-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
1/24
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
2/24
2
Penentuan kadar besi dapat dilakukan dengan menggunakan metode
spektrofotometri UV-Vis dengan reaksi pengompleksan terlebih dahulu yang
ditandai dengan pembentukan warna spesifik sesuai dengan reagen yang
digunakan. Besi dalam larutan biasanya terdapat sebagai ion Fe (III), yang dalam
larutan asam kuat (HNO 3 atau HCl) dengan ion sianida akan membentuk sejumlah
senyawa kompleks-kompleks berwarna merah kuat.
Untuk mengetahui parameter kinerja dari suatu instrument atau metode
yang digunakan, maka perlu dilakukan validasi. Parameter yang dapat diuji untuk
validasi adalah batas deteksi, sensitivitas, perolehan kembali, serta presisi dan
akurasi. Berdasarkan Hal tersebut maka dilakukan percobaan Penentuan
Konsetrasi Logam Dengan teknik Kurva Standar dan Penentuan Parameter
Kinerja Analisis Spektrofotometer UV-Vis.
B. Tujuan Praktikum
Tujuan praktikum ini adalah agar mahasiswa dapat melakukan analisis
konsentrasi logam metode spektrofotometer Uv-Vis dengan teknik kurva standard
an dapat menghitung parameter kinerja dari suatu instrument.
C. Prinsip Percobaan
Prinsip percobaan kali ini adalah ion Fe(III) dapat ditentukan
konsentrasinya secara spektrofotometer dengan cara direaksikan dengan
potassium sianida sehingga terbentuk kompleks yang berwarna yang menyerap
pada daerah visible. Untuk menentukan konsentrasi Fe pada sampel menggunakan
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
3/24
3
persamaan regresi yang diperoleh dari data pengukuran larutan standar atau
menggunakan persamaan Lambeert-Beer.
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
4/24
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Metoda spektrofotometri uv-vis adalah salah satu metoda analisis kimia
untuk menentukan unsur logam, baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif.
Analisis secara kualitatif berdasarkan pada panjang gelombang yang ditunjukkan
oleh puncak spektrum (190 nm s/d 900 nm), sedangkan analisis secara kuantitatif
berdasarkan pada penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media.
Intensitas ini sangat tergantung pada tebal tipisnya media dan konsentrasi warna
spesies yang ada pada media tersebut. Pembentukan warna dilakukan dengan cara
menambahkan bahan pengompleks yang selektif terhadap unsur yang ditentukan
(Fatimah, 2009).
Pengukuran absorbansi atau transmitasi dalam spektroskopi ultraviolet
dan daerah tampak digunakan untuk analisis 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 (10* 10* detik). Tahap kedua adalah relaksasi dengan
berubahnya M* menjadi spesies baru dengan reaksi fotokimia. Absorpsi dalam
daerah ultraviolet dan daerah tampak mengakibatkan eksitasi elektron ikatan.
Puncak absorpsi ( maks ) dapat dihubungkan dengan jenis-jenis ikatan yang ada
dalam spesies (Khopkar, 2010).
Metode spektrofotometri ultra violet-tampak (UV-Vis) secara
umum berdasarkan pembentukan warna antara analit dengan pereaksi yang
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
5/24
5
digunakan. Dengan menggunakan pereaksi warna menjadi lebih peka, dengan
menaikkan sensitivitas sehingga batas deteksinya menjadi rendah. Metode ini
mempunyai keuntungan sensitif, batas deteksinya rendah, mudah, akan tetapi
kelemahannya adalah perlu adanya perlakuan awal untuk menghilangkan
unsur-unsur penganggu dan menggunakan beberapa macam bahan kimia
sebagai pereaksi. Untuk mendapatkan data pengujian yang valid, diperlukan
validasi metode analisis dengan parameter adalah akurasi, presisi, batas
deteksi, selektivitas, linieritas kisaran konsentrasi (Ernawati, 2012).
