ANALISIS SPEKTROSKOPI UV-VIS PENENTUAN KONSENTRASI SUATU SENYAWA YANG TIDAK DIKETAHUI KONSENTRASINYA

A. TUJUAN 1. Membuat larutan baku dan standar berdasarkan konsentrasinya yang telah ditentukan. 2. Mengoperasikan program penentuan konsentrasi suatu senyawa pada instumentasi spektroskopi UV-Vis Cary 50. 3. Membuat persamaan garis linear dari absorbansi dan konsentrasi larutan standar. 4. Menentuakan konsentrasi senyawa melalui perhitungan persamaan garis linear absorbansi dan konsentrasi.

B. PRINSIP PERCOBAAN Penentuan konsentrasi KmnO4 berdasarkan daya serapan larutan (jernih dan larutan sempurna, tidak terdapat partikel koloid dan suspensi) terhadap radiasi elektromagnetik sinar tampak.

C. DASAR TEORI Spektrofotometri adalah studi mengenai antaraksi cahaya dengan atom dan molekul. Radiasi cahaya atau elektromagnet dapat dianggap menyerupai gelombang sedangkan Spektrofotometer alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi panjang gelombang (Khopkar,2008:225) Spektrofotometer Uv-Vis Merupakan salah satu teknik analisis spektroskopik yang menggunakan radiasi elektromagnetik. Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang antara 200-400 nm, sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-750 nm.

(Rohman,2008:222)

Konfigurasi dasar spektro.UV-Vis:

1. Sumber radiasi Lampu deuterium 1. Digunakan pd =190-380 nm (UV dekat) Umur =500 jam pemakaian Lampu tungsten Campuran dari filamen tungstan & gas iodine Digunakan pada = 380-900 (daerah Vis) Umur =1000 jam pemakaian Lampu merkuri Mengandung uap merkuri bertekanan rendah Dipakai u/ mengecek sekitar 365 nm (365,0; 365,5; 366,3 nm)

Monokromator Fungsi : mendapatkan radiasi monokromatis dari sumber yg memancarkan radiasi polikromatis yang terdiri dari: Celah Filter Prisma dan Kisi (grating)

2.

Sel atau kuvet Kuvet atau sel merupakan wadah zat yang akan dianalisis. Kuvet terdiri dari 2 yaitu: a. Ditinjau dari pemakaiannya terdiri dari: Kuvet permanen dari bahan gelas atau leburan silika Kuvet disposible terbuat dari teflon atau plastic

b. Ditinjau dr bahan dasar pembuatannya: Kuvet dari leburan silika (kuarsa), dapat digunakan untuk analisis kualitatifkuantitatif pd = 190-1100 nm Kuvet dari gelas, dapat dipakai untuk pengukuran pada = 380-1100 nm

3.

Detektor : mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik Sistem optik spektrofotometer: 1. Sistem optik radiasi berkas tunggal (single beam) 2. Sistem optik radiasi berkas ganda (double beam)

(Riyadi,2009)

Analisis Kuantitatif 1. Dengan menggunakan kurva baku dari larutan standar a. Penyiapan larutan baku dengan berbagai konsentrasi b. Pengukuran absorbansi larutan baku pada max. c. Membuat kurva hubungan antara konsentrasi dan absorbansi (kurva baku) d. Mengukur absorbansi larutan sampel e. Menentukan konsentrasi sampel dengan cara memplotkan absorbansi yang diperoleh pada kurva standar atau dengan substitusi ke dalam persamaan garis lurus dari kurva standar

2. Dengan membandingkan absorban larutan sampel dengan larutan standar pada max Cs As ----- = -----Cst Ast Dimana: Cs = konsentrasi larutan sampel Cst = konsentrasi larutan standar As = Absorban larutan sampel Ast = Absorban larutan standar

3. Dengan menghitung harga absorbansi larutan sampel pada pelarut tertentu dan dibandingkan dengan absorbansi sampel pada buku resmi

