DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHANKATA PENGANTARBAB I. PENDAHULUAN1.1 TUJUAN PERCOBAAN................................................................................11.2 DASAR TEORI1.2. 1 Spektrum Elektromagnetik...........................................................11.2. 2 Interaksi Energi Cahaya dengan Molekul.....................................61.2. 3 Instrumentasi untuk Spektrofotometri..........................................81.2. 4 Kegunaan UV-Visible Spektrofotometer.....................................111.2. 5 Orto Phenantrolin..........................................................................111.2. 6 Besi (Fe)........................................................................................12BAB II. METODOLOGI2.1 ALAT DAN BAHAN.....................................................................................142.2 PROSEDUR PERCOBAAN...........................................................................142.3 SAFETY ALAT DAN BAHAN.....................................................................17BAB III. HASIL DAN PEMBAHASAN3.1 DATA PENGAMATAN.................................................................................193.2 HASIL PERHITUNGAN................................................................................203.3 PEMBAHASAN.............................................................................................20BAB IV. PENUTUP4.1 KESIMPULAN...............................................................................................244.2 SARAN...........................................................................................................24DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan.1. Memahami prinsip analisa dengan menggunakan UV-VIS 2. Mampu mengoperasikan alat UV-VIS3. Mampu mempersiapkan sampel dengan cermat4. Menganalisa sampel seperti kadar besi dalam sampel air

1.2 Dasar Teori.Spektrofotometri dapat dibayangkan sebagai suatu perpanjangan dari penilikan visual dalam studi yang lebih terinci mengenai penyerapan energi cahaya oleh spesies kimia memungkinkan kecermatan yang lebih besar dalam pencirian dan pengukuran kuantitatif. Dengan menggantikan mata manusia dengan detektor radiasi lain, dimungkinkan studi absorbsi (serapan) di luar daerah spektrum tampak dan seringkali eksperimen spektrofotometri dilakukan secara automatik. Istilah spektrofotometri menyiratkan pengukuran jauhnya penyerapan energi cahaya oleh suatu sistem kimia itu sebagai fungsi dari panjang gelombang radiasi, demikian pula pengukuran penyerapan yang menyendiri pada suatu panjang gelombang tertentu.1.2.1.Spektrum Elektromagnetik.Berbagai eksperimen dalam laboratorium fisika paling baik ditafsirkan dengan menggunakan gagasan bahwa cahaya dirambatkan dalam bentuk gelombang tranversal. Dengan pengukuran yang tepat, gelombang-gelombang ini dapat dicirikan menurut panjang gelombangnya, kecepatan dan besaran-besaran lain yang dapat digunakan untuk memberikan gerakan gelombang apa saja.

Panjang gelombangGambar 1. Gelombang Transversal.Dalam gambar 1, meyatakan bahwa panjang gelombang mengacu ke jarak antara dua gunung (lembah yang berdampingan dari gelombang itu).Kebalikan panjang gelombang, yakni banyaknya gelombang dalam suatu satuan panjang, diacu sebagai bilangan gelombang. Garis depan gelombang bergerak dengan kecepatan tertentu. Banyaknya daur atau gelombang lengkap yang melewati suatu titik yang diam persatuan waktu diberi istilah frekuensi. Hubungan sifat-sifat ini adalah sebagai berikut :

Keterangan: = panjang gelombang

= bilangan gelombang = frekuensi,danc = kecepatan cahaya. (Tim Penyusun, 2014)

Cahaya yang dapat dilihat oleh manusia disebut cahaya terlihat atau cahaya tampak.

