Download - PERCOBAAN 2
LAPORAN ANALISIS INSTRUMEN
PERCOBAAN 2
PENENTUAN KONSENTRASI SUATU SENYAWA YANG TIDAK DIKETAHUI
KONSENTRASINYA
Disusun Oleh:
RIZA SEPTIANA F02110023
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PONTIANAK
2013
PERCOBAAN 2
PENENTUAN KONSENTRASI SUATU SENYAWA YANG TIDAK DIKETAHUI
KONSENTRASINYA
A. Tujuan Percobaan
1. Membuat larutan baku dan standar berdasarkan konsentrasi yang telah ditentukan
2. Mengoperasikan program penentuan konsentrasi suatu senyawa pada instrumentasi
spektroskopi UV-Vis cary 50
3. Membuat persamaan garis linear dari absorbansi dan konsentrasi larutan standar
4. Menentukan konsentrasi senyawa melalui perhitungan persamaan garis linear
absorbansi dan konsentrasi
B. Prinsip Percobaan
Interaksi yang terjadi antara energi yang berupa radiasi elektromagnetik dari
sinar UV-Vis dengan molekul larutan Asam salisilat, sehingga besarnya energi yang
diserap dapat menyebabkan elektron-elektron dalam larutan Asam salisilat mengalami
eksitasi elektronik dan kemudian elektron tersebut kembali ke keadaan dasar dengan
panjang gelombang tertentu yang ditangkap oleh detektor dan ditampilkan pada layar
computer berupa absorbansi dan konsentrasi, yang kemudian dibuat garis linear
absorbansi dan konsentrasi untuk menghitung konsentrasi larutan Asam salisilat yang
belum diketahui konsentrasinya.
C. Dasar Teori
Teknik spektroskopi pada daerah ultra violet dan sinar tampak biasa disebut
spektroskopi UV-Vis. Dari spectrum absorpsi dapat diketahui panjang gelombang
dengan absorbans maksimum dari suatu unsur atau senyawa. Konsentrasi suatu unsure
atau senyawa juga dengan mudah dapat dihitung dari kurva standar yang diukur pada
panjang gelombang dengan absorbans maksimum.
Gambar 1. daerah spectrum radiasi elektromagnetik.
(Harvey, David. 2000 : 372).
Apabila radiasi atau cahaya putih dilewatkan melalui larutan berwarna, maka
radiasi dengan panjang gelombang tertentu akan diserap (absorpsi) secara selektif dan
radiasi lainnya akan diteruskan (transmisi). Absorpsi maksimum dari larutan berwarna
terjadi pada daerah warna yang berlawanan, misalnya larutan warna merah akan
menyerap radiasi maksimum pada daerah warna hijau. Dengan perkataan lain warna
yang diserap adalah warna komplementer dari warna yang diamati.
Jika ditinjau secara mikro, maka ketika cahaya monokromatis melewati larutan
sampel, elektron-elektron yang terdapat di dalam sampel akan mendapatkan energi dari
cahaya yang dilewatkan dan kemudian tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi. Besarnya
perpindahan elektron sama dengan energi radiasi yang berineraksi dengan molekul.
Eksitasi elektron ketingkat energi yang lebih tinggi tergantung pada senyawa
penyerapnya (kromofor penyerap). Proses ini terjadi dalam dua tahap, yaitu
Tahap 1 : M + hv M*
Tahap 2 : M* M + Panas
Elektron-elektron yang tereksitasi bervariasi, tergantung dari jenis orbitalnya,
berikut adalah kemungkinan-kemungkinan yang terjadi ketika elektron tereksitasi ketika
mendapatkan energi dari cahaya yang masuk. Ada empat jenis transisi yang mungkin
terjadi, yaitu: σ σ*, n σ*, n π*, dan π π*
Tabel1. Transisi elektron
Pada saat kondisi tereksitasi dan energinya habis, maka elektron tersebut akan
kembali ke keadaan semula dengan melepaskan sejumlah energi berupa cahaya dengan
panjang gelombang tertentu. Cahaya inilah yang kemudian di terima oleh detektor.
cahaya ini disebut cahaya komplementer.