Pelarut Syarat: 1. Sampel harus larut dalam pelarut yang digunakan 2. Pelarut harus transparan terhadap radiasi pada panjang gelombang yang digunakan Penentuan bahan yang tidak mengabsorbsi Syarat pereaksi yang digunakan: 1. Dapat bereaksi dengan analit dalam larutan pada konsentrasi rendah (umumnya 10 -5 atau 10-6 M) 2. Relatif selektif. Suatu larutan berwarna dapat menyerap sinar pada panjang gelombang tampak. Intensitas yang diserap mempunyai hubungan tertentu dengan konsentrasi. Jika intensitas

sinar pada cuplikan yang tidak diketahui konsentrasinya dibandingkan dengan suatu larutan standar, maka konsentrasi larutan cuplikan itu dapat diketahui. Larutan yang akan di tentukan konsentrasinya harus diperlakukan sama dengan larutan standar. Hubungan antara intensitas yang diserap dengan konsentrasi ditunjukkan oleh hukum lambert-beer. (Rohman ,2008:232)

Spektrum Cahaya Tampak dan Warna-warna Komplementer Panjang Gelombang (nm) 400-435 435-480 480-490 490-500 500-560 560-580 580-595 595-610 610-750 Warna Violet Biru Hijau-biru Biru-hijau Hijau Kuning-hijau Kuning Oranye Merah Warna Komplementer Kuning-hijau Kuning Oranye Merah Ungu Violet Biru Hijau-biru Biru-hijau

(Underwood,2002: 384)

Hukum Lambert-Beer. Bila cahaya 9monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Jika intensitas sinar masuk dinyatakan oleh I0 = Ia + It + Ir. Dimana : I0 : Intensitas sinar masuk It : Intensitas sinar terserap Ir : Intensitas sinar terpantulkan Hukum yang mendasari metode spektrofotometri adalah : Hukum Lambert Hukum ini menyatakan bahwa : Bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intesitas cahaya.

Hukum Beer Hukum ini menyatakan intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Rumus Lambert atau rumus Beer menghasilkan hasil yang sama : Log Log Dimana : Log (Po/P) = absorbans b = panjang jalan menembus medium penyerap. = f(c)b = Kbc = f(c)b = Kbc

c = konsentrasi zat pelarut yang menyerap Jadi dalam sistem yang direkombinasikan, hukum lambert beer dapat mempunyai bentuk: A = abc g/liter Dimana: A = absorbans a = absorptivitas (Underwood,2002: 392) Panjang Gelombang Maksimum Baik sinar polikromatis maupun monokromatis bila dilewatkan ke suatu larutan maka intensitasnya akan berkurang. Berkurangnya intensitas sinar terjadi akibat serapan larutan tersebut, sebagian dipantulkan dan dihamburkan. Untuk mendapatkan selektifitas dan sensivitas yang baik umumnya dipakai sinar monokromatis dan dipilih panjang gelombang yang memberikan serapan maksimum (panjang gelombang maksimum). Terkadang sebuah larutan memiliki lebih dari satu panjang gelombang maksimum, untuk itu diperlukan pemilihan panjang gelombang yang sesuai baik berdasarkan sensivitasnya maupun berdasarkan daerah serapan senyawa pangganggu uang ada di larutan tersebut.(Riyadi,2009)

D. ALAT DAN BAHAN Alat: Spektroskopi UV-Vis cary 50 Kuvet spektroskopi UV-Vis Labu ukur 100 ml Labu ukur 10 ml Pipet volume/ukur Pipet tetes Beaker glass Corong gelas 5 botol vial Cawan arloji Spatula

Bahan: Larutan KMnO4 Akuadest Kertas label Tissue

E. PROSEDUR A. Pembuatan larutan blanko, larutan baku dan standar 1. Dibuat larutan blanko yang berisi pelarut yang digunakan untuk melarutkan sampel pada percobaan ini. 2. Dibuat larutan baku dengan cara melarutkan KmnO4 ke dalam pelarutnya, dengan konsentrasi 0,5 g/L sebanyak 100 ml (0,5 mg/100 ml). Digunakan labu ukur 100 ml dalam pembuatan larutan baku. 3. Dibuat lima larutan standar dari larutan baku dengan konsentrasi 0,5; 0,3; 0,1; 0,05; 0,01 g/L, masing-masing dalam volume 10 ml, melalui proses pengenceran. Digunakan labu ukur 10 ml dalam membuat larutan standar. B. Pengukuran panjang gelombang maksimum 1. Instrumentasi spektroskopi UV-Vis dihidupkan dan dibiarkan selama 5-10 menit 2. Kuvet dipegang dibagian buram dan dimasukkan larutan sampel kedalam kuvet sampel hingga 2/3 tinggi kuvet. Dihindari terbentuknya gelembung udara yang

