LAPORAN ANALISIS INSTRUMEN

PERCOBAAN 2

PENENTUAN KONSENTRASI SUATU SENYAWA YANG TIDAK DIKETAHUI

KONSENTRASINYA

Disusun Oleh:

RIZA SEPTIANA F02110023

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2013

PERCOBAAN 2

PENENTUAN KONSENTRASI SUATU SENYAWA YANG TIDAK DIKETAHUI

KONSENTRASINYA

A. Tujuan Percobaan

1. Membuat larutan baku dan standar berdasarkan konsentrasi yang telah ditentukan

2. Mengoperasikan program penentuan konsentrasi suatu senyawa pada instrumentasi

spektroskopi UV-Vis cary 50

3. Membuat persamaan garis linear dari absorbansi dan konsentrasi larutan standar

4. Menentukan konsentrasi senyawa melalui perhitungan persamaan garis linear

absorbansi dan konsentrasi

B. Prinsip Percobaan

Interaksi yang terjadi antara energi yang berupa radiasi elektromagnetik dari

sinar UV-Vis dengan molekul larutan Asam salisilat, sehingga besarnya energi yang

diserap dapat menyebabkan elektron-elektron dalam larutan Asam salisilat mengalami

eksitasi elektronik dan kemudian elektron tersebut kembali ke keadaan dasar dengan

panjang gelombang tertentu yang ditangkap oleh detektor dan ditampilkan pada layar

computer berupa absorbansi dan konsentrasi, yang kemudian dibuat garis linear

absorbansi dan konsentrasi untuk menghitung konsentrasi larutan Asam salisilat yang

belum diketahui konsentrasinya.

C. Dasar Teori

Teknik spektroskopi pada daerah ultra violet dan sinar tampak biasa disebut

spektroskopi UV-Vis. Dari spectrum absorpsi dapat diketahui panjang gelombang

dengan absorbans maksimum dari suatu unsur atau senyawa. Konsentrasi suatu unsure

atau senyawa juga dengan mudah dapat dihitung dari kurva standar yang diukur pada

panjang gelombang dengan absorbans maksimum.

Gambar 1. daerah spectrum radiasi elektromagnetik.

(Harvey, David. 2000 : 372).

Apabila radiasi atau cahaya putih dilewatkan melalui larutan berwarna, maka

radiasi dengan panjang gelombang tertentu akan diserap (absorpsi) secara selektif dan

radiasi lainnya akan diteruskan (transmisi). Absorpsi maksimum dari larutan berwarna

terjadi pada daerah warna yang berlawanan, misalnya larutan warna merah akan

menyerap radiasi maksimum pada daerah warna hijau. Dengan perkataan lain warna

yang diserap adalah warna komplementer dari warna yang diamati.

Jika ditinjau secara mikro, maka ketika cahaya monokromatis melewati larutan

sampel, elektron-elektron yang terdapat di dalam sampel akan mendapatkan energi dari

cahaya yang dilewatkan dan kemudian tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi. Besarnya

perpindahan elektron sama dengan energi radiasi yang berineraksi dengan molekul.

Eksitasi elektron ketingkat energi yang lebih tinggi tergantung pada senyawa

penyerapnya (kromofor penyerap). Proses ini terjadi dalam dua tahap, yaitu

Tahap 1 : M + hv M*

Tahap 2 : M* M + Panas

Elektron-elektron yang tereksitasi bervariasi, tergantung dari jenis orbitalnya,

berikut adalah kemungkinan-kemungkinan yang terjadi ketika elektron tereksitasi ketika

mendapatkan energi dari cahaya yang masuk. Ada empat jenis transisi yang mungkin

terjadi, yaitu: σ σ*, n σ*, n π*, dan π π*

Tabel1. Transisi elektron

Pada saat kondisi tereksitasi dan energinya habis, maka elektron tersebut akan

kembali ke keadaan semula dengan melepaskan sejumlah energi berupa cahaya dengan

panjang gelombang tertentu. Cahaya inilah yang kemudian di terima oleh detektor.

cahaya ini disebut cahaya komplementer.