Semua senyawa organic mampu mengabsorbsi cahaya, sebab senyawa organic
mengandung electron valensi yang dapat dieksitasi ke tingkat energy yang lebih tinggi.
Pengabsorbsian sinar ultra violet dan sinar tampak yang panjang gelombangnya lebih
besar, terbatas pada sejumlah gugus fungsional (chromophore) yang mengandung
electron valensi dengan energy eksitasi rendah. Berikut adalah gugus-gugus penyerap
cahaya pada panjang gelombang UV-Vis beserta transisi yang terjadi.
(Fauzi, 2010:3)
Analisis Kuantitatif
1. Dengan menggunakan kurva baku dari larutan standar
a. Penyiapan larutan baku dengan berbagai konsentrasi
b. Pengukuran absorbansi larutan baku pada λ max
c. Membuat kurva hubungan antara konsentrasi dan absorbansi (kurva baku)
Mengukur absorbansi larutan sampel
d. Menentukan konsentrasi sampel dengan cara memplotkan absorbansi yang
diperoleh pada kurva standar atau dengan substitusi ke dalam persamaan garis
lurus dari kurva standar
Dari kurva deret standar, didapatkan persamaan linier y = mx + c. Dimana y
adalah absorbansi, x adalah konsentrasi, sedangkan m adalah kemiringan / slope.
Slope (m) adalah perbandingan antara absorbansi terhadap konsentrasi, sedangkan
c/konstanta karena secara praktikum standar dimulai dari konsentrasi 0 maka
seharusmya nilai y juga adalah 0 karena sesuai dengan hukum Lambert-Beer.
Namun ketika memasukkan nilai absorbansi dan konsentrasi kedalam kuva, nilai c
akan tetap muncul akibat dari perhitungan yang dilakukan oleh program, namun
karena nilainya sangat kecil maka dianggap tidak ada pengaruhnya, sehingga dapat
diabaikan. Sehingga persamaan untuk deret standar adalah y = mx.
2. Dengan membandingkan absorban larutan sampel dengan larutan standar pada λ
max
Cs As
----- = ------
Cst Ast
Dimana:
Cs = konsentrasi larutan sampel
Cst = konsentrasi larutan standar
As = Absorban larutan sampel
Ast = Absorban larutan standar
3. Dengan menghitung harga absorbansi larutan sampel pada pelarut tertentu dan
dibandingkan dengan absorbansi sampel pada buku resmi
Metode ketiga adalah dengan menggunakan standar adisi. Metode standar adisi
adalah metode yang hampir sama seperti metode deret standar. Namun pada metode
adisi standar, pada setiap larutan standar ditambahkan sampel dengan sama banyak.
Sehingga dalam perhitungan memerlukan beberapa perubahan dibandingkan dengan
perhitungan pada deret standar. Perhitungan untuk adisi standar adalah sebagai
berikut:
Plot As sebagai fungsi Vs merupakan garis lurus dari:
Dimana slope β dan perpotongan α sesuai adalah
dan
Cx dapat diperoleh dari perbandingan dua besaran α dan β dan harga-harga Cs, Vx,
dan Vs yang diketahui, jadi rumusnya menjadi
Dari penyerderhanaan persamaan di atas, didapatkan persamaan
Pelarut
Syarat:
1. Sampel harus larut dalam pelarut yang digunakan
2. Pelarut harus transparan terhadap radiasi pada panjang gelombang yang digunakan
Penentuan bahan yang tidak mengabsorbsi
Syarat pereaksi yang digunakan:
1. Dapat bereaksi dengan analit dalam larutan pada konsentrasi rendah (umumnya 10-5
atau 10-6 M)
2. Relatif selektif.
Suatu larutan berwarna dapat menyerap sinar pada panjang gelombang
tampak. Intensitas yang diserap mempunyai hubungan tertentu dengan konsentrasi.
