Embed Size (px)
Citation preview
Nama Andreas Bimanda Cahyadi
NIM 145100100111015
Kelas A
Kelompo
k
A1
BAB VI
PENENTUAN KONSENTRASI ZAT WARNA MENGGUNAKAN
SPEKTROFOTOMETER UV-VIS
TUJUAN:
1. Membuat kurva standar kalium permanganat
2. Menentukan konsentrasi kalium permanganat dalam larutan sampel yang belum diketahui
konsentrasinya dengan metode spektrometri
A. PRE-LAB
1. Jelaskan prinsip dasar analisis menggunakan spektrofotometri UV-Vis!
Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan
sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik
dengan mengguankan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor Fototube.
Dalam analisis cara spektrofotometri UV-Vis terdapat dua daerah panjang gelombang
elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200-380 nm) dan daerah Visible (380-
700 nm) (Ambasta, 2008).
2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan spektrum cahaya tampak dan warna komplementer!
Cahaya tampak adalah sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik dengan rentang panjang
gelombang antara 400 – 700 nm (Yanoff, 2009).
Cahaya yang tampak atau cahaya yang dilihat dalam kehidupan sehari-hari disebut warna
komplementer. Misalnya suatu zat akan berwarna orange bila menyerap warna biru dari
spektrum sinar tampak dan suatu zat akan berwarna hitam bila menyerap semua warna yang
terdapat pada spektrum sinar tampak. (Esvandiari, 2009)
3. Jelaskan yang dimaksud dengan kurva standar/kurva baku! (25)
Kurva standar merupakan standar dari sampel tertentu yang dapat digunakan sebagai
pedoman ataupun acuan untuk sampel tersebut pada percobaan. Pembuatan kurva standar
bertujuan untuk mengetahui hubungan antara konsentrasi larutan dengan nilai absorbansinya
sehingga konsentrasi sampel dapat diketahui. Terdapat dua metode untuk membuat kurva
standar yakni dengan metode grafik dan metode least square. (Underwood, 2009)
4. Jelaskan hukum yang melandasi spektrofotometri ! (30)
Hukum yang melandasi spektrofotometri adalah hukum Lambert (1760), Beers (1852) dan
juga Bougher (Khopkar, 2006).
Bunyinya :
a. Ketika sinar radiasi monokromatik paralel memasuki sebuah media penyerap di sudut
yang tepat sejajar dengan permukaan medium, setiap lapisan kecil medium
mengurangi intensitas sinar yang masuk lapisan secara konstan.
b. Ketika cahaya monokromatik melewati medium transparan, tingkat penurunan
intensitas dengan ketebalan medium sebanding dengan intensitas cahaya.
c. Intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial sebagai mana
konsentrasi menyerap permukaan meningkat secara deret hitung.
Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :
A = log ( Io / It ) = a b c
Keterangan : Io = Intensitas sinar datang
It = Intensitas sinar yang diteruskan
a = Absorptivitas
b = Panjang sel/kuvet
c = konsentrasi (g/l)
A = Absorban
B. Diagram Alir
1. Penentuan panjang gelombang maksimum
Diencerkan menjadi 3 x 10-4 M
Larutan KMnO4 3 x 10-4 M dimasukkan kedalam kuvet
Diukur absorbansinnya pada panjang gelombang 500 – 580 nm
Dicatat nilai absorbansinya
Nilai absorbansi tertinggi
Larutan KMnO4 10-3 M
Panjang gelombang (λ) maksimum
2. Pembuatan kurva standar
Dimasukkan ke dalam masing – masing labu ukur
Dimasukkan kedalam 5 kuvet
Diukur absorbansinya (A) dengan menggunakan λ maksimum yang diperoleh sebelumnya
Dicatat nilai absorbansinya (A)
Dibuat kurva standar antara absorbansi (sumbu y) terhadap konsentrasi (sumbu x)
Larutan KMnO4 10-3 M
1 ml KMnO4 10-3 M 2 ml KMnO4 10-3 M 3 ml KMnO4 10-3 M
4 ml KMnO4 10-3 M 5 ml KMnO4 10-3 M
Kurva Standar
8 mlAquades
7 mlAquades
5 mlAquades
6 mlAquades
9 mlAquades
3. Pengukuran absorbansi sampel KMNO4
Dimasukkan kedalam kuvet
Diukur absorbansi pada λ maksimum yang digunakan pada pembuatan kurva standar
Dicatat nilai absorbansinya
Ditentukan konsentrasi larutan sampel dengan menggunakan kurva standar
Sampel KmnO4
Tinjauan Pustaka
Pengertian Spektrofotometri UV-Vis
Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran
serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang
spesifik dengan mengguankan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor
Fototube. Dalam analisis cara spektrofotometri UV-Vis terdapat dua daerah panjang
gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200-380 nm) dan daerah
Visible (380-700 nm). (Ambasta, 2008).