Semua senyawa organic mampu mengabsorbsi cahaya, sebab senyawa organic

mengandung electron valensi yang dapat dieksitasi ke tingkat energy yang lebih tinggi.

Pengabsorbsian sinar ultra violet dan sinar tampak yang panjang gelombangnya lebih

besar, terbatas pada sejumlah gugus fungsional (chromophore) yang mengandung

electron valensi dengan energy eksitasi rendah. Berikut adalah gugus-gugus penyerap

cahaya pada panjang gelombang UV-Vis beserta transisi yang terjadi.

(Fauzi, 2010:3)

Analisis Kuantitatif

1. Dengan menggunakan kurva baku dari larutan standar

a. Penyiapan larutan baku dengan berbagai konsentrasi

b. Pengukuran absorbansi larutan baku pada λ max

c. Membuat kurva hubungan antara konsentrasi dan absorbansi (kurva baku)

Mengukur absorbansi larutan sampel

d. Menentukan konsentrasi sampel dengan cara memplotkan absorbansi yang

diperoleh pada kurva standar atau dengan substitusi ke dalam persamaan garis

lurus dari kurva standar

Dari kurva deret standar, didapatkan persamaan linier y = mx + c. Dimana y

adalah absorbansi, x adalah konsentrasi, sedangkan m adalah kemiringan / slope.

Slope (m) adalah perbandingan antara absorbansi terhadap konsentrasi, sedangkan

c/konstanta karena secara praktikum standar dimulai dari konsentrasi 0 maka

seharusmya nilai y juga adalah 0 karena sesuai dengan hukum Lambert-Beer.

Namun ketika memasukkan nilai absorbansi dan konsentrasi kedalam kuva, nilai c

akan tetap muncul akibat dari perhitungan yang dilakukan oleh program, namun

karena nilainya sangat kecil maka dianggap tidak ada pengaruhnya, sehingga dapat

diabaikan. Sehingga persamaan untuk deret standar adalah y = mx.

2. Dengan membandingkan absorban larutan sampel dengan larutan standar pada λ

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

Metode ketiga adalah dengan menggunakan standar adisi. Metode standar adisi

adalah metode yang hampir sama seperti metode deret standar. Namun pada metode

adisi standar, pada setiap larutan standar ditambahkan sampel dengan sama banyak.

Sehingga dalam perhitungan memerlukan beberapa perubahan dibandingkan dengan

perhitungan pada deret standar. Perhitungan untuk adisi standar adalah sebagai

berikut:

Plot As sebagai fungsi Vs merupakan garis lurus dari:

Dimana slope β dan perpotongan α sesuai adalah

dan

Cx dapat diperoleh dari perbandingan dua besaran α dan β dan harga-harga Cs, Vx,

dan Vs yang diketahui, jadi rumusnya menjadi

Dari penyerderhanaan persamaan di atas, didapatkan persamaan

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 ,2007:232)

Hukum Lambert-Beer.

Bila cahaya (monokromatik 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:

1. Hukum Lambert

Hukum ini menyatakan bahwa : Bila cahaya monokromatik melewati medium

tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan,

berbanding lurus dengan intesitas cahaya.

2. 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 (Po/P) = f(c)b = Kbc

Log (Po/P) = f(c)b = Kbc

Dimana :

Log (Po/P) = absorbans

b = panjang jalan menembus medium penyerap.

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).

Hubungan antara absorbansi A dengan konsentrasi zat pengabsorbsi adalah linier. Ada

beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yang mengikuti hukum Lambert-Beer,

yaitu :

1. Syarat konsentrasi, larutan yang dianalisis harus encer. Pada konsentrasi tinggi jarak

rata-rata di antara zat pengabsorbsi menjadi kecil sehingga masing-masing zat

mempengaruhi distribusi muatan tetangganya. Interaksi ini dapat mengubah

kemampuan untuk mengabsorbsi cahaya pada panjang gelombang yang diberikan.

2. Syarat kimia, zat pengabsorbsi tidak boleh terdisosiasi atau bereaksi dengan pelarut

menghasilkan suatu produk yang berbeda dari zat yang dianalisis.

