PENGENALAN ALAT SPEKTROFOTOMETER, CARA MENGOPERASIKAN, MATCHING KUVET, DAN PEMBUATAN SPEKTRUM SERAPAN

LAPORAN PRAKTIKUM

ANALISIS INSTRUMENTASI

PERCOBAAN 1

“PENGENALAN ALAT SPEKTROFOTOMETER, CARA MENGOPERASIKAN, MATCHING KUVET, DAN PEMBUATAN SPEKTRUM SERAPAN”

SELASA, 17 Mei 2016

Dosen Pengampu Matakuliah:

1.      Dr. Irma Kusumaningrum, S.Si, M.Si

2.      Dr. Sc. Anugrah Ricky Wijaya, S.Si, M.Sc

Disusun Oleh:

Irwan Solihin             (130332603268)

Off G

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

LABORATORIUM KIMIA ANALITIK

JURUSAN KIMIA

2016

A.    TUJUAN

Mengetahui komponen utama spektrofotometer, cara mengoperasikan, cara melakukan matching kuvet, dan membuat spektrum serapan.

B.     DASAR TEORI

Spektrofotometri merupakan metoda analisa didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik. Dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detector fototube. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert Beer, bila cahaya

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

diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Besarnya

Ia oleh media tergantung pada kepekatan dan jenis media serta panjang media yang

dilalui. Biasanya panjang media sudah tetap dalam suatu alat. (Adzhar, 2012)

Komponen utama spektrofotometer prinsipnya dapat digambarkan seperti diagram blok sebagai berikut:

·         Sumber sinar sebagai penyedia radiasi sinar (polikromatis) (biasanya lampu wolfram).

·         Sistem monokromator: mengubah gelombang cahaya polikromatik menjadi monokromatik.

·         kuvet: sebagai tempat menaruh larutan sampel dan blanko ke dalam berkas cahaya spektrofotometer.

Kuvet harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

-Tidak berwarna sehingga dapat mentransmisikan semua cahaya.

-Permukaannya secara optis harus benar-benar sejajar.
-Harus tahan (tidak bereaksi) dengan bahan-bahan kimia.
-Tidak boleh rapuh.
-Mempunyai bentuk (design) yang sederhana.
Kuvet biasanya terbuat dari kwars, plexigalass, kaca, plastic dengan bentuk tabung.

·         detektor: mengubah isyarat radiasi menjadi isyarat listrik.

Syarat detektor:

- Kepekaan yang tinggi.
- Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi.
- Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.
- Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
- Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

·         read out: mengubah sinyal-sinyal listrik dari detektor menjadi numerik yang dapat dibaca dalam bentuk & T atau absorbansi.

Alat akan mengukur nilai P dan P_o dan melalui sistem prosesor, akan diubah menjadi besaran transmitansi (T) dan absorbansi yang memiliki rumusan:

Sebelum dioperasikan, alat alat harus dikalibrasi dahulu, yaitu dengan menentukan 0% T dan 100% T (diikuti petunjuk alat).

                        Pada pekerjaan analisis yang sesungguhnya, semestinya selalu diawli dengan melakukan “matching” kuvet yang mempunyai tujuan untuk mengetahui apakah kuvet yang digunakan mempunyai diameter (nilai b) yang sama. Hal ini perlu dilakukan, karena menurut hukum Lambert-Beer, nilai A berbanding lurus dengan nilai b dan C (konsentrasi larutan). Setelah dilakukan matching kuvet pekerjaan dilanjutkan dengan mengetahui spektrum serapan larutan yang dianalisis. Dari spektrum serapan ini akan dapat diketahui panjang gelombang dimana zat melakukan penyerapan maksimum (𝝺 maks). (Jordan, 2011)

C.    ALAT DAN BAHAN

1.      Alat-alat

·          Spektrofotometer

·          Kuvet

·          Peralatan gelas lainnya

2.      Bahan

·         Larutan CoCl₂

D.    CARA KERJA

1.      Kalibrasi

Mengikuti petunjuk alat untuk mengkalibrasi 0% T dan 100% T dengan menggunakan akuades.

2.      Matcing kuvet

a.       Disiapkan 3 kuvet.

b.      Disiapkan larutan CoCl_2.

c.       Diatur posisi 0% T dan 100% T.

d.      Diukur % T larutan CoCl₂ dengan menggunakan kuvet-kuvet yang disediakan. Tandai kuvet yang menghasilkan % T yang sama.

3.      Membuat Spektrum Serapan

a.       Disiapkan 2 kuvet ( hasil dari nomor 2), satu kuvet diisi sebagai larutan blanko, sedangkan kuvet yang lain diisi larutan CoCl₂.

b.      Diukur % T larutan CoCl₂ mulai panjang gelombang 500-540 nm dengan interval 5 nm.

c.       Dibuat spektrum serapannya di kertas grafik (A vs 𝝺) dan ditentukan panjang gelombangnya.

E.     DATA PENGAMATAN

1.      Tuliskan secara singkat cara kalibrasi alat spektrofotometer yang digunakan?

Kalibrasi yang dimaksud ini adalah men-seting blank alat spektrofotometer, sebelum digunakan untuk analisis. Spektrofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer digital dengan merk GENESYS 20.

