LAPORAN PRAKTIKUM
ANALISIS SPEKTROSKOPI
PERCOBAAN III
PENENTUAN
KONSENTRASI LARUTAN TAK BERWARNA DENGAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS
NAMA : Ahmad Hukama
NIM : J0B113217
KELOMPOK : II
(Dua)
ASISTEN : Riri Al Kahfi
PROGRAM STUDI DIII
ANALIS FARMASI DAN MAKANAN
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
2014
PERCOBAAN
III
PENENTUAN
KONSENTRASI LARUTAN TAK BERWARNA DENGAN SPEKTROFOTOMETER UV-VIS
I.
TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan
konsentrasi larutan KNO2 dan KNO3 secara spektrofotometer ultraviolet.
II. TINJAUAN
PUSTAKA
Pengukuran absorbansi atau transmitansi dalam
spektroskopi ultraviolet dan daerah tampak digunakan untuk analisa kualitatif
dan kuantitatif spesies kimia. Absorbansi spesies ini berlangsung dalam dua
tahap, yang pertama yaitu M + hv = M*, merupakan eksitasi
spesies akibat absorpsi foton (hv) dengan waktu hidup terbatas. Tahap
kedua adalah relaksasi dengan berubahnya M* menjadi spesies baru
dengan reaksi fotokimia. Absorbsi dalam daerah ultraviolet dan daerah tampak
menyebabkan eksitasi elektron ikatan. Puncak absorpsi (lmax) dapat dihubungkan dengan jenis ikatan-ikatan yang ada
dalam spesies. Spektroskopi absorspi berguna untuk mengkarakterisasikan gugus
fungsi dalam suatu molekul dan untuk analisis kuantitatif. Spesies yang
mengabsorpsi dapat melaukan transisi yang meliputi (a) elektron, p,s, n (b)
elektron-elektron d dan f (c) transfer muatan elektron (Khopkar,
2002).
Serapan cahaya oleh molekul dalam daerah spektrum
ultraviolet dan terlihat tergantung pada struktur elektronik dari molekul.
Spektra ultraviolet dan terlihat dari senyawa-senyawa organik berkaitan erat
transisi-transisi diantara tingkatan-tingkatan tenaga elektronik. Disebabkan
karena hal ini, maka serapan radiasi ultraviolet/terlihat sering dikenal
sebagai spektroskopi elektronik. Transisi-transisi tersebut biasanya
antara orbital ikatan atau orbital pasangan bebas dan orbital non ikatan tak
jenuh atau orbital anti ikatan. Panjang
gelombang serapan adalah merupakan ukuran dari pemisahan tingkatan-tingkatan
tenaga dari orbital-orbital yang bersangkutan. Pemisahan tenaga yang paling
tinggi diperoleh bila elektron-elektron dalam ikatan --s tereksitasi yang
menimbulkan serapan dalam daerah dari 120 hingga 200 nm. Daerah ini dikenal
sebagai daerah ultraviolet vakum dan relatif tidak banyak memberikan
keterangan. Diatas 200 nm eksitasi elektron dari orbital-orbital p dan d dan
orbital p terutama sistem terkonjugasi --p segera dapat
diukur dan spektra yang diperoleh memberikan banyak keterangan. Dalam praktek,
spektrometri ultraviolet digunakan terbatas pada sistem-sistem terkonjugasi.
Keuntungan yang selektif dari serapan ultraviolet yaitu gugus-gugus
karakteristik dapat dikenal dalam molekul-molekul yang sangat kompleks.
Sebagian besar dari molekul yang relatif kompleks mungkin memperoleh spektrum
yang semacam dari molekul yang sederhana (Sastrohamidjojo, 1985).
Semua
molekul dapat mengabsorpsi radiasi dalam daerah UV-tampak karena mereka
mengandung elektron baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke
tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang gelombangg dimana absorpsi itu
terjadi, bergantung seberapa kuat electron itu terikat dalam molekul itu.
Elektron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat dengan kuat, dan diperlukan
radiasi berenergi tinggi atau panjang gelombang pendek, untuk eksitasinya (Day
& Underwood, 1981).