Pengertian spektrum cahaya tampak dan warna komplementer
Cahaya tampak adalah sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik dengan rentang
panjang gelombang antara 400 – 700 nm (Yanoff, 2009).
Cahaya yang tampak atau cahaya yang dilihat dalam kehidupan sehari-hari disebut
warna komplementer. Misalnya suatu zat akan berwarna orange bila menyerap warna biru
dari spektrum sinar tampak dan suatu zat akan berwarna hitam bila menyerap semua warna
yang terdapat pada spektrum sinar tampak. (Esvandiari, 2009)
Hukum yang melandasi spektrofotometri
Hukum yang melandasi spektrofotometri adalah hukum Lambert (1760), Beers (1852)
dan juga Bougher. (Khopkar, 2006).
Bunyinya :
a. Ketika sinar radiasi monokromatik paralel memasuki sebuah media penyerap di sudut
yang tepat sejajar dengan permukaan medium, setiap lapisan kecil medium
mengurangi intensitas sinar yang masuk lapisan secara konstan.
b. Ketika cahaya monokromatik melewati medium transparan, tingkat penurunan
intensitas dengan ketebalan medium sebanding dengan intensitas cahaya.
c. Intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial sebagai mana
konsentrasi menyerap permukaan meningkat secara deret hitung.
Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :
A = log ( Io / It ) = a b c
Keterangan : Io = Intensitas sinar datang
It = Intensitas sinar yang diteruskan
a = Absorptivitas
b = Panjang sel/kuvet
c = konsentrasi (g/l)
A = Absorban
DATA HASIL PRAKTIKUM
1. Panjang gelombang maksimum
Konsentrasi KMnO4 yang digunakan untuk mencari panjang gelombang maksimum =
3 x 10-4 M
Konsentrasi Panjang Gelombang Absorbansi
3 x 10-4 500 0,208
3 x 10-4 510 0,217
3 x 10-4 520 0,252
3 x 10-4 530 0,216
3 x 10-4 540 0,238
3 x 10-4 550 0,171
3 x 10-4 560 0,139
3 x 10-4 570 0,100
3 x 10-4 580 0,047
Panjang gelombang maksimum adalah 520 nm (Panjang gelombang maksimum
adalaah panjang gelombang yang menghasilkan absorbansi paling tinggi.)
