SPEKTOFOTOMETER UV DAN VIS

1.      TUJUAN PERCOBAANSetelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat:

a) Menggunakan alat sektrometer sinar tampak (VIS) dan ultravioletb) Menganalisis cuplikan secara spektrofotometri.

2.      ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKANa.       Alat yang digunakan

Spektrofotometer Kuvet / sel Labu takar 250 mL Labu takar 100 mL Labu takar 50 mL Gelas kimia 100 mL Pipet ukur 10 mL Batang pengaduk dan spatula Corong gelas Pipet tetes Bola hisap Botol semprot

b.      Bahan yang digunakan Kristal CuSO4.5H2O Larutan H2SO4 pekat Larutan amonia pekat Sampel

3.      GAMBAR ALAT(terlampir)

4.      TEORI SINGKAT

Spektroskopi UV-Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang menggunakan sumber

radiasi elektromegnetik ultraviolet dan sinar tampak dengan menggunakan instrumen

spektrofotometer. Prinsip dari spektrofotometer UV-Vis adalah penyerapan sinar tampak

untuk ultra violet dengan suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul

dari tingkat energi dasar (ground state) ketingkat energi yang paling tinggi (excited

stated). Pengabsorbsian sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu molekul umumnya

menghasilkan eksitasi elektron bonding, akibatnya panjang absorbsi maksimum dapa

Tdikolerasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul.

Penentuan kadar besi berdasarkan pada pembentukan senyawa kompleks berwarna

antara besi (II) dengan orto-fenantrolin yang dapat menyerap sinar tampak secara

maksimal pada panjang gelombang tertentu. Banyak sinar yang diserap akan berkorelasi

dengan kuantitas analit yang terkandung di dalamnya sesuai dengan Hukum Lambert-

suatu metoda analisis yang didasarkan pada pengukuran serapan  sinar monokromatis

oleh suatu larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan

monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel

sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan metode pengukuran dengan menggunakan

spektrofotometer ini digunakan sering disebut dengan spektrofotometri. Spektrofotometri

dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih

mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai

panjang gelombang dan dialirkan oleh suatu perekam untuk menghasilkan spektrum

tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.Besi memiliki dua tingkat oksidasi,

yaitu Fe2+ (ferro) dan Fe3+ (ferri). Senyawa-senyawa yang dapat digunakan untuk

mereduksi besi(III) menjadi besi(II) diantaranya seng, ion timah(II), sulfit, senyawa

NH2OH.HCl, hidrazin, hidrogen sulfida, natrium tiosulfat, vitamin C, dan hidrokuinon.

Pemilihan reduktor ini tergantung suasana asam yang digunakan dan keberadaan senyawa

lain dalam cuplikan yang akan dianalisis. Umumnya besi cenderung untuk membentuk

senyawa dalam bentuk ferri daripada dalam bentuk ferro, dan membentuk kompleks yang

stabil dengan senyawa-senyawa tertentu. (Othmer, Kirk, 1978).Penentuan kadar besi

dapat dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis dengan

reaksi pengompleksan terlebih dahulu yang ditandai dengan pembentukan warna

spesifik sesuai dengan reagen yang digunakan. Senyawa pengompleks yang dapat

digunakan diantaranya molibdenum, selenit, difenilkarbazon, dan fenantrolin. Pada

percobaan ini pengompleks yang digunakan adalah 1,10-fenantrolin. Besi(II)

bereaksi membentuk kompleks merah jingga. Warna ini tahan lama dan stabil pada

range pH 2-9. Metode tersebut sangat sensitif untuk penentuan besi (Vogel, 1985).

Pengukuran menggunakan metode fenantrolin dengan pereduksi hidroksilamin

hidroklorida dapat diganggu oleh beberapa ion logam, misalnya bismut, tembaga, nikel,

dan kobalt.

Senyawa kompleks berwarna merah-orange yang dibentuk antara besi (II) dan 1,10-

phenantrolin (ortophenantrolin) dapat digunakan untuk penentuan kadar besi dalam air

yang digunakan sehari hari. Reagen yang bersifat basa lemah dapat bereaksi membentuk

ion phenanthrolinium, phen H+ dalam medium asam. Pembentukan kompleks besi

phenantrolin dapat ditunjukkan dengan reaksi:

Fe2+ + 3 phen H+ ⇌ Fe(phen)32+ + 3H

Cahaya yang dapat dilihat oleh manusia cahaya terlihat/tampak. Biasanya cahaya yang terlihat merupakan campuran dari cahaya yang mempunyai berbagai panjang gelombang, mulai dari 400 nm hingga 700 nm, seperti pelangi dilangit.