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum
tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau
balnko dan suatu alat untuk mengukur perbedaaan absorpsi antara sampel dan
blanko ataupun pembanding.
a. Sumber
yang biasa digunakan pada spektroskopi absorpsi adalah lampu wolfarm. Lampu hydrogen atau lampu deuterium digunakan untuk
sumber pada daerah UV. Kebaikan lampu wofarm adalah energi yang dibebaskan
tidak bervariasi pada berbgai panjang gelombang.
b.
Monokromator :Digunakan untuk
memperoleh sumber sinar yang monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma atau
grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang didinginkan dari hasil
penguraian ini dapat digunakan celah untuk mendapatkan panjang gelombang yang
diinginkan.
c.
Sel absorpsi: untuk pengukuran pada
daerah UV kita harus menggunakan sel kuarsa hasil leburan karena gelas tidak
tembus cahaya pada daerah ini. Sel yang biasa digunakan berbentuk persegi,
tetapi bentuk silinder dapat juga digunakan.
d. Detektor:
Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada
berbagai panjang gelombang. Pada spektrofotometer, tabung pengganda elektron
yang digunakan prinsip kerjanya telah diuraikan (Khopkar, 2002).
Metode
spektrofotometri dapat digunakan untuk penetapan kadar campuran dengan spektrum
yang tumpang tindih tanpa pemisahan terlebih dahulu. Karena perangkat lunaknya
mudah digunakan untuk instrumentasi analisis dan mikrokomputer,
spektrofotometri banyak digunakan di berbagai bidang analisis kimia terutama
farmasi (Karinda et al, 2013). Spektrum absorbsi dalam daerah-daerah ultraungu dan
tampak umumnya terdiri dari satu atau beberapa pita absorpsi yang lebar. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam
daerah UU-tampak, oleh karena mereka mengandung elektron, baik yang dipakai
bersama maupun tidak, yang dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang
gelombang pada waktu absorbsi terjadi tergantung pada bagaimana erat
elektron terikat di dalam molekul.
Elektron dalam satu ikatan
kovalen tunggal terikat erat, dan radiasi dengan energi tinggi, atau panjang
gelombang pendek, diperlukan untuk eksitasinya (Day & Underwood, 1981).
III. ALAT
DAN BAHAN
A. Alat
Alat-alat yang
digunakan pada percobaan ini adalah beaker glass, botol semprot, buret, kuvet kotak, labu takar,
monitor BMC Internasional, pipet tetes, pipet volume, Printer IEE 00-100263-XX,
propipet, spektrofotometer UV-Vis DMS 100, dan tube film.
B. Bahan
Bahan-bahan
yang digunakan pada percobaan ini adalah akuades, dan larutan standar 10-2-
10-4 M KNO3.
IV. PROSEDUR
KERJA
A.
Kurva
kalibrasi larutan KNO3
1. Dihidupkan
alat spektrofotometer, monitor dan printer selama 15-30 menit.
2. Dipilih
sistem optic daerah UV dengan menekan tombol dengan tanda UV 0n-off.
3. Dipilih
skala untuk penentuan absorbans dengan memasukkan nilai absorbans tertinggi
pada ORD MAX dan absorban terendah pada ORD MIN.
4. Dipilih
pembacaan TIME CONSTANT untuk lamanya pembacaan sampel hingga tampil dilayar
monitor.
5. Dipilih
panjang gelombang maksimum untuk daerah tertinggi dan daerah minimum untuk
daerah terendah.
6. Dimasukkan
blanko pada kuvet kotak dan mengamati pembacaan pada layar monitor.
7. Dimasukkan
salah satu konsentrasi larutan untuk melakukan scan panjang gelombang absorbans maksimum.
8. Dipilih
panjang gelombang maksimum ini sebagai nilai panjang gelombang tetap (FIXED
WAVELENGTH).
9.
Diukur nilai absorbans semua larutan
standar untuk memperoleh kurvanya (secara regresi linier).
B. Menentukan konsentrasi larutan KNO3
1.
