analisa phospat dengan spektrofotometer

7/26/2019 Analisa Phospat Dengan Spektrofotometer

1/28

ANALISA PHOSPAT DENGAN

SPEKTROFOTOMETERBAB IPENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan

sinar monokromatis oleh suatu larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan

menggunakan monokromator prisma dengan detektor fototube.

Alat yang digunakan untuk mengukur transmitan atau adsorban suatu sampel sebagai fungsi

panjang gelombang adalah spektrofotometer. Komponen utama dari spektrofotometer yaitu sumber

cahaya, monokromator, kuvet, detektor, amplifier(penguat) dan recorder.

Spektrofotometri merupakan metode analisa kimia untuk mengukur seberapa jauh energi

radiasi yang diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombang dari radiasi maupun

pengukuran absorbsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu.

I.2 Rumusan Masalah

Berapa konsentrasi fosfat pada suatu sampel Air Sungai Kalimas dan Keputih serta

absorbansinya sebagai fungsi dari panjang gelombang?

I.3 Tujuan Percobaan

Untuk mengetahui konsentrasi fosfat pada suatu sampel Air Sungai kalimas dan Air Sungai

Keputih serta menentukan absorbansinya sebagai fungsi panjang gelombang sebesar 590 nm

dengan menggunakan alat spektrofotometer.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA
http://giodolf.wordpress.com/2012/04/11/analisa-phospat-dengan-spektrofotometer/http://giodolf.wordpress.com/2012/04/11/analisa-phospat-dengan-spektrofotometer/http://giodolf.wordpress.com/2012/04/11/analisa-phospat-dengan-spektrofotometer/http://giodolf.wordpress.com/2012/04/11/analisa-phospat-dengan-spektrofotometer/


2/28

II. 1 Dasar Teori

Banyak metode analisa kuantitatif yang digunakan oleh para ahli kimia, salah satunya dengan

menggunakan warna sebagai bantuan dalam menganalisa dan mengenali zat-zat kimia.

Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual, yang dengan studi

lebih mendalam dari absorbsi energi radiasi oleh macam-macam zat kimia memperkenankan

dilakukannya pengukuran ciri-cirinya serta kuantitatifnya dengan ketelitian yang lebih besar. Dengan

menggantikan mata manusia dengan pelacak-pelacak lain dari radiasi dimungkinkan studi dari

absorbsi di luar daerah terlihat spektrum, dan sering kali percobaan-percobaan spektrofotometrik

dapat dilakukan secara otomatik. Dalam penggunaan dimasa sekarang, istilah spektrofotometrik

mengingatkan pengukuran berapa jauh energi radiasi diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi

panjang gelombang dari radiasi, maupun pengukuran absorbsi terisolasi pada suatu panjang

gelombang tertentu. Agar dapat mengerti spektrofotometrik, kita perlu memeriksa kembali peristilahan

yang dipergunakan dalam menentukan tabiat energi radiasi, memperhatikan secara elementer

interaksi radiasi dengan macam zat kimia, serta melihat secara umum apa yang dikerjakan oleh alat-

alatnya(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood,1989).

Perlatan Untuk Analisa Spektrofotometri

Alat yang dihunakan untuk analisa spektrofotometri adalah spektrofotometer. Spektrofotometer

adalah alat untuk mengukur transmitrans atau absorbans suatu contoh sebagai fungsi panjang

gelombang, pengukuran terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal

mungkin juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai manual atau

perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap. Pengertian lengkap dari

spektrofotometer memerlukan suatu pengetahuan terperinci tentang optik dan elektronika. Dan

biasanya dalam praktek alat-alat sinar tunggal dijalankan dengan tangan dan alat-alat sinar rangkap

biasanya menonjolkan pencatatan spektrum absorpsi(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood, 1989)

Spektrofotometer terdiri atas alat spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan

sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur

intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsikan. Jadi spektrofotometer adalah alat yang

digunakan untuk mengukur energi secara relatif apabila energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan

atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan

dengan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini dapat

diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis(Khopkar, 1990).

Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan

berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang

gelombang tertentu. Fotometer filter ini tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar

monokromatis, melainkan melalui suatu trayek panjang gelombang 3040 nm. Sedangkan pada

spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan


3/28

lat pengurai cahay seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum tampak

yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sample atau blanko dan suatu alat

untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sapel dan blanko atau pembanding(Khopkar,1990).

Sumber

Sumber energi radiasi yang biasa bagi daerah tampak dari spektrum maupun inframerah

dekat dan ultraungu dekat adalah satu lampu pijar dengan filamen wolfram. Pada kondisi operasi

biasa, hasil lampu wolfram ini adalah memadai dari kira-kira 325 atau 350 nm hingga kira-kira 3 mm.

energi yang dipancarkan oleh filamen yang dipanaskan sangat berubah-ubah dengan panjang

gelombang. Distribusi energi merupakan fungsi suhu filamen, yang pada gilirannya tergantung pada

voltase yang disediakan untuki lampu. Peningkatan suhu operasi meningkatkan hasil energi total dan

menggeser puncak ke panjang gelombang yang lebih pendek. Maka dibutuhkan voltase ke lampu

yang stabil.

Sumber untuk spektrofotometer inframerah yang pada umumnya bekerja dari kira-kira 2 hingga

15 mm, biasanya adalah pemijar nernst. Ini merupakan sebuah batang kecil yang menyerupai

keramik yang terbuat dari campuran istenewa dari oksida-oksida logam, dengan kawat penghubung

daripada platina terlebur pada ujungnya(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood, 1989).

Monokhromator

Monokhromator merupakan alat untuk mengisolasi suatu berkas sempit dari panjang

gelombang-panjang gelombang dari spektrum luas yang disiarkan oleh sumber. Unsur terpenting

sebuah monokhromator adalah sistem celah dan unsur dispersif. Radiasai dari sumber difokuskan ke

celah masuk, kemudian dikumpulkan oleh sebuah lensa atau cermin sehingga sinar pararel jatuh

pada unsur dispersi, yang merupakan suatu prisma atau suatu kisi difraksi. Dengan pemutaran

secara mekanik prisma atau kisi, bermacam-macam bagian spektrum yang dihasilkan oleh unsur

dispersif difokuskan ke celah keluar, yang dari sini melalui suatu jalan optik selanjutnya, menjumpai

contohnya.

Dalam pelajaran fisika dasar bekerjanya suatu prisma untuk untuk mendispersikan

cahaya putih menjadi spectrum. Apabila seberkas cahaya melewati antar muka dua medium yang

berbeda, seperti udara dan gelas, pembelokan berlangsung yang disebut refraksi. Besarnya

pembelokan tergantung pada indeks bias gelas, indeks bias ini berubah-ubah dengan panjang

gelombang cahaya; yang biru lebih dibelokkan dari pada yang merah seperti terlihat dalam gambar.

Sebagai akibat berubah-ubahnya indeks bias dengan panjang gelombang, prisma dapat

mendispersikan atau menyebarkan suatu berkas cahaya putih menjadi spectrum, yang didalamnya

bermacam-macam warna yang menyusun cahaya putih itu dapat dikenal secara terpisah. Radiasi

sinar inframerah dan ultraungu terdispersikan dengan cara yang sama, tetapi disini kata-kata cahaya

dan warna tidak dipergunakan dan bahan prismanya bukan gelas. Kemurnian spectral dari radiasi

yang keluar dari manokhromator tergantung pada daya dispersif prisma dan lebar slit keluar.


4/28

Dengan monokhromator prisma, suatu lebar celah tertentu tidak menghasilkan derajat

monokhromatisitas yang sama pada seluruh spectrum. Ketergantungan dispersi suatu prisma

terhadap panjang gelombang adalah sedemikian rupa hingga panjang gelombang pada spectrum

tidak tersebar secara uniform. Suatu masalah dalam monokhromator adalah yang disebut cahaya

bocor, yang berarti radiasi dengan panjang gelombang tak tentu, yang dipantulkan kesana kemari di

dalam manokhromator dan yang dapat menemukan jalan ke celah ke luar. Dengan alat biasa,

pengamatan absorbans yang palsu karena cahaya bocor dapat diperoleh dalam daerah-daerah

spektral, dimana energi yang sangat kecil dari panjang gelombang yang diinginkan tersedia. Sampai

cukup belum lama berselang, alat-alat tanpa monokhromatoryang benar, digunakan secara luas

untuk pengukuran-pengukuran absorbans, terutama dalam daerah tampak, dalam laboratorium

dimana penanaman modal semula yang rendah, kesederhanaan dan kecepatan lebih penting dari

pada mutu hasil-hasilnya. Alat-alat yang dinyatakan dengan fotometer saring, mempergunakan

saringan gelas berwarna untuk mengisolasi pita panjang gelombang yang cukup lebar dari

sumbernya. Alat-alat tadi melayani secara mengagumkan banyak analisa rutin, tetapi sebagian besar

telah digantikan oleh spektrofotometer kisi murah(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood, 1989).

