm
- 2 ml
2 ml x 955,59 ppm = 100 x m2
M = 19,11 ppm
- 4 ml
4 ml x 955,59 ppm = 100 x m2
M = 38,22 ml
Tabel larutan standar
no x y x2 xy
1 0 0,0956 0 0
2 9,55 0,3153 91,2025 3,011115
3 19,11 0,5508 365,1921 10,52579
4 38,22 0,9936 1460,768 37,97539
total 66,88 1,9553 1917,163 51,5123
m = (n. Σ XY) – (ΣX. ΣY)
(n. Σ X2) – (Σ X)2
= (4. 51,5123) – (66,88. 1,9553)
(4. 1917,163) – (66,88)2
= 0,0235
C = (ΣY. Σ X 2 ) – (ΣX. Σ XY)
(n. Σ X2) – (Σ X)2
= (1,9553. 1917,163) – (66,88. 51,5123)
(4. 1917,163) – (66,88)2
= 0,0949
Persamaan : y = mx + c
Y = 0,0235x + 0,0949
b. Penentuan konsentrasi sampel
- Sampel 1 (milo)
Y = 0,0235x + 0,0949
0,1851 = 0,0235x + 0,0949
X = (0,1851 – 0,0949)
0,0235
X = 3, 838 ppm
- Sampel 2 (goodday)
Y = 0,0235x + 0,0949
0,2161 = 0,0235x + 0,0949
X = (0,2161 – 0,0949)
0,02161
X = 5,608 ppm
KURVA
1. Penentuan panjang gelombang maksimum
440 460 480 500 520 540 5600
0.050.1
0.150.2
0.250.3
0.350.4
hubungan λ vs absorbansi
Series2
λ maksimum
abso
rban
si
2. Kurva kalibrasi larutan standar
0 5 10 15 20 25 30 35 40 450
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
f(x) = 0.0235561227312451 x + 0.0949666279335828R² = 0.999871758340645
Hubungan konsentrasi dengan absorbansi
Series2Linear (Series2)
konsentrasi(ppm)
abso
rban
si
VII. ANALISA PERCOBAAN
Percobaan ini berjudul “spektrometer Ultraviolet”. Percobaan ini bertujuan
untuk dapat menggunakan alat spektrometer UV dan menganalisis cuplikan
secara spektrofotometri. mengetahui cara menentukan nilai maks (panjang
gelombang maksimum) sebagai parameter penting dalam analisa spektrofotometri
UV.
Spektrofotometri adalah analisa instrumen yang membahas tentang molekul
dan radiasi elektromagnetik yang mempunyai struktur umum. Spektrofotometri
adalah suatu metode analisi kimia yang di gunakan untuk menerapkan kadar suatu
zat atau senyawa dengan menggunakan alat yang biasa disebut spektrofotometer.
Dari percobaan yang telah kami lakukan mengenai spektrometer UV dapat
dianalisa bahwa Panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal,
dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang
gelombang dari satu larutan baku pada konsentrasi tertentu.
Digunakan panjang gelombang yang maksimal karena panjang gelombang
maksimal memiliki kepekaan maksimal sebab terjadi perubahan absorbansi yang
paling besar serta panjang gelombang maksimal bentuk kurva absorbansi
memenuhi hukum Lambert-Beer. Jadi panjang gelombang yang diambil adalah
510 dengan adsorbansi 0,3716 .sampel yang kami gunakan pada percobaan in
adalah Sampel yang mengandung Fe yaitu Milo dan Goodday dalam 100 ml labu
ukur,dimana hasil yang didapatkan pada Milo sebesar 0,1851 sedangkan Goodday
0,2101. Tertera pada label kemasan tersebut, Milo mengandung Fe sebesar 10%
sedangkan Goodday mengandung Fe sebesar 4%.
