LAPORAN PRAKTIKUMSPEKTOFOROMETRI ULTRAVIOLETPembimbing: Dra. Dewi Widyabudiningsih, MT

OlehAbdul Kholik: 141411001Aldi Muhamad R.: 141411002Arif Imanuddin: 141411003Kelas 1A

Tanggal Praktikum: 16 April 2015Tanggal Penyerahan Laporan: 23 April 2015

PROGRAM STUDI D3-TEKNIK KIMIADEPARTEMEN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG2015A. TUJUAN PRAKTIKUMSetelah melakukan praktikum ini diharapkan mahasiswa mampu1. Mengoperasikan spektrofotometerUV-1700 Shimadzu dengan benar2. Menentukan panjang gelombang maksimum3. Menentukan kadar kafein dalam sampel dengan menggunakan kurva kalibrasi

B. LANDASAN TEORISpektofotometri UV adalah salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi sampel baik secara kuantitatif maupun kualitatif berdasarkan serapan cahaya ultraviolet (panjang gelombang: 180 380 nm) oleh suatu senyawa (Seran, 2011). Serapan cahaya UV mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasiberenergi lebih tinggi. Panjang gelombang cahaya UV bergantung pada mudahnya promosi elektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energi lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang yang lebihpanjang (HIMKA, 2014). Zat yang dapat dianalisis menggunakan spektrofotometri UV adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut tidak tampak berwarna. Jika zat tersebut berwarna maka perlu direaksikan dengan reagen tertentu sehingga dihasilkan suatu larutan tidak berwarna (Seran, 2011).Hukum dasar dari spektofotometri diterangkan oleh Lambert dan Beer. Lambert menjelaskan bahwa serapan cahaya merupakan fungsi ketebalan medium, sedangkan Beer menjelaskan bahwa serapan cahaya sebagai fungsi konsentrasi larutan yang bersangkutan.

A= a . b . c atau A = . b . cdimana: A = absorbansib = ketebalan mediumc = konsentrasi larutan yang diukur = tetapan absorptivitas molar (jika konsentrasi larutan yang diukur dalam molar)a = tetapan absorptivitas (jika konsentrasi larutan yang diukur dalam ppm).Kafeina atau lebih populernya kafein adalah suatu senyawa organik yang merupakan jenis alkaloid yang secara alamiah terdapat dalam biji kopi, daun teh, daun mete, biji kola, biji coklat dan beberapa minuman penyegar. Kafein memiliki berat molekul 194,19 gram/mol. Dengan rumus kimia C8H10N4O2 dan pH 6,9 (larutan kafein 1 % dalam air) (Kafeina, 2015). Bila tidak mengandung air, kafein meleleh pada suhu 2340C 2390C dan menyublim pada suhu yang lebih rendah. Kafein mudah larut dalam air panas dan kloroform, tetapi sedikit larut dalam air dingin dan alkohol (Abraham, dalam HIMKA, 2014). Stuktur kimia dari kafein:

C. ALAT DAN BAHANAlatBahan

1. Spektofotometri UV-1700 Shimadzu2. Corong gelas3. Pipet tetes (2 buah)4. Pipet ukur 5 ml 5. Pipet ukur 10 ml (2 buah)6. Labu takar 25 ml (6 buah)7. Gelas kimia 50 ml (3 buah)8. Gelas kimia 100 ml9. Gelas kimia 500 ml10. Bola hisap (2 buah)11. Batang pengaduk12. Botol semprot1. larutan induk 100 ppm2. HCl 0,1 N3. Aquades

Tabel 1. Daftar alat dan bahan yang digunakan

D. FLOWSHEET1. Pembuatan Lautan Standar

2. Menyalakan Alat

3. Pengukuran Spectrum

4. Pengukuran Photometric

5. Pengukuran Quantitative

6. Pengukuran Konsentrasi Sampel

7. Mematikan Alat

E. DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN1. Penentuan Panjang Gelombang MaksimumGambar 1. Kurva penentuan panjang gelombang maksimum

Gambar 2. Absorbansi tertinggi dari larutan standar 5 ppm

Pada Gambar 1. Dapat diamati bahwa terdapat 2 puncak. Puncak ini menunjukkan absorbansi tertinggi dari larutan standar 5 ppm. Panjang gelombang 205,2 nm (dengan absorbansi 0,570 unit) dipilih karena absorbansi nya paling tinggi, lebih tinggi daripada absorbansi pada panjang gelombang 272,2 nm (dengan absorbansi 0,210 unit).

