LAPORAN PRAKTIKUM SPEKTROFOTOMETRI

PENENTUAN KADAR BESI MENGGUNAKAN SPEKTOFOTOMER SPEKTRONIC-20

Dosen Pembimbing : Ibu Dewi , MT

Kelompok 6

Nevy Puspitasari NIM 111431020

Nur Fauziyyah Ambar NIM 111431021

Nurul Latipah NIM 111431022

Oktaviani Ratanasari NIM 111431023

Tanggal Percobaan : 18 September 2012

Tanggal Penyerahan : 25 September 2012

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

TEKNIK KIMIA - D3 ANALIS KIMIA

Tahun Ajaran 2011-2012

Tanggal Percobaan : 18 September 2012

Judul Percobaan : Penentuan Kadar Besi menggunakan Spektronic-20

Pembimbing : Ibu Dewi, MT

Tujuan Percobaan :

1. Untuk menentukan kadar besi dalam sampel

2. Dapat menggunakan spektrofotometer spektronic-20 dengan benar

Teori Dasar :Spektrofotometri merupakan suatu perpanjangan dari penelitian visual

dalam studi yang lebih terinci mengenai penyerapan energi cahaya oleh spesi

kimia, memungkinkan kecermatan yang lebih besar dalam perincian dan

pengukuran kuantitatif. Pengabsorpsian sinar ultraviolet atau sinar tampak oleh

suatu molekul umumnya menghasilkan eksitasi electron bonding, akibatnya

panjang gelombang absorpsi maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan

yang ada didalam molekul yang sedang diselidiki. Oleh karena itu spektroskopi

serapan molekul berharga untuk mengidentifikasi gugus-gugus fungsional yang

ada dalam suatu molekul. Akan tetapi yang lebih penting adalah penggunaan

spektroskopi serapan ultraviolet dan sinar tampak untuk penentuan kuantitatif

senyawa-senyawa yang mengandung gugus-gugus pengabsorpsi. Metode

spektroskopi sinar tampak berdasarkan penyerapan sinar tampak oleh suatu

larutan berwarna. Oleh karena itu metode ini dikenal juga sebagai metode

kalorimetri. Hanya larutan senyawa yang berwarna ynag dapat ditentukan dengan

metode ini. Senyawa tak berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya

dengan pereaksi yang menghasilkan senyawa berwarna. Contohnya ion Fe3+

dengan ion CNS- menghasilkan larutan berwarna merah. Lazimnya kalorimetri

dilakukan dengan membandingkan larutan standar dengan cuplikan yang dibuat

pada keadaan yang sama. Dengan kalorimetri elektronik (canggih) jumlah cahaya

yang diserap (A) berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Metode ini sering

digunakan untuk menentukan kadar besi dalam air minum. Pada metode

spektroskopi ultraviolet, cahaya yang diserap bukan cahaya tampak tapi cahaya

ultraviolet. Dengan cara ini larutan tak berwarna dapat diukur, contoh aseton dan

asetaldehid. Pada spektroskopi ini energy cahaya terserap digunakan untuk

transisi electron. Karena energy cahaya UV lebih besar dari energy cahaya tampak

maka energy UV dapat menyebabkan transisi electron s dan p.

Pembentukan bentuk molekul dalam menyerap sinar tampak diperlukan

bila senyawa yang dianalisis tidak melakukan penyerapan di daerah sinar tampak.

Dalam hal demikian senyawa tersebut harus dirubah menjadi senyawa lain yang

berwarna. Ion besi (III) warnanya sangat lemah (kuning) sehingga serapannya

kecil. Untuk itu perlu direaksikan dengan pereaksi tertentu misalnya 1,10

fenantrolin atau potasium tiosianat, sehingga memberikan warna yang menyerap

dengan kuat sehingga dapat digunakan untuk analisa besi dalam kadar kecil.

Pereaksi yang menimbulkan warna itu harus memenuhi beberapa persyaratan

antara lain :

1. Reaksinya dengan zat yang dianalisa harus selektif dan sensitif.

2. Tak boleh membentuk warna dengan zat – zat lain yang ada didalam

larutan.

