refraktometer abbe paper

8/10/2019 Refraktometer ABBE Paper

1/4

Refraktometer ABBEPartanu Ardi Aksa (140310120053)

Program Studi Fisika FMIPA Universitas Padjajaran

Rabu, 19 November 2014

Asisten : Anggia Erdienzy

AbstrakRefractometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German pada permulaan

abad 20. Refractometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarutmisalnya : Gula, Garam, Protein dsb. Prinsip kerja dari refractometer sesuai dengan namanya adalahdengan memanfaatkan refraksi cahaya. Seperti terlihat pada Gambar di bawah ini sebuah sedotanyang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air akan terlihat terbengkok. Pada Gambar kedua sebuahsedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas yang berisi lauran gula. Terlihat sedotan terbengkok lebih

tajam. Fenomena ini terjadi karena adanya refraksi cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut(Rapat Jenis Larutan), maka sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional. Besarnyasudut pembengkokan ini disebut Refractive Index (nd).

I.

Pendahuluan

Jika suatu cahaya melewati dua batasmedium yang berbeda kerapatannya, makacahaya akan mengalami perubahan kecepatanpada medium tersebut dan ini disebut denganindeks bias (n). Pada percobaan ini digunakanrefraktometer abbe yang bekerja denganmenggunakan seperangkat lensa dan prisma.Lensa ini dapat membelokkan sinar datangsehingga akan menghasilkan sudut kritis yangmerupakan sudut yang dapat menentukanindeks bias suatu zat tertentu.

II. Teori DasarRefraktometer abbe adalah suatu alat ukur

indeks bias suatu zat cair yang mempunyai nilaiindeks bias antara 1,3 dan 1,7. Pengukuran inipenting untuk menentukan sifat dan konsentrasicairan. Indeks refraksi suatu medium kemedium lain biasanya bergantung pada panjanggelombang. Tidak seperti refleksi, berdasarkankenyataan ini refraksi dapat digunakan untukmenguraikan cahaya polikromatik menjadimonokromatik. Pengukuran oleh refraktometerabbe ini didasari oleh prinsip sudut kritishukum snellius :

Sudut r akan mencapai harga maksimum jikasudut i hampir sama dengan 90

o. Karena sin 90

= 1, maka :

Pada refraktometer abbe garis batas antaragaris terang gelap ditentukan denganmenjatuhkan sinar dari medium 1 dengan

indeks bias n1 yang harus diukur melaluibidang prisma 2 dengan indeks bias n2 yangsudah diketahui dari n2 > n1.

2.1Prinsip kerja refraktometer

Refraktometer abbe terdiri dari teleskopdengan 2 prisma pembias P dan P, dia prismaamici K1 dan K2, dan cermin datar sebagaipemantul. Objek yang akan diukur indeksnya

diletakkan diantara prisma pembias. Tiapsistem prisma K1 dan K2 terdiri dari masing-masing 3 prisma yang ditempel. Sistem inidinamakan kompensator. Tiga prisma ini terdiridari 2 buah lensa korona dan sati buah lensaflinta. Kompensator berfungsi untuk enjadikancahaya polikromatik menjadi monokromatik.

2.2Pengukuran indeks biasIndeks bias zat cair yang akan diamati

harus lebih kecil dari indeks bias n. Besar ntergantung daripada panjang gelombang cahayamonokromatik yang digunakan. Cahaya yangdigunakan akan melewati kompensator dan

diteruskan tanpa mengalami deviasi. Dispersidapat menjadi nol, apabila alas kedua prisma

amici sejajar dan saling terbalik. Tiappengukuran n, kompensator disetel sehinggabatas terang gelap tidak terlihat adanya warnalain. Bila suatu bahan dengan indeks bias nditempelkan pada gelas prisma yang

mmepunyai indeks bias ngdan sudut bias A :


2/4

Dengan hukum snellius didapatkan :

nusin i = ngsin r

dengan nu= indeks bias udara =1 ,maka :

sin i = ngsin r

Dari hukum Snellius :

n sin = ngsin

Dengan perhitungan geometri :