Umunya sebagian besar senyawa organik dapat dianalisis secara
kualitatif maupun kuantitati dengan menggunakan spektrofotometer ultraviolet
pada panjang gelombang 200-400 nm. Kemudian hasil pengukuran dapat
diperoleh dari alat pencatat pada spektrofotometer. Analisis anorganik dengan UV
mempunyai keterbatasan, tetapi gugus oefenik, asetilenik, dan karboksil akan
memberikan serapan kuat dalam daerah UV bila terkonjugasi satu dengan yang
lainnya. Sebagian besar gugus-gugus yang tidak menyerap daerah daerah UV
dekat menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Penambahan gugus
kromofor memperbesar system resonansi sehingga memperlihatkan panjang
gelombang serapan bergeser ke daerah UV dekat. Pada umumya, konfigurasi
dasar setiap spektrofotometer UV-Vis berupa susunan peralatan optic yang
terkonstruksi sebagai berikut :
Sumberradiasi
Manokromator
SampelKompartemen Detektor
Amplifieratau
Penguat
Visualdisplaymeter
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
6/24
6
Setiap bagian peralatan optic dari spektrofotometer UV-Vis memegang fungsi dan
peranannya. Setiap fungsi dan peranan tiap bagian dituntut ketelitian dan
kecepatan yang optimal, sehingga akan diperoleh hasil pengukuran yang tinggi
tingkat ketelitian dan ketepatannya (Wardani, 2012).
Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis adalah aplikasi dari
Hukum Lambert-Beer, yaitu:
A = - log T = - log It / Io = . b . C
Dimana : A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur
T = Transmitansi
I0 = Intensitas sinar masuk
It = Intensitas sinar yang diteruskan
= Koefisien ekstingsi
b = Tebal kuvet yang digunakan
C = Konsentrasi dari sampel
Penyebab kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis
menggunakan spektrofotometer adalah:
a) Serapan oleh pelarut Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu
larutan yang berisi matrik selain komponen yang akan dianalisis.
b) Serapan oleh kuvet Kuvet yang biasa digunakan adalah dari bahan gelas atau
kuarsa. Dibandingkan dengan kuvet dari bahan gelas, kuvet kuarsa
memberikan kualitas yang lebih baik, namun tentu saja harganya jauh lebih
mahal. Serapan oleh kuvet ini diatasi dengan penggunaan jenis, ukuran, dan
bahan kuvet yang sama untuk tempat blangko dan sampel.
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
7/24
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
8/24
8
BAB III
METODE PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
1. Alat
Alat alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :
1. Labu takar 50 mL 1 buah
2. Gelas Kimia 100 mL 1 buah
3. Pipet volume 25 mL 1 buah
4. Filler 1 buah
5. Tabung reaksi 8 buah
6. Rak tabung 1 buah
7. Botol semprot 1 buah
8. Botol timbang 1 buah
9. Batang Pengaduk 1 buah
10. Spatula 1 buah
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai
berikut :
1. Natrium asetat (NaCH 3COO)
2. Orto phenantroline
3. Ferri ammonium sulfat (Fe(NH 4)(SO 4)2.2H 2O
4. H2SO 4 98%
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
9/24
9
5. NH 4SCN 1 M
6. HNO 3 4 M
7. Sampel air
B. Prosedur Kerja
1. Prosedur Pembuatan Larutan
1. Pembuatan Larutan Standar Fe 2+ 100 ppm
1. Menimbang 0,08 gram ferri ammonium sulfat (Fe(NH 4)(SO 4)2.2H 2O
2. Melarutkan ferri ammonium sulfat kedalam labu takar 100 mL dengan
aquades
3. Menambahkan 10 mL HCl 4 N dan mengencerkan hingga batas
miniskus
2. Pembuatan larutan HNO 3 4 M sebanyak 25 mL
1. Diambil HNO 3 16 M sebanyak 6,25 mL
2. Dimasukkan kedalam labu takar 25 mL
3. Ditambahkan aquades hingga tanda tera
4. Dihomogenkan
3. Pembuatan Larutan NH 4SCN 1 M sebanyak 100 mL
1. Ditimbang NH 4SCN sebanyak 7,6 gram
2. Dilarutkan dengan aquades
3. Dimasukkan kedalam labu takar 100 mL
4. Diencerkan hingga tanda tera
5. Dihomogenkan
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
10/24
10
2. Prosedur Analisis
1. Prosedur Penentuan Maksimum Kompleks Fe-SCN
1. Memasukkan 10 mL larutan besi (III) dengan konsentrasi rendah
kedalam labu takar 25 mL, ditambahkan 1 mL asam nitrat 4 M dan 4
mL larutan NH 4SCN 1 M. Mengencerkan dengan aquades hingga batas
tera
2. Diukur serapannya pada panjang gelombang 400-500 nm
3. Ditentukan maksimum untuk Fe
2. Prosedur Pembuatan Kurva Standard
1. Membuat larutan standar Fe 2+ dengan konsentrasi 0, 1, 2, 3 dan 4 ppm
dengan melakukan pengenceran pada konsentrasi induk
2. Masing-masing larutan standar diambil sebanyak 25 mL dan
dimasukkan kedalam labu takar 50 mL tambahkan 5 mL HNO 3 4 M dan
4 mL NH 4SCN 1 M ke dalam masing-masing labu takar
3. Didiamkan beberapa saat sampai terbentuk warna stabil
4. Diukur serapan (A) pada panjang gelombang maksimum
5. Dibuat kurva A Vs C dan menentukan persamaan regresinya
3.