3. Warna yang ditimbulkan harus stabil untuk jangka waktu yang lama.

Bila tidak ada zat-zat lain yang mengganggu, maka panjang gelombang yang

digunakan untuk keperluan analisis kuantitatif secara spektrofotometri , biasanya

adalah panjang gelombang yang sesuai dengan serapan maksimum. Kurva

kalibrasi dibuat dengan jalan mengukur serapan larutan – larutan standar . bila

hukum Lambert – Beer dipenuhi, maka grafik / kurva ini akan membentuk garis

lurus melalui titik nol.

Penentuan kadar besi berdasarkan pada pembentukan senyawa kompleks

berwarna antara besi (II) dengan orto-penantrolin yang dapat menyerap sinar

tampak secara maksimal pada panjang gelombang tertentu. Kadar besi dalam

suatu sample yang diproduksi akan cukup kecil dapat dilakukan dengan teknik

spektrofotometri UV-Vis menggunakan pengompleksan orto-fenantrolin. Dasar

penentu kadar besi (II) dengan orto-Fenantrolin. Senyawa ini memiliki warna

sangat kuat dan kestabilan relatife lama dapat menyerap sinar tampak secara

maksimal pada panjang gelombang tertentu. Pada persiapan larutan, sebelum

pengembangan warna perlu ditambahkan didalamnya pereduksi seperti

hidroksilamina. HCl yang akan mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+. pH larutan harus

dijaga pada 6-7 dengan cara menambahkkan ammonia dan natrium asetat. Dengan

menggunakan penentuan kadar konsentrasi , suatu senyawa dilakukan dengan

membandingkan kekuatan serapan cahaya oleh larutan contoh terhadap terhadap

larutan standar yang telah diketahui kunsentrasinya. Terdapat dua cara standar

adisi , pada cara yang pertama dibuat dahulu sederetan larutan standar, diukur

serapannya, kemudian tentukan konsentrasinya dengan menggunakan cara

kalibrasi. Cara yang kedua dilakukan dengan menambahjkan sejumlah larutan

contoh yang sama kedalam larutan standar.

Alat dan Bahan:

Alat Bahan Jumlah

Labu ukur 50 mL 5 buah

Gelas kimia 100 mL 3 buah

Gelas kimia 50 mL 3 buah

Pipet ukur 1,5,10 mL 1 buah

Batang pengaduk 2 buah

Ball pipet 1 buah

Botol semprot 1 buah

Corong 1 buah

Pipet tetes 1 buah

Larutan KSCN 50 mL

Larutan HNO3 50 mL

Larutan baku Fe 100 ppm 25 mL

Aquadest 500 mL

Langkah Kerja

A. Persiapan Larutan

1. Menyiapkan 7 buah labu takar 50 mL

2. Menambahkan larutan standar kedalam masing-masing labu (Fe3+ 100

ppm)

3. Menambahkan 5 mL larutan KSCN 10% dan 5 mL larutan HNO3 4 N

4. Mengencerkan hingga tanda batas dan mengocoknya

(menghomogenkannya)

B. Pengukuran dengan Sp. Spektronic-20

a. Penentuan panjang gelombang maksimum

1. Menghubungkan alat dengan sumber listrik dan menyalakan alat

dengan memutar (ke kanan) tombol yang terletak di bagian depan

bawah sebelah kiri (dan memanaskannya selama 30 menit)

2. Mengatur skala pada posisi 0 dengan memutar tombol bagian depan

bawah sebelah kiri

3. Mengatur panjang gelombang yang diinginkan

4. Memasukan kuvet atau sel yang berisi larutan blanko ke dalam alat

5. Mengatur skala %T pada posisi 100% dengan memutar tombol bagian

depan bawah, sebelah kanan

6. Mengganti larutan blanko dengan larutan standar Fe 1,5 ppm dan

mengubah panjang gelombang sesuai dengan senyawa yang akan

diukur

7. Mencatat nilai %T yang tertera pada alat

8. Mengulangi langkah 2,3,4,5 dan 6 sampai diperoleh panjang

gelombang maksimum

9. Membuat kurva antara panjang gelombang lawan absorbsi, A

(mengubah %T menjadi A) dan menentukan panjang gelombang

maksimumnya.

