Bab 4. Refractometer

1

1. PENGERTIAN

Refraktometer adalah perangkat laboratorium atau lapangan untuk

mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarut; misalnya: Gula, Garam, Protein dsb,

berdasarkan pada pengukuran indeks bias cairan tersebut. Indeks Bias

(refraction) dihitung dari Hukum Snell dan dapat dihitung dari komposisi bahan

menggunakan hubungan Gladstone-Dale .

Ada empat jenis refraktometer utama:

1. refraktometer genggam tradisional (traditional handheld refractometers),

2. refraktometer genggam digital (digital handheld refractometers),

3. laboratorium atau refraktometer Abbe (Abbe refractometers), dan

4. proses refraktometer inline (inline process refractometers).

Ada juga Refractometer Rayleigh yang digunakan (biasanya) untuk mengukur

indeks bias gas.

Dalam kedokteran hewan (veterinary medicine), refractometer digunakan

untuk mengukur jumlah protein plasma dalam sampel darah dan berat jenis urin.

Dalam gemmology, refractometer digunakan untuk membantu mengidentifikasi bahan

permata dengan mengukur indeks biasnya.

Traditional handheld

refractometer, digunakan untuk

menguji cahaya lentur dalam

batu permata

Seorang petani anggur

dengan refraktometerEvaluasi densitas

abdominal fluida FIP

oleh refractometer.

Macam-macam Refraktometer

1. Refraktometer Abbe

2. Refraktometer tangan / Hand Refraktometer

2. REFRAKTOMETER ABBE

Alat ini pertama ditemukan oleh Ernst Abbe (1840 - 1905) yang bekerja

untuk Perusahaan Zeiss di Jena, Jerman pada akhir 1800-an. Instrumen pertama

terdiri dari termometer dan air yang bersirkulasi yang berfungsi untuk

mengontrol suhu instrumen dan cairan. Mereka juga memiliki penyesuaian

Bab 4. Refractometer

2

untuk menghilangkan efek dari dispersi dan skala analog dari mana bacaan

diambil.

Keterangan:

Abbe refraktometer

dengan prisma

kendali temperature.

► Lensa

► Tempat Sampel

► Thermometer

► Kaca Bias

Lebih dari satu abad setelah bekerja Abbe, manfaat dan ketepatan

refraktometer telah membaik, walaupun prinsip mereka operasi mengalami

perubahan yang sangat sedikit. Beberapa Abbe refraktometer modern

menggunakan digital display untuk pengukuran, menghilangkan kebutuhan untuk

membedakan antara graduations kecil. Namun, pengguna masih harus

menyesuaikan tampilan untuk mendapatkan pembacaan akhir yang benar.

Refraktometer Abbe merupakan alat untuk determinasi secara cepat

konsentrasi, kemurnian, kualitas-kualitas dispersi dari sampel cair, padat dan

plastik. Abbe refraktometer yaitu suatu refraktometer yang dilengkapi dengan

thermometer sebagai pengukur suhu. Ini adalah bench-top device untuk

pengukuran presisi tinggi dari indeks bias. Syaratnya : hanya bahan yang jernih,

transparan dan Opaque dapat diukur pada sinar yang ditransmisikan dan

direfleksikan. Prinsip pengukuran: dengan sinar yang ditransmisikan sinar kasa /

sumber sinar prisma sampel telescope.

A = LENSA D = TEMPAT TERMOMETER

B = TEMPAT SAMPLE E = SELANG

Bab 4. Refractometer

3

C = SKALA F = CERMIN

Contoh sampel uji:

- Larutan : alkohol, eter

- Minyak : wax

- Makanan : sari buah, syrup, lar, gula dll.

- Resin : bahan sintetik

- Kaca optik.

3. HAND REFRAKTOMETER ABBE

Macam-macam Hand Refraktometer:

- Hand Refraktometer brik untuk gula 0 – 32 %

- Hand Refraktometer salt untuk NaCl 0 – 28 %

Penggunaan Refraktometer: Larutan yang diukur indeks bias/ kadar

diteteskan pada prisma Refrak. Langsung dibaca hasilnya.

Catatan: pada waktu meneteskan, jangan sampai ada gelembung udara.

Sebuah refraktometer genggam modern digital yang dibersihkan di bawah

sebuah keran.

Sebuah digital handheld refractometer adalah alat untuk mengukur indeks

bias dari bahan. Kebanyakan beroperasi pada sudut kritis dengan prinsip umum

yang sama dengan traditional handheld refractometer. Perbedaannya adalah

bahwa cahaya dari sumber cahaya LED difokuskan pada bagian bawah atau

elemen prisma. Ketika sampel cair diaplikasikan pada permukaan pengukuran

prisma, beberapa cahaya ditularkan / ditransmitansikan melalui larutan dan

hilang, sedangkan sisanya cahaya tercermin ke linear array of photodiodes

menciptakan garis bayangan.