490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 5900
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
f(x) = − 0.00209 x + 1.3046R² = 0.700315305686191
Panjang Gelombang Maksimum
AbsorbansiLinear (Absorbansi)
Panjang Gelombang
Abs
roba
nsi
2. Kurva Standart
Konsentrasi Larutan KMnO4 (M)
(sumbu X)
Absorbansi (diukur pada panjang
gelombang maksimum) (sumbu y)
1 x 10-4 0,129
2 x 10-4 0,164
3 x 10-4 0,241
4 x 10-4 0,324
5 x 10-4 0,417
0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.00060
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
f(x) = 736 x + 0.0342R² = 0.978532461432855
Kurva Standar
AbsorbansiLinear (Absorbansi)
Konsentrasi
A b
s o r
b n
a s i
3. Pengukuran absorbansi sampel KMnO4
Absorbansi sampel KMnO4 diukur pada panjang gelombang maksimum = 520 nm
Nama Sampel Absorbansi
Sampel A 0,233
Sampel B 0,335
Konsentrasi sampel A KMnO4 : Konsentrasi sampel B KMnO4 :
y = 736x + 0,0342 y = 736x + 0,0342
0,233 = 736x + 0,0342 0,335 = 736x + 0,0342
736x = 0,1998 736x = 0,3208
x = 2,71 x 10-4 M x = 4,36 x 10-4 M
4. Perhitungan Pengenceran
1. KMnO4 10-3 M menjadi 1 x 10-4 M
M1V1 = M2V2
10-3 x V1 = 1 x 10-4 x 10
V1 = 1 ml
2. KMnO4 10-3 M menjadi 2 x 10-4 M
M1V1 = M2V2
10-3 x V1 = 2 x 10-4 x 10
V1 = 2 ml
3. KMnO4 10-3 M menjadi 3 x 10-4 M
M1V1 = M2V2
10-3 x V1 = 3 x 10-4 x 10
V1 = 3 ml
4. KMnO4 10-3 M menjadi 4 x 10-4 M
M1V1 = M2V2
10-3 x V1 = 4 x 10-4 x 10
V1 = 4 ml
5. KMnO4 10-3 M menjadi 5 x 10-4 M
M1V1 = M2V2
10-3 x V1 = 5 x 10-4 x 10
V1 = 5 ml
PEMBAHASAN
Alat dan Bahan Keterangan
Spektrofotometer Untuk mendapatkan nilai absorbansi dari sebuah larutan
Kuvet Tempat sampel untuk diuji dengan menggunakan spektrofotometer
Tabung reaksi Tempat sampel sebelum dipindahkan ke dalam kuvet
Labu ukur Untuk menghomogenkan sampel
Gelas Beker Tempat mencampurkan larutan
Bulb Untuk menghisap larutan
Pipet ukur Digunakan untuk mengambil larutan dengan volume tertentu
Larutan KMnO4 10-3 M Bahan yang akan diencerkan menjadi 1 x 10-4 M, 2 x 10-4 M, 3 x
10-4 M, 4 x 10-4 M dan 5 x 10-4 M untuk selanjutnya diuji nilai
absrobansinya.
Larutan KMnO4 sampel A Bahan yang diuji nilai absorbansinya dan selanjutnya akan
dihitung konsentrasinya menggunakan kurva standar
Larutan KMnO4 sampel B Bahan yang diuji nilai absorbansinya dan selanjutnya akan
dihitung konsentrasinya menggunakan kurva standar
Aquades Untuk mengencerkan bahan
1. Penentuan Panjang Gelombang Maksimum
Analisa Prosedur
Prinsip kerja dari spektrofotometer uv-vis adalah mengukur nilai absorbansi atau nilai
cahaya yang diserap suatu larutan untuk menentukan konsentrasi dari larutan tersebut
dengan menggunakan persamaan dalam kurva standar. Hukum yang dijadikan
landasan dalam spektrofotometri adalah hukum Lambert-Beer. “Jika suatu cahaya
monokromator melalui suatu media yang transparan, maka intensitas cahaya yang
datang dibanding intensitas cahaya yang diteruskan sebanding dengan absorbansi serta
absorbtivitas molar (koefisien ekstingsi molar), tebal media (kuvet) dan konsentrasi
larutan”. Cara pengukuran absorbansi larutan standart untuk menentukan λ maksimum
adalah sebagai berikut :
Pertama yang dilakukan adalah mempersiapkan larutan KMnO4 10-3 M. Lalu
mengambil sebanyak 3 ml larutan KMnO4 10-3 M, memasukkan ke dalam gelas beker
dan mengencerkannya dengan menambahkan aquades secukupnya. Setelah itu
memasukkan ke dalam labu ukur 10 ml, menambahkan kembali aquades hingga tanda
batas untuk selanjutnya dilakukan proses homogenisasi. Setelah itu dilakukan proses
homogenisasi kemudian dipindahkan ke dalam tabung reaksi. Mengambil larutan
KMnO4 3 x 10-4 M secukupnya dengan menggunakan pipet dan memindahkan ke
dalam kuvet hingga tanda batas (Digunakan larutan KMnO4 3 x 10-4 M sebagai larutan
stnadar dikarenakan sifatnya yang tidak terlalu encer maupun terlalu pekat).