2. Penentuan Kurva Kalibrasi dan Konsentrasi SampelLarutan Induk = 100 ppmLabu takar 1 Konsentrasi 1 ppm V1 x C1 = V2 x C2V1 x 100 = 25 x 1 V1 = 0,25 ml

Labu takar 2 Konsentrasi 3 ppmV1 x C1 = V2 x C2 V1 x 100 = 25 x 3 V1 = 0,75 ml

Labu takar 3 Konsentrasi 5 ppmV1 x C1 = V2 x C2 V1 x 100 = 25 x 5 V1 = 1,25 ml

Labu takar 4 Konsentrasi 7 ppmV1 x C1 = V2 x C2 V1 x 100 = 25 x 7 V1 =1,75 ml

Labu takar 5 Konsentrasi 9 ppmV1 x C1 = V2 x C2 V1 x 100 = 25 x 9 V1 = 2,25 ml

Labu takar 6 Konsentrasi 11 ppmV1 x C1 = V2 x C2 V1 x 100 = 25 x 11 V1 = 2,75 ml

Panjang gelombang maksimum = 205,2 nmNo.C (ppm)A (unit)

1.00,001

2.10,173

3.30,346

4.50,569

5.70,829

6.91,073

7.111,268

8.Sampel 10,230

9.Sampel 20,657

10.Sampel 31,061

Tabel 2. Nilai absorbansi deret larutan standard an larutan sampelKeterangan:Absorbansi tidak memiliki satuan. Jadi, dalam tabel satuannya disebutkan dalam unit

a. Penentuan konsentrasi kafein dalam sampel dengan alat spektrofotometerUV-1700 ShimadzuGambar 3. Tabel yang menunjukkan absorbansi dan konsentrasi sampel (larutan sampel 2-4)

b. Pentuan konsentrasi kafein dalam sampel menggunakan persamaan garis linierJika data absorbansi deret larutan standar dalam tabel 2. (nomor 1-7) diinterpolarisasikan atau diubah bentuknya menjadi kurva, maka tampilannya akan seperti berikut.

Kurva 1. Konsentrasi vs absorbansi deret larutan standar

Sampel 2y = 0.114x + 0.0180,657= 0.114x + 0.018x= x= 5,605 ppmPerhitungan: Sampel 1y = 0.114x + 0.0180,230 = 0.114x + 0.018x= x= 1,859 ppm

Sampel 3y = 0.114x + 0.0181,061= 0.114x + 0.018x= x= 9,149 ppm

F. PEMBAHASAN1. Oleh Abdul Kholik (141411001)Pada praktikum kali ini, yang pertama dilakukan adalah mengencerkan kafein dari 1000 ppm menjadi 100 ppm, dalam pengenceran yang digunakan sebagai pelarut adalah HCl 0,1 N. Kemudian yang selanjutnya dilakukan adalah membuat deretan larutan standar kafein dengan konsentrasi 1, ,3, 5, 7, 9, dan 11 ppm dalam labu takar 25 mL. Untuk pembuatan larutan deret standar, pelarut yang digunakan adalah HCl, selain HCl dapat melarutkan kafein, HCl juga bersifat asam sehingga dapat membuat suasana kafein menjadi asam, kafein dibuat pada suasana asam karena pada suasana asam panjang gelombang yang dihasilkan kafein maksimum. 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 kecils ekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (HIMKA).Pada saat pengukuran panjang gelombang maksimum menggunakan spektrofotometer shimadzu panjang gelombang maksimum kafein yang terukur adalah pada panjang gelombang 205,2 nm. Untuk pengukuran pemilihan panjang gelombang maksimum maka dipilih larutan kafein5 ppm. Dengan didapatnya panjang gelombang maksimum sebesar 205,2 nm, maka panjang gelombang ini digunakan sebagai panjang gelombang untuk pengukuran absorbansi larutan deret standar dan sampel. Pengukuran kurva larutan deret standar yang digunakan pada panjang gelombang 205,2 nm menghasilkan kurva yang memiliki regresi linier sebesar 0.997 yang artinya kurva standar ini layak sebagai kurva standar untuk penentuan konsentrasi/kadar sampel karena kurva yang linear. Kurva yang terbentuk adalah linear sehingga absorbansi memiliki korelasidengan konsentrasi dan merupakan suatu fungsi.Yang selanjutnya adalah mengetahui nilai absorbansi, dengan menggunakan menu Quantitative. Pada konsetrasi 1 ppm, absorbansi yang diperoleh adalah 0,173; Pada 3 ppm adalah 0,346; pada 5 ppm adalah 0,569; pada 7 ppm adalah 0,829; pada 9 ppm adalah 1,073; pada 11 ppm adalah 1,268. Kemudian yang dilakukan selanjutnya adalah melihat tampilan kurva dari pengukuran tersebut, pembuatan kurva juga dilakukan secara manual dan dibandinngkan dengan kurva yang otomatis dari alat. Tujuan pembuatan kurva manual adalah untuk menentukan konsentrasi sampel berdasarkan absorbansi yang di dapat dalam pengukuran, dan di cocokan dengan konsentrasi hasil dari perhitungan alat. Hasil yang didapat dari kurva manual tidak teerlalu jauh berbeda dengan hasil yang dibuat oleh alat. Hasil dari perhitungan manual sendiri dapat dilihat pada Data Pengamatan dan Perhitungan.