Diukur konsentrasi larutan cuplikan
dengan mengukur absorbansnya pada panjang gelombang maksimum.
2.
Dialurkan nilai absorbans yang diperoleh
dalam kurva kalibrasi yang diperoleh dari larutan standar.
V. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Tabel 1. Penentuan Absorbansi
KNO3 pada λmaks = 209 nm
|
Konsentrasi KNO2 (M)
|
A
|
|
1.10-2
5.10-3
1.10-3
5.10-4
1.10-4
|
2,376
2,590
2,270
2,433
2,376
|
Grafik 2. Hubungan antara
Konsentrasi dengan Absorbansi KNO3 pada
λmaks=
209 nm
Tabel
2. Penentuan Absorbansi Sampel
|
Sampel
|
Absorbansi
|
|
KNO3
|
2,470
|
B.
Perhitungan
Untuk
larutan KNO3
Diketahui: Absorbansi
larutan = 2,470
y = 0,015x + 2,401
Absorbansi = y
Ditanya: x (konsentrasi) = …..?
Penyelesaian:
y = 0,015x + 2,401
2,470 = 0,015x + 2,401
2,470 – 2,401 = 0,015x
|
=
= 4,6 M
C. Pembahasan
Pada percobaan
kali ini alat yang digunakan adalah spektrofotometer ultraviolet. Dimana
tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinu, monokromator, sel
pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur
perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. Pada
prinsipnya, spektrofotometri muncul karena pada kondisi tertentu, suatu zat
yang dikenai energi, misalnya energi cahaya, elektron-elektronnya dapat tereksitasi
dari keadaan dasar (groud state)
menjadi keadaan tereksitasi (excitated
state). Keadaan ini menyebabkan dilepaskannya atau diemisikannya suatu
gelombang elektromagnetik sehingga besarnya energi itu dapat diukur sebagai
fungsi dari panjang gelombang. Artinya pengukuran energi tersebut berdasarkan
panjang gelombang tertentu dan menghasilkan serapan yang tertentu pula. Pada
spektrofotometer UV-Vis, warna yang diserap oleh suatu senyawa atau unsur
adalah warna komplementer dari warna yang teramati. Hal tersebut dapat
diketahui dari larutan berwarna yang memiliki serapan maksimum pada warna
komplementernya. Namun apabila larutan berwarna dilewati radiasi atau cahaya
putih, maka radiasi tersebut pada panjang gelombang tertentu, akan secara
selektif sedangkan radiasi yang tidak diserap akan diteruskan.
Spektrofotometer UV-Vis harus dilakukan kontrol
kebersihan dari tempat sampel dan blanko yang dianalisis. Hal ini disebabkan
serapan cahaya akan terganggu apabila kondisi sampel dan blanko yang diletakkan
pada kuvet tidak bersih. Pemilihan akuades sebagai blanko dikarenakan akuades
tidak menyerap sinar ultraviolet, sehingga cocok untuk dipakai dalam percobaan
ini, di mana sampel yang digunakan adalah larutan KNO3. Preparasi
sampel dilakukan dengan memvariasikan konsentrasi sampel dari konsentrasi 10-2
M sampai dengan 10-4 M. Kemudian, dengan menggunakan sampel dengan
konsentrasi terendah, ditentukan panjang gelombang maksimum dari larutan KNO3
memakai spektrofotometer UV-Vis dengan mengatur panjang gelombang pada sinar
UV.
Absorbans 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. Karena itu ahli kimia
menyatakan absorpsi energi itu sebagai absorpsivitas molar dan bukan sebagai
absorbans sebenarnya. Absorpsivitas molar (biasanya dilaporkan pada lmax) merupakan suatu nilai yang dapat diproduksi ulang yang
dimasukkan dalam perhitungan konsentrasi dan panjang sel. Pada percobaan ini
untuk KNO3 panjang gelombang maksimum yang digunakan adalah 209 nm.
Pada panjang gelombang maksimum ini dapat diperoleh kepekaan analisis yang
tinggi karena bisa memenuhi hukum Lambert–Beer.