Menyalakan spektrofotometer dan membiarkan terlebih dahulu selama 15 menit.
Menekan tombol arah kiri untuk mengatur panjang gelombang. Menekan tombol atas
atau bawah untuk menentukan panjang gelombang yang akan ditentukan. Mengatur
panjang gelombang pertama sebesar 500 nm hingga panjang gelombang terakhir
sebesar 580 nm. Menekan tombol √ berwarna ungu. Memasukkan larutan blanko di
dalam kuvet ke dalam tempat kuvet (Cara dalam memegang kuvet harus diperhatikan,
yang dipegang adalah sisi kasar/buram dan bukan sisi halus/transparan karena apabila
sampai terpegang, maka kotoran, protein, minyak/keringat akan mempengaruhi nilai
absorbansi, saat meletakkan kuvet pada tempatnya, segitiga di atas kuvet harus sesuai
segitiga pada spektrofotometer). Menekan tombol hijau untuk menembak larutan
blanko dengan cahaya. Menunggu hingga nilai absorbansi terbaca. Setelah terbaca,
menekan tombol biru bertuliskan OA/100% T untuk menetralkan. Mengeluarkan
larutan blanko dan memasukkan larutan KMnO4 3 x 10-4 M. Menekan tombol hijau
untuk menembakan cahaya dan mengetahui nilai absorbansi. Mencatat nilai
absorbansi. Nilai λ maksimum berdasarkan nilai absorbansi teringgi yang diperoleh
yaitu 0,252 adalah 520 nm.
Analisa Hasil
Penentuan konsentrasi KMnO4 dilakukan dengan menggunakan
spektrofotometri UV-Vis. Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara
spektrofotometri UV dan VIS yang menggunakan dua buah sumber cahaya yang
berbeda yakni sumber cahaya UV dan visible. Proses absorpsi sinar yang dilewatkan
dalam sampel secara umum sama pada spektrofotometri yang lainnya, ketika cahaya
datang engan berbagai panjang gelombang mengenai suatu zat, maka cahaya dengan
panjang gelombang tertentu saja yang akan diserap. Suatu molekul yang memegang
peranan penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang ada sehingga terbentuk
suatu materi. Ketika cahaya mengenai sampel sebagian akan diserap, sebagian akan
dihamburkan, dan sebagian lagi akan diteruskan. Cahaya yang diserap diukur sebagai
absorbansi (A) sedangkan cahaya yang dihamburkan diukur sebagai transmitansi (T),
yang dinyatakan dengan hukum Lambert-Beer yang bunyinya “jumlah radiasi cahaya
tampak (ultraviolet,inframerah, dan lain-lain) yang diserap atau ditransmisikan oleh
suatu larutan merupakan fungsi eksponen dari konsentrasi zat dan tebal larutan”
(Windy, 2013).
Panjang gelombang yang digunakan pada percobaan ini yaitu 525.40 nm untuk
KMnO4. Panjang gelombang ini didapatkan dari memindai panjang gelombang
menggunakan larutan standar, proses pemindaian ini dinamakan mencari λ
maksimum. Penetapan panjang gelombang maksimum dilakukan untuk mengetahui
pada panjang gelombang berapa menghasilkan nilai serapan paling maksimum pada
sampel, sehingga hasil pengukuran pun akurat dan memperkecil galat.
