PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK INSTRUMEN

SPEKTROFOTOMETRI

Spektrofotometri Sinar Tampak (UV-Vis) adalah pengukuran energi cahaya oleh suatu sistem kimia pada panjang gelombang tertentu. Sinar ultraviolet (UV) mempunyai panjang gelombang antara 200-400 nm, dan sinar tampak (visible) mempunyai panjang gelombang 400-750 nm. Pengukuran spektrofotometri menggunakan alat spektrofotometer yang melibatkan energi elektronik yang cukup besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometer UV-Vis lebih banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif. Spektrum UV-Vis sangat berguna untuk pengukuran secara kuantitatif. Konsentrasi dari analit di dalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorban pada panjang gelombang tertentu dengan menggunakan hukum Lambert-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, yaitu :

- 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

TAHAPAN PENENTUAN KADAR SAMPEL SECARA SPEKTROFOTOMETRI

1. Penentuan panjang gelombang maksium

 panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal, dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi tertentu

Alasan mengapa dipergunakan panjang gelombang maksimum dalam pemeriksaan spektrofotometri, sbb :
- panjang gelombang max memiliki kepekaan maksimal karena terjadi perubahan absorbansi yang paling besar
- Pada panjang gelombang max bentuk kurva absorbansi memenuhi hukum Lambert-Beer

Hal yang perlu diperhatikan pada penentuannya:
            Absorban yang terbaca pada spektrofotometer hendaknya antara 0,2 sampai 0,8 atau 15% sampai 70% jika dibaca sebagai transmitans. Anjuran ini berdasarkan anggapan bahwa kesalahan dalam pembacaan T adalah 0,005 atau 0,5% (kesalahan fotometrik).

2. Penentuan Operating Time (OT)
TUJUAN : untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil yaitu saat sampel bereaksi sempurna dengan reagen warna . Waktu kerja ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran dengan absorbansi larutan

3. Pembuatan Kurva Larutan Baku Linier
TUJUAN : untuk memperoleh persamaan larutan baku dalam penentuan kadar sampel
Tahapan yang diperlukan sbb :
a. Dibuat seri larutan baku dari zat yang akan dianalisis dengan berbagai konsentrasi.
b. Masing-masing absorbansi larutan dengan berbagai konsentrasi diukur pada ?max (berdasarkan hasil ?max yang diperoleh dari tahap 1) dan Operating Time (berdasarkan waktu yang diperoleh pada tahap 2)
c. Membuat Kurva Larutan Baku yang merupakan hubungan antara konsentrasi (sumbu y) dan absorbansi (sumbu x).
d. Bila hukum Lambert-Beer terpenuhi maka kurva baku berupa garis lurus.
e. Paling sedikit menggunakan 5 rentang konsentrasi yang meningkat yang dapat memberikan serapan linier
f. Kemiringan atau slope adalah nilai e (absorptivitas molar).
g. Nilai R antara 0,70 – 1,00 (pertanda terbentuk garis lurus linear pada rentang konsentrasi yang dibuat)

Apabila persyaratan pembuatan kurva baku di atas tidak terpenuhi maka penyimpangan dari garis lurus biasanya dapat disebabkan oleh: (i) kekuatan ion yang tinggi, (ii) perubahan suhu, dan (iii) reaksi ikutan terjadi.

4. Penentuan Kadar Sampel

            Penentuan kadar sampel metode regresi linier yaitu metode parametrik dengan variabel bebas (konsentrasi sampel) dan variabel terikat (absorbansi sampel) menggunakan persamaan garis regresi Kurva Larutan Baku. Konsentrasi sampel dapat dihitung berdasarkan persamaan kurava baku tersebut

PENENTUAN KETELITIAN METODE SPEKTROFOTOMETRI

            Melalui Perhitungan Standar Deviation (SD) dan Relative Standar Deviation (RSD)
harga SD < 2 dan harga RSD < 2 % dapat dikatakan mempunyai harga ketelitian yang baik.

