ABSTRAK

Spektrofotometri merupakan alat

untuk mengukur transmitan atau absorban

suatu sampel sebagai fungsi panjang

gelombang yang telah banyak digunakan

khususnya pada laboratorium optik karena

metode analisa di dasarkan pada

pengukuran serapan  sinar monokromatis

oleh suatu lajur larutan berwarna pada

panjang gelombamg spesifik dengan

menggunakan monokromator prisma atau

kisi difraksi dengan detektor fototube.

Dalam percobaan yang telah di lakukan,

spektrofotometer yang di gunakan

memiliki sumber cahaya monokromatis

(Laser He-Ne) dan photodetector. Larutan

sampel yang digunakan dalam percobaan

adalah larutan gula C12H22O11 . Perhitungan

dengan hasil dari percobaan dilakukan

berdasarkan pada hukum Lambert-Beer

dimana tegangan diasumsikan sebagai It

(Intensitas sinar yang diterima

photodetektor).

Kata kunci : Spektrofotometri, Laser He-

Ne, Larutan gula C12H22O11.

PENDAHULUAN

Spektrofotometri merupakan suatu

metoda analisa yang 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.

Spektrofotometer adalah alat untuk

mengukur transmitan atau absorban suatu

sampel sebagai fungsi panjang gelombang.

Sedangkan pengukuran menggunakan

spektrofotometer ini, metoda yang

digunakan sering disebut dengan

spektrofotometri. Spektrofotometri dapat

dianggap sebagai perluasan suatu

pemeriksaan visual dengan studi yang

lebih mendalam dari absorbsi energi.

Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur

pada berbagai panjang gelombang dan

dialirkan oleh suatu perekam untuk

menghasilkan spektrum tertentu yang khas

untuk komponen yang berbeda.

Absorbsi sinar oleh larutan

mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

A =     log ( Io / It )         =  a b c

Keterangan  :

Io = Intensitas sinar datang

It = Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absorptivitas

b = Panjang sel/kuvet

c = konsentrasi (g/l)

A = Absorban

Spektrofotometri merupakan bagian

dari fotometri dan dapat dibedakan dari

filter fotometri sebagai berikut :

1. Daerah jangkauan spektrum

Filter fotometer hanya dapat

digunakan untuk mengukur serapan sinar

tampak (400-750 nm). Sedangkan

spektrofotometer dapat mengukur serapan

di daerah tampak, UV (200-380 nm)

maupun IR (> 750 nm).

2. Sumber sinar

Sesuai dengan daerah jangkauan

spektrumnya maka spektrofotometer

menggunakan sumber sinar yang berbeda

pada masing-masing daerah (sinar tampak,

UV, IR). Sedangkan sumber sinar filter

fotometer hanya untuk daerah tampak.

3. Monokromator

Filter fotometer menggunakan

filter sebagai monokrmator. Tetapi pada

spektro digunakan kisi atau prisma yang

daya resolusinya lebih baik.

4. Detektor

-   Filter fotometer menggunakan detektor

fotosel

-   Spektrofotometer menggunakan tabung

penggandaan foton atau fototube.

Komponen utama dari

spektrofotometer yaitu :

1. Sumber cahaya

Untuk radisi kontinu :

- Untuk daerah UV dan daerah tampak :

- Lampu wolfram (lampu pijar)

menghasilkan spektrum kontiniu pada

gelombang 320- 2500 nm.

- Lampu hidrogen atau deutrium (160 -375

nm)

- Lampu gas xenon (250-600 nm)

Untuk daerah IR

Ada tiga macam sumber sinar yang dapat

digunakan :

- Lampu Nerst,dibuat dari campuran

zirkonium oxida (38%) Itrium oxida 

(38%) dan erbiumoxida (3%)

- Lampu globar dibuat dari silisium

Carbida (SiC).