Wadah Contoh (sampel)

Kebanyakan spektrofotometer melibatkan larutan, dan dengan demikian kebanyakan

wadah contoh merupakan sel untuk menempatkan cairan didalam sinar dari spektrofotometer. Sel

harus memancarkan energi radiasi dalam daerah spectral yang penting; maka sel gelas melayani

dalam daerah tampak, kuarsa dan gelas berkadar silikat yang istimewa tinggi dan garam batuan

dalam inframerah. Harus diingat bahwa sel yang dalam pengertian hanya suatu wadah untuk contoh,

sebenarnya adalah lebih dari pada ini; apabila dalam kedudukan ia menjadi bagian dari jalan optic

dalam spektrofotometer, dan sifat-sifat optiknya adalah sangat penting. Sel-sel yang lebih baik

mempunyai permukaan optic yang datar. Sel harus diisi sedemikian rupa hingga berkas cahaya lewat

larutan dengan seluruh meniscus diatas sinar. Sel biasanya ditahan dalam kedudukan oleh

perencanaan kinetic dari pemegang atau penjepit pegas, yang menjamin penempatannya dalam

kedudukan yang dapat direproduksi didalam bagian gerbang alat. Sel-sel istimewa untuk sinar

tampak dan ultraungu mempunyai panjang lintasan sebesar 1 cm, tetapi suatu keanekaragaman

dapat diperoleh, mulai dari batas lintasan sangat pendek, fraksi dari satu milimeter, keatas sampai 10

cm atau bahkan lebih. Sel- sel mikro dapat diperoleh, yang dengan perantaraannya sejumlah volume

sangat kecil larutan menghasilkan panjang lintasan yang biasa, dan sel yang dapat diatur dengan

panjang lintasan yang bermacam-macam juga dapat diperoleh, terutama untuk penelitian

inframerah(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood, 1989).

Detektor

Detektor dalam spektrofotometri diharapkan mempunyai kepekaan yang tinggi didalam

daerah spektral, tanggap linear untuk tenaga radiasi, waktu tanggap yang cepat, dapat dipengaruhi


5/28

oleh amplifikasi, dan tingkat stabilitas tinggi atau tingkat derau rendah. Jenis deteksi yang telah

digunakan paling luas berdasarkan perubahan fotokimia (sebagian besar fotografik).

Penguatan dan pembacaan

Voltase pada tahanan beban digunakan untuk mengecilkan suatu rangkaian yang

menarik tenaganya dan suatu sumber bebas dan yang mempunyai tenaga cukup besar untuk

menjalankan sebuah meteran atau peralatan pembacaan lain(R. A. Day, Jr. and A. L.

Underwood,1989).

Cara kerja spektrofotometri sinar tunggal :

Kerja dari spektrofotometri sinar tunggal, dibagi menjadi dua, yaitu metode

pelaksanaan biasa dan metode diferensial. Pada metode pelaksanaan biasa, spektrofotometer sinar

tunggal khusus yang dijalankan dengan tangan. Untuk cara kerja spektrofotometer sinar tunggal,

metode pengukuran diferensial akan di jelaskan lebih lanjut.

Pengukuran diferensial

Alat yang digunakan mampu untuk menghasilkan suatu pengamatan yang absorbans

nol (100% T) apabila sebuah tenaga radiasi tertentu jatuh pada : detektor dan penguatan sirkut

elektronik yang banyak. Maka alatnya dapat dipasang untuk menunjukkan absorbans nol dengan

sebuah larutan yang menyerap kuat, sebagai pengganti pembanding yang biasa dalam sinar, dengan

cara membuka celah-celah monokhromator dan atau meningkatkan daya peningkatan penguat.

Teknik ini biasanya meliputi dua metode, yaitu : metode absorbansi tinggi dan metode absorbans

rendah. Metode absorbansi tinggi digunakan untuk analisis larutan yang sangat pekat, sedang

absorbansi rendah digunakan untuk larutan yang sangat encer. Pada kedua metode tersebut,

konsentrasi sama sekali tidak dipengaruhi oleh perubahan luar.

Pada metode absorbansi, pengenceran tidak memungkinkan, skala alat diatur 100

satuan skala dengan larutan standart tertentu yang konsentrasinya lebih kecil dari pada konsentrasi

larutan sampel. Pengaturan transmitansi pada nilai 100 untuk larutan standar dapat dilakukan dengan

memperbesar lebar celah, memperbesar intensitas sumber, atau mempertinggi sensitrivitas detektor.Jika pembacaan yang normal terletak pada skala 0 20% T, maka dengan metode ini akan diperlebar

menjadi 0 100% T. Dengan menggunakan standart untuk mengatur skala menjadi 100%.

Pada metode absorbansi tinggi, dimana pengenceran memungkinkan, skala alat diatur pada

seratus satuan skala dengan larutan standart tertentu yang konsentrasinya lebih kecil daripada

konsentrasi larutan sampel. Pengaturan transmisi pada nilai seratus untuk larutan standart dapat

dilakukan dengan :

1. Memperbesar lebar celah


6/28

2. Memperbesar intensitas sumber atau mempertinggi intensitas detektor.

Pada kondisi ini pembacaan skala yang sebenarnya menjadi lebih luas. Berarti jika pembacaan yang

normal terletak pada skala nol sampai dua puluh persen T maka dengan prosedur ini diperlebar

menjadi nol sampai seratus persen dengan menggunakan standart untuk mengatur skala menjadi

seratus persen. Biasanya larutan pembanding dalam spektrofotometri adalah pelarut murni atau

sesuatu macam larutan blangko yang mengandung sedikit zat yang akan ditetapkan atau tidak sama

sekali. Hampiran diferensial tidak hanya menyebabkan galat yang lebih rendah namun

memungkinkan memperpanjang spektrofotometri.

spektrofotometer diferensial

Pada metode absorbansi rendah, metode analisis runutan, pengaturan 100% T menggunakan

pelarut biasanya, tetapi pengaturan 10% T dilakukan dengan larutan standart yang memiliki

konsentrasi yang lebih besar daripada konsentrasi zat yang dianalisis. Dengan demikian panjang

efektif skala transmitan diperbesar.

Radiasi dari sumber melewati monokhromator sebagai suatu instrumen berkas tunggal dan

menghadapi suatu pemenggal. Pemenggal yang diputar oleh suatu kotor sinkron itu, merupakan

suatu cermin putar yang bentuk dan penempatannya sedemikian rupa sehingga berkas lewat lurus

menembusnya selama setengah periode reaksi. Selama setengah periode lainnya, berkas itu

menjumpai suatu permukaan yang memantulkan dan yang membelokkannya secara tegak lurus,

yang berarah keatas dalam gambar. Arah tersebut dapat diubah oleh cermin cermin diam. Mempunyai

dua berkas, dari satu sumber yang berdenyut dengan frekuensi yang ditetapkan oleh pemenggal itu.

Kemudian satu berkas melewati sampel sementara yang lainmelewati larutan pembanding. Berkas itu

kemudian digabung kembali sehingga mereka memasuki suatu detektor tunggal.

Motor menggerakkan suatu baji optis kedalam berkas pembanding. Baji ini merupakan

piranti istimewa ynag menghalangi sebagian dari berkas ini, baji ini telah bergerak sedemikian rupa

sehingga mengecilkan berkas pembanding sama jauh seperti penyerapan oleh sampel mengecilkan

berkas sampel, maka sama sekali detektor akan melihat berkas yang sama, tidak peduli dimanapemenggal itu bersikap dalam periode putarnya. Isyarat listrik bersifat arus searah lagi, keluaran

penguat mengecil, motor berhenti(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood, 1989).

Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,

monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk mengukur

perbedaan absorbsi antara sampel dan blangko atau pembanding. Sinar infra merah diketemukan

untuk pertama kalinya oleh Sir William Herschel pada tahun 1800. Beliau melakukan percobaannya,

dimana sinar matahari diuraikan menjadi spektrumnya dengan bantuan sebuah prisma kaca.