menempel di kuvet karena akan mengganggu absorbansi. Dibersihkan kaca transparan kuvet dengan tissue. 3. Kuvet dipegang dibagian buram dan dimasukkan larutan blanko kedalam kuvet sampel hingga 2/3 tinggi kuvet. Dihindari terbentuknya gelembung udara yang menempel di kuvet karena akan mengganggu absorbansi. Dibersihkan kaca transparan kuvet dengan tissue. 4. Dipilih program SCAN yang tertera di layar komputer. 5. Dilakukan prosedur pengoperasian SCAN sebagaimana tertulis di buku manual spektroskopi UV-Vis cary 50 yang telah diberikan oleh laboraturium 6. Hasil scanning dicetak dan ditetukan panjang gelombang maksimum. C. Penentuan konsentrasi senyawa yang tidak diketahui konsentrasinya : Metoda 1. Metoda 1 dalam penentuan konsentrasi adalah dengan membuat kurva kalibrasi menggunakan program simpel read pada spektroskopi UV-Vis, melalui perhitungan persamaan garis linear antara konsentrasi larutan standar (sumbu X) dan absorbansi (sumbu Y). Persamaan garis linear, yaitu Y= aX + b (a= regresi, b= slope) 1. Diklik program simple read di layar komputer dan diikuti prosedur pengoperasian sebagaimana tertulis di buku manual. 2. Digunakan panjang gelombang maksimum yang diperoleh dari cara kerja B 3. Larutan standar yang pertama diukur absorbansinya 4. Diulangi pengukuran absorbansinya sebanyak 3 kali 5. Diulangi cara kerja nomor dua dan tiga pada setiap larutan standar berikutnya. 6. Disiapkan larutan sampel dan ukur absorbansinya sebanyak 3 kali. 7. Dicetak hasil konsentrasi masing-masing larutan standar dan absorbansinya, sehingga dapat diisi tabel berikut : Larutan standar (X) 0,1 g/L Absorbansi Absorbansi rata-rata (Y)

0,25 g/L

Dst.... Larutan Sampel

8. Dibuat kurva kalibrasi antara absorbansi rata-rata (sumbu Y) dan konsentrasi larutan standar (sumbu X) di kertas. 9. Dihitung persamaan garis linear berdasarkan data absorbansi rata-rata dan konsentrasi larutan standar. 10. Melalui persamaan garis linear, dimasukkan nilai absorbansi larutan sampel dan dihitung konsentrasi larutan sampel. D. Penentuan konsentrasi senyawa yang tidak diketahui konsentrasinya : metoda 2 1. Dipilih program Concentration yang tertera di layar komputer. 2. Dilakukan prosedur pengoperasian Concentration sebagaimana tetulis di buku manual spektroskopi UV-Vis cary 50 yang telah diberikan oleh laboraturium 3. Hasil dicetak.

F. SKEMA KERJA Pembuatan Larutan KMnO4 5.10-1 M sebanyak 100 mL 0,5 mg KMnO4 Dilarutkan dengan sedikit air Diencerkan Larutan KMnO4 5.10-1 M KMnO4 3.10-1 M sebanyak 10 mL 6 mL larutan KMnO4 5.10-1 M sebanyak 100 mL Di ambil dengan pipet ukur Dimasukkan dalam labu takar 50 mL Di encerkan hingga batas volume Larutan KMnO4 3.10-1 M KMnO4 1.10-1 M sebanyak 10 mL 3,3 mL larutan KMnO4 3.10-1 M hingga 100 mL dengan

manggunakan labu takar

Diambil dengan pipet volum Dimasukkan dalam labu takar 50 mL Diencerkan hingga batas volume Larutan KMnO4 1.10-1 M KMnO4 5.10-2 M sebanyak 10 mL 5 mL larutan KMnO4 1.10-1 M Diambil dengan pipet volum Dimasukkan dalam labu takar 50 mL Diencerkan hingga batas volume Larutan KMnO4 5.10-2 M KMnO4 1.10-2 M sebanyak 10 mL 2 mL larutan KMnO4 5.10-2 M Diambil dengan pipet volum Dimasukkan dalam labu takar 50 mL Diencerkan hingga batas volume Larutan KMnO4 1.10-2 M Pengukuran Panjang Gelombang Maksimum Spektrofotometer UV-Vis Dihidupkan Dibiarkan selam 5-10 menit untuk pemanasan lampu Panjang gelombang Diatur melalui computer dengan rentang 400nm-700nm Larutan KMnO4 5.10-1 M Dimasukkan dalam kuvet Diukur absorbansiya dengan

spektrofotometer uv-vis Dilakukan kembali Larutan KMnO4 3.10-1 M Larutan KMnO4 1.10-1 M