4. PRINSIP KERJA REFRAKTOMETER

Prinsip kerja refraktometer adalah pembiasan. Dasar

pembiasan adalah penyinaran yang menembus dua macam

media dengan kerpatan yang berbeda, karena perbedaan

kerapatan tersebut akan terjadi perubahan arah sinar.

Bab 4. Refractometer

4

Pemanfaatkan refraksi cahaya dapat terlihat pada Gambar di samping:

sebuah sedotan yang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air akan terlihat

terbengkok.

Pada Gambar kedua sebuah sedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas

yang berisi lauran gula. Terlihat sedotan terbengkok lebih tajam. Fenomena ini

terjadi karena adanya refraksi cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut

(Rapat Jenis Larutan), maka sedotan akan semakin terlihat bengkok secara

proporsional. Besarnya sudut pembengkokan ini disebut Refractive Index (nD).

Adapun prinsip kerja dari refractometer dapat digambarkan sebagai berikut : 

1) Dari gambar dibawah ini terdapat 3 bagian yaitu : Sample, Prisma dan

Papan Skala. Refractive index prisma jauh lebih besar dibandingkan

dengan sample.

2) Jika sample merupakan larutan dengan konsentrasi rendah, maka sudut

refraksi akan lebar dikarenakan perbedaan refraksi dari prisma dan

sample besar. Maka pada papan skala sinar “a” akan jatuh pada skala

rendah.

3) Jika sample merupakan larutan pekat / konsentrasi tinggi, maka sudut

refraksi akan kecil karena perbedaan refraksi prisma dan sample kecil.

Pada gambar terlihar sinar “b” jatuh pada skala besar.

Dari penjelasan di atas jelas bahwa konsentrasi larutan akan berpengaruh

secara proporsional terhadap sudut refraksi. Pada prakteknya Refractometer

akan ditera pada skala sesuai dengan penggunaannya. Sebagai contoh

Refractometer yang dipakai untuk mengukur konsentrasi larutan gula akan ditera

pada skala gula. Begitu juga dengan refractometer untuk larutan garam, protein

dll.

Konsentrasi bahan terlarut sering dinyatakan dalam satuan Brix (%) yaitu

merupakan pronsentasi dari bahan terlarut dalam sample (larutan air). Kadar

bahan terlarut merupakan total dari semua bahan dalam air, termasuk gula,

garam, protein, asam dsb. Pada dasarnya Brix (%) dinyatakan sebagai jumlah

gram dari cane sugar yang terdapat dalam larutan 100g cane sugar. Jadi pada

saat mengukur larutan gula, Brix (%) harus benar-benar tepat sesuai dengan

konsentrasinya.

Bab 4. Refractometer

5

5. SOP

a) Lensa refraktometer dibersihkan dari kotoran-kotoran dengan kapas yang

telah dibasahi dengan xylol.

b) Alirkan air melalui refraktometer agar alat berada pada suhu pembacaan

(suhu ini tidak boleh berada lebih kecil/besar 20C dari suhu pembanding).

c) Kemudian dicoba mengukur indeks bias air suling terlebih dahulu.

d) Cairan yang akan ditetapkan indeks biasnya diteteskan pada lensa prisma

dengan pipet tetes.

e) Setelah terlihat adanya perbedaan terang dan gelap, kemudian bacalah

besarnya indeks bias pada angka yang ditunjukan oleh skala. Setelah

terlihat jelas adanya perbedaan terang dan gelap pembacaan dilakukan

beberapa kali dan setiap pembacaan hanya boleh dilakukan apabila suhu

dalam keadaan stabil

f) Angka rata-rata dari pembacaan adalah Indeks bias bahan

Umumnya indeks bias sudah dikonversikan oleh alat, sehingga dapat

langsung dibaca kadarnya. Hanya untuk mengukur kadar zat tertentu saja dan

terbatasi jika kadar tidak terbaca misalnya : terlalu pekat maka harus di

encerkan. Hasil akhir dikalikan dengan pengenceran.

Bab 4. Refractometer

6

6. PERHITUNGAN

Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam hampa

udara terhadap kecepatan cahaya dalam zat tersebut, atau perbandingan sinus

sudut datang terhadap sinus sudut bias. Harga indeks bias berubah-ubah

tergantung pada panjang gelombang cahaya dan suhu. Indekst bias nDt adalah

indeks bias terhadap udara yang diukur pada suhu tOC, menggunakan sinar

natrium. Jika tidak dinyatakan lain, gunakan refraktometer Abbe. Indeks bias

diukur dalam batas suhu +0.2 C dari suhu yang dinyatakan pada masing-masing

monografi atau jika suhu tidak dinyatakan, indeks bias diukur pada suhu 20 C +

0.2 C.

Hasil pembacaan indeks bias dinyatakan dengan ntd yaitu pada suhu

tertentu.