Sejumlah alat termometer diletakkan pada tempat-tempat yang berurutan sepanjang spektrum sinarmatahari tersebut. Ternyata termometer yang ditempatkan melampaui batas daerah warna merah di


7/28

satu ujung spektrum sinar matahari tersebut menunjukkan kenaikkan suhu yang paling tinggi,

dibandingkan kenaikkan suhu yang ditunjukkan oleh yang lainnya. Hal tersebut menandakan bahwa

lebih banyak kalor terdapat di luar dan melampaui batas daerah warna merah spektrum dari pada di

dalam daerah tersebut. Daerah spektrum yang lebih panas tersebut disebut daerah infra merah (infra

di sini berarti : di sebrang, di luar).

Spektrum elektromagnetikBermacam-macam percobaan didalam laboratorium ditafsirkan paling baik dari sudut gagasan bahwa

cahaya disebarkan dalam bentuk gelombang melintang (transversal). Dengan pengukuran yang

sesuai, gelombang-gelombang ini dapat ditentukan tabiatnya dipandang terhadap panjang

gelombang, kecepatan, dan istilah istilah lain yang mungkin digunakan untuk menuraikan setiap

gerakan-gerakan gelombang. Dalam gambar 1.1 telah digambarkan bahwa panjang gelombangmenyangkut jarak antara dua puncak atau lembah berdekatan dari gelombang. Kebalikan panjang

gelombang, yang merupakan jumlah gelombang dalam satu satuan panjang, ditunjuk sebagai angka

gelombang. Muka gelombang bergerak dengan suatu kecepatan tertentu. Jumlah siklus atau

gelombang lengkap yang melewati suatu titik tetap dalam satu satuan waktu diistilahkan frekuensi.

Hubungan dari sifat-sifat ini adalah sebagai berikut, dengan menggunakan tanda l untuk panjang

gelombang, n untuk angka gelombang, f untuk frekuensi dan c untuk kecepatan cahaya, dari

keterangan diatas diperoleh suatu persamaan dibawah ini :

= v =

Kecepatan cahaya adalah kira-kira 3 x 1010cm/dt. Bermacam-macam satuan digunakan untuk

panjang gelombang, tergantung pada daerah spektrum: untuk ultra ungu dan radiasi tampak, satuan

angstrom dan nanometer adalah digunakan secara luas, sedang mikrometer adalah satuan biasa

untuk satuan inframerah. Satu mikrometer, mm didefinisikan sebagai 106m, dan satu nanometer, nm

adalah 10-9m atau 10-7cm. Satu satuan angstrom (A) adalah 10-10m atau 10-8cm. Jadi 10 A adalah

satu nm. Angka gelombang sering digunakan oleh kimiawan sebagai satuan frekuensi, karena

mempunyai harga-harga numerik yang serasi I (n dan n dihubungkan oleh suatu faktor tetap, c,

kecepatan cahaya ), satuan biasa dari angka gelombang adalah kebalikan sentimeter, cm-1.Benda-

benda bercahaya, seperti matahari atau bola lampu listrik memancarkan suatu spektrum luas terdiri

dari banyak panjang gelombang. Panjang gelombang-panjang gelombang itu yang berhubungan

dengan cahaya tampak adalah mampu untuk mempengaruhi retina mata manusia san karenanya

menyebabkan kesan-kesan obyektif dari penglihatan. Tetapi banyak dari radiasi yang dipancarkan

oleh benda-benda panas terletak diluar daerah dimana peka, dan kita mengatakan tentang daerah-

daerah ultra ungu dan infra merah dari spektrum yang terletak dikedua sisi dari spektrum tampak.


8/28

Didalam daerah tampak dari spektrum, orang dengan penglihatan warna normal mampu

menghubungkan panjang gelombang cahaya ayang mengenai mata dengan perasaan subyektif

terhadap warna, dan warna memang kadang-kadang digunakan untuk kemudahan dalam

menunjukkan bagian-bagian tertentu dari spektrum, seperti ditunjukkan dalam pengelompokkan

secara kasar dalam tabel 1.1.

Tabel I.1 Spektrum Tampak dan Warna-warna Komplementer

PanjangGelombang

(nm) WarnaWarna

Komplemener

!""#!$%

!$%#!&"

!&"#!'"

!'"#%""

%""#%"

%"#%&"

%&"#%'%

%'%#"

"#*%"

+ng,

-.r,

H.ja,/eb.r,an

-.r,/eb.r,an

H.ja,

K,n.ng/e0.ja,an

K,n.ng

Orange

Mera0

K,n.ng /e0.ja,an

K,n.ng

Orange

Mera0

Mera0 ,ng,

+ng,

-.r,

H.ja,/eb.r,an

-.r,/e0.ja,an

Kita melihat benda dengan pertolongan cahaya yang dipancarkan atau dengan cahaya yang

dipantulkan. Apabila cahaya putih yang mengandung seluruh spektrum dari panjang gelombang,

melewati suatu medium seperti suatu kaca berwarna atau suatu larutan kimia yang jernih terhadap

panjang gelombang-panjang gelombang tertentu tetapi menyerap yang lainnya, maka medium

seakan-akan berwarna bagi si pengamat. Karena hanya gelombang-gelombang yang dipancarkan

yang mencapai mata, maka panjang gelombangnya yang menetapkan warna dari medium. Warna

inilah yang disebut merupakan komplementer bagi warna yang seharusnya dilihat, jika cahaya yang

diserap sekiranya dapat diperiksa, sebab cahaya yang dipancarkan dan diserap bersama-sama


9/28

menyusun cahaya putih yang semula. Demikian pula, benda-benda berwarna gelap menyerap

beberapa panjang gelombang dan memantulkan yang lainnya apabila diterangi dengan cahaya putih.

Daerah infra merah dari spektrum elektromagnetik meliputi panjang gelombang antara 0.75

dan 300 m (13000 33 cm-1). Tetapi kebanyakan penggunaan pengukuran serapan infra merah

terbatas pada daerah-daerah antara 40.000 667 cm-1(2.5 15 m)(R. A. Day, Jr. and A. L.

Underwood,1989).

Spektrofotometrik Inframerah

Spektrum infra merah senyawa organik (dan juga senyawa-senyawa anorganik) merupakan

sifat-sifat fisik yang khas bagi senyawa-senyawa tersebut. Kecuali senyawa-senyawa isomer optik,

tidak ada du senyawa yang mempunyai kurva serapan infra merah yang identik.

Walaupun dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan analisa kuantitatif, tetapi

penggunaan spektrofotometri infra merah untuk keperluan ini tidak sebanyak dan sesering analisa

kuantitatif yang menggunakan spektrofotometri ultra lembayung atau sinar tampak. Berlainan dengan

spektrum sinar ultra lembayung atau sinar tampak, spektrum infra merah jauh lebih rumit,

mengandung lebih banyak sekali puncak-puncak serapan.

Spektrum infra merah biasanya dialurkan dengan persen T (dan bukan absorbans)

sebagai ordinat dan sering dengan bilangan gelombang (cm-1) sebagai absis. Bilangan gelombang

lebih disukai sebagai absis dan bukan panjang gelombang karena energi sinar (E) berbanding lurus

baik dengan frekuensi, maupun dengan bilangan gelombang sinar :

E =

Frekuensi sinar dapat dikaitkan langsung dengan frekuensi hantaran molekul.Apabila panjang

gelombang yang dipergunakan, maka satuan yang dipergunakan bukan lagi nanometer (nm)

melainkan mikrometer (mm) : satuan ini identik dengan mikron (mm).

Alat spektrofotometer infra merah pada dasarnya terdiri dari komponen-komponen

pokok yang sama, seperti alat spektrofotometer yang dipergunakan untuk menyelidiki penyerapan

sinar ultra lembayung dan sinar tampak, yaitu terdiri dari sumber sinar, monokhromator berikut alat

alat optik seperti cermin dan lensa, sel tempat cuplikan, dtektor atau amplifier, dan alat dengan skala

pembacaan atau alat perekam spektrum (recorder). Akan tetapi, oleh karena sifat-sifat kebanyakan

bahan dalam mentransmisikan sinar ultra lembayung sinar tampak, maka sifat-sifat dan kemampuan

tiap komponen alat tersebut di atas adalah berbeda pada kedua jenis alat spektrofotometer tersebut.

Spektrofotometri infra merah sangat penting dalam kimia modern, yang utama dalam

bidang organik. Merupakan alat rutin dalam penemuan gugus fungsional, pengenalan senyawa dan


10/28

analisa campuran. Instrumen yang merekam spektra inframerah tersedia secara komersial dan

mudah digunakan secara rutin.