VIII. KESIMPULAN
1. 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
2. Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari bagian-bagian yang
penting, yaitu sumber cahaya, monokromator, kuvet, detektor,
amplifier, dan indikator
3. Pada percobaan ini didapatkan hasil panjang gelombang
maksimum 510 dengan adsorbansi 0,3716
PERTANYAAN
1. Apa yang dimaksud dengan spektofotometri ?
Spektrofotometri adalah sebuah metode analisis untuk mengukur
konsentrasi suatu senyawa berdasarkan kemampuan senyawa tersebut
mengabsorbsi berkas sinar atau cahaya. Spektrofotometri adalah alat
yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer, yang menghasilkan
sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sementara
fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
atau diabsorpsi
2. Apa perbedaan dari spektrofotometri UV – VIS?
- Pada spektrofotometri Visible (VIS) yang digunakan sebagai sumber
sinar/energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk
spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia.
Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm.ehingga
semua sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia. Sumber sinar
tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampu
Tungsten. Tungsten yang dikenal juga dengan nama Wolfram
merupakan unsur kimia dengan simbol W dan no atom 74. Tungsten
mempunyai titik didih yang tertinggi (3422 ºC) dibanding logam
lainnya. karena sifat inilah maka ia digunakan sebagai sumber lampu.
- Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV
berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki
panjang gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat
digunakan lampu deuterium.Deuterium disebut juga heavy hidrogen.
Dia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat berlimpah di
laut dan daratan. Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu
neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak
memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani,
deuteros, yang berarti ‘dua’, mengacu pada intinya yang memiliki dua
pertikel.Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka
senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan
senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan.
3. Sebutkan fungsi komponen spektofotometer?
- Sumber cahaya
Sumber cahaya pada spektrofotometer harus memiliki panacaran radiasi
yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber cahaya pada
spektrofotometer UV-Vis ada dua macam :
a. Lampu Tungsten (Wolfram)
Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak.
Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang
gelombang antara 350-2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis
lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000jam pemakaian.
b. Lampu Deuterium
Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm.
Spektrum energy radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel
yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.
- Monokromator adalah alat yang akan memecah cahaya polikromatis
menjadi cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang
gelombang tertentu.
- Kompartemen sampel. Kompartemen ini digunakan sebagai tempat
diletakkannya kuvet. kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk
menaruh sampel yang akan dianalisis. Pada spektrofotometer double
beam, terdapat dua tempat kuvet. Satu kuvet digunakan sebagai
tempat untuk menaruh sampel, sementara kuvet lain digunakan untuk
menaruh blanko. Sementara pada spektrofotometer single beam,
hanya terdapat satu kuvet.
- Detektor akan menangkap sinar yang diteruskan oleh larutan. Sinar
kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh amplifier dan dalam
rekorder dan ditampilkan dalam bentuk angka-angka pada reader
(komputer).
- Visual display. Merupakan system baca yang memperagakan besarnya
isyarat listrik, menyatakan dalam bentuk % Transmitan maupun
Absorbansi.
4. Jelaskan hukum Lamber-Beer?
- Hukum Lambert-Beer menyatakan hubungan linieritas antara
absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik
dengan transmitan.
Dalam hukum Lambert-Beer tersebut ada beberapa pembatasan:
Sinar yang digunakan dianggap monokromatis. Penyerapan terjadi
dalam suatu volume yang mempunyai penampang yang sama.
Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung
terhadap yang lain dalam larutan tersebut. Tidak terjadi fluorensensi
atau fosforisensi. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi
larutan
Hukum Lambert-Beer dinyatakan dalam rumus sbb :
A = e.b.c
dimana :
A = absorban
e = absorptivitas molar
b = tebal kuvet (cm)
c = konsentrasi
IX. DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet.Kimia Analitik Instrument.
“SpektrometerUltraviolet”.2015.Politeknik Negeri Sriwijaya.
X. GAMBAR ALAT
Spektrofotometer Erlenmeyer
Labu Takar