Jika intensitas sinar pada cuplikan yang tidak diketahui konsentrasinya dibandingkan
dengan suatu larutan standar, maka konsentrasi larutan cuplikan itu dapat diketahui.
Larutan yang akan di tentukan konsentrasinya harus diperlakukan sama dengan
larutan standar. Hubungan antara intensitas yang diserap dengan konsentrasi
ditunjukkan oleh hukum lambert-beer. (Rohman ,2007:232)
Hukum Lambert-Beer.
Bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium
homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium
itu, dan sisanya diteruskan. Jika intensitas sinar masuk dinyatakan oleh I0 = Ia + It + Ir.
Dimana :
I0 : Intensitas sinar masuk
It : Intensitas sinar terserap
Ir : Intensitas sinar terpantulkan
Hukum yang mendasari metode spektrofotometri adalah:
1. Hukum Lambert
Hukum ini menyatakan bahwa : Bila cahaya monokromatik melewati medium
tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan,
berbanding lurus dengan intesitas cahaya.
2. Hukum Beer
Hukum ini menyatakan intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara
eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Rumus
Lambert atau rumus Beer menghasilkan hasil yang sama :
Log (Po/P) = f(c)b = Kbc
Log (Po/P) = f(c)b = Kbc
Dimana :
Log (Po/P) = absorbans
b = panjang jalan menembus medium penyerap.
C = konsentrasi zat pelarut yang menyerap
Jadi dalam sistem yang direkombinasikan, hukum lambert beer dapat mempunyai
bentuk:
A = abC g/liter
Dimana:
A = absorbans
a = absorptivitas
(Underwood, 2002: 392).
Hubungan antara absorbansi A dengan konsentrasi zat pengabsorbsi adalah linier. Ada
beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yang mengikuti hukum Lambert-Beer,
yaitu :
1. Syarat konsentrasi, larutan yang dianalisis harus encer. Pada konsentrasi tinggi jarak
rata-rata di antara zat pengabsorbsi menjadi kecil sehingga masing-masing zat
mempengaruhi distribusi muatan tetangganya. Interaksi ini dapat mengubah
kemampuan untuk mengabsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang diberikan.
2. Syarat kimia, zat pengabsorbsi tidak boleh terdisosiasi atau bereaksi dengan pelarut
menghasilkan suatu produk yang berbeda dari zat yang dianalisis.
3. Syarat cahaya, hukum Beer berlaku untuk cahaya yang betul-betul monokrhromatik
(cahaya yang mempunyai satu macam panjang gelombang).
4. Syarat kejernihan, larutan yang dianalisis harus jernih karena kekeruhan larutan
yang disebabkan oleh partikel-partikel koloid akan dihamburkan oleh partikel-
partikel koloid akibatnya kekuatan cahaya yang diabsorbsi berkurang dari yang
seharusnya (Fauzi, 2010:6).
