Download - TUGAS RANGKUMAN KITIK
TUGAS RANGKUMAN
KIMIA ANATILITIK
Densitometri, Polarimateri, Kolorimetri, Spektrometri dan
Refraktometri
Oleh:
Valeria Natasha Nindya Putri (240210110042)
UNIVERSITAS PADJADJARAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PANGAN
JATINANGOR
2012
Prinsip-Prinsip dan Cara Kerja Instrumen
1. Densitometri
Densitometry adalah pengukuran kuantitatif densitas/kerapatan optik suatu
bahan yang sensitif terhadap cahaya, seperi film atau bahan transparan, karena
terkena cahaya. Densitas diukur berdasarkan penurunan jumlah cahaya yang
melalui bahan transparan, sering disebut absorptiometry, mengukur absorbsi
cahaya yg melalui medium. Alat pengukurnya disebut Densitometer
(absorptiometer). Densitometer tidak dapat dipakai untuk mengukur warna,
karena nilai yang dipresentasikan berdasarkan panjang gelombang cahaya
tertentu
Densitometri adalah metode analisis instrumental yang berdasarkan
interaksi radio elektromagnetik dengan analit yang merupakan noda pada
KLT. Interaksi radiasi elektromagnetik dengan noda pada KLT yang
ditentukan adalah absorbsi,transmisi,pantulan (refleksi) pendar fluor atau
pemadaman pendar fluor dari radiasi semula. Densitometri lebih di titik
beratkan untuk analisis kuantitatif analit-analit dengan kadar yang sangat kecil
yang perlu dilakukan pemisahan terlebih dahulu dengan KLT.
Prinsip analisis kuantitatif dengan metode densitometri hampir sama
dengan metode spektrofotometri. Penentuan kadar analit yang dikorelasikan
dengan area noda pada KLT akan lebih terjamin kesahihannya dibanding
metode KCKT atau KGC,sebab area noda kromatogram diukur pada posisi
diam atau zig-zag menyeluruh.
Teknik ini di kembangkan pda tahun 1930 oleh ismallof dan
schldber,adsorben di lapiskan pada lempeng kaca yang bertindak sebagai
penunjang fase diam. Fase gerak akan merayap sepanjang fase diem dan
terbentuklah kromatogram penotolan cuplikan berganda dan tersedianya
berbagai metode seperti KCP,KCC, dan kromatografi ekslusi. Kromatografi
lapis tipis merupakan salah satu kromatografi yang berdasarkan adsorbsi,
tahapan analisis dengan kromatografi lapis tipis sama seperti pada
kromatografi kertas. Kelebihan kromatografi lapis tipis di bandingkan dengan
kromatografi kertas adalah waktu elusi yang relatif lebih pendekdan dapat
digunakan untuk analisis kuantitatif.
Sifat umum penyerap-penyerap untuk kromatografi lapis tipis adalah mirip
dengan sifat- sifat penyerap untuk kromatografi kolom. Dua sifat penting
dalam penyerap adalah besar partikel dan homogenitasnya karena adhesi
terhadap penyokong sangat tergantung kepada keduanya.
Harga Rf merupakan karateristik kromatografi kertas dan kromatografi
lapis tipis. Harga ini merupakan ukuran kecepatan migrasi suatu senyawa pada
kromatogram dan pada kondisi konstan merupakan besaran karakteristik dan
reprodusibel. Harga Rf didefinisikan sebagai perbandingan antara jarak
senyawa dari titik awal dan titik tepi muka pelarut dari awal.
Harga Rf = Jarak yang digerakkan oleh senyawa dari titik asal
Jarak yang digerakkan oleh pelarut dari titik asal
Ada beberapa faktor yang menentukan harga Rf yaitu
pelarut,suhu,ukuran dari bejana,kertas dan sifat dari campuran.
2. Spektrofotometri
Prinsip :
Metoda analisa didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis
oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan
menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.
Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombang dan
dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas
untuk komponen yang berbeda.