Apabila menguraikan struktur sebuah molekul dinyatakan dalam panjang ikatan dan

sudut ikatan, ini melukiskan keadaan rata- rata. Dalam suatu molekul, fibrasi analog terjadi yaitu

ketika pasangan atom sedang dalam keadaan fibrasi satu terhadap yang lain sewaktu ikatan

individual memenjang dan mengkerut, kelompok keseluruhan berosilasi terhadap atom atau kelompok

lain, struktur lingakaran bertarik nafas (berkembang, berkerut, dan seterusnya). Sekarang jika ada

suatu di polismik berosilasi yang berhubungan dengan suatu cara fibrasi khusus, maka akan terjadi

interaksi dengan vektor lismik dari radiasi elektromagnetik dengan frekuensi yang sama, yang

menyebabkan absorpsi energi yang menampakkan diri sebagai amplituda frekuensi yang meningkat.

Kebanyakan gugus C-H, O-H, C=O, dan C=N, akan menimbulkan serapan infra merah yang hanya

sangat sedikit berubah dari satu ke lain molekul tergantung pada subtituen-subtituen lain. Disamping

frekuensi-frekuensi gugus ini, yang biasanya dapat terkendali secara terpastikan, namun sangat luar

biasa manfaatnya untuk indentifikasi kualitatif. Banyaknya pita terdapat dalam daerah yang disebut

daerah sidik spektrum (kira-kira 6,5 14 nm). Gambar dibawah menunjukkan spektrum infra merah

sampel, banyaknya rincian yang diperoleh, bahkan untuk molekul yang sangat sederhana, dan sangat

mudah untuk mengebali letak pita serapan yang dikaitkan dengan adanya gugus fungsional tertentu.

Tabel I.2 Beberapa Gugus Inframerah :

G,g,1

Fre/,en1. (2m#)

Panjang gelombang

(nm)

OH Al/o0ol $%&"#$%" 34*!#34*'

H 5nager./a $3"#$%%" 34&3#$43

A1am 3%""#3*"" $4*"#!4""

NH Am.na $$""#$*"" 34*"#$4$"

OH Al/ana 3&%"#3'" $4$*#$4%"

Al/ena $""#$"'% $43$#$4$3

Al/.n $$"" $4"$


11/28

Aroma./ #$"$" #$6$

7 7 Al/.n 3!"#33" !4!3#!4*

787 Al/ena 3"#&" %4'%#4

Aroma./ #"" #63%

78OAl9e0.9a *""#*!" %4*%#%4&

Keon *%#*3% %4*'#%4'*

A1am *""#*3% %4*'#%4&*

E1er *3"#*%" %4*#%4&

7 N N.r. 3"""#3$"" !4$%#%4""

NO3 N.ro %""#%" 4"#4*

spektrum diperoleh pada film tipis (0,005 nm) dari cairannya murninya. Panah menunjukkan pita yang

disebabkan oleh gugus CN.

Hukum Dasar Spektrofotometri

Jika suatu berkas sinar melewati suatu medium yang homogen, sebagian cahaya

datang (Po) di absorbsi sebanyak (Pa), sebagian lagi diabaikan atau dipantulakn (Pr) sedangkan

sisanya ditransmisikan (Pt) sehingga terdapat persamaan .

Dalam Spektrofotometri berlaku hukum :

1. Hukum Bougeer(lambert)

Jika suatu sinar radiasi monokhromatik (yaitu radiasi dari satu panjang gelombang tunggal)

diarahkan melewati medium, diketahui bahwa tiap lapisan menyerap bagian yang sama dari radiasi,

atau tiap lapisan mengurangi tenaga radiasi sinar dengan bagian yang sama. Dirumuskan secara

matematik, dengan ketentuan Po adalah tenaga radiasi yang jatuh dan P adalah tenaga yang keluar

dari suatu lapisan medium setebal b satuan :

- =k1p


12/28

Tanda minus menunjukkan bahwa tenaga berkurang dengan absorbsi. Berkurangnya tenaga

radiasi tiap satuan ketebalan medium penyerap sebanding dengan tenaga radiasi. Biasanya

persamaan diatas ditulis dengan logaritma dasar, yang hanya berubah tetapannya :

log=k2b

Pernyataan persamaan diatas :

Tenaga radiasi yang ditranssisikan berkurang secara eksponensial jika tebal medium

penyerap bertambah secara aritmatik.

Menurut hukum Bouger, jika kita membiarkan tebal medium meningkat secara tak terhingga,

maka tenaga radiasi yang ditransmisikan harus mendekati nol.

1. 2. Hukum Beer

Hukum Beer analog dengan Bouguer dalam menguraikan pengurangan eksponensial dalam tenaga

transmisi dengan suatu peningkatan aritmatik dalam konsentrasi, maka :

- =k3P

yang setelah diintegrasi dan pengubahan menjadi logaritma biasa, yaitu :

log=k4c

Hukum Beer dianggap sah apabila telah memenuhi kondisi yang diinginkan, kondisi itu

mencakupi :

Untuk radiasi monokhromatis

Sifat macam zat yang menyerap ditetapkan diatas jangkau konsentrasi yang bersangkutan

Larutan encer (10-2m)

Selama pengukuran, pada larutan encer tidak mengalami reaksi kimia.

Jika suatu sistem mengikuti hukum Beer,grafik antara absorpsi terhadap konsertasi akan

menghasilkan garis lurus melalui titik (0,0). Grafik tersebut dapat disebut sebagai kurva kalibrasi. Arah

grafik adalah ab dapat digunakan untuk menghitung absorbtivitas molar (a).Bila diinginkan

pengukuran secara serentak terhadap dua komponen, maka pengukuran dapat dilakukan pada dua

pangjang gelombang dimana masing-masing komponen tidak saling mengganggu, dua macam

khromofor yang berbeda akan mempunyai kekuatan absorpsi cahaya yang berbeda pula satu daerah

panjang gelombang. Pengukuran dilakukan dilakukan pada masing-masing larutan pada dua panjang

gelombang, sehingga diperoleh dua kesamaan hubungan antara absorbpsi dengan konsentrasi pada

dua panjang gelombang, akibatnya konsentrasi masing-masing komponen dapat dihitung.


13/28

Perhitungan absorbtivitas molar untuk masing-masing komponen menggunakan dasar

absorbpsi yaitu A1= abc, dimana untuk larutan I : A1= a1b1c1sedangkan larutan kedua A2= a2b2c2,

sehingga diperoleh : A1 = a2b2c21 + a1b1c11

A2 = a1b1c1 + a2b2c22

Karena dalam kurva kalibrasi, K = ab, maka :

A1= k1c11+ k2c21

A2 =k2c22+ k2c22

1. 3. Hukum Bouguer-Beer

Dalam hukum Bouguer-Beer tertulis, k4= f(b). Demikian pula dalam hukum bouguer, k2 =f(c).

Subsitusi hubungan-hubungan dasar ini kedalam hukum-hukum Bouguer dan Beer menghasilkan :

log Po = f (c)b dan log Po = f(b)c

(Bouguer) ( Beer )

Kedua hukum harus diberlakukan bersamaan pada setiap titik, sehingga :

f (c) b = f (b) c

atau kalau dipisahkan variabelnya :

f (c) = f (b)

c b

Persyaratan satu-satunya agar dua fungsi variabel tidak bergantungan dapat menjadi sama,

adalah bahwa keduanya sama dengan suatu tetapan :

f (c) = f (b) = K

C b

atau : f (c) = Kc dan f (b) = Kb

Subsitusi ke dalam, baik pernyataan Bouguer maupun Beer menghasilkan pendapatan yang

sama : log Po = f (c)b = Kbc

P

log Po = f (b)c = Kbc

P

Jadi F (c)b = f (b)c

Jika c dalam gram per liter, persamaannya :


14/28

log Po = log 1 = A = abc

P T

dimana a = absorptivitas

Jika c dalam mol per liter, persamaannya :

A = bc

A = log Po = absorbans ; T = P = transmitans

P Po

Jadi hubungan antara A dan T adalah :

A = log (1/T)

Karena dari hukum Beer, absorbans adalah berbanding langsung terhadap konsentrasi, maka

adalah jelas bahwa transmitrans tidak demikian;log Tharus digambarkan terhadap c untuk

memperoleh suatu grafik linear.