Gambar 2. Hubungan antara warna dengan panjang gelombang.Biasanya, cahaya yang terlihat merupakan campuran dari senyawa yang mempunyai berbagai panjang gelombang, mulai dari 400 nm hingga 700 nm, seperti pelangi di langit.Hubungan antara warna pada sinar tampak dengan panjang gelombang terlihat seperti pada Gambar 2. di atas.Dalam tabel berikut tercantum nama komplementer dan warna komplementernya yang merupakan pasangan dari setiap dua warna dari spectrum, yang menghasilkan warna putih jika dicampurkan.Tabel 1. Spektrum Tampak dan Warna-Warna Komplementer.Panjang gelombang (nm)WarnaWarna komplementer

400-435435-480480-490490-500500-560560-580580-595595-610610-680680-750Lembayung (violet)BiruHijau-BiruBiru-hijauHijauKuning-HijauKuningJinggaMerahMerah-UnguKuning-HijauKuningJinggaMerahUngu (Purple)Lembayung (violet)BiruHijau-BiruBiru-HijauHijau

B

Bila seberkas sinar radiasi dengan intensitas I0 dilewatkan melalui medium yang panjangnya b dan mengandung atom-atom pada tingkat energi dasar dengan konsentrasi c, maka radiasi akan diserap sebagian dan intensitas radiasi akan berkurang menjadi I, sehingga berlaku persamaan,I = I0e- k.b.c 1.1Ataulog I0/I = a.b.c atau A=a.b.c..1.2

Dengan,a==koefisien serapan (serapan molar).A= log I0/I=absorbansi.k=tetapan perbandingan.I0/I=transmitasi (T).Persamaa 1.2 dikenal sebagai hukum Lambert-Beer, yang digunakan sebagai dasar analisis kuantitatif dalam spektrofotometri sinar tampak.Dari persamaan tersebut diatas menunjukan bahwa absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Besarnya konsentrasi larutan sebanding dengan konsentrasi larutan di dalam suatu cuplikan, sehingga dengan meletakkan besarnya absorbansi sebagai titik ordinat dengan konsentrasi larutan standar sebagai absis, akan diperoleh kurva garis lurus. Kurva ini disebut sebagai kurva kalibrasi (kurva standar). Dengan menginterpolasikan absorbansi larutan cuplikan pada kurva kalibrasi tersebut, maka dapat ditentukan konsentrasi larutan didalam cuplikan.Pada analisis kuantitatif, ada tiga macam metode yang sesuai dan secara umum sering digunakan pada penentuan unsur di dalam suatu bahan, seperti diuraikan dibawah ini.1. Metode relative, yaitu dengan mengukur absorbansi atau transmitasi dari larutan blanko,larutan standard an larutan cuplikan. = AtauCs Cb ...........1.3Dengan,Ab=absorbansi larutan baku.A0=absorbansi larutan blankoAs=absorbansi larutan cuplikanCb=konsentrasi larutan bakuCs=konsentrasi larutan cuplikan.2. Metode kurva standar/kalibrasi, yaitu dengan membuat kurva antara konsentrasi larutan standar terhadap absorbansi, dengan kurva tersebut berupa garis lurus, kemudian dengan cara menginterpolasikan absorbansi dari larutan cuplikan ke dalam kurva standar tersebut diatas, akan diperoleh konsentrasi larutan cuplikan.Absorbansi cuplikanAs

A

Konsentrasi cuplikan

C (ppm)Cs

Gambar 3. Kurva Kalibrasi.3. Metode penambahan standar, untuk kondisi tertentu metode kurva kalibrasi kurang baik, karena adanya matrik yang mengganggu pengukuran absorbansi atau transmitasinya.Pada metode kurva penambahan standar ini dibuat sederetan larutan cuplikan dengan konsentrasi yang sama. Masing-masing larutan ditambah dengan larutan standar dari unsur yang dilakukan analisis dengan konsentrasi mulai dari 0 sampai konsentrasi tertentu. Absorbansi masing-masing larutan diukur dan dibuat kurva absorbansi terhadap konsentrasi unsur standar yang ditambahkan. Dari ekstrapolasi kurva ke sumbu konsentrasi akan diperoleh intersep pada sumbu konsentrasi yang merupakan konsentrasi unsur didalam larutan cuplikan yang diukur.

