ABSTRAK

Polarimeter adalah salah satu instrumen analisis yang dapat dipergunakan

untuk menganalisis keaktifan optik suatu molekul. Polarimetri adalah suatu

metoda analisa yang berdasarkan pada pengukuran daya putaran optis dari suatu

larutan. Daya putaran optis adalah kemampuan suatu zat untuk memutar bidang

getar sinar terpolarisir. Sinar terpolarisir merupakan suatu sinar yang mempunyai

satu arah bidang getar dan arah tersebut tegak lurus terhadap arah rambatannya.

Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar

terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau

atom C kiral dalam senyawa organik, contoh : kuarsa ( SiO2 ) dan fruktosa.

Polarimeter dapat digunakan untuk ; menganalisa zat yang optis aktif,

mengukur kadar gula, dan penentuan antibiotik dan enzim. Terdapat beberapa

syarat senyawa yang dapat dianalisis dengan polarimetri, adalah; memiliki

struktur bidang kristal tertentu (dijumpai pada zat padat); memiliki struktur

molekul tertentu atau biasanya dijumpai pada zat cair. Struktur molekul adalah

struktur yang asimetris,  seperti pada glukosa..

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANG

Cahaya adalah gelombang yang dihasilkan dari medan magnet dan medan

listrik yang saling tegak lurus, sehingga cahaya merupakan gelombang

elektromagnetik, pada proktikum ini cahaya sebagai gelombang dapat dilihat

dengan jelas dengan cara di polarisasi, karena salah satu sifat gelombang adalah

dapat di polarisasi.

I.2 IDENTIFIKASI MASALAH

Cahaya merupakan gelombang elekromagnetik, bagaimana gelombang dapat

dipolarisasi, apa perbedaan gelombang cahaya sebelum dipolarisasi dan setelah

dipolarisasi dan bagaimana larutan zat optic dapat berpengarus terhadap hasil

polarisasi, itu semua merupakan pertanyaan yang akan didapat dalam praktikum

polarimeter.

I.3 TUJUAN PERCOBAAN

1. Menentukan gejala pemutaran bidang polarisasi (sudut putar) oleh zat optik

2.Menentukan sudut putaran khas zat optik aktif setelah mencapai keseimbangan.

3.Menentukan konstanta reaksi dari larutan zat optik aktif.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Menurut Kolthoff, I.M., (1958), polarimeter adalah alat untuk mengukur

besarnya putaran berkas cahaya terpolarisasi oleh suatu zat optis aktif. Zat yang

bersifat optis aktif adalah zat yang memiliki struktur transparan dan tidak simetris

sehingga mampu memutar  bidang polarisasi radiasi. Materi yang bersifat optis

aktif contohnya adalah kuarsa, gula, dan sebagainya. Pemutaran dapat berupa

dextrorotatory (+) bila arahnya sesuai dengan arah putar jarum jam ataupun

levo-rotatory bila arahnya berlawanan dengan jarum jam. Rotasi spesifik

didefinisikan sebagai:

¿¿

Keterangan:

θ = Sudut pada bidang cahaya terpolarisasi

C = Konsentrasi larutan yang digunakan (gram zat terlarut per mL larutan)

L = Panjang bejana yang digunakan (dm)

¿¿ = Rotasi spesifik

Derajat rotasi perputaran bidang polarisasi bergantung pada : 

1. Struktur molekul

2. Temperatur 

3. Panjang gelombang

4. Konsentrasi

5. Panjang tabung polarimeter

6. Banyaknya molekul pada jalan cahaya

7. Pelarut

(http://www.scribe.com/doc/5006057/4-BAB)

Skema kerja polarimeter adalah cahaya dinyalakan dan tabung sampel

kosong, prisma penganalisis diputar sehingga berkas cahaya yang terpolarisasi

oleh prisma pemolarisasi benar-benar terhalangi dan bidang pandang menjadi

gelap. Pada saat ini sumbu prisma dari prisma pemolarisasi dan

prisma penganalisis tegak lurus satu dengan lainnya. Sekarang sampel diletakkan

pada tabung sampel. Jika zat bersifat inaktif (tidak aktif) optis (optically inactive),

tidak ada perubahan yang terjadi. Bidang pandang tetap gelap. Akan tetapi, jika

zat bersifat aktif optis (optical active) diletakkan pada tabung, zat memutar  bidang

polarisasi, dan sebagian cahaya akan melewati penganalisis ke arah pengamat.

