JURNAL PRAKTIKUM ANALISIS INSTRUMEN
SPEKTROSKOPI SPEKTROSKOPI UV-VIS
Siti Nafsiyah Rokhmania
(15030234016 (15030234016 / KB 2015)
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN KIMIA S1 KIMIA 2018
I. II. III.
Judul Percobaan
: Spektroskopi UV-Vis
Hari dan Tanggal Percobaan : Kamis, 15 Februari 2018 Tujuan Percobaan
: 1. Menentukan konsentrasi suatu larutan 2. Mengetahui pengaruh pelarut dan pH pada panjang gelombang optimum.
IV.
Dasar Teori Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Spektrofotometri menghasilkan sinar dan spektrum dengan panjang gelombang dan fotometri adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometri digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang (Khopkar, 1990: 325). Spektroskopi UV-Vis adalah teknik analisis spektroskopi yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik 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 dapat dikolerasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul (Sumar hendayana. 1994 : 155). Spektrofotometer UV-Vis dapat digunakan untuk mengukur serapan cahaya pada daerah UV (100-200 nm) dan darah sinar tampak (200-700 nm). Warna yang diserap oleh suatu senyawa merupakan warna komplementer dari war na yang teramati. Beberapa warna yang diamati dan warna komplementernya terdapat pada tabel berikut ini : Tabel Spektrum Warna Panjang Gelombang (nm)
Warna Terlihat
<400
Warna komplementer
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
Infrared
Prinsip dasar analisis kuantitatif adalah hukum Lambert Beer. A= - logT =
Keterangan
ε.b.C =
a.b.C
A =Absorbansi T = Transmitansi ε = Absorptivitas molar, L cm-1. mol-1 (jika konsentrasi dalam satuan mol/Liter) a = Absorptivitas, L cm-1. gram-1 (jika konsentrasi dalam satuan gram/liter) b = Panjang sel (cm) C = Konsentrasi
Spektrofotometri UV-Vis bisa digunakan untuk uji kuantitatif dan kualitatif. Dalam setiap analisis kuantitatif perlu dilakukan langkah langkah utama dan baku yaitu: 1.
Pembentukan warna (untuk pengukuran dengan sinar tampak) dan zat yang tidak berwarna atau warnanya kurang kuat.
2.
Penentuan panjang gelombang maksimum.
3.
Pembuatan kurva kalibrasi. Komponen-komponen UV-Vis terdiri dari sumber radiasi yang stabil dan
berkelanjutan (kontinyu); sistem lensa, cermin dan celah untuk membatasi, membuat paralel dan memfokuskan berkas sinar; monokromator untuk menyeleksi sinar menjadi lamda tertentu (sinar monokromatis); kontainer atau tempat sampel yang transparan biasa disebut dengan sel atau kuvet; detektor yang dirangkaikan dengan readout atau piranti baca untuk menangkap sinyal dari sinar yang masuk sesuai dengan intensitas cahayanya dan ditampilkan pada layar readout.
Komponen-komponen peralatan spektrofotometer UV-Vis dijelaskan secara garis besar sebagai berikut:
1.
Sumber Cahaya Sebagai sumber radiasi UV digunakan lampu Hidrogen (H) atau lampu Deutirium (D). Sedangkan sumber radiasi tampak yang juga menghasilkan sinar Infra Merah (IR) dekat menggunakan lampu filament tungsten yang dapat menghasilkan tenaga radiasi 350-3500 nm.
2.
Monokromator Radiasi yang diperoleh dari berbagai sumber radiasi adalah sinar polikromatis (banyak panjang gelombang). Monokromator berfungsi untuk mengurai sinar tersebut menjadi monokromatis sesuai yang diinginkan. Monokromator terbuat dari bahan optic yang berbentuk prisma.
3.
Tempat Sampel Dalam bahasa sehari-hari tempat sampel (sel penyerap) dikenal dengan
istilah kuvet. Kuvet ada yang berbentuk tabung (silinder) tapi ada juga yang berbentuk kotak. Syarat bahan yang dapat dijadikan kuvet adalah tidak menyerap sinar yang dilewatkan sebagai sumber radiasi dan tidak bereaksi dengan sampel dan pelarut. 4.