3. Syarat cahaya, hukum Beer berlaku untuk cahaya yang betul-betul monokrhromatik

(cahaya yang mempunyai satu macam panjang gelombang).

4. Syarat kejernihan, larutan yang dianalisis harus jernih karena kekeruhan larutan

yang disebabkan oleh partikel-partikel koloid akan dihamburkan oleh partikel-

partikel koloid akibatnya kekuatan cahaya yang diabsorbsi berkurang dari yang

seharusnya (Fauzi, 2010:6).

Diencerkan

Padatan Asam Salisilat 50 mg

Dilarutkan dengan aquades dalam labu ukur 50 mlDicukupkanhinggatandabatas

Larutan baku Asam salisilat 1000 ppm

larutan standar dengan konsentrasi 10 ppm, 8 ppm, 6 ppm, 4 ppm, 2 ppm masing-masing 10 ml

etanol

Dimasukan ke dalam tabun greaksi

Larutan blanko

D. Metodelogi Percobaan

1. Alat dan Bahan

a. Alat yang digunakan adalah:

Cawan arloji

Spatula

Labu ukur 100 ml

Labu ukur 50 ml

Pipet volume/ukur

Pipet tetes

Beaker glass

Corong gelas

Botol vial 5 buah

Kuvet spektroskopi UV-Vis

Spektroskopi UV-Vis cary 50

b. Bahan yang digunakan adalah:

larutan asam salisilat

tissue

etanol

kertas label

2. Skema Kerja

a. Pembuatan larutan blanko, larutan baku dan larutan standar

Dimasukan larutan blanko (etanol) hingga 2/3 tinggikuvet

Kuvet blanko

Layar computer menunjukanangka 0,0000

kuvetblankodalamspektroskopi UV-VIS

Di pilih program “zero” pada layar komputer

Dibersihkan dari kotoran

Kuvet blanko bersih

Dimasukan dalam alat instrumentasi spektroskopi UV-VIS

Dikeluarkan kuvet dari alat instrumentasi

Dimasukan kuvet sampel asam salisilat dalam alat spektroskopi UV-VIS

Kuvet sampel dalam alat instrument

Di pilih program ‘SCAN’ pada laya komputer

Hasil Scanning

Di tentukan panjang gelombang maksimumnya

Panjang gelombang max Asam salisilat

Di lakukan proses pengoperasian ‘SCAN’

b. Pengukuran panjang gelombang maksimum

Layar komputer

Dipilih program simple readDiikuti prosedur pengoperasian di buku petunjukDigunakan panjang gelombang maksimum yang telah diukurDimasukkan larutan standar 2 ppm

Larutan standar 2 ppm

Diukur absorbansinya

Absorbansi asam salisilat 2 ppm

Di ulangi untuk larutan standar 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, dan 10 ppm

Absorbansi asam salisilat 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, 10 ppm

Konsentrasi larutan standar dan absorbansi

Dibuat kurva kalibrasi antara absorbansi rata-rata (sumbu Y) dan konsentrasi larutan standar (sumbu X) di kertas