Diencerkan
Padatan Asam Salisilat 50 mg
Dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur 50 mlDicukupkanhinggatandabatas
Larutan baku Asam salisilat 1000 ppm
larutan standar dengan konsentrasi 10 ppm, 8 ppm, 6 ppm, 4 ppm, 2 ppm masing-masing 10 ml
etanol
Dimasukan ke dalam tabun greaksi
Larutan blanko
D. Metodelogi Percobaan
1. Alat dan Bahan
a. Alat yang digunakan adalah:
Cawan arloji
Spatula
Labu ukur 100 ml
Labu ukur 50 ml
Pipet volume/ukur
Pipet tetes
Beaker glass
Corong gelas
Botol vial 5 buah
Kuvet spektroskopi UV-Vis
Spektroskopi UV-Vis cary 50
b. Bahan yang digunakan adalah:
larutan asam salisilat
tissue
etanol
kertas label
2. Skema Kerja
a. Pembuatan larutan blanko, larutan baku dan larutan standar
Dimasukan larutan blanko (etanol) hingga 2/3 tinggikuvet
Kuvet blanko
Layar computer menunjukanangka 0,0000
kuvetblankodalamspektroskopi UV-VIS
Di pilih program “zero” pada layar komputer
Dibersihkan dari kotoran
Kuvet blanko bersih
Dimasukan dalam alat instrumentasi spektroskopi UV-VIS
Dikeluarkan kuvet dari alat instrumentasi
Dimasukan kuvet sampel asam salisilat dalam alat spektroskopi UV-VIS
Kuvet sampel dalam alat instrument
Di pilih program ‘SCAN’ pada laya komputer
Hasil Scanning
Di tentukan panjang gelombang maksimumnya
Panjang gelombang max Asam salisilat
Di lakukan proses pengoperasian ‘SCAN’
b. Pengukuran panjang gelombang maksimum
Layar komputer
Dipilih program simple readDiikuti prosedur pengoperasian di buku petunjukDigunakan panjang gelombang maksimum yang telah diukurDimasukkan larutan standar 2 ppm
Larutan standar 2 ppm
Diukur absorbansinya
Absorbansi asam salisilat 2 ppm
Di ulangi untuk larutan standar 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, dan 10 ppm
Absorbansi asam salisilat 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, 10 ppm
Konsentrasi larutan standar dan absorbansi
Dibuat kurva kalibrasi antara absorbansi rata-rata (sumbu Y) dan konsentrasi larutan standar (sumbu X) di kertas
Kurva kalibrasi
Dihitung persamaan garis linear
Konsentrasi larutan
Dihitung seluruh absorbansinya
c. Penentuan konsentrasi senyawa yang tidak diketahui konsentrasinya
E. Hasil Pengamatan
No Perlakuan Hasil Pengamatan
1 Menimbang Asam salisilat sebanyak 50
mg
Kristal Asam salisilat berwarna
putih
2 Melarutkan Asam salisilat dengan aquades
50 ml
Larutan Asam salisilat 50 ml tak
berwarna
3 Mengencerkan larutan Asam salisilat 10
ppm, 8 ppm, 6 ppm, 4 ppm, dan 2 ppm
sebanyak 100 ml
Larutan Asam salisilat tak berwarna
sebagai sampel
4 Memasukkan larutan encer Asam salisilat Larutan sampel didalam botol vial
ke dalam 5 buah botol vial
5 Memasukkan aquades ke dalam gelas
kimia
Larutan tak berwarna sebagai larutan
blanko
5 Memasukkan larutan sampel Asam
salisilat ke dalam kuvet sampel hingga 2/3
Larutan sampel Asam salisilat
didalam kuvet
6 Memasukkan aquades ke dalam kuvet
blanko hingga 2/3
Larutan tak berwarna didalam kuvet
blanko
7 Melakukan prosedur pengoperasian
concentration dan mencetak hasil scaning
Kurva konsentrasi
8 Menentukan konsentrasi sampel yang
belum diketahui
Konsentrasi Asam salisilat = 0.962
mg/L
Hasil Pengamatan absorbansi terhadap konsentrasi
Sampel Konsentrasi (mg/L) Absorbansi
Zero (Blanko) - 0.0000
1 2 0.0886
2 4 0.2027
3 6 0.2501
4 8 0.3660
5 10 0.3021
