DAYA HANTAR LISTRIK

KOLORIMETRI(FOTOMETER FOTOLISTRIK)TUJUAN

1. Memahami teknik analisis kolorimetri dengan menggunakan alat pengukur kuat cahaya (foot candle/lux meter)2. Membandingkan hasil analisis metode titrasi dengan metode kolorimetri.

TEORI

Cahaya

Cahaya (light) adalah radiasi yang dapat mempengaruhi mata. Di dalam optika kita sering menggunakan satuan mikrometer (m = 10-6), nanometer (nm = 10-9), dan Angstrom ( = 10-10) sebagai satuan panjang gelombang. Pusat daerah cahaya tampak adalah pada 555 nm, cahaya dengan panjang gelombang sebesar ini menghasilkan sensai kuning-hijau.

Misal sebuah sinar cahaya sejajar jatuh pada sebuah benda selama waktu t, dan cahaya yang masuk seluruhnya diserap oleh benda tersebut. Jika tenaga U diserap selawa waktu ini maka menurut Maxwell momentum p yang diantarkan kepada benda tersebut adalah dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :

Dengan c adalah laju cahaya. Arah p adalah arah sinar masuk. Jika tenaga cahaya U seluruhnya direfleksikan maka momentum yang diantarkan adalah menjadi dua kali sebesar yang diberikan di atas, atau :

Suatu spektrum merupakan hasil yang diperoleh bila suatu berkas energi radiasi dibagi-bagi ke dalam panjang gelombang komponennya. Jika radiasi yang terbagi-bagi (terdispersikan) itu berasal dari atom tereksitasi, spektrum itu disebut spektrum atom. Suatu instrumen optis yang digunakan untuk membentuk spektra disebut spektroskop. Sedangkan ilmu yang mempelajarinya disebut spektroskopi.

Bila suatu unsur menyerap energi, misalnya dari nyala atau suatu busur listrik, unsur itu akan memancarkan energi radiasi. Meskipun tiap unsur dapat dipanaskan sehingga membara, beberapa unsur cukup dipanaskan dalam suatu nyala Bunsen untuk menguapkannya dan membuatnya memancarkan cahaya berwarna khas. Beberapa unsur dengan warna nyalanya dapat dilihat pada Tabel-1.

Tabel-1. Beberapa warna nyala unsur

UnsurWarna nyala

Litium

Natrium

Kalium

Rubidium

Cesium

Kalsium

Stronsium

BariumMerah

Kuning

Ungu

Merah

Biru

Jingga merah

Merah bata

hijau

Kuat Cahaya

Candela (cd) adalah unit satuan internasional sebagai ukuran kekuatan cahaya yang memberikan arah dari suaatu sumber yang mengeluarkan radiasi monokromatik sebesar frekuensi 540 x 1012 Hertz.

Lux (lx) adalah unit satuan internasional untuk pencahayaan yang digunakan dalam fotometri sebagai ukuran cerapan kaamatan cahaya

Kolorimetri

Variasi warna suatu sistem berubah dengan berubahnya konsentrasi suatu komponen. Warna biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna dengan ditambahkannya reagensia yang tepat, atau warna itu dapat melekat dalam penyusun yang diinginkan itu sendiri. Intensitas warna kemudian dapat dibandingkan dengan yang diperoleh dengan kuantitas yang diketahui dari zat itu dengan cara yang sama.

Kolorimetri adalah penetapan konsentrasi suatu zat dengan mengukur absorpsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat itu. Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya, dan penetapan biasanya dilakukan dengan suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter atau pembanding warna. Bila mata kita digantikan oleh sel fotolistrik, instrumen itu disebut kolorimetri fotolistrik. Alat ini biasanya digunakan dengan cahaya dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relatif sempit dengan melewatkan cahaya putih melalui filter-filter, yakni bahan dalam bentuk lempengan berwarna terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya, yang meneruskan hanya daerah spektral terbatas.

Bila cahaya jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium, dan sisanya diteruskan. Jika intensitas sinar masuk dinyatakan oleh Io, Ia intensitas sinar terserap, It intensitas sinar diteruskan, Ir intensitas inar terpantulkan, maka :

Io = Ia + It + Ir

Untuk antar muka udara-kaca sebagai akibat penggunaan sel kaca, dapat dikatakan bahwa sekitar 4% cahaya masuk dipantulkan. Ir biasanya dihilangkan dengan penggunaan suatu kontrol, misalnya sel pembanding, jadi :

Io = Ia + It

Hukum Lambert

Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan berbanding luru dengan intensitas cahaya. Ini setara dengan menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya keebalan medium yang menyerap, dapat dinyatakan dengan persamaan :

Dengan :

I :intensitas cahaya masuk

l:tebal medium

k:faktor kesebandingan

integrasi dari persamaan tersebut menghasilkan :

Angka banding It/Io disebut transitans T, kebalikannya (Io/It) disebut keburaman (opasitas), dan logaritma dari keburaman disebut absorbans A.Hukum Beer

Jika Hukum Lambert didasarkan atas ketebalan medium, maka Hukum Beer didasarkan atas konsentrasi medium penyerapnya, sehingga intensitas berkas cahaya monokromatik akan berkurang sescara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Ini dapat ditulis dalam bentuk :

Dengan :

k':tetapan

c:konsentrasi

Fotometer Fotolistrik

Jika dalam kolorimetri pengamatan warna menggunakan mata biasa, maka dalam metode fotometer fotolistrik mata manusia digantikan oleh suatu sel fotolistrik yang sesuai. Instrumen yang menggunakan sel fotolistrik mengukur penyerapan cahaya dan bukan mengukur warna zat. Pada umumnya kebanyakan instrumen ini terdiri dari sumber cahaya, filter cahaya yang sesuai untuk menjamin diperolehnya suatu cahaya yang kira-kira monokromatik, sel kaca untuk larutan, sebuah sel fotolistrik untuk menerima radiasi yang diteruskan oleh larutan dan suatu peranti pengukur untuk menetapkan respons sel fotolistrik. Secara sederhana bagan dari instrumen ini dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar skema alat fotometer fotolistrikBAHAN KERJA1. larutan HCl

2. larutan NaOH

3. larutan H2C2O44. larutan borax

5. indikator PP

6. indikator MO

7. aquadest

ALAT KERJA1. lampu pijar

2. kabel penghubung

3. multitester

4. alat pengukur kuat cahaya

5. gelas cuvet6. pipet volume

7. labu takar

8. gelas beker

9. erlenmeyer

10. alat gelas lainnya

Gambar rangkaian alat percobaanCARA KERJATitrasi Spektrofotometri1. Buatlah larutan asam oksalat 0,1 N sebanyak 100 ml

2. Pipetlah 10 ml asam oksalat 0,1 N dan masukkan dalam erlenmeyer

3. Tambahkan 3 5 tetes indakator PP ke dalamnya

4. Masukkan larutan NaOH sampel ke dalam buret

5. Titrasi larutan asam oksalat hingga terjadi titik ekivalen

6. Catat volume larutan NaOH yang diperlukan dan hitunglah konsentrasinya

7. Rangkailah alat seperti pada gambar

8. Masukkan 50 ml larutan asam oksalat ke dalam wadah cuvet9. Tambahkan 5 tetes indikator PP ke dalamnya

10. Pasangkan dalam rangkaian alat, on-kan magnetik stirer dan alat ukur kuat cahaya

11. Nyalakan lampu pijar, baca dan catatlah kuat cahaya yang terbaca pada alat

12. Tambahkan 1 ml larutan NaOH melalui buret, diamkan sebentar kemudian baca dan catatlah kuat cahayanya

13. Ulangi langkah no 12 hingga volume NaOH melebihi volume titik ekivalennya

14. Buat grafik hubungan antara kuat cahaya sebagai fungsi volume NaOH15. Dari grafik tersebut tentukan volume NaOH pada titik ekivalen.

16. Ulangi semua langkah di atas dengan menggunakan bahan larutan borax yang dititrase dengan larutan HCl menggunakan indikator MO

Fotometri fotolistrik1. Buatlah masing-masing sebanyak 50 ml larutan NaOH dengan konsentrasi 0,0 N; 0,05 N; 0,1 N; 0,2 N; 0,5 N; dan 1 N2. Masukkan dalam ke dalam cuvet larutan NaOH 0,0 N

3. Tambahkan ke dalamnya 5 tetes indikator PP

4. Pasangkan dalam rangkaian alat, on-kan magnetik stirer dan alat ukur kuat cahaya

5. Nyalakan lampu pijar, baca dan catatlah kuat cahaya yang terbaca pada alat

6. Lakukan pengukuran kuat cahaya untuk larutan NaOH konsentrasi standard lainnya

7. Mintalah larutan NaOH cuplikan kepada asisten kemudian ukurlah kuat cahayanya

8. Buat grafik hubungan antara Absorbansi melawan konsentrasi NaOH

9. Dengan cara plotting tentukan berapa konsentrasi larutan NaOH cuplikan

(acara diganti dengan menentukan kandungan indikator mm/mo/btb dalam sampel bunga)Catatan :

Io: kuat cahaya yang terbaca pada alat dengan kuvet kosong. (tanpa kuvet)

I-blank:kuat cahaya yang terbaca pada alat dengan kuvet berisi larutan NaOH 0 N.

I-lart:kuat cahaya yang terbaca pada alat dengan kuvet berisi larutan NaOH

Sehingga It = Iblank Ilart (ini adalah intensitas yang diserap??)DAFTAR PUSTAKABasset J. et. All., alih bahasa oleh Pudjaatmaka AH. dan Setiono l., 1994, Buku Ajar VOGEL Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik, Penerbit Buku Kedokteran EGC, JakartaKeenan, dkk, diterjemahkan oleh Pudjaatmaka AH., 1992, Kimia untuk Universitas, Jilid 1, Edisi Keenam, Erlangga, JakartaDay RA. Jr., Underwood AL., 1994, Analisa Kimia Kuantitatif, Edisi keempat, Erlangga, Jakarta

Halliday D., and Resnick R., diterjemahkan oleh Silaban P., dan Sucipto E., 1984, Fisika, Jilid 2, Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta

5

6

4

3

2

1

2

1

Pelarut

Sampel

Filter

Sumber cahaya

Lensa pengumpul

Baki sorong

Fotosel tipe sawar

7

8

KETERANGAN :

lampu pijar

pralon

statif penyangga

buret

larutan berwarna

magnetik stirer

detektor cahaya

pencatat kuat cahaya

PAGE 3

_1251699181.unknown

_1251700675.unknown

_1251782450.unknown

_1251699324.unknown

_1251093711.unknown