Pada percobaan kali ini, dilakukan analisis penentuan kadar besi Fe(II) dalam sampel air

dengan teknik spektrofotometri UV-Vis. Spektrofotometri yang digunakan tepatnya adalah

spektrofotometri cahaya tampak, karena logam besi mempunyai panjang gelombang lebih dari

400nm, sehingga jika menggunakan spktrofotometri UV, logam besi dalam sampel tidak terdeteksi.

Syarat analisis menggunakan visibel adalah cuplikan yang dianalisis bersifat stabil membentuk

kompleks dan larutan berwarna. Oleh karena itu, dalam pennetuan kadar besi dalam air, perlu

ditambahakan hidroksilamin-HCl 5% untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+. Besi dalam keadaan

Fe2+ akan lebih stabil dibandingkan besi Fe3+. Dalam keadaan dasar, larutan besi tidak berwarna

sehingga perlu ditambhankan larutan orto-fenantrolin agar membentuk kompleks larutan berwarna.

Reaksi antara besi dengan orto-fenantrolin merupakan reaksi kesetimbangan dan berlangsung

pada pH 6 sampai 8. Karena alasan tersebut, pH larutan hrus dijaga tetap dengan cara menmbahkan

garam natrium asetat. Penambahan larutan natrium asetat seharusnya dilakukan sebelum

penambahan orto-fenantrolin. Namun pada prakteknya telah dilakukan kesalahan didalam percobaan

yaitu membahkan natrium asetat setelah penambahan orto-fenantrolin sehingga kemungkinan

terdapat endapan Fe(OH)2 atau endapan fosfat. Endapan ini membuat cahaya yang diterima,

dihamburkan oleh larutan sehingga absorbansinya kecil. Kemungkinan yang lain yaitu kesalahan

dalam menandabataskan dan memipet larutan sampel.

Dalam penentuan kadar fe dalam sampel menggunakan spektrofotometri visibel perlu dibuat

larutan standar. Tujuannya adalah untuk membuat kurva kalibrasi yang nantinya akan digunakan

untuk menghitung kadar besi dalam sampel air.

Sebelumnya dilakukan pematchingan kuvet dengan larutan CoCl2 berwarna merah muda.

Sedangkan dalam pengukuran larutan standar dan sampel digunakan blanko berupa campuran

larutan hidroksilamin-HCl, larutan natrium asetat, orto-fenantrolin dan aquades. Larutan kompleks

yang terbentuk berwarna orange.

Langkah selanjutnya adalah penentuan panjang gelombang maksimum. Rentang panjang

gelombang yang diuji adalah 400-600 nm. Dari percobaan, pada panjang gelombang yang berbeda

zat sampel menyerap cahaya dengan absorbansi yang berbeda pula. Semakin besar panjang

gelombang yang diberikan semakin besar pula absorbansinya, namun pada keadaan tertentu nilai

absorbansi kembali menurun dengan bertambahnya panjang gelombang. Jika dilihat dari data

percobaan, pada panjang gelombang 400 nm molekul-molekul dalam larutan standar hanya mampu

memperoleh absorbansi sebesar 0,125 atau hanya 12,5% cahaya yang diserap pada panjang

gelombang tersebut. Nilai absorbansi ini terus meningkat hingga pada panjang gelombang 520 nm

dengan absorbansi 0,453 atau 45,3 % cahaya diserap. Kemudian absorbansi kembali menurun

dengan meningkatnya panjang gelombang. Hal ini berarti pada panjang gelombang tersebut

kemampuan molekul-molekul menyerap cahaya kembali menurun. Dari hasil percobaan ini dapat

disimpulkan bahwa larutan standar tersebut menyerap cahay secara naksimal terjadi pada panjang

gelombang 520 nm.

Kemudian dilakukan pengukuran absorbansi pengukuran deret standar pada panjang

gelombang maksimum 520 nm. Sesuai hukum Lambert beer, A = ε b c, dimana absorbansi sebanding

dengan konsentrasi larutan. Semakin besar konsentrasi larutan, maka absorbansi yang diperoleh

juga akan semakin besar. Dari data absorbansi deret standar ini dibuat kurva kalibrasi dengan

persamaan garis y = 0,207x (persamaan garis y = ax karena melalui titik (0,0)).

Selanjutnya dilakukaan pengukuran absorbansi sampel. Dari percobaan, diperoleh absorbansi

sampel yaitu 0,119. Dari data ini diketahui bahwa konsentrasi sampel sebesar 0,572 ppm dengan

persen kesalahan 43,03%. Kesalahan ini terjadi karena penambahan natrium asetat setelah orto-

fenantrolin, sehingga pembentukan kompleks tidak maksimal dikarenakan larutan tidak terjaga pH

nya. Hal ini membuat larutan tersebut bisa bersifat asam atau basa, sehingga absorbansi larutan juga

ikut terpengaruh.

         Dari pengukuran deret larutan standar diperoleh data konsentrasi dan % transmitansi.

