SPEKTROMETER ULTRA VIOLET 2

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Menggunakan alat spektrofotometer Ultraviolet

2. Menganalisis cuplikan secara spektrofotometri

II. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

Alat yang digunakan

a. Spektrofotometer Agilent

b. Kuvet/sel

c. Labu takar 250 ml

d. Labu takar 100 ml

e. Labu takar 50 ml

f. Gelas kimia 100 ml

g. Pipet ukur 10 ml

h. Batang pengaduk dan spatula

i. Corong gelas

j. Pipet tetes

k. Bola hisap

l. Botol semprot

Bahan yang digunakan

a. Natrium Asetat

b. Hidroksilamin

c. Ferroamonium Sulfat

d. Fenantrolin

e. Sampel yang mengandung Fe (Milo dan Goodday)

III. DASAR TEORI

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari

spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah

alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di

absorpsi.

Spektrofotometri merupakan bagian dari fotometri dan dapat

dibedakan dari filter fotometri sebagai berikut ;

Sumber radiasi

Sumber yang biasa digunakan lampu hidrogen atau deuterium

untuk pengukuran UV dan lampu tungsten untuk pengukuran

cahaya tampak.

Monokromator

Digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang

monokromatis. Alatnya berupa prisma ataupun grating. untuk

mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil

penguraian dapat digunakan celah

Sel / Kuvet

Pada pengukuran di daerah sinar tampak kuvet kaca dapat

digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus

menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya

pada daerah ini. Umumnya tebal kuvetnya adalah 1 cm, tetapi

yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat digunakan.

Detektor

Peranan detektor adalah memberikan respon terhadap cahaya

pada berbagai panjang gelombang.

Pada umumnya ada beberapa jenis spektrofotometri yang sering digunakan

dalam analisis secara kimiawi, antara lain:

a. Spektrofotometri UV (ultra violet)

b. Spektrofotometri Vis (visibel)

c. Spektrofotometer UV-VIS

Spektrofotometri UV

Spektrofotometri UV adalah pengukuran suatu interaksi antara radiasi

elektromagnetik dan molekul atau atom dari suatu zat kimia. Jangkauan

panjang gelombang untuk daerah ultraviolet adalah 190-380 nm. Sebagai

sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.Deuterium disebut juga

heavy hidrogen. Dia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang terdapat

berlimpah di laut dan daratan.

Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu neutron, sementara

hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak memiliki neutron. Nama

deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteros, yang berarti ‘dua’,

mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel.Karena sinar UV tidak

dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar

ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan

transparan.Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat

berwarna dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat

langsung dianalisa meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat,

sample keruh tetap harus dibuat jernih dengan filtrasi atau centrifugasi.

Prinsip dasar pada spektrofotometri adalah sample harus jernih dan larut

sempurna. Tidak ada partikel koloid apalagi suspensi.Spektrofotometri

UV memang lebih simple dan mudah dibanding spektrofotometri visible,

terutama pada bagian preparasi sample. Namun harus hati-hati juga,

karena banyak kemungkinan terjadi interferensi dari senyawa lain selain

analat yang juga menyerap pada panjang gelombang UV. Hal ini

berpotensi menimbulkan bias pada hasil analisa.

Sinar ultraviolet terbagi menjadi 2 jenis yaitu ultraviolet jauh dan

ultraviolet dekat. Ultraviolet jauh memiliki rentang panjang gelombang ±

10-200 nm, sedangkan ultraviolet dekat memilki rentang panjang

gelombang ± 200-400 nm. Zat yang dapat dianalisis menggunakan

spektrofotometri UV adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut

tidak berwarna. Senyawa-senyawa organik sebagian besar tidak berwarna

sehingga spektrofotometer UV lebih banyak digunakan dalam analisis

senyawa organik khususnya dalam penentuan struktur senyawa organik.

Radiasi ultraviolet diabsorpsioleh molekul organik aromatik, molekul

yang mengandung π terkonjugasi dan atau atom yang mengandung

elektron –n, menyebabkan transisi elektron di orbital terluarnya dari

tingkat energi elektron dasar ke tingkat energi elektron tereksitasi lebih

tinggi. Besarnya serapan radiasi tersebut sebanding dengan banyaknya

molekul analit yang mengasorpsi sehingga dapat digunakan untuk analisis

kuantitatif.