Kurva kalibrasi

Dihitung persamaan garis linear

Konsentrasi larutan

Dihitung seluruh absorbansinya

c. Penentuan konsentrasi senyawa yang tidak diketahui konsentrasinya

E. Hasil Pengamatan

No Perlakuan Hasil Pengamatan

1 Menimbang Asam salisilat sebanyak 50

mg

Kristal Asam salisilat berwarna

putih

2 Melarutkan Asam salisilat dengan aquades

50 ml

Larutan Asam salisilat 50 ml tak

berwarna

3 Mengencerkan larutan Asam salisilat 10

ppm, 8 ppm, 6 ppm, 4 ppm, dan 2 ppm

sebanyak 100 ml

Larutan Asam salisilat tak berwarna

sebagai sampel

4 Memasukkan larutan encer Asam salisilat Larutan sampel didalam botol vial

ke dalam 5 buah botol vial

5 Memasukkan aquades ke dalam gelas

kimia

Larutan tak berwarna sebagai larutan

blanko

5 Memasukkan larutan sampel Asam

salisilat ke dalam kuvet sampel hingga 2/3

Larutan sampel Asam salisilat

didalam kuvet

6 Memasukkan aquades ke dalam kuvet

blanko hingga 2/3

Larutan tak berwarna didalam kuvet

blanko

7 Melakukan prosedur pengoperasian

concentration dan mencetak hasil scaning

Kurva konsentrasi

8 Menentukan konsentrasi sampel yang

belum diketahui

Konsentrasi Asam salisilat = 0.962

mg/L

Hasil Pengamatan absorbansi terhadap konsentrasi

Sampel Konsentrasi (mg/L) Absorbansi

Zero (Blanko) - 0.0000

1 2 0.0886

2 4 0.2027

3 6 0.2501

4 8 0.3660

5 10 0.3021

Sampel ? 0.2844

E. Perhitungan

1. Pengenceran (M1 x V1 = M2 x V2)

a. 10 ppm

50 mg/ 50 ml x V1 = 10 mg/1000 ml x 100 ml

V1 = 1 mg/ 1 mg/ml

V1 = 1 ml

b. 8 ppm

50 mg/ 50 ml x V1 = 8 mg/1000 ml x 100 ml

V1 = 0,8 mg/ 1 mg/ml

V1 = 0,8 ml

c. 6 ppm

50 mg/ 50 ml x V1 = 6 mg/1000 ml x 100 ml

V1 = 0,6 mg/ 1 mg/ml

V1 = 0,6 ml

d. 4 ppm

50 mg/ 50 ml x V1 = 4 mg/1000 ml x 100 ml

V1 = 0,4 mg/ 1 mg/ml

V1 = 0,4 ml

e. 2 ppm

50 mg/ 50 ml x V1 = 2 mg/1000 ml x 100 ml

V1 = 0,2 mg/ 1 mg/ml

V1 = 0,2 ml

2. Konsentrasi sampel yang belum diketahui

y = a + bx

b = n x ∑ ( xi . yi ) – ( ∑xi ) . ( ∑yi )

n x ∑ ( xi2 ) – ( ∑xi )2

= 5 x 8.1976 – (30 x 1,195)

5 x 220 – 900

= 40,988 – 35,85 / 200

= 5,138 / 200

= 0,02569

y = a +bx y = a + bx

a = y – bx 0,2844 = 0,03722 + 0,02569x

a = 0,0886 – 0,02569 (2) x = 0,96216 / 0,02569

= 0,03722 x = 0,962 mg/L

Dari perhitungan menggunakan statistik, diperoleh persamaan linear:

y = 0,03722 + 0,02569 x

Sampel Konsentrasi (xi) Absorbansi (yi) xi.yi xi2

1 2 0,0886 0,1772 42 4 0,2027 0,8108 163 6 0,2501 1,5006 364 8 0,336 2,688 645 10 0,3021 3,021 100

Total (∑) 30 1,1795 8,1976 220

3. Grafik

1 2 3 4 50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Absorbansi

Absorbansi

2 4 6 8 10

F. 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. Syarat

senyawa yang dapat dianalisa dengan menggunakan teknik UV-Vis ini adalah senyawa

tersebut harus berwarna dan stabil untuk jangka waktu yang cukup lama. Selain itu ada

beberapa persyaratan yang harus diperhatikan yang mengikuti hukum lambertbeer.

Persyaratan hukum lambert beer adalah syarat konsentrasi yaitu larutan yang akan diuji

harus encer; syarat kimia yaitu zat pengabsorbsi tidak boleh terdisosiasi, berasosiasi atau

bereaksi dengan pelarut; syarat cahaya yaitu berlaku untuk cahaya monokromatis;dan

larutan yang akan diukur harus jernih.

Selain itu, pada percobaan ini terlebih dahulu harus dilakukan matching kuvet,

kuvet yang akan dipakai dipilih yang ditentukan berdasarkan hasil absorbansi dari

senyawa yang panjang gelombang maksimumnya telah diketahui. Kuvet yang

mempunyai absorbansi sama atau berdekatan dipilih dan digunakan untuk pengukuran.

