spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada pengukuran serapan sinar...

13
Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dan detector vacuum phototube atau tabung foton hampa. 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. Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi (Harjadi, 1990). Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri (Basset, 1994). Spektrometri UV-Vis adalah salah satu metoda analisis yang berdasarkan pada penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media. Berdasarkan penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media tergantung pada tebal tipisnya media dan konsentrasi warna spesies yang ada pada media tersebut. Spektrometri visible umumnya disebut kalori, oleh karena itu pembentukan warna pada metoda ini sangat menentukan ketelitian hasil yang diperoleh. Pembentukan warna dilakukan dengan cara penambahan pengompleks yang selektif terhadap unsur yang ditentukan (Fatimah, 2005). Spektrofotometri menyiratkan pengukuran jauhnya penyerapan energi cahaya oleh suatu sistem kimia itu sebagai suatu fungsi dari panjang gelombang radiasi, demikian pula pengukuran penyerapan yang menyendiri pada suatu panjang gelombang tertentu (Underwood, 1986). Spektrofotometri ini hanya terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikuti oleh perubahan

Upload: dini

Post on 20-Sep-2015

62 views

Category:

Documents


5 download

DESCRIPTION

tugas

TRANSCRIPT

Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dan detector vacuum phototube atau tabung foton hampa. 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. Spektrometer menghasilkan sinar dari spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi (Harjadi, 1990).Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri (Basset, 1994).Spektrometri UV-Vis adalah salah satu metoda analisis yang berdasarkan pada penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media. Berdasarkan penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media tergantung pada tebal tipisnya media dan konsentrasi warna spesies yang ada pada media tersebut. Spektrometri visible umumnya disebut kalori, oleh karena itu pembentukan warna pada metoda ini sangat menentukan ketelitian hasil yang diperoleh. Pembentukan warna dilakukan dengan cara penambahan pengompleks yang selektif terhadap unsur yang ditentukan (Fatimah, 2005).Spektrofotometri menyiratkan pengukuran jauhnya penyerapan energi cahaya oleh suatu sistem kimia itu sebagai suatu fungsi dari panjang gelombang radiasi, demikian pula pengukuran penyerapan yang menyendiri pada suatu panjang gelombang tertentu (Underwood, 1986).Spektrofotometri ini hanya terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikuti oleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan tereksitasi singlet (Khopkar, 1990).Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri. Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda (Saputra, 2009).Salah satu contoh instrumentasi analisis yang lebih kompleks adalah spektrofotometer UV-Vis. Alat ini banyak bermanfaat untuk penentuan konsentrasi senyawa-senyawa yang dapat menyerap radiasi pada daerah ultraviolet (200 400 nm) atau daerah sinar tampak (400 800 nm). Analisis ini dapat digunakan yakni dengan penentuan absorbansi dari larutan sampel yang diukur.Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis adalah aplikasi dari Hukum Lambert-Beer, yaitu:A = log T = log It/ I0= . b . CDimana: A = Absorbansi dari sampel yang akan diukurT = TransmitansiI0= Intensitas sinar masukIt= Intensitas sinar yang diteruskan = Serapan molarb = Tebal kuvet yang digunakanC = Konsentrasi dari sampel(Tahir, 2009).Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa serapan (A) tidak memiliki satuan dan biasanya dinyatakan dengan unit absorbansi. Serapan molar pada persamaan di atas adalah karakteristik suatu zat yang menginformasikan berapa banyak cahaya yang diserap oleh molekul zat tersebut pada panjang gelombang tertentu. Semakin besar nilai serapan molar suatu zat maka semakin banyak cahaya yang diabsorbsi olehnya, atau dengan kata lain nilai serapan (A) akan semakin besar.Hukum Lambert-Beer di atas berlaku pada larutan dengan konsentrasi kurang dari sama dengan 0.01 M untuk sebagian besar zat. Namun, pada larutan dengan konsentrasi pekat maka satu molekul terlarut dapat memengaruhi molekul terlarut lain sebagai akibat dari kedekatan masing-masing molekul pada larutan dengan konsentrasi yang pekat tersebut. Ketika satu molekul dekat dengan molekul yang lain maka nilai serapan molar dari satu molekul itu akan berubah atau terpengaruh. Secara keseluruhan, nilai absorbansi yang dihasilkan pun ikut terpengaruh, sehingga secara kuantitatif nilai yang ditunjukkan tidak mencerminkan jumlah molekul yang diukur di dalam larutan uji.Adapun instrument dari spektrofotometri UV-vis yaitu:1. Sumber radiasiSumber radiasi pada spektrofotometer harus memiliki panacaran radiasi yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber radiasi pada spektrofotometer UV-Vis ada tiga macam:1. Sumber radiasi Tungsten (Wolfram), Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak. Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang gelombang antara 380-900 nm. Spektrum radiasianya berupa garis lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000 jam pemakaian.2. Sumber radiasi Deuterium. Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm. Spektrum energi radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.3. Sumber radiasi merkuri. Sumber radiasi ini memiliki panjang gelombang 365 nm.2. MonokromatorMonokromator adalah alat yang akan memecah cahaya polikromatis menjadicahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang gelombang tertentu. Bagian-bagian monokromator, yaitu :1. PrismaPrisma akan mendispersikan radiasi elektromagnetik sebesar mungkin supaya di dapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis.1. Grating (kisi difraksi)Kisi difraksi memberi keuntungan lebih bagi proses spektroskopi. Dispersi sinar akan disebarkan merata, dengan pendispersi yang sama, hasil dispersi akan lebih baik. Selain itu kisi difraksi dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum.1. Celah optisCelah ini digunakan untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diharapkan dari sumber radiasi. Apabila celah berada pada posisi yang tepat, maka radiasi akan dirotasikan melalui prisma, sehingga diperoleh panjang gelombang yang diharapkan.1. FilterBerfungsi untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang yang dipilih.3. Sel kuvetKebanyakan spektrofotometri melibatkan larutan dan karenanya kebanyakan kuvet adalah sel untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahaya spektrofotometer. Sel itu haruslah meneruskan energi cahaya dalam daerah spektra yang diminati, jadi sel kaca melayani daerah tampak, sel kuarsa atau kaca silica tinggi istimewa untuk daerah ultraviolet. Dalam instrument, tabung reaksi silindris kadang-kadang digunakan sebagai wadah sampel. Penting bahwa tabung-tabung semacam itu diletakkan secara reprodusibel dengan membubuhkan tanda pada salah satu sisi tabung dan tanda itu selalu tetap arahnya tiap kali ditaruh dalam instrument. Sel-sel lebih baik bila permukaan optisnya datar. Sel-sel harus diisi