LAPORAN PRAKTIKUM ANALISIS INSTRUMEN

“ Polarimeter ”

DISUSUN OLEH :

NAMA : MULYANI

NIM : G 701 11 083

KELAS : B

HARI/TANGGAL : SABTU, 22 DES 2012

KELOMPOK : CETAR MEMBAHANA

ASISTEN : MUH. ARFAH

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TADULAKO

DESEMBER, 2012

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Polarimeter adalah alat untuk mengukur besarnya putaran

berkas cahaya terpolarisasi oleh suatu zat optis aktif. Zat yang bersifat

optis aktif adalah zat yang memiliki struktur transparan dan tidak simetris

sehingga mampu memutar  bidang polarisasi radiasi. Materi yang bersifat

optis aktif contohnya adalah kuarsa, gula, dan sebagainya. Pemutaran

dapat berupa dextrorotatory (+) bila arahnya sesuai dengan arah putar

jarum jam ataupun levo-rotatory bila arahnya berlawanan dengan jarum

jam.

Skema kerja polarimeter adalah cahaya dinyalakan dan tabung

sampel kosong, prisma penganalisis diputar sehingga berkas cahaya yang

terpolarisasi oleh prisma pemolarisasi benar-benar terhalangi dan bidang

pandang menjadi gelap. Pada saat ini sumbu prisma dari prisma

pemolarisasi dan prisma penganalisis tegak lurus satu dengan lainnya.

Sekarang sampel diletakkan pada tabung sampel. Jika zat bersifat inaktif

(tidak aktif) optis (optically inactive) ,tidak ada perubahan yang terjadi.

Bidang pandang tetap gelap. Akan tetapi, jika zat bersifat aktif optis

(optical active) diletakkan pada tabung, zat memutar  bidang polarisasi, dan

sebagian cahaya akan melewati penganalisis ke arah pengamat. Dengan

memutar prisma penganalisis searah jarum jam atau berlawanan jarum

jam, pengamat akan sekali lagi menghalangi cahaya dan mengembalikan

medan yang gelap.

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dilakukanlah

praktikum ini untuk mengetahui instrumen Polarimeter sehingga dapat

diketahui komponen alatnya, fungsi masing-masing komponennya dan

cara menggunakan alat tersebut yang sangat bermanfaat khususnya dalam

bidang farmasi. Dalam kefarmasian alat ini digunakan untuk identifikasi

2

maupun penentuan kadar suatu sediaan obat yang termasuk kedalam

senyawa organik yang dapat dioksidasi maupun direduksi.

I.2 Maksud Percobaan

Mengenal instrumen polarimeter

I.3 Tujuan Pecobaan

1. Menentukan sudut putar jenis larutan optik aktif dengan menggunakan

polarimeter.

2. Menentukan konsentrasi larutan optik aktif dengan menggunakan

polarimeter.

I.4 Prinsip Percobaan

Pengukuran daya putar optis  suatu zat yang menimbulkan

terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir. Cahaya dari lampu

sumber, terpolarisasi setelah melewati prisma Nicol pertama yang disebut

polarisator. Cahaya terpolarisasi kemudian melewati senyawa optis aktif

yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi dengan arah tertentu.

Prisma Nicol kedua yang disebut analisator akan membuat cahaya dapat

melalui celah secara maksimum. Rotasi optis yang diamati / diukur dari

suatu larutan bergantung kepada jumlah senyawa dalam tabung sampel,

panjang jalan/larutan yang dilalui cahaya, temperatur pengukuran, dan

panjang gelombang cahaya yang digunakan.

I.5 Manfaat Percobaan

Dapat mengetahui dan memahami instrumen modern, yaitu

polarimeter yang dapat digunakan untuk analisis kualitaif dan kuantitatif.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Polarimeter adalah alat yang didesain untuk mempolarisasikan cahaya

dan kemudian mengatur sudut rotasi bidang polarisasi cahaya oleh suatu senyawa

aktif optis yang prinsip kerjanya didasarkan pada pemutaran bidang polarisasi

(Jamaludin, 2012).

