penentuan konsentrasi glukosa dalam gula · pdf filepolarisasi cahaya ke kanan, sedangkan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DALAM GULA PASIR

MENGGUNAKAN METODE EFEK FARADAY

Disusun Oleh :

ANIK SUGIYARNI

M 0206016

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Desember, 2010


commit to user

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini dibimbing oleh :

Pembimbing I

Drs. Suharyana, M.Sc

NIP. 19611217 198903 1 003

Pembimbing II

Ahmad Marzuki, S.Si.,Ph.D

NIP. 19680508 199702 1 001

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada :

Hari : Kamis

Tanggal : 6 Januari 2011

Anggota Tim Penguji :

1. Darmanto, S.Si., M.Si

NIP. 19720617 199702 2 001 (....................................)

2. Drs. Hery Purwanto, M.Sc

NIP 19590518 198703 1 002 (.....................................)

Disahkan oleh

Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Ketua Jurusan Fisika

Drs. Harjana, M.Si., Ph.D

NIP. 19590725 198601 1 001


commit to user

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “PENENTUAN

KONSENTRASI GLUKOSA DALAM GULA PASIR MENGGUNAKAN

METODE EFEK FARADAY” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum

pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, 20 Desember 2010

ANIK SUGIYARNI


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iii

LEMBAR ABSTRAK ........................................................................................... iv

LEMBAR ABSTRACT .......................................................................................... v

LEMBAR MOTTO ................................................................................................ vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................... vii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang Masalah...........................................................................1

1.2. Perumusan Masalah.................................................................................3

1.3. Tujuan Penelitian.....................................................................................3

1.4. Batasan Masalah......................................................................................3

1.5. Manfaat Penelitian...................................................................................3

1.6. Sistematika Penulisan...............................................................................4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA...........................................................................5

2.1. Cahaya......................................................................................................5

2.2. Gelombang Elektromagnetik...................................................................5

2.2.1. Sifat Gelombang Elektromagnetik...............................................6

2.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik.......................................6

2.3. Polarisasi..................................................................................................8

2.3.1. Jenis Polarisasi.............................................................................9

2.3.1.1. Polarisasi Linier............................................................9

2.3.1.2. Polarisasi Melingkar......................................................9

2.3.1.3. Polarisasi Ellips...........................................................10


commit to user

xi

2.3.2. Polaroid......................................................................................11

2.4. Efek Faraday..........................................................................................12

2.5. Konstanta Verdet....................................................................................14

2.6. Material Optik Aktif...............................................................................14

2.6.1. Sifat Optik Aktif.........................................................................14

2.6.2. Gula............................................................................................15

2.6.2.1. Jenis-jenis Gula...........................................................15

2.6.2.2. Glukosa.......................................................................15

2.6.2.3. Fruktosa.......................................................................16

2.6.2.4. Galaktosa.....................................................................16

2.6.2.5. Sukrosa........................................................................16

2.6.2.6. Maltosa........................................................................16

BAB III. METODE PENELITIAN....................................................................17

3.1. Meodologi Penelitian.............................................................................17

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian.................................................................17

3.3. Alat dan Bahan.......................................................................................17

3.3.1. Alat Penelitian............................................................................17

3.3.2. Bahan Penelitian.........................................................................19

3.4. Prosedur Penelitian.................................................................................20

3.4.1. Diagram Alir Penelitian.............................................................20

3.4.1.1. Persiapan Alat dan Bahan...........................................21

3.4.1.2. Penguluran Arus Listrik dan Medan Magnet..............21

3.4.1.3. Pembuatan Larutan......................................................22

3.4.1.4. Pengambilan Data.......................................................22

3.4.1.4.1. Aquades.....................................................22

3.4.1.4.2. Glukosa.....................................................23

3.4.1.4.3. Gula Pasir..................................................23

3.4.1.5. Pengolahan Data..........................................................24

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................25

4.1. Perubahan Medan Magnet Terhadap Arus Listrik.................................25

4.1.1. Hasil...........................................................................................25


commit to user

xii

4.1.2. Pembahasan................................................................................26

4.2. Larutan Aquades....................................................................................27

4.2.1. Hasil...........................................................................................27

4.2.2. Pembahasan................................................................................27

4.3. Larutan Glukosa.....................................................................................28

4.3.1. Hasil...........................................................................................28

4.3.2. Pembahasan................................................................................29

4.4. Larutan Gula Pasir..................................................................................31

4.4.1. Hasil...........................................................................................31

4.4.2. Pembahasan................................................................................32

BAB V. PENUTUP...............................................................................................34

5.1. KESIMPULAN......................................................................................34

5.2. SARAN..................................................................................................34

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................35

LAMPIRAN-LAMPIRAN


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar.2.1. Kuat medan listrik dan medan magnet pada gelombang

elektromagnetik. E dan B saling tegak lurus ................................ 6

Gambar.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik ........................................ 8

Gambar.2.3. Polarisasi Linier ............................................................................ 9

Gambar.2.4. Polarisasi Melingkar.................................................................... 10

Gambar.2.5. Polarisasi Ellips ........................................................................... 11

Gambar.2.6. Polaroid ....................................................................................... 12

Gambar.2.7. Peristiwa Polarisasi Efek Faraday ............................................... 14

Gambar.3.1. Rangkaian utama alat penelitian ................................................. 18

Gambar.3.2. Skema rangkaian alat-alat penelitian............................................18

Gambar.3.3. Diagram Alir Penelitian ............................................................... 20

Gambar.4.1. Grafik kuat medan magnet terhadap jarak l pada jarak antar kutub

L=1 cm dengan arus listrik I= 1A sampai I= 4A ....................... 25

Gambar.4.2. Grafik rata-rata medan magnet terhadap variasi arus listrik pada

jarak antar kutub L= 1 cm...........................................................26

Gambar.4.3. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada larutan

aquades 1 cm...............................................................................27

Gambar.4.4. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada

panjang larutan glukosa 1 cm dengan variasi konsentrasi 10%

sampai 50%.................................................................................28

Gambar.4.5. Grafik hubungan konstanta Verdet dengan konsentrasi larutan

glukosa pada panjang larutan d= 1cm........................................29

Gambar.4.6. Grafik perputaran sudut dengan larutan gula pada panjang larutan

d= 1 cm......................................................................................32

Gambar.4.7. Grafik hubungan konstanta Verdet dengan larutan gula pasir pada panjang larutan d= 1 cm..............................................................32


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data-data penelitian dan Hasil Pengukuran

Lampiran 2. Perhitungan

Lampiran 3. Gambar alat-alat penelitian


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Fenomena elektromagnetik yang ditunjukkan Faraday pada tahun 1845

mengenai konsep garis gaya adalah tentang intensitas medan magnet yang dapat

memutar bidang cahaya terpolarisasi dan sekarang dikenal dengan nama efek Faraday

(Sujadmoko, 2004). Perputaran bidang polarisasi dapat berupa polarisasi linier,

polarisasi melingkar dan polarisasi ellips. Perbedaan dari tiga polarisasi tersebut

adalah bentuk bidang arah perambatan medan listriknya.