2. Oleh Aldi Muhamad R. (141411002)Pada praktikum kali ini, praktikan menentukan kadar kafein sampel menggunakan spektrofotometer UV-1700 Shimadzu. Larutan blanko yang digunakan adalah HCl 0,1 N. Larutan kafein 1000 ppm diencerkan menjadi larutan induk 100 ppm dengan HCl 0,1 N sebagai pelarutnya. Larutan induk diencerkan hingga larutan kafein memiliki konsentrasi 1, 3, 5, 7, 9, dan 11 ppm. HCl digunakan karena dapar melarutkan kafein dan bersifat asam, sehingga dapat membuat suasana kafein menjadi asam, karena pada suasana asam, panjang gelombang yang dihasilkan maksimum.Media yang digunakan untuk pengukuran adalah kuvet. Sebelum proses pengukuran dilakukan, kuvet yang dipergunakan dibilas terlebih dahulu dengan larutan yang akan diukur, proses pembilasan dilakukan 2 kali. Setelah dibilas, larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya ke dalam kuvet, kuvet tidak diisi terlalu penuh, untuk meminimalisasi larutan akan jatuh pada alat. Kuvet dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak air diluar permukaan kuvet, agar cahaya yang terserap oleh larutan maksimal. Kuvet dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak merusak permukaan luar dari kuvet.Larutan standar kafein yang digunakan adalah larutan kafein 5 ppm, larutan tersebut digunakan untuk mengukur panjang gelombang maksimum. Panjang gelombang maksimum yang didapatkan adalah 205,2 nm. Pada literatur panjang gelombang maksimum kafein adalah 210 nm. Perbedaan gelombang maksimim yang didapatkan pada praktikum dengan literatur, karena perbedaan konsentrasi zat yang digunakan.Alat yang di gunakan pada penentuan kadar kafein adalah spektrofotometri UV Shimadzu yang telah menggunakan double beam yang mempunyai dua sinar yang di bentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V disebut pemecah sinar. Prinsipnya adalah dengan adanya chopper yang akan membagi sinar menjadi dua. Sinar pertama melewati larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan fotodetektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik dan di tunjukkan oleh alat pembaca. Tetapi ada juga yang single beam, perbedaan kedua jenis spektrofotometer tersebut hanya pada pemberian cahaya, dimana pada single beam cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang di peroleh hanya nilai absorbansi dari larutan yang dimasukkan. Sementara pada double beam nilai blanko dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama.Untuk membuat kurva standar, maka hal dilakukan yaitu mengukur absorbansi dan konsentrasi dimulai dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah sampai tinggi. Kemudian kurva dibuat, dihasilkan regrasi 0,997, artinya kurva standar ini bagus untuk menentukan konsentrasi sampel yang nanti akan diukur. Sampel 1, 2, dan 3, masing-masing diukur absorbansinya, dan konsentrasinya pun akan didapat menggunakan alat. Selain menggunakan alat, konsentrasi sampel dapat diketahui dengan menggunakan kurva, dengan cara absorbansi yang diketahui ditarik garis sampai dengan garis linearnya, titik potong tersebut ditarik ke sumbu x atau konsentrasi, sehingga konsentrasi dapat dihasilkan. Konsentrasi juga dapat diketahu dengan persamaan garis linear. Kurva yang praktikan buat secara manual, ada beberapa sampel yang kurang sesuai dengan perhitungan. Hal tersebut disebabkan karena penentuan garis linier yang kurang pas.