Sampel ? 0.2844
E. Perhitungan
1. Pengenceran (M1 x V1 = M2 x V2)
a. 10 ppm
50 mg/ 50 ml x V1 = 10 mg/1000 ml x 100 ml
V1 = 1 mg/ 1 mg/ml
V1 = 1 ml
b. 8 ppm
50 mg/ 50 ml x V1 = 8 mg/1000 ml x 100 ml
V1 = 0,8 mg/ 1 mg/ml
V1 = 0,8 ml
c. 6 ppm
50 mg/ 50 ml x V1 = 6 mg/1000 ml x 100 ml
V1 = 0,6 mg/ 1 mg/ml
V1 = 0,6 ml
d. 4 ppm
50 mg/ 50 ml x V1 = 4 mg/1000 ml x 100 ml
V1 = 0,4 mg/ 1 mg/ml
V1 = 0,4 ml
e. 2 ppm
50 mg/ 50 ml x V1 = 2 mg/1000 ml x 100 ml
V1 = 0,2 mg/ 1 mg/ml
V1 = 0,2 ml
2. Konsentrasi sampel yang belum diketahui
y = a + bx
b = n x ∑ ( xi . yi ) – ( ∑xi ) . ( ∑yi )
n x ∑ ( xi2 ) – ( ∑xi )2
= 5 x 8.1976 – (30 x 1,195)
5 x 220 – 900
= 40,988 – 35,85 / 200
= 5,138 / 200
= 0,02569
y = a +bx y = a + bx
a = y – bx 0,2844 = 0,03722 + 0,02569x
a = 0,0886 – 0,02569 (2) x = 0,96216 / 0,02569
= 0,03722 x = 0,962 mg/L
Dari perhitungan menggunakan statistik, diperoleh persamaan linear:
y = 0,03722 + 0,02569 x
Sampel Konsentrasi (xi) Absorbansi (yi) xi.yi xi2
1 2 0,0886 0,1772 42 4 0,2027 0,8108 163 6 0,2501 1,5006 364 8 0,336 2,688 645 10 0,3021 3,021 100
Total (∑) 30 1,1795 8,1976 220
3. Grafik
1 2 3 4 50
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Absorbansi
Absorbansi
2 4 6 8 10
F. Pembahasan
Pada percobaan kali ini, pratikan melakukan analisis spektroskopi UV-Vis
dengan tujuan untuk menentukan panjang gelombang maksimum, membuat kurva
standar kalibrasi dan menentukan konsentrasi cuplikan yang tidak diketahui. Syarat
senyawa yang dapat dianalisa dengan menggunakan teknik UV-Vis ini adalah senyawa
tersebut harus berwarna dan stabil untuk jangka waktu yang cukup lama. Selain itu ada
beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yang mengikuti hukum lambertbeer.
Persyaratan hukum lambert beer adalah syarat konsentrasi yaitu larutan yang akan diuji
harus encer; syarat kimia yaitu zat pengabsorbsi tidak boleh terdisosiasi, berasosiasi atau
bereaksi dengan pelarut; syarat cahaya yaitu berlaku untuk cahaya monokromatis;dan
larutan yang akan diukur harus jernih.
Selain itu, pada percobaan ini terlebih dahulu harus dilakukan matching kuvet,
kuvet yang akan dipakai dipilih yang ditentukan berdasarkan hasil absorbansi dari
senyawa yang panjang gelombang maksimumnya telah diketahui. Kuvet yang
mempunyai absorbansi sama atau berdekatan dipilih dan digunakan untuk pengukuran.
Pertama, pratikan membuat larutan baku dengan berbagai konsentrasi dimana
larutan baku yang dibuat adalah asam salisilat yang menggunakan pelarut etanol. Pelarut
etanol digunakan karena dapat melarutkan asam salisilat dengan baik karena keduanya
merupakan senyawa polar. Selain itu, etanol juga bersifat transparan terhadap radiasi
pada panjang gelombang yang digunakan sehingga tidak dapat menyerap radiasi
elektromagnetik. Larutan baku tersebut dibuat dengan pengenceran bertingkat yang
dimulai dengan konsentrasi 1 mg/L , lalu diencerkan kembali menjadi 0,1 mg/L, 0,25
mg/L, 0,5 mg/L dan 0,75 mg/L. Pengenceran dilakukan agar pelarut menjadi semakin
transparan terhadap radiasi pada panjang gelombang yang telah ditentukan. Sedangkan
blanko yang digunakan adalah etanol, etanol tersebut dimasukkan ke dalam kuvet yang
berfungsi membantu kalibrasi alat spektroskopi UV-Vis dan dihasilkan kurva standar
kalibrasi dengan absorbansi 0,0933.
