I.
Tujuan : 1. Untuk menentukan kadar kafein dalam sampel 2. Dapat menggunakan spektrofotometer dengan benar
II.
Dasar Teori 1. Kafein Kafein adalah basa sangat lemah dalam larutan air atau alkohol tidak terbentuk garam yang stabil. Kafein terdapat sebagai serbuk putih, atau sebagai jarum mengkilat putih, tidak berbau dan rasanya pahit. Kafein larut dalam air (1:50), alkohol (1:75) atau kloroform (1:6) tetapi kurang larut dalam eter. Kelarutan naik dalam air panas (1:6 pada 80°C) atau alkohol panas (1:25 pada 60°C) (Wilson and Gisvold, 1982). Berikut ini adalah struktur dari kafein :
Struktur molekul Kafein Kafein merupakan alkaloid yang terdapat dalam teh, kopi, cokelat, kola, dan beberapa minuman penyegar lainnya. Kafein dapat berfungsi sebagai stimulant dan beberapa aktifitas biologis lainnya. Kandungan kafein dalam teh relative lebih besar daripada yang terdapat dalam kopi, tetapi pemakaian teh dalam minuman lebih encer dibandingkan dengan kopi (Sudarmi, 1997). Kafein merupakan perangsang susunan saraf pusat yang dapat menimbulkan dieresis, merangsang otot jantung dan melemaskan otot polos bronchus. Secara klinis biasanya digunakan berdasarkan khasiat sentralnya, merangsang semua susunan saraf pusat mula-mula korteks kemudian batang otak, sedangkan medulla spinalis hanya dirangsang dengan dosis besar 2. Spektrofotometer UV-Vis
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energy secara relative jika energy tersebut ditransmisikan atau direfleksikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Prinsip dasar dari suatu spektrofotometer adalah penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu. Jenis-jenis spektrofotometer : A. Berdasarkan pada daerah spektrum yang akan dieksporasi, terdiri dari : 1) Spektrofotometer sinar tampak (Vis). 2) Spektrofotometer sinar tampak (Vis) dan ultraviolet (UV). B. Berdasarkan teknik optika sinar, terdiri dari : 1) Spektrofotometer optika sinar ganda (double beams optic). 2) Spektrofotometer optika sinar tunggal (single beams optic). Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spectrum tampak kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbansi antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar, S.M, 2002) Skema konstruksi spektrofotometer yakni Ketika cahaya putih dilewatkan dalam suatu substansi maka setiap warna cahaya yang dipantulkan akan memiliki panjang gelombang yang berbeda. Berkas cahaya tersebut diasumsikan sebagai warna komplemen dari panjang gelombang yang diserap. Mekanisme kerja dari spektrofotometer pada dasarnya adalah memencilkan cahaya menjadi monokromatik, yang kemudian cahaya tersebut dilewatkan pada suatu sampel yang akan diukur kekuatan radiasinya. Jika P merupakan banyaknya sinar – sinar yang diteruskan oleh larutan sampel dan Po merupakan banyaknya sinar yang diserap, maka ratio P/Po dapat kita sebut sebagai transmitansi. % Transmitansi dapat dituliskan sebagai berikut: Selain mengukur transmitansi, spektrofotometer pada dasarnya adalah untuk mengukur absorbansi sampel karena adanya interaksi atom, molekul, dan ion pada sampel tersebut.
Lambert menjelaskan bahwa serapan cahaya merupakan fungsi ketebalan medium, sedangkan beer menjelaskan bahwa serapan cahaya sebagai fungsi konsentrasi larutan yang bersangkutan oleh hukum Lambert – beer: A = £bc
A= k b c
Keterangan : £ = absorptivitas molar (l/cm.mol)
k= absorptivitas molar
(l/cm.gram) b = ketebalan kuvet (cm)
c= konsentrasi (gram/l)
c = konsentrasi (mol/l) Hukum Lambert-Beer Keterangan :
Log lo/lt = A
A= serapan
T = lt/lo
Io = Intensitas sinar yang datang I = Intensitas sinar yang diteruskan ε = absorptivitas molar ι = panjang atau tebal larutan c = konsentrasi larutan C. Komponen Instrumentasi UV-Vis adalah : 1)
Sumber Radiasi λ Argon λ Tungsten
100 – 160 nm 350 – 800 nm
λ Deuterium
160 – 360 nm
λ Xenon
200 – 900 nm
2) Kuvet (Sample Container) Kuarsa atau silika 3) Monokromator Prisma kaca atau kuarsa 4) Detektor Fotolistrik 5) Pencatat D. Menurut konfigurasi optiknya, spektrofotometer UV-Vis dibagi menjadi : 1) Single Beam 2) Double Beam
3) Multi Channel
III.
Alat dan Bahan Alat
Bahan
1. Spektrofotometer shimadzu
1. Larutan induk kaffein 100 ppm
2. Labu takar 50 ml
2. Metilen Klorida 200 mL
3. Gelas kimia 100 ml
3. HCl 0,1 N
4. Gelas kimia 50 ml
4. Aquadest
5. Pipet tetes
5. Sampel Kaffein
6. Pipet ukur 5 ml 7. Pipet ukur 1 ml 8. Corong tangkai pendek 9. Batang pengaduk 10. Spatula 11. Botol semprot 12. Kuvet Kuarsa 13. Bola hisap
IV.