Hubungan antara warna sinar tampak dengan panjang gelombang terlihat seperti tabel di bawah. Dalam tabel berikut ini tercantum warna dan warna komplementernya merupakan pasangan dari setiap dua warna dari spektrum yang menghasilkan warna putih jika dicampurkan.

Tabel 1. Warna dan warna komplementerPanjang

gelombang

(nm)

Warna Warna

komplementer

400 – 435

435 – 480

480 – 490

490 – 500

500 – 560

560 – 580

595 – 610

610 – 680

680 – 700

Ungu

Biru

Biru kehijauan

Hijau kebiruan

Hijau

Hijau kekuningan

Jingga

Merah

Ungu kemerahan

Hijau

kekuningan

Kuning

Jingga

Merah

Ungu kemerahan

Ungu

Biru kehijauan

Hijau kebiruan

hijau

Bila seberkas sinar radiasidengan intensitas I0 dilewatkan melalui medium yang panjang b dan mengandung molekul pada tingkat energi elektronik dasar dengan konsentrasi C, maka radiasi akan diserap sebagian dan intensitas radiasi akan berkurang menjadi I, sehingga persaman:

I=I0. Exp (- kbc)                                  (1)

AtauLog I0/I=a.b.c atau A=a.b.c                (2)Dengan,a= =Koefesienterapan(serapanmolar)A= log I0/I= absorbenK= ketetapan perbandinganI0/I= Transmitansi(T)

Persamaan dua dikenal sebagai hukum lambert-Beer, yamg digunakan sebagai dasar analisa kuantitatif dalam spektrofotometri sinar tampak.

Dari persamaan tersebut diatas menunjukan bahwa absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Besarnya konsentrasi ini sebanding dengan konsentrasi larutan sehingga dengan meletakkan besarnya absorbansi sebagai titik ordinat dengan konsentrasi larutan standar sebagai absis akan diperoleh kurva garis lurus. Kurva ini disebut sebagai kurva kalibrasi (kurva standar). Dengan memasukkan absorbansi larutan cuplikan pada kurva kalibrasi tersebut, maka dapat ditentukan konsentrasi  larutan didalam cuplikan . Pada analisis kuantitatif, ada tiga metode yang sesuai dan secara umum sering digunakan pada penentuan unsur didalam suatu bahan , seperti diuraikan dibawah ini.1.      Metode relatif, yaitu dengan mengukur absorbansi atau transmitan dari larutan blanko, larutan standar dan larutan cuplikan. =    atau Cs = Cb Dengan,Ab = absorbansi larutan bakuA0 = adsorbansi larutan blankoAs = adsorbansi larutan cuplikanCb = konsentrasi larutan bakuCs = konsentrasi larutan cuplikan

2.      Metode kurva kalibrasi, yaitu dengan membuat kurva antara konsentrasi larutan standar terhadap absorbansi, dengan kurva tersebut berupa garis lurus, kemudian dengan cara mengintepolasikan dari larutan cuplikan kedalam kurva standar tersebut di atas, akan diperoleh konsentrasi larutan cuplikan.

3.      Metode penamahan standarUntuk kondisi tertentu, metode kalibrasi kurang baik, karena adanya matrik yang mengganggu pengukuran absorbsi atau transmitannya. Pada metode kurva penambahan standar ini dibuat sedretan larutan cuplikan dengan konsentrasi yang sama. Masing-masing larutan ditambah dengan larutan standar dari unsur yang dilakukan analisis dengan konsentrasi mulai dari 0 sampai konsentrasi tertentu. Absorbansi masing-masing larutan diukur dan dibuat kurva absorbansi terhadap konsentrasi unsur standar yang ditambahkan.Dari ekstrapolasi kurva ke sumbu konsentrasi akan diperoleh intersep pada sumbu dari konsentrasi unsur didalam cuplikan yang diukur.Selain dengan cara ekstrapolasi, konsentrasi unsur didalam cuplikan dapat dihitung dengan persamaan:     Cs= X   Dengan,

Cs= konsentrasi unsur dalam cuplikanAo= absorbansi larutan cuplikan tanpa penambahan larutan standarAadd= absorbansi larutan cuplikan dengan penambahan larutan standarX= konsentrasi unsur standar yang ditambahkan

5.      LANGKAH KERJA

a.       Pembuatan larutan standar (larutan kalibrasi)- Larutkan 3,927 gram CuSO4. 5H2O dalam labu takar 500 ml, tambahkan 5

ml H2SO4 pekat  encerkan sampai tanda batas dengan menambahkan air aquadest 1ml=2 mg Cu2+.