Suatu bahan tertentu dapat memiliki sifat optik aktif, yang pada umumnya

dimiliki oleh zat molekul organik kompleks. Bila sebuah cahaya terpolarisasi linier

jatuh pada bahan optik aktif, maka cahaya yang keluar dari bahan akan tetap

terpolarisasi linear. Gula termasuk zat yang memiliki sifat optik aktif dan memiliki

dua jenis yaitu monosakarida dan disakarida. Monosakarida dibagi menjadi beberapa

jenis diantaranya adalah glukosa dan fruktosa. Masing-masing gula tersebut memiliki

kemampuan memutar bidang polarisasi yang berbeda-beda. Glukosa memutar bidang

polarisasi cahaya ke kanan, sedangkan fruktosa memutar bidang polarisasi ke kiri

(Risvan Kuswurj,2008).

Glukosa merupakan salah satu jenis gula pereduksi yang terdapat dalam

madu. Glukosa dalam madu berguna untuk memperlancar kerja jantung dan

meringankan gangguan penyakit hati. Glukosa merupakan sumber energi untuk

seluruh jaringan sisitem otot. Ada bererapa cara untuk menentukan konsentrasi

glukosa dalam suatu larutan. Penentuan konsentrasi glukosa dapat dilakukan dengan

metode pengukuran konvensional seperti metode osmometri, polarimetri,

refraktometri, Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) maupun berdasarkan reaksi

gugus fungsional dari senyawa sakarida. Metode ini dapat menentukan kadar gula

pereduksi total tetapi tidak dapat menentukan gula pereduksi secara individual.

1


commit to user

2

Metode KCKT mempunyai keuntungan yaitu dapat digunakan pada senyawa dengan

bobot molekul besar dan senyawa yang tidak tahan panas.

Penentuan sudut putar polarisasi pada larutan glukosa dapat dilakukan dengan

menggunakan prinsip efek Faraday. Prinsip efek Faraday yaitu ketika sebuah bahan

optik aktif gkukosa dikenai medan magnet luar, glukosa dapat memutar bidang

polarisasi cahaya dengan sudut tertentu.

Dinar (2007) telah melakukan penelitian tentang efek Faraday pada gelas

flinta. Ketika sebuah bahan Gelas flinta dikenakan medan magnet kuat, bahan ini

menjadi optik aktif (Sayan, 1997). Pada penelitian tersebut menggunakan bahan Flint

Glass dengan panjang 30 mm dan medan magnet yang digunakan sebesar

(1,0924±0,006)T. Hasil penelitian didapatkan bahwa medan magnet yang dihasilkan

oleh elektromagnetik dapat membuat gelas flinta mampu memutar bidang polarisasi

cahaya. Perputaran bidang polarisasi sebanding dengan rapat medan magnet rata-rata,

dan panjang medium optic. Faktor kesebandingan tersebut dinamakan konstanta

Verdet.

Setyawan (2008) telah melakukan penelitian tentang efek Faraday pada bahan

transparan KDP. Pada penelitian tersebut menggunakan medan magnet luar yang

dihasilkan dari kumparan dengan jumlah lilitan 810, menggunakan kawat berdiameter

0,8 mm dan medan magnet yang dihasilkan sebesar 194,23 mT. Panjang gelombang

sinar laser yang digunakan sebesar 632,8 nm dan 532 nm. Hasil penelitian didapatkan

bahwa setelah bahan transparan mendapat pengaruh medan magnet luar, maka terjadi

perubahan sudut polarisasi pada bahan KDP. Semakin besar medan magnet yang

diberikan maka semakin besar perubahan sudut polarisasi yang terjadi. Untuk variasi

panjang gelombang sinar laser yang digunakan diperoleh bahwa semakin kecil

panjang gelombang yang digunakan maka perubahan sudut polarisasi semakin besar.

Dari uraian diatas, maka peneliti tertarik untuk mempelajari tentang cara

menentukan konsentrasi glukosa dalam larutan gula pasir menggunakan metode efek

Faraday. Di Sub Laboratorium Fisika UPT Laboratorium Pusat MIPA UNS terdapat


commit to user

3

rangkaian alat yang dapat digunakan untuk mengamati peristiwa efek Faraday dan

menentukan konstanta Verdet.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan masalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana identifikasi sifat optik aktif dari glukosa dalam medan magnet

luar dengan menggunakan metode efek Faraday?

2. Berapa besar medan magnet yang dihasilkan?

3. Bagaimana menentukan konsentrasi glukosa menggunakan efek Faraday?

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengukur nilai konstanta Verdet pada larutan glukosa berbagai

konsentrasi.

2. Mencari hubungan matematis antara konstanta Verdet dengan konsentrasi

glukosa.

3. Menentukan konsentrasi glukosa dalam gula pasir.

1.4. Batasan Masalah

Permasalahan penelitian ini dibatasi pada besar medan magnet maksimum

0,305 T dengan konsentrasi glukosa 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% menggunakan

sumber cahaya laser He-Ne dengan panjang gelombang 632,8 nm serta panjang

larutan 1 cm.

1.5. Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini dapat memberi manfaat sebagai berikut:

1. Menambah pengetahuan tentang sudut putar polarisasi yang terjadi pada

larutan optik aktif.


commit to user

4

2. Memberikan alternatif metode penentuan konsentrasi glukosa dalam gula

pasir.

1.6. Sistematika Penulisan

Laporan skripsi ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I Merupakan bab pendahuluan, berisikan tentang latar belakang

penelitian, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,

manfaat penelitian, serta sistematika penulisan skripsi.

BAB II Tinjauan pustaka, membahas secara umum tentang cahaya dan optik.

Diantaranya adalah gelombang elektromagnetik, polarisasi, polaroid,

efek optik, konstanta Verdet, sifat optik aktif yaitu gula.

