SPEKTROFOTOMETRI A.Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa dapat membuat kurva kalibrasi 2. Mahasiswa mampu menganalisis sampel dengan menggunakan alat spektrofotometer B.Dasar Teori Spektrofotometri merupakan sebuah salah satu metode dalam kimia analisa yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Namun pengertian spektrofotometri ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang dilihat maupu tidak dapat dilihat). Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel,UV dan inframerah. Sedangkan materi materi dapat berupa atom dan molekul yang lebih berperan adalah elektron valensi. Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik,kemungkinan dihamburkan diabsorbsi atau dihamburkan dan dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi maupun spektroskopi emisi. Spektrofotometri dibedakan menjadi beberapa tipe:
Spektrofotometri UV : keadaan energi elektronik,digunakan untuk molekul konjugasi, gugus karbonil, gugus nitro. Spektrofotometri infrared : keadaan energi vibrasi, digunakan untuk gugus fungsional, struktur ikatan. Spektrofotometri magnetic inti (NMR) : keadaan spin, digunakan untuk bilangan, tipe dan posisi relatif dari proton(inti hidrogen dan inti karbon) Spektrofotometri massa : penembakan elektron berenergi tinggi, digunakan untuk berat molekul, keadaan nitrogen,halogen.
Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri adalah spektrofotometer. Spektrofotometer yaitu suatu alat yang digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dan konsentarasi. Spektrofotometri UV-VIS merupakan spektrofotometri yang menggunakan dua buah sumber cahaya yang berbeda, yaitu cahaya UV dan visibel. Spektrofotometer UV-Visible digunakan terutama untuk analisa kuatitatif, sedangkan untuk analisa kualitalif perlu dikonfirmasi dengan analisis instrumental lainnya. Komponen utama dari spektrofotometer yaitu : Sumber cahaya Monokromator Berfungsi untuk merubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang dibutuhkan oleh pengukuran. Kuvet Pada pengukuran di daerah sinar tampak digunakan kuvet kaca dan daerah UV digunakan kuvet kuarsa serta kristal garam untuk daerah IR.
Detektor Fungsinya untuk merubah sinar menjadi energi listrik yang sebanding dengan besaran yang dapat diukur. Penguat (amplifier) Berfungsi untuk memperbesar arus yang dihasilkan oleh detektor agar dapat dibaca oleh indikator.
Piranti pembaca yang memprogramkan besarnya isyarat listrik dalam % maupun absorbansi(A).
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 gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda. Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu : A=
log ( Io / It )
= abc
Keterangan : Io = Intensitas sinar datang It = Intensitas sinar yang diteruskan a = Absorptivitas b = Panjang sel/kuvet c = konsentrasi (g/l) A = Absorban Bila Absorbansi (A) dihubungkan dengan Transmittan (T) = I/I0 maka dapat diperoleh A=log 1/T .
Absorptivitas (a) merupakan suatu konstanta yang tidak tergantung pada konsentrasi, tebal kuvet, dan intensitas radiasi yang mengenai larutan sampel. Tetapi tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul, dan panjang gelombang radiasi. Pada Hukum Lambert-Beer, terdapat beberapa batasan, antara lain : 1. Sinar yang digunakan dianggap monokromatis 2. Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang luas yang sama 3. Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan 4. Tidak terjadi peristiwa flouresensi atau fosforisensi 5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan. Salah satu hal yang penting juga diingat adalah untuk menganalisis secara spektrofotometri UV-Vis diperlukan panjang gelombang maksimal. Adapun beberapa alasan mengapa harus menggunakan panjang gelombang maksimal, yaitu : 1. Pada panjang gelombang maksimal, kepekaannya juga maksimal karena pada panjang gelombang maksimal tersebut, perubahan absorbansi untuk setiap konsentrasi adalah yang paling besar 2. Di sekitar panjang gelombang maksimal, bentuk kurva absorbansi datar dan pada kondisi tersebut hukum Lambert-Berr akan terpenuhi 3. Jika dilakukan pengukuran ulang, maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal. Menurut hukum,absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi namun pada kenyataannya penyimpangan sering terjadi, untuk menghindari hal ini maka perlu dibuat kurva kalibrasi setiap kali analisis. C. Alat dan Bahan
Alat : 1. Spektrofotometer 1 set 2. Labu takar 25 ml 3. Pipet ukur 4. Beker glass 100 ml 5. Tabung reaksi 6. Rak tabung reaksi 7. Ball filler
Bahan : 1. Larutan KMnO4 0.05 M 2. Aquades 3. Sampel
D. Cara kerja
Larutan KMnO4 0.0001 M Larutan KMnO4 0.0003 M
Mengukur absorbansinya pada ƛ maksimum Kurva kalibrasi
Larutan KMnO4 0.0005 M Larutan KMnO4 0.05 M
Larutan KMnO4 0.0007 M Larutan KMnO4 0.0009 M Larutan KMnO4 0.0007
Mengukur Absorbansi nya pada ƛ max(450-600)nm ƛ
E. Data Pengamatan Tabel I.Penentuan panjang gelombang maksimal, dengan menggunakan larutan KMnO4 0.0007 M Panjang gelombang (ƛ)
Absorbansi (A)
450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525
0.336 0.379 0.433 0.525 0.626 0.702 0.824 1.034 1.162 1.244 1.447 1.733 1.808 1.836 2.070 2.333
530 535 540 545 550 555 560 565 570
2.100 2.018 2.115 2.254 2.095 1.643 1.494 1.322 1.265
Keterangan
Panjang gelombang maksimum
575 580 585 590 595 600
1.049 0.713 0.467 0.358 0.309 0.286
Tabel II. Pengamatan pada panjang gelombang maksimum Konsentrasi KMnO4 Absorbansi 0.0001 0.992 0.0003 1.253 0.0005 1.648 0.0007 2.283 0.0009 2.931 Sampel yang diukur pada panjang gelombang maksimum (ƛ=525 nm) absorbansinya 1.908A
F.Analisis Data dan pembahasan
1. Analisis Data a. Pengenceran larutan KMnO4 0.05 M Menjadi 0.0009 M, 25mL M1V1=M2V2 0.05.v1 = 0.0009. 25 0.05 v1= 0.0225 V1= 0.0225 0.005 = 0.45 mL b. Pengenceran Larutan KMnO4 9x10-4 Menjadi 7x10-4 M , 25 mL M1 V1 = M1 V1 9 x 10-4 V1 = 7 x 10-4 . 25 V1 = 175 x 10-4 9 x 10-4 = 19,4 mL c. Pengenceran Larutan KMnO4 7x10-4 M Menjadi 5x10-4 M , 25 mL M1 V1 = M1 V1 7x 10-4 V1 = 5 x 10-4 . 25 V1 = 125 x 10-4 . 10-4 7x 10-4
= 17,8 mL d. Pengenceran Larutan KMnO4 5x10-4 M Menjadi 3x10-4 M , 25 mL M1 V1 = M1 V1 5x 10-4 V1 = 3 x 10-4 . 25 V1 = 75 x 10-4 5 x 10-4 =15 mL e. Pengenceran Larutan KMnO4 3x10-4 M Menjadi 10-4M, 25 mL M1 V1 = M1 V1 3x10-4 v1= 10-4.25 V1=25x10-4 3x10-4 =8,3 mL Keterangan : M1= molaritas KMnO4 sebelum pengenceran M2=molaritas KMnO4 setelah pengenceran
Kurva Kalibrasi
Absorbansi (A)
Konsentrasi KMnO4 (M) 0.0001 0.0003 0.0005 0.0007 0.0009 3.75
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
Absorbansi(A) 0.992 1.253 1.648 2.283 2.931 1.908
y = 0.2928x + 0.8109 R² = 0.742 2.931
Kurva Kalibrasi 2.283
1.908
1.648 0.992
0.0001
1.253
0.0003
0.0005
0.0007
Konsentrasi (M)
0.0009