Pertama, pratikan membuat larutan baku dengan berbagai konsentrasi dimana

larutan baku yang dibuat adalah asam salisilat yang menggunakan pelarut etanol. Pelarut

etanol digunakan karena dapat melarutkan asam salisilat dengan baik karena keduanya

merupakan senyawa polar. Selain itu, etanol juga bersifat transparan terhadap radiasi

pada panjang gelombang yang digunakan sehingga tidak dapat menyerap radiasi

elektromagnetik. Larutan baku tersebut dibuat dengan pengenceran bertingkat yang

dimulai dengan konsentrasi 1 mg/L , lalu diencerkan kembali menjadi 0,1 mg/L, 0,25

mg/L, 0,5 mg/L dan 0,75 mg/L. Pengenceran dilakukan agar pelarut menjadi semakin

transparan terhadap radiasi pada panjang gelombang yang telah ditentukan. Sedangkan

blanko yang digunakan adalah etanol, etanol tersebut dimasukkan ke dalam kuvet yang

berfungsi membantu kalibrasi alat spektroskopi UV-Vis dan dihasilkan kurva standar

kalibrasi dengan absorbansi 0,0933.

Selanjutnya dilakukan penentuan panjang gelombang maksimal dengan

memasukkan asam salisilat dengan konsentrasi 1 mg/L ke dalam kuvet dan didapat

bahwa panjang gelombang maksimum adalah 298,0 nm. Adapun penggunaan larutan

asam salisilat dengan konsentarsi 1 mg/L 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 diperoleh bentuk kurva absorbansi

yang datar dimana pada kondisi tersebut hukum Lambert-Beer akan terpenuhi.

Langkah selanjutnya yaitu melakukan pengukuran kembali terhadap larutan

asam salisilat dengan konsentrasi 0,1 mg/L, 0,25 mg/L, 0,5 mg/L, 0,75 mg/L dan 1 mg/L

dihasilkan absorbansi rata-rata pada konsentrasi masing-masing 0,0886; 0,2027; 0,2501;

0,3660 dan 0,3021. 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. Akibatnya cahaya radiasi yang ditruskan akan

semakin kecil. Kemudian suatu larutan sampel yang tidak diketahui konsentrasinya

dilakukan pengukuran besar absorbsinya. Besar absorbsi larutan sampel tersebut adalah

0,2844. Untuk mendapatkan besar konsentrasi larutan sampel tersebut dilakukan

perhitungan dengan menggunakan data-data pada larutan yang diketahui konsentrasinya,

dimana y = absorbansi dan x = konsentrasi. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan

diperoleh y = 0,03722 + 0,02569 x sehingga besar konsentrasi larutan sampel tersebut

adalah 0,962 mg/L. Hasil perhitungan dengan hasil pengamatan menggunakan instrumen

dapatkan dikatakan sesuai, dimana absorbansi sampel 0,2844 dan konsentrasi 0,962

mg/L. Sedangkan pada cuplikan dengan konsentarsi 1 mg/L, absorbansinya adalah

0.3021.

G. Kesimpulan

1. Pelarut etanol digunakan karena dapat melarutkan asam salisilat dengan baik karena

keduanya merupakan senyawa polar dan bersifat transfaran.

2. Panjang gelombang maksimum adalah 298,0 nm.

3. Semakin besar konsentrasi suatu pelarut yang diukur maka semakin banyak cahaya

radiasi yang diserap sehingga mengakibatkan absorbansinya juga akan semakin

besar.

4. Absorbansi sampel 0,2844 dan konsentrasi sampel 0,962 mg/L.

H. 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

Harvey, David. (2000). Modern Analytical Chemistry. USA: The McGraw-Hill

Companies.

Risa Nurkomarasari, Ersan Yudhapratama dan Fauzi, Redi Ahmad. 2010. Penentuan

Kadar Fe(II) dalam Sampel dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS.

Bandung: Universitas Pendidikan Indonesia.

Lampiran