b. Penentuan Kurva Kalibrasi dan Konsentrasi Cuplikan

1. Mengulangi pengerjaan/langkah (a) ke 2,3,4 dan 5 (mengatur panjang

gelombang pada panjang gelombang maksimum yang diperoleh dari

percobaan sebelumnya)

2. Mengganti larutan blanko dengan larutan standar dari konsentrasi

yang paling rendah yaitu 0,5 ppm.

3. Mengulangi pengerjaan no. 2 dengan mengganti larutan standar yang

berbeda-beda konsentrasinya

4. Membuat kurva kalibrasi antara konsentrasi, c lawan absorbansi, A

5. Mengulangi pengerjaan no. 2 dengan mengganti larutan standar

dengan larutan cuplikan dan mencatat nilai %T

6. Menentukan konsentrasi larutan cuplikan tersebut dengan cara

menginterpolasikan nilai absorbansi cuplikan (dengan mengubah %T

menjadi A) kedalam kurva kalibrasi atau kedalam persamaan garis

linear

Data Pengamatan

Perlakuan PengamatanA.Pembuatan Larutan Deret Standar

Pemipetan dari larutan induk Larutan induk tidak berwarna sehingga pada saat pemipetan larutan induk kedalam labu ukur, larutan tidak berwarna

Penambahan KSCN Larutan menjadi berwarna merah darah ketika ditambahkan KSCN

Penambahan HNO3 Larutan menjadi warna merah darah pekat ketika ditambahkan HNO3

Penandabatasan labu ukur Ketika ditambahkan aquadest dan ditandabataskan, larutan masih berwarna merah darah pekat

Pengenceran larutan deret standar

Karena warna larutan terlalu pekat maka diencerkan diaquadest dengan memipet tiap labu 5mL kedalam labu takar 50 mL, sehingga warna larutan deret standar yang diperoleh adalah warna merah darah yang tidak terlalu pekat

Larutan deret standar siap digunakan

Larutan standar dari konsentrasi terendah terlihat warnanya yang paling muda dan konsentrasi terbesar warnanya yang paling pekat. Sedangkan semakin besar konsentrasinya maka warna yang

terlihat dari 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3ppm secara berurutan warnanya terlihat semakin pekat

Pembuatan larutan blanko Pada pembuatan blanko warna yang dihasilkan awalnya tidak berwarna, tetapi lama kelamaan warnanya menjadi warna merah darah tipis. Sehingga dibuat larutan blanko kembali dan larutan blanko kali ini tidak berwarna.

B. Pengukuran Panjang Gelombang, Kurva Kalibrasi serta Konsentrasi Cuplikan

Menentukan panjang gelombang maksimum

Pada penentuan ini yang tertera pada dispaly adalah nilai %T serta tombol pengatur panjang gelombang untuk menentukan panjang gelombang. Larutan yang digunakan adalah blanko yang tidak berwarna dan larutan standar Fe 1,5 ppm yang berwarna merah darah dimasukan kedalam spektrotometer secara bergantian

Menentukan kurva kalibrasi dan konsentrasi cuplikan

Larutan yang digunakan untuk kurva kalibrasi adalah larutan deret standar, larutan deret standar yang dimasukan kedalam spektrofotometer adalah larutan standar dari konsentrasi 0,5 ppm berurutan hingga 3 ppm

Data Percobaan

Untuk mencari panjang gelombang maksimal diambil larutan dengan konsentrasi 1,5 ppm

Panjang Gelombang %T400410420430440450460465470475480490500510520530

95,592

89,588,5868674747498

74,58889909294

540550560570580590600

9596,599100100100100

Diperoleh panjang gelombang maksimum : 470 nm

Konsentrasi (ppm) %T0,51

1,52

2,53

Sampel 1Sampel 2

9283756758557773

PerhitunganGrafik penentuan panjang gelombang maksimum Fe (1,5 ppm)