Dengan memutar prisma penganalisis searah jarum jam atau berlawanan jarum

jam, pengamat akan sekali lagi menghalangi cahaya dan mengembalikan medan

yang gelap (Hart, H. dan E. Craine, 2003).

Polarimetri adalah pengukuran dan interpretasi dari polarisasi dari garis

gelombang, terutama electromagnetic 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 (Safru, U., 2009).

Menurut Anonim (2012), komponen-komponen alat polarimeter beserta

gambarnya adalah:

1. Lensa kolimator, berfungsi mensejajarkan sinar dari lampu natrium atau dari

sumber cahaya sebelum masuk ke polarisator.

2. Analisator, berfungsi untuk menganalisa sudut yang terpolarisasi. Analisator

dapat diputar-putar untuk menentukan sudut terpolarisasi

3. Tombol On, berfungsi untuk menghidupkan polarisator

4. Wadah sampel (tabung polarimeter), wadah sampel ini berbentuk silinder

yang terbuat dari kaca yang tertutup dikedua ujungnya berukuran

besar dan yang lain berukuran kecil, biasanya mempunyai ukuran

panjang 0.5 ; 1 ; 2 dm

5. Tempat tabung/kolom, berfungsi untuk memasukkan kolom/tabung pada saat

dianalisis

6. Polarisator, berfungsi untuk menghasilkan sinar terpolarisir

7. Sumber Cahaya monokromatis. yaitu sinar yang dapat memancarkan sinar

monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah lampu D

Natrium dengan panjang gelombang 589.3 nm. Selain itu juga dapat

digunakan lampu uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm.

8. Skala lingkar, merupakan skala yang bentuknya melingkar dan pembacaan

skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur - baur

Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang

acak menjadi satu arah getar, sedangkan polarisasi optik adalah salah satu

sifatcahaya yakni jika cahaya itu bergerak beroscillasi dengan arah tertentu.

Terjadi akibat peristiwa berikut :

1. Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan Brewster 

2. Polarisator karena penyerapan selektif 

3. Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO3),

kuarsa, mike, kristal gula, topaz, dan es.

Polarisasi cahaya adalah penguraian cahaya, gambar arah cahayanya merambat

lurus (Anonim, 2009).

Polarimeter adalah salah satu instrumen analisis yang dapat dipergunakan untuk

menganalisis keaktifan optik suatu molekul. Pada polarimeter yang diukur adalah

besarnya sudut pemutaran bidang cahaya terpolarisasi setelah melewati molekul

kiral.

Dalam praktikum ini, bertujuan untuk menentukan sudut putar jenis larutan optik

aktif dengan menngunakan polarimeter dan menentukan konsentrasi larutan optik

aktif dengan menggunakan polarimeter. Alat polarimeter, terdapat beberapa

komponen yaitu, wadah untuk lampu natrium, tempat kolom, analisator, lensa

pengamatan, skala, dan kolom tempat sampel. Komponen alat tersebut memiliki

satu kesatuan fungsi yang saling berkaitan.

Adapun prinsip kerja dari komponen polarisasi tersebut, sebagai berikut :

Cahaya dari lampu sumber (lampu natrium), terpolarisasi setelah melewati prisma

nicol pertama yang disebut polarisator. Cahaya terpolarisasi kemudian melewati

senyawa optis aktif yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi dengan arah

tertentu. Prisma Nicol ke dua yang disebut analisator akan membuat cahaya dapat

melalui celah secara maksimum.