Cara Kerja Spektrofotometri :
Cahaya dengan panjang berbagai panjang gelombang (cahaya
polikromatis) mengenai suatu zat, maka cahaya dengan panjang gelombang
tertentu saja yang akan diserap. Di dalam suatu molekul yang memegang peranan
penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang ada hingga terbentuk suatu
materi. Elektron-elektron yang dimiliki oleh suatu molekul dapat berpindah
(eksitasi), berputar (rotasi) dan bergetar (vibrasi) jika dikenai suatu energi.
Jika zat menyerap cahaya tampak dan UV maka akan terjadi perpindahan
elektron dari keadaan dasar menuju ke keadaan tereksitasi. Perpindahan elektron
ini disebut transisi elektronik. Apabila cahaya yang diserap adalah cahaya
inframerah maka elektron yang ada dalam atom atau elektron ikatan pada suatu
molekul dapat hanya akan bergetar (vibrasi). Sedangkan gerakan berputar elektron
terjadi pada energi yang lebih rendah lagi misalnya pada gelombang radio.
Atas dasar inilah spektrofotometri dirancang untuk mengukur konsentrasi
suatu suatu yang ada dalam suatu sampel. Dimana zat yang ada dalam sel sampel
disinari dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Ketika cahaya
mengenai sampel sebagian akan diserap, sebagian akan dihamburkan dan
sebagian lagi akan diteruskan.
Pada spektrofotometri, cahaya datang atau cahaya masuk atau cahaya yang
mengenai permukaan zat dan cahaya setelah melewati zat tidak dapat diukur, yang
dapat diukur adalah It/I0 atau I0/It (perbandingan cahaya datang dengan cahaya
setelah melewati materi (sampel)). Proses penyerapan cahaya oleh suatu zat dapat
digambarkan sebagai berikut:
Gambar Proses penyerapan cahaya oleh zat dalam sel sampel. dari gambar
terlihat bahwa zat sebelum melewati sel sampel lebih terang atau lebih banyak di
banding cahaya setelah melewati sel sampel.
3. Refraktometri
Prinsip dan Cara Kerja :
1. Dari gambar dibawah ini terdapat 3 bagian yaitu : Sample, Prisma dan
Papan Skala. Refractive index prisma jauh lebih besar dibandingkan
dengan sample.
2. Jika sample merupakan larutan dengan konsentrasi rendah, maka sudut
refraksi akan lebar dikarenakan perbedaan refraksi dari prisma dan sample
besar. Maka pada papan skala sinar “a” akan jatuh pada skala rendah.
3. Jika sample merupakan larutan pekat / konsentrasi tinggi, maka sudut
refraksi akan kecil karena perbedaan refraksi prisma dan sample kecil.
Pada gambar terlihar sinar “b” jatuh pada skala besar
Dari penjelasan di atas jelas bahwa konsentrasi larutan akan berpengaruh secara
proporsional terhadap sudut refraksi. Pada prakteknya Refractometer akan ditera
pada skala sesuai dengan penggunaannya. Sebagai contoh Refractometer yang
dipakai untuk mengukur konsentrasi larutan gula akan ditera pada skala gula.
Begitu juga dengan refractometer untuk larutan garam, protein dll.
Konsentrasi bahan terlarut sering dinyatakan dalam satuan Brix(%) yaitu
merupakan pronsentasi dari bahan terlarut dalam sample (larutan air). Kadar
bahan terlarut merupakan total dari semua bahan dalam air, termasuk gula, garam,
protein, asam dsb. Pada dasarnya Brix(%) dinyatakan sebagai jumlah gram dari
cane sugar yang terdapat dalam larutan 100g cane sugar. Jadi pada saat mengukur
larutan gula, Brix(%) harus benar-benar tepat sesuai dengan konsentrasinya.
4. Kolorimetri
Kolorimetri merupakan suatu metoda analisa kimia yang didasarkan pada
tercapainya kesamaan besaran warna antara larutan sampel dengan larutan standar
dengan menggunakan sumber cahaya polikromatis dan detektor mata. Metoda ini
didasarkan pada penyerapan cahaya tampak dan energi radiasi lainnya oleh suatu
larutan.