- Lampu Nkrom terdiri dari pita nikel

krom dengan panjang gelombang 0,4 – 20

nm

- Spektrum radiasi garis UV atau tampak :

- Lampu uap (lampu Natrium, Lampu

Raksa)

- Lampu katoda cekung/lampu katoda

berongga

- Lampu pembawa muatan dan elektroda

(elektrodeless dhischarge lamp)

- Laser

2. Pengatur Intensitas

Berfungsi untuk mengatur

intensitas sinar yang dihasilkan oleh

sumber cahaya agar sinar yang masuk

tetap konstan.

3. Monokromator

Berfungsi untuk merubah sinar

polikromatis menjadi sinar

monokromatis sesuai yang dibutuhkan

oleh pengukuran

Macam-macam monokromator :

-   Prisma

-   kaca untuk daerah sinar tampak

-   kuarsa untuk daerah UV

-   Rock salt (kristal garam) untuk daerah

IR

-  Kisi difraksi

Keuntungan menggunakan kisi :

-  Dispersi sinar merata

-  Dispersi lebih baik dengan ukuran

pendispersi yang sama

-  Dapat digunakan dalam seluruh

jangkauan spektrum

4. Kuvet

Pada pengukuran di daerah sinar

tampak digunakan kuvet kaca dan daerah

UV digunakan kuvet kuarsa serta kristal

garam untuk daerah IR.

5. Detektor

Berfungsi untuk merubah sinar

menjadi energi listrik yang sebanding

dengan besaran yang dapat diukur.

Syarat-syarat ideal sebuah detektor :

- Kepekan yang tinggi

- Perbandingan isyarat atau signal

dengan bising tinggi

- Respon konstan pada berbagai

panjang gelombang.

- Waktu respon cepat dan signal

minimum tanpa radiasi.

- Signal listrik yang dihasilkan harus

sebanding dengan tenaga radiasi.

Macam-macam detektor :

-    Detektor foto (Photo detector)

-    Photocell

-    Phototube

-    Hantaran foto

-    Dioda foto

-    Detektor panas

6. Penguat (amplifier)

Berfungsi untuk memperbesar arus

yang dihasilkan oleh detektor agar dapat

dibaca oleh indikator.

7. Indikator

Dapat berupa :

- Recorder

- Komputer

Laser He – Ne merupakan salah satu

tipe laser dimana medium aktif dari laser

ini adalah gas helium neon. Laser He-Ne

sering digunakan dalam bidang optik

dikarenakan compact, portable dan mudah

digunakan sebagai sumber cahaya yang

terlihat untuk berbagai keperluan seperti

penilitian.

Laser Helium Neon

Mekanisme populasi inverse pada

laser He-Ne meliputi kombinasi dari

tumbukan electron He dengan taranfer

electron dari helium ke neon.

Perbandingan campuran gas ini berkisar

90% helium dan 10% neon. Senyawa

gabungan gas helium dan neon

ditempatkan pada rongga tertutup,

resonant cavity, yang diapit oleh dua buah

cermin. Salah satu cermin memantulkan

berkas foton secara sempurna dan yang

lainya memantulkan sebagian. Pemantulan

dari cermin ini berfungsi untuk

memperkuat cahaya laser. Ketika terjadi

proses penembakan gas, electron akan

terakslerasi turun dari tabung yang

kemudian akan menumbuk atom helium,

sehingga atom tersebut akan tereksitasi ke

tingkat energi yang lebih tinggi.

Gula

Gula merupakan karbohidrat

sederhana yang menjadi sumber energi dan

komoditi perdagangan utama. Gula paling

banyak diperdagangkan dalam bentuk

kristal sukrosa padat. Gula digunakan

untuk mengubah rasa menjadi manis dan

keadaan makanan atau minuman. Gula

sederhana, seperti glukosa (yang

diproduksi dari sukrosa dengan enzim atau

hidrolisis asam), menyimpan energi yang

akan digunakan oleh sel. (Wikipedia :

2011)

METODOLOGI PENELITIAN

Bahan

Bahan yang digunakan dalam

percobaan ini antara lain: akuades dan gula

pasir.

Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam

percobaan ini antara lain: seperangkat laser

He-Ne, voltmeter digital, timbangan

digital, kuvet, tabung reaksi, lem cair dan

seperangkat photodetector.

Cara Kerja

1.Perangkat laser He-Ne dan photodetector

yang telah terhubung dengan voltmeter

disusun sedemikian rupa hingga berkas

laser yang timbul dapat jatuh tepat di

sensor photodetector.

2. Kuvet dibersihkan sebersih mungkin

kemudian diletakkan tepat diantara

perangkat laser dan photodetector dan

diusahakan berkas laser melewati tepat

pada badan kuvet dan tidak berubah-ubah

posisinya (kami gunakan lem untuk

melekatkan kuvet).

3. Nyalakan laser, kemudian hitung nilai

voltase pada voltmeter pada keadaan kuvet

kosong.

4. Buat larutan akuades dan gula pada

tabung reaksi sebanyak 10 jenis beda

konsentrasi, mulai dari larutan dengan 0,5

gram gula hingga 5 gram gula yang diukur

menggunakan timbangan digital.

5. Masukkan tiap larutan secara bergantian

pada kuvet untuk diambil nilai

absorbansinya, mulai dari konsentrasi

terkecil hingga terbesar dan pembacaan

nilai pada voltmeter diambil yang terbesar.

6. Kemudian berdasarkan Hukum

Lambert-Beer, yaitu :

A = log ( Io / It ) =  a b c

Keterangan  :

Io = Intensitas sinar datang

It = Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absorptivitas

b = Panjang sel/kuvet

c = konsentrasi (g/l)

A = Absorban

Maka akan didapatkan besarnya nilai a

(absortivitas). Artinya, konsentrasi

semakin tinggi maka absorbansi yang

dihasilkan semakin tinggi, begitupun

sebaliknya konsentrasi semakin rendah

jika nilai absorbansinya semakin rendah

pula.

HASIL

Panjang kuvet = 1,4 cm

V ( kuvet berisi air ) = 17,79 cm

Volume air = 15 ml

Mr gula = 342

Konsentr

asi

sampel

(C)

dalam

Mol/liter

Intensi

tas

sinar

datang

(Io)

dalam

volt

Intensit

as sinar

yang

diterusk

an (It)

dalam

volt

Absorba

nsi (A)

0,0974 17,79 17,79 0

0,1949 17,79 17,80 -0,00024

0,2924 17,79 17,81 -0,00048

0,3898 17,79 17,80 -0,00024

0,4873 17,79 17,80 -0,00024

0,5847 17,79 17,80 -0,00024

0,6822 17,79 17,80 -0,00024

0,7797 17,79 17,79 0

0,8771 17,79 15,81 0,05124

0,9746 17,79 13,85 0,10872

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

f(x) = 0.0834030842834235 x − 0.0288768872067579

Grafik Absorbansi terhadap Konsentrasi

Ab-sorba...

Konsentrasi

Abs

orba

nsi

Y = 0,0834x – 0,0289

m = a.b

a = m/ b = 0,0834/1,4 = 0,0595

Dalam eksperimen yang dilakukan,

cahaya yang diserap diukur sebagai

absorbansi (A) It/I0 atau I0/It (perbandingan

cahaya datang dengan cahaya setelah

melewati materi (sampel) sedangkan

cahaya yang hamburkan diukur sebagai

transmitansi (T), dinyatakan dengan

hukum lambert-beer atau Hukum Beer

yang berbunyi: “jumlah radiasi cahaya

tampak (ultraviolet, inframerah dan

sebagainya) yang diserap atau

ditransmisikan oleh suatu larutan

merupakan suatu fungsi eksponen dari

konsentrasi zat dan tebal larutan.

Secara eksperimen, hukum Lambert-beer

akan terpenuhi apabila peralatan yang

digunakan memenuhi kriteria-kriteria

berikut:

1. Sinar yang masuk atau sinar yang

mengenai sel sampel berupa sinar

dengan dengan panjang gelombang

tunggal (monokromatis).