Dalam praktikum yang telah dilakukan, cara pengoperasian alat polarimeter

tersebut pertama-tama adalah untuk memulai penggunaan polarimeter pastikan

tombol power pada posisi on dan biarkan selama 5-10 menit agar lampu

natriumnya siap digunakan. Disini digunakan lampu natrium dengan panjang

gelombang 589.3 nm agar menghasilkan cahaya monokromatik, dimana gas

natrium pijar akan menghasilkan lampu warna kuning. Selain lampu natrium

dapat pula digunakan lampu lain seperti lampu uap raksa dengan panjang

gelombang 546 nm karena dapat menghasilkan cahaya monokromatik.

Pada penentuan sudut putar suatu sampel, selalu mulai dengan menentukan

keadaan nol (zero point) dengan mengisi tabung sampel dengan air suling saja.

Keadaan nol ini perlu untuk mengkoreksi pembacaan atau pengamatan rotasi

optik. Tabung sampel harus dibersihkan sebelum digunakan agar larutan yang

diisikan tidak terkontaminasi zat lain. Pembacaan atau pengamatan bergantung

kepada tabung sampel yang berisi larutan atau pelarut dengan penuh. Perhatikan

saat menutup tabung sampel, harus dilakukan hati-hati agar di dalam tabung tidak

terdapat gelembung udara, karena adanya gelembung udara dapat mengganggu

polarisasi. Bila sebelum tabung diisi larutan didapat keadaan terang, maka setelah

tabung diisi larutan putarlah analisator sampai didapat keadaan terang kembali.

Sebaliknya bila awalnya keadaan gelap harus kembali kekeadaan gelap.

Kemudian catatlah besar rotasi optik yang dapat terbaca pada skala.

Rotasi optis yang diamati atau diukur dari suatu larutan bergantung kepada jumlah

senyawa dalam tabung sampel, panjang jalan atau larutan yang dilalui cahaya,

temperatur pengukuran, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan. Untuk

mengukur rotasi optik, diperlukan suatu besaran yang disebut rotasi spesifik yang

diartikan suatu rotasi optik yang terjadi bila cahaya terpolarisasi melewati larutan

dengan konsentrasi 1 gram per mililiter sepanjang 1 desimeter. Rotasi spesifik

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

¿¿

Keterangan:

θ = Sudut pada bidang cahaya terpolarisasi

C = Konsentrasi larutan yang digunakan (gram zat terlarut per mL larutan)

L = Panjang bejana yang digunakan (dm)