Missal pada panjang gelombang 400 nm:

% T       = 95,5 %

T = 0,955

A         = log 1T

A         = log 10,955 = 0,0199

Panjang Gelombang %T A400410420430440450460465

95,592

89,588,586867474

0,01990,0360,04820,05310,06550,06550,13080,1308

470475480490500510520530540550560

7498

74,5888990929495

96,599

0,13080,00880,12780,05550,05060,04580,03620,02690,02230,01550,0044

380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 5800

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

Grafik penentuan panjang gelombang maksimum

panjang gelombang (nm)

Abso

rban

si

Sehingga diperoleh panjang gelombang maksimum : 470 nm

Pembuatan Larutan Standar Besi

Untuk konsentrasi besi 0 mL Untuk konsentrasi besi 0,25 mL

N1 . V1 = N2 . V2 N1 . V1 = N2 . V2

0 . 100 = N2 . 50 0,25 . 100 = N2 . 50

N2 = 0 ppm N2 = 0,5 ppm

Untuk konsentrasi besi 0,5 mL Untuk konsentrasi besi 0,75 mL

N1 . V1 = N2 . V2 N1 . V1 = N2 . V2

0,5 . 100 = N2 . 50 0,75 . 100 = N2 . 50

N2 = 1 ppm N2 = 1,5 ppm

Untuk konsentrasi besi 1 mL Untuk konsentrasi besi 1,25 mL

N1 . V1 = N2 . V2 N1 . V1 = N2 . V2

1 . 100 = N2 . 50 1,25 . 100 = N2 . 50

N2 = 2 ppm N2 = 2,5 ppm

Untuk konsentrasi besi 1,5 mL

N1 . V1 = N2 . V2

1,5 . 100 = N2 . 50

N2 = 3 ppm

Penentuan Kurva Kalibrasi

Perhitungan menentukan nilai Absorbansi setiap larutan

Untuk konsentrasi besi 0,5 ppm

% T       = 92 %

T = 0,92

A         = log 1T

A         = log 10,92 = 0,036

Larutan %T Absorbansi

Larutan standar 0,5 ppm 92 0,036

Larutan standar 1 ppm 83 0,081

Larutan standar 1,5 ppm 75 0,125

Larutan standar 2 ppm 67 0,174

Larutan standar 2,5 ppm 58 0,236

Larutan standar 3 ppm 55 0,259

Sampel 1 77 0,114

Sampel 2 73 0,137

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

f(x) = 0.087978021978022 xR² = 0.997467986456006

Kurva Kalibrasi larutan standar Fe pada =470 nm

Absorban (y)Linear (Absorban (y))Linear (Absorban (y))

Konsentrasi (ppm)

Abso

rban

Perhitungan penentuan kadar Fe pada sampel

Persamaan garis dari grafik: y = 0,088 x

a. Kadar sampel 1 :

Abs sampel = 0,114A

y = ax

0,114 = 0,088 x

x = 0,114 = 1,29 ppm 0,088

b. Kadar sampel 2 :

Abs sampel = 0,137A

y = ax

0,137 = 0,088 x

x = 0,137 = 1,56 ppm 0,088

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

f(x) = 0.087978021978022 xR² = 0.997467986456006

Kurva Kalibrasi larutan standar Fe pada =470 nm

Absorban (y)Linear (Absorban (y))Linear (Absorban (y))

Konsentrasi (ppm)Ab

sorb

an

PEMBAHASAN :

Metode spektrometri sinar tampak berdasarkan penyerapan sinar tampak oleh suatu larutan berwarna. Hanya larutan berwarna saja yang dapat ditentukan dengan metode ini. Senyawa tak berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan pereaksi yang menghasilkan senyawa berwarna, seperti pada percobaan ini, untuk ion besi dalam larutan perlu direaksikan dengan pereaksi warna tertentu karena ion besi (III) warnanya sangat lemah sehingga serapannya kecil, terlebih lagi konsentrasi ion besi dalam larutan pada percobaan ini sangat kecil.