Panjang gelombang maksimum ditentukan dengan cara membuat deret standar
KMnO4 dalam berbagai konsentrasi. Larutan standar KMnO4 0,01 M, dibuat secara
terpisah dengan mengencerkan 1 ml, 2 ml, 3ml, 4ml, dan 5 mL larutan baku tersebut
dengan larutan aquades dalam labu takar 10 mL. Setelah mendapatkan nilai panjang
gelombang maksimum, selanjutnya larutan standar KMnO4 dan sampel diukur pada
panjang gelombang tersebut. Dari pengukuran tiap larutan standar akan diperoleh
persamaan regresi linear yang akan digunakan untuk menentukan konsentrasi KMnO4
dalam larutan sampel.
2. Penentuan Kurva Standar
Larutan KMnO4 10-3 M diencerkan menjadi 1 x 10-4 M, 2 x 10-4 M, 3 x 10-4 M, 4 x 10-4
M dan 5 x 10-4 M dengan menggunakan rumus pengenceran M1V1 = M2V2.
M1: Konsentrasi Awal (10-3 M)
V1: Volume Awal
M2: Konsentrasi Akhir (1 x 10-4 M, 2 x 10-4 M, 3 x 10-4 M, 4 x 10-4 M, 5 x 10-4 M)
V2: Volume Akhir (10 ml)
Sehingga didapatkan volume awal untuk masing – masing larutan secara berurutan
adalah 1 ml, 2 ml, 3 ml, 4 ml dan 5 ml. Lalu memasukkan larutan tersebut ke dalam
masing – masing labu ukur. Menambahkan sampai tanda batas (volumenya 10 ml).
Menutup labu ukur dengan penutup dan menghomogenkan larutan. Memindahkan
larutan dalam labu ukur ke dalam masing – masing tabung reaksi yang telah dilabeli
terlebih dahulu. Dengan menggunakan pipet, mengambil masing – masing larutan dan
masukkannya ke dalam masing – masing kuvet. Menyalakan Spektrofotometer Uv-Vis
dan membiarkannya selama 15 menit, menekan tombol arah kiri, mengatur λ sebesar
520 nm sesuai nilai λ maksimum yang telah diperoleh dipercobaan sebelumnya.
Menekan tombol √ berwarna ungu. Memasukkan larutan blanko lalu menekan tombol
hijau, setelah nilai absorbansi terbaca, menekan tombol biru untuk mengkalibrasi.
Mengeluarkan larutan blanko, lalu memasukkan larutan KMnO4 yang telah diencerkan
menjadi 1 x 10-4 M ke dalam tempat kuvet, selanjutnya menekan tombol hijau lalu
mencatat nilai absorbansinya, mengeluarkan larutan KMnO4 1 x 10-4 M dan secara
bergantian melakukan kegiatan yang sama untuk larutan KMnO4 2 x 10-4 M, 3 x 10-4
M, 4 x 10-4 M dan 5 x 10-4 M. Setelah mencatat nilai absorbansi semua larutan,
kemudian membuat kurva standar dengan konsentrasi KMnO4 sebagai sumbu x dan
nilai absorbansi sebagai sumbu y. Setelah itu akan didapatkan persamaan yang akan
menjadi acuan untuk percobaan selanjutnya (Widarsih, 2007).
3. Hasil Konsentrasi Sampel KMnO4
Setelah di uji dengan menggunakan spektrofotometer dengan panjang
gelombang acuan sebesar 520 nm, di dapatkan nilai absorbansi larutan KMnO4 sampel
A sebesar 0,233 dan untuk sampel B sebesar 0,355. Untuk menentukan konsentrasi
dari larutan KMnO4 sampel tersebut, maka harus dimasukkan ke dalam persamaan
kurva standar yang diperoleh yaitu sebesar y = 736x + 0,0343 dan R2 = 0,9785 (sumbu
y adalah nilai absorbansi dan sumbu x adalah konsentrasi). Setelah dimasukkan dan
dihitung diperoleh hasil konsentrasi untuk larutan KMnO4 sampel A sebesar 2,71 x
10-4 M dan larutan KMnO4 sampel B sebesar 4,36 x 10-4 M.