¿¿ = Rotasi spesifik

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 ALAT dan BAHAN PERCOBAAN

1. Polarimeter

Alat untuk mengukur besarnya putaran optik

2. Gelas Kimia

Untuk membuat larutan 10% glukosa monohidrat dalam air suling

3. Gelas Ukur

Sebagai tempat untuk mengukur volume dari larutan yang digunakan

4. 3 Buah tabung gelas ukuran 10cm

Sebagai tempat menyimpan larutan yang digunakan

5. Glukosa monohidrat

Sebagai alat optik yang akan diukur sudut putarnya

6. Air Suling

Untuk dimasukkan kedalam tabung di kalorimeter untuk menentukan titik nol

dan pembanding

7. Neraca

Sebagai alat pengukur massa

III.2 Prosedur Percobaan

A. Menentukan Titik Nol

1.Mengisi masing-masing tabung dengan air suling

2.Memasukkan tabung 10Cm ke dalam kalorimeter

3.Mengukur analisator sehingga seperti pada gambar

4.Mencatat posisi analisator

5.Memutar kembali analisator searah jarum jam sehingga seperti gambar

6.Mencatat posisi analisator

7.Menentukan besar titik nol

8.Melakukan percobaan 3 s.d 7 untuk tabung 15 dan 20 cm

B. Menentukan Sudut Putar Glukosa

1. Membuat larutan 10% Glukosa monohidrat dalam air suling

2. Mengisi masing-masing tabung 10,15,20Cm dengan larutan

3.Melakukan percobaan 2 s.d 6 pada prosedur A

4.Menentukan sudut putar glukosa

C.Mutarotasi

1.Melakukan percobaan 1 s.d 3 pada prosedur B

2.Memasukkan tabung 10cm kedalam polarimeter

3.Melakukan percobaan 2 s.d 6 pada prosedur A selama satu jam setiap 5 menit

4.Menentukan sudut putar larutan

5.Melakukan percobaan 1 s.d 4 untuk tabung 15 dan 20 cm

D.Larutan tak Hingga

1.Mengisi tabung 10,15,dan 20Cm dengan larutan tak terhingga

2.Melakukan percobaan 2 s.d 6 pada prosedur A untuk masing-masing tabung

DAFTAR PUSTAKA

Sutrisno 1979. Seri Fisika , Fisika Dasar, Gelombang dan Optik. Jilid 3. Penerbit

ITB

BAB IV

TUGAS PENDAHULUAN

IV.1 TUGAS PENDAHULUAN

1.Jelaskan cara kerja polarimeter !

Awalnya sinar datang dari sumber cahaya, lalu diteruskan ke

polarizer,setelah di polarisasi sinar akan diteruskan ke sel berisi ke

larutan,selanjuntya ke analizer (prisma terpolarisasi kedua).

Bagian-bagian polarimeter:

a. Sumber  Cahaya

Alat polarimeter terdiri dari beberapa bagian. Bagian yang pertama ialah

sumber cahaya. Sumber cahaya terdiri dari dua jenis, yaitu sumber cahaya

filament dan sumber cahaya natrium.Sumber cahaya filament digunakan untuk

alat model lama, sedangkan sumber cahaya natrium digunakan untuk alat model

baru. Filter dari sumber cahaya natrium ialah filter orange dengan panjang

gelombang 589 nm. Sumber cahaya ditutup agar cahayanya focus dan tidak ada

udara.

b.Prisma Nicole

Bagian lain dari polarimeter ialah prisma Nicole. Bagian ini disebut

polarisator yang berfungsi mengubah cahaya monokromatis menjadi lebih

terpolarisasi.

c. Tabung Sampel

Bagian berikutnya ialah tabung sampel. Tabung sampel  terbuat dari kaca

yang memiliki dua pengaman, yaitu karet dan skrup. Pemasangan pengaman harus

dilakukan secara berurutan jika tidak akan merusak lensa. Urutan pemasangan

ialah lensa, karet, setelah itu baru skrup.

Tabung sampel  terdiri dari bermacam-macam ukuran tergantung jumlah

sampel yang diuji.  Pada saat memasukkan sampel lebih baik yang dibuka ialah

bagian bawahnya supaya tidak ada gelembung udara pada tabung. Pengisian

sampel jangan sampai ada gelembung udara karena dapat menyebabkan

pembiasan cahaya. Bagian gondok pada tabung dirancang untuk menjebak udara

dalam tabung.

d. Prisma Analisator

Prisma analisator merupakan bagian lain dari alat ini. Fungsi prisma ini ialah

untuk mensejajarkan sudut yang dihasilkan dari senyawa aktif optik. Bagian lain

dari polarimeter ialah mikroskop dan skala. Mikroskop berguna untuk

menentukkan cahaya yang sudah sejajar sehingga sudut hitung rotasinya dapat

dilihat dari skala. Bagian yang diatur pada alat polarimeter ini ialah lensa

analisator. Sudut putar adalah sudut yang ditunjukkan oleh analisator setelah sinar

melewati larutan dan membentuk cahaya yang redup. Apabila bidang polarisasi

berputar kea rah kiri (levo) dilihat dari pihak pengamat, peristiwa ini disebut

polarisasi putar kiri. Demikian juga untuk peristiwa sebaliknya (dextro).

e. Skala Lingkar

Skala lingkar merupakan akala yang bentuknya melingkar dan pembiasan

skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur-baur.

f.  Detektor

Detektor pada polarimeter manual yang digunakan sebagai detector adalah mata,

sedangkan polarimeter lain dapat digunakan detector fotoelektrik.