A

Konsentrasi cuplikan

CsKonsentrasi

(unsur standar yang ditambahkan, ppm)

Gambar 4. Kurva kalibrasi penambahan standar.Selain dengan cara ekstrapolasi, konsentrasi unsur di dalam cuplikan dapat juga dihitung dengan persamaan,Cs Dengan,Cs:konsentrasi larutan unsur di dalam cuplikan.A0:absorbansi larutan cuplikan tanpa penambahan larutan standar.Aadd:absorbansi larutan cuplikan dengan penambahan larutan standar.X:konsentrasi unsur standar yang ditambahkan.(Widiastuti et al. 1996).1.2.2.Interaksi Energi Cahaya dengan Molekul.Teori gelombang (dari) cahaya menjelaskan banyak gejala optis seperti pemantulan, pembiasan dan lenturan (difraksi), namun ada hasil-hasil eksperimen seperti efek fotolistrik, yang paling baik ditafsirkan menurut gagasan bahwa seberkas cahaya adalah aliran paket-paket energi butiran yang disebut foton. Masing-masing partikel memiliki energi yang karakteristik yang dihubungkan dengan frekuensi cahaya oleh persamaan:

Dengan h ialah tetapan Planck. Cahaya dengan frekuensi tertentu (atau panjang gelombang tertentu) dikaitkan dengan foton-foton, yang masing-masing memiliki kuantitas energi yang terpastikan. Seperti diterangkan dibawah, kuantitas energi yang dimiliki foton inilah yang menetapkan apakah suatu spesies molekul tertentu akan menyerap ataukah cahaya dengan panjang gelombang padanannya. (Basset, 1994).Disamping energi biasa dari gerakan translasi, yang tidak diperhatikan disini, molekul memiliki energi dalam yang dapat dibagi lagi dalam tiga kelas. Pertama, molekul dapat berputar mengelilingi berbagai sumbu dan memiliki kuantitas tertentu energi rotasi. Kedua, atom-atom atau gugus-gugus atom dalam molekul dapat bergetar, artinya bergerak secara berkala satu terhadap yang lain bolak-balik disekitar posisi-posisi kesetimbangan mereka, dengan memberikan energi getaran (vibrasi) kepada molekul itu. Akhirnya, sebuah molekul memiliki energi elektronik, dimana kita mengartikan energi potensial yang dikaitkan dengan distribusi muatan listrik negatif (elektron) disekitar inti atom yang bermuatan positif.Eint = Eelektron + Evibrasi + Erotasi(Mulja dan Suharman, 1995).Tabel 2. Beberapa Transisi Elektron dalam Molekul Organik.SenyawaanPanjang gelombang( nm )

Ikatan tunggal : CH4CH3 CH3CH3CLCH3ICH3OHCH3OCH3122135173204184184

Ikatan rangkap : CH2 = CH2-( CH = CH )2-( CH = CH )3( CH = CH )4( CH = CH )5( CH3 )2C = O( CH3 )2CH=CH-CHO CH2=CH-CH=CH-CHO162217258300330190,200217263

Ikatan ganda tiga : HC CH HC N178175

Kebanyakan penyerapan spektrofotometri ultraviolet dan tampak pada senyawa organik didasarkan pada transisi n - * ataupun - * dan karenanya memerlukan hadirnya gugus kromofor dalam molekul itu. Istilah kromofor untuk memberikan peranan gugus-gugus semacam C=C, C=O dan N=N dalam menggeser serapan cahaya ke arah daerah tampak. Transisi ini terjadi dalam daerah spektrum (sekitar 200 ke 700 nm) yang nyaman untuk digunakan dalam eksperimen. Spektrofotometer uv - tampak yang komersial biasanya beroperasi dari sekitar 175 atau 200 ke 1000 nm. Identifikasi kualitatif senyawaan organik dalam daerah ini jauh lebih terbatas daripada dalam daerah inframerah. Ini karena pita serapan terlalu lebar dan kurang terinci. (Basset, 1994).1.2.3.Instrumentasi untuk spektrofotometri.Sebuah spektrofotometer adalah suatu instrument untuk mengukur transmitansi atau absorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang. Pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tunggal dapat pula dilakukan.Spektrometri berkas tunggal.Komponen yang penting sekali dari suatu spektrofotometer, yang secara skema ditunjukkan dalam gambar berikut :SumberMonokromatorSampelDetektor