Faktor – faktor yang dapat mempengaruhi nilai absorbansi antara lain (Widarsih,
2007) :
a) Tebal dan bahan penyusun dari media atau kuvet yang digunakan seperti
penggunaan gelas atau kuartz.
b) Intensitas Cahaya, saat kuvet ditembak dengan cahaya, maka harus diusahakan
agar tidak ada cahaya luar yang masuk karena dapat mempengaruhi nilai
absorbansinya.
c) Sisi halus/transparan tersentuh sehingga kotoran, protein, lemak, dan keringat ikut
menempel dan mempengaruhi nilai absorbansi, maka dari itu sebelum dimasukkan
ke dalam tempat kuvet, sisi halus harus terlebih dahulu dibersihkan menggunakan
tisue, saat membersihkan haruslah satu arah saja.
d) Adanya cahaya yang dihamburkan atau dipantulkan sehingga tidak terserap oleh
larutan.
e) Jenis pelarut, pH larutan, suhu larutan dan suhu luar juga dapat mempengaruhi
nilai absorbansi.
Jadi, kelima faktor di atas adalah penyebab dari adanya perbedaan nilai absrobansi
larutan KMnO4 3 x 10-4 M di percobaan pertama dan kedua.
KESIMPULAN
Analisis kimia dengan metode spektrofotometri didasarkan pada interaksi panjang
gelombang tertentu yang sempit dan mendekati monokromatik dengan molekul dari suatu
materi. Interaksi tersebut meliputi proses adsorpsi, emisi, refleksi dan transmisi radiasi
elektromagnetik oleh atom-atom atau molekul dalam suatu materi. Hal ini didasarkan pada
kenyataan bahwa molekul selalu mengabsorbsi cahaya elektromagnetik jika frekuensi cahaya
tersebut sama dengan frekuensi getaran dari molekul tersebut. Alat yang digunakan dalam
pengukurannya disebut spektrofotometer. Spektrofotometer merupakan penggabungan dua
alat yaitu spektrometer sebagai penghasil sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer sebagai alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan,
direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang.
Kurva standar dibuat dari hasil uji nilai cahaya atau absorbansi larutan KMnO4 dengan
volume yang berbeda. Dalam penentuan konsentrasi sampel larutan KMnO4 menggunakan
rumus yang ada di persamaan kurva standar dengan γ sebagai nilai absorbansi dan χ sebagai
konsentrasi. Analisis KMnO4 dapat dilakukan secara simultan dengan menggunakan
spektrofotometri pada panjang gelombang maksimum untuk KMnO4 yaitu 520 nm.
DAFTAR PUSTAKA
Ambasta, B.K. 2008. Chemistey for Engineers. New Delhi: Laxmi Publications
Esvandiari. 2009. KIMIA. Jakarta: PT. Niaga Swadaya.
Khopka, S.M. 2006. Basic Concepts of Analytical Chemistry. New Delhi: New Age
International.
Underwood,A.L dan R.A day, J.R. 2009. Analisis Kimia Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.
Widarsih, Wiwi R, Arief R, dan Rohayati S. 2007. Spektrofotometri. Bogor : SMAK Bogor.
Windy S, Fatimawati, dan Aditya Y. 2013. Identifikasi dan penetapan kadar asam benzoat
pada kecap asin. Manado: Pharmacon.
Yanoff, Myron, Jay S. Duker dan James J. Augsburger. 2009. Ophthalmology Ed. 3. China:
Elsevier Health Sciences.
Tanggal NilaiParaf
Asisten
