LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA K IMIA INSTRUMEN PENGENALAN ALAT SPEKTROFOTOMETER UV-VIS KALIBRASI K ALIBRASI DAN PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG MAKSIMUM
Oleh : Putri Purnama Yanti
(1112096000012) (1112096000012)
Reza Falepi
(1112096000027) (1112096000027)
Rizky Widyastari
(1112096000025) (1112096000025)
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2015
PENGENALAN ALAT SPEKTROFOTOMETER UV-VIS KALIBRASI K ALIBRASI DAN PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG MAKSIMUM Jum’at, 13 Maret 2015
I.
PENDAHULUAN
Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang di absorpsi. Spektrofotometri merupakan suatu metode analisis yang berdasarkan pada pengukuran serapan sinar s inar monokromatis o leh suatu lajur larutan berwarna maupun t idak pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dan detector vacuum phototube atau tabung foton hampa. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah e lektron valensi. Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu sutu alat yang digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi. Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu: 1. Sebagai gelombang 2. Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton. Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak.
Hubungan dari ketiga parameter di atas dirumuskan oleh Planck yang dikenal dengan persamaan Planck. Hubungan Hubungan antara panjang gelombang frekuensi frekuensi dirumuskan sebagai : c = λ . v atau λ = c/v atau v = c/λ
Persamaan Planck : hubungan antara energi tiap foton dengan frekuensi E=h.v E = h . c/ λ
dimana : E = energi tiap foton h = tetapan Planck (6,626 x 10 -34 J.s), v = frekuensi sinar c = kecepatan cahaya (3 x 10 8 m.s-1)
SPEKTROFOTOMETRI SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS
Spektrofotometri UV-Vis menggunakan 2 buah sumber cahaya yang berbeda, yaitu sumber cahaya UV dan Visebel. Meskipun sudah tersedia a lat yang lebih canggih dengan hanya menggunakan satu sumber cahaya, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Untuk system spektrofotometri UV-Vis paling banyak tersedia dan paling popular digunakan. Kemudahan ini adalah dapat digunakan baik untuk sampel yang berwarna maupun tidak berwarna. Itu mengapa dalam praktikum spektrofotometri, yang digunakan adalah spektrofotometri UV-Vis. Komponen dari spektrofotometri UV-Vis adalah : 1. Sumber cahaya. Sumber cahaya polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. a. Untuk sepktrofotometer UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavy hidrogen b. Untuk sepktrofotometer VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram
c. Untuk sepktrofotometer UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator
2. Monokromator Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik. Monokromatis pada spektrofotometer UV-Vis biassanya terdiri dari susunan : celah (slit) masuk filter plasma – kisi (grating) – celah luar. Celah (slit) monokromator adalah bagian yang pertama dan terakhir di suatu sistem optik monokromator pada spektrofotometer UV-Vis. Celah dibuat dari logam yang kedua ujungnya diasah dengan cermat sehingga sama. Lebar celah masuk dan celah keluar harus sama yang dapat diatur dengan memutar tombol mekanik atau diatur dengan sistem elektronik. Filter optik. Cahaya tampak yang merupakan radiasi elektromagnetik denagan panjang gelombang 380 – 780 780 nm adalah cahaya putih yang merupakan campuran cahaya dengan berbagai macam panjang gelombang. Filter optik berfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya tampak yang diteruskan sesuai dengan warna filter optik yang dipakai. Prisma dan kisi (grating) merupakan bagian monokromator yang terpenting. Prisma dan kisi pada prinsipnya menispersi radiasi elektromagnetik sebatas mungkin supaya didiapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis. Jika digunakan grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diter uskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan.
3. Kuvet atau wadah larutan yang akan diuji. Sel atau kuvet merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau dari pemakaiannya kuvet ada dua macam yaitu kuvet yang permanen terbuat dari bahan gelas atau leburan silika dan kuvet dispossible untuk satu kali pemakaian yang terbuat dari teflon atau plastik. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet ada dua macam yaitu : kuvet dari leburan silika (kuarsa) dan kuvet dari gelas. Kuvet dari leburan silika dapat dipakai untuk analisa kuantitatif dan kulitatif pada daerah pengukuran 380 – 1100 nm. Dan kuvet dari bahan gelas dipakai pada daerah pngukuran 380 – 1100 1100 nm karena bahan dari gelas mengabsorbsi radiasi UV. 4. Detektor Fungsi detektor dalam spektrofotometer adalah mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik. Beberapa persyaratan tentang kualitas dan fungsi detektor di dalam spektrofotometer UV-Vis antara lain : a. Detektor harus mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap radiasi yang diterima, tetapi harus memberikan derau (noise) yang sangat sangat minimum. minimum. b. Detektor harus mempunyi kemampuan untuk memberikan respon terhadap reaksi pada daerah panjang gelombang yang lebar (UV-Vis). c. Detektor harus memberikan respon terhadap radiasi dalam waktu yang serempak. d. Detektor harus meberikan jaminan terhadap respon kuantitatif dan sinyal elektronik yang dikeluarkan harus berbanding lurus dengan sinyal yang diterima. e. Sinyal elektronik yang diteruskan detektor harus harus dapat diaplikasikan diaplikasikan untuk penguat (amplifer) ke rekorder (pencatat).