Cara kalibrasinya adalah sebagai berikut:

1.      Dinyalakan alat spektrofotometer.

2.      Diisi kuvet dengan larutan blanko (aquades).

3.      Disetting / diatur panjang gelombang untuk dikalibrasi.

Keterangan: 0% T diukur saat kuvet dalam keadaan kosong.

                     100% T diukur saat kuvet dalam keadaan terisi larutan.

4.      Kuvet berisi blanko dimasukkan ke spektrofotometer.

5.      Lalu ditekan tombol 0 ABS 100% T, ditunggu sampai keluar “setting-blank” (dalam bentuk teks).

2.      Berapa cm ukuran kuvet yang diperoleh?

Ukuran kuvet yang diperoleh 1 cm.

3.      Warna larutan CoCl₂

Merah jambu (pink)

            Data absorbansi larutan CoCl₂ sebagai fungsi panjang gelombang:

No	𝝺	A
1.	500	0,534
2.	505	0,551
3.	510	0,570
4.	515	0,569
5.	520	0,552
6.	525	0,527
7.	530	0,490
8.	535	0,443
9.	540	0,389

F.     ANALISIS DATA

Berikut adalah kurva hasil absorbansi larutan CoCl₂

            Pada kurva tersebut, dapat diperoleh lamda (panjang gelombang) maksimal dimana larutan CoCl₂ mempunyai serapan maksimal (A maks). Dapat diketahui dari hasil di atas, bahwa 𝝺maks berada pada panjang gelombang 515 nm dengan absorbansi 0,415. Spektrofotometer digunakan di atas adalah spektrofotometer berkas tunggal. Adapun Spektrofotometer berkas ganda lebih mahal harganya.

G.    DISKUSI/ PEMBAHASAN

Pada percobaan ini, dilakukan pengenalan alat spektrofotometer, cara mengoperasikan, matching kuvet, dan pembuatan spektrum serapan. Alat spektrofotometer terdiri dari 2 macam, yaitu spektrofotometer dengan berkas tunggal dan spektrofotometer berkas rangkap. Alat spektrofotometer yang kami gunakan pada percobaan adalah spektrofotometer berkas tunggal dengan merk GENESYS 20. Langkah pertama dilakukan adalah mengkalibrasi alat spektrofotometer dan dilakukan matching kuvet. Caranya: Pertama, dihidupkan alat spektrofotometer, ditunggu sampai keluar angka. Kemudian disetting / diatur panjang gelombang untuk dikalibrasi. Pada percobaan yang dilakukan = 510 nm-0,0107 A. Tujuan dari kalibrasi alat adalah:

• Agar alat spektrofotometer dapat digunakan dengan baik (menghasilkan data yang handal dan valid) dan awet.
• Untuk mengetahui letak kesalahan atau kerusakan secara dini sehingga dapat diperbaiki sebelum alat mengalami kerusakan berat.

Setelah itu, disiapkan 4 kuvet, salah satu diisi larutan blanko (aquades), kuvet yang lain diisi larutan CoCl₂ (larutan berwarna pink)  untuk matching kuvet. Matching kuvet dilakukan untuk mengetahui apakah kuvet yang digunakan mempunyai diameter (nilai b) yang sama. Hal ini perlu dilakukan, karena menurut hukum Lambert-Beer, nilai A berbanding lurus dengan nilai b dan C (konsentrasi larutan). Lalu, diletakkan blanko ke dalam alat, ditekan 0 ABS 100% T (Keterangan: 0% T diukur saat kuvet dalam keadaan kosong dan 100% T diukur saat kuvet dalam keadaan terisi larutan). Kemudian ditunggu sampai keluar “setting-blank” (dalam bentuk teks). Selanjutnya, Larutan blanko dikeluarkan, diganti dengan larutan CoCl₂ dimasukkan ke dalam alat dan dicatat nilai absorbansinya. Diulangi percobaan dengan memasukkan larutan blanko kembali dan diganti dengan kuvet yang berisi larutan CoCl₂ yang lain, dan seterusnya dan dicatat nilai absorbansinya. Setelah itu, dipilih 2 kuvet dengan nilai absorbansi yang sama. Jika sudah didapat 2 kuvet yang sama, dari 2 kuvet tersebut, dipilih salah satu kuvet untuk diisi blanko sedangkan yang satunya, tetap larutan CoCl_2. Percobaan ini dilakukan untuk membuat spektrum serapan. Fungsi dari spektrum serapan adalah untuk mengetahui  panjang gelombang saat zat melakukan penyerapan panjang gelombang secara maksimal. Selanjutnya, diukur % T larutan CoCl₂ mulai panjang gelombang 500-540 nm dengan interval 5 nm. Lalu ditekan tombol 0 ABS 100% T, ditunggu sampai keluar “setting-blank” (dalam bentuk teks) dan dicatat nilai absorbansinya. Terakhir, dibuat kurva data absorbansi vs panjang gelombang.