Larutan KMnO4 5.10-2 M Larutan KMnO4 1.10-2 M Dibuat grafik hubungan antara panjang gelombang dan absorbansi

Pembuatan Kurva Kalibrasi dan Pengukuran Cuplikan yang Tidak Diketahui Konsentrasinya Panjang gelombang maksimum Disetting pada alat Diukur kembali absorbansi Larutan KMnO4 5.10-1 M Larutan KMnO4 3.10-1 M Larutan KMnO4 1.10-1 M Larutan KMnO4 5.10-2 M Larutan KMnO4 1.10-2 M Larutan KMnO4 cuplikan Dibuat kurva kalibrasi terhadap konsentrasi larutan KMnO4 cuplikan Persamaan garis linier ditentukan Konsentrasi larutan KMnO4 cuplikan di tentukan Konsentrasi Larutan KMnO4 cuplikan

G. HASIL PENGAMATAN No. 1 Perlakuan Pembuatan larutan KMnO4 KMnO4 5.10-1 M sebanyak 100 mL 1,6 mg KMnO4 Dilarutkan dengan sedikit air Serbuk ungu Hasil Pengamatan

Diencerkan hingga 100 mL dengan manggunakan labu Larutan berwarna ungu takar 2 KMnO4 5.10-1 M diencerkan kembali untuk membuat larutan: Larutan KMnO4 3.10-1 M Larutan KMnO4 1.10-1 M Larutan KMnO4 5.10-2 M Larutan KMnO4 1.10 M 3. Penentuan panjang gelombang maksimum-2

Larutan berwarna ungu Larutan berwarna ungu Larutan berwarna ungu Larutan berwarna ungu maks = Abs =

4.

Pembuatan kurva kalibrasi dan pengukuran larutan (dapat dilihat dalam cuplikan pembahasan)

H. PERHITUNGAN Pembuatan larutan Larutan KMnO4 5.10-1 M

Larutan KMnO4 3.10-1 M

Larutan KMnO4 1.10-1 M

Larutan KMnO4 5.10-2 M

Larutan KMnO4 1.10-2 M

Penentuan Konsentrasi Larutan Cuplikan C =X 0,01 0,05 0,1 0,3 0,5 X Jumlah y 0,4294 3,0106 4,4589 10,0000 4,3970 0,4294 22,2959 0,3526 5,799214 X2 1 x 10-4 2,5 x 10-3 1 x 10-2 9 x 10-2 2,5 x 10-1 Y2 0,1843 9,0637 19,8817 100 19,3336 X.Y 0,004294 0,15053 0,44589 3 2,1985

(

)

(

)( ( )

)

(

)

(

)(

)

Data Hasil simple Read C =X 0,5 0,3 0,1 0,05 0,01 X Jumlah y 4,7422 4,0904 3,9700 2,9357 0,3985 0,3985 16,1368 0,3526 4,145885 X2 2,5 x 10-1 9 x 10-2 1 x 10-2 2,5 x 10 1 x 10-4-3

Y2 22,4884 16,7313 15,7609 8,61833 0,1588

X.Y 2,3711 1,2271 0,397 0,1467 0,003985

(

)

(

)( ( )

)

(

)

(

)(

)

I. PEMBAHASAN Pada percobaan kali ini, pratikan melakukan analisis spektroskopi UV-Vis dengan tujuan untuk menentukan panjang gelombang maksimum, membuat kurva standar kalibrasi dan menentukan konsentrasi cuplikan yang tidak diketahui. Pertama, pratikan membuat larutan baku dengan berbagai konsentrasi dimana larutan baku yang dibuat adalah KMnO4 yang menggunakan pelarut aquades. Pelarut aquades digunakan karena dapat melarutkan KmnO4 dengan baik, selain itu aquades juga bersifat transparan terhadap radiasi pada panjang gelombang yang digunakan. Larutan baku tersebut dibuat dengan pengenceran bertingkat yang dimulai dengan konsentrasi 5.10-1 M , lalu diencerkan kembali menjadi 3.10-1 M , 1.10-1 M , 5.10-2 M dan 1.10-2 M . Pengenceran dilakukan agar pelarut menjadi semakin transparan terhadap radiasi pada panjang gelombang yang telah ditentukan. Sedangkan blanko yang digunakan adalah aquades, aquades tersebut dimasukkan ke dalam kuvet yang berfungsi membantu kalibrasi alat spektroskopi UV-Vis dan dihasilkan kurva standar kalibrasi dengan absorbansi 0,0345 dengan panjang gelombang 526,0 nm. Gambar kurva yang dihasilkan sebagai berikut:

Selanjutnya dilakukan penentuan panjang gelombang maksimal dengan memasukkan KMnO4 dengan konsentrasi 5.10-1 M ke dalam kuvet dan didapat bahwa panjang gelombang maksimal adalah 568,9 nm. Adapun penggunaan larutan KmnO4 dengan konsentarsi 5.10-1 M bertujuan agar dapat mencapai absorbansi maksimum. Sedangkan penggunaan panjang gelombang maksimum dalam pengukuran dikarenakan pada panjang gelombang maksimal maka kepekaannya juga akan maksimal dimana perubahan absorbansi untuk setiap satuan konsentrasi adalah yang paling besar. Selain itu, disekitar panjang gelombang maksimal akan diperoleh bentuk kurva absorbansi yang datar dimana pada kondisi tersebut hukum LambertBeer akan terpenuhi. Langkah selanjutnya yaitu melakukan pengukuran kembali terhadap larutan KMnO4 dengan konsentrasi 1.10-2 M, 5.10-2 M, 1.10-1 M, 3.10-1 M dan 5.10-1 M dihasilkan absorbansi ratarata pada konsentrasi masing-masing 0,4294; 3,0106 ; 4,4589 ; 10,0000 ; dan 4,3970 . Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi suatu pelarut yang diukur maka semakin banyak cahaya radiasi yang diserap sehingga mengakibatkan absorbansinya juga akan semakin besar. Kemudian suatu larutan cuplikan yang diketahui konsentrasinya dibuktikan pengukurannya yaitu pada konsentarasi 1 x 10-2 diukur dengan spektroskopi UV-Vis absorbansinya 0,4294 setelah dibuktikan ternyata berbeda antara hasil percobaan dan perhitungan , hal ini dapat disebabkan karena dalam percobaan pada konsentrasi 3 x 10-1 didapatkan absorbansi 10,00 hal inilah yang menyebabkan ketidaksesuaian antara hasil percobaan dan perhitungan, selain itu sampel yang terlalu pekat juga menjadi salah satu faktor kesalahan yang terjadi pada saat praktikum hal ini karena sampel yang terlalu pekat, sampel yang terlalu pekat mengakibatkan sampel semakin tidak transparan terhadap radiasi panjang gelombang. Hasil pengukuran ini tidak sama dengan hasil perhitungan yang dilakukan secara manual dengan menggunakan rumus

(

) ( (

)( )

)

dan

dimana konsentrasi larutan cuplikan yang dibuktikan

yaitu konsentasi 1 x 10-2 dengan absorbansi 0,4294.

J. KESIMPULAN 1) Panjang gelombang maksimal yang dihasilkan adalah 568.9 nm 2) Pada pengukuran blanko dihasilkan kurva lurus standar kalibrasi dengan absorbansi 0.0266 dan panjang gelombang 568.9 nm. 3) Konsentrasi cuplikan berdasarkan penganalisisan dengan spektroskopi UV-Vis adalah 1.5 mol/Liter. 4) Konsentasi cuplikan berdasarkan perhitungan adalah 1.495 mol/Liter atau mol/Liter. 5) Pengguanaan larutan blanko adalah untuk mengatasi kesalahan sistematik yang sering terjadi dalam analisis yaitu serapan oleh pelarut menggunakan spektroskopi. 1.5

K. DAFTAR PUSTAKA Day, JR. R. A. dan Underwood. A. L. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga Gandjar, Ibnu Gholib dan Rohman, Abdul. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: PUSTAKA PELAJAR Khopkar, S.M. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-PRESS Riyadi, Wahyu. 2008. . Perbedaan Spektrometri dan Spektrofotometri. Online (http://wahyuriyadi.blogspot.com/), diunduh 10 mei 2011. Sitorus, Marham. 2009. Spektroskopi Elusidasi Struktur Molekul Organik. Yogyakarta: GRAHA ILMU