Pada penentuan konsentrasi larutan KNO3 (larutan
cuplikan), dilakukan pengukuran absorbans larutan tersebut dengan konsentrasi
yang berbeda-beda pada panjang gelombang maksimum yang dihasilkan. Pengenceran
yang digunakan adalah 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005; 0,0001. Dari hasil yang telah
diperoleh, semakin kecil konsentrasi suatu larutan maka absorbansnya juga akan
semakin kecil, begitu juga sebaliknya yang berarti nilai absorbans berbanding
lurus dengan konsentrasi. Setelah diperoleh nilai absorbans dari larutan standar,
maka dibuat grafik hubungan konsentrasi terhadap absorbans. Apabila garfik yang
dihasilkan berbentuk garis lurus melalui titik nol, maka hukum Lambert-Beer
terpenuhi. Jika pengukuran absorbansi dilakukan pada panjang gelombang maksimum
maka akan terbentuk grafik yang umumnya datar, dan jika pengukuran diulangi
maka kesalahan yang ditimbulkan pada panjang gelombang maksimum dapat
diperkecil sehingga pengukuran di daerah tersebut hasilnya reprodusible. Nilai
absorbans yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis pelarut, pH larutan, suhu,
konsentrasi tinggi elektrolit-elektrolit dan adanya zat pengganggu.
Nilai regresi linear (R) dapat digunakan untuk menentukan
konsentrasi larutan cuplikan. Regresi linear yang mendekati 1,
maka absorbans yang dihasilkan sudah cukup baik (mendekati kebenaran). Dari
grafik hubungan konsentrasi KNO3 terhadap absorbansnya pada panjang
gelombang maksimum 209 nm, diperoleh nilai R sebesar 0,078. Berdasarkan grafik
tersebut nilai R tidak mendekati 1, yang berarti grafik tidak memenuhi hukum
Lambert-Beer.
Absorbansi
cuplikan dari KNO3 yang dihasilkan pada konsentrasi 0,01 sebesar
2,376, konsentrasi 0,005 nilai absorbansinya sebesar 2,590, konsentrasi 0,001
nilai absorbansinya sebesar 2,470, konsentrasi 0,0005 nilai absorbansinya
sebesar 2,433 dan konsentrasi 0,0001 sebesar 2,376. Nilai basorbansi tersebut
kemudian dimasukkan ke dalam persamaan regresi linear, dimana asorbansi sebagai
nilai y. Nilai absorbansi pada larutan KNO3 adalah y = 0,015x +
2,401. Nilai absorbansi pada larutan KNO3 adalah 2,470 dan nilai konsentrasinya
adalah 4,6 M.
VI. KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapat dari percobaan yang telah
dilakukan yaitu :
1. Spektrofotometer atau instrumen yang digunakan untuk
mempelajari serapan atau emisi radiasi elektromagnetik sebagai fungsi panjang
gelombang pada percobaan ini adalah spektrofotometer UV-Vis.
2. Nilai absorbansi dari KNO3 pada panjang
gelombang maksimum 209 nm untuk larutan
KNO3 sebesar 2,470
3. Grafik pada percobaan ini didapatkan persamaan y
= 0,015x + 2,401 dan nilai R = 0,078 dan nilai X atau konsentrasi KNO3
dengan panjang gelombang 209 nm adalah 4,6 M.
DAFTAR
PUSTAKA
Day,
R.A. & Underwood, A. L. 1981. Analisa Kimia Kuantitatif. Erlangga.
Jakarta.
Karinda, M., Fatimawali, G.
Citraningtyas. 2013. Perbandingan Hasil Penetapan Vitamin C Mangga Dodol Dengan
Menggunakan Metode Spektrofotometri UV-Vis Dan Iodimetri. Jurnal Ilmiah Farmasi Vol. 2 No. 01:87.
Khopkar, S. M. 2002. Konsep
Dasar Kimia Analitik. UI
Press. Jakarta.
Sastrohamidjojo, H.
1985. Spektroskopi. Liberty. Yogyakarta.
kak...untuk sample makanan preparasinya gimana n perlu pengompleks gk???
BalasHapus