Penentuan Konsentrasi Ion Fe2+
Pada Sampel
1. Larutan sampel Fe dipipet sebanyak 5 mL dan 10 mL
2. Masing-masing larutan sampel dimasukkan kedalam labu takar 50 mL
tambahkan 5 mL HNO 3 4 M dan 4 mL NH 4SCN 1 M ke dalam masing-
masing labu takar
3. didiamkan beberapa saat sampai terbentuk warna stabil
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
11/24
11
4. Diukur serapan (A) pada panjang gelombang maksimum
5. Dibuat kurva A Vs C dan ditentukan persamaan regresinya
6. Ditentukan kadar Fe dalam sampel
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
12/24
12
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Pengamatan
1. Pembuatan Larutan Standar Fe 2+ 100 ppm
No Perlakuan Pengamata1. 0,08 gram ferri ammonium
sulfat (Fe(NH 4)(SO 4)2.xH 2O ditimbang lalu diecerkan
Larutan berwarna kuning
2. Pembuatan larutan HNO 3 4 M
No Perlakuan Pengamata1. Diambil HNO 3 16 M sebanyak
6,25 mL dan dimasukkankedalam labu takar 25 mL ditambahkan aquades hinggatanda tera kemudiandihomogenkan
Larutan berwarna bening
3. Pembuatan larutan NH 4SCN 1 M
No Perlakuan Pengamatan1. Padatan NH 4SCN diimbang
sebanyak 7,6 gram dilarutkandengan aquades kemudiandimasukkan kedalam labu takar100 mL dan diencerkan hinggatanda terra lalu dihomogenkan
Larutan berwarna bening
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
13/24
13
4. Penentuan maksimum kompleks Fe SCN 4 ppm
Panjang gelombang () Absorbansi (A)
400 nm 0,1532420 nm 0,1464440 nm 0,1675460 nm 0,1756480 nm 0,1674500 nm 0,1489
Grafik Hubungan panjang gelombang dan absorbansi
Keterangan :
dari kurva diperoleh panjang gelombang maksimum adalah 460 nm
5. Pembuatan Kurva Standard dan Penentuan Kosentrasi ion Fe 2+ pada sampel
No Perlakuan Pengamatan1. Diambil 25 mL larutan
standar Fe 2+ 100 ppm laluditambahkan 5 mL HNO 3 + 4mL NH 4SCN 1 M
Berwarna agak kemerahan : 0,5 ppmBerwarna merah : 1,0 ppmBerwarna merah : 1,5 ppmBerwarna agak merah : 2,0 ppmBerwarna bening : 0,0 ppm
0.1532
0.1464
0.1675
0.1756
0.1674
0.1489
0.13
0.135
0.14
0.145
0.150.155
0.16
0.165
0.17
0.175
0.18
400 nm420 nm440 nm460 nm480 nm500 nm
Absorbansi (A)
Absorbansi (A)
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
14/24
14
Diambil 5 mL larutan sampelFe + 5 mL HNO 3 4 M+ 4 mL
4NH 4SCN 1 M
Berwarna agak merah
Diambil 10 mL larutansampel Fe + 5 mL HNO 3 4 M+ 4 mL 4NH 4SCN 1 M
Berwarna agak merah
2. Diukur serapan (A) pada panjang gelombangmaksimum untuk 4 ppmlarutan standar pada 460 nm
0 ppm : 0,00071 ppm : 0,12492 ppm : 0,08563 ppm : 0,14784 ppm : 0,1167
Diukur serapan (A) pada
panjang gelombangmaksimum untuk larutan pada 460 nm
Untuk sampel 5 mL : 0,3363
Untuk sampel 10 mL : 0,1141
Data hasil pengukuran :
Konsentrasi (ppm) Absorbansi (A)
0 0,00071 0,12492 0,08563 0,14784 0,1167
Sampel 5 mL 0,3363Sampel 10 mL 0,1141
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
15/24
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
16/24
16
3. Pembuatan Larutan HNO 3 4 M 100 mL
M1V1 = M 2V2
16 x V 1 = 4 x 100
V1 = = 25 mL
4. Pembuatan Variasi Larutan Standar
Untuk 1 ppm
M1V1 = M 2V2
100 x V 1 = 100 x 1
V1 = = 1 mL
Untuk 2 ppm
M1V1 = M 2V2
100 x V 1 = 100 x 2
V1 = = 2 mL
Untuk 3 ppm
M1V1 = M 2V2
100 x V 1 = 100 x 3
V1 = = 3 mL
Untuk 4 ppm