PENENTUAN KETEPATAN METODE SPEKTROFOTOMETRI

Metode Penambahan Baku (standard addition method)

            Dilakukan dengan menambahkan analit dengan konsentrasi tertentu pada sampel yang diperiksa, lalu dianalisis lagi metode tersebut (WHO, 1992). Nilai rentang recovery dianggap baik 80 – 120%

Uji Perolehan Kembali / Recovery (%) = (Co-C1)/C
Co    = konsentrasi sampel yang diperoleh setelah penambahan larutan baku
C1    = konsentrasi sampel sebelum penambahan larutan baku
C    = Konsentrasi larutan baku yang ditambahkan

PRAKTIKUM YANG DILAKUKAN

Latar Belakang

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.  Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu sutu alat yang digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi. Pada titrasi spektrofotometri, sinar yang digunakan merupakan satu berkas yang panjangnya tidak berbeda banyak antara satu dengan yang lainnya, sedangkan dalam kalorimetri perbedaan panjang gelombang dapat lebih besar. Dalam hubungan ini dapat disebut juga spektrofotometri adsorpsi atomic (Harjadi, 1990).

Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Kelebihan spectrometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating, atau celah optis. Pada fotometer filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapatdiperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontiniu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding  (Khopkar, 2002).

Sinar yang melewati suatu larutan akan terserap oleh senyawa-senyawa dalam larutan tersebut. Intensitas sinar yang diserap tergantung pada jenis senyawa yang ada, konsentrasi dan tebal atau panjang larutan tersebut. Makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam larutan, makin banyak sinar yang diserap (Anonim, 2011).

Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Kelebihan spectrometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini ndiperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating, atau celah optis. Pada fotometer filter berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, pnjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapatdiperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. Pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit karena ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupun tidak terlihat), sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas misalnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik ( Eka, 2007 ).

Spektrometri molekular (baik kualitatif dan kuantitatif) bisa dilaksanakan di daerah sinar tampak, sama halnya seperti di daerah yang sinar ultraviolet dan daerah sinar inframerah. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda ( Mathias, 2005 ).

Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari cara menentukan konsentras suatu zat dalam larutan berdasarkan nilai absorbansi yang diukur dengan menggunakan spektrofotometer.

   

TINJAUAN PUSTAKA

            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. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sementara fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Istilah spektrofotometri berhubungan dengan pengukuran energi radiasi yang diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombang dari radiasi maupun pengukuran panjang absorpsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu (Underwood, 1988).

            Secara umum spektrofotometri dibedakan menjadi empat macam, yaitu :
a)Spektrofotometer ultraviolet

b) Spektrofotometer sinar tampak

c) Spektrofotometer infra merah

d) Spektrofotometer serapan atom

            Spektrum elektromagnetik terdiri dari urutan gelombang dengan sifat-sifat yang berbeda. Kawasan gelombang penting di dalam penelitian biokimia adalah ultra lembayung (UV, 180-350 nm) dan tampak (VIS, 350-800 nm). Cahaya di dalam kawasan ini mempunyai energi yang cukup untuk mengeluarkan elektron valensi di dalam molekul tersebut (Harjadi, 1990).

            Penyerapan sinar UV-Vis dibatasi pada sejumlah gugus fungsional atau gugus kromofor yang mengandung elektron valensi dengan tingkat eksutasi rendah. Tiga jenis elektron yang terlibat adalah sigma, phi, dan elektron bebas. Kromofor-kromofor organik seperto karbonil, alkena, azo, nitrat, dan karboksil mampu menyerap sinar ultraviolet dan sinar tampak. Panjang gelombang maksimumnya dapat berubah sesuai dengan pelarut yang digunakan. Auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron bebas nseperti hidroksil, metoksi, dan amina. Terkaitnya gugus kromofor akan mengakibatkan pergeseran pita absorpsi menuju ke panjang gelombang yang lebih besar dan disertai dengan peningkatan intensitas. Ketika cahaya melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energi dasar dan energi eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasar pengukuran absorbansi dalam spektrofotometer (sutopo, 2006).

            Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel/sel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun yang diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca (Sastrohamidjojo, 1992)

            Hasil pengukuran yang baik dari suatu parameter kuantitas kimia, dapat dilihat berdasarkan tingkat presisi dan akurasi yang dihasilkan.Akurasi menunjukkan kedekatan nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya. Untuk menentukan tingkat akurasi perlu diketahui nilai sebenarnya dari parameter yang diukur dan kemudian dapat diketahui seberapa besar tingkat akurasinya. Presisi menunjukkan tingkat reliabilitas dari data yang diperoleh. Hal ini dapat dilihat dari standar deviasi yang diperoleh dari pengukuran, presisi yang baik akan memberikan standar deviasi yang kecil dan bias yang rendah. Jika diinginkan hasil pengukuran yang valid, maka perlu dilakukan pengulangan, misalnya dalam penentuan nilai konsentrasi suatu zat dalam larutan larutan dilakukan pengulangan sebanyak n kali. Ilmu yang mempelajari interaksi radiasi dengan materi sedangkan  spektrofotometri adalahpengukuran kuantitatif dari intensitas radiasi elektromagnetik pada satu atau lebih panjanggelombang dengan suatu transduser (detektor). Spektrofotometri adalah analisis kuantitatif yang paling sering digunakan karena mempunyai sensitivitas yang baik yaitu 10^-4 sampai 10^-6. Analisis jenis ini juga relatif selektif dan spesifik, ketepatannya cukup tinggi, relatif sederhana, dan murah ( Mathias, 2005 ).