A + = 180

0

A = r + + r + = 180

0 = A - r

adalah sudut kritis, sedang n < ng, maka =

900

n sin 900= ng sin

n = ngsin A cos r - ngcos A sin r

cos r = (1 - sin2

r)1/2

ngsin r = sin i,

maka :

n = ngsin A (1 - sin2r)

1/2- cos A sin i

n = sin A { (ng2- sin2r) - cos A sin i }1/2

2.3Penentuan dispersi nf-ncDengan mencatat pembacaan skala d dankompensator, dapat digunakan untukmenentukan dispersi suatu zat yaitu selisih

indeks bias garis korona dan garis flinta daridari hidrogen. Selain dari grafik dapat puladitentukan dengan rumus empiris :

(air) nf nc = 4.10-7

d3 4.10

-5d

2 + 9.10

-5d +

0.0465(minyak) nfnc= 4.10

-7d33.10-5d2+ 8.10-5d+ 0.0435

2.4KoreksiTemperatur prisma dalam refraktometer tidaksama, maka perlu adanya koreksi untuk harganddengan persamaan :

Keterangan :R = 29,5 D (T1-20)+0,094[(0,04525/D)-n][(T2-20)D]

T1 = temperatur prisma abbeT2 = temperatur prisma kompensator

III.Percobaan

3.1 Alat dan Fungsinya

1.

Refraktometer abbeAlat untuk menentukan indeks bias

suatu zat.

2. Lampu natrium

Sumber cahaya di percobaan ini.

3. Bejana air, pompa, dan pipa

Sarana media air.

4. Air suling dan minyak

Objek yang akan dicari nilai indeks

biasnya.

5. Termometer

Alat ukur suhu dalam oC.

3.2 ProsedurMenyalakan lampu Na, memasang termometer,dan menghubungkan pipa-pipa kerefraktometer abbe.

3.2.1 Menentukan indeks bias minyak

Pertama membuka prisma pembias,

mengoleskan minyak, lalu menyetel okuler

sehingga skala terlihat jelas. Mengamati

dengan teleskop. Memutar kompensatorsehingga didapat garis terang gelap.

Menghimpitkan garis batas dengan garis

silang di refraktometer. Lalu mencatat

indeks bias n dan pergeseran kompensator.

3.2.2 Menentukan indeks bias air pada

berbagai suhu

Mula-mula mengalirkan air melalui prisma

refraktometer abbe dengan T air antara

25oC-60oC. Melakukan percobaan seperti

prosedur sebelumnya untuk variasikenaikan suhu 5oC. Mencatat n dan d, lalu

menentukan nf-nc.

IV.

Data dan Analisa4.1Data percobaan

Untuk menghitung harga indeks biaskoreksi dan besarnya kesalahan relatif, makadapat dihitung dengan menggunakan rumusan :

ndkoreksi= nd + R x 10-5

Dengan harga R menggunakan rumus :

n

A ng

ir


3/4

R = 29,5 A (T120) + 0,094 [(0,04525/D)nd][(T220)d]

Untuk mencari kesalahan relatif terhadapindeks bias koreksi menggunakan rumus :

%100xnd

ndndKSR

koreksi

percobaankoreksi

Untuk menentukan harga nf nc dari indeksbias secara perhitungan, dapat dihitung denganmenggunakan rumus :

(air) nfnc= 4.10-7

d34.10

-5d

2+ 9.10

-5d +

0.0465

(minyak) nfnc= 4.10-7

d33.10

-5d

2+ 8.10

-5d

+ 0.0435

Hasil nf nc yang diperoleh dari perhitungantersebut dibandingkan dengan nf-nc daripercobaan, dengan rumusan :