Langkah-langkah utama dalam analisis dengan sinar tampak adalah :

1. Pembentukan molekul yang dapat menyerap yang dapat menyerap sinar tampak.

2. Pemilihan panjang gelombang maksimum.3. Pembuatan kurva kalibrasi.4. Pengukuran segera cuplikan.

Pada percobaan ini langkah pertama yang dilakukan dengan mereaksikan larutan standar besi yang berada didalam 6 labu ukur dengan larutan KSCN yang merupakan pereaksi warna dan reaksinya dengan larutan besi yang merupakan senyawa kompleks [Fe(SCN)]2+. Pereaksi ini akan menghasilkan warna yang menyerap dengan kuat sehingga dapat digunakan untuk analisa besi dalam kadar kecil. Pembentukan bentuk molekul dalam menyerap sinar tampak diperlukan bila senyawa yang dianalisis tidak melakukan penyerapan di daerah sinar tampak. Senyawa tersebut harus dirubah menjadi senyawa lain yang berwarna. Ion besi (III) warnanya sangat lemah (kuning) sehingga serapannya kecil. Untuk itu perlu direaksikan dengan pereaksi tertentu misalnya 1,10  potasium tiosianat, sehingga memberikan warna yang menyerap dengan kuat sehingga dapat digunakan untuk analisa besi dalam kadar kecil. Pereaksi yang menimbulkan warna itu harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain :

- Reaksinya dengan zat yang dianalisa harus selektif dan sensitif.- Tak boleh membentuk warna dengan zat – zat lain yang ada didalam

larutan- Warna yang ditimbulkan harus stabil untuk jangka waktu yang lama.

Suatu larutan dijadikan sebagai pereaksi  harus memenuhi beberapa persyaratan. KSCN merupakan pereaksi warna, sebab :

- Reaksinya dengan zat yang dianalisis yaitu besi(Fe) selektif dan sensitif yaitu membentuk kompleks besi (III) tiosianat yang berwarna merah bata.

- Warna yang ditimbulkan yaitu merah bata, stabil untuk jangka waktu yang lama, sehingga serapannya tidak berubah-ubah hingga akhir analisis.

- Tidak membentuk warna dengan zat-zat lain yaitu ion H+, Cl- dan NO3

- yang ada dalam larutan.

Selain ditambahkan KSCN larutan standar Fe direaksikan dengan HNO3. HNO3

digunakan untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+ serta agar ion besi tetap stabil berada pada keadaan bilangan oksidasi 2+. Sehingga kompleks yang tersebut bersifat sangat stabil dan dapat diukur absorbansi atau persen transmittannya menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang sekitar 470 nm.

Setelah itu langkah selanjutnya yang dilakukan dalam percobaan ini adalah memilih panjang gelombang maksimum pada larutan standar Fe 1,5 ppm. Larutan yang dipilih adalah larutan standar Fe 1,5 ppm karena pada konsentrasi tersebut absorbansinya antara 0,2 – 0,8 , dikarenakan pada daerah absorbansi tersebut adalah daerah absorbansi yang baik. Pengukuran serapan atau absorbansi spektrometri biasanya dilakukan pada suatu panjang gelombang yang sesuai dengan serapan maksimum karena konsentrasi besar terletak pada titik ini, artinya serapan larutan encer masih terdeteksi. Panjang gelombang yang maksimum memiliki kepekaan maksimal karena terjadi perubahan absorbansi yang paling besar serta pada panjang gelombang maksimum bentuk kurva absorbansi memenuhi hukum Lambert-Beer Pada panjang gelombang maksimum pun apabila dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (Rohman, Abdul, 2007). Panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal, dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi tertentu. Berdasarkan grafik pengukuran yang dihasilkan panjang gelombang yang dikur dari 400 nm hingga 600 nm didapatkan panjang gelombang maksimalnya pada daerah 460-470 nm, maka panjang gelombang terbesar yang diambil untuk pengukuran Fe yaitu 470 nm.