sedemikian rupa sehingga berkas cahaya menembus larutan. Umumnya sel-sel ditahan pada posisinya dengan desain kinematik dari pemegangnya atau dengan jepitan berpegas yang memastikan bahwa posisi tabung dalam ruang sel dari instrument itu reprodusibel.4. DetektorDetektor akan menangkap sinar yang diteruskan oleh larutan. Sinar kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh amplifier dan dalam rekorder dan ditampilkan dalam bentuk angka-angka pada reader (komputer). Detektor dapat memberikan respon terhadap radiasi pada berbagai panjang gelombang Ada beberapa cara untuk mendeteksi substansi yang telah melewati kolom. Metode umum yang mudah dipakai untuk menjelaskan yaitu penggunaan serapan ultra-violet. Banyak senyawa-senyawa organik menyerap sinar UV dari beberapa panjang gelombang. Jika anda menyinarkan sinar UV pada larutan yang keluar melalui kolom dan sebuah detektor pada sisi yang berlawanan, anda akan mendapatkan pembacaan langsung berapa besar sinar yang diserap. Jumlah cahaya yang diserap akan bergantung pada jumlah senyawa tertentu yang melewati melalui berkas pada waktu itu. Anda akan heran mengapa pelarut yang digunakan tidak mengabsorbsi sinar UV. Pelarut menyerapnya, tetapi senyawa-senyawa akan menyerap dengan sangat kuat bagian-bagian yang berbeda dari specktrum UV. Misalnya metanol, menyerap pada panjang gelombang dibawah 205 nm dan air pada gelombang dibawah 190 nm. Jika anda menggunakan campuran metanol-air sebagai pelarut, anda sebaiknya menggunakan panjang gelombang yang lebih besar dari 205 nm untuk mencegah pembacaan yang salah dari pelarut.5. RekorderFungsi rekorder mengubah panjang gelombang hasil deteksi dari detektor yang diperkuat oleh amplifier menjadi radiasi yang ditangkap detektor kemudian diubah menjadi sinyal-sinyal listrik dalam bentuk spektrum. Spektrum tersebut selanjutnya dibawa ke monitor sehingga dapat dibaca dalam bentuk transmitan maupun absorbansi.Mekanisme kerja alat spektrofotometer UV-Vis adalah sinar dari sumber sinar dilewatkan melalui celah masuk, kemudian sinar dikumpulkankan agar sampai ke prisma untuk didifraksikan menjadi sinar-sinar dengan panjang gelombang tertentu. Selanjutnya sinar dilewatkan ke monokromator untuk menyeleksi panjang gelombang yang diinginkan. Sinar monokromatis melewati sampel dan akan ada sinar yang diserap dan diteruskan. Sinar yang diteruskan akan dideteksi oleh detektor. Radiasi yang diterima oleh detektor diubah menjadi sinar listrik yang kemudian terbaca dalam bentuk transmitansi.D. Alat dan Bahan1. Alat: Spektrofotometer UV-vis 1 set Gelas kimia 100 ml1 buah Botol semprot 1 buah Spatula 1 buah Batang pengaduk 1 buah Pipet tetes 1 buah Labu takar 100 ml 1 buah Corong 1 buah2. Bahan Kristal Ni(CH3COO)2 Kristal Co(CH3COO)2 Aquades EtanolD. Cara Kerja1. Pembuatan larutan standar Buatlah 100 ml larutan standar Ni(CH3COO)24000 ppm dan Co(CH3COO)24000 ppm.2. Penentuan maxsertakonsentrasi Ni dan Co dalam sampel Masing-masing larutan standar dimasukkan dalam kuvet sebanyak 20 ml. Masukkan larutan blanko dalam kuvet. 100% kan transmitan dengan menggunakan blanko, bentuk spektrum lurus. Tentukan absorbansi masing-masing larutan standar serta absorbansi sampel pada panjang gelombang tertentu. Tentukan panjang gelombang maximum masing-masing larutan standar nikel dan cobal dengan mengamati absorbansi. Dari dua panjang gelombang maximum yang didapatkan, tentukan absorbansi masing-masing larutan standar dan sampel pada panjang gelombang tersebut. Hitung konsentrasi nikel dan cobal dalam sampel.E. Hasil Pengamatan1. Spektrum blanko2. Spektrum sampel3. Absorbansi larutan standar nikel 4000 ppm (nm)A= -log T