Detektor Detektor berfungsi untuk mengubah tenaga radiasi menjadi arus listrik atau peubah panas lainnya dan biasanya terintegrasi dengan pencatat (printer). Tenaga cahaya yang diubah menjadi tenaga listrik akan mencatat secara kuantitatif tenaga cahaya tersebut. (Sitorus, 2009). Kelebihan spektrofotometri dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang
dan sinar putih dapat terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, glatung, ataupun celah optis. Pada spektrofotometri panjang gelombang yang benar benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma suatu spektrofotometer tersususn dari sumber spektrum tampak yang kontinyu. Monokromator sel pengabsorbsian untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar, 1990: 225 – 226). Spektrofotometri ultravoilet dan cahaya tampak berguna pada penentuan struktur molekul organik dan pada analisa kuantitatif . Spektrum elektron suatu molekul adalah hasil transmisi antara dua tingkat energi elektron pada molekul tersebut (Creswell, 2005: 26). Spektroskopi UV – VIS adalah tekhnik analisis spektroskopi yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik dan sinar tampak dengan mengunakan instrumen. Spektrofotometri adalah penyerapan sinar tampak untuk ultraviolet dengan suatu molekul yang dapat menyebabkan eksitasi molekul dan tingkat dasar ke tingkat energi yang paling tinggi (Sumar, 1994:135). Panjang gelombang cahaya UV-VIS dan sinar tampak jauh lebih pendek dari pada panjang gelombang radiasi inframerah. Satuan yang digunakan untuk menentukan panjang gelombang ini adalah monokromator (1 nm = 10
-7
cm). Spektrum tampak
sekitar 400 nm (ungu) sampai 750 nm (merah) sedangkan spektrum UV adalah 100 – 400 nm (Day and Underwood, 2002:788). Radiasi ultraviolet maupun radiasi cahaya tampak berenergi lebih tinggi dripada radiai inframerah absorbsi cahaya UV atau visibel mengakibatkan transmisi
elektromagnetik yaitu promosi elektron-elektron dan orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan terdesitasi berenergi lebih tinggi transisi ini memerlukan 40 – 300 kkal/mol. Energi yang terserap selanjutnya terbuang sebagai cahaya atau tersalurkan melalui reaksi kimia misalnya isomerisasi atau reaksi – reaksi radiasi lain (Day and Underwood, 2002: 189). Panjang gelombang cahaya UV dan VIS bergantung pada mudahnya promo elektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosi elektron akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih panjang. Cahaya yang menyerap cahaya pada daerah tampak (yakni mudah dipromosikan dan pada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang UV yang lebih pendek (Day and Underwood, 2002: 180). Semua molekul dapat mengabsorbsi radiasi dalam daerah UV-VIS karena mereka mengandung elektron baik sekutu maupun menyendiri yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang gelombang di mana absorbsi itu terjadi bergantung pada beberapa elektron kuat itu terikat dalam molekul itu. Elektron dalam suatu ikatan kovalen tunggal terikat denagn kuat dan diperlukan iodisasi yang lebih tinggi atau panjang gelombang pendek untuk sksitasinya (Day and Underwood, 2002: 388). Spektrum elektronik senyawa dalam fase uap kadang kadang menunjukkan struktur harus di mana sumbangan vibrasi individu teramati. Namun dalam fase-fase merapat tingkat energi molekul demikian terganggu oleh tetangga-tetangga dekatnya, sehingga sering sekali hanya tampak pita lebar (Day dan Underwood, 2002: 389). Ada beberapa yang harus diperhatikan dalam analisis s pektrofotometri UV- VIS terutama untuk senyawa yang semula tidak berwarna yang akan dianalisis dengan senyawa spektrofotometri visibel karena senyawa tersebut harus diubah menjadi senyawa yang berwarna pembentukan molekul yang dianalisis tidak menyerap pada daerah tersebut (Ibnu Ghalib, 2012: 252). Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus diperhatikan: a.
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.
b.
Waktu operasional (operating time) Cara ini biasa digunakan untuk pengukuran hasil reaksi atau pembentukan
warna. Tujuannya adalah untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil. c.
Pemilihan panjang gelombang Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Untuk memilih panjang gelombang maksimal, dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi tertentu.
d.
Pembuatan kurva baku Dibuat seri larutan baku dari zat yang akan dianalisis dengan berbagai konsentrasi. Masing-masing absorbansi larutan dengan berbagai konsentrasi diukur, kemudian dibuat kurva yang merupakan hubungan antara absorbansi (y) dengan konsentrasi (X).
e.
Pembacaan absorbansi sampel atau cuplikan Absorban yang terbaca pada spektrofotometer hendaknya antara 0,2 sampai 0,8 atau 15% sampai 70% jika dibaca sebagai transmitans. Anjuran ini berdasarkan anggapan bahwa kesalahan dalam pembacaan T adalah 0,005 atau 0,5% (kesalahan fotometrik). (Gandjar & Rohman, 2007). Spektrofotometri yang sesuai denga pengukuran di daerah spektrum ultraviolet
dan sinar tampak terdiri atas suatu sistem optik dengan kemampuan menghasilkan sianr monokromtis dalam jangkauan panjang gelombang 200-800 nm. Dengan komponenkomponen meliputi sumber-sumber sinar, monokromator dan sistem optik (Ibnu Ghalib, 2012: 261).
Metil Merah
Metil Merah (Methyl Red) adalah senyawa organik yang memiliki rumus kimia C15H15 N3O2, senyawa ini banyak dipakai untuk indikator titrasi asam basa. Indikator ini berwarna merah pada pH dibawah 4,4 dan berwarna kuning diatas 6,2. Warna transisinya menghasilkan warna jingga. Berikut ini merupakan struktur dari metil merah.