Penyimpangan Hukum Bouguer Beer

Menurut hukum Bouguer Beer, suatu grafik dari absorbans terhadap konsentrasi molar

akan merupakan garis lurus dengan kemiringan ab. Akan tetapi seringkali pengukuran pada sistem

kimia yang sesungguhnya menghasilkan grafik hukum beer yang tidak linear pada seluruh jangkau

konsentrasi yang di pentingkan. Lengkungan demikian menunjukkan bahwa a bukanlah suatu

tetapan, tidak tergantung pada konsentrasi; bagi sistem-sistem demikian, tetapi tinjauan lebih dekat

menghantar kepandangan yang sedikit lebih ke terperincian. Harga a tergantung pada sifat macam

zat penyerap dalm larutan dan pada panjang gelombang radiasi. Kebanyakan penyimpangan dari

Hukum Beer disebabkan oleh kegagalan/ketidakmampuan untuk melakukan pengawasan terhadap

dua segi ini, dan karena itu dapat disebut penyimpangan semu oleh karena mereka mencerminkan

kesukaran-kesukaran percobaan lebih daripada sesuatu ketidakserasian dari Hukum Beer sendiri.

Ada penyimpangan lain yang dianggap wajar daripada semu tetapi ini tidak sama dapat

dijumpai dalam kimia analitik. Misalnya, telah ditunjukkan dalam teori optika bahwa a untuk suatu zat

dalam larutan akan berubah bengan perubahan indeks bias dari larutan. Karena perubahan dalam

indeks bias mengikuti perubahan-perubahan konsentrasi, maka hukum Beer harus tidak berlaku

bahkan jika secara ideal. Akan tetapi akibat ini sangat kecil dan biasanya berada dalam kesalahan-

kesalahan eksperimental spektrofotometri. Penyimpangan wajar lain hukum Beer kadang-kadang

terjadi apabila relatif radiasi kuat melewati suatu medium yang mengandung hanya sedikit molekul

penyerap. Pada keadaan ini, semua molekul dapat dinaikkan ke tingkat- tingkat energi yang lebih

tinggi dengan hanya suatu fraksi dari foton yang tersedia dan karena itu akan tidak ada kesempatan


15/28

untuk absorpsi lebih lanjut tanpa berapa lebih banyak foton yang tersedia. Keadaan ini, yang dikenal

sebagai penjenuhan.

Banyak contoh penyimpangan hukum Beer yang dikenal. Keseimbangan-

keseimbangan yang menyangkut ion sering peka terhadap elektrolit yang ditambahkan, dan

kegagalan dalam pengawasan kekuatan ionik dapat menciptakan permasalahan spektrofotometri.

Suhu dan bermacam-macam faktor lain dapat menyulitkan keadaan lebih lanjut.

Hukum Beuguer Beer memerlukan radiasi monokhromatik, oleh karena harga a

tergantung pada panjang gelombang, harga absorbans yang diukur mencerminkan distribusi panjang

gelombang dalam radiasi, yang dalam suatu spektrofotometer yang praktis, tidak pernah tepat

monokhromatik. Misal tentang suatu larutan penyerap sebagai suatu deret lapisan-lapisan maya

dengan ketebalan sama. Jika radiasi heterokhromatik melewati lapisan pertma, maka panjang

gelombang yang kurang kuat terserap, dan lapisan kedua tidak akan menyerap fraksi yang sama,

maka penyimpangan hukum Beer akan terjadi dengan jelasnya.

Meskipun harus ditunjukkan bahwa karakteristik instrumental dapat menyebabkan

penyimpangan dari hukum Beuguer-Beer, adalah suatu pernyataan bahwa spektrofotometer modern

yang lebih baik akan mampu untuk melakukannya lebih baik dalam hal ini. Berbeda dengan

kolorimeter atau filter fotometer, yang mempergunakan saringan penerus pita lebar untuk

memisahkan radiasi yang diinginkan dan yang masih digunakan secara luas dalam laboraturium-

laboraturium klinik dan pengawasan(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood,1989)

Penggunaan Spektrofotometri

Menggambarkan grafik dan keterangan- keterangn spektrofotometri.

Spektrum absorpsi paling sering digambarkan sebagai %T terhadap panjang gelombang, (),

A atau a terhadap , dan log A atau log a terhadap . Perbandingan grafik-grafik ini mungkin dibuat

jelas dengan memperhatikan gambar 1.6, 1.7, dan 1.8 Pada gambar 1.7 bahwa bentuk spektrum

absorbpsi tergantung pada konsentrasi larutan, bila ordinat linear dalam absorbans berarti kurva-

kurva pada gambar 1.8 tidak dapat disumpenpos hanya dengan penggeseran tempat secra vertikal.Hali ini jelas darai hukum Beer, = abc, yang menunjukkan bahwa dengan mengubah konsentrasi

larutan , maka absorbans berubah pada setiap panjang gelombang dengan setiap kelipatan.

Sebaliknya seperti terlihat pada Gambar 1. 10 dibawah, bentuk kurva dibawah adalah tidak

tergantung pada konsentrasi, jika ordinat adalah log A.

Dilihat dari mengambil logaritma dari kedua sisi dari persamaan Beer, maka:

log A = log (abc) = log a + log b +log c


16/28

Sekarang suku konsentrasi ditambah dan bukan diperkalikan, dan karena itu peningkatan

konsentrasi menambahkan sebuah pertambahan tetap ke log A pada setiap panjang gelombang

sepanjang spektrum. Kurva untuk konsentrasi lebih tinggi demikian

tergeser ke atas, tetapi dapat supenmpos diatas yang lebih rendah dengan hanya suatau gerak

vertikal. Grafik yang sama dari a terhadap harus dipweroleh tanpa pandang konsentarasi awal

sistem mengikuti hukum Beer pada semua panjang gelombang.

Kesalahan- kesalahan dalam spektrofotometer :

Kesalahan dalam pengukuran secara spektrofotometri dapat timbul dari banyak sekai.

Misalnya, konsentrasi zat yang menyerap merupakan suatu hal yang sangat penting dalam

penentuan kesalahan larutan yang diukur tidak harus menyerap praktis radiasi maupun hampir tidak

menyerap apapun. Dan hal ini kesalahan dalam penentuan konsentrasi secara spektrofotometri akan

minimal pada beberapa absorbans antara jauh dan ujung-ujung ekstrim dari skala. Pernyataan dari

hukum Beer yang menunjukkan kesalahan yang sangat minimum tejadi :

A= log Po = 1 ln Po abc

P 2,3 P

Di misalkan bahwa kesalahan relatif dalam konsentrasi adalah dc/ c = d A / A. Diferensiasi

hukum Beer, A = (1/2,3 ) ln (Po/p), didapat:

dA= 1 dalam Po = (-Po/p2)dP

2,3 P 2,3 (Po/P)

Jika pembilang dan penyebut dibagi dengan Po/p, maka akan diperoleh:

dA = - (1/P)dP = -dP

2,3 2,3P

Dengan membagai kedua sisi dengan A,kita akan memperoleh persamaan :

dA = dP

A = 2,3 PA

Dari hukum Beer, P = Po x 10A; substitusi ke dalam persamaan diatas, menghasilkan:

Adalah serasi untuk menormallisasikan persamaan dengan membuat Po = 1. Hal ini

sesui dengan hal yang lazim dengan menempatkan pada status persen T atau absorbans nol dengansebuah larutan pembanding dalam sinar minim menghasilkan :


17/28

dc = dP

c 2,3A x 10-A

Minimum dalam dc/c terjadi bila suku Ax10Aterdapat pada suatu yang maksimum. Untuk

mencari maksimum, mendeferensikannya dan membuat derefatif sama dengan nol:

d(A x10-A) = 10-A-2,3A x 10-A= 0

dA

10-A(1-2,3A) = 0

Jika 10-Anol, A tak terhingga, dan kesalahan tak terhingga. Dan dengan membuat suku yang

lain sama dengan nol, dihasilkan :

1 2,3A = 0

2,3 A = 1

A = 1 = 0,43

2,3

Suatu harga absorbans sebesar 0,43 sesuai dengan 36,8% transmitrans. Untuk mencari

kesalahan relatif dalam konsentrasi- konsentrasi sebagai fungsi dari kesalahan fotometrik pada

konsentrasi optimal, substitusikan 0,43 untuk A dalam persamaan di awal untuk dc/c :

dc = dP = -2,72 dP C 2,3 x 0,43 x 10-0,43

Maka jika kesalahan 1% dibuat dalam pembacaan alat, maka kesalahan relatif dalam c

akan sama dengan sebanyak-banyaknya 2,72%; dengan harga absorbsi diatas dan dibawah 0,43

maka kesalahan dapat bahkan lebih besar. Kesalahan kesalahan fotometrik dapat berkisar dari 0,1%

hingga beberapa persen, tergantung pada alat yang digunakan. Pada konsentrasi- konsentrasi tinggi,

kesalahan sama dalam %T menggambarkan suatu kesalahan absolut yang jauh lebih besar dalam c.