2630,98701

3010,8728

3920,52498

5100,13459

9680,22496

9700,22496

4. Absorbansi larutan standar cobal 4000 ppm (nm)A= -log T

2631,1256

3011,7377

3920,24909

5100,42195

9680,20409

9700,20334

5. Absorbansi sampel (nm)A= -log T

2631,0149

3011,2916

3920,38079

5100,28165

9680,21328

9700,21283

6. Absorbansi pada maxZatA

263301

Nikel (4000 ppm)0,987010,8728

Cobal (4000 ppm)1,12561,7377

Sampel1,04191,2916

NikelANi263= aNi263 b cNi263aNi263=ANi301= aNi301 b cNi301aNi301= CobalACo263= aCo263 b cCo263aCo263=ACo301= aCo301 b cCo301aCo301=Asampel= ANi+ ACoPada 263 nm: 1,0419 = 2,467 10-4CNi+ 2,814 10-4CCo2,182Pada 301 nm: 1,2916 = 2,182 10-4CNi+ 4,344 10-4CCo2,467Substitusikan nilai CCoke persamaan (1)F. PembahasanPraktikum kali ini tentang penentuan konsentrasi nikel dan cobal dalam sampel dengan menggunakan metode spektrofotometri UV-vis. Pada awal percobaan, terlebih dahulu dibuat larutan standar nikel asetat dan cobal asetat dengan konsentrasi 4000 ppm. Blanko yang digunakan pada percobaan ini adalah etanol. Untuk menentukan konsentrasi nikel dan cobal, praktikan harus menentukan panjang gelombang maximum pada masing-masing standar, dengan mengamati nilai absorbansi yang didapatkan pada panjang gelombang tertentu. Pada panjang gelombang maximum, nilai absorbansi merupakan yang paling besar, yang berarti kapasitas sinar radiasi yang diserap paling banyak pada panjang gelombang tersebut. Namun sebelum itu, nilai transmitan di100%kan terlebih dahulu dengan menggunakan blanko etanol. Spektrum dari blanko tersebut berbentuk garis lurus horizontal, yang menandakan blanko tersebut tidak mengandung sampel, namun nyatanya spektrum dari blanko tidak berbentuk garis lurus horizontal, ini disebabkan karena blanko telah terkontaminasi oleh zat lain.Masing-masing larutan standar diukur absorbansinya pada panjang gelombang tertentu, untuk menentukan panjang gelombang maximum dari masing-masing larutan standar tersebut. Larutan standar nikel asetat menunjukkan penjang gelombang maximum 263 nm dengan absorbansi 0,98701, sedangkan larutan standar cobal asetat menunjukkan panjang gelombang maximum 301 nm dengan absorbansi 1,7377. Pada masing-masing panjang gelombang maximum ini ditentukan absorbansi kedua larutan standar dan absorbansi larutan sampel. Dimana pada panjang gelombang maximum 263 nm, absorbansi larutan standar nikel asetat adalah 0,98701, larutan standar cobal asetat 1,1256 dan larutan sampel 1,0429. Pada panjang gelombang maximum 301 nm, absorbansi larutan standar nikel asetat adalah 0,8728, larutan standar cobal asetat 1,7377 dan larutan sampel 1,2916. Nilai absobansi pada masing-masing panjang gelombang maximum ini digunakan untuk menentukan konsentrasi nikel dan cobal melalui perhitungan. Pada hasil percobaan ini, konsentrasi nikel dalam sampel yang didapatkan adalah 1947,886 ppm, dan konsentrasi cobal dalam sampel yaitu 1994,87 ppm.Hasil percobaan ini mungkin saja kurang akurat, yang disebabkan karena terjadinya kesalahan pada percobaan. Kesalahan yang mungkin terjadi pada percobaan ini yaitu kekurangtelitian dalam pembuatan larutan serta pengenceran yang kurang sempurna, terjadinya serapan radiasi oleh sidik jari pada kuvet, sensitivitas alat, kuvet yang kurang bersih, adanya serapan oleh pelarut, kuvet tergores, adanya gelembung udara atau gas dalam lintasan radiasi panjang gelombang, ataupun kekurangtelitian praktikan dalam pengamatan.G. Kesimpulan1. Spektrofotometri UV-vis adalah teknik analisis spektroskopi yang menggunakan sumber radiasi elektromegnetik ultraviolet dan sinar tampak dengan menggunakan instrumen spektrofotometer.2. Prinsip kerja spektrofotometer UV-vis adalah interaksi yang terjadi antara energi yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi yang berupa molekul3. Pada percobaan, didapatkan panjang gelombang maksimum larutan standar nikel asetat sebesar 263 nm, dan panjang gelombang maksimum larutan standar cobal asetat 301 nm.4. Konsentrasi nikel dalam sampel yang didapatkan pada percobaan yaitu 1947,886 ppm, dan konsentrasi cobal dalam sampel yaitu 1994,87 ppm.DAFTAR PUSTAKAGandjar, Ibnu Gholib dan Rohman. 2007.Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta:Pustaka Pelajar.Fatimah, S, Yanlinastuti dan Yoskasih. 2005.Kualifikasi Alat Spektrometer UV-vis Untuk Penentuan Uraniumdan Besidalam-U30. Hasil PenelitianHarjadi. 1990.Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia.Khopkar, S. M. 2003.Konsep Dasar Kimia Analitik.Jakarta: Universitas Indonesia.Saputra, Y.E. 2009.Spektrofotometri.http://www.chem-is-try.org. diakses tanggal 13 Desember 2009.Basset, J. 1994.Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Jakarta: EGC.Underwood, A. L. 1990. Analisis Kimia Kiantitatif Edisi ke Enam. Jakarta: