LAPORAN RESMIPRAKTIKUM ANALISIS SENYAWA KIMIAPERCOBAAN IVPENENTUAN KADAR BESI (Fe) DALAM SAMPELDENGAN TEKNIK SPEKTROFOTOMETER UV-VIS

Disusun oleh :Nama: RatnasariNIM: 12312241016Jurusan: Pendidikan IPA A 2012Tanggal Praktikum: 04 November 2015Kelompok: II B

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAMFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2015PENENTUAN KADAR BESI (Fe) DALAM SAMPELDENGAN TEKNIK SPEKTROFOTOMETER UV-VISA. JudulPenentuan kadar besi (Fe) dalam suatu sampel dengan spektrometer UV-Vis

B. Tujuan1. Menentukan kadar Fe (II) dalam sampel dengan spektofotometer UV-Vis2. Dapat mengoperasikan alat spektofotometer UV-Vis

C. Kajian PustakaBesi adalah salah satu elemen yang dapat ditemui hampir pada setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya besi yang ada di dalam air dapat bersifat terlarut sebagai Fe2+ atau Fe3+. Besi berperan penting dalam tubuh untuk memenuhi kebutuhan akan unsur dalam mengatur metabolisme tubuh. Namun, jika jumlah kadar besi yang dikonsumsi terlalu berlebihan, hal ini akan membahayakan kesehatan. Kadar besi yang terlalu tinggi bisa menyebabkan kerusakan hati, ginjal, dan syaraf (Tuti Rahayu, 2004).Penentuan kadar besi (Fe) dalam air minum dapat dilakukan dengan metode spektroskopi UV-Vis, berdasarkan penyerapan sinar tampak oleh suatu larutan berwarna. Spektrofotometri UV-Visible adalah bagian teknik analisa spektroskopi yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ultraviolet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrument spektrofotometer (Mulja, Muhammad :1995). Pada spektroskopi UV-Vis, jumlah cahaya yang diserap (A) berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Hanya larutan senyawa yang berwarna yang dapat ditentukan dengan metode ini dan senyawa tak berwarna dapat dibuat berwarna dengan mereaksikannya dengan pereaksi yang menghasilkan senyawa berwarna. Contohnya ion Fe3+ dengan ion CNS- menghasilkan larutan berwarna merah.Pada metode spektroskopi ultraviolet, cahaya yang diserap bukan cahaya tampak tapi cahaya ultraviolet. Dengan cara ini larutan tak berwarna dapat diukur, contoh aseton dan asetaldehid. Pada spektroskopi ini energi cahaya terserap digunakan untuk transisi elektron. Karena energi cahaya UV lebih besar dari energi cahaya tampak maka energi UV dapat menyebabkan transisi elektron. Ketika cahaya dengan panjang berbagai panjang gelombang (cahaya polikromatis) mengenai suatu zat, maka cahaya dengan panjang gelombang tetentu 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 gelombang radio.Atas dasar inilah spektrofotometri dirancang untuk mengukur konsentrasi sesuatu 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/Io atau Io/It (perbandingan cahaya datang dengan cahaya setelah melewati materi (sampel) (Maryati, M.Si, dkk : 2015).Penentuan kadar besi biasanya berdasarkan pada pembentukan senyawa kompleks berwarna antara besi (II) dengan orto-penantrolin yang dapat menyerap sinar tampak secara maksimal pada panjang gelombang tertentu. Larutan besi (II) adalah senyawa anorganik, maka dari itu ditambahkan dengan larutan Orto-phenantroline untuk membentuk senyawa kompleks Fe-Ortophenatroline dan reaksinya sebagai reaksi berikut :

Larutan ini berwarna jingga, dengan Orto-phenantroline sendiri bereaksi pada konsentrasi 1 : 500.000. Sementara itu pewarna merah yang disebabkan oleh kation kompleks [Fe(C18H8N2)3]2+ dalam larutan yang sedikit asam (pH 2,5-3,0). Besi (III) tak mempunyai efek dan harus direduksi dulu menjadi keadaan bivalen dengan hidroksiamina jika reagensia hendak dipakai untuk menguji besi.Reaksi yang terjadi pada reduksi besi (III) menjadi besi (II) dengan hidroksilamina pada suasanan asam adalah sebagai berikut :4 Fe3+ + 2NH2OH 4Fe2+ + N2O + H2 + 4H+Pada persiapan larutan, sebelum pengembangan warna perlu ditambahkan didalamnya pereduksi seperti hidroksilamina HCl yang akan mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+. Namun pH larutan harus dijaga pada 6-7 dengan cara menambahkkan ammonia dan natrium asetat. (Hendayana, S, dkk,2001 : 22).Dengan menggunakan penentuan kadar konsentrasi, suatu senyawa dilakukan dengan membandingkan kekuatan serapan cahaya oleh larutan sampel terhadap terhadap larutan standar yang telah diketahui kunsentrasinya. Terdapat dua cara standar adisi , pada cara yang pertama dibuat dahulu sederetan larutan standar, diukur serapannya, kemudian tentukan konsentrasinya dengan menggunakan cara kalibrasi. Cara yang kedua dilakukan dengan menambahkan sejumlah larutan contoh yang sama kedalam larutan standar.

D. Alat dan BahanAlat Bahan

1 Labu takar 25 ml 1 Garam Fe (NH4OH)2SO4 100 ppm

2 Gelas kimia 100 ml 2 Hidroksilamina-HCl 5%

3 Botol semprot 250 ml 3 Fenantrolin 0,1 %

4 Pipet ukur 5 ml 4 Natrium Asetat 5%

5 Kuvet 5 Aquades

6 Spectronik-20 6 H2SO4

E. Prosedur Kerja1. Membuat larutan blanko

2. Membuat larutan standard

3. Menyiapkan larutan sampel 4. Mengukur masing-masing larutan blanko, larutan standar dan larutan sampel secara bergantian menggunakan spectronic-20

F. Data Hasil PercobaanPanjang gelombang : 510 nmNoNama LarutanAbsorbansi

1Larutan Blanko0

2Larutan Standar Fe (II) 1 ppm0,318

3Larutan Standar Fe (II )1,5 ppm0,507

4Larutan Standar Fe (II) 2 ppm0,687

5Larutan Standar Fe (II) 2,5 ppm0,837

6Larutan Standar Fe (II) 3 ppm1,055

7Larutan Sampel0,915

G. Analisis Data1. Pembuatan Larutan Deret StandarUntuk konsentrasi Fe(II) 1 ppmUntuk konsentrasi Fe(II) 1,5 ppmM1 . V1 = M2 . V2M1 . V1 = M2 . V2V1 . 100 ppm = 1 ppm . 25 mL V1 . 100 ppm = 1,5 ppm . 25 mL V1 = 0,25 mL V1 = 0,375 mL

Untuk konsentrasi Fe(II) 2 ppmUntuk konsentrasi Fe(II) 2,5 ppm M1 . V1 = M2 . V2M1 . V1 = M2 . V2V1 . 100 ppm = 2 M . 25 mL V1. 100 ppm = 2,5 M . 25 mL V1 = 0,5 mL V1 = 0,625 mL

Untuk konsentrasi Fe(II) 3 ppmM1 . V1 = M2 . V2V1 . 100 ppm = 3 M . 25 mL V1 = 75 mL

2. Grafik Kurva Baku Hubungan Konsentrasi Fe(II) terhadap Nilai Absorbansi

Persamaan garis y = 0,3608x 0,0408 Dengan y : absorbansi x : konsentrasi absorbansi sampel = 0,915 y = 0,3608x 0,0408 0,915 = 0,3608x 0,0408 0,915 + 0,0408= 0,3608x 0,9558 = 0,3608x x = 2,6 jadi konsentrasi sampel yaitu 2,6 ppm

H. Pembahasan Praktikum ini berjudul Penentuan Kadar Besi (Fe) dalam Suatu Sampel dengan Spektrofotometer UV-VIS. Praktikum ini bertujuan untuk menentukan kadar besi (Fe) dalam suatu sampel dengan spectrofotometer UV-VIS dan dapat mengoperasikan alat spectrofotometer UV-VIS. Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu, 04 November 2015 di Laboratorium Analisis Kimia, FMIPA, UNY. Praktikum ini menggunakan beberapa alat dan bahan. Alat yang digunakan antara lain labu takar 25 ml sebanyak 7 buah, pipet ukur 5 ml, gelas kimia 350 ml, botol semprot 250 ml, kuvet dan spektronik-20. Bahan yang digunakan yaitu garam Fe(NH4OH)2SO4 100 ppm, sampel Fe(NH4OH)2SO4 yang belum diketahui konsentrasinya, hidroksilamina-HCl 5%, fenantrolin 0,1%, natrium asetat 5%, dan aquades. 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. Apabila menggunakan spktrofotometri UV logam besi dalam sampel tidak terdeteksi, karena kemampuannya dapat mengukur konsentrasi besi yang rendah. Dalam praktikum ini praktikan membuat 3 jenis larutan yaitu larutan blanko, larutan standar dan larutan sampel. Larutan blanko merupakan larutan yang tidak mengandung analit atau sampel (besi), larutan standar merupakan larutan yang telah diketahui konsentrasinya. Sedangkan larutan sampel merupakan larutan yang mengandung sampel yang akan dicari konsentrasinya. Langkah kerja yang dilakukan pada paktikum ini yaitu yang pertama menyiapkan 7 buah takar 25 ml. Sebanyak 1 labu takar untuk membuat larutan blanko, 5 buah labu takar untuk memuat larutan standar yaitu 1 ppm, 1,5 ppm, 2 ppm, 2,5 ppm, dan 3 ppm sedangkan 1 labu takar lagi digunakan untuk membuat larutan sampel.Cara membuat larutan blanko yaitu memasukkan 1 ml larutan hidroksilamina-HCl 5%, 5 ml larutan fenantrolin 0,1% dan 8 ml larutan natrium asetat ke dalam labu takar 25 ml. Langkah selanjutnya yaitu menambahkan aquades ke dalam labu takar sampai tanda batas, kemudian menutup labu takar dengan penutup lalu mengocoknya agar larutan homogen. Selanjutnya praktikan membuat larutan standar besi (II) 1 ppm; 1,5 ppm; 2 ppm, 2,5 ppm, dan 3 ppm. Caranya yaitu menyiapkan 5 buah labu takar 25 ml, kemudian memasukkan 1 ml larutan hidroksilamina-HCl 5% ke dalam masing-masing labu takar, kemudian menambahkan 5 ml fenantrolin 0,1% dan 8 ml natrium asetat. Campuran larutan hidroksilamin-HCl, larutan fenantrolin, larutan natrium asetat dan aquades berfungsi sebagai syarat untuk menganalisis kadar Fe2+ dengan menggunakan spektrofotometer. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Syarat analisis menggunakan visibel adalah cuplikan yang dianalisis bersifat stabil membentuk kompleks dan larutan berwarna. Oleh karena itu, dalam penentuan kadar besi dalam air, perlu ditambahakan hidroksilamin-HCl 5% untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+.Selanjutnya menambahkan Fe(NH4OH)2SO4 sesuai dengan konsentrasi besi yang diperlukan. Karena yang tersedia hanya Fe(NH4OH)2SO4 100 ppm, padahal yang diperlukan yaitu 1 ppm; 1,5 ppm; 2 ppm; 2,5 ppm dan 3 ppm. Maka dari itu praktikan harus terlebih dahulu mengencerkan Fe(NH4OH)2SO4 100 ppm menjadi konsentrasi yang diinginkan dengan menggunakan rumus pengenceran yaitu : M1 . V1 = M2 . V2 Dari rumus tersebut, dapat diketahui bahwa M1 adalah konsentrasi Fe(NH4OH)2SO4 yang akan praktikan buat (1 ppm; 1,5 ppm; 2 ppm; 2,5 ppm dan 3 ppm). V1 merupakan volume yang akan digunakan yaitu 25 ml, M2 merupakan konsentrasi Fe(NH4OH)2SO4 yang tersedia yaitu 100 ppm, sedangkan V2 merupakan volume Fe(NH4OH)2SO4 yang akan dicari. Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan hasil untuk membuat larutan standar besi (II) 1 ppm diperlukan 0,25 ml Fe(NH4OH)2SO4, untuk membuat larutan standar besi (II) 1,5 ppm diperlukan 0,375 ml Fe(NH4OH)2SO4, untuk membuat larutan standar besi (II) 2 ppm diperlukan 0,5 ml Fe(NH4OH)2SO4, untuk membuat larutan standar besi (II) 2,5 ppm diperlukan 0,625 ml Fe(NH4OH)2SO4, untuk membuat larutan standar besi (II) 3 ppm diperlukan 0,75 ml Fe(NH4OH)2SO4. Setelah mengetahui volume yang diperlukan pada masing-masing konsentrasi, selanjutnya praktikan memasukkan Fe(NH4OH)2SO4 sesuai hasil perhitungan ke dalam labu takar sesuai label. Berikutnya menambahkan aquades pada masing-masing labu takar kemudian menutup menggunakan penutup lalu mengocoknya agar larutan homogen. Larutan sampel yang praktikan gunakan sudah disediakan oleh laboran, sehingga selanjutnya tinggal larutan