Kesalahan dalam pengukuran transmitans adalah tetap, tidak tergantung pada harga transmitansi,

kesalahannya telah dianggap seluruhnya timbul dan ketidaktentuan dalam pembacaan skala alat.

Pada alat yang sempurna, sebaliknya faktor pembatas dalam ketelitian terletak pada suatu tempat,

biasanya dalam tingkat derau dari sirkuit detektor. Pada hal ini, dP tidak tetap, dan sebuah fungsi

kesalahan yang berbeda diperoleh, yang adalah minimal, bukan pada 36,8% T, tetapi pada harga T

yang lebih rendah. Untuk alat yang lebih rumit, mungkin sukar untuk memutuskan, beberapa faktor

mana, yang membatasi ketelitian. Maka cara dP berubah-ubah dengan P tidak jelas, dan mungkin

tidak dapat mengesahkan untuk menghitung harga %T yang sesuai dengan adanya kesalahan

minimal. Dengan adanya alat yang sudah modern, yang terkenal dan berkualitas tinggi, yaitu

spektrofotometer Cary Model 14 yang merekam, maka kesalahan minimal dikatakan terjadi pada kira-

kira 10% T (A=1)12).


18/28

Kesalahan-kesalahan yang terjadi, dapat dicegah dengan memperhatikan :

- Sel-sel contoh harus bersih

- Sidik jari dapat menyerap radiasi ungu

- Penempatan sel dalam sinar harus dapat ditiru kembali

- Gelembung gas tidak boleh ada dalam lintasan optik

- Peneraan panjang gelombang dari alat harus diteliti kadang- kadang

- Penyimpangan atau ketidakstabilan di dalam sirkuit harus diperbaiki

- Ketidaktetapan contoh dapat menyebabkan kesalahan-kesalahan jika pengukuran tidak

direncanakan dengan hati- hati(R. A. Day, Jr. and A. L. Underwood,1989).

Identifikasi zat Kimia

Uji warna yang sederhana telah banyak digunakan untuk mengidentifikasi. Warna untuk larutan

permanganat biru dari tembaga, kuning dari kromat dan banyak yang lain yang dapat disebut.

Spektrum absorbsi suatu senyawa yang ditetapkan dengan spektrofotometer dapat dianggap sebagai

indikasi identitas yang lebih elegan, objektif dan handal. Spektrum itu boleh dikatakan merupaka

suatu tetapan fisika yang bersama-sama dengan titik leleh, indeks bias dan sifat lain, dapat digunakan

untuk karekterisasi. Spektra absorbsi bukanlah bukti yang tidak dapat salah bagi identitas, melainkan

semata-mata menyatakan suatu alat lain yang tersedia untuk penerapan yang cerdas.

Haruslah diingat bahwa suatu spektrum absorbsi bergantung tidak hanya pada sifat dasar

kimia dari senyawa tersebut namun juga pada faktor-faktor yang lain. Perubahan pelarut sering

menghasilkan dari pita serapan. Bentuk dari suatu pita dan terutama munculnya struktur halus dapat

saja bergantung pada karakteristik alat seperti ;

1. Daya memisah (dari) monokromator, perolehan penguat(amplifier gain)

2. Laju susunan sehubungan dengan kelambanan perekam.

Memperlakukan sebuah spektrofotometer perekam sebagai suatu kotak hitam dapat menghasilkan

spektra sertapan yang aneh. Spektra ribuan senyawa dan bahan telah direkam, dan mencari spektra-

spektra yang cocok untuk pembanding sehubungan dengan suatu problem khusus, dapat merupakan

kesukara. Tersedia beberapa katalog dan kumpulan. Makin lama makin banyak laboraturium besar

yang menggunakan teknik penanganan data serta komputer untuk menyimpan dan mengeluarkan

spekltra, demikian pula informasi penting lainnya. Terdapat jumlah besar data empiris dalam literatur


19/28

yang menunjukkan efek substituen terhadap panjang gelombang pita serapan dalam spektram

molekul induk. Korelasi spektra struktur baik dalam daerah ultraviolet-vis dan inframerah seringkali

sangat berguna dalam identifikasi suatu senyawa, terutama jika informasi lain mengenai sampel itu

dapat menempatkan penyelidikan itu segera ke jalur benar.

AAS (Spektrofotometri Absorbsi Atom)

Pada AAS terjadi penyerapan sumber radiasi oleh atom-atom netral dalam keadaan gas yang

berada dalam nyala. Radiasi yang diserap oleh atom-atom netral dalam keadaan gas biasan radiasi

sinar tampak atau ultraviolet. Di dalam suatu nyala, atom yang terbanyak berada dalam keadaan

elektronik dasar daripad dalam keadaan bereksitasikan. Misalnya dipandang dari yransisi yang

menyebabkan garis kuning natrium pada 589 nm, perbandingan atom tereksitasi dan atom keadaan

dasar pada 2700 derajat celsius adalah 6 x 10-4. Selanjutnya jumlah atom yang terksitasi berkisar

secara eksponensial dengan suhu sedangkan dengan banyaknya atom tereksitasi, populasi pada

keadaan dasar praktis tetap dalam batas suhu yang pantas. Pada tahun 1955 Walsh menunjuk pada

kenyataan-kenyataan ini bahwa cara analisa yang diperbaiki adalah mungkin yang didasarkan pada

absorban dari radiasi yang disebabkan oleh keadaan dasar atom-atom di dalam nyala(R. A. Day, Jr.

and A. L. Underwood,1989).

Pelebaran Spektrum Serapan Atom

Molekul apabila dikenai radiasi elektromagnetik akan terjadi tumpang tindih posisi energi rotasi,

vibrasi dan elektronik. Sehingga dengan demikian spektromolekul cencerung merupakan pita

serapan. Sebaliknya pada atom tidak terjadi kebersamaan energi, yang ada hanya energi elektronik.

Oleh karena itu spektrum atom cenderung merupakan garis-garis serapan. Akan tetapi pada AAS

tidak didapatkan garis-garis spektrum melainkan pelebaran garis-garis spektrum sampai 0,02 sampai

0,05, lebih lebar dari garis spektrum alamiah atom 10-4A. Dua daya penyabab pelebaran tersebut

yang dikenal sebagai pelebaran doppler dan pelebaran tekanan.

Pelebaran doppler disebabkan atom-atom netral didalam nyala bergerak dengan kecepatan

yang tinggi mendekati atau menjauhi radiasi yang datang. Maka akibat dari kedua peristiwa ini adalah

panjang gelombang radiasi yang datang akan diperkecil atau diperbesar. Perbedan terhadap panjang

gelombang puncak serapan akan mentebabkan pelebaran garis puncak serapan, karena panjang

gelombang puncak serapan masih dapat diserap. Pelebaran tekanan disebabkan peristiwa tumbukan

antar atom sendiri di dalam nyala. Tumbukan atom akan menyebabkan perubahan tingkat energi

asas atom tersebut. Sedangkan tingkat energi asas semula jika tidak terjadi tumbukan antar atom

juga masih terhitung. Perbedaan tingkat energi asas atom tersebut akan menimbulkan perbedaan

panjang gelombang yang akan berakibat pelebaran garis-garis spektrum serapan.

Spektrofotometer Berkas Tunggal


20/28

Suatu spektrofotometer mempunyai komponen-komponen yang penting, yaitu :

1. Suatu sumber energi cahaya yang berkesinambungan meliputi daerah spektrum dimana

instrumen tersebut dirancang untuk beroperasi.

2. Suatu monokromator, yakni suatu piranti untuk memencilkan pita sempit panjang gelombang

dari spektrum lebar yang dipancarkan oleh sumber cahaya.

3. Suatu wadah untuk sampel .

4. Suatu detektor yang berupa transduser yang mengubah energi cahaya menjadi suatu isyarat

listrik.

5. Suatu amplifier dan rangkaian yang berkaitan sehingga membuat isyarat listrik itu memadai

untuk dibaca.

6. Suatu sistem baca dimana diperagakan besarnya isyarat listrik.

Spektrofotometer Berkas Rangkap

Instrumen berkas rangkap berupa spektrofotometer perekam yang menyalurkan secara

otomatis adsorban suatu sampel suatu panjang gelombang.

