IV. SPEKTROFOTOMETRI

I. TUJUAN

a. Mempelajari dan memahami peralatan spektrofotometer.

b. Memahami dan mempelajari sifat serapan suatu larutan terhadap variasi

panjang gelombang.

c. Analisa campuran dua komponen dalam larutan dengan

spektrofotometri.

II. TEORI

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan  sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada

panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau

kisi difraksi dengan detektor vacum fototube atau tabung foton hampa.

Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu suatu alat yang

digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik kuantitatif maupun kualitatif,

dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi

dari konsentrasi. 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 perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas

untuk komponen yang berbeda.

Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasar sumber cahaya

yang digunakan, diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Spektrofotometri Visible (Spektro Vis)

Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energi

adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum

elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang

sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm. Sehingga semua sinar yang dapat dilihat

oleh kita, entah itu putih, merah, biru, hijau, apapun.. selama ia dapat dilihat oleh

mata, maka sinar tersebut termasuk ke dalam sinar tampak (visible).

Sumber sinar tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampu

Tungsten. Tungsten yang dikenal juga dengan nama Wolfram merupakan unsur

kimia dengan simbol W dan no atom 74. Tungsten mempunyai titik didih yang

tertinggi (3422 ºC) dibanding logam lainnya. karena sifat inilah maka dapat

digunakan sebagai sumber lampu.

Sample yang dapat dianalisa dengan metode ini hanya sample yang

memilii warna. Hal ini menjadi kelemahan tersendiri dari metode

spektrofotometri visible.

Oleh karena itu, untuk sample yang tidak memiliki warna harus terlebih

dulu dibuat berwarna dengan menggunakan reagent spesifik yang akan

menghasilkan senyawa berwarna. Reagent yang digunakan harus betul-betul

spesifik hanya bereaksi dengan analat yang akan dianalisa. Selain itu juga produk

senyawa berwarna yang dihasilkan harus benar-benar stabil.

2. Spektrofotometri UV (ultraviolet)

Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV

berdasarkan interaksi sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang

gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.

Deuterium disebut juga heavy hidrogen, yaitu merupakan isotop hidrogen. Inti

atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen

hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron.

Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa

yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki

warna yaitu bening dan transparan.

Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna

dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat langsung dianalisa

meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sample keruh tetap harus dibuat

jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah

sample harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi

suspensi.

3. Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV

dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV

dan sumber cahaya visible. Untuk sistem spektrofotometri, UV-Vis paling banyak

tersedia dan paling populer digunakan. Kemudahan metode ini adalah dapat

digunakan baik untuk sample berwarna juga untuk sample tak berwarna.

4. Spektrofotometri IR (Infra Red)

Spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra

merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan

jauh. Infra merah pada spektrofotometri adalah infra merah jauh dan pertengahan

yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 μm.

Pada spektro IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif,

namun biasanya lebih kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan

untuk mengidentifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa

organik. Setiap serapan pada panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya

suatu gugus fungsi spesifik.

Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

A =     log ( Io / I1 )         =  a b c

Keterangan  :

Io = Intensitas sinar datang

I1 = Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absorptivitas

b = Panjang sel/kuvet

c = konsentrasi (g/l)

A = Absorban

Keuntungan dari spektrofotometer untuk keperluan kuantitatif antar lain

adalah :

Dapat digunakan secara luas

Memiliki kepekaan yang tinggi

Keselektifannya cukup baik

Syarat larutan yang dapat digunakan untuk analisis campuran dua komponen

adalah :

Komponen-komponen dalam larutan tidak boleh saling bereaksi.

Penyerapan komponen-komponen tersebut tidak sama.

Komponen harus menyerap pada panjang gelombang tertentu.

Larutan senyawa berwarna mampu menyerap sinar tampak yang

melalui larutan tersebut. Jumlah intensitas sinar yang diserap tergantung pada

macam yang ada di dalam larutan, konsentrasi panjang jalan dan intensitas sinar

yang diserap dinyatakan dalam Hukum Lambert yang sudah dijelaskan di

atas.Warna zat yang menyerap menentukan panjang gelombang sinar yang akan

diserap, warna yang diserap merupakan warna komplemen dari warna yang

terlihar oleh mata.

III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Alat dan bahan

Alat :

- 1 set alat spektrofotometer (spectronic 20)

- Kuvet

- Labu ukur

- Pipet gondok

- Corong

- Pipet tetes

- Helas piala

- Buret

Bahan :

- Larutan metilen blue 0,05 %

- Larutan metilen red 0,05%

- HCl 0,1 M

- Aquadest

3.2 Cara kerja

a. Pembuatan larutan standar

1. Pipet 1 ml larutan metilen blue 0,05 % ke dalam labu ukur 100 ml dan

encerkan dengan HCl sampai tanda batas.