- Pindahkan larutan diatas sejumlah masing-masing 0,5,10,15,20,25,30,35 ml ke dalam masing-masing  labu dengan 5 ml NH3 pekat dan encerkan dengan air aquadest sampai tanda batas.

- Hitung konsentrasi  dari tiap-tiap larutan diatas .

b.      Penentuan panjang gelombang maksimum (λ maks)- Hidupkan alat spektrofotometer uv/vis- Tekan F1 (Taks) pilih single WL (λ tunggal) tekan enter.- Masukkan λ minimum (450 nm),tekan F6 (done).- Masukkan kuvet 1 (larutan blanko) pada tempat kuvet pada alat

spektrofotometer, tekan F8 (blank).- Ganti kuvet 1 dengan kuvet 2 (larutan standar ,misal cs= 100 ppm), tekan

F7 (sampel). Catat absorbansi pada 450 nm.- Tekan F2 (setting), pilih 1 wavelength , tekan enter.- Masukkan λ berikutnya (misalnya 460 nm, dengan interval 10nm), tekan

F6 (done).- Ulangi langkah ke 4 hingga langkah ke 7 hingga λ = 750 nm.

c.       Menggambar grafik kurva maksimum- Tekan F2 (setting), pilih 2 graphic, tekan enter.- Masukkan x range dari 450 – 750nm.- Masukkan y range dari data pengukuran absorbansi pada 450 – 750 nm.- Tekan F6 (done)- Tekan F6 (Graphic).- Tekan F3 (file/print) untuk mencetak data.

d.      Pembuatan Kurva kalibrasi  larutan standar- Tekan F1 (Task) pilih quantification ,tekan enter.- Masukkan λ maks, tekan F6 (done).- Masukkan kuvet1 (larutan blanko) tekan F8 (blank).- Ganti kuvet2 (larutan standar1 ),tekan F7 (standar).- Ulangi langkah ke 3 dan ke 4 hingga seluruh larutan standar telah di ukur.  - Tekan enter masukkan nama standar , konsentrasi dan analit. (gunakan

tombol  dan untuk berganti subjek).

- Tekan F6 (done) apabila telah selesai .Grafik akan tampil di layar monitor bersama dengan persamaan garis .

e.       Menganalisa sampel- Tekan F4 (sampel)- Masukkan kuvet1 (larutan blanko), tekan F8 (blank)- Ganti kuvet2 (larutan sampel1) ,tekan F7 (sampel).- Ulangi langkah ke 2 dan ke 3 untuk keseluruhan sampel- Tekan F6 (done)- Tekan F3 (file/print) untuk mencetak data.

6.      DATA PENGAMATAN

a.       Mencari panjang gelombang maksimum

No

Panjang gelombang (x)

Absorbansi (y)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

0,0622

17

0,0667

18

0,0673

19

20

0,0676

21

0,0625

22

0,0670

b.      Tabel kurva kalibrasi

No

Konsentrasi(x)

Absorbansi(y)

X2 XY

1

2

3

4

5

6

7

c.       Pengukuran Sampel

Sampel Absorbansi (y)

7.      PERHITUNGAN

8.      ANALISA PERCOBAAN

9.      KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan dapat di simpulkan bahwa :

1. konsentrasi kandungan Cu dalam Aquadest dengan absorbansi 0,0070. 2. Konsentrasi kandungan Cu dalam Air Sumur dengan absorbansi -0,0021. 3. konsentrasi kandungan Cu dalam Air Sungai Musi dengan absorbansi 0,0903, dan4. kosentrasi kandungan Cu dalam sample limbah dengan absorbansi 0,0312.

10.  DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet. 2012 “ Penuntun Praktikum Kimia Analitik Instrument”Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.- See more at: http://namikazewand.blogspot.co.id/2012/05/spektofotometri-uvvis.html#sthash.YLnQ1CHO.dpuf