Cara kerja spektrofotometer secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut:

Tempatkan larutan pembanding, semisal blanko dalam sel pertama sedangkan larutan yang dianalisa

pada sel kedua. Kemudian memilih fotosel yang cocok 200 nm 650 nm (650 nm 1100 nm) agar

daerah yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup nol

galvanometer didapat dengan memutar tombol sensitivitas. Dengan menggunakan tombol

transmitasi, kemudian mengatur besarnya pada 100%. Lewatnya berkas cahaya pada larutan sampel

akan dianalisa. Skala absorbansi menunjukkan absorbansi larutan sampel.

Keuntungan-keuntungan yang dimiliki oleh sistem berkas rangkap alat spektrofotometer

infra merah adalah:

1. Memperkecil pengaruh penyerapan sinar infra merah oleh air diudara.

2. Mengurangi pengaruh hamburan (scattering) sinar infra merah oleh partikel-partikel debu,

yang ukurannya mendekati ukuran rata-rata panjang gelombang sinar infra merah.

3. Apabila blanko yang dipakai adalah pelarut yang dipergunakan, maka dengan sistem berkas

rangkap itu, pita-pita serapan dari pelarut tidak akan muncul dalam spektrum yang

direkam.Sistem berkas rangkap mengurangi atau meniadakan pengaruh pancaran sumber sinar

dan ketidakstabilan detektor.

4. Dengan sistem berkas rangkap perekaman secara automatis (automatic recording) dapat

dilakukan.Phosphat


21/28

Phospat atau fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri dari satu atom fosforus

dan empat oksigen. Dalam bentuk ionik, fosfat membawa sebuah -3 muatan formal, dan dinotasikan

PO43-. Fosfat merupakan satu -satunya bahan galian (diluar air) yang mempunyai siklus, unsur fosfor

di alam diserap oleh mahluk hidup, senyawa fosfat pada jaringan mahluk hidup yang telah mati

terurai, kemudian terakumulasi dan terendapkan di lautan. Proses terbentuknya endapan fosfat ada

tiga:

1.Fosfat primer terbentuk dari pembekuan magma alkali yang bersusunan nefelin, syenit dan

takhit, mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit {Ca5 (PO4)3 F}dalam keadaan murni

mengandung 42 % P2 O5 dan 3,8 % F2.

2.Fosfat sedimenter (marin), merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut

dalam, pada lingkungan alkali dan suasana tenang, mineral fosfat yang terbentuk terutama

frankolit.3.Fosfat guano, merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar

yang terlarut dan bereaksi dengan batugamping karena pengaruh air hujan dan air tanah.

Berdasarkan tempatnya endapan fosfat guano terdiri dari endapan permukaan, bawah permukaan

dan gua. phospat adalah (Fosfor) sangat berguna bagi tumbuhan karena berfungsi untuk

merangsang pertumbuhan akar terutama pada awal-awal pertumbuhan, mempercepat pembungaan,

pemasakan biji dan buah(www.wikipedia.org).

II.2 Aplikasi Industri

Karakteristik dan Sebaran Nitrat, Fosfat, dan Oksigen Terlarut di Perariran

Karimun-jawa Jawa Tengah

T.Zia Ulqodry1), Yulisman

2), Muhammad Syahdan

3), dan Santoso

4)

1.) Program Studi Ilmu Kelautan FMIPA, Universitas Sriwijaya, Indonesia

2.) Program Studi Budidaya Perairan FAPERTA, Universitas Sriwijaya, Indonesia

3.) Program Studi Ilmu Kelautan Feperikan, Universitas Lambung Mangkurat, Indonesia

4.) Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan FPIK, Institut Pertanian Bogor, Indonesia

Kepulauan Karimunjawa merupakan gugusan pulau yang berjumlah 27 pulau dengan luas

teritorial 107.225 ha, terletak 150 km di utara kota Semarang. Perairan Karimunjawa merupakan

bagian dari perairan Laut Jawa dengan potensi Kekayaan hayati maupun non hayati yang cukup

tinggi. Keberadaan Ekosistem yang kompleks, pola aliran arus antar pulau yang dinamis dan aktifitas


22/28

di kawasan tersebut mempunyai pengaruh terhadap kandungan zat hara serta pola sebarannya.

Kandungan zat hara di suatu daerah perairan selain berasal dari perairan itu sendiri juga tergantung

pada keadaan sekelilingnya, seperti sumbangan dari daratan melalui sungai serta serasah mangrove

dan lamun. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik dan sebaran zat hara (Nitrat dan

Fosfat) dan Oksigen terlarut di perariran Karimunjawa.

Penelitian ini dilakukan di perairan Kepulauan Karimunjawa dengan menggunakan kapal riset

Baruna Jaya VIII, meliputi 13 stasiun pengamatan pada bulan april 2009. Pengambilan sampel

dengan menggunakan Rosette Sampler yang dilengkapi dengan botol Niskin pada dua lapisan

kedalaman yaitu kedalaman 0 m (permukaan) dan dekat lapisan dasar. Kandungan Nitrat dan Fosfat

terlarut dianalisis dengan menggunakan metoda Spektrofotometri pada panjang gelombang 885 nm

untuk Fosfat dan 543 nm untuk Nitrat. Kandungan oksigen terlarut diberiakn larutan

MnCl2dan NaOH.KI sebelum dianalisis dengan menggunakan metoda analisis Winkler.

Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kandungan Nitrat, Fosfat, dan Oksigen terlarut

Perairan Karimunjawa masih tergolong normal dan baik untuk kehidupan biota laut. Berdasarkan hasil

pengamatan pada 13 stasiun, terlihat distribusi kandungan Nitrat dilapisan permukaan Peraiaran

Karimunjawa berkisar antara 0,11 g-at N/L 0,59 g-at N/L dengan rata-rata 0,37 g-at N/L, dan untuk

lapisan dasar berkisar antara 0,07 g-at N/L 0,31 g-at N/L dengan rata-rata sebesar 0,16 g-at N/L.

Untuk kandungan Fosfat dio perairan Karimunjawa berkisar antara 0,05 g-at P/L 0,36 g-at P/L untuk

lapisan permukaan, dan antara 0,05 g-at P/L 0,27 g-at P/L untuk lapisan dasar. Dan kandungan

Oksigen terlarut di lapisan permukaan perairan Karimunjawa berkisar antara 3,35 mg/L 4,04 mg/L

dengan rata-rata 3,70 mg/L dan untuk lapisan dasar berkisar antara 2,81 mg/L 4,15 mg/L dengan

rata-rata 3,57 mg/L.

Dapat disimpulkan dari hasil penelitian tersebut bahwa :

1. Kandungan fosfat dan oksigen terlarut di perairan Karimunjawa tidak menunjukkan perbedaan

yang nyata antara lapisan permukaan dengan dasar.

2. Terdapat perbedaan antara kandungan Nitrat di lapisan permukaan dengan lapisan dalam,dengan kecenderungan lebih tinggi dilapisan dasar dibandingkan dengan lapisan permukaan.

3. Kandungan Nitrat, Fosfat dan Oksigen terlarut di perairan Karimunjawa masih tergolong

normal dan baik untuk kehidupan biota laut.

4. Tinggi rendahnya kandungan Nitrat, Fosfat dan Oksigen terlarut di perairan ini dipengaruhi

oleh masukan dari daratan, aktifitas plankton dan biota laut, serta pererakan massa air.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN


23/28

III.1 Variabel Percobaan

1. Air sungai Kalimas

2. Air Sungai Gunung Sari

3. Larutan Standar

III.2 Bahan yang digunakan

1. Aquadest

2. Diammonium hydrogen phospat

3. Ammonium molybdat

4. H2so4 pekat

5. Sncl2.2h20

6. gliserol

III.3 Alat digunakan

1. Spektrofotometer

1. Beaker glass

3. Labu ukur

4. Spatula

5. Pipet tetes

6. Gelas ukur

7. Kuvet

8. Gelas mineral

9. Pemanas elektrik

10. Timbangan

III.4 Produser Percobaan

III.4.1 Tahap Kalibrasi Spektrofotometer

1. Membuat larutan blangko (aquadest)

2. Masukkan larutan blangko ke dalam kuvet yang bersih (jangan sampai tersentuh oleh tangan)

3. Memasang pada alat kemudian atur sehingga harga absorbasi = 0 dan transmitan = 100

pada panjang gelombang 590 nm

III.4.2 Tahap Analisa Phospat (PO43-)

III.4.2.1 Membuat larutan standar phosphat

1. Menimbang (NH4)2HPO4

2. Memasukan (NH4)2HPO4kedalam labu ukur 250 ml

3. Melarutkannya dengan aquades hingga ambang batas

III.4.2.2 Membuat larutan reagen Ammonium Molybdat

1. (NH4)6MO7O24.4H2O = 0,1738 gram dalam 250 cc aquadest

2. 14 cc H2SO4pekat + 20 cc aquadest (didinginkan)

3. Kedua larutan dicampur dan diencerkan sampai 50 cc


24/28

SnCl2.2H2O

1. 1,25 gram dalam 50 cc gliserol, dipanaskan sebentar

III.4.3Prosedur analisa phospat

1. Mengambil 50 cc sampel + 2 cc Ammonium molybdat + 5 tetes SnCl2.2H2O

2. Memasukkan larutan tersebut ke dalam kuvet

3. Memasang kuvet pada alat spektrofotometer dan mencatat hasilnya

4. Lakukan prosedur yang sama untuk larutan blangko

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Percobaan dan perhitungan

IV.1.1 Tabel hasil percobaan pada larutan standard PO43-

NO

Kon1enra1.