V.
Alat dan Bahan
VI.
Alat : 1. Gelas ukur
1 buah
2. Tabung reaksi
3 buah
3. Labu ukur 10 mL
3 buah
4. Spektrofotometri UV-Vis
1 buah
5. Gelas kimia
5 buah
6. Pipet tetes
6 buah
Bahan : 1. Larutan metil merah 50 ppm
Secukupnya
2. Larutan metil merah 40 ppm
Secukupnya
3. Larutan HCl 0,4 M
Secukupnya
4. Akuades
Secukupnya
5. Larutan NaOH 0,4 M
Secukupnya
Prosedur Percobaan 1. Penentuan Konsentrasi Suatu Larutan a. Penyiapan larutan baku Larutan baku metil merah 50 ppm -
Diencerkan secara bertingkat menjadi konsentrasi 1,3,5,7,dan 10
m
Larutan standar metil merah (1,3,5,7, dan 10 ppm) b. Penentuan panjang gelombang optimum Larutan standar metil merah (1,3,5,7, dan 10 ppm) -
Diukur absorbansinya pada 300-600 nm (dimulai dari konsentrasi larutan terendah)
o
-
Dibuat kurva serapan masing-masing larutan (A vs )
-
Ditentukan optimum larutan
timum larutan
c. Pembuatan kurva kalibrasi Larutan standar metil merah (1,3,5,7, dan 10 ppm) -
Diukur absorbansinya pada optimum (dimulai dari konsentrasi larutan terendah)
-
Dibuat kurva kalibrasi masing-masing larutan (A vs C)
-
Ditentukan persamaan kurvanya
Persamaan kurva kalibrasi d. Penentuan konsentrasi suatu larutan Sampel larutan metil merah -
Diukur absorbansinya pada maksimum
-
Diamati dan dicatat absorbansinya
-
Dihitung konsentrasinya dengan menggunakan persamaan kurva kalibrasi yang telah diperoleh
Konsentrasi sammpel larutan metil merah
2. Pergeseran Panjang Gelombang 1 mL larutan metil merah 40 ppm -
Labu ukur I
Dimasukkan ke dalam 3 labu ukur ukuran 10 mL
- Ditambahkan 2
- Ditambahkan 2
- Ditambahkan
mL NaOH 0,4
mL HCl 0,4 M
akuades sampai
M
- Ditambahkan
tanda batas
- Ditambahkan
akuades sampai
- Diukur
akuades sampai
tanda batas
absorbansinya
tanda batas
- Diukur
Pada 300-600 nm
Labu ukur III
Labu ukur II
- Diukur
absorbansinya
dengan
blanko akuades
Pada 300-600
absorbansinya
nm
Pada 300-600
dengan
nm
blanko akuades
dengan
blanko akuades Absorbansi larutan I
Absorbansi larutan II
-
Absorbansi larutan III
Ditentukan optimum metil merah dalam suasana asam dan basa
o
VII.
Reaksi-Reaksi
timum
VIII.
Daftar Pustaka Cresswell, Clifford.J. 2005. Analisis Spektrum Senyawa Organik.Bandung: ITB. Dirjen POM. 1979. Farmakope Edisi III . Jakarta: Depkes RI. Gandjar,
I.G.
&
A.
Rohman.
2007. Kimia Farmas Analisis.
Yogyakarta: PustakaPelajar. Ghalib, Ibnu Ganjar Dan Abdul Rahman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Belajar. Hayati, Chairini. 2014. Laporan Praktikum Analisis Spektoskopi Percobaan I. Online: http://chairinihayati.blogspot.co.id/2014/12/laporan-praktikum-percobaani.html. ((Diakses pada tanggal 12 Februari 2018). Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik . Jakarta: UI Press. Nurlaeli, Novie.
2013. Laporan
Praktikum
UV
VIS .
Bandung:
online:http://noviechemist.blogspot.co.id/2013/01/laporan-praktikumaas.html. (Diakses pada tanggal12 Februari 2018). R.A.Day, Dr Jan Dan Al - Underwood. 2002. Analitik Kimia Kuantitatif. Jakarta:Erlangga. Setiarso, Pirim dkk. 2016. Petunjuk Praktikum Kimia Analitik III. Surabaya:Unesa Press. Sitorus, M. 2009. Spektroskopi Elusidasi Struktur Molekul Organik Edisi Pertama. Yogyakarta: Graha Ilmu. Sumar, Hendayana. 1994. Kimia Analisis Farmasi. Jakarta: UI Press. Syaputri, Eka Nurwinda. 2014. Laporan Spektrofotometri UV VIS. Sulawesi Selatan:online:http://nespharma.blogspot.co.id/2015/02/laporanspektrofotometri -uv-vis.html. (Diakses pada tanggal 12 Februari 2018).