Metoda ini dapat diterapkan untuk penentuan komponen zat warna ataupun
komponen yang belum bewarna, namun dengan menggunakan reagen pewarna
yang sesuai dapat menghasilkan senyawa bewarna yang merupakan fungsi dari
kandungan komponennya. Jika telah tercapai kesamaan warna berarti jumlah
molekul zat penyerap yang dilewati sinar pada kedua sisi tersebut telah sama dan
ini dijadikan dasar perhitungan. Contohnya adalah larutan nitrit dibuat berwarna
dengan pereaksi sulfanilamida dan N-(1-naftil)-etilendiamin. Jumlah radiasi yang
diserap berbanding lurus dengan konsentrasi zat penyerap dalam larutan.
Absorbsi sinar UV atau sinar tampak oleh suatu molekul umumnya
menghasilkan eksitasi elektron bonding, akibatnya panjang gelombang absorbsi
maksimum dapat dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada pada molekul yang
sedang diselidiki. Oleh karena itu spektroskopi serapan molekul berharga untuk
mengindentifikasi gugus-gugus fungsional yang ada dalam suatu molekul. Akan
tetapi yang lebih penting adalah penggunaan spektroskopi serapan ultra violet dan
sinar tampak untuk penentuan kuantitatif senyawa-senyawa yang mengandung
gugus-gugus pengabsorbsi.
Kolorimetri terbagi atas 2 metoda, yaitu :
a) Kolorimetri visual
Menggunakan mata sebagai detektor.
b) Fotometri
5. Polarimeter
Polarisasi oleh refleksi telah ditemukan pada 1808 oleh Etienne
malus (1775-1812). Malus, yang telah melakukan percobaan pembiasan
ganda bekerja pada saat bekerja pada teori efek, mengamati dari
pengaturan cahaya matahari, tercermin dari jendela yang dekat jendela,
melalui kristal dari Islandia Spar. Seperti dia diputar kristal, kedua gambar
matahari bergantian menjadi lebih kuat dan lebih lemah, tetapi tidak
pernah ada pemadaman lengkap. Hampir sekaligus dia berulang
percobaan dikontrol kondisi di bawah, dan menemukan bahwa sudut
yang lengkap pemadaman yang tercermin ray adalah untuk memperoleh air
dan kaca. Polarimeter adalah perangkat untuk belajar yang transparan
sampel antara crossed polarizing perangkat. Jean-Baptiste Biot (1774-1862)
mengembangkan polarimeter di sebelah kanan, yang dibuat oleh Soliel / ca
Duboscq Paris. 1850. 1850, Polarizer yang di sisi kanan menggunakan
satu piring, dari kaca, sementara di sebelah kiri analyzer
menggunakan timbunan dari kaca piring. Sampel dilaksanakan antara
kedua perangkat. Ini adalah aparat di Dartmouth College.
Pada Polarimeter terdapat polarisator dan analisator.
Polarimeter adalah Polaroid yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan
anlisator adalah Polaroid yang dapat menganalisa/mempolarisasikan cahaya.
Polarimeter adalah dasar ilmiah alat yang digunakan untuk
melakukan pengukuran ini, walaupun ini istilah yang jarang digunakan
untuk menjelaskan sebuah polarimetry proses yang dilakukan oleh
komputer, seperti dilakukan di polarimetric sintetis kecepatan rana radar.
Polarimetry film yang tipis dan permukaan yang umum dikenal sebagai
ellipsometry.
Polarimeter dapat digunakan untuk mengukur berbagai sifat
optis suatu material, termasuk bias-ganda linier, bias-ganda lingkar
(juga mengenal sebagai putar optis atau dispersi putar berhubung
dengan mata), dikroisme linier, dikroisme lingkar dan menyebar.
Apabila cahaya melalui polarisator maka bidang getar polarisator
akan diserap atau dipadamkan sehingga cahaya yang dapat melalui
polarisator adalah cahaya yang mempunyai bidang getar Polarimeter.