(ppm) A91orban1.

%"" "43!%

3 3"" "4"&%

$ 3" "4"*

! " "4"!

% 3" "4"$'

IV.1.2 Tabel hasil percobaan pada sampel Air Sungai Kalimas dan Air Sungai Keputih

No6 Sampel Ab1orban1.

Kon1enra1.

(ppm)

A.r S,nga.Kal.ma1 "4$" !$"

3 A.r S,nga. Kep,.0 "4"3& %3"


25/28

IV.2 Hasil Pembahasan

Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuranserapan sinar monokromatis oleh suatu larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan

menggunakan monokromator prisma dengan detektor fototube. Alat yang digunakan untuk mengukur

transmitan atau adsorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang adalah spektrofotometer.

Komponen utama dari spektrofotometer yaitu sumber cahaya, monokromator, kuvet, detektor,

amplifier(penguat) dan recorder. Tujuan dari percobaan spektrofotometri analisa fosfat adalah untuk

menentukan absorbansi dan konsentrasi dari suatu zat yang terlarut dalam air sungai Kalimas dan air

sungai Keputih, serta menentukan transmitan dengan panjang gelombang 590 nm dengan

menggunakan alat spektrofotometer.Spektrofotometrik merupakan salah satu metode analisa kuantitatif suatu zat kimia

berdasarkan sifat absorbsinya terhadap radiasi sinar elektromagnetik serta interaksinya antara zat

kimia dengan radiasi sinar elektromagnetik. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur

transmitrans atau absorbans suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang(R. A. Day, Jr. and A.

L. Underwood,1989).

Fungsi reagent dalam percobaan spektrofotometri ini adalah untuk memunculkan karakteristik

zat yang terdapat dalam larutan yang akan dianalisa.(Day,Jr.R.A.,Underwood, 1993).

Fungsi pengenceran adalah untuk meminimalisir kesalahan, karena hukum Beer berlaku padalarutan encer agar larutan dapat ditembus cahaya.

Hasil Percobaan pada Larutan Standart Diammonium Hydrogen Phospat (NH4)2HPO4dengan

590 nm, menunjukkan kecenderungan grafik yang naik. Hal ini sesuai dengan literatur, yaitu pada

hukumBouger- Beeryang menyatakan suatu grafik absorbansi terhadap konsentrasi molar

merupakan garis lurus dengan kemiringan tertentu yang menunjukkan semakin besar konsentrasi

molar, maka nilai absorbansinya semakin besar. Hal ini disebabkan karena konsentrasi larutan besar

maka kandungan ion ion yang terdapat di dalam sampel semakin banyak, sehingga cahaya banyak

yang diserap oleh larutan tersebut dan akan mengakibatkan nilai absorbansi yang tinggi(Underwood,

1993).

Hasil Percobaan pada Larutan Standart (NH4)2HPO4dengan Sampel Air Kalimas pada 590

nm, menunjukkan larutan sampel ini memiliki nilai absorbansi 0,301 dan konsentrasi 570 ppm.

Berdasarkan peraturan pemerintah no. 82 tahun 2001 mengenai pengelolaan kualitas air dan

pengendalian pencemaran air, air sungai termasuk dalam kelas ke-4 dimana maksimum konsentrasi

fosfat yang diperbolehkan 5 mg/l. Sedangkan konsentrasi fosfat dalam sampel Air Kalimas

berdasarkan hasil percobaan adalah 520 ppm. Jadi sampel diatas memenuhi syarat baku mutu yang

ada.


26/28

Berikut merupakan standart untuk kadar fosfat yang diperbolehkan berdasarkan Undang-

undang no. 8 tahun 2001.

Parameer Sa,an

Kela1

KeeranganI II III I:

Toal Fo1;a 1bgP mg


27/28

Hal ini sesuai dengan hukumBouger- Beeryang menyatakan suatu grafik absorbansi terhadap

konsentrasi molar merupakan garis lurus dengan kemiringan tertentu yang menunjukkan semakin

besar konsentrasi molar, maka nilai absorbansinya semakin besar. Hal ini disebabkan karena

konsentrasi larutan besar maka kandungan ion ion yang terdapat di dalam sampel semakin banyak,

sehingga cahaya banyak yang diserap oleh larutan tersebut dan akan mengakibatkan nilai absorbansi

yang tinggi. Menurut percobaan yang telah dilakukan, semakin banyak penambahan volume

(pengenceran), maka harga absorbansi dan konsentrasi semakin kecil, ini disebabkan karena

konsentrasi larutan menurun seiring dengan adanya pengenceran tersebut. Jika harga absorbansi

turun, maka harga konsentrasi juga ikut turun ini sesuai dengan literatur yang menjelaskan bahwa

Semakin besar absorbansi, maka semakin besar pula konsentrasinya(Day,Jr.R.A.,Underwood,

1993).

Pada percobaan larutan sampel diperoleh hasil yang tidak memenuhi standart baku mutu air

sampel yang ada. Hal ini dikarenakan penyimpangan penyimpangan yang terjadi pada percobaan

antara lain :

1. Alat spektrofotometer yang digunakan sudah tidak layak dipakai sehingga nilai yang

ditunjukkan tidak sesuai.

2. Tidak teliti dalam melakukan pengenceran

3. Kurang telitinya dalam membuat larutan standart

4. Tidak sterilnya alat yang digunakan memungkinkan adannya zat zat lain.

Tujuan menganalisa fosfat dalam sampel air sungai Kalimas dan air sungai Keputih adalah untuk

mengetahui konsentrasi Fosfat yang terdapat pada kedua air sampel. Sehingga dapat ditentukan air

tersebut memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan atau tidak.

BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan spektrofotometri analisa phospat dapat disimpulkan bahwa:

1. Semakin besar konsentrasi maka absorbansi juga semakin besar.

2. Fungsi pengenceran adalah untuk meminimalisir kesalahan, karena hukum Beer berlaku

pada larutan encer agar larutan dapat ditembus cahaya.

3. Fungsi penambahan reagen adalah untuk mempermudah pembacaan warna dengan

mereaksikannya dengan larutan sampel Air Sungai Kalimas dan Air Sungai Keputih yang akan

dianalisa.

4. Fungsi larutan blangko adalah untuk mengimbangi pengaruh kekeruhan sampel.


28/28

5. Pada analisa sampel Air Sungai kalimas mempunyai konsentrasi PO43-sebesar 570 ppm

dengan absorbansi 0,301. Menurut SNI bahwa air ini tidak memenuhi syarat oleh penetapan baku

mutu untuk kelas 1 yaitu batasnya hanya sampai 0.2 untuk absorbansi.

6. Pada analisa sampel Air sungai Keputih mempunyai konsentrasi PO43-sebesar 40 ppm

dengan absorbansi 0,028. Menurut SNI bahwa air ini memenuhi syarat oleh penetapan baku

mutu untuk kelas 1 yaitu batasnya hanya 0.2 untuk absorbansi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Buku Petunjuk Praktikum Analisa Instrumen, D3 Teknik Kimia FTI-ITS: Surabaya, 2008.

2. Ul-Qodry,T.Zia, Yulisman, Syahdan,Muhammad, dan Santoso, karakteristik dan Sebaran

Nitrat, fosfat, dan Oksigen terlarut di Periran Karimunjawa, jawa Tengah, jurnal penelitian Sains,

2010.

3. Alaerts,G, dan Sumestri Santika, Sri,Metoda Penelitian Air, Usaha Nasional: Surabaya,

1981.

4. Khopkar, S.M,Konsep Dasar Kimia Analitik, Universitas Indonesia: Jakarta, 2002.

5. R. A. Day, Jr, dan A. L. Underwood,Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga: Jakarta, 1996.

analisa phospat dengan spektrofotometer

Documents