3. Oleh Arif Imanuddin (141411003)Pada praktikum ini, dilakukan penentuan konsentrasi kafein dalam suatu sampel menggunakan spektrofotometri UV-1700 Shimadzu. Langkah pertama yang dilakukan adalah membuat larutan induk kafein 100 ppm dari larutan kafein 1000 ppm dengan cara pengenceran, dimana HCl sebagai pelarutnya. HCl digunakan karena kafein cenderung mudah larut dalam HCl dibandingkan dengan aquades (air dingin). Kemudian dibuat larutan standar dengan 6 variasi konsentrasi, yaitu 1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 7 ppm, 9 ppm, dan 11 ppm. Dalam pembuatan larutan standar ini haruslah tepat dan teliti karena data absorbansi deret larutan standar ini akan diinterpolarisasikan menjadi kurva kalibrasi, untuk penentuan konsentrasi kafein dalam sampel (meskipun tidak menggunakan cara manual, menggunakan alat spektofotometer UV-1700 Shimadzu, kurva kalibrasi ini juga masih dibutuhkan). Jika pada pembuatan larutan standar terdapat kesalahan maka pada penentuan konsentrasi kafein dalam sampel pun akan terjadi kesalahan (HIMKA POLBAN, t.t.).Kemudian, larutan blanko (berupa HCl 0,1 N dan tidak mengandung kafein) dimasukkan kedalam kedua kuvet dan dimasukkan ke dalam alat. Hal ini bertujuan untuk mengatur absorbansi larutan yang tidak mengandung kafein menjadi 0 atau semua sinar diteruskan menuju detektor sehingga % Transmitansi nya menjadi 100%. Sehingga pada saat pengukuran, alat akan membandingkan absorbansi, baik deret larutan standar maupun sampel, dengan larutan blanko yang memiliki absorbansi 0.Selanjutnya, menentukan panjang gelombang maksimum atau daya serap paling tinggi dari suatu senyawa (dalam hal ini kafein). Kegunaan mengetahui panjang gelombang maksimum suatu senyawa adalah untuk mempermudah mengatur range panjang gelombang yang akan digunakan. Selain itu, penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan untuk membuat absorpsi larutan terhadap sinar menjadi maksimal (Rohman dalam Febrianto, 2013). Penentuan panjang gelombang maksimum dilakukan dengan menggunakan larutan standar dengan konsentrasi kafein 5 ppm. Kuvet pada bagian depan yang berisi blanko, isinya diganti dengan larutan dengan konsentrasi kafein 5 ppm. Konsentrasi kafein 5 ppm digunakan untuk mencari panjang gelombang maksimum karena konsentrasi ini berada pada bagian tengah-tengah deret larutan standar, sehingga dianggap mewakili deret larutan standar. Setelah dilakukan pengukuran, panjang gelombang maksimum dapat diketahui dan langsung tertera pada alat. Pada alat penentuan panjang gelombang maksimum digambarkan pada sebuah kurva. Pada Kurva 1. dapat diamati bahwa terdapat 2 puncak. Puncak ini menunjukkan absorbansi tertinggi dari larutan standar 5 ppm. Panjang gelombang 205,2 nm (dengan absorbansi 0,570 unit) dipilih karena absorbansi nya paling tinggi, lebih tinggi daripada absorbansi pada panjang gelombang 272,2 nm (dengan absorbansi 0,210 unit). Panjang gelombang 205,2 nm ini selanjutnya digunakan sebagai panjang gelombang untuk pengukuran absorbansi deret larutan standar dan sampel.Langkah selanjutnya adalah mengukur absorbansi larutan standar, 1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 7 ppm, 9 ppm, dan 11 