Selanjutnya dilakukan penentuan panjang gelombang maksimal dengan
memasukkan asam salisilat dengan konsentrasi 1 mg/L ke dalam kuvet dan didapat
bahwa panjang gelombang maksimum adalah 298,0 nm. Adapun penggunaan larutan
asam salisilat dengan konsentarsi 1 mg/L bertujuan agar dapat mencapai absorbansi
maksimum. Sedangkan penggunaan panjang gelombang maksimum dalam pengukuran
dikarenakan pada panjang gelombang maksimal maka kepekaannya juga akan maksimal
dimana perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar.
Selain itu, disekitar panjang gelombang maksimal diperoleh bentuk kurva absorbansi
yang datar dimana pada kondisi tersebut hukum Lambert-Beer akan terpenuhi.
Langkah selanjutnya yaitu melakukan pengukuran kembali terhadap larutan
asam salisilat dengan konsentrasi 0,1 mg/L, 0,25 mg/L, 0,5 mg/L, 0,75 mg/L dan 1 mg/L
dihasilkan absorbansi rata-rata pada konsentrasi masing-masing 0,0886; 0,2027; 0,2501;
0,3660 dan 0,3021. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi suatu pelarut
yang diukur maka semakin banyak cahaya radiasi yang diserap sehingga mengakibatkan
absorbansinya juga akan semakin besar. Akibatnya cahaya radiasi yang ditruskan akan
semakin kecil. Kemudian suatu larutan sampel yang tidak diketahui konsentrasinya
dilakukan pengukuran besar absorbsinya. Besar absorbsi larutan sampel tersebut adalah
0,2844. Untuk mendapatkan besar konsentrasi larutan sampel tersebut dilakukan
perhitungan dengan menggunakan data-data pada larutan yang diketahui konsentrasinya,
dimana y = absorbansi dan x = konsentrasi. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan
diperoleh y = 0,03722 + 0,02569 x sehingga besar konsentrasi larutan sampel tersebut
adalah 0,962 mg/L. Hasil perhitungan dengan hasil pengamatan menggunakan instrumen
dapatkan dikatakan sesuai, dimana absorbansi sampel 0,2844 dan konsentrasi 0,962
mg/L. Sedangkan pada cuplikan dengan konsentarsi 1 mg/L, absorbansinya adalah
0.3021.
G. Kesimpulan
1. Pelarut etanol digunakan karena dapat melarutkan asam salisilat dengan baik karena
keduanya merupakan senyawa polar dan bersifat transfaran.
2. Panjang gelombang maksimum adalah 298,0 nm.
3. Semakin besar konsentrasi suatu pelarut yang diukur maka semakin banyak cahaya
radiasi yang diserap sehingga mengakibatkan absorbansinya juga akan semakin
besar.
4. Absorbansi sampel 0,2844 dan konsentrasi sampel 0,962 mg/L.
H. Daftar Pustaka
Day, JR. R. A. dan Underwood. A. L. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam.
Jakarta: Erlangga.
Gandjar, Ibnu Gholib dan Rohman, Abdul. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta:
PUSTAKA PELAJAR
Harvey, David. (2000). Modern Analytical Chemistry. USA: The McGraw-Hill
Companies.
Risa Nurkomarasari, Ersan Yudhapratama dan Fauzi, Redi Ahmad. 2010. Penentuan
Kadar Fe(II) dalam Sampel dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS.
Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia.
Lampiran