2.Jelaskan mengapa polarimeter hanya baik bekerja jika menggunakan cahaya

Natrium (Na) !

Panjang gelombang Natrium lebih pendek,hingga cahaya yang diteruskan

bisa lebih baik.

BAB V

DATA dan ANALISA

V.1 DATA HASIL PERCOBAAN

Percobaan 1 “ Menentukan Titik Nol “

NOA = 10 Cm B = 15 Cm

ρa ρb ρa ρb1 55 55 151.2 135.22 54.8 53.5 152.3 1353 56.7 54.6 153 135.8

Percobaan 2 “ Menentukan sudut putar glukosa “

NOA = 10 Cm B = 15 Cm

ρa ρb ρa ρb1 44.3 45.2 151.9 152.42 43.8 45.6 151.4 151.53 44.8 46 151.1 151.8

Percobaan 3 “ Mutarotasi “

tA = 10 Cm

ρa ρb5 53.4 156.5

10 55 152.415 58.4 153.620 54 15425 65 138.230 65.3 13335 68 132.4

tA = 10 Cm

ρa ρb5 56 156.8

10 53.3 154.715 48.4 152.4

Percobaan 4 “ Larutan tak hingga “

NOA = 10 Cm B = 15 Cm

ρa ρb ρa ρb1 54.1 58.2 153.8 1542 53.3 54.7 153.6 155.63 54.6 56.8 153.2 156.9

V.2 PENGOLAHAN DATA dan ANALISA

1. Menghitung titik nol terbaik (ρ0)

Menentukan titik nol terbaik dapat menggunakan rumus :

ρo=( ρ(a )−ρ(b ))−(180−ρ(a ))

Dimana pada percobaan ini didapat :

ρ0 = ( 151.2-55 ) – ( 180 – 55 )

= 67.4

Dari sini juga dapat dicari nilaitebaik dari titik nol :

ρ o=

∑i=1

n

ρi

n

Jika dari percobaan dapat dicari :

ρ0=67.4+69.8+69.3

3=68.833

Sehingga dengan rumus yang sama akan didapatkan hasil sebagai berikut :

Untuk air suling

* Untuk panjang a = 10 cm

ρa ρb ρb - ρa (ρg) 180 - ρb ρ0 ρ0 (terbaik)55 151.2 96.2 28.8 67.4

68.8333333

54.8 152.3 97.5 27.7 69.856.7 153 96.3 27 69.3

* Untuk panjang b = 15 cm

ρa ρb ρb - ρa (ρg) 180 - ρb ρ0ρ0

(terbaik)55 135.2 80.2 44.8 35.4

36.353.5 135 81.5 45 36.554.6 135.8 81.2 44.2 37

Untuk Glukosa Monohidrat

* Untuk panjang a = 10 cm

ρa ρb ρb - ρa (ρg) 180 - ρb ρ0 ρ0 (terbaik)44.3 151.9 107.6 28.1 79.5

78.6333333

43.8 151.4 107.6 28.6 7944.8 151.1 106.3 28.9 77.4

* Untuk panjang b = 15 cm

ρa ρb ρb - ρa (ρg) 180 - ρb ρ0ρ0

(terbaik)45.2 152.4 107.2 27.6 79.6

78.245.6 151.5 105.9 28.5 77.446 151.8 105.8 28.2 77.6

Untuk Larutan tak hingga

* Untuk panjang a = 10. cm

ρa ρb ρb - ρa (ρg) 180 - ρb ρ0 ρ0 (terbaik)54.1 153.8 99.7 26.2 73.5

73.0666667

53.3 153.6 100.3 26.4 73.954.6 153.2 98.6 26.8 71.8

* Untuk panjang b = 15. cm

ρa ρb ρb - ρa (ρg) 180 - ρb ρ0 ρ0 (terbaik)58.2 154 95.8 26 69.8

74.4333333

54.7 155.6 100.9 24.4 76.556.8 156.9 100.1 23.1 77

2. Menghitung sudut putaran glukosa dan sudut putaran khas glukosa dan

sesatannya

Untuk menentukan sudut putaran Glukosa (θ), menggunakan rumus :