5. Read out Berfungsi memprogramkan besarnya isyarat listrik, yang menyatakan dalam persen (%) maupun adsorbansi (A). Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis adalah aplikasi hukum Lambert beer
yaitu absorbansi berbanding lurus dengan
konsentrasi, namun demikian pada kenyataannya kenyataannya penyimpangan sering terjadi. A = a.b.C Keterangan :
A = absorbansi a = absorsVIitas b = tebal kuvet (cm) C = konsentrasi larutan (M)
II. TUJUAN
1. Memahami prinsip kerja alat spektrofotometer UV-VIS 2. Mengetahui cara mencari panjang gelombang maksimum 3. Mengetahui cara mengkalibrasi alt spektrofotometer UV-VIS
III. METODE KERJA 1. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah spektrofotometer uv-vis, tabung reaksi, gelas beker, pipet, kuvet, dan tisu. Bahan
yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah aquades dan etil
asetat.
2. Prosedur Kerja
a. Kalibrasi Alat Spektrofotometer UV-VIS Spektofotometer dinyalakan minimal 15 menit sebelum digunakan. Larutan blanko berupa aquades disiapkan dan dimasukkan ke dalam kuvet, bagian sisi terang kuvet dikeringkan agar tidak ada larutan yang menempel di luar kuvet. Kemudian dipilih aplikasi scan. Dimasukkan range panjang gelombang, yaitu pada range 400-200 nm untuk uv dan 800-400 nm untuk visible. Kemudian lampu yang akan digunakan dipilih dan dilakukan beberapa kali pengulangan pembacaan. Sampel yang ingin dikukur dimasukkan dan diberi nama. Diklik autozero, dan kuvet yang telah berisi sampel dimasukkan ke holder. Kemudian ditunggu sampai pembacaan selesai atau nilai absorbansi 0.00.
b. Mencari Panjang Gelombang Maksimum Setelah dikalibrasi, kuvet diganti dengan sampel atau larutan yang akan dicari panjang gelombang maksimumnya. Sampel yang digunakan dalam percobaan adalah etil asetat. Kuvet dibilas terlebih dahulu dengan aquades, kemudian dibilas dengan etil asetat yang akan diukur. Kemudian distart untuk
mengukur sampel. Serapan yang muncul diperhatikan. Kemudian dicari panjang gelombang maksimum setiap sampel dengan melihat serapan maksimumnya.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada praktikum mengenai pengenalan alat spektrofotometer UV-VIS kalibrasi dan pengukuran panjang gelombang maksimum ini digunakan pelarut yang berbeda-beda untuk setiap kelompoknya. Namun disini akan dibahas penggunaan pelarut etil asetat untuk analisis panjang gelombang maksimumnya. Etil asetat adalah senyawa organik dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3. Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam asetat. Senyawa ini berwujud cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Berikut merupakan struktur kimia etil asetat.
Gambar 1. Struktur Kimia Etil Asetat
Dari hasil analisis yang dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-VIS diperoleh spektrum seperti dibawah ini : 240.01nm, 10.00A
11
242.50nm, 10.71A
10 244.99nm, 10.00A
9 8
227.00nm, 10.00A
248.00nm, 10.00A
7 6 A
5 2
3
5
.
0
0
n
m
,
1
0
.
0
0
A
4 3 2 268.30nm, 0.74A
1 -0 200
250
300
350
400
nm Name
Desc riription
Sample137.Sample
Gambar 2. Kromatogram Etil Asetat
Data hasil kromatogram diatas mempunyai puncak (peak) yang terlalu rapat, sehingga tidak dapat diketahui panjang gelombang maksimumnya. Nilai absorbansi yang diperoleh juga sangat tinggi, yaitu mencapai 10. Hal ini disebabkan oleh terlalu pekatnya pelarut yang digunakan. Oleh karena itu, untuk mendapatkan panjang gelombang maksimum maka harus diketahui gugus kromofornya. Etil asetat mempunyai gugus kromofor tunggal, yaitu C=O (karbonil dari senyawa ester) yang mempunyai panjang gelombang maksimum sebesar 210 nm.
Tabel 1. Gugus Kromofor Pada Panjang Gelombang UV-VIS
Berikut merupakan spektrum UV-VIS etil asetat yang didapat dari jurnal Chromatography Application Note AN20 mengenai Acetone as an Alternative to Ethyl Acetate in Flash Chromatography Chromatography
Gambar 3.Spektrum UV-VIS Etil Asetat
Dari spektrum diatas, panjang gelombang maksimum etil asetat yaitu berada dikisaran 200-225 nm dengan absorbansi 0,55-0,65. Jadi berdasarkan data dan sumber literatur, panjang gelombang maksimum maksimum etil asetat yaitu yaitu sekitar 210 nm.
V. KESIMPULAN
1. Prinsip kerja spektrofotometer UV-Vis adalah interaksi yang terjadi antara energi yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi yang berupa molekul. 2. Cara mengkalibrasi alat spektrofotometer UV-VIS adalah memasukkan aquades ke dalam kuvet, discan pada panjang gelombang UV/VIS, diklik autozero. 3. Panjang gelombang maksimum untuk etil asetat didapat dengan mencari gugus kromofornya, yaitu yaitu C=O sebesar 210 nm VI. DAFTAR PUSTAKA
Acetone as an Alternative to Ethyl Acetate in Flash Chromatography. Chromatography Application Note AN20. 2 Diasyti Pramita, Harlia, Endah Sayekti. 2013. Karakterisasi Senyawa Alkaloid Dari Fraksi Etil Asetat Daun Kesum (Polygonum Minus Huds). 2(3):142-147 Etil Asetat. http://id.wikipedia.org/wiki/Etil_asetat http://id.wikipedia.org/wiki/Etil_asetat.. 15/3/15:21.53