2. Penyerapan sinar oleh suatu

molekul yang ada di dalam larutan

tidak dipengaruhi oleh molekul

yang lain yang ada bersama dalam

satu larutan.

3. Penyerapan terjadi di dalam

volume larutan yang luas

penampang (tebal kuvet) yang

sama.

4. Penyerapan tidak menghasilkan

pemancaran sinar pendafluor.

Artinya larutan yang diukur harus

benar-benar jernih agar tidak

terjadi hamburan cahaya oleh

partikel-partikel koloid atau

suspensi yang ada di dalam larutan.

5. Konsentrasi analit rendah. Karena

apabila konsentrasi tinggi akan

menggangu kelinearan grafik

absorbansi versus konsntrasi.

Berdasarkan hasil spektofotometri yang

didapatn ini terlihat bahwa pada grafik

absorbansi terhadap konsentrasi, tidak

didapatkan grafik yang linier. Semakin

tinggi konsentrasi sampel maka intensitas

cahaya yang diteruskan (It) akan semakin

kecil. Hasil yang didapatkan ini tidak

sesuai dengan literatur. adapun faktor-

faktor yang sering menyebabkan kesalahan

dalam menggunakan spektrofotometer

dalam mengukur konsentrasi :

1. Adanya serapan oleh pelarut. Hal

ini dapat diatasi dengan

penggunaan blangko, yaitu larutan

yang berisi selain komponen yang

akan dianalisis termasuk zat

pembentuk warna.

2. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang

ada biasanya dari bahan gelas atau

kuarsa, namun kuvet dari kuarsa

memiliki kualitas yang lebih baik.

3. Kesalahan fotometrik normal pada

pengukuran dengan absorbansi

sangat rendah atau sangat tinggi,

hal ini dapat diatur dengan

pengaturan konsentrasi, sesuai

dengan kisaran sensitivitas dari alat

yang digunakan (melalui

pengenceran atau pemekatan).

KESIMPULAN

Alat spektrofotometri sederhana

dengan menggunakan sensor He-

Ne ini adalah alat untuk

menentukan nilai konsentrasi kadar

suatu zat dalam larutan, salah

satunya kadar gula.

Dari percobaan diperoleh konsentrasi

larutan gula dengan persamaan garis

regresi : Y = 0,3926x + 0,0545

Nilai absortivitas : a = m/ b =

0,0834/1,4 = 0,0595

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. “Gula”. http://id.wikipedia.org/wiki/Gula diakses pada tanggal 7 Januari 2012. Pukul 18.00 WIB.

Eko. 2010. “SPEKTROFOTOMETRI”. http://ekop07.student.ipb.ac.id/2010/06/19/spektro fotometri/ diakses pada tanggal 7 Januari 2012. Pukul 18.45 WIB.

Giwangkara, E.G. 2007. “Spektrofotometri Infra Merah”. http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/spektrofotometri_infra_merah/ diakses pada tanggal 7 Januari 2012. Pukul 18.15 WIB.

Keenan R. 1992. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

Panji, dkk. 2010. “SPEKTROFOTOMETER”. http://panjicm.wordpress.com/2010/07/15/31/ diakses pada tanggal 8 Januari 2012. Pukul 08.55 WIB.

Ratna, dkk. 2009. “Konsentrasi Larutan”. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/konsentrasi-larutan-2/ diakses pada tanggal 8 Januari 2012. Pukul 09.05 WIB.

Ricci, Ignacio. 2008. “Laser Helium Neon (He-Ne)”. http://magnafandy.wordpress.com/ 2008/06/11/laser-helium-neon-he-%E2%80%93-ne/ diakses pada tanggal 8 Januari 2012. Pukul 09.20 WIB.

Saputra, Yoki Edy. 2009. “Spektrofotometri”. http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/ kimia_analisis/spektrofotometri/ diakses pada tanggal 8 Januari 2012. Pukul 09.35 WIB.