2. Pipet 1 ml larutan rhodamin B 0,05 % ke dalam labu ukur 100 ml dan

encerkan dengan HCl sampai tanda batas.

3. Ukur transmitan kedua larutan pada panjang gelombang 340 nm sampai

dengan 600 nm dengan beda 10 nm.

4. Sisipkan pengukuran dengan beda 5 nm pada daerah panjang gelombang

serapan maksimumnya, dari data pengukuran tentukan nilai panjang

gelombang serapan maksimum masing-masing komponen tersebut.

b. Cara pemakaian Alat Geneys 20

1. Hubungkan ke listrik. Pastikan bahwa tidak ada kuvet dalam alat. Tekan

tombol ON. Alat akan melakukan pemeriksaan semua komponen. Biarkan

stabil 30 menit.

2. Tekan tombol A/T/C sampai mode A (absorban muncul pada layar).

3. Tekan tombol nm ∆ atau nm sampai panjang yang diinginkan muncul di

layar. Panjang gelombang bergeser dengan cepat bila tombol ditahan.

4. Masukkan kuvet berisi blanko. Pastikan bagian yang jernih dari kuvet

lewat jalur sinar.

5. Tekan tombol 0 ABS/100 % T untuk menolkan alat.

6. Keluarkan blanko, kemudian masukkan kuvet berisi larutan akan diukur.

Catat nilai A yang muncul pada layar. Lakukan penggatian larutan untuk

mengukur nilai A dari semua larutan yang akan diukur.

7. Untuk mengukur nilai A pada panjang gelombang lain, ulangi dari langkah

nomor 3.

3.3 Skema alat

A B

C D

Keterangan :

A = tempat kuvet

B = tombol pengatur panjang gelombang

C = tombol on.off

D = tombol pengatur panjang gelombang

IV. DATA DAN PERHITUNGAN

METIL BLUE 0,05% METILEN RED 0,05%

λ A λ A410 0,030 410 0,026420 0,028 420 0,047430 0,030 430 0,083440 0,031 440 0,120450 0,037 450 0,187460 0,042 460 0,278470 0,050 470 0,389480 0,054 480 0,502490 0,060 490 0,601500 0,064 500 0,704510 0,067 510 0,773520 0,071 520 0,784530 0,078 530 0,754540 0,094 540 0,688550 0,121 550 0,570560 0,160 560 0,397570 0,207 570 0,221580 0,266 580 0,107590 0,359 590 0,046600 0,481 600 0,021610 0,592 610 0,013620 0,617 620 0,011630 0,641 630 0,009640 0,733 640 0,010650 0,894 650 0,010660 1,035 660 0,010670 1,021 670 0,010680 0,661 680 0,009690 0,304 690 0,006700 0,140 700 0,007

Labu B

λ Metil Blue : 0,582

λ Metil Red : 0,199

I. Pengenceran

a. Metil Blue

M1 . V1 = M2 . V2

0,05 M . 0,5 mL = M2 . 50 ml

M2 = 5 x 10-4 M

b. Metil Red

M1 . V1 = M2 . V2

0,05 M . 0,5 mL = M2 . 50 ml

M2 = 5 x 10-4 M

II. Penentuan Konsentrasi Sampel

a. Metilen Blue

λ1 = 660 λ2 = 520

A = a . b . c A = a . b . c

1,035 = a . b . 5 x 10-4 0,071 = a . b . 5 x 10-4

a . b = 2070 a . b = 142

b. Metilen Red

λ1 = 660 λ2 = 520

A = a . b . c A = a . b . c

0,010 = a . b . 5 x 10-4 0,784 = a . b . 5 x 10-4

a . b = 20 a. b = 1568

III. Persamaan

A1 = a.b CMB + a.b CMR

A2 = a.b CMB + a.b CMR

0,199 = 142 CMB + 1568 CMR x 20

0,582 = 2070 CMB + 20 CMR x 1568

3,98 = 2840 CMB + 31360 CMR

912,576 = 3245760 CMB + 31360 CMR

-908,596= -3242920 CMB

CMB = 0,00028

0,199 = 142 CMB + 1568 CMR

0,199 = 142x0,00028 + 1568 CMR

0,199 = 0,03976 + 1568 CMR

CMR = 0,00010

IV. Penentuan Volume Sampel

Metil Blue λ = 660 nm

M1 . V1 = M2 . V2

0,05 M . V1 = 0,00028 . 50 ml

V1 = 0,28 mL

Volume sebenarnya = 0,30 mL

% Kesalahan=Vseb−VteoriVseb

x 100 %=0,30−0,280,30

x100 %=6,67 %

Metil Red λ = 520 nm

M1 . V1 = M2 . V2

0,05 M . V1 = 0,00010 . 50 ml

V1 = 0,10 mL

Volume sebenarnya = 0,15 mL

% Kesalahan=Vseb−VteoriVseb

x 100 %=0,15−0,100,15

x100 %=33,3 %

4.2 Pembahasan

Pada percobaan spektrofotometri kali ini, bertujuan untuk menganalisa

campuran dua komponen dalam larutan serat memahami sifat serapan larutan

terhadap variasi panjang gelombang. Spektrofotometer adalah suatu metoda

analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu

lajur larutan larutan berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan

menggunakan monokromator prisma/kisi difraksi dan vaccum phototube (foton

hampa) sebagai detektor.

Pada percobaan kali ini, kita menggunakan lajur berwarna yaitu larutan

metilen blue dan metilen red. Larutan metilen blue yang dipakai adalah sebesar

0,5 mL dilarutkan dalam labu ukur 50 mL diencerkan dengan HCl 0,1 M dengan

konsentrasi 0,05 % begitu juga dengan larutan metilen red yang dipakai adalah

sebesar 0,5 mL dalam labu 50 mL diencerkan dengan HCl 0,1 M dengan

konsentrasi yang sama. Dan sebagai blanko adalah larutan HCl 0,1 M. Kedua

larutan inilah nantinya yang akan diukur daya serapan sinarnya dengan variasi

panjang gelombasng 410 nm – 700 nm dengan beda 10 nm.

Dalam metoda spektrofotometri larutan yang akan ditentukan haruskah

memenuhi hukum lambert-beer, sehingga untuk analisa campuran dua komponen

dapat dirumuskan sebagai berikut :

A1= ax1.b.cx+ ay1.b.cy

A2= ax2.b.cx+ ay2.b.cy

Setelah dilakukan percobaan, didapatkan bahwa pada larutan metilen

blue panjang gelombang maksimalnya adalah pada 660 nm dengan aborban (A)

sebesar 1,035 (nilai absorban yang paling besar). Nilai ini merupakan nilai

terendah dari berbagai % T lainnya pada tiap variasi gelombang yang berbeda.

Hal ini disebabkan karena, nilai % T berbanding terbalik dengan serapan sinarnya

(A). Semakin besar nilai % T dari suatu larutan berwarna maka akan semakin

banyak sinar yang diteruskan (ditransimiskan) oleh larutan tersebut yang

mengakibatkan jumlah serapan dari larutan tersebut menjadi berkurang, begitu

juga sebaliknya. Kecilnya intensitas sinar yang diteruskan oleh suatu larutan

berwarna mengindikasikan bahwa kebanyakan dari sinar tersebut diserap oleh

larutan. Pada larutan metil red panjang gelombang maksimalnya adalah 520 nm

dengan absorban (A) sebesar 0,784.

Dan melalui perhitungan atau secara teori didapatkan volume metilen

blue sebesar 0,28 sedangkan secara percobaan sebesar 0,30 mL sehingga

persentase kesalahannya adalah 6,67 %, dan metilen red volumenya sebesar 0,10

mL (secara teori) dan secara percobaan sebesar 0,15 mL dengan persentase

kesalahan adalah 33,3 %.

Kesalahan yang mungkin terjadi disebabkan oleh beberapa faktor di bawah yaitu :

- Pengenceran yang kurang sempurna

- Sensitifitas alat

- Kuvet yamng kurang bersih

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilakukan mengenai spektrofotometri, dapat

disimpulkan bahwa :

a. Spektrofotometer adalah suatu metoda analisa yang didasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan larutan

berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan

monokromator prisma/kisi difraksi dan vaccum phototube (foton hampa)

sebagai detektor.

b. Spektorfotometri dapat digunakan untuk analisa cuplikan baik secara

kualitatif maupun kuantitatif.

c. Panjang gelombang serapan maksimum metilen blue sebesar 660 nm dan

metilen red sebesar 520 nm.

d. Persentase kesalahan metilen blue adalah 6,67 % sedangkan metilen red

sebesar 33,3 %.

5.2 Saran

Hati-hati dalam melakukan percobaan.

Teliti dalam melakukan pengenceran.

Pengukuran dengan tepat dan teliti dalam membaca skala.