Langkah Kerja 1. Membuat Larutan Induk Kafein Membuat 100 ml larutan induk kafein (1000 ppm) dalam larutan HCl 0,1 N
Pembuatan larutan standar kafein dengan konsentrasi 2,4,8,10, dan 12 ppm dalam HCl 0,1 N
Menentukan panjang gelombang maksimum ,dengan cara mengukur serapan larutan standar 8 ppm dari berbagai panjang gelombang.
Mengukur serapan berbagai konsentrasi larutan standar pada panjang gelombang yang sudah ditentukan sebelumnya.
2. Menggunakan Spektrofotometer UV-1700 SHIMADZU A. Menyalakan Alat Mengeluarkan silica gel dari sample compartement
Menyalakan alat UV-1700
Membuka monitor dengan perlahan. Bila layer tampak biru, putar tombol sebelah kanan hingga pada layar monitor tampak initialization
Menunggu sampai proses selesai dan akan keluar tampilan mode menu
B. Pengukuran Spektrum Memilih menu spektrum, menekan angka 2 untuk mengatur parameter seperti setting meas mode, scanning range, rec., speed, no. of. Scan, display mode
Masukkan kuvet yang berisi larutan belangko pada kedua reference sample pada sample compartement
Menekan tombol Base Corr F1, menunggu sampai dengan 0,000A (terdengar bunyi bip bip)
Mengganti kuvet blanko pada posisi sampel dengan kuvet isi larutan standar yang diingikan. Lalu, menekan tombol Start
Setelah muncul wavelength & absorbance, tampilan kurva A vs lamda. Menekan tombol “data procc”F2. ‘Peak’(3) untuk mengetahui panjang gelombang maksimum dan absorbansi
3. Pengukuran Photometric
Pilih menu Photometric, yaitu tekan 1, Go to WL, isikan nilai panjang gelombang
Masukkan kuvet yang berisi larutan blanko dua duanya pada sample compartement
Tekan tombol ‘auto zero’, tunggu sampai dengan A: 0.000 A dan alat berbunyi bip bip
Ganti kuvet isi blanko dengan kuvet berisi larutan standar yang dianalisis, lalu tekan tombol start
Ganti kuvet sampel dengan larutan sampel lain, lalu akan muncul tabel Photometric
4. Pengukuran Quantitative Pilih menu Quantitative dengan cara tekan (3)
Atur parameter :
Meas, 1 Lamda : isikan nilai panjng gelombang; enter Method: multi point (3); isi jumlah larutan standar yang digunakan No of meas.1 Unit ppm Data print NO
Masukkan kuvet isi larutan blanko pada kedua sisi reference sample, lalu Tekan tombol ‘auto zero’, tunggu sampai dengan 0.000A
Tekan “start”, masukkan nilai konsentrasi larutan standar, tekan “enter”
Muncul tampilan: NO | Conc | ABS
Tekan ‘meas’ (2), Ganti kuvet blanko dengan larutan standar yang pertama
Tekan start, maka akan keluar nilai ABS. Ganti kuvet dengan larutan standar berikutnya, tekan “start” sampai pengukuran selesai
Tekan ‘cal curve’ F1 untuk melihat
5. Pengukuran konsentrasi sampel Menekan ‘return’ sampai ke menu ‘quantitative’
mengganti kuvet larutan standar di bagian depan dengan kurvet sampel
‘start’
Ulangi pekerjaan itu jika sampel lebih dari satu
6. Mematikan alat Mengosongkan ‘compartment cell’
Memasukan kembali silica gel
Memutar tombol sebelah kanan hingga layar monitor tampak biru
V.
Data Pengukuran Spektrum 1. Panjang gelombang maksimum (λmaks)
: 380 nm
2. Data Pengukuran Fotometric Sampel
ABS
K*ABS
2 ppm
0.0895
89.478
4 ppm
0.1421
142.09
8 ppm
0.3139
319.34
10 ppm
0.4608
460.82
12 ppm
0.5391
539.06
Sampel
ABS
K*ABS
Sampel 1
0.4275
427.49
0.4423
442.26
0.4476
447.63
0.2927
292.72
0.3085
308.47
0.3125
312.50
Sampel 2
K : 1000 3. Data Pengukuran Quantitaive λ : 274.2 nm A: 0.2853 A Sampel
ABS
Konstrasi (ppm)
Blanko ( HCl 0,1
0.3950
9.9942
0.4000
10.112
N) 2 ppm
4 ppm
0.4000
10.112
8 ppm
0.2343
6.2002
10 ppm
0.2561
6.7159
12 ppm
0.2620
6.8542
Sampel
ABS
Cons (ppm)
Sampel 1
0.4346
11.443
0.4346
11.443
0.4327
11.393
0.2927
6.6076
0.3085
7.0527
0.3125
7.1842
Sampel 2
ABS
Kurva Kalibrasi
0.5 y = 0.0362x + 0.0204 R² = 0.9785
0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0
2
4
6
8
10
12
Konsentrasi (ppm)
Data Kurva kalibrasi No
Konsentrasi (ppm)
ABS
1
0
0
2
2
0,093
3
4
0,175
14
4
8
0.343
5
10
0,396
6
12
0,417
Sampel ke-
ABS
Konsentrasi
1
0,4391
11,530
2
0.3045
7,791
https://yovayuvitasari.wordpress.com/laporan-praktikum/penentuan-kadar-kafeinspektrofotometer-shimadzu/ http://documents.tips/documents/1-laporan-jadi.html https://himka1polban.wordpress.com/laporan/spektrofotometri/laporan-kadar-kafeinspektrofotometer-shimadzu/ http://documents.tips/search/?q=SPEKTOFOTOMETRI+UV+POLBAN http://documents.tips/documents/uv-spectroscopy.html
