SPEKTROFOTOMETER UV-VIS dan REFRAKTOMETER

Laporan Praktikum                                    Hari/Tanggal: Jum’at/6 Oktober 2011Pengoprasian dan Pemeliharaan Alat       Waktu             : 08.00 – 11.20                                                                    PJP                  : Wina Aguatiani, S. Si                                                                    Asisten            : Dony Ram                                                                                              Diah Daru

SPEKTROFOTOMETER UV-VIS dan REFRAKTOMETER

Disusun Oleh :                                      Ayu Pangestu                        J3L110085                                      Setyo Wuri Handayani          J3L110132

PROGRAM KEAHLIAN ANALISIS KIMIADIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR2011

SPEKTROFOTOMETER UV-VISSpektrofotometer adalah alat untuk menukur transmitan atau

absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang.

Spektrofotometer merupakan gabungan dari alat optic dan elektronika serta

sifat-sifat kimia fisiknya. Dimana detector dapat mengukur intensitas cahaya

yang dipancarkan secara tidak langsung cahaya yang diabsorbsi. Tiap media

akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada

senyawa atau warna yang terbentuk.

Gambar 1 Spektrofotometer UV-Vis beserta perangkatnya

Spektrofotometri UV-Vis merupakan gabungan antara

spektrofotometri UV dan Visible. Alat ini menggunakan dua buah sumber

cahaya yang berbeda, yaitu sumber cahaya UV dan sumber cahaya Visible.

Larutan yang dianalisis diukur serapan sinar ultra violet atau sinar

tampaknya. Konsentrasi larutan yang dianalisis akan sebanding dengan

jumlah sinar yang diserap oleh zat yang terapat dalam larutan tersebut.

Warna yang diserap oleh suatu senyawa merupakan warna

komplementer dari warna yang teramati. Beberapa warna yang diamati dan

warna komplementernya terdapat pada tabel berikut ini :

Panjang

gelombang

Warna terlihat Warna

komplementer

<400 Ultraviolet -

400-450 Violet Kuning

450-490 Biru Jingga

490-550 Hijau Merah

550-580 Kuning Ungu

580-650 Jingga Biru

650-700 Merah Hijau

>700 Inframerah

Tabel 1 Spektrum Warna

Sinar dari sumber cahaya akan dibagi menjadi dua berkas oleh

cermin yang berputar pada bagian dalam spektrofotometer. Berkas pertama

akan melewati kuvet berisi blanko, sementara berkas kedua akan melewati

kuvet berisi sampel. Blanko dan sampel akan diperiksa secara bersamaan.

Adanya blanko, berguna untuk menstabilkan absorbsi akibat perubahan

voltase dari sumber cahaya.

A.  Prinsip kerja

Spektrofotometri uv-vis mengacu pada hukum Lambert-Beer. Apabila

cahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya

tersebut akan diserap, sebagian dipantulkan dan sebagian lagi akan

dipancarkan.

B.   Bagian-bagian Spektrofotometer UV-Vis

1.       Sumber cahaya

Sumber cahaya pada spektrofotometer harus memiliki panacaran

radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber  cahaya pada

spektrofotometer UV-Vis ada dua macam :

a.       Lampu Tungsten (Wolfram)

Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak.

Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang

gelombang antara 350-2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis

lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000jam pemakaian.

Gambar 2 Lampu Tungsten (Wolfram)

b.      Lampu Deuterium

Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm. Spektrum

energy radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel yang

terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.

Gambar 3 Lampu Deuterium

2.      Monokromator

Monokromator adalah alat yang akan memecah cahaya polikromatis

menjadi  cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang

gelombang tertentu. Bagian-bagian monokromator, yaitu :

a.       Prisma

Gambar 4 Prisma

Prisma akan mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar

mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis.

b.      Grating (kisi difraksi)

Gambar 5 Kisi Difraksi

Kisi difraksi memberi keuntungan lebih bagi proses spektroskopi.