Sebaliknya cahaya yang melalui analisator maka bidang getar
polarisator akan dipadamkan dan yang tinggal hanyalah cahaya yang
mempunyai bidang getar analisator.
Polarimetry adalah pengukuran dan interpretasi dari polarisasi
dari garis gelombang, terutamaelectromagnetic gelombang, seperti
gelombang radio atau cahaya.. Polarimetry biasanya dilakukan pada
gelombang electromagnetic yang telah melalui perjalanan atau telah
tercermin, refracted, atau diffracted oleh beberapa bahan untuk
menggambarkan bahwa objek.
Polarimeter menjadi penafsiran dan pengukuran dari polarisasi
gelombang transversal, paling khususnya gelombang elektromagnetis,
seperti gelombang cahaya atau radio. Secara khas Polarimeter dilaksanakan
pada atas gelombang elektromagnetis yang sudah menempuh
perjalanan melalui/sampa atau telah dicerminkan, membelokkan, atau
diffracted oleh beberapa material dalam rangka menandai obyek itu.
Beberapa arkais dan dalam beberapa saat ini digunakan. Yang
paling sensitive polarimeters didasarkan pada interferometers, sedangkan
lebih konvensional polarimeters adalah berdasarkan perjanjian yang
polarising filter, gelombang piring atau perangkat lain.
Suatu Polarimeter menjadi instrumen yang ilmiah yang basis
dasar dulu membuat pengukuran ini, walaupun istilah ini jarang digunakan
untuk menguraikan suatu proses Polarimeter yang dilakukan oleh suatu
komputer, seperti dilakukan dalam lobang bidik kamera radar buatan
polarimetric.
Untuk mengukur ini berbagai kekayaan, di sana telah menjadi
banyak perancangan Polarimeter. Beberapa kuno dan beberapa di dalam
penggunaan sekarang. Yang paling sensitip Polarimeter didasarkan pada
meter interferensi, sedang lebih konvensional Polarimeter didasarkan
pada pengaturan polarising saringan, lempeng gelombang atau alat lain.
Polarimetry dapat digunakan untuk mengukur berbagai properti
optik dari bahan, termasuk linear birefringence, surat edaran birefringence
(juga dikenal sebagai optik rotasi optik atau rotary pertebaran), linear
dichroism, surat edaran dichroism dan penghamburan
Apabila diketahui besar sudut putar bidang polarisasi oleh
larutan yang diperiksa maka kadar/konsentrasi zat optis aktif dalam larutan
yang dipergunakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
P = Bt . C . L Di
mana :
P = Besarnya sudut antara bidang polarisasi (hasil pengamatan ) Bt= Sudut
putar spesifik zat optis aktif yang digunakan pada toC. C = Kadar/
konsentrasi zat optis aktif ( gram/cc)
L = Panjang tabung pemeriksa
Catatan :Bt diperoleh pada tabel (dengan standar temperatur 20oC )
Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya
yang acak menjadi satu arah getar.
Misalnya, sering radars mempertimbangkan polarisasi gelombang di
pos-pengolahan untuk meningkatkan pemeranan dari target. Dalam hal ini,
polarimetry dapat digunakan untuk memperkirakan tekstur halus dari
bahan, membantu menyelesaikan orientasi struktur kecil di sasaran, dan
apabila circularly-polarized antena yang digunakan, jumlah tersebut
bouncing dari sinyal yang diterima (yang chirality dari circularly polarized
dengan gelombang alternates setiap refleksi).
Dalam hubungan dengan Polarimeter cahaya, maka cahaya dinyatakan
sebagai gelombang elektromagnetik tang transversal (tegak lurus dengan
arah rambatnya). Cahaya umumnya mempunyai bermacam- macam panjang
gelombang, di mana bila dibiaskan melalui prisma kaca akan terurai
menjadi beberapa warna cahaya yang dikenal sebagai spectrum. Itu
tiap-tiap warna cahaya disebut sebagai cahaya monokromatik.