Pengganda

Piranti Baca

Gambar 3. Diagram Instrumentasi pada Spektrofotometer.a. Sumber.Suatu sumber energi cahaya yang berkesinambungan yang meliputi daerah spektrum dalam mana instrument itu dirancang untuk beroperasi.Suatu energi cahaya yang biasa untuk daerah tampak (dari) spektrum itu maupun daerah ultraviolet dekat dan inframerah dekat adalah sebuah lampu pijar dengan kawat rambut terbuat dari wolfram. Pada kondisi operasi biasa, keluaran lampu wolfram ini memadai dari sekitar 325 atau 350 nm ke sekitar 3 m. Energi yang dipancarkan oleh kawat yang dipanaskan itu beraneka sekali menurut panjang gelombangnya. (Tim Penyusun, 2014)

Energi

400 600 800 1200 1400 1600 1800 2000 Panjang gelombang( nm ) Gambar 4. Keluaran Suatu Lampu Pijar Wolfram.Dibawah kira kira 350 nm, keluaran lampu wolfram itu tidak memadai untuk spektrofotometer dan haruslah digunakan sumber yang berbeda. Paling lazim adalah lampu tabung bermuatan (discas) hydrogen (atau deuterium) yang digunakan dari kira kira 175 ke 375 nm. Distribusi energi merupakan fungsi temperatur kawat, yang selanjutnya bergantung pada voltase yang disuplai kepada lampu. (Maryanti, 2009).

b. Monokromator.Yakni suatu piranti untuk memencilkan pita sempit panjang gelombang dari spektrum lebar yang dipancarkan oleh sumber cahaya (tentu saja kemonokromatikan yang benar-benar, tidaklah tercapai).Komponen yang hakiki (esensial) dari sebuah monokromator adalah suatu sistem celah dan suatu unsur dispersif. Radiasi dari sumber difokuskan ke celah masuk, kemudian disejajarkan oleh sebuah lensa atau cermin, sehingga suatu berkas sejajar jatuh ke unsur pendispersi, yang berupa prisma atau suatu kisi difraksi. Dengan memutar prisma atau kisi itu secara mekanis, aneka porsi spektrum yang dihasilkan oleh unsur dispersi dipusatkan pada celah keluar, dari situ lewat jalan optis lebih jauh, porsi-porsi itu menjumpai sampel. c. Sampel.Kebanyakan spektrofotometri melibatkan larutan, dan karenanya kebanyakan wadah sampel adalah sel untuk menaruh cairan ke dalam berkas cahaya spektrofotometer. Sel itu haruslah meneruskan energi cahaya dalam daerah spektral yang diminati, jadi sel kaca melayani daerah tampak, sel kuarsa atau kaca silika tinggi istimewa untuk daerah ultraviolet dan garam dapur alam untuk inframerah.(Tim Penyusun, 2014).d. Detektor.Berupa transduser yang mengubah energi cahaya menjadi suatu isyarat listrik. Dalam sebuah detektor untuk suatu spektrofotometer, kita menginginkan kepekaan yang tinggi dalam daerah spektral yang diminati, respon yang linier terhadap daya radiasi, waktu respon yang cepat dapat digandakan dan kestabilan tinggi atau tingkat bisingan yang rendah, meskipun dalam praktek perlu mengkompromikan faktror-faktor ini. (Khopkar, 2002).

e. Pengganda (amplifier).Agar isyarat listrik dari rangkaian yang berkaitan dapat terbaca maka baik digunakan sebuah amplifier (pengganda), sehingga mengakibatkan keluaran pada pembacaan, piranti baca menjadi cukup jelas dan besar. Dalam alat UV-Vis ini besarnya isyarat listrik diubah menjadi skala absorbansi atau %T.f. Piranti baca. Suatu sistem baca pada mana diperagakan besarnya isyarat listrik. (Basset, 1994).1.2.4.Kegunaan UV-Visible Spektrofotometer.UV-Visible spektrofotometer dapat digunakan untuk menentukan kandungan zat organik maupun anorganik dalam suatu larutan. Absorbansi energi radiasi pada daerah spektrum UV dan visible tergantung terutama pada jumlah dan susunan elektron pada molekul molekul atau ion ion penyerap. Pada senyawa anorganik penyerapan terjadi bilamana ada energi level yang kosong tertutup oleh level energi yang penuh, biasanya terbentuk dengan koordinat kovalen dengan atom lain. Absorbansi pada molekul molekul organik tergantung pada sebaran elektron elektron pada molekul. Senyawa organik jenuh tidak menunjukkkan adanya absorbansi pada daerah UV dan visible. Senyawa pada ikatan ganda menyerap dengan pada daerah UV. Ikatan rangkap terkonjugasi sempurna dalam sebuah senyawa disebut kromopor dari senyawa itu. (Tim Penyusun, 2014).1.2.5.Orto Phenantrolin.