Selain itu, pada percobaan ini juga yang diukur bukan langsung nilai Absorbansi, namun nilai % transmitan. Detektor yang ada pada alat spektrofotometri lebih peka untuk mendeteksi sinar dan mengkomunikasikannya dalam bentuk angka digital dari pada menghitung nilai absorbansi larutan dengan menggunakan % transmitan itu sendiri. Oleh karena itu, untuk menghasilkan pengukuran yang lebih akurat, kita menggunakan nilai % transmittan yang kemudian kita bisa mendapatkan nilai absorbansi dari nilai % transmittan itu sendiri.

Pada saat pengukuran transmitan di perlukan blanko. Namun pada saat pengukuran dilakukan blanko yang tadinya tidak berwarna namun lama-kelamaan menjadi berwarna jingga. Hal ini mungkin bisa disebabkan karena pipet yang digunakan saat memipet larutan tidak bersih, dan mungkin juga hal ini disebabkan karena aquadest yang digunakan mengandung unsur Fe sehingga warna larutan blanko pun menjadi seperti warna larutan standar. Sehingga blanko kembali dibuat dihasilnya adalah adalah warna yang seharusnya yaitu berwarna bening karena pada blanko kadar Fe dianggap 0. Fungsi dari blanko sendiri adalah mengukur serapan pereaksi yang digunakan untuk analisis kadar Fe sehingga jumlah serapan Fe sendiri adalah nilai absorbansi larutan standar atau sampel (mengandung pereaksi dan Fe) dikurangi serapan pereaksinya. Sehingga absorbansi yang didapat pada pengukuran ini adalah serapan untuk Fe dalam sampel, fungsi kalibrasi juga untuk menghilangkan efek refleksi akibat pancaran sinar radiasi menuju larutan. Pada percobaan ini diukur larutan standar 0,5; 1; 1,5 ;2 ;2,5 dan 3 ppm dengan regeresi yang dihasilkan adalah sebesar 0,9941. Nilai ini menunjukan koefisien korelasi antara absorbansi dengan konsentrasi besar sehingga linearitas dari kurva adalah baik. Selain itu dari percobaan didapat gallat yang dihasilkan adalah sebesar 0,011, nilai tersebut adalah nilai error atau gallat acak yang dihasilkan pada pengukuran. Selain itu didapatkan absorbansi dari sampel 1 adalah 0,114 Adan absorbansi dari sampel 2 adalah sebesar 0,137 A. Sehingga bila digambar dengan kurva ataupun persamaan garis konsentrasi sampel 1 yang didapat adalah sebesar 1,29 ppm dan konsentrasi sampel 2 adalah 1,56 ppm.

KesimpulanLarutan deret standar yang digunakan menghasilkan kurva kalibrasi dengan

regresi sebesar 0,9941. Sehingga konsentrasi sampel 1 yang ditentukan dengan

pengukuran spektrofotometri spektronic-20 adalah sebesar 1,29 ppm, serta

konsentrasi sampel 2 adalah sebesar 1,56 ppm.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2012. “Spektrofotometer”, (online),

(http://roheemar.wordpress.com/2012/02/28/spektrofotometer/ diunduh 20

Sepetember 2012 pkl.16.14)

Anonim, 2011. “Cara pengoperasian Spektronic-20”, (online), (http://cheme-

learning.blogspot.com/2011/08/praktikum-kimia-analitik-instrumen-

cara_30.html diunduh 20 Sepetember 2012 pkl.16.19)

Depi, 2012. “Penentuan Besi Secara UV/VIS”, (online),

(http://depisatir.blogspot.com/2012/09/laporan-penentuan-besi-dengan-cara-

uvvis.html diunduh 20 Sepetember 2012 pkl.15.27)

Purnama,Yaktiva, 2010. “Penentuan Kadar Besi dengan Teknik Spektrofotometri

UV/VIS”, (online), (http://tivachemchem.blogspot.com/2010/10/penentuan-

kadar-besi-fe-dalam-sampel.html diunduh 20 Sepetember 2012 pkl.16.28)

LAMPIRAN

Berikut adalah grafik kurva kalibrasi serta pengukuran sampel dimana penentuan

kadar sampel ditentukan berdasarkan grafik.