BAB III Metode Penelitian, membahas tentang waktu, tempat dan pelaksanaan

penelitian, alat dan bahan yang diperlukan, serta langkah-langkah

dalam penelitian.

BAB IV Hasil dan Pembahasan, membahas tentang sudut putar polarisasi pada

larutan glukosa, nilai konstanta Verdet pada larutan glukosa dengan

berbagai konsentrasi dan penentuan nilai konsentrasi glukosa dalam

gula.

BAB V Penutup, berisi kesimpulan dan Saran.


commit to user

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Cahaya

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang merambatkan medan listrik

dan medan magnet yang berposisi tegak lurus satu sama lain dan bergetar tegak lurus

terhadap arah rambatan. Gelombang cahaya memiliki panjang gelombang dan

frekuensi tertentu yang nilainya dapat dibedakan dalam spektrum

elektromagnetiknya. Cahaya juga termasuk gelombang transversal yang berarti

cahaya merambat tegak lurus terhadap arah rambatannya. (Foster, 1997).

2.2. Gelombang Elektromagnetik (GEM)

Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell

dengan mengacu pada hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan yang tampak

pada:

a. Percobaan Oersted yang berhasil membuktikan bahwa arus listrik

menghasilkan medan magnet. Bila jarum kompas diletakkan di dekat kawat

yang dialiri arus listrik, maka jarum kompas akan menyimpang. Jarum

kompas dibelokkan oleh medan magnet.

b. Percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnet pada

kumparan dapat menimbulkan arus induksi yang menghasilkan medan

listrik.

Berdasarkan pada penemuan Faraday bahwa “Perubahan fluks magnetik dapat

menimbulkan medan listrik” maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru yang

isinya bahwa “Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka

perubahan fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet”. Hipotesa ini

dikaenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet (Foster, 1997).

Bila hipotesis Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik akan

mengakibatkan perubahan medan magnet serta sebaliknya dan keadaan ini terus akan

5


commit to user

6

berulang. Medan magnet ( B ) atau medan listrik ( E ) yang muncul akibat perubahan

medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak (merambat) menjauhi

tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan magnet ini yang disebut

sebagai gelombang elektromagnetik sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.1 .

Gambar 2.1. Kuat medan listrik dan medan magnet pada gelombang elektromagnetik. E dan B saling tegak lurus

(Giancoli, 2001)

2.2.1. Sifat Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik memiliki beberapa sifat sebagai berikut:

1. Merambat di ruang vakum dengan kecepatan c = 3 x 108 m/s.

2. Merupakan gelombang transversal sehingga dapat terpolarisasi.

3. Dapat mengalami refleksi, refraksi, interferensi dan difraksi..

4. Bergerak lurus, tidak dibelokkan dalam medan listrik maupun medan magnet.

2.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell terbentang

dalam rentang frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang

elektromagnetik dapat diidentifikasikan berdasarkan frekuensi dan panjang

gelombangnya. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana


commit to user

7

gelombang radio atau sinar-X. Gambar 2.2 menunjukkan spektrum gelombang

elektromagnetik yang terdiri atas (Soetrisno, 1979):

1. Gelombang Radio

Gelombang radio sering disebut gelombang frekuensi radio, memiliki daerah

frekuensi dari beberapa Hz sampai 109 Hz atau memiliki panjang gelombang dari

beberapa 10-3 m sampai 103 m.

2. Gelombang Mikro

Gelombang mikro sering dikenal sebagai microwaves, yaitu gelombang

elektromagnetik dengan daerah frekuensi antara 109 Hz sampai 3 x 1011 Hz, atau

daerah dengan panjang gelombang 1mm sampai 30 cm.

3. Sinar Infra Merah

Gelombang ini mencakup daerah frekuensi 3 x 1011 Hz sampai 4 x 1014 Hz

dan panjang gelombang 7,8 x 10-7 m sampai 10-3 m.

4. Cahaya Tampak

Cahaya tampak memiliki daerah spektrum yang sangat sempit dalam daerah

kepekaan mata retina kita. Daerah panjang gelombang cahaya dari 7.800 Ǻ

sampai 3.900 Ǻ dan frekuensi 4 x 1014 Hz sampai 1015 Hz dengan spektrum

warna mulai dari panjang gelombang besar adalah merah, jingga, kuning, hijau,

biru, nila dan ungu. Warna ungu mempunyai panjang gelombang terkecil.

5. Sinar Ultraviolet

Sinar ultraviolet memiliki panjang gelombang dalam daerah antara 6 Ǻ

sampai 3.000 Ǻ dan frekuensi dari 8 x 1014 Hz sampai 3 x 1017 Hz. Matahari

merupakan sumber pancaran ultraviolet yang paling kuat.

6. Sinar X

Spektrum sinar X mencakup daerah panjang gelombang antara 0,06 Ǻ sampai

10 Ǻ dan frekuensi antara 1016 Hz sampai 1020 Hz.

7. Sinar Gamma

Sinar gamma memiliki panjang gelombang antara 10-4 Ǻ sampai 1 Ǻ dan

frekuensi antara 3 x 1018 Hz sampai 3 x 1022 Hz. Sinar gamma merupakan


commit to user

8

gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi paling besar dan daya

tembus yang besar.

Gambar 2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik

(Giancoli,2001)

2.3. Polarisasi

Polarisasi cahaya atau pengkutuban adalah peristiwa perubahan arah getar

gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar. Polarisasi hanya terjadi pada

gelombang tranversal, yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus terhadap arah

osilasinya. Syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai arah osilasi

tegak lurus terhadap bidang rambatnya. (Soetrisno, 1979).

2.3.1. Jenis Polarisasi

2.3.1.1. Polarisasi Linier

Cahaya terpolarisasi linier (terpolarisasi bidang) jika medan listriknya

bergetar pada suatu garis lurus. Rambatan gelombang medan listrik bersamaan


commit to user

9

dengan gelombang medan magnet. Bila gelombang hanya mempunyai pergeseran y,

maka gelombang tersebut terpolarisasi linier dan bergetar merambat dalam arah y.

Polarisasi linier ditunjukkan pada gambar 2.3.

Warna merah menunjukkan medan magnet B, warna biru menunjukkan

perputaran medan listrik, warna hijau menunjukkan medan listrik E, dan warna ungu

menunjukkan jenis polarisasi linier.

Gambar 2.3. Polarisasi Linier

(Dede Djuhana)

2.3.1.2. Polarisasi Melingkar

Jika vektor medan listriknya berputar pada lingkaran, maka cahaya dikatakan

terpolarisasi melingkar. Polarisasi cahaya melingkar terdiri dari dua gelombang

bidang elektromagnetik yang tegak lurus, dengan amplitudo sama dan beda fase 90°.