θ=ρg− ρo

Sehingga akan didapatkan hasil dari sudut putaran :

θ=0−(−1,1)

¿14

Dimana untuk mendapatkan nilai terbaik dari sudut putar bisa didapatkan dengan

merata-ratakan nilai sudut putar yang didpat, contoh :

θ=14+14+26,8 :3

¿18,2677

Dan untuk sesatannya bisa kita gunakan rumus berikut :

Δθ=√∑ θi2−N (θ )2

N−1

kita akan mencari nilai sudut putaran khas glukosa dan sudut putaran glukosa

terbaik dengan menggunakan rumus :

α= θCl

Dimana nilai M (konstanta larutan) didapat dari :

M =

mglukosa (gr )mglukosa( gr )+mair(gr )

Contoh penyelesaiannya pada percobaan kali ini adalah sebagai berikut dan nilai

konsentrasinya 0,1M :

Sehingga dengan metode yang sama akan didapatkan nilai sebagai berikut :

panjang a=10 cm

θglu θglu (best) ∆θglu C.l α α(best)

28.128.5333

30.1154

71

28.128.53333

328.6 28.628.9 28.9

*untuk panjang b=15 cm

θglu θglu (best) ∆θglu C.l α α(best)

27.628.1 0.11547 1

27.628.128.5 28.5

28.2 28.2

3. Buatlah grafik θ(t) terhadap waktu (t)

Glukosa panjang tabung A = 10Cm

0 5 10 15 20 25 30 35 400

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

f(x) = 0.903571428571429 x + 16.2R² = 0.831582924182773

Grafik θ(t) terhadap t

Series2Linear (Series2)

Waktu (Menit)

θ(t)

Glukosa panjang tabung A = 15Cm

4 6 8 10 12 14 160

10

20

30

40

50

60

f(x) = 2.81 x + 5.16666666666666R² = 0.805713527707106

Grafik θ(t) terhadap t

Series2Linear (Series2)

Waktu (Menit)

θ(t)

V.3 ANALISA

Rotasi optis yang diamati atau diukur dari suatu larutan bergantung kepada

jumlah senyawa dalam tabung sampel, panjang jalan atau larutan yang dilalui

cahaya, temperatur pengukuran, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan.

Pada prakrikum polarimeter di dapat data kecendrungan sudut putar akan

cenderung munurun jika mengunakan tabung yang lebih besar, karena panjang

jalan larutan di tabung kecil lebih kecil pada tabung yang besar sehingga cahaya

menghasilkan rotasi optic pada larutan akan semakin besar. Efek dari tempratur

dapat dilihat dari grafik, gradient cenderung naik, semakin lama tabung disinari

akan semakin panas sehingga sumbu putar akan semakin besar, efek dari panjang

gelombang terjadi karena semakin kecil penjang gelombang cahaya, maka

semakin besar energy nya sehingga akan menghasilkan sumbu putar lebih besar.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

VI.1 KESIMPULAN

- Polarimetry adalah pengukuran dan interpretasi dari polarisasi dari garis

gelombang, terutama electromagnetic gelombang, seperti gelombang radio atau

cahaya.. Polarimetry biasanya dilakukan pada gelombang electromagnetic

yangtelah melalui perjalanan atau telah tercermin, refracted, atau diffracted oleh

beberapa bahan untuk menggambarkan objek.

- Dan kita bisa dapat memahami prinsip dan fungsi setiap komponen alat

Polarimeter tersebut dan 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 absorbsi selektif, dan peristiwa hamburan.

VI.2 SARAN

Pada praktikum polarimeter terdapat sedikit masalah yaitu, waktu yang

tidak cukup untuk melakukan praktikum, dan alat polarimeter yang tidak dalam

kondisi yang bagus.