            Spektofotometri adalah metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi ( Sutopo, 2006 ).

Interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinanan dihamburkan, diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi. Interaksi antara materi dengan cahaya disini adalah terjadi penyerapan cahaya, baik cahaya Uv, Vis maupun Ir oleh materi sehingga spektrofotometri disebut juga sebagai spektroskopi absorbsi ( Eka, 2007 ).

  

METODE PRAKTIKUM

Waktu dan Tempat

       Praktikum spektofotometri ini dilaksanakan pada hari Senin, 16 April 2012 pukul 12.00 WIB dan bertempat di Laboratorium Kimia Hasil Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya.

 Alat dan Bahan

       Alat yang digunakan yaitu 1) ball pipet, 2) mikrometer pipet, 3) tabung reaksi dan raknya, 4) spektrofotometer.

       Bahan yang digunakan yaitu 1) kalium bikromat.

Cara Kerja

       Cara kerja dari praktikum ini yaitu

1.      Disiapkan 16 buah tabung reaksi. Setiap kelompok mendapat dua tabung reaksi.

2.      Tabung reaksi yang pendek di isi dengan kalium bikromat yang konsentrasi y tidak diketahui, dan tabung reaksi yang panjang di isi dengan kalium bikromat sesuai dengan konsentrasi masing-masing kelompok.

3.      Ukur absorbansi kedua tabung dengan spektrofotometer.

4.      Setelah itu, masukkan data dalam bentuk grafik.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Konsentrasi	Absorbansi
0	0
10	0,093
20	0,0131
30	0,061
40	0,167
50	0,227
60	0,5304
70	0,511
80	0,683

 Pembahasan

            Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan  sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda. Bahan yang digunakan yaitu kalim bikromat. Warna komplementer dari bahan tersebut adalah kuning, dimana panjang gelombangnya 450-480 nm. Bahan yang digunakan kelompok kami dengan konsentrasinya yaitu 70 dan diperoleh hasil absorbansinya sebesar 0,511.

Hasil data kita masukkan dalam persamaan garis lurus yaitu y = mx + c. Nilai m disini yaitu 0,00825 dan nilai c yaitu -0,063, sehingga untuk konsentrasi 70 didapat nilai x sebesar 67,57. Bahan yang belum diketahui konsentrasi y memiliki absorbansi 0,702 untuk kelompok kami. Konsentrasinya bisa didapat melalui rumus di atas, maka konsentrasi didapat yaitu 92,72. Umumnya, semakin besar konsentrasi maka semakin besar absorbansinya

KESIMPULAN

Kesimpulan dari praktikum spektrofotometri ini yaitu :

1.    Spektofotometri adalah metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya.

2.    Alat untuk mengukur absobansi adalah spektrofotometer.

3.    Zat yang digunakan pada praktikum ini yaitu kalium bikromat ( K₂Cr₂O₇ ).

4.      Semakin besar konsentrasi larutan  maka semakin besar absorbansinya.

 DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Analitik. Universitas Haluoleo. Kendari.

Eka. 2007. Metode Analisa Kimia-Spektrofotometri. Gramedia: Jakarta.

Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT Gramedia. Jakarta.

Martalius dan Hafnimardiyanti. 2009. Penuntun Praktikum Instrumen Analisis I.
Padang : ATIP.

Khopkar, S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press.

Imam. 2006. Kimia Analisa Semi Makro dan Mikro. Erlangga: Jakarta.

Mathias, Ahmad. 2005. Spektrofotometri. Exacta: Solo.

Sastrohamidjojo, Hardjono. 1992. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta : Liberty Yogyakarta.

Sutopo. 2006. Kimia Analisa. Exacta: Solo.

Underwood, dkk. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta : Erlangga.