NN (C18H8N 2)Gambar 5. Struktur Orto Phenantrolin.Warna merah disebabkan oleh kation kompleks [ Fe(C18H8N 2) 3] 2+ dalam larutan yang sedikit asam (pH 2,5 - 3,0). Besi (III) tidak memiliki efek, dan harus direduksi dulu menjadi keadaan bivalen dengan hidroksilamin hidroklorida, jika reagensia hendak dipakai untuk menguji besi. Reagensia terdiri dari larutan 91% orto-fenantrolin dalam air.(Day dan Underwood,2002).

1.2.6.Besi (Fe)a.Besi (Fe) (Ar = 55,85) Besi (II).Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak, yang kukuh dan dilihat. Ia melebur pada 15350C. jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya mengandung sejumlah kecil karbida, silida , fosfida, dan sulfida dan besi, serta sedikit grafit. Zat zat pencemaran ini memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur besi. Besi dapat di magnetkan. Asam klorida encer atau pekat, dan asam sulfat encer melarutkan besi. Pada mana dihasilkan garam garam besi (II) dan gas hydrogen.Fe + 2H+ Fe2+ + H2Fe + 2HCl Fe2+ + 2Cl- + H2b.Besi membentuk dua deret garam yang penting.Garam garam besi (II) / Fero di turunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam larutan, garam garam ini mengandung kation Fe2+ dan berwarna sedikit agak hijau ion ion gabungan dan kompleks. Kompleks sempit yang berwarna tua adalah juga umum. Ion besi (II) dapat mudah dioksidasikan menjadi besi (III) maka merupakan zat pereduksi yang kuat. Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini dalam suasana netral atau basa, bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II). Maka larutan besi (II) harus sedikit asam bila ingin disimpan dalam waktu yang agak lama.

c.Reduksi ion besi (III) menjadi besi (II).Dalam larutan asam ini bisa dicapai dengan berbagai zat. Timah (II) klorida, Kalium Iodida, Hidroksilamina, Hidroklorida, Hidrazina sulfat, atau asam askorbat dapat dicapai.2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I24Fe3+ + 2N2OH 4Fe2+ + N2O + H2O + 4H+4Fe3+ + N2H4 4Fe2+ + N2 + 4H+2Fe3+ + C6H8O6 2Fe2+ + C6H6O 6 + 2H+(Basset, 1994).

BAB IIMETODOLOGI

2.1 Alat dan Bahan2.1.1 Alat yang digunakan Spektrofotometer UV Visible cary 50 Conc Varian. Pipet volume 25 ml. Pipet Ukur 5 ml dan 10 ml. Gelas kimia 100 ml dan 250 ml. Pipet tetes. Bulp. Labu ukur 50 ml. Labu ukur 100 ml. Botol semprot. Erlenmeyer 250 ml. Buret 100 ml. Corong. Botol Sampel.2.1.2 Bahan yang digunakan Larutan induk Fe3+ 100 ppm. Larutan Hidroksilamin Klorida. Larutan Orto Phenantrolin. Larutan Buffer Asetat. Sampel Air Pinang Bahari, Sumur Kita, Sungai Mahakam. Aquadest.