                        Dari kurva yang dihasilkan, dapat diperoleh lamda (panjang gelombang) maksimal dimana larutan CoCl₂ mempunyai serapan maksimal (A maks). Diketahui bahwa 𝝺maks berada pada panjang gelombang 515 nm dengan absorbansi 0,415.

Berikut adalah gambar alat spektrofotometer yang kami gunakan (GENESYS 20).

 

Adapun alat spektrofotometer Spectronic-20 model lama (manual) yaitu spektrofotometer jarum dengan bahan gelas model kuvet seperti tabung reaksi.

            Contoh gambar kuvet yang kami gunakan pada GENESYS 20 sebagai berikut dengan bahan dari plastik :

                  

Keterangan: Cuvet berbentuk persegi panjang lebar

diameter ± 1 cm

H.    TUGAS

1.      Pada rumusan T=  , kapan Anda memperoleh P dan Po?

2.      Mengapa harus dilakukan “matching” kuvet?

3.      Tuliskan bagian-bagian penting alat spektrofotometer serta fungsi masing-masing. Termasuk jenis berkas tunggal atau rangkapkah spektrofotometer yang Anda digunakan? Apa beda keduanya dan tuliskan keunggulan dan kelemahan masing-masing?

4.      Apa fungsi spektrum serapan? Bagaimana komentar Anda jika dalam suatu penelitian tidak dilakukan pembuatan spektrum serapan suatu zat?

Jawaban Pertanyaaan

1.      P diperoleh pada saat cahaya/ energi yang datang dapat melewati blanko (aquades), sedangkan Po diperoleh pada saat cahaya/ energi yang datang melewati sampel.

2.      Matching kuvet dilakukan untuk mengetahui apakah kuvet yang digunakan mempunyai diameter (nilai b) yang sama. Hal ini perlu dilakukan, karena menurut hukum Lambert-Beer, nilai A berbanding lurus dengan nilai b dan C (konsentrasi larutan).

Hukum Lambert-Beer  A=a.b.C

3.      Bagian-bagian penting alat spektrofotometer:

·         Sumber sinar : sebagai penyedia radiasi sinar (polikromatis) (biasanya lampu wolfram).

·         Sistem monokromator: mengubah gelombang cahaya polikromatik menjadi monokromatik.

·         kuvet: sebagai tempat menaruh larutan sampel dan blanko ke dalam berkas cahaya spektrofotometer.

·         detektor: mengubah isyarat radiasi menjadi isyarat listrik.

·         read out: mengubah sinyal-sinyal listrik dari detektor menjadi numerik yang dapat dibaca dalam bentuk & T atau absorbansi.

Alat spektrofotometer yang kami gunakan termasuk jenis spektofotometer berkas tunggal.

Perbedaan:

Spektrofotometer berkas tunggal	Spektrofotometer berkas rangkap
Penentuan spektrum serapan secara manual, sehingga boros waktu	>>Secara otomatis, sehingga hemat waktu.
Harga lebih murah	Lebih mahal
Baik untuk analisa kualitatif	Baik untuk analisa kuantitatif, karena lebih akurat.

4.      Fungsi dari spektrum serapan adalah untuk mengetahui  panjang gelombang saat zat melakukan penyerapan panjang gelombang secara maksimal. Jika dalam percobaan tidak dilakukan pembuatan spektrum serapan, maka kita tidak dapat mengetahui 𝝺 maksimal, sehingga tidak terjadi penyerapan maksimum zat karena konsentrasi zat yang diperoleh tidak mendekati sebenarnya.

I.       KESIMPULAN

            Kesimpulan dari percobaan ini adalah:

-          Bagian penting dari alat spektrofotometer adalah sumber sinar, sistem monokromator, kuvet, detektor, dan readout.

-          Sebelum mengoperasikan alat spektrofotometer, alat harus dikalibrasi dahulu, dan melakukan matching kuvet.

-          Tujuan dibuat spektrum serapan untuk mengetahui panjang gelombang saat zat melakukan penyerapan panjang gelombang secara maksimal.

-          𝝺maks yang diperoleh pada percobaan adalah 415 nm dengan absorbansi 0,415.

J.      DAFTAR PUSTAKA

-          Jordan, Tama. 2011. Praktikum Pengenalan Alat Spektrofotometer,

Matching Kuvet dan Pembuatan Spektrum Serapan, (online), (http://logku.blogspot.co.id/2011/01/praktikum-pengenalan-alat.html), diakses pada tanggal 27 Januari 2016.

-          Purba, Imfrantoni. 2012. Laporan Praktikum Spektrofotometri, (online),                                     (http://imfran-imfranpurba.blogspot.co.id/2012/04/laporan-kimia-analitik-spektrofotometri.html), diakses pada tanggal 27 Januari 2016.

-          Adzhar, ruvict. 2012. Analisa dengan Spektrofotometri Sinar Tampak, (online), (http://ruvictazhar.blogspot.co.id/2012/04/analisa-dengan-spektrofotometri-sinar.html), diakses pada tanggal 27 Jnuari 2016.