ppm, dengan cara mengganti isi kuvet pada bagian depan dengan setiap larutan standar secara bergantian. Setelah dilakukan pengukuran, didapatkan absorbansi larutan standar secara berurutan, yaitu 0,173 unit; 0,346 unit; 0,569 unit; 0,829 unit; 1,073 unit; dan 1,268 unit. Data absorbansi ini selanjutnya diinterpolarisasikan ke dalam bentuk kurva dan didapatkan kurva kalibrasi. Untuk mendapatkan kurva kalibrasi dalam spektrofotometri UV-1700 Shimadzu, dilakukan dengan menekan tombol cal.curve F1 dan akan muncul dengan otomatis. Sedangkan jika menggunakan cara manual data absorbansi deret larutan standar dimasukkan juga secara manual, baik dalam millimeter blok maupun dalam Ms. Excel. Jika diamati, antara konsentrasi kafein dalam larutan standar dengan data absorbansi secara berurutan, diketahui bahwa semakin besar konsentrasi larutan standar maka semakin besar juga nilai absorbansi larutan tersebut. Hal ini sesuai dengan hukum Lambert-Beer yang menyatakan bahwa absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi.Dan langkah terakhir, yaitu menentukan konsentrasi kafein dalam 3 sampel yang diuji. Hal ini dilakukan dengan cara mengganti isi kuvet bagian depan dengan larutan sampel secara bergantian. Alat akan mengukur daya absorbansi dan konsentrasi kafein larutan sampel tersebut pada panjang gelombang 205,2 nm. Setelah pengukuran, diketahui bahwa ketiga sampel mengandung kafein secara berurutan 1,845 ppm; 5,5685 ppm; dan 9,0948 ppm (dengan absorbansi secara berurutan 0,230 nm; 0,657 nm; dan 1,061 nm). Untuk membandingkan metode penentuan konsentrasi kafein dalam sampel, praktikan membuat kurva kalibrasi secara manual dalam millimeter blok, seperti yang tertera pada Lampiran (Kurva 4.), dan kurva kalibrasi dalam Ms.Excel (Kurva 1.). Dalam kurva kalibrasi di millimeter blok diketahui konsentrasi kafein dalam sampel berurutan, yaitu 1,95 ppm; 5,5 ppm; dan 8,9 ppm. Sedangkan dalam kurva kalibrasi di Ms.Excel diketahui konsentrasi kafein dalam sampel berurutan, yaitu 1,859 ppm; 5,605 ppm; dan 9,149 ppm. Hasil dari tiga pengukuran tersebut menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda.Persamaan linier yang didapat, yaitu y = 0.114x + 0.018. Nilai intersept idealnya bernilai 0, hal ini terjadi dikarenakan konsentrasi larutan standar yang dibuat tidak tepat 1 ppm, 3 ppm, 5 ppm, 7 ppm, 9 ppm, dan 11 ppm.

G. KESIMPULAN1. Panjang gelombang maksimum pada pengukuran ini adalah 205,2 nm2. Konsentrasi kafein dalam ketiga sampel, yaituSampel 1 = 1,845 ppmSampel 2 = 5,5685 ppm Sampel 3 = 9,0948 ppm3. Hasil dari ketiga perhitungan menunjukkan hasil yang tidak jauh berbeda

H. DAFTAR PUSTAKA

Febrianto, Dwi Nugraha. 2013. Tugas Penkom http://dwinf11s.student.ipb.ac.id/ [20 April 2015].

HIMKA POLBAN. T.t.. Laporan Kadar Kafein Spektofotometer Shimadzu https://himka1polban.wordpress.com/laporan/spektrofotometri/laporan-kadar-kafein-spektrofotometer-shimadzu/ [21 April 2015].

Seran, Emel. 2011. Pengertian Dasar Spektofotometer Vis, UV, UV-Vis https://wanibesak.wordpress.com/2011/07/04/pengertian-dasar-spektrofotometer-vis-uv-uv-vis/ [15 April 2015].

Wikipedia. 2015. Kafeina http://id.wikipedia.org/wiki/Kafeina [15 April 2015].

LAMPIRAN