Jika ujung vektor medan listrik pada gelombang yang menjalar berputar searah jarum

jam, maka disebut polarisasi melingkar arah kanan. Sebaliknya jika berlawanan


commit to user

10

dengan arah jarum jam, disebut polarisasi melingkar arah kiri. Polarisasi melingkar

ini ditunjukkan pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Polarisasi Melingkar

(Dede Djuhana)

2.3.1.3. Polarisasi Ellips

Hasil superposisi yang memberikan vektor medan listrik yang ujungnya

berputar pada sebuah ellips. Cahaya yang dipolarisasikan ellips terdiri dari dua

gelombang yang tegak lurus, dengan amplitudo tidak sama dan beda fase 90°.

Gelombang dengan polarisasi melingkar dan ellips dapat diuraikan menjadi dua

gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Polarisasi ellips ini ditunjukkan pada

gambar 2.5.


commit to user

11

Gambar 2.5. Polarisasi Ellips

(Dede Djuhana)

2.3.2. Polaroid

Berbagai macam jenis kristal yang terbentuk secara alami jika dipotong

menjadi bentuk yang tepat akan menyerap dan memancarkan cahaya secara berbeda

tergantung pada polarisasi cahaya tersebut.Kristal-kristal tersebut dapat digunakan

untuk menghasilkan cahaya yang terpolarisasi secara linier. Polaroid merupakan film

polarisasi komersial sederhana yang ditemukan oleh E.H.Land pada tahun 1938.

Material ini terdiri dari molekul-molekul hidrokarbon rantari panjang yang berjajar

seperti garis lurus ketika lembaran material direnggangkan pada satu arah selama

pembuatan. Rantai-rantai tersebut melewatkan cahaya pada frekuensi optis jika

lambaran material dimasukkan dalam larutan yang berisi yodium. Saat cahaya masuk

dengan vektor medan listriknya sejajar rantai-rantai tersebut, arus listrik mengalir

sepanjang rantai dan energi cahaya diserap. Jika medan listrik tegak lurus rantai maka


commit to user

12

cahaya akan ditransmisikan. Arah tegak lurus rantai-rantai tersebut disebut sumbu

transmisi.

Teradapat dua buah polaroid dengan fungsi yang berbeda yaitu polarisator dan

analisator. Jika kedua polaroid berada dalam keadaan bersilangan, yaitu jika sumbu-

sumbu transmisi polarisator dan analisator saling tegak lurus maka intensitas yang

diteruskan nol. Polarisator adalah polaroid pertama yang berfungsi membuat cahaya

menjadi terpolarisasi linier dan arah polarisasinya tegak lurus arah sumbu polaroid

kedua. Analisator adalah polaroid kedua yang dipergunakan untuk menganalisa arah

atau macam polarisasi yang dihasilkan oleh polaroid pertama (polarisator). Seluruh

cahaya yang datang pada polaroid kedua diserap.

Gambar 2.6. Polaroid

(Tipler, 2001)

2.4. Efek Faraday

Cahaya mengalami sifat-sifat khusus dalam proses perambatannya antara lain

interferensi, difraksi, dispersi, absorbsi, hamburan, dan polarisasi. Selain itu cahaya

juga mengalami efek-efek elektromagnetik apabila dilewatkan dalam medan magnet

dan medan listrik seperti efek magneto-optik.

Efek magneto-optik (magneto-optic effect) yaitu perilaku cahaya yang

melewati suatu bahan dipengaruhi oleh adanya medan magnet kuat. Efek magneto-

optik pertama kali dipelajari oleh Michael Faraday pada tahun 1845 yang


commit to user

13

menunjukan bahwa ketika cahaya terpolarisasi melewati sepotong kaca yang

diletakkan dalam medan magnet, bidang polarisasi cahaya yang diteruskan berputar.

Efek ini dikenal dengan Efek Faraday. Efek Faraday merupakan suatu peristiwa yang

terjadi apabila suatu bahan optik aktif ditempatkan pada suatu medan magnet kuat

kemudian ditransmisikan cahaya pada arah medan tersebut sehingga arah

polarisasinya diputar dengan sudut β. Sudut rotasi sebanding dengan medan magnet B

dan panjang d dari medium yang dilalui dimana cahaya ditransmisikan. Efek Faraday

yang terjadi pada zat cair dan gas sama seperti yang terjadi pada zat padat. Hubungan

antara sudut polarisasi rotasi dan medan magnet dalam bahan diamagnetik adalah:

β = B V d (2.3)

dimana:

β adalah sudut rotasi (radian)

B adalah densitas fluks magnetik ke arah propagasi (tesla)

d adalah panjang jalan (meter) di mana cahaya dan medan magnet berinteraksi

V adalah konstanta Verdet untuk materi. Proporsionalitas empiris ini konstan

(radian per tesla per meter) bervariasi dengan panjang gelombang dan

temperatur dan ditabulasikan untuk berbagai material. Atau persamaan

tersebut dapat ditulis ulang menjadi:

V= Bdb1

Jika digambarkan grafik hubungan antara perputaran sudut polarisasi b

sebagai fungsi dari medan magnet B, maka dapat diperoleh kemiringan atau gradient

yang selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung konstanta Verdet.


commit to user

14

Gambar 2.7. Peristiwa polarisasi Efek Faraday

(Mancuso S. dan Spangler S. R, 2000)

2.5. Konstanta Verdet

Konstanta Verdet merupakan konstanta optik yang menyatakan kekuatan dari

efek Faraday untuk material khusus yang bervariasi untuk masing-masing bahan dan

berubah-ubah dengan panjang gelombang cahaya λ. Pada efek Faraday, medan

magnet mengubah simetri pembiasan cahaya sebelah kanan dan kiri lingkaran

polarisasi cahaya. Hubungan antara konstanta Verdet dan panjang gelombang

bergantung sifat kritis bahan.

2.6. Material Optik Aktif

2.6.1. Sifat Optik Aktif

Bahan dikatakan memiliki sifat optik aktif apabila cahaya yang melewati

suatu bahan akan mengalami perputaran bidang getar. Bila cahaya terpolarisasi linier

jatuh pada bahan optik aktif maka cahaya yang keluar bahan akan tetap terpolarisasi

linier, arah bidang getar berputar terhadap arah bidang getar semula. Ada dua macam

optik aktif, yaitu optik aktif kanan dan optik aktif kiri. Optik aktif kanan jika cahaya

yang melalui suatu bahan mengalami perputaran bidang polarisasi searah jarum jam.


commit to user

15

Dan sebaliknya optik aktif kiri jika cahaya yang melalui suatu bahan mengalami

perputaran bidang polarisasi berlawanan dengan arah putar jarum jam.

