SPEKTROFOTOMETRI UV/VIS

I. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat:

1. Menggunakan alat spektrofotometri UV/Vis

2. Menganalisis cuplikan secara spektrofotometri.

II. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan

Spektrofotometri Agilent 1 set

Kuvet/sel 1 buah

Labu takar 250, 100, dan 50 ml 10 buah

Gelas kimia 500 ml 2 buah

Pipet ukur 25 ml 1 buah

Pipet tetes 2 buah

Bola karet 1 buah

Corong gelas 1 buah

Bahan yang digunakan

Larutan Asam Benzoat 100 ppm

Larutan HCl 0,1 M

Sprite

You C 1000

Phanter

III. DASAR TEORI

Spektrofotometri merupakan suatu metode analisis yang didasarkan pada pengukuran

serapan sinar makromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik

dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan fototube atau tabung

foton hampa. Alat yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu suatu alat yang di gunakan

untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur

transmitan atau absorbansi dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi. Pada titrasi

spektrofotometri, sinar yang digunakan merupakan satu berkas yang panjangnya tidak

berbeda banyak antara satu dengan yang lainnya, sedangkan dalam kalorimetri perbedaan

panjang gelombang dapat lebih besar. Dalam hubungan ini dapat disebut juga

spektrofotometri adsorbsi atomic (Hardjadi, 1990).                                  

Spektrofotometer menghasilkan sinar dan spectrum dengan panjang gelombang tertentu dan

fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi.

Kebetulan spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari

sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma,

grating, atau celah optis. Pada fotometer filter dari berbagai warna yang mempunyai

spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter tidak

mungkin diperoleh panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang

gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya

seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,

monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel blanko dan suatu alat untuk mengukur

perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar,

2002).                                                                  

Sinar yang melewati suatu larutan akan terserap oleh senyawa-senyawa dalam larutan

tersebut. Intensitas sinar yang diserap tergantung pada jenis senyawa yang ada, konsentrasi

dan tebal atau panjang larutan tersebut. Makin tinggi konsentrasi suatu senyawa dalam

larutan, makin banyak sinar yang diserap.

  Macam-macam spektrofotometri dan perbedaannya:

Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasar sumber cahaya yang digunakan.

Diantaranya adalah sebagai berikut:                                                         

1. Spektrofotometri Vis (Visible)                    

Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar atau energi adalah

cahaya tampak (visible). Cahaya variable termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat

ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380-750 nm.

Sehingga semua sinar yang didapat berwarna putih, merah, biru, hijau, apapun itu, selama ia

dapat dilihat oleh mata. Maka sinar tersebut termasuk dalam sinar tampak (visible). Sumber

sinar tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampu Tungsten. Tungsten

yang dikenal juga dengan nama Wolform merupakan unsur kimia dengan simbol W dan

nomor atom 74. Tungsten memiliki titik didih yang tinggi (34 22 oC) dibanding logam lainnya.

Karena sifat inilah maka ia digunakan sebagai sumber lampu. Sampel yang dapat dianalisa

dengan metode ini hanya sample yang memiliki warna. Hal ini menjadi kelemahan tersendiri

dari metode spektrofotometri visible. Oleh karena itu, untuk sampel yang tidak memiliki

warna harus terlebih dahulu dibuat berwarna dengan menggunakan reagen spesifik yang akan

menghasilkan senyawa berwarna. Reagen yang digunakan harus benar-benar spesifik hanya

bereaksi dengan analat yang akan dianalisa. Selain itu juga produk senyawa berwarna yang

dihasilkan harus benar-benar stabil.

2. Spektrofotometri  UV (Ultraviolet)                                                                                    

Berbeda dengan spektrofotometri  visible, pada spektrofotometri UV berdasarkan interaksi

sampel dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Sebagai

sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium. Deuterium disebut juga heavy hidrogen. Dia

merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat berlimpah dilaut dan daratan. Inti atom

deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu

proton dan tidak memiliki neutrron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteras

yang berarti dua, mengacu pada intinya yang memiliki 2 partikel. Karena sinar UV tidak

dapat dideteksi dengan mata kita maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang

merupakan senyawa yang tidak memiliki warna, bening dan transparan. Oleh karena itu,

sampel tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna dengan penambahan reagen tertentu.

Bahkan sampel dapat langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat,

sampel keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau sentifungi. Prinsip dasar pada

spektrofotometri adalah sampel harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid/

suspensi.    

    

3. Spektrofotometri UV-Vis                                                                                                   

Merupakan alat dengan teknik spektrofotometer pada daerah ultra-violet dan sinar tampak.

Alat ini digunakan mengukur serapan sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu materi

dalam bentuk larutan. Konsentrasi larutan yang dianalisis sebanding dengan jumlah sinar

yang diserap oleh zat yang terdapat dalam larutan tersebut. Dalam hal ini, hukum Lamber

beer dapat menyatakan hubungan antara serapan cahaya dengan konsentrasi zat dalam

larutan. Dibawah ini adalah persamaan Lamber beer:

                                    A = - log T      = ε.b.c

Dimana :          

A = Absorbans                                                                                                 

T = Transmitan                                                                                                            

ε = absorvitas molar (Lcm-4 . mol-1)                                                                            

c = panjang sel (cm)                                                                                                    

b = konsentrasi zat (mol/jam)

Pada spektrofotometer UV-Vis, warna yang diserap oleh suatu senyawa atau unsur adalah

warna komplementer dari warna yang teramati. Hal tersebut dapat diketahui dari larutan

berwarna yang memiliki serapan maksimum pada warna komplementernya. Namun apabila

larutan berwarna dilewati radiasi atau cahaya putih, maka radiasi tersebut pada panjang

gelombang tertentu, akan secara selektif sedangkan radiasi yang tidak diserap akan diteruskan

(Day dan Underwood, 1986).

4. Spektrofotometri Inframerah                                                                                              

Dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan

panjang gelombang inframerah. Cahaya inframerah terbagi menjadi inframerah dekat,

inframerah pertengahan dan jauh. Inframerah pada spektrofotometri adalah inframerah jauh

dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 25-1000 µm. Pada spektro IR

meskipun bisa digunakan untuk mengidentisifikasi gugus fungsi pada suatu senyawa,

terutama senyawa organik. Setiap  serapan  pada  panjang  gelombang  tertentu

menggambarkan adanya suatu

gugus fungsi spesifik.

Hasil analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensif IR, terhadap

panjang gelombang. Untuk identisifikasi, signal sampel akan dibandingkan dengan signal

standar. Perlu juga diketahui bahwa sampel untuk metode ini harus dalam bentuk murni.

Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan mengganggu signal kurva

yang diperoleh (Day dan Underwood, 1986).

Terdapat juga satu jenis spektrofotometri IR lainnya yang berdasar pada penyerapan

sinar IR pendek. Spektrofotometri disebut Near Infrared Spectrogotometry (NIR). Aplikasi

NIR banyak digunakan pada industri pakan dan pangan guna menganalisa BB yang rutin dan

cepat.                 

            Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan

spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:

1. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan

blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis

termasuk zat pembentuk warna.

2. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa,

namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.

3. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat

rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi,

sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui

pengenceran atau pemekatan).

IV. LANGKAH KERJA

A. Analisis Benzoat

1. Membuat larutan induk Asam Benzoat 100ppm dalam 250 ml aquadest,

dan ditambahkan larutan HCl 0,01 M. Dan membuat larutan standar

benzoate yang akan diukur absorbansinya yaitu 2, 4, 6, 8, dan 10 ppm.

2. Membuat larutan HCl 0,1 M dalam 100 ml untuk ditambahkan pada

sampel yang akan dianalisis.

3. Soft drink.

Menghangatkan 20 ml softdrink dalam gelas kimia di atas hot plate untuk

membuang CO2 dan menyaring cairan hangat menggunakan kertas saring

untuk menyaring partikel yang mungkin ada. Setelah didinginkan ke suhu

ruang, dipipet sebanyak 4 ml ke dalam labu takar 100 ml, ditambahkan 10

ml 0,1 M HCl dan ditandabataskan. Menyiapkan sampel kedua yang

mengandung 2 ml softdrink dengan cara yang sama.

4. Mencatat baseline UV dari 210 nm ke 350 nm mengunakan air dalam

sampel dan kuvet referensi. Mencatat spectrum UV dari 5 larutan standar

benzoate dalam air. Mengukur absorbansi setiap standard dan dikurangkan

dengan baseline. Mempersiapkan grafik kalibrasi absorbansi terhadap

konsentrasi melewati garis nol.

B. Penentuan panjang gelombang serapan maksimum ( λmaks )

Menghidupkan alat spektrofotometer UV-VIS

Menekan F1 ( tasks ), memilih single WL / λ tunggal, menekan enter

Memasukkan λ minimum ( 450 nm ) menekan F6 ( done )

Memasukkan kuvet ( larutan blanko ) pada tempat kuvet pada alat

spektrofotometer , menekan F8 ( blank )

Mengganti kuvet, dengan kuvet 2 (larutan standar, misal Cs = 100 ppm )

Menekan F7 ( sampel ). Mencatat absorbansi pada 450 nm tersebut.

Menekan F2 ( setting ), memilih ┴ wavelength, menekan enter.

Memasukkan λ berikutnya ( misal 460 nm, dengan interview 10 nm ),

menekan F6 ( done )

C. Pembuatan kurva kalibrasi

Menekan tasks atau menekan F1

Memilih quantification, menekan enter

Memasukkan larutan blank sebagai standar nol ( konsentrasi nol ) dengan

menekan F7.

Mengganti kuvet yabg berisikan larutan standar ( mulai dari larutan standar

dengan konsentrasi terkecil ) lalu menekan F7.

Mengulangi langkan ( 4) dan ( 5) sampai semua larutan standar selesai

diukur.

Membaca kursor ke STDI dan menekan enter

Memasukkan nilai 0 ( pada concentration ) dan besi nama analyte menekan

next atau F7.

Untuk larutan standar 2, memasukkan nilai konsentrasinya

Mengulangi langkah ( a ) sampai semua larutan standar dimasukkan nilai

konsentrasinya.

Menekan done

D. Menganalisa sampel

Menekan F4 / sampel

Memasukkan kuvet 1 ( larutan blanko ) menekan F8 ( blank )

Mengganti dengan kuvet 2 ( larutan sampel 1 ), menekan F7 ( sampel )

Mengulangi langkah ( 2 ) dan ( 3 ) untuk keseluruhan sampel

Menekan F6 ( done )

E. Cara mematikan alat

Menekan system ( F5 )

Menekan tombol m

Memilih restart, menekan enter

Memilih yes

Menunggu proses inisialisasi selesai

Menekan tombol power ke off

V. DATA PENGAMATAN

1. Penentuan panjang gelombang maksimum

Panjang Gelombang (nm) Absorbansi

200 0,9992

210 0,3145

220 0,3613

230 0,3188

240 0,1143

250 0,0334

2. Penentuan kurva kalibrasi

Konsentrasi (ppm) Absorbansi

2 0,3848

4 0,7684

6 1,1439

8 1,5638

10 1,8633

3. Penentuan absorbansi sampel

Sampel Absorbansi

Sprite 1,2566

Phanter 2,8148

You C 1000 3,8148

VI. PERHITUNGAN

Pembuatan larutan

Larutan standar 100 ppm 500 ml Konsentrasi 2 ppm

V1 M1 = V2 M2

V1 100 ppm = 100 ml 2 ppm

V1 = 200100

= 2 ml

Konsentrasi 4 ppm

V1 M1 = V2 M2

V1 100 ppm = 100 ml 4 ppm

V1 = 400100

= 4 ml

Konsentrasi 6 ppm

V1 M1 = V2 M2

V1 100 ppm = 100 ml 6 ppm

V1 = 600100

= 6 ml

Konsentrasi 8 ppm

V1 M1 = V2 M2

V1 100 ppm = 100 ml 8 ppm

V1 = 800100

= 8 ml

Konsentrasi 10 ppm

V1 M1 = V2 M2

V1 100 ppm = 50 ml 10 ppm

V1 = 500100

= 5 ml

Konsentrasi Asam Benzoat pada sampel dengan perhitungan excel

Y = mx + c

Y = 0,187x + 0,019

R2 = 0,997

a.       Sampel 1 ( UC 1000 )

Y = 0,187x + 0,019

3,8148 = 0,187x + 0,019

x = 20,2983 ppm

b.      Sampel 2 ( Phanter )

Y = 0,187x + 0,019

2,8148 = 0,187x + 0,019

x = 14,9508 ppm

c.       Sampel 3 ( sprite )

Y = 0,187x + 0,019

1,256 = 0,187x + 0,019

x = 6,6149 ppm

Konsentrasi Asam Benzoat pada sampel secara manual

Menghitung Slope dan Intersept Secara Manual

X y x.y x2

2 0,3848 0,7696 4

4 0,7684 3,0736 16

6 1,1439 6,8634 36

8 1,5638 12,5104 64

10 1,8633 18,633 100

∑x=30 ∑y=5,7242 ∑x.y=41,85 ∑x2=220

Sloope = n .∑ xy−∑x.∑ yn .∑ x2− (∑x ) 2

= 5 (41,85 )− (5,7242 )(30)

5 (220 )−(30 ) 2

= 37,524

200

= 0,18762

Intersep = ∑x2.∑ y−∑x .∑ xyn .∑ x 2−(∑x ) 2

= (220 )(5,7242)−(41,85 )(30)

5 (220 )−(30 )2

= 3,824200

= 0,01912

Y = mx + c

Y = 0,18762x + 0,01912

a.       Sampel 1 ( UC 1000 )

Y = 0,18762x + 0,01912

3,8148 = 0,18762x + 0,01912

X = 20,2302 ppm

b.      Sampel 2 ( Phanter )

Y = 0,18762x + 0,01912

2,8148 = 0,18762x + 0,01912

x = 14,9003 ppm

c.       Sampel 3 ( sprite )

Y = 0,18762x + 0,01912

1,256 = 0,18762x + 0,01912

x = 6,5924 ppm

VI. ANALISA PERCOBAAN

Alat Spektrofotometri UV merupakan instrument untuk analisis spektrofotometri yang menggunakan sumber radiasi elektromagnetik ultra violet dengan menggunakan istrument spektrofotometer. Prinsip dari spektrofotometri UV adalah penyerapan sinar ultraviolet dengan suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari tingkat energi dasar ke tingkat energi tertinggi.

Pada percobaan kali ini digunakan alat spektrofotometri ultra violet kali ini digunakan asam benzoat sebagai larutan standarnya maka dari itu sampel yang digunakan pun menggunakan sampel yang mengandung benzoat. Sampel yang digunakan yakni UC 1000, Sprit, dan Panther. Panjang gelombang yang didapat yaitu 200 nm dengan nilai absorbansi 0,9992. Pada panjang gelombang ini digunakan untuk menganalisis kandungan asam benzoat yang terkandung dalam sampel.

Setelah melakukan percobaan didapat kadar asam benzoat dalam masing-masing sampel yaitu; UC 1000 memiliki konsentrasi 3,8148 dengan absorbansi 20,2007 , Sprite berkonsentrasi 1,2566 dengan nilai absorbansi 6,5943, dan Phanter memiliki konsentrasi 2,8148 dengan nilai absorbansi 14,8816.

Asam benzoat biasanya diggunakan pada industri makanan dan minuman, penggunaan asam benzoat dilegalkan di Indonesia. Namun jika penggunaannya melebihi batas maka dapat menyebabkan gangguan kesehatan. Kadar maksimum mengkonsumsi asam benzoat perhari yaitu 0 – 120 mg/kg untuk manusia dewasa, sedangkan pada balita tidak dianjurkan mengkonsumsi makanan atau minuman yang mengandung asam benzoat.

VII. KESIMPULAN

1. Panjang gelombang sinar ultra violet adalah 180 – 400 nm2. Panjang gelombang maksimum yang didapat yakni 200 nm dengan absorbansi

0,99923. Prinsip kerja dari alat spektrofotometer yakni berdasarkan pada absorbansi, cahaya

oleh komponen yang akan dianalisa sebagian cahaya tersebut akan diserap oleh komponen yang ada pada suatu sampel dan sisanya akan dipancarkan

4. Larutan standar yang didapat yakni Konsentrasi 2 ppm dengan absorbansi 0,3848 Konsentrasi 4 ppm dengan absorbansi 0,7684 Konsentrasi 6 ppm dengan absorbansi 1,1439 Konsentrasi 8 ppm dengan absorbansi 1,5638 Konsentrasi 10 ppm dengan absorbansi 1,8633

5. Larutan sampel yang didapat yakni UC 1000 dengan konsentrasi 3,8148 dan absorbansi 20,2007 Sprite dengan konsentrasi 1,2566 dan absorbansi 6,5943 Panther dengan konsentrasi 2,8148 dan absorbansi 14,8816

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet. Penuntun praktikum kimia analitik instrumen. 2014. Politeknik Negeri

Sriwijaya. Palembang

http://iamnovhie-yovita.blogspot.com/2012/12/pengionan-secara-

spektrofotometri.html

Skoog D.A and West D.M, principles of Instrumental analysis, Hit Pineart and

wisnton.inc , London, 198

Kurva Kalibrasi

Konsentrasi (ppm) Absorbansi

2 0,3848

4 0,7684

6 1,1439

8 1,5638

10 1,8633

1 3 5 7 9 110

0.5

1

1.5

2f(x) = 0.18762 x + 0.0191200000000016R² = 0.997852401120681

Absorbansi

Absorbansi Linear (Absorbansi )

konsentrasi (ppm)

abso

rban

si

IX. GAMBAR ALAT

spektrofotometer UV – VIS