blanko, larutan standar Fe(II) 1 ppm, larutan standar Fe(II) 1,5 ppm, larutan standar Fe(II) 2 ppm, larutan standar Fe(II) 2,5 ppm, larutan standar Fe(II) 3 ppm dan larutan sampel diukur absorbansinya dengan menggunakan spektronik-20.Pengukuran menggunakan spectronic-20 dilakukan dengan cara menghubungkan spektrofotometer UV Visible DR/2400 dengan sumber listrik, kemudian menghidupkan alat dengan menekan tombol power, menekan single wavelenght, menunggu hingga tampil dan absorbansi pada display, setelah itu memasukkan nilai (510 nm), memasukkan kuvet yang berisi larutan blanko ke dalam alat UV-Vis dan menutupnya sampai rapat agar tidak ada cahaya yang masuk dan mempengaruhi analisis, kemudian menekan tombol zero lalu menunggu sampai muncul angka 0,000 a (absorbansi) dan %t = 100% pada display. Jika sudah, selanjutnya mengeluarkan kuvet yang berisi larutan blanko lalu mengganti dengan larutan stndar dengan konsentrasi 1 ppm (sebelum memasukan larutan standar, sebaiknya kuvet dibilas dengan sedikit larutan standar yang akan dianalisa). Berikutnya memasukkan kedalam alat UV-Vis dan menutupnya, lalu menekan read. Menunggu nilai absorbansi dan %t muncul pada display. Setelah nilai absorbansinya keluar, kemudian mencatat hasil pembacaan. Selanjutnya melakukan prosedur yang sama larutan standar selanjutnya (1,5; 2; 2,5; 3 ppm) dan larutan sampel. Penentuan kadar besi berdasarkan pada pembentukan senyawa kompleks berwarna antara besi (II) dengan orto-fenantrolin yang dapat menyerap sinar tampak secara maksimal pada panjang gelombang tertentu. 1,10-fenantrolin dapat membentuk kompleks warna merah dari Fe2+. Adapun reaksinya adalah Fe2+ (aq) + 3 C2H2 N2 (aq) [(C12H2 N2)3Fe]2+ (aq) (kompleks merah jingga) Fe2+ yang terbentuk akan membentuk kompleks dengan fenantrolin menghasilkan kompleks larutan berwarna besi (II) fenantrolin yang stabil. Penggunaan 1,10-fenantrolin reagen tersebut dapat membentuk kompleks tris yang sangat kuat dengan Fe (II) sehingga penggunaan reagen tersebut sering digunakan dalam metode kolorimetri untuk penentuan kadar Fe. Penggunaan 1,10-fenantrolin memerlukan beberapa kondisi yang dapat membantu reagen tersebut dalam menjalankan fungsinya, diantaranya adalah pH yang optimal untuk mengembangkan warna, buffer yang sesuai untuk mempertahankan pH, reduktan yang sesuai, urutan dalam penambahan reagen, persamaan waktu setelah penambahan larutan buffer dan sebelum analisis, dan intereferensi dari logam dan ligan lain. Range pH yang sesuai untuk penggunaan 1,10-fenantrolin dalam metode ini adalah antara pH 2 hingga pH 9 dengan menggunakan sitrat sebagai buffer. Larutan natrium asetat ditambahkan untuk menetralisasi kehadiran asam dan mempertahanakan pH pembentukan kompleks besi (II) fenatrolin. Setiap pengukuran panjang gelombang selalu diukur terlebih dahulu, larutan blanko dimana larutan blanko persen transmitansinya harus 100%. Larutan blanko hanya berisi pereaksi yang digunakan tanpa adanya sampel atau arutan Fe. Fungsi dari blanko adalah mengukur serapan pereaksi yang digunakan untuk analisis kadar Fe sehingga jumlah serapan Fe sendiri adalah nilai absorbansi larutan standar atau sampel (mengandung pe-reaksi dan Fe) dikurangi serapan pe-reaksinya. Setelah didapatkan nilai absorbansi pada larutan standar maka dibuat pula pembuatan kurva baku standar untuk memudahkan perhitungan kadar Fe dalam sampel menggunakan perbandingan regresi linier. Larutan baku ini dengan pengenceran konsentrasi Berdasarkan data hasil pengukuran menggunakan spektronik-20 dengan panjang gelombang maksimum 510 nm, didapatkan hasil absorbansi untuk larutan standar Fe(II) 1 ppm yaitu 0,318; larutan standar Fe(II) 1,5 ppm absorbansinya yaitu 0,507; larutan standar Fe(II) 2 ppm absorbansinya yaitu 0,687; larutan standar Fe (II) 2,5 ppm dengan nilai absorbansi 0,837; larutan standar Fe(II) 3 ppm dengan nilai absorbansinya adalah 1,055 sedangkan larutan sampel memiliki nilai absorbansi sebesar 0,915. Dari data hasil pengukuran absorbansi pada masing-masing larutan yang digunakan, kemudian praktikan membuat grafik kurva baku hubungan konsentrasi dengan absorbansi. Kurva baku merupakan kurva yang menunjukkan deretan larutan standar yang masih dalam batas linieritas sehingga dapat diregresilinierkan. Kurva baku menunjukkan hubungan antara konsentrasi pada sumbu x dan absorbansi pada sumbu y. Berikut merupakan kurva baku hubungan konsentrasi dengan absorbansi:

Berdasarkan grafik di atas menunjukkan semakin besar konsentrasi larutan maka absorbansinya semakin besar pula. Hal ini sesuai dengan hukum Lambert beer, A = b c, dimana absorbansi sebanding dengan konsentrasi larutan. Semakin besar konsentrasi larutan, maka absorbansi yang diperoleh juga akan semakin besar Berdasarkan grafik di atas didapatkan persamaan garis yaitu y = 0,3608x - 0,0408 dengan y sebagai absorbansi dan x merupakan konsentrasi. Untuk mengetahui konsentrasi larutan sampel maka dapat dicari menggunakan persamaan garis tersebut dengan memasukkan nilai absorbansi larutan sampel yaitu 0,915 seperti berikut ini. y = 0,3608x 0,0408 0,915 = 0,3608x 0,0408 0,915 + 0,0408= 0,3608x 0,9558 = 0,3608x x = 2,6 Berdasarkan perhitungan, diperoleh nilai konsentrasi besi (II) dalam sampel yaitu 2,6 ppm.

I. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan, dapat disimpulkan : 1. Kadar besi (II) dalam sampel dengan spektofotometer UV-VIS yaitu 2,6 ppm 2. Cara mengoperasikan spektofotometer: a. Menghubungkan spektrofotometer UV Visible DR/2400 dengan sumber listrik. b. Menghidupkan alat dengan menekan tombol power. c. Menekan single wavelenght. d. Menunggu hingga tampil dan absorbansi pada display. e. Memasukkan nilai (510 nm). f. Memasukkan kuvet yang berisi larutan blanko ke dalam alat UV-Vis dan menutupnya sampai rapat agar tidak ada cahaya yang masuk dam mempengaruhi analisis.. g. Menekan tombol zero lalu menunggu sampai muncul angka 0,000 A (Absorbansi) dan %T = 100% pada display. h. Mengeluarkan kuvet yang berisi larutan blanko lalu mengganti dengan larutan stndar dengan konsentrasi 1 ppm (sebelum memasukan larutan standar, sebaiknya kuvet dibilas dengan sedikit larutan standar yang akan dianalisa). i. Memasukkan kedalam alat uvvisible dan menutupnya, lalu menekan Read. j. Menunggu nilai absorbansi dan %T muncul pada display. k. Mencatat hasil pembacaan. l. Melakukan prosedur yang sama pada point f k untuk larutan standar selanjutnya(1,5; 2; 3 ppm) dan larutan sampel.

J. Daftar Pustaka Hendayana, S., Kadarohman, A., Sumarna, A., dan Supriatna, A., 1994 . Kimia Analitik Instrumen, edisi ke-1 . IKIP Press . Semarang Maryati, M.Si, dkk. 2015. Diktat Petunjuk Praktikum Analisis Senyawa Kimia. FMIPA UNY : Yogyaarta Mulja, Muhammad & Suharman. 1995. Analisis Instrumental Surabaya : Erlangga University Press.Tuti Rahayu (2004). Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura dan Upaya Penjernihannya. Skripsi Jurusan Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Surakarta.

K. Lampiran

Pembuatan larutan blankoPembuatan larutan standarPenambahan akuades sampai tanda batas

Larutan standar

Mengukur absorbansi menggunakan spektronik-20