2.6.2. Gula

Gula merupakan sejenis pemanis yang telah digunakan oleh manusia sejak

2000 tahun lalu untuk mengubah rasa dan sifat makanan dan minuman. Gula dibuat

dari pokok tebu atau pokok bit gula.

2.6.2.1. Jenis – jenis gula

Jenis – jenis gula secara umum digolongkan menjadi 2 bagian yaitu :

1. Monosakarida

2. Disakarida

Monosakarida atau gula ringkas menyimpan tenaga yang boleh digunakan

oleh sel-sel biologi. Gula jenis monosakarida hanya memiliki satu molekul saja.

Jenis gula monosakarida dibagi menjadi 3 jenis yaitu :

1. Glukosa

2. Fruktosa

3. Galaktosa

Disakarida merupakan dua molekul yang diikat melalui penguapan.

Jenis gula disakarida dibagi menjadi 3 yaitu :

1. Sukrosa

2. Laktosa

3. Maltosa

2.6.2.2. Glukosa

Glukosa adalah monosakarida yang banyak terdapat di alam. Glukosa disebut

juga dekstrosa. Glukosa atau nama kimianya adalah pentahidrosilheksanal (C6H12O6)

adalah salah satu monomer bagi karbohidrat. Terdapat dua jenis glukosa yaitu D-

glukosa dan L-glukosa yang dibedakan oleh konfigurasi pada atom karbon kelima.


commit to user

16

Glukosa dalam larutan memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan sehingga disebut

sebagai gula dekstrosa (Risvan Kuswurj, 1998).

2.6.2.3. Fruktosa

Fruktosa adalah jenis monosakarida yang terdapat dalam buah-buahan, madu

dan gula. Fruktosa disebut sebagai levulosa karena memutar cahaya terpolarisasi ke

arah kiri. Fruktosa bertindak sebagai penurun bahan uji Tollen dan Benedict.

2.6.2.4. Galaktosa

Galaktosa adalah diastereomer dari glukosa. Ciri-ciri kimia galaktosa

menyerupai glukosa.

2.6.2.5. Sukrosa

Sukrosa adalah sejenis disakarida yaitu heterodisakarida yang bersifat bukan

penurun dan tidak menunjukkan fenomena mutaputaran. Sukrosa memiliki rumus

kimia (C12H22O11) dan banyak terdapat dalam gula bit, gula tebu, buah nanas, dan

lobak merah. Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa.

2.6.2.6. Maltosa

Maltosa adalah sejenis disakarida yaitu monosakarida yang terdiri dari dua

unit glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosida α-1:4. Maltosa terdapat

dalam malt dan biji-bijian yang bercambah.


commit to user

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Metodologi Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental.

Kegiatan dalam penelitian ini meliputi mengumpulkan bahan, setting alat penelitian,

pengambilan data, pengolahan data dan analisa.

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas

Maret dimulai dari bulan Maret 2010 berakhir pada bulan Juni 2010.

3.3. Alat dan Bahan Yang Digunakan

3.3.1. Alat Penelitian

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian antara lain: laser, power supply,

polarisator, teslameter F.W. Bell, elektromagnetik, analisator, layar, tempat sampel,

multimeter, kabel penghubung. Berikut adalah susunan alat penelitian.


commit to user

18

Gambar 3.1. Rangkaian utama alat penelitian

Gambar 3.2. Skema rangkaian alat-alat penelitian


commit to user

19

Keterangan Gambar:

1. Laser He-Ne

2. Polarisator

3. Elektromagnetik

4. Tempat larutan

5. Analisator

6. Layar

7. Amperemeter

8. Power Supply

3.3.2. Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain: glukosa, aquades,

gula pasir.


commit to user

20

3.4. Prosedur Penelitian

3.4.1. Diagram Alir Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap

Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian

Mulai

Persiapan Alat dan Bahan

Pengukuran I dan B pada Elektromagnet

Pembuatan Larutan Glukosa

Pengambilan Data Perputaran Sudut ( b ) Dengan Medan Magnet B

Pengolahan Data

Analisa Data

Kesimpulan dan Saran

Selesai


commit to user

21

Keterangan dari diagram alir penelitian adalah sebagai berikut:

3.4.1.1. Persiapan Alat dan Bahan

Persiapan alat yang dilakukan adalah mengecek alat-alat yang diperlukan

secara lengkap dalam eksperimen ini baik yang bersifat elektrik maupun mekanik

yang tersedia. Untuk alat-alat yang bersifat elektrik harus dipastikan bahwa seluruh

komponennya masih berfungsi dengan baik. Sedangkan alat-alat yang bersifat

mekanik diperhatikan apakah masih layak dipergunakan atau tidak. Kemudian alat-

alat penelitian dirangkai menjadi sebuah rangkaian penelitian yang ditunjukkan pada

gambar 3.1., kemudian melakukan setting alat utamanya

Setting alat utamanya yaitu :

1. Menempatkan layar bening sebagai tempat pembentukan bayangan.

2. Memasang 2 polarisator secara paralel diantara elektromagnetik yaitu

polariser dan analiser.

3. Menghidupkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm untuk mengatur

posisi kedua kumparan agar cahaya benar-benar tepat masuk di antara 2

lubang kutub magnet di dalam kumparan tersebut dan cahaya tampak pada

layar.

4. Setelah itu menyisipkan tempat larutan di antara lubang ditengah-tengah

kutub kumparan. Kemidian tuas yang berada di tengah kumparan

elektromagnetik dimajukan sehingga tepat menekan tempat larutan kemudian

dikencangkan.

3.4.1.2. Pengukuran Arus listrik (I) dan Medam Magnet (B)

Pengukuran arus listrik (I) dan medan magnet (B) dilakukan dengan langkah-

langkah sebagai berikut :

1. Membuat rangkaian alat yang terdiri dari Power Supply dengan tegangan antara

0-20 VDC dan dihubungkan dengan amperemeter ke kumparan elektromagnetik.


commit to user

22

2. Kumparan agar menghasilkan medan magnet yang searah dengan sumbu

dirangkai secara paralel.

3. Mengatur jarak antar kutub kumparan sebesar 1 cm.

4. Menghidupkan power supply. Arus diatur sebesar 1A.

5. Medan magnet diukur menggunakan Teslameter diposisi 0 sampai 1 cm dengan

pertambahan 0,2 cm.

6. Mengulangi langkah ke 4 dan 5 dengan menaikkan arus sampai dengan 4A,

sehingga didapatkan nilai medan magnet maksimum.

3.4.1.3 Pembuatan Larutan

Pembuatan larutan yang dilakukan adalah membuat larutan glukosa yaitu

masing-masing dengan konsentrasi 50%, 40%, 30%, 20% dan 10%. Cara penentuan

konsentrasi yaitu dengan menggunakan persamaan 3.1. Pembuatan larutan glokosa

ini dimulai dengan membuat larutan pada konsentrasi 50% dengan cara melarutkan

bubuk glukosa kedalam aquades kemudian dipanaskan sambil diaduk sampai bubuk

glukosa benar-benar larut di dalam aquades. Selanjutnya untuk membuat larutan

dengan konsentrasi dibawahnya tinggal menambahkan aquades menggunakan

persamaa:

V1.N1=V2.N2 (3.1.)

dimana:

V1 adalah volume glukosa

V2 adalah volume air

N1 adalah konsentrasi 100%

N2 adalah konsentrasi yang dibuat

Perhitungan pembuatan larutan glukosa ditunjukkan pada Lampiran II.

3.4.1.4. Pengambilan Data

3.4.1.4.1. Aquades

Penentuan perputaran sudut pada aquades dilakukan dengan langkah sebagai berikut:


commit to user

23

1. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°.

2. Meletakkan aquades diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm

kemudian menghidupkan laser.

3. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm.

4. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan.

5. Mengatur besar arus yang masuk ke kumparan dengan melihat pada

multimeter yang pertama sebesar 1A.

6. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap

dan terang pada layar.

7. Mengulangi langkah 1, 2, 3, 4 dan 5 dengan menaikkan arus sampai dengan

4A.

3.4.1.4.2. Glukosa

Penentuan perputaran sudut pada glukosa dilakukan dengan langkah sebagai berikut :


2. Meletakkan larutan glukosa 50% diantara kutub kumparan dengan panjang

larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser.



5. Mengatur besar arus yang masuk ke kumparan dengan melihat pada

multimeter yang pertama sebesar 1A dan didapatkan nilai medan magnet

maksimum.



7. Mengulangi langkah 1, 2, 3, 4 dan 5 dengan larutan glukosa pada konsentrasi

40%, 30%, 20% dan 10% serta variasi arus yang melalui kumparan 1A-4A.

3.4.1.4.3. Gula Pasir

Penentuan konsentrasi glukosa dalam gula pasir dilakukan dengan langkah

sebagai berikut:


commit to user

24

1. Membuat larutan gula dengan cara gula sebanyak 5 gram dilarutkan dalam

20 ml aquades.


3. Meletakkan larutan gula diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1

cm kemudian menghidupkan laser.



6. Medan magnet diposisikan dalam keadaan maksimum pada arus sebesar 4A.



3.4.1.5. Pengolahan Data

Hasil data pada penelitian ini antara lain:

1. Nilai medan magnet tiap jarak pengukuran dengan variasi arus untuk

jarak antar kutub 1cm.

2. Nilai perputaran sudut pada larutan glukosa dengan variasi arus untuk

tiap-tiap konsentrasi.

3. Nilai perputaran sudut pada larutan gula dengan medan magnet

maksimum pada arus 4A.

Hasil nilai perputaran sudut pada larutan glukosa diatas kemudian diolah yaitu

dihitung nilai konstanta Verdet untuk masing-masing konsentrasi menggunakan

persamaan 2.3. Hasil nilai perputaran sudut pada gula kemudian dihitung nilai

konstanta Verdet, selanjutnya nilai konstanta Verdet tersebut dimasukkan dalam

grafik pada gambar 4.5 sehingga konsentrasi glukosa dalam larutan gula tersebut

dapat diketahui.


commit to user

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perubahan Medan Magnet Terhadap Variasi Arus Listrik

4.1.1. Hasil

Kuat medan magnet diukur di antara kutub kumparan dengan variasi arus

listrik I= 1A sampai dengan I= 4A dan jarak antar kutub kumparan L=1 cm.

Pengukuran tersebut dilakukan dengan variasi jarak pengukuran l = 0,2 cm dan

digambarkan pada Gambar 4.1. Kemudian berdasarkan hasil penelitian tersebut nilai

dari kerapatan medan magnet dirata-rata sehingga diketahui pengaruh arus listrik

terhadap medan magnet.

0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010

0.06

0.09

0.12

0.15

0.18

0.21

0.24

0.27

0.30

0.33

0.36

Kua

t m

edan

mag

net

(tes

la)

Jarak (meter)

I= 1A I= 2A I= 3A I= 4A

Gambar 4.1. Grafik kuat medan magnet terhadap jarak l pada jarak antar kutub L=1 cm dengan arus listrik I= 1A sampai I= 4A


commit to user

26

1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.00.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30R

ata-

rata

med

an m

agne

t(te

sla)

Arus (Ampere)

Gambar 4.2. Grafik rata-rata medan magnet terhadap variasi arus listrik pada jarak antar kutub L= 1cm

4.1.2. Pembahasan

Kuat medan magnet diukur di antara dua kutub kumparan dengan arus listrik

yang digunakan yaitu 1 A sampai dengan 4 A, karena batas maksimum arus listrik

yang masuk pada kumparan adalah 4A. Karena jika lebih dari 4 A maka kumparan

menjadi panas sehingga dapat merusak lilitan. medan magnet. Kuat medan magnet

dari untuk masing-masing arus pada jarak antar kutub L= 1cm diukur menggunakan

Axial Probes Teslameter dari F.W BELL untuk masing-masing jarak l = 0,0 cm

sampai l = 1cm dengan kelipatan 0,2 cm. Hasil pengukuran ditunjukkan Gambar 4.1.

Pada Gambar 4.1. terlihat bahwa kerapatan medan magnet paling besar pada arus I=

1A sampai dengan I= 4 A terjadi pada jarak ujung-ujung yang dekat dengan kutub

kumparan, sehingga pengaruh medan magnet paling kuat terjadi pada masing-masing

ujung kutub kumparan. Dari gambar diatas dapat disimpulkan medan magnet

ditengah tengah celah antar kutub elektromagnet bersifat homogen dan diperoleh nilai

konstan B= 0,305 T,nilai ini merupakan medan magnet paling kuat. Dari grafik Nilai

dari kuat medan magnet untuk jarak antar kutub L= 1cm kemudian dirata-rata dan


commit to user

27

ditunjukkan pada Gambar 4.2. Gambar 4.2. menunjukkan bahwa semakin besar arus

listrik yang masuk pada kumparan maka nilai rata-rata medan magnet semakin besar.