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
17/24
17
M1V1 = M 2V2
100 x V 1 = 100 x 4
V1 = = 4 mL
2. Penentuan Konsentrasi Sampel
Dari kurva kalibrasi yang dibuat, maka diperoleh persamaan regresi:
y = x - 2 ................................................................................................... (1)
dimana y adalah absorbansi, dan x adalah konsentrasi Fe 2+ . Sehingga
konsentrasi Fe 2+ dapat ditentukan dengan menata ulang persamaan 1 menjadi:
sehingga konsentrasi sampel 1 dapat ditentukan sebagai berikut.
= 2,3363 ppm
Dengan cara yang sama maka konsentrasi sampel yang lain adalah sebagai
berikut :
Sampel Absorbansi (A) Konsentrasi (ppm)
Untuk 5 mL 0,3363 2,3363 ppmUntuk 10 mL 0,1141 2,1141 ppm
C. Pembahasan
Spektroskopi UV-Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang
menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dan sinar tampak
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
18/24
18
dengan menggunakan instrumen spektrofotometer. Prinsip dari
spektrofotometer UV-Vis adalah penyerapan sinar tampak untuk ultra violet
dengan suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari
tingkat energi dasar (ground state) ketingkat energi yang paling tinggi
(excited stated). Pengabsorbsian sinar ultra violet atau sinar tampak oleh
suatu molekul umumnya menghasilkan eksitasi elektron bonding, akibatnya
panjang absorbsi maksimum dapat dikolerasikan dengan jenis ikatan yang
ada didalam molekul.
Pada praktikum ini bertujuan untuk melakukan analisis
konsentrasi logam metode spektrofotometer UV-Vis dengan teknik kurva
standar serta menghitung parameter kinerja dari suatu instrument. Dalam
praktikum ini terbagi menjadi tigatahapan yaitu tahap pertama penentuan
panjang gelombang maksimum, tahap kedua pembuatan kurva standard an
tahap ketiga yaitu penentuan konsentrasi ion Fe 2+ pada sampel. Tetap
sebelumnya terlebih dahulu dibuat larutan standar yang akan digunakan
yaitu larutan baku Fe 2+.
Pada tahap pertama penentuan panjang gelombang maksimum
kompleks Fe C dilakukan dengan menambahkan larutan standar 4 ppm
dengan asam nitrat 4 M serta dengan larutan thiosianat. Larutan thiosianat
ini berfungsi sebagai pengompleks dimana pengompleks akan memberikan
warna yang kuat dan stabil sehingga larutan ini dapat melakukan
penyerapan pada daerah visible. Sebagaimana yang kita ketahui, ion ferri
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
19/24
19
mempunyai warna yang sangat lemah (kuning) jadi absorbansinya kecil.
tetapi apabila direaksikan dengan ion sianida maka warnanya akan berubah
menjadi warna merah kuat dan stabil. Ketika direaksikan warna kompleks
yang terbentuk adalah warna agak kemerahan dan diukur pada berbagai
panjang gelombang. Rentang panjang gelombang yang diukur adalah 400-
500 nm. Berdasarkan kurva pengukuran panjang gelombang maksimum
berada pada panjang gelombang 460 nm. Hal ini dikarenakan pada panjang
gelombang ini diperoleh nilai maksimum absorbansi sebesar 0,1756 atau
17,56% cahaya yang diserap. Selanjutnya, absobandi menurun dengan
meningkatnya panjang gelombang. Hal ini berarti pada panjang gelombang
460 nm kemampuan molekul-molekul untuk menyerap cahaya akan
kembali menurun.