Interferensi dan difraksi dapat terjadi pada semua jenis gelombang,

misalnya gelombang bunyi, gelombang tali, gelombang pada permukaan cairan

ataupun gelombang cahaya. Polarisasi hanya dapat diamati pada gelombang

transversal.yang terdapat pada gelombang tali dan cahaya dan tidak terdapat pada

gelombang bunyi, karena gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal.

Percobaan sederhana yang membuktikan bahwa cahaya adalah gelombang

transversal yang paling mudah yaitu dengan menggunakan lempeng polaroid

identis seperti yang digunakan pada kaca mata hitam. Setiap lempeng cukup

transparan dan bila suatu lempeng ditempatkan di atas yang lain, maka yang

terlihat masih transparan. Tetapi bila salah satu diputar perlahan-perlahan daerah

yang tumpang tindih akan menjadi gelap. Berabad-abad sebelum penemuan

lempeng polaroid, peristiwa tersebut diamati dengan menggunakan Kristal

tertentu yang secara alamiah seperti kalsit (Poedjiadi, A., 1994)

Polarisasi merupakan proses mengurung vibrasi vektor  yang menyusun

gelombang transversal menjadi satu arah. Dalam radiasi tak terkutubkan, vektor

berosilasi ke semua arah tegak lurus pada arah perambatan. Polarisasi cahaya

merupakan vektor gelombang cahaya ke satu arah. Dalam cahaya tak terpolarisasi,

medan listrik bervibrasi ke semua arah, tegak lurus pada arah perambatan.

Sesudah dipantulkan atau ditransmisikan melalui zat tertentu, maka medan listrik

terkurung ke satu arah dan radiasi dikatakan sebagai cahaya terkutub – bidang.

Bidang cahaya yang terkutub-bidang dapat diputar bila melewati zat tertentu

(Foster, B., 1999).

4

Menurut Ismail, K (2002), polarisasi dapat dibagi menjadi dua , yaitu :

1. Polarisasi konsentrasi yang disebabkan oleh perubahan konsentrasi di sekitar

elektroda.

2. Polarisasi over voltage atau tegangan lebih yang disebabkan oleh jenis elektrode

dan proses yang terjadi di permukaan.

Gelombang cahaya terpolarisasi terletak pada satu bidang yaitu bidang

getar cahaya. Apabila cahaya terpolarisasi dilewatkan pada larutan salah satu

enansiomer, maka bidang getarnya akan mengalami perubahan posisi, yaitu

berputar ke arah kanan atau kiri. Proses pemutaran bidang getar cahaya

terpolarisasi, yang untuk selanjutnya disebut pemutaran cahaya terpolarisasi

dinamakan juga rotasi optik, sedangkan senyawa yang dapat menyebabkan

terjadinya pemutaran cahaya terpolarisasi itu dikatakan mempunyai aktivitas optik

(Poedjiadi, A., 1994).

Menurut Anonim (2012), Komponen-komponen alat polarimeter adalah:

1. Sumber Cahaya monokromatis. yaitu sinar yang dapat memancarkan sinar

monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah lampu D Natrium

dengan panjang gelombang 589,3 nm. Selain itu juga dapat digunakan lampu uap

raksa dengan panjang gelombang 546 nm.

2. Lensa kolimator, berfungsi mensejajarkan sinar dari lampu natrium atau dari

sumber cahaya sebelum masuk ke polarisator.

3. Polarisator dan Analisator, polarisator berfungsi untuk menghasilkan sinar

terpolarisir. Sedangkan analisator berfungsi untuk menganalisa sudut yang

terpolarisasi, yang digunakan sebagai polarisator dan analisator adalah prisma

Nikol. Prisma setengah nikol merupakan alat untuk menghasilkan bayangan

setengah yaitu bayangan terang gelap dan gelap terang.

4. Skala lingkar, merupakan skala yang bentuknya melingkar dan pembacaan

skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur - baur.

5. Wadah sampel ( tabung polarimeter ), wadah sampel ini berbentuk silinder yang

terbuat dari kaca yang tertutup dikedua ujungnya berukuran besar dan yang lain

5

berukuran kecil, biasanya mempunyai ukuran panjang 0,5 ; 1 ; 2 dm. Wadah

sampel ini harus dibersihkan secara hati-hati dan tidak boleh ada gelembung udara

yang terperangkap didalamnya.

6. Detektor, pada polarimeter manual yang digunakan sebagai detektor adalah mata,

sedangkan polarimeter lain dapat digunakan detektor fotoelektrik. Sinar

monokromatis dari lampu natrium akan melewati lensa kolimator sehingga berkas

sinarnya dibuat paralel. Kemudian dipolarisasikan oleh prisma kalsit atau prisma

Nikol polarisator. Sinar yang terpolarisasi akan diteruskan ke prisma setengah

Nikol untuk mendapatkan bayangan setengah dan akan melewati sampel yang

terdapat dalam tabung kaca yang tertutup pada kedua ujungnya yang panjangnya

diketahui. Sampel tersebut akan memutar bidang getar sinar terpolarisasi ke kanan

atau ke kiri dan dianalisa oleh analisator. Besarnya sudut putaran oleh sampel

dapat dilihat pada skala lingkar yang diamati dengan mata.

6

BAB III

METODODLOGI PERCOBAAN

3.1. Alat dan bahan

a. Alat

1. Polarimeter Optika ® Model Pol-1

2. Gelas piala 100 mL

3. Batang pengaduk

4. Neraca Ohaus

5. Botol semprot

b. Bahan

1. Aquadest

2. Sukrosa

3.2. Cara Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Menyiapkan alat polarimeter dan memanaskannya selama 5 – 10 menit.

3. Membuat larutan sukrosa 1 % dengan cara menimbang sukrosa

sebanyak 1 g menggunakan neraca analitik dan melarutkannya dengan

air suling sebanyak 100 ml. Mengaduk larutan dengan menggunakan

batang pengaduk hingga larut.

4. Menyiapkan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya.

5. Mengisi tabung sampel dengan air suling sepenuh mungkin sampai

tidak ada gelembung udara dalam tabung.

6. Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang.

Keadaan ini dicatat sebagai keadaan nol (zero).

7. Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa 1 %.

8. Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang

dan mencatat skalanya.

9. Menghitung rotasi optik larutan sukrosa dari perbedaan rotasi larutan

sukrosa dengan zero poin.

7

10. Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa yang tidak diketahui

konsentrasinya.

11. Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang

dan mencatat skalanya.

12. Menghitung konsentrasi larutan sukrosa dengan menghitung rotasi

spesifiknya.

8

3.3 Skema Kerja

9

Menyiapkan alat polarimeter dan memanaskannya selama 5 - 10 menit.

Membuat larutan sukrosa 1 % dengan cara menimbang sukrosa sebanyak 1 g menggunakan neraca analitik dan melarutkannya dengan air suling sebanyak 100

ml. Mengaduk larutan dengan menggunakan batang pengaduk hingga larut

Menyiapkan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya

Mengisi tabung sampel dengan air suling sepenuh mungkin sampai tidak ada gelembung udara dalam tabung

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang. Keadaan ini dicatat sebagai keadaan nol (zero).

Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa 1 %

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang dan mencatat skalanya

Menghitung rotasi optik larutan sukrosa dari perbedaan rotasi larutan sukrosa dengan zero poin

Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang dan mencatat skalanya

Menghitung konsentrasi larutan sukrosa dengan menghitung rotasi spesifiknya

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengamatan

No Sampel Sudut putar ( o )

1 Aquadest 110,8

2 Larutan sukrosa 1% 70,3

3 Larutan sukrosa yang tidak diketahui

konsentrasinya

62,1

4.2. Perhitungan

1. Larutan sukrosa 1%

Dik : L = 10 cm

¿ = 66,52 cm2 °C / gram

∅ = 70,3° – 110,8° = -40,5°

Dit : C = ?

Peny :

∅ = α ¿20D . L . C

40,5 = 66,52 cm2 °C / gram x 10 cm x C

40,5 = 6652 cm3 °C x C

C = 40,5 °6652

= 0,0061 g / mL

10

2. Larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya

Dik : L = 10 cm

¿ = 66,52 cm2 °C / gram

∅ = 62,1° – 110,8° = -48,7°

Dit : C = ?

Peny :

∅ = α ¿20D . L . C

48,7 = 66,52 cm2 °C / gram x 10 cm x C

48,7 = 6652 cm3 °C x C

C = 48,7 °6652

= 0,0073 g / mL

11

4.3. Pembahasan

Polarimeter adalah dasar ilmiah alat yang digunakan untuk

melakukan pengukuran ini, walaupun ini istilah yang jarang digunakan

untuk menjelaskan sebuah polarimetri proses yang dilakukan oleh komputer,

seperti dilakukan di polarimetric sintetis kecepatan rana radar. Polarimetri

film yang tipis dan permukaan yang umum dikenal sebagai ellipsometri

(Jamaludin, 2012).

Pada praktikum kali ini dilakukan dengan tujuan menentukan sudut

putar jenis larutan optik aktif dengan menngunakan polarimeter dan

menentukan konsentrasi larutan optik aktif dengan menggunakan

polarimeter. Polarimeter dapat digunakan untuk mengukur berbagai sifat

optis suatu material, termasuk bias-ganda linier, bias-ganda lingkar (juga

mengenal sebagai putar optis atau dispersi putar berhubung dengan mata),

dikroisme linier, dikroisme lingkar dan menyebar.

Prinsip kerja dari polarimeter adalah cahaya dari lampu sumber,

terpolarisasi setelah melewati prisma Nicol pertama yang disebut

polarisator. Cahaya terpolarisasi kemudian melewati senyawa optis aktif

yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi dengan arah tertentu. Prisma

Nicol kedua yang disebut analisator akan membuat cahaya dapat melalui

celah secara maksimum. Rotasi optis yang diamati / diukur dari suatu

larutan bergantung kepada jumlah senyawa dalam tabung sampel, panjang

jalan/larutan yang dilalui cahaya, temperatur pengukuran, dan panjang

gelombang cahaya yang digunakan. Untuk mengukur rotasi optik,

diperlukan suatu besaran yang disebut rotasi spesifik yang diartikan suatu

rotasi optik yang terjadi bila cahaya terpolarisasi melewati larutan dengan

konsentrasi 1 gram per mililiter sepanjang 1 desimeter (Poedjiadi, A., 1994).

Komponen-komponen alat polarimeter adalah sumber cahaya

monokromatis, lensa kolimator, polarisator dan analisator, skala lingkar dan

detector. Sumber Cahaya monokromatis yaitu sinar yang dapat

memancarkan sinar monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan

12

biasanya adalah lampu D Natrium dengan panjang gelombang 589,3 nm.

Lampu Na digunakan karena lampu Na merupakan gas Natrium pijar yang

akan menghasilkan lampu berwarna kuning (spektrum) dengan panjang

gelombang 589,3 nm yang memancarkan sinar monokromatis dan

merupakan gelombang transversal. Selain itu juga dapat digunakan lampu

uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm. Lensa kolimator, berfungsi

mensejajarkan sinar dari lampu natrium atau dari sumber cahaya sebelum

masuk ke polarisator. Polarisator dan analisator,polarisator berfungsi untuk

menghasilkan sinar terpolarisir, sedangkan analisator berfungsi untuk

menganalisa sudut yang terpolarisasi, yang digunakan sebagai polarisator

dan analisator adalah prisma Nikol. Prisma setengah nikol merupakan alat

untuk menghasilkan bayangan setengah yaitu bayangan terang gelap dan

gelap terang. Skala lingkar, merupakan skala yang bentuknya melingkar dan

pembacaan skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur-

baur. Wadah sampel ( tabung polarimeter ), wadah sampel ini berbentuk

silinder yang terbuat dari kaca yang tertutup dikedua ujungnya berukuran

besar dan yang lain berukuran kecil, biasanya mempunyai ukuran panjang

0,5 ; 1 ; 2 dm. Wadah sampel ini harus dibersihkan secara hati-hati dan tidak

boleh ada gelembung udara yang terperangkap di dalamnya. Komponen

yang terakhir adalah detektor, pada polarimeter manual yang digunakan

sebagai detektor adalah mata, sedangkan polarimeter lain dapat digunakan

detektor fotoelektrik. Sinar monokromatis dari lampu natrium akan melewati

lensa kolimator sehingga berkas sinarnya dibuat paralel. Kemudian

dipolarisasikan oleh prisma kalsit atau prisma Nikol polarisator. Sinar yang

terpolarisasi akan diteruskan keprisma setengah Nikol untuk mendapatkan

bayangan setengah dan akan melewati sampel yang terdapat dalam tabung

kaca yang tertutup pada kedua ujungnya yang panjangnya diketahui. Sampel

tersebut akan memutar bidang getar sinar terpolarisasi ke kanan atau ke kiri

dan dianalisa oleh analisator. Besarnya sudut putaran oleh sampel dapat

dilihat pada skala lingkar yang diamati dengan mata (Anonim, 2012)

13

Percobaan yang dilakukan pada percobaan kali ini adalah

mengukur kadar larutan sukrosa. Untuk memulai penggunaan polarimeter

pastikan tombol power pada posisi ON dan biarkan selama 5-10 menit agar

lampu natriumnya siap digunakan. Selanjutnya dimulai dengan menentukan

keadaan nol (zero point) dengan mengisi tabung sampel dengan pelarut saja

yaitu pada praktikum ini digunakan pelarut aquadest. Keadaan nol ini perlu

untuk mengkoreksi pembacaan atau pengamatan rotasi optik. Tabung

sampel harus dibersihkan sebelum digunakan agar larutan yang diisikan

tidak terkontaminasi zat lain. Pembacaan / pengamatan bergantung kepada

tabung sampel yang berisi larutan / pelarut dengan penuh, saat menutup

tabung sampel, harus dilakukan hati-hati agar di dalam tabung tidak terdapat

gelembung udara, karena dapat mengganggu polarisasi cahaya. Setelah

tabung diisi larutan diputar analisator sampai didapat keadaan terang.

Selanjutnya isi tabung diganti dengan larutan sukrosa 1% kemudian diganti

lagi dengan larutan yang akan di uji atau ditentukan kadarnya.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan konsentrasi larutan

yang diuji adalah sebagai berikut :

∅ = ¿ . L . C

Dimana : C = Konsentrasi larutan

L = Panjang kolom larutan

¿ = Sudut putar jenis larutan optik aktif untuk sinar D

natrium pada temperatur (t)

Berdasarkan hasil pembacaan pada polarimeter dan hasil

perhitungan, diperoleh sudut putar pada larutan sukrosa 1 % adalah 40,5°,

dan sudut putar larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya adalah

48,7°, sedangkan pada literatur sudut putar sukrosa murni adalah +66.5°.

Maka diperoleh konsentrasi larutan optik dari larutan sukrosa 1 % adalah

0.00061 g/mL dan larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya

adalah 0,0073 g/mL

14

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan

bahwa :

1. Sudut putar pada larutan sukrosa 1 % adalah 40,5°, sedangkan sudut

putar larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya adalah 48,7°.

2. Konsentrasi larutan optik dari larutan sukrosa 1 % adalah

0.00061 g / mL dan larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya

adalah 0,0073 g/mL

5.2 Saran

Disarankan agar pembacaan skala dilakukan beberapa kali, agar

hasil yang diperoleh lebih baik.

15

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2012, Tugas Instrumen Polarimeter,

[http://tugasinstrumen.blogspot.com/2012/10/polarimeter-], Diakses

Tanggal 20/12/2012, Pukul 21.35 WITA.

Jamaludin, 2012, Analisis Instrumen, Program Studi Farmasi FMIPA Untad, Palu.

Ismail, K., 2002, Pengantar Analisis Instrumental. Sekolah Menengah Analis

Kimia Bogor. Bogor.

Poedjiadi, A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Penerbit UI-Press. Jakarta.

Tim Penyusun Modul Praktikum Analisis Instrumen, 2012, Panduan Praktikum

Analisis Instrumen, Program Studi Farmasi FMIPA Untad, Palu.

16

LAMPIRAN

1. Gambar alat polarimeter WXG - 4

2. Skema kerja polarimeter

17

18