Dari kurva kalibrasi tersebut diperoleh persamaan y = 0,2928x + 0,8109 , dimana Y= Absorbansi dan X= konsentrasi larutan. Absoprbansi sampel= 1.908 A, maka dapat dihitung konsentrasi sampel dengan persamaan diatas: y = 0,2928x + 0,8109 1,908=0,2928x + 0,8109 1,908-0.8109=0,2928x X=1,0971/0,2928 =3,75 M 2. Pembahasan Pada percobaan diatas diperoleh panjang gelombang maksimal yaitu 525nm dengan absorbansi 2,33A yang didapat dari pengujian dengan spektrofotometer pada konsentrasi KMnO4 7x10-4 M. Kemudian panjang gelombang tersebut digunakan untuk mengukur absorbansi larutan KMnO4 pada konsentrasi yang berbeda-beda. Dari hasil percobaan,masing-masing larutan KMnO4 konsentrasi 1x10-4M, 3x104 M, 5x10-4M, 7x10-4M, 9x10-4M pada panjang gelombang maksimal mempunyai absorbansi yaitu 0,992A, 1,253A, 1,648A, 2,931A sehingga dapat diperoleh rumus dengan persamaan y = 0,2928x + 0,8109 pada penggambaran kurva kalibrasi. Pada persamaan y = 0,2928x + 0,8109 dimana Y= Absorbansi dan X=konsentrasi larutan dengan ansorbansi sampel 1,908 A yang telah diukur absorbansinya pada panjang gelombang maksimal (ƛ= 525nm) maka dapat diperoleh konsentrasi larutan sampel sebesar 3,75 M.penggunaan ƛ maksimum ditujukan untuk mengukur absorbansi konsentrasi yang berbed karena konsentrasi tersebut berasal dari larutan induk yang sama dan di encerkan.panjang gelombang maksimum memiliki kepekaan maksimum karena terjadi perubahan yang paling besar.Pada panjang gelombang maksimum bentuk kurva absorbansi memenuhi hokum Lambert Beer. Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus diperhatikan dalam analisis dengan spektrofotometri UV-VIS : - Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis
Hal ini perlu dilakukan jika senyawa yang dianalisis tidak menyerap pada daerah tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan merubah menjadi senyawa lain atau direaksikan dengan pereaksi tertentu. - Pemilihan panjang gelombang Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal.
Ada beberapa faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan spektrofotometrer dalam mengukur konsentrasi suatu analit,yaitu: 1) Adnya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna. 2) Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ditersedia biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet yang berasal dari bahan kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik. 3) Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi. Hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi sesuai dengan sensivitas dari alat yang digunakan(melalui pengenceran/pemekatan). G. Simpulan dan Saran I.
Simpulan a. Diperoleh kurva kalibrasi ,dengan membuat larutan standar yang telah diketahui konsentasinya dan diukur absorbansinya pada masing-masing konsentrasi. Sehingga didapat garis lurus antara konsenterasi masing-masing larutan KMnO4 dengan Absorbansinya dari masing-masing konsentrasi tersebut. b. Panjang gelombang maksimal larutan KMnO4 adalah 525nm pada konsentrasi 7x10-4 absorbansi 2,33 A. c. Konsentrasi larutan sampel adalah 3,75 M yang dihitung dari persamaan dalam kurva kalibrasi dengan absorbansi 1.908 A. Saran a. Pastikan terlebih dahulu bahwa kuvet yang halus berada pada lubang karena jika pada permukaanya yang kasar berada dilubang maka akan mempengaruhi cahaya yang masuk. b. sebelum dimasukan dalam alat spektrofotometer ,larutan yang akan dimasukan dalam kuvet berada dibawah segitiga bila perlu usahakan pas dengan segitiga tersebut. c. Sebelum memasukkan kuvet ke dalam alat spektrofotometer pastikan kuvet dalam keadaan bersih dan jangan sampai menyentuh bagian yang bening pada kuvet tersebut.
II.
H. Daftar pustaka
Tim Dosen Praktikum Kimia Analisa 2013 Buku Petunjuk Praktikum Kimia Analisa Teknik Kimia FT UNNES Semarang
http://nurfaisyah.web.id/tag/hukum-lambert-beer http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_analisis/spektrofotometri/
Semarang,20 Maret 2013 Mengetahui Dosen Pengampu
Dewi Artanti Putri NIP.198711192010032010 Praktikan
Ami Ridowati
Fitriyatun Nur Jannah
NIM.5213412034
NIM.5212412006
Mahfud Fauzi NIM.5213412029