Tahap kedua yaitu tahap pembuatan kurva larutan standar. Kurva
larutan standar dibuat dengan mengukur larutan standar menggunakan
variasi konsentrasi. Dimana konsentrasi yang digunakan adalah 0, 1, 2, 3
dan 4 ppm. Masing-masing konsentrasi akan ditambahkan 1 mL asam nitrat
4 M dan 4 mL larutan NH 4SCN 1 M kemudian diencerkan hingga batas
tera. Lalu didiamkan beberapa saat maka akan terbentuk warna kompleks
yang stabil. Warna stabil yang terbentuk berasal dari larutan NH 4SCN
dimana ketika ion ferri direaksikan dengan ion sianida maka akan terbentuk
warna yang kuat dan stabil. Berdasarkan pengukuran diperoleh kurva
larutan standar adalah sebagai berikut :
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
20/24
20
Menurut teori yang ada, apabila hukum labert-beer terpenuhi maka
grafik larutan standar akan berbentuk garis yang lurus melalui koordinat
titik 0,0. Hal ini berarti kurva standar ini telah memenuhi hukum labert-
beer. Dari kurva diatas diketahui persamaan regresi linearnya adalah y = x
2. Persamaan regeresi linear ini akan digunakan untuk menentukan
konsentrasi sampel Fe.
Tahap terakhir yaitu tahap penentuan konsentrasi Fe dalam sampel.
Sampel yang digunakan dalam praktikum ini adalah sampel air galon.
Penentuan konsentrasi Fe dalam sampel ditentukan dengan memipet 5 mL
dan 10 mL sampel air, kemudian dimasukkan kedalam labu takar dan
ditambahkan 5 mL HNO 3 4 M dan 4 mL NH 4SCN 1 M. Setelah
dihomogenkan dan didiamkan akan terbentuk warna agak kemerahan. dari
pengukuran yang dilakukan diperoleh nilai absorbansi untuk sampel yang 5
mL adalah 0,3363 dan untuk sampel yang 10 mL adalah 0,1141. Dengan
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
21/24
21
menghubungkan persamaan regresi linear x = y + 2 dengan absorbansi yang
telah diperoleh dapat ditentukan nilai konsentrasinya. Konsentrasi untuk 5
mL sampel dalah 2,33 ppm dan untuk yang 10 mL adalah 2,11 ppm.
Dalam percobaan ini tidak dapat ditentukan nilai akurasi dari
pengukuran. Hal ini dikarenakan pengukuran yang dilakukan hanya satu
kali. Sedangkan untuk mengukur nilai akurasi harus memerlukan minimal 2
nilai absorbansi untuk sekali pengukuran.
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
22/24
22
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan serangkaian percobaan yang telah dilakukan dapat
disimpulkan bahwa penentuan konsentrasi Fe melalui metode spektrofotometer
dapat dilakukan dengan menggunakan kurva standar, diperoleh konsentrasi untuk
sampel 5 mL adalah 2,33 ppm dan untuk 10 mL adalah 2,11 ppm.
B. Saran
Saran yang dapat kami berikan pada percobaan ini adalah sebaiknya pada
percobaan selanjutnya untuk pengukuran absorbansi untuk tiap sampel atau tiap
larutan standar diukur lebih dari satu kali agar dapat ditentukan parameter kinerja
spektrofotometer UV-Vis.
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
23/24
23
DAFTAR PUSTAKA
Ernawati, Farida dan Purwanto, A. 2012. Metode Spektrofotometri Uv-VisUntuk Pengujian Kadar Silika Dalam Natrium Zirkonat. Jurnal ISSN .
Fatimah, dkk. 2009. Pengaruh Uranium Terhadap Analisis Thorium Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS. Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir-BATAN. Serpong.
Khopkar, S.M. 2010. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI-Press. Jakarta.
Tahir, Iqmal. 2009. Arti Penting Kalibrasi Pada Proses Pengukuran Analitik: Aplikasi Pada Penggunaan PHmeter Dan Spektrofotometer Uv-Vis.Laboratorium Kimia Dasar, Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas GadjahMada.
Wardani, Laras Andria. 2012. Validasi Metode Analisis dan Penentuan KadarVitamin C Pada Minuman Buah Kemasan Dengan Spektrofotometri UVi-Visibel. Skripsi FMIPA Kimia. Universitas Indonesia. Jakarta
-
8/10/2019 Penentuan konsntrasi Fe teknik spekrofotometer Uv-Vis
24/24
24