Nilai %transmitansi, kemudian dikonversikan dalam nilai absorbansi yaitu A= -log T. Dari data

tersebut dibuat kurva kalibrasi yaitu plot kedalam grafik hubungan antara konsentrasi dan

transmitansi sehingga grafik yang dihasilkan adalah sebagai berikut :

 

Dari grafik tersebut diperoleh nilai persamaan garis y = 0.207x. Persamaan garis tersebut digunakan

untuk menghitung kadar besi dalam sample air sumur. Secara analisis kualitatif dan data yang

diperoleh, data absorbansi sample air sample dibanding dengan larutan deret standar. Jika ada salah

satu deret larutan standar mempunyai nilai absorbansi yang sama dengan nilai absorbansi  sample

air sumur, maka kemungkinan konsentrasi sample tersebut mengandung kadar besi yang sama

dengan konsentrasi salah satu larutan deret standard tersebut.

      Untuk memastikan hasil analisis kualitatif tersebut, maka dilakukan analisis kuantitatif, dengan

menggunakan persamaan garis y = 0.207x. Melalui perhitungan, diperoleh hasil bahwa konsentrasi

besi dalam sample air sumur yang dianalisis  adalah 0,57488 ppm.  

Pembahasan

Besi merupakan salah satu unsur logam transisi yang memiliki orbital d yang tidak

terisi penuh pada konfigurasinya. Sedangkan tiosianat (CNS-) memiliki elektron bebas

sehingga keduanya dapat membentuk suatu senyawa kompleks yang berikatan koordinasi

dimana besi sebagai penerima pasangan electron dengan menyediakan orbital kosongnya atau

asam Lewis dan bertindak sebagai atom pusat, sedangkan tiosianat bertindak sebagi ligan

atau basa Lewis dengan mendonorkan pasangan elektronnya untuk digunakan bersama. Salah

satu sifat dari senyawa kompleks ini yaitu umumnya dapat membentuk warna dalam larutan,

sehingga dalam penentuan rumus senyawa kompleks besi-tiosianat dapat digunakan teknik

spektrofotometri yaitu dengan mengukur serapan cahaya (absorbansi) dari berbagai

campuran. Kompleks yang terbentuk antara besi dan tiosianat berwarna merah, dan umumnya

juga digunakan dalam analisis kualitatif untuk menguji adanya Fe dalam suatu sampel.

Pada percobaan ini dilakukan penentuan kadar besi (III) dalam beberapa sample air

sumur menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis. Spektrofotometer adalah alat untuk

mengukur transmitans atau absorbansi suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. 

Prinsip kerja dari alat ini adalah interaksi yang terjadi antara energi yang berupa sinar

monokromatis dari suatu sumber sinar dengan materi yang berupa molekul. Spektrum

serapan molekular dalam daerah ultraviolet-visibel bergantung pada struktur elektronik

molekul. Besar energi yang diserap tertentu, dan menyebabkan elektron tereksitasi dari

ground state ke keadaan tereksitasi yang tingkat energinya lebih tinggi. Serapan tidak terjadi

seketika pada daerah ultraviolet-visibel untuk semua struktur elektronik, tetapi hanya terbatas

pada sistem-sistem terkonjugasi, struktur elektronik dengan adanya ikatan  dan nonbonding

elektron (n).

Ion tiosianat (CNS-) dalam KCNS dalam percobaan ini digunakan sebagai

pengompleks besi. Sehingga reaksi yang akan terbentuk nantinya adalah :

Fe3+  +  6CNS-    [Fe(CNS)6]3-

Pembuatan kompleks besi tiosianat dilakukan dalam lingkungan asam nitrat 0,5 –

1,5 N. Prosedur ini harus dilakukan dalam suasana asam, sebab ion besi (III) akan

diendapkan menjadi Fe(OH)3 jika suasananya basa sehingga tidak diperoleh larutan kompleks

yang homogen dan tidak dapat terbaca pada alat spektrofotometer.

Sebelumnya ditentukan lebih dahulu panjang gelombang maksimum dimana

diperoleh absorbansi maksimum yaitu pada panjang gelombang 510 nm, sehingga untuk

pengukuran absorbansi larutan standar maupun sample dilakukan pada panjang gelombang

ini.

Untuk menentukan kadar besi dalam sample air, digunakan suatu kurva standar

untuk memperoleh persamaan regresi linear. Kurva standar ini diperoleh dengan mengukur

absorbansi larutan kompleks besi tiosianat pada konsentrasi yang divariasikan. Absorbansi

yang diperoleh kemudian diplotkan dengan konsentrasi larutan sehingga diperoleh suatu

persamaan garis, yaitu y = 0.047x + 0.012.

Untuk menentukan kadar besi(III) dalam sampel, masing-masing sampel diukur

absorbansinya pada panjang gelombang 510 nm dan ditentukan konsentrasi besi

menggunakan persamaan garis pada kurva standar.

Dari hasil percobaan yang dilakukan diperoleh konsentrasi besi dalam sampel air

berdasarkan pengukuran absorbansinya yaitu, air sumur 0,62 M. Nilai konsentrasi besi yang

sangat kecil bahkan diperoleh nilai negatif karena kemungkinan sampel air yang diteliti

hanya sedikit mengandung besi (III), karena nilai absorbansi sampel yang diukur dengan alat

spektrofotometer sangat kecil dibanding nilai larutan standar  yang konsentrasinya.