Gugus fungsi yang menyerap radiasi di daerah ultraviolet dekat dan

daerah tampak disebut khromofor dan hampir semua khromofor

mempunyai ikatan tak jenuh. Pada khromofor jenis ini transisi terjadi dari

π π*, yang meyerap pada λmaks kecil dari 200 nm (tidak terkonjugasi),

misalnya pada >C=C< dan -C≡C-. Khromofor ini merupakan tipe transisi

dari sistem yang mengandung elektron π pada orbital molekulnya. Untuk

senyawa yang mempunyai sistem konjugasi, perbedaan energi antara

keadaan dasar dan keadaan tereksitasi menjadi lebih kecil sehingga

penyerapan terjadi pada panjang gelombang yang lebih besar.

Gugus fungsi seperti –OH. –NH2, dan –Cl yang mempunyai elektron-

elektron valensi bukan ikatan disebut auksokhrom yang tidak menyerap

radiasi pada panjang gelombang lebih besar dari 200 nm, tetapi menyerap

kuat pada ultraviolet jauh. Bila suatu auksokhrom mengikat pada suatu

khromofor, maka pita serapan khromofor bergeser ke panjang gelombang

yang lebih panjang (efek batokhrom) dengan intensitas yang lebih kuat.

Efek hipsokhrom adalah suatu pergeseran pita serapan ke panjang

gelombang yang lebih pendek yang sering terjadi bila muatan positif

dimasukan kedalam molekul dan bila pelarut berubah dari non polar ke

pelarut polar.

.Klasifikasi sinar tampak beserta warna komplementernya yaitu sebagai berikut

Panjang gelombang (nm) WarnaWarna

komplementer

400-435 Violet/ungu/lembayung Hijau kekuningan

435-480 Biru Kuning

480-490 Biru kehijauan Jingga

490-500 Hijau kebiruan Merah

500-560 Hijau Ungu kebiruan

560-580 Hijau kekuningan Ungu

580-610 Jingga Biru kehijauan

610-680 Merah Hijau kebiruan

680-800 Ungu kemerah-merahan Hijau

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

A. Pembuatan Larutan Standar ( Larutan Kalibrasi )

1. Melarutkan 4,3175 gr NH4Fe(SO4)2 . 12 H2O dalam labu takar 500 ml.

2. Memindahkan larutan dengan jumlah masing-masing 0, 1, 2, 4 ke dalam

masing-masing labu takar 100 ml. menambahkan masing-masing dengan

5 ml CH3COONa, 5 ml H3NO dan Fenantrolin sebanyak 2-3 tetes.

3. Mengencerkan sampai tanda batas

4. Menghitung konsentrasi dari tiap-tiap larutan

B. Persiapan Sampel

1. Mengambil 10ml dan memasukkannya ke dalam laut takar 100ml

2. Menyaring sampel dengan kertas saring

3. Menambahkan larutan sampel dengan 5 ml CH3COONa, 5 ml H3NO

dan Fenantrolin sebanyak 2-3 tetes.

4. Mengencerkan hingga tanda batas

C. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum

1. Menghidupkan alat spektrofotometer UV/VIS

2. Menekan F1 (tasks) memilih single WL (gelombang tunggal), lalu

menekan enter

3. Memasukkan gelombang maksimum (450 nm), menekan F6 (done)

4. Memasukkan kuvet1 (larutan blanko) pada tempat kuvet pada alat

spektrofotometer, menekan F8 (blank)

5. Mengganti kuvet1 dengan kuvet2 (larutan standar, missal Cs = 100 ppm),

tekan F7 (sampel). Catat absorbansi pada 450 nm tersebut.

6. Menekan F2 (setting),pilih 1 wevelenghth, menekan enter

7. Memasukkan gelombang berikutnya (460 nm, dengan interval 10nm),

menekan F6 (done)

8. Mengulangi langkah (d) hingga langkah (g) hingga gelombang= 750 nm

D. Menganalisa Sampel

1. Menekan F4/sampel

2. Memasukkan kuvet 1 (larutan blanko), menekan F8 (blank)

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

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

5. Menekan F6 (done)

6. Menekan graphic/F6

7. Menekan mark/F6, memilih peaks ,menekan enter

8. Menekan print/F6, memilih set up, menekan enter

9. Menekan serial, memilih bandrate 38400, bits 8 dan parity even

10. Menekan F6/done 2x

11. Menekan F6

E. Cara Mematikan Alat

1. Menekan system (F5)

2. Menekan tombol m

3. Memilih restart, menekan enter

4. Memilih yes

5. Menunggu proses inisialisasi selesai

6. Menekan tombol power ke off

V. DATA PENGAMATAN

1. Penentuan panjang gelombang maksimum

λ maksimum(nm)

absorbansi

450 0,3176

470 0,3512

490 0,3625

510 0,3716

530 0,2874

550 0,1321

2. Penentuan kalibrasi larutan standar

Volume NH4Fe (SO4) 2

(ml)

Konsentrasi

(ppm)absorbansi

0 0 0,0956

1 9,55 0,3153

2 19,11 0,5508

4 38,22 0,9936

3. Penentuan sampel (secara teori)

no SampelKonsentrasi

(ppm)absorbansi

1 milo 3,838 0,1851

2 goodday 5,608 0,2161

VI. PERHITUNGAN

a. Penentuan konsentrasi larutan Standar

Secara teori

Ppm = (Ar/Mr) x gr NH4Fe (SO4) 2

L

1000 mg/L = (55,84/482,18) x gr NH4Fe (SO4) 2

0,5 L

1000 mg/L x 0,5 L = 0,1158 x gr NH4Fe (SO4) 2

gr NH4Fe (SO4) 2 = 500 mg /0,1158

= 4317 mg

= 4,317 gr

Secara praktikum

mg fe = (Ar/Mr) x gr NH4Fe (SO4) 2

= (55,84/482,18) x 4,1218 gr

= 0,4773 gr x 1000

= 477,3 mg

Ppm = mg/ L

= 477,3 mg / 0,5 L

= 955,59 ppm

Pengenceran

V1 x m1 = v2 x m2

- 0 ml

0 ml x 955,59 ppm = 100 x m2

M = 0 ppm

- 1 ml

1 ml x 955,59 ppm = 100 x m2

M = 9,55 ppm

- 2 ml

2 ml x 955,59 ppm = 100 x m2

M = 19,11 ppm

- 4 ml

4 ml x 955,59 ppm = 100 x m2

M = 38,22 ml

Tabel larutan standar

no x y x2 xy

1 0 0,0956 0 0

2 9,55 0,3153 91,2025 3,011115

3 19,11 0,5508 365,1921 10,52579

4 38,22 0,9936 1460,768 37,97539

total 66,88 1,9553 1917,163 51,5123

m = (n. Σ XY) – (ΣX. ΣY)

(n. Σ X2) – (Σ X)2

= (4. 51,5123) – (66,88. 1,9553)

(4. 1917,163) – (66,88)2

= 0,0235

C = (ΣY. Σ X 2 ) – (ΣX. Σ XY)

(n. Σ X2) – (Σ X)2

= (1,9553. 1917,163) – (66,88. 51,5123)

(4. 1917,163) – (66,88)2

= 0,0949

Persamaan : y = mx + c

Y = 0,0235x + 0,0949

b. Penentuan konsentrasi sampel

- Sampel 1 (milo)

Y = 0,0235x + 0,0949

0,1851 = 0,0235x + 0,0949

X = (0,1851 – 0,0949)

0,0235

X = 3, 838 ppm

- Sampel 2 (goodday)

Y = 0,0235x + 0,0949

0,2161 = 0,0235x + 0,0949

X = (0,2161 – 0,0949)

0,02161

X = 5,608 ppm

KURVA

1. Penentuan panjang gelombang maksimum

440 460 480 500 520 540 5600

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

hubungan λ vs absorbansi

Series2

λ maksimum

abso

rban

si

2. Kurva kalibrasi larutan standar

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

f(x) = 0.0235561227312451 x + 0.0949666279335828R² = 0.999871758340645

Hubungan konsentrasi dengan absorbansi

Series2Linear (Series2)

konsentrasi(ppm)

abso

rban

si

VII. ANALISA PERCOBAAN

Percobaan ini berjudul “spektrometer Ultraviolet”. Percobaan ini bertujuan

untuk dapat menggunakan alat spektrometer UV dan menganalisis cuplikan

secara spektrofotometri. mengetahui cara menentukan nilai maks (panjang

gelombang maksimum) sebagai parameter penting dalam analisa spektrofotometri

UV.

Spektrofotometri adalah analisa instrumen yang membahas tentang molekul

dan radiasi elektromagnetik yang mempunyai struktur umum. Spektrofotometri

adalah suatu metode analisi kimia yang di gunakan untuk menerapkan kadar suatu

zat atau senyawa dengan menggunakan alat yang biasa disebut spektrofotometer.

Dari percobaan yang telah kami lakukan mengenai spektrometer UV dapat

dianalisa bahwa Panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal,

dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang

gelombang dari satu larutan baku pada konsentrasi tertentu.

Digunakan panjang gelombang yang maksimal karena panjang gelombang

maksimal memiliki kepekaan maksimal sebab terjadi perubahan absorbansi yang

paling besar serta panjang gelombang maksimal bentuk kurva absorbansi

memenuhi hukum Lambert-Beer. Jadi panjang gelombang yang diambil adalah

510 dengan adsorbansi 0,3716 .sampel yang kami gunakan pada percobaan in

adalah Sampel yang mengandung Fe yaitu Milo dan Goodday dalam 100 ml labu

ukur,dimana hasil yang didapatkan pada Milo sebesar 0,1851 sedangkan Goodday

0,2101. Tertera pada label kemasan tersebut, Milo mengandung Fe sebesar 10%

sedangkan Goodday mengandung Fe sebesar 4%.

VIII. KESIMPULAN

1. 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

2. Secara garis besar spektrofotometer terdiri dari bagian-bagian yang

penting, yaitu sumber cahaya, monokromator, kuvet, detektor,

amplifier, dan indikator

3. Pada percobaan ini didapatkan hasil panjang gelombang

maksimum 510 dengan adsorbansi 0,3716

PERTANYAAN

1. Apa yang dimaksud dengan spektofotometri ?

Spektrofotometri adalah sebuah metode analisis untuk mengukur

konsentrasi suatu senyawa berdasarkan kemampuan senyawa tersebut

mengabsorbsi berkas sinar atau cahaya. Spektrofotometri adalah alat

yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer, yang menghasilkan

sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sementara

fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan

atau diabsorpsi

2. Apa perbedaan dari spektrofotometri UV – VIS?

- Pada spektrofotometri Visible (VIS) yang digunakan sebagai sumber

sinar/energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk

spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia.

Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm.ehingga

semua sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia. Sumber sinar

tampak yang umumnya dipakai pada spektro visible adalah lampu

Tungsten. Tungsten yang dikenal juga dengan nama Wolfram

merupakan unsur kimia dengan simbol W dan no atom 74. Tungsten

mempunyai titik didih yang tertinggi (3422 ºC) dibanding logam

lainnya. karena sifat inilah maka ia digunakan sebagai sumber lampu.

- Berbeda dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV

berdasarkan interaksi sample 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 di

laut dan daratan. Inti atom deuterium mempunyai satu proton dan satu

neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan tidak

memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani,

deuteros, yang berarti ‘dua’, mengacu pada intinya yang memiliki dua

pertikel.Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka

senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan

senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan.

3. Sebutkan fungsi komponen spektofotometer?

- Sumber cahaya

Sumber cahaya pada spektrofotometer harus memiliki panacaran radiasi

yang stabil dan intensitasnya tinggi. Sumber  cahaya pada

spektrofotometer UV-Vis ada dua macam :

a. Lampu Tungsten (Wolfram)

Lampu ini digunakan untuk mengukur sampel pada daerah tampak.

Bentuk lampu ini mirip dengna bola lampu pijar biasa. Memiliki panjang

gelombang antara 350-2200 nm. Spektrum radiasianya berupa garis

lengkung. Umumnya memiliki waktu 1000jam pemakaian.

b. Lampu Deuterium

Lampu ini dipakai pada panjang gelombang 190-380 nm.

Spektrum energy radiasinya lurus, dan digunakan untuk mengukur sampel

yang terletak pada daerah uv. Memiliki waktu 500 jam pemakaian.

- Monokromator adalah alat yang akan memecah cahaya polikromatis

menjadi  cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang

gelombang tertentu.

- Kompartemen sampel. Kompartemen ini digunakan sebagai tempat

diletakkannya kuvet. kuvet merupakan wadah yang digunakan untuk

menaruh sampel yang akan dianalisis. Pada spektrofotometer double

beam, terdapat dua tempat kuvet. Satu kuvet digunakan sebagai

tempat untuk menaruh sampel, sementara kuvet lain digunakan untuk

menaruh blanko. Sementara pada spektrofotometer single beam,

hanya terdapat satu kuvet.

- Detektor 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).

- Visual display. Merupakan system baca yang memperagakan besarnya

isyarat listrik, menyatakan dalam bentuk % Transmitan maupun

Absorbansi.

4. Jelaskan hukum Lamber-Beer?

- Hukum Lambert-Beer menyatakan hubungan linieritas antara

absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik

dengan transmitan.

Dalam hukum Lambert-Beer tersebut ada beberapa pembatasan:

Sinar yang digunakan dianggap monokromatis. Penyerapan terjadi

dalam suatu volume yang mempunyai penampang yang sama.

Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung

terhadap yang lain dalam larutan tersebut. Tidak terjadi fluorensensi

atau fosforisensi. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi

larutan

Hukum Lambert-Beer dinyatakan dalam rumus sbb :

A = e.b.c

dimana :

A = absorban

e = absorptivitas molar

b = tebal kuvet (cm)

c = konsentrasi

IX. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet.Kimia Analitik Instrument.

“SpektrometerUltraviolet”.2015.Politeknik Negeri Sriwijaya.

X. GAMBAR ALAT

Spektrofotometer Erlenmeyer

Labu Takar