4.2. Larutan Aquades

4.2.1. Hasil

Pada eksperimen ini adalah penentuan sudut putar polarisasi pada larutan

aquades. Nilai dari perputaran sudut ini digunakan sebagai pembanding untuk

menentukan sudut putar polarisasi pada larutan glukosa. Nilai-nilai perputaran sudut

pada larutan aquades ditunjukkan pada Gambar 4.3.

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

sudu

t an

tara

pol

aris

ator

dan

ana

lisat

or (

o )

Rata-rata medan magnet (tesla)

Gambar 4.3. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada aquades pada panjang larutan d= 1cm

4.2.2. Pembahasan

Gambar 4.3. memperlihatkan bahwa pada arus I= 1A sampai dengan arus I=

4A nilai perputaran sudutnya sama yaitu sebesar 0o. Hal tersebut berarti bahwa


commit to user

28

aquades bukan termasuk senyawa optik aktif karena tidak memiliki kemampuan

memutar bidang terpolarisasi.

4.3. Larutan Glukosa

4.3.1. Hasil

Eksperimen selanjutnya yaitu menentukan nilai perputaran sudut pada larutan

glukosa dengan konsentrasi glukosa 10% sampai 50% pada d (panjang larutan)= 1cm.

Selanjutnya nilai perputaran sudut tersebut digunakan untuk menghitung nilai

konstanta Verdet pada larutan glukosa. Nilai-nilai dari perputaran sudut tersebut

ditunjukkan pada Gambar 4.4.

Nilai konstanta Verdet untuk masing-masing konsentrasi glukosa dapat

dihitung menggunakan persamaan 2.1. Hasil pengukuran tersebut ditunjukkan pada

Gambar 4.5.

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,350,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,035

0,040

0,045

0,050

0,055

0,060

0,065

0,070

0,075

0,080

0,085

Per

puta

ran

Sudu

t (r

ad)

Rata-rata medan magnet (tesla)

Konsentrasi 10% Konsentrasi 20% Konsentrasi 30% Konsentrasi 40% Konsentrasi 50%

Gambar 4.4. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada panjang larutan glukosa 1 cm dengan variasi konsentrasi 10%

sampai 50%


commit to user

29

10 20 30 40 50

10

15

20

25

30

35

40

Kon

stan

ta V

erde

t (r

ad/T

.m)

Konsentrasi Larutan Glukosa (%)

Gambar 4.5. Grafik hubungan konstanta Verdet dengan konsentrasi larutan glukosa pada panjang larutan d= 1cm

4.3.2. Pembahasan

Glukosa (C6H1206) merupakan bahan yang memiliki sifat optik aktif yang

dapat memutar bidang polarisasi ke kanan (Risvan Kuswurj, 1998). Penentuan sudut

putar polarisasi pada glukosa ini menggunakan larutan glukosa dengan panjang

larutan 1 cm pada konsentrasi 10% sampai dengan 50% . Larutan glukosa ini harus

dijadikan larutan yang homogen yaitu dengan cara serbuk glukosa dilarutkan pada

aquades kemudian dipanaskan sampai larutan glukosa terlihat bening dan mendidih.

Larutan glukosa dijadikan larutan yang homogen bertujuan agar cahaya dari sinar

laser dapat menembus larutan. Langkah-langkah dalam penentuan sudut putar

polarisasi pada glukosa yaitu meletakkan larutan glukosa diantara dua kutub

kumparan pada sumber elektromagnetik yang dialiri arus listrik dan dirangkai paralel

untuk memperoleh medan magnet yang kuat sehingga dapat memutar bidang

polarisasi. Cahaya dari sinar laser He-Ne dengan panjang gelombang 632,8 nm

dilewatkan pada larutan glukosa dan sudut pada analisator diputar sampai terlihat


commit to user

30

pola gelap dan terang pada layar sehingga dapat diketahui terjadinya peristiwa efek

Faraday yaitu nilai perputaran sudut polarisasi β. Arus listrik yang dialirkan pada

kumparan divariasi antara 1A sampai dengan 4A, karena batas maksimum arus yang

tercantum pada pada kumparan adalah 4A sehingga jika arus yang melewati

kumparan lebih dari 4A maka terjadi kelebihan beban atau kapasitas pada rangkaian

elektromagnetik sehingga menyebabkan kumparan menjadi panas dan terjadi

kerusakan. Nilai-nilai perputaran sudut pada larutan glukosa untuk masing-masing

konsentrasi ditunjukkan pada Gambar 4.4.

Prinsip Efek Faraday yaitu apabila suatu bahan optik aktif ditempatkan pada

suatu medan magnet kuat kemudian ditransmisikan cahaya pada arah medan tersebut

sehingga arah polarisasinya diputar dengan sudut β. Sudut rotasi sebanding dengan

medan magnet B dan panjang d dari medium yang dilalui dimana cahaya

ditransmisikan dan suatu tetapan yang disebut konstanta verdet. Nilai dari perputaran

sudut, besar medan magnet dan panjang larutan digunakan untuk menghitung

konstanta verdet menggunakan persamaan 2.1.

Gambar 4.4. menunjukkan bahwa pada konsentrasi 10%, 20%, 30%, 40% dan

50% nilai perputaran sudutnya semakin besar bila rata-rata medan magnet yang

diberikan semakin besar. Nilai perputaran sudut paling besar pada konsentrasi

glukosa 50% dan nilai perputaran sudut paling kecil pada konsentrasi glukosa 10%.

Nilai perputaran sudut paling besar tersebut dikarenakan pada konsentrasi glukosa

50% larutan terlihat pekat sehingga cahaya yang melewati larutan terpolarisasi

maksimal yaitu cahaya yang diteruskan lebih banyak daripada cahaya yang

dipantulkan setelah cahaya melewati larutan, sedangkan pada konsentrasi glukosa

10% larutan terlihat encer sehingga cahaya yang melewati larutan tidak terpolarisasi

maksimal yaitu cahaya yang melewati larutan lebih sedikit daripada cahaya yang

dipantulkan setelah cahaya melewati larutan. Nilai perputaran sudut merupakan

selisih antara sudut gelap pada larutan glukosa dan sudut gelap pada larutan aquades.

Gambar 4.5. menunjukkan hubungan antara konstanta Verdet dengan masing-

masing konsentrasi larutan glukosa. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing


commit to user

31

konsentrasi glukosa berbeda yaitu semakin besar konsentrasi glukosa nilai konstanta

Verdet juga semakin besar. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing konsentrasi

sesuai dengan prinsip Efek Faraday. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing

23,00 rad/T.m, konsentrasi 30% sebesar 29,58 rad/T.m, konsentrasi 40% sebesar

35,27 rad/T.m dan konsentrasi 50% sebesar 38,72 rad/T.m.

4.4. Larutan Gula Pasir

4.4.1. Hasil

Eksperimen selanjutnya yaitu menentukan nilai perputaran sudut pada larutan

gula pasir. Nilai perputaran sudut tersebut digunakan untuk menghitung nilai

konstanta Verdet larutan gula pasir. Perlakuan yang dilakukan pada larutan gula pasir

sama dengan yang dilakukan pada larutan glukosa dengan konsentrasi larutan gula

pasir yang tidak ditentukan dan medan magnet yang digunakan sama untuk semua

larutan gula pasir yaitu medan magnet maksimum sebesar 0,3050 T. Nilai-nilai

perputaran sudut larutan gula pasir ditunjukkan pada Gambar 4.6. Nilai konstanta

Verdet untuk larutan gula pasir dapat dihitung menggunakan persamaan 2.1. Hasil

pengukuran tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.7.


commit to user

32

5 10 15 20 25 30 350,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

Per

puta

ran

Sudu

t (r

ad)

Larutan gula pasir (gram/20 ml)

Gambar 4.6. Grafik perputaran sudut dengan larutan gula pasir pada panjang larutan d= 1cm

5 10 15 20 25 30 35

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Kon

stan

ta V

erde

t (r

ad/T

.m)

Larutan Gula Pasir (gram/20 ml)

Gambar 4.7. Grafik hubungan Konstanta Verdet dengan larutan gula

pasir pada panjang larutan d= 1 cm


commit to user

33

4.4.2. Pembahasan

Gula merupakan sejenis pemanis yang terdiri dari monosakarida dan

disakarida. Eksperimen ini dilakukan dengan menggunakan larutan gula pasir.

Larutan gula pasir dibuat dengan variasi massa gula pasir 5 gram, 10 gram, 15 gram,

20 gram, 25 gram, 30 gram, dan 35 gram yang dilarutkan dalam 20 ml aquades

dengan konsentrasi yang tidak diketahui karena konsentrasi yang ada di dalam gula

pasir adalah konsentrasi glukosa.

Gambar 4.6. menunjukkan bahwa nilai perputaran sudut semakin besar bila

larutan gula pasir semakin pekat. Nilai perputaran sudut merupakan selisih antara

sudut gelap pada larutan gula pasir dengan sudut gelap pada larutan aquades.

Perbedaan nilai perputaran sudut dapat disebabkan kerapatan partikel gula untuk

masing-masing larutan berbeda sehingga mempengaruhi cahaya yang melewati

molekul-molekul larutan.

Perbedaan nilai perputaran sudut untuk masing-masing keadaan menyebabkan

nilai konstanta Verdet yang berbeda untuk tiap keadaan. Nilai konstanta Verdet pada

masing-masing keadaan yaitu pada larutan 5 gram sebesar 16,72 rad/T.m, larutan 10

gram sebesar 27,29 rad/T.m, larutan 15 gram sebesar 27,87 rad/T.m, larutan 20 gram

sebesar 33,44 rad/T.m, larutan 25 gram sebesar 39,02 rad/T.m, larutan 30 gram

sebesar 44,59 rad/T.m, larutan 35 gram sebesar 50,16 rad/T.m.

Nilai konstanta Verdet untuk masing-masing variasi larutan gula pasir

berbeda. Semakin pekat larutan gula pasir maka nilai konstanta Verdet semakin

besar. Dari gambar 4.7. dapat disimpulkan bahwa larutan gula 35 gram dalam 20 ml

aquades adalah larutan yang homogen, karena mencakup keseluruhan dari larutan

gula pasir yang dibuat dan merupakan larutan yang bersifat optik aktif maksimum,

dimana pada larutan tersebut terjadi polarisasi yang kuat sehingga menghasilkan

sudut putar maksimum dan nilai konstanta Verdet yang besar. Berdasarkan nilai

konstanta Verdet gula pasir yang telah dihitung maka dapat ditentukan konsentrasi

gula yang ada dalam larutan gula pasir. Gula yang terkandung dalam larutan gula


commit to user

34

pasir adalah gula murni jenis glukosa. Cara menghitung konsentrasi glukosa dalam

larutan gula pasir dapat dilihat di Lampiran 2.


commit to user

35

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

1. Nilai medan magnet tiap jarak pengukuran dengan variasi arus untuk jarak

antar kutub 1 cm yaitu semakin dekat jarak pengukuran dari ujung kutub, nilai

medan magnet semakin besar.

2. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa hubungan antara konsentrasi

glukosa dengan perputaran sudut sebanding. Semakin besar konsentrasi

glukosa, nilai perputaran sudut semakin besar.

3. Nilai konstanta Verdet pada masing- masing konsentrasi glukosa berbeda,

nilai konstanta Verdet terbesar pada konsentrasi 50% dan nilai konstanta

Verdet terkecil pada konsentrasi 10%. Nilai konstanta Verdet pada

konsentrasi 10% kecil, keadaan tersebut dikarenakan larutan terlihat encer

sehingga cahaya yang melewati larutan tidak terpolarisasi maksimal yaitu

cahaya yang melewati larutan lebih sedikit daripada cahaya yang dipantulkan

setelah cahaya melewati larutan.

4. Konsentrasi glukosa yang didapatkan dari larutan gula yaitu sebesar 63,95%.

5.2. Saran

1. Untuk mengetahui nilai sudut putar polarisasi yang maksimal, sebaiknya

menggunakan sumber cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda.

2. Untuk penelitian selanjutnya, larutan glukosa dan gula dapat diganti dengan

larutan optik aktif yang lain sehingga dapat dikaji lebih lanjut mengenai sudut

putar polarisasi pada berbagai larutan optik aktif.

penentuan konsentrasi glukosa dalam gula · pdf filepolarisasi cahaya ke kanan, sedangkan...

Documents