2.2 Prosedur Percobaan2.2.1 Pembuatan Larutan Fe3+ 10 ppma. Memipet 10 ml Larutan Fe3+ 100 ppm kedalam labu ukur 100 ml.b. Menambahkan Aquadest hingga tanda batas dan mengocoknya hingga homogen.2.2.2 Pembuatan Larutan Standar Fe2+ ( 0,1 ; 0,3 ; 0,5 ; 0,7 ; 0,9 ) ppma. Memipet masing masing 0.5 ml, 2 ml, 3.5 ml, 5 ml, 6.5 ml ke dalam labu ukur 50 ml.b. Menambahkan masing masing larutan dengan 5 ml Hidroksilamin Klorida, 5 ml larutan Buffer Asetat dan 5 ml Orto Phenantroline.c. Menambahkan Aquadest hingga tanda batas kemudian mengocoknya.d. Memindahkan kedalam botol Sampel.2.2.3 Pembuatan Larutan Sampela. Memipet 25 ml sampel air pinang bahari, air sungai, dan air sumur kedalam labu ukur 50 ml.b. Menambahkan masing-masing larutan dengan 5 ml Hidroksilamin Klorida, 5 ml larutan Buffer Asetat dan 5 ml Orto Phenantroline.c. Menambahkan Aquadest hingga tanda batas kemudian mengocoknya.d. Memindahkan kedalam botol Sampel.2.2.4 Pembuatan Larutan Blankoa. Memipet masing masing larutan dengan 5 ml Hidroksilamin Klorida, 5 ml larutan Buffer Asetat dan 5 ml Orto Phenantroline.b. Menambahkan Aquadest hingga tanda batas kemudian mengocoknya.c. Memindahkan kedalam botol Sampel.2.2.5 Pengoperasian Alata. Penentuan maks dari sampel1. Menghubungkan alat UV Visible cary 50 Conc Varian dan komputer ke sumber listrik.2. Menghidupkan alat UV-Visible cary 50 Conc Varian serta memastikan sistem dan alat menyala.3. Menghidupkan komputer.4. Menunggu self test alat selesai yang ditandai dengan bunyi pada alat.5. Mengklik double icon scan pada desktop sehingga tampil window scan pada layar monitor.6. Mengklik set up hingga tampil window set up dan melakukan pengukuran parameter. Cary instrument mode X mode Start : 800 nm Stop : 400 nm Y mode Mode : absorbansi Y min/max = skala absorbansi Scan control : Simple Display option : Overlay data Beam mode : dual beam Report : kelompok 5 3a s1 Mengklik Ok7. Muncul kotak prepare to Zero dan memasukkan kuvet yang berisi larutan blanko ke dalam alat spektrofotometer UV-VIS dan menutupnya perlahan.8. Menglik OK.9. Mengklik Zero sampai diperloleh nilai Absorbansi 0,0000 (maksimum toleransi sebesar 0,0002).10. Mengklik start akan muncul kotak save as, mengisi nama file dengan kelompok 5 3a s1 kemudian mengklik Ok.11. Memasukkan larutan standar yang paling pekat ke dalam alat spektrofetometer UV-VIS dan menutupnya perlahan kemudian muncul kotak Sample Name, lalu mengklik OK.12. Menunggu hasil pembacaan nilai absorbansi dan maksimal pada monitor.13. Mencatat panjang gelombang maksimum yang diperoleh.

b. Penentuan konsentrasi dan sampel dengan menggunakan kurva standar1. Mengklik double icon concentration pada desktop sehingga tampil window concentration pada layar monitor, mengklik set up hingga tampil window set up dan melakukan pengukuran parameter.2. Cary instrument mode, mengisi maks yang diperoleh yaitu 510 nm.3. Standar, mengisi data larutan standar yang digunakan.a. Type: linearb. Units: mg/Lc. Standar: 5d. Mengisi masing-masing konsentrasi larutan standar pada tabel secara berurut dari konsentrasi terendah hingga tertinggi.4. Sampel, mengisi jumlah sampel yang digunakan, dan nama dari sampel.5. Report, mengisi dengan nama kelompok 5 3a s1.6. Mengklik OK.7. Mengecek satuan yang berada di bawah kurva dengan satuan mg/L, jika satuan masih dalam g/L maka dapat mengubahnya dengan mengklik set up kemudian mengklik OK.8. Memasukkan kuvet berisi larutan blanko ke dalam alat UV-VIS dan menutupnya perlahan.9. Menekan tombol zero hingga nilai absorbansi yang diperoleh 0,0000 (maksimum toleransi absorbansi sebesar 0,0002)10. Mengklik start, muncul kotak, lalu memindahkan larutan ke solution dengan mengklik icon