%100)(

)()(x

ncnf

ncnfncnfKSR

nperhitunga

percobaannperhitunga

4.1.1 Indeks bias minyak

T(o

C) nd nd koreksi KSR

25

1,50 0,084090213 8,41%

1,50 0,078190213 7,82%

1,53 0,075240513 7,52%

1,51 0,084090313 8,41%

1,53 0,073765513 7,38%

(nf-

nc)

perc

(nf-nc) teoriKSR nf-

nc

0,008 0,00755979 5,82%

0,015 0,00841347 78,29%0,01 0,00917037 9,05%

0,008 0,00755979 5,82%

0,001 0,00962325 3,91%

4.1.2 Indeks bias air

Tair nd nd koreksi KSR

31 1,330 0,165508725 16,55%

36 1,330 0,278493938 27,85%

41 1,330 0,334544151 33,45%

46 1,330 0,460214363 46,02%

50 1,330 0,486764576 48,68%

55 1,330 0,609189789 60,92%

59 1,328 0,678809981 67,88%

65 1,327 0,716865184 71,69%

Tair

(nf-

nc)

perc

(nf-nc) teori KSR nf-nc

31 0,0065 0,00917037 29,12%

36 0,0055 0,00749997 26,67%

41 0,0051 0,00811407 36,90%

46 0,005 0,0075699 33,68%

50 0,0051 0,00787045 35,20%

55 0,0055 0,00749997 26,67%

59 0,005 0,00749997 32,93%

65 0,0056 0,00811407 30,98%

4.2Grafik

4.3

AnalisaDari percobaan yang dilakukan,

didapatkan data bahwa nilai indeks bias terbaikdan sesatannya untuk minyak adalah1,510,0151, sedangkan untuk air adalah1,3290.0011.

Untuk indeks bias minyak pada suhuruangan tetap 25oC didapat KSR nd sebesar

~7,91%. Indeks bias minyak tidak jauh berbedadengan teori, melihat nilai KSR nya relatifkecil. Sedangkan untuk penentuan nf nc

minyak, KSR pada data ke-2 besar dikarenakansulitnya menentukan nilai nfnc pada tabel.

y = -8E-05x + 1.3331R = 0.5785

1.320

1.325

1.330

1.335

1.340

25 35 45 55 65

Indeksbiasair

Tair (oC)

Grafik Indeks bias air terhadap suhu


4/4

Untuk indeks bias air dan pengaruhnyaterhadap variasi suhu (30

oC-65

oC), nilai KSR

untuk nd ~46,63% dan untuk nfnc~31,52%.Dari data hasil pengolahan diatas dapat kitalihat nilai indeks bias akan turun seiringbertambahnya suhu. Ini terjadi karena jarakantar partikel pada air yang dipanaskan akanmerenggang seiring bertambahnya suhu. Nilaind pada data percobaan juga terlihat samahingga suhu mencapai 55

oC, ini terjadi karena

kesalahan pengamatan dan memang sulit untukmenentukan nilai nd pada refraktoeter karenapraktikan harus mengira-ngira titik tengah padaskala, dan ini tidaklah akurat.

Dari tampilan grafik diatas kita dapatperhatikan bahwa indeks bias air terhadap suhu,

merupakan berbanding terbalik, disaat suhunyasemakin tinggi maka indeks biasnya semakin

kecil, dengan harga mt adalah minus dan hargantnya adalah plus. Sama halnya dengan datayang diperoleh semakin besarnya suhu maka

akan semakin kecil indeks biasnya.

V. Kesimpulan

Dari percobaan dan perhitungan didapat

bahwa nilai ndminyak = 1.51 dan ndair =

1.329. Dari percobaan ini kita dapat

memahami prinsip dan cara kerja

refraktometer abbe, juga mendapatkan nilaiindeks bias suatu zat (dalam hal ini minyka

dan air) dengan menggunakan

refraktometer abbe, dan bagaimana

pengaruhnya jika diberi suhu, kita juga

dapat menentukan nilai nf-nc dari tabel

maupun dengan cara perhitungan menurut

teori.

Daftar Pustaka[1] Zemansky, Sears.Fisika untuk Universitas.

Jakarta : Binacipta

[2] Stockey, Oxlade. Liarrheim.Kamus Fisikabergambar. Jakarta : Erlangga.

refraktometer abbe paper

Documents