ntd= nt1

d + 0,004(t1-t)

Keterangan :

nt1d = Pembacaan yang dilakukan pada suhu pengerjaan t1

0,004 = Faktor koreksi setiap derajat (0C)

Ketelitian indeks bias dinyatakan oleh suatu bilangan sampai empat desimal,

dengan Ketelitian Penentu ±0,0002

7. KALIBRASI

Semua refractometers perlu dikalibrasi sebelum digunakan untuk

memastikan pembacaan yang akurat. Letakkan setetes air suling pada prisma

utama dan memungkinkan untuk duduk selama 30 detik untuk menyesuaikan diri

dengan suhu Refractometer. Tutup cover dan menyesuaikan kalibrasi sekrup

sampai garis bayangan dengan tanda nol. Membuka cover dan kering prisma

utama menggunakan kain katun lembut.

Pada dasarnya kalibrasi refraktometer sama dengan pengujian pada sampel

namun tanpa sampel. Kalibrasi dilakukan menggunakan air suling. Kalibrasi

dilakukan agar pengukuran tepat.

Prosedur Kalibrasi :

1) Lensa refraktometer dibersihkan dari kotoran-kotoran dengan kapas yang

telah dibasahi dengan xylol.

2) Alirkan air melalui refraktometer agar alat berada pada suhu pembacaan

(suhu ini tidak boleh berada lebih kecil/besar 20C dari suhu pembanding).

Suhu disesuaikan /dikondisikan 200C.

3) Teteskan air suling pada lensa prisma dengan pipet tetes.

4) Setelah terlihat adanya perbedaan terang dan gelap, kemudian bacalah

besarnya indeks bias air suling. Bila belum terlihat adanya perbedaan terang

dan gelap, maka tepatkanlah menggunakan kunci sampai perbedaannya

terlihat jelas.

5) Indeks bias air suling kemudian dibaca.

Bab 4. Refractometer

7

8. CONTOH INSTRUMEN

Automatic Digital Refractometer: Abbemat

Abbemat automatic digital refractometers memungkinkan non-destruktif indeks

bias cepat yang non-destruktif (RI) pengukuran. Dalam refractometry, hanya volume

kecil sampel yang diperlukan. Untuk aplikasi rutin pilih dari berbagai flow-through

cells yang sesuai dengan analisis Anda dan dapatkan RI dan hasil akan RI berikan

dalam hitungan detik, misalnya kadar gula sampel. Abbemat digital refractometers

menyediakan lapangan luas untuk obyek. Instrumen ini digunakan dalam menuntut

kontrol kualitas, dalam penelitian, di pihak berwenang dan organisasi standar.

Multiwave Refractometer: Abbemat WR- The WR-MW digital

refractometer Abbemat memungkinkan pengukuran dispersi dan nomor Abbe

secara otomatis dan cepat. Untuk pengukuran ini, Abbemat WR-MW dapat

dilengkapi dengan sampai 8 wavelengths yang berbeda dalam nm kisaran 435-656,

sesuai kebutuhan. Hal ini membuat Abbemat WR-MW digital refractometer menjadi

alat serbaguna untuk investigasi ke dalam cairan, obligasi polimer dan

gelas.DAFTAR PUSTAKAAbbe refractometer.

http://en.wikipedia.org/wiki/Abbe_refractometer. Diakses pada hari Rabu,

27 Oktober 2010 pukul 22.00.Automatic-Digital-Refractometer-Abbemat.

http://www.anton-paar.com/Automatic-Digital-Refractometer-Abbemat/

Refractometers/. Diakses pada hari Rabu, 27 Oktober 2010 pukul

22.00.Digital Handheld Refractometer.

http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_handheld_refractometer. Diakses pada

hari Rabu, 27 Oktober 2010 pukul 22.00.HI 96822, Seawater

Refractometer. http://www.hannainst.com/manuals/manHI_ 96822.pdf.

Diakses pada hari Rabu, 27 Oktober 2010 pukul 22.00.Interference and

Refraction. http://laser.physics.sunysb.edu/~jennifer/reference/

refractometry/refractometryhome.html. Diakses pada hari Rabu, 27

Oktober 2010 pukul 22.00.Multiwave-Refractometer-Abbemat-WR-MW.

http://www.anton-paar.com/Multiwave-Refractometer-Abbemat-WR-MW/Re

fractometers/. Diakses pada hari Rabu, 27 Oktober 2010 pukul

22.00.Refraktometer. http://en.wikipedia.org/wiki/Refractometer. Diakses

Bab 4. Refractometer

8

pada hari Rabu, 27 Oktober 2010 pukul 22.00.Refractometer.

http://www.gemstonebuzz.com/refractometer. Diakses pada hari Rabu, 27

Oktober 2010 pukul 22.00.