Dispersi sinar akan disebarkan merata, dengan pendispersi yang sama, hasil

dispersi akan lebih baik. Selain itu kisi difraksi dapat digunakan dalam

seluruh jangkauan spektrum.

c.       Celah optis

Celah ini digunakan untuk mengarahkan sinar monokromatis yang

diharapkan dari sumber radiasi. Apabila celah berada pada posisi yang tepat,

maka radiasi akan dirotasikan melalui prisma, sehingga diperoleh panjang

gelombang yang diharapkan.

d.      Filter

Berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya

yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang

gelombang yang dipilih.

3.      Kompartemen sampel

Kompartemen ini digunakan sebagai tempat diletakkannya kuvet.

kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk menaruh sampel yang akan

dianalisis. Pada spektrofotometer double beam, terdapat dua tempat kuvet.

Satu kuvet digunakan sebagai tempat untuk menaruh sampel, sementara

kuvet lain digunakan untuk menaruh blanko. Sementara pada

spektrofotometer single beam, hanya terdapat satu kuvet.

Gambar 6 Kuvet plexiglass

Kuvet yang baik harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :

a.       Permukaannya harus sejajar secara optis

b.      Tidak berwarna sehingga semua cahaya dapat di transmisikan

c.       Tidak ikut bereaksi terhadap bahan-bahan kimia

d.      Tidak rapuh

e.       Bentuknya sederhana

Gambar 7 Kuvet Kuarsa

Terdapat berbagai jenis dan bentuk kuvet pada spektrofotometer.

Umumnya pada pengukuran di daerah UV, digunakan kuvet yang terbuat

dari bahan kuarsa atau plexiglass. Kuvet kaca tidak dapat mengabsorbsi

sinar uv, sehingga tidak digunakan pada saat pengukuran di daerah UV. 

Oleh karena itu, bahan kuvet dipilih berdasarkan daerah panjang gelombang

yang digunakan. Gunanya agar dapat melewatkan daerah panjang

gelombang yang digunakan.

• UV : fused silika, kuarsa

• Visible : gelas biasa, silika atau plastik

• IR : KBr, NaCl, IRTRAN atau kristal dari senyawa ion

Bahan Panjang gelombang

Silika 150-3000

Gelas 375-2000

Plastik 380-800

Tabel 2 Bahan Kuvet Sesuai Panjang Gelombang

4.      Detektor

Detektor akan menangkap sinar yang diteruskan oleh larutan. Sinar

kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh amplifier dan dalam rekorder dan

ditampilkan dalam bentuk angka-angka pada reader (komputer).

Terdapat beberapa jenis detector pada spektrofotometer :

Jenis

detector

λ range (nm) Sifat pengukuran

Penggunaan

Phototube 150 – 1000 arus listrik UV

Photomultiplie

r

150 – 1000 arus listrik UV/Vis

Solid state 350 – 3000

Thermocouple 600 – 20.000 arus listrik IR

Thermistor 600 – 20.000 hambatan listrik IR

Tabel 3 Jenis-jenis detektor berdasarkan panjang gelombang

Syarat-syarat ideal sebuah detector adalah :

-          Mempunyai kepekaan tinggi

-          Respon konstan pada berbagai panjang gelombang

-          Waktu respon cepat dan sinyal minimum tanpa radiasi

-          Sinyal listrik ayng dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi

5.      Visual display

Merupakan system baca yang memperagakan besarnya isyarat listrik,

menyatakan dalam bentuk % Transmitan maupun Absorbansi.

C.   Prosedur Kerja

Gambar 8 Diagram kerja spektrofotometer

Cahaya yang berasal dari lampu deuterium maupun wolfram yang

bersifat polikromatis di teruskan melalui lensa menuju ke monokromator

pada spektrofotometer dan filter cahaya pada fotometer. Monokromator

kemudian akan mengubah cahaya polikromatis menjadi cahaya

monokromatis (tunggal). Berkas-berkas cahaya dengan panjang tertentu

kemudian akan dilewatkan pada sampel yang mengandung suatu zat dalam

konsentrasi tertentu. Oleh karena itu, terdapat cahaya yang diserap

(diabsorbsi) dan ada pula yang dilewatkan. Cahaya yang dilewatkan ini

kemudian di terima oleh detector. Detector kemudian akan menghitung

cahaya yang diterima dan mengetahui cahaya yang diserap oleh sampel.

Cahaya yang diserap sebanding dengan konsentrasi zat yang terkandung

dalam sampel sehingga akan diketahui konsentrasi zat dalam sampel secara

kuantitatif.

D.   Cara Perawatan dan Penyimpanan Alat

1.       Sebelum digunakan, biarkan mesin warming-up selama 15-20 menit.

2.      Spektrofotometer sebisa mungkin tidak terpapar sinar matahari langsung,

karena cahaya dari matahari akan dapat mengganggu pengukuran.

3.      Simpan spektrofotometer di dalam ruangan yang suhunya stabil dan diatas

meja yang permanen.

4.      Pastikan kompartemen sampel bersih dari bekas sampel.

5.      Saat memasukkan kuvet, pastikan kuvet kering.

6.      Lakukan kalibrasi panjang gelombang dan absorban secara teratur.

E.   Hal-hal yang harus diperhatikan

1.       Larutan yang dianalisis merupakan larutan berwarna

Apabila larutan yang akan dianalisis merupakan larutan yang tidak

berwarna, maka larutan tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi

larutan yang berwarna. Kecuali apabila diukur dengan menggunakan lampu

UV.

2.      Panjang gelombang maksimum

Panjang gelombang yang digunakan adalah panjang gelombang yang

mempunyai absorbansi maksimal. Hal ini dikarenakan pada panajgn

gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang

gelombang tersebut, perubahan absorbansi untuk tiap satuan konsentrasi

adalah yang paling besar. Selain itu disekitar panjang gelombang maksimal,

akan terbentuk kurva absorbansi yang datar sehingga hukum Lambert-Beer

dapat terpenuhi. Dan apabila dilakukan pengukuran ulang, tingkat

kesalahannya akan kecil sekali.

3.      Kalibrasi Panjang gelombang dan Absorban

Spektrofotometer digunakan untuk mengukur intensitas cahaya yang

dipancarkan dan cahaya yang diabsorbsi. Hal ini bergantung pada spektrum

elektromagnetik yang diabsorb oleh benda. Tiap media akan menyerap

cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawa yang

terbentuk. Oleh karena itu perlu dilakukan kalibrasi panjang gelombang dan

absorban pada spektrofotometer agar pengukuran yang di dapatkan lebih

teliti.

F.    Kelebihan Spektrofotometer

1.       Penggunaannya luas. Dapat digunakan untuk senyawa organic, anorganik

dan biokimia yang diabsorbsi pada daerah ultraviolet maupun daerah

tampak

2.      Sensitivitasnya tinggi. Batas deteksi untuk mengabsorbsi dapat

diperpanjang menjadi 10-6 sampai 10-7 M

3.      Selektivitasnya tinggi

4.      Ketelitiannya baik

5.      Pengukurannya mudah, dengan kinerja yang cepat

REFRAKTOMETER

Gambar 8 Refraktometer

Refraktometer ialah suatu alat yang digunakan untuk mengukur kadar 

atau konsentrasi bahan terlarut misalnya : Gula, Garam, Protein atau urine.

Refractometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German

padapermulaan abad 20.

A.  Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari refraktometer sesuai dengan namanya yaitu dengan

memanfaatkan refraksi cahaya. Gambar di bawah merupakan sebuah

sedotan yang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air (kiri) yang terlihat

kurang bengkok jika dibandingkan dengan sedotan yang dicelupkan ke

dalam larutan gula (kanan).

Gambar 9 Refraksi cahaya dalam airdan larutan gula

Hal tersebut terjadi diterjadi karena adanya refraksi cahaya, dimana

semakin tinggi konsentrasi suatu bahan terlarut  (rapat  jenis larutan), maka

sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional.

Prinsip dari pengukuran refraktometer ialah dengan memanfaatkan

refraksi atau pembiasan cahaya, yaitu  cahaya yang masuk melalui prisma

cahaya hanya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja

dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang

ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan alas. Refraktometer berfungsi

untuk menilai sifat & kemurnian suatu cairan, mengatur konsentrasi larutan,

dan mengetahui perbandingan komponen dalam campuran & zat cair (Zysk

2007).

      Refraktometer terdiri dari beberapa jenis berdasarkan fingsinya, sakah

satunya ialah penggunaan refraktometer untuk pengujian urine dan salinitas.

Perbedaan dari kedua jenis tersebut dibedakan atas penagturan d=skala

yang sesuai untuk masing – masing pengjian (skala pada refraktometer urine

berbeda dengan skala pada refraktometer salinitas).

B.   Bagian-Bagian Alat

1.       Day light plate (kaca)

Day light plate berfungsi untuk melindungi prisma dari goresan

akibat debu, benda asing, atau untuk mencegah agar sampel yang

diteteskan pada prisma tidak menetes atau jatuh.

2.      Prisma (biru)

Prisma merupakan bagian yang paling sensitif terhadap goresan.

Prisma berfungsi untuk pembacaan skala dari zat terlarut dan mengubah

cahaya polikromatis (cahaya lampu/matahari) menjadi monokromatis.

3.      Knop pengatur skala

Knop pengagtur skala berfungsi untuk mengkalibrasi skala

menggunakan aquades. Cara kerjanya ialah knop diputar searah atau

berlawanan arah jarum jam hinggan didapatkan skala paling kecil (0.00

untuk refraktometer salinitas, 1.000 untuk refraktometer urine).

4.      Lensa

Lensa berfungsi untuk memfokuskan cahay yang monokromatis.

5.          Handle

Handle berfungsi untuk memegang alat refraktometer dan menjaga

suhu agar stabil.

6.          Biomaterial strip

Biomaterial strip teerletak pada bagian dalam alat (tidak terlihat)

dan berfungsi untuk mengatur suhu sekitar 18 – 28 OC. Jika saat pengukuran

suhunya mencapai kurang dari 18 OC atau melebihi 28 OC maka secara

otomatis refraktometer akan mengatur suhunya agar sesuai dengan range

yaitu 18 – 28 OC.

7.      Lensa pembesar

Sesuai dengan namanya, lensa pembesar berfungsi untuk

memperbesar skala yang terlihat pada eye piece.

8.          Eye piece

Eye piece merupakan tempat untuk melihat skala yang ditunjukkan

oleh refraktometer.

9.          Skala

Skala berguna untuk melihat , konsentrasi, dan massa jenis suatu

larutan.

C.   Cara Menggunakan

Cara penggunaan dari alat refraktometer ialah :

1.       Refraktometer dibersihkan terlebih dahulu dengan tisu ke arah bawah

2.      Refraktometer ditetesi dengan  aquadest atau larutan NaCl 5% pada bagian

prisma dan day light plate

3.      Refraktometer dibersihkan dengan kertas tissue sisa aquadest / NaCl yang

tertinggal

4.      Sampel  cairan diteteskan pada prisma 1 – 3 tetes

5.      Skala kemudian dilihat ditempat yang bercahaya dan dibaca skalanya

6.       Kaca dan prisma dibilas dengan aquades / NaCl 5% serta dikeringkan

dengan tisu, dan

7.      Refraktometer disimpan di tempat kering

D.   Cara Pembersihan

1.       Day light plate pada refraktometer dibuka

2.      Bersihkan sampel pada bidang prisma dengan menggunakan tissu kering

dengan cara diusapkan ke sampel secara perlahan-lahan & hati-hati

3.      Refraktometr setelah dibersihkan dengan tissue lalu dibersihlkan

refraktometer menggunakan kertas lensa

4.      Penutup  prisma ditutup secara perlahan-lahan dan disimpan.

Gambar 10 Diagram refraktometer

Daftar Pustaka

Zysk AM dkk. 2007. Needle Based Reflection Refractometry of  Scattering

Samples Using Coherence  Gated Detection. Di dalam Opticts Express (15)

No. 8. USA: University of Illinois at Urbana Champaign.

Anonim. 2011. Portable Salinity Refractometer with ATC: User’s Guide.

http://pangestu-ayupangestu.blogspot.com/2011/12/spektrofotometer-uv-vis-dan.html