Dalam alat Polarimeter ini cahaya monokromatik dihasilkan dengan
menggunakan sodium lamp (lampu natrium) di mana gas natrium pijar
akan menghasilkan lampu warna kuning.
Cahaya monokromatik pada dasarnya mempunyai bidang getar yang
banyak sekali. Bila dikhayalkan maka bidang getar tersebut akan tegak
lurus pada bidang datar. Bidang getar yang banyak sekali ini secara
mekanik dapat dipisahkan menjadi dua bidang getar yang saling tegak
lurus.
Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan (Hukum Brewster)tg ip = n2/n1 ip + r = 90º
ip = sudut polarisasi
Gambar polarisasi pada gelombang
Baik gelombang transversal maupun longitudinal menunjukkan gejala
interferensi dan difraksi. Akan tetapi, efek polarisasi hanya dapat
dialami oleh gelombang transversal saja.olarisasi tidak terjadi pada
gelombang longitudional seperti bunyi. Polarisasi dapat divisualisasi
dengan membayangkan gelombang transversal pada seutas tali. Ada
banyak gelombang dengan berbagai arah getar. Gelombang dengan
berbagai arah getar seperti ini disebut gelombang tak terpolarisasi.
Misalkan sekarang tali yang memiliki banyak arah getar (dalam
hal ini disederhanakan menjadi 2 arah getar) melewati sebuah celah
vertical (polarisator). Celah tersebut hanya melewatkan gelombang yang
arah getanya vertical. Gelombang yang hanya memiliki satu arah getar
seperti itu disebut gelomabang terpolarisasi. Jadi, polarisasi adalah
terserapnya sebagaian arah getar gelombang sehingga gelombang hanya
memiliki satu arah getar.
Sinar alami, misalnya sinar matahari pada umumnya bukan sinar
terpolarisasi. Simbol untuk sinar yang tidak terpolarisasi
adalah
sedangkan simbol untuk sinar terpolarisasi adalah
atau
Fakta bahwa cahaya mengalami polarisasi menunjukkan bahwa
cahaya merupakan gelombang transversal. Cahaya dapat terpolarisasi
karena peristiwa pemantulan, peristiwa pembiasan dan pemantulan,
peristiwa bias kembar, peristiwa absorbs selektif, dan peristiwa
hamburan.
Polarisasi karena pemantulan
Bila sinar datang pada cermin datar dengan sudut datang 570, maka sinar
pantul merupakan sinar terpolarisasi seperti pada gambar di samping.
Polarisasi karena pembiasan dan PemantulanCahaya terpolarisasi dapat diperoleh dari pembiasan dan pemantulan.
Hasil percobaan para ahli fisika menunjukkan bahwa cahaya pemantulan
terpolarisasi sempurna jika sudut datang θ1 mengakibatkan sianr bias
dengan sinar pantul saling tegak lurus. Sudut datang seperti itu disebut sudut
polarisasi atau sudut Brewster.
Polarisasi karena pembiasan ganda (bias kembar)Jika cahaya melalui kaca, maka cahaya lewat dengan kelajuan yang
sama ke segala arah. Ini disebabkan kaca hanya memiliki satu indeks
bias. Tetapi, bahan-bahan kristal tertentu seperti kalsitt dan kuarsa
memiliki dua indeks bias sehingga kelajuan cahay tidak sama untuk
segala arah. Jadi, cahaya yang melalui bahan ini akan mengalami
pembiasan ganda.
Gambar pembiasan ganda pada kristal tertentu menghasilkan berkas
istimewa yang terpolarisasi
Gambar di atas memperlihatkan sebuah berkas cahaya tak
terpolarisasi jatuh pada kristal kalsit. Sinar yang keluar dari kristal terpisah
menjadi dua bagian, yakni sianr biasa (tidak dibelokkan) dan sinar
istimewa (dibelokkan). Sinar biasa tak terpolarisasi, tetapi sianr istimewa
terpolarisasi.