HUBUNGAN SERAPAN DENGAN KADAR ZAT DALAM LARUTAN

Laporan Praktikum  ke-7                             Hari/tanggal : Kamis/30 Maret 2017

Biokimia Nutrisi                                          Tempat Praktikum : Laboratorium Terpadu

                                                                     Asisten: Afdola R Nasution

HUBUNGAN SERAPAN DENGAN KADAR ZAT DALAM LARUTAN

Irvan Triansyah

D24160115

Kelompok 3

                                                                       

DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN

FAKULTAS PETERNAKAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2017

PENDAHULUAN

Latar Belakang

       Spektrofotometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur atau menganalisa panjang gelombang cahaya dengan akurat yaitu dengan menggunakan kisi difraksi, atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang cahaya yang berbeda (Yulianto dan Hatta 2011). Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dengan spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Prinsip kerja alat spektrofotometer adalah dengan sampel menyerap radiasi (pemancar) elektromagnetis yang pada panjang gelombang tertentu dapat terlihat. Larutan tembaga (Cu) misalnya berwarna biru karena larutan tersebut menyerap warna komplementer, yaitu kuning. Semakin banyak molekul tembaga per satuan volume, semakin banyak pula cahaya kuning yang diserap, dan semakin tua warna biru larutannya (Ramadhani et al. 2013).

       Jenis-jenis spektrofotometer berdasarkan sumber yang digunakan yaitu yang pertama Spektroskopi Visible (Cahaya tampak), spektroskopi ini yang digunakan sebagai sumber sinar atau energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 - 750 nm. Kedua yaitu Spektroskopi UV (Ultraviolet), spektroskopi UV berdasarkan interaksi dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. 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. Sehingga sampel keruh harus dibuat jernih dengan filtrasi atau sentrifugasi. Prinsip dasar pada spektroskopi adalah sampel harus jernih dan larut sempurna, tidak ada partikel koloid apalagi suspensi. Ketiga yaitu Spektroskopi UV-VIS (Ultraviolet-Visible) Spektroskopi ini merupakan gabungan antara spektroskopi UV dan Visible. Spektroskopi UV-VIS menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Keempat yaitu Spektroskopi IR (Infra Red) dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektroskopi ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektroskopi adalah infra merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.51000 µm (Yulianto dan Hatta 2011).

       Spektrofotomer adalah suatu instrument untuk mengukur transmitans atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang dan pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tertentu. Salah satu prinsip kerja spektrofotometer didasarkan pada fenomena penyerapan sinar oleh spesi kimia tertentu di daerah ultra violet dan sinar tampak (Sundari 2015). Fungsi spektrofotometer yang luas ini didasari pada prinsip pengukuran sinyal yang dihasilkan dari interaksi antara radiasi dan materi. Sinyal-sinyal ini dihasilkan oleh 5 komponen instrumen, yaitu sumber sinar, pengolah sinyal, kompartemen sampel, detektor, dan pemroses data. Perkembangan teknologi elektronik yang terjadi saat ini membuat komponenkomponen tersebut dapat diperoleh dengan mudah dan cukup murah. Hal tersebut memungkinkan untuk mengembangkan spektrofotometer alternatif dari spektrofotometer yang sudah tersedia secara komersial. Beberapa penelitian telah mencoba mengembangkan spektrofotometer menggunakan komponen yang sederhana, murah, dan mudah didapat. Penelitian sejauh ini telah mengembangkan spektrofotometer menggunakan lampu light emitting diode (LED) merah dan hijau dan lampu LED putih sebagai sumber sinar. Selain itu, Mulyati telah menggunakan detektor chargecouple device (CCD) untuk menentukan beberapa unsur dengan spektrometer emisi nyala. Detektor CCD berupa web camera dan kamera digital digunakan untuk menangkap spektrum warna menggunakan spektrofotometer sinar tampak (Mulyati 2014).

             Hukum Lambert-Beer menyatakan hubungan linieritas antara absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik dengan transmitan. Nilai absorbansi larutan akan bervariasi berdasarkan konsentrasi atau ukuran wadah. Absorptivitas molar diperoleh dari pembagian absorbansi dengan konsentrasi dan panjang larutan yang dilalui sinar. Untuk mengetahui apakah suatu unsur memenuhi Hukum Beer atau tidak maka perlu ditentukan grafik kalibrasi absorbansi vs konsentrasi. Hukum Beer hanya dapat dipenuhi jika dalam range (cakupan) konsentrasi hasil kalibrasi berupa garis lurus, jadi kita hanya bekerja pada linear range. Seringkali sampel yang dianalisa akan memiliki absorbansi yang lebih tinggi dari pada larutan standar. Jika kita berasumsi bahwa kalibrasi tetap linier pada konsentrasi yang lebih tinggi (Wardani 2012).

Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan konsentrasi larutan didalam kuvet. Spektrofotometer sendiri memiliki fungsi mengukur transmitans atau absorban suatu contoh yang dinyatakan dalam fungsi panjang gelombang. Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yangditeruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Studi spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu  pemeriksaan visual yang lebih mendalam dari absorbsienergi. Hukum Beer menyatakan  absorbansi cahaya berbanding lurus dengan dengan konsentrasi dan ketebalan bahan atau medium (Miller 2000).

 Tujuan

Praktikum ini bertujuan membuktikan hukum Beer-lambergh. Menentukan panjang gelombang dengan serapan maksimum dengan menggunakan alat spektrofotometer visible single beam.

TINJAUAN PUSTAKA

Spektrofotometer

Spektrofotometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur atau menganalisa panjang gelombang cahaya dengan akurat yaitu dengan menggunakan kisi difraksi, atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang cahaya yang berbeda (Yulianto dan Hatta 2011). Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dengan spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Prinsip kerja alat spektrofotometer adalah dengan sampel menyerap radiasi (pemancar) elektromagnetis yang pada panjang gelombang tertentu dapat terlihat. Larutan tembaga (Cu) misalnya berwarna biru karena larutan tersebut menyerap warna komplementer, yaitu kuning. Semakin banyak molekul tembaga per satuan volume, semakin banyak pula cahaya kuning yang diserap, dan semakin tua warna biru larutannya (Ramadhani et al. 2013).

Nilai Absorbansi

            Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkanakansebandingdengan konsentrasi larutan di dalam kuvet. Spektrofotometer sendiri memiliki fungsi mengukur transmitans atau absorban suatu contoh yang dinyatakan dalam fungsi panjang gelombang. Prinsip kerja spektrofotometer adalah bila cahaya (monokromatik maupun campuran) jatuh pada suatu medium homogen, sebagian dari sinar masuk akan dipantulkan, sebagian di serap dalam medium itu, dan sisanya diteruskan. Nilai yang keluar dari cahaya yang diteruskan dinyatakan dalam nilai absorbansi karena memiliki hubungan dengan konsentrasi sampel. Studi spektrofotometri dianggap sebagai perluasan suatu  pemeriksaan visual yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Hukum Beer menyatakan  absorbansi cahaya berbanding lurus dengan dengankonsentrasi dan ketebalan bahan atau medium (Miller 2000).

Kalium permanganat

            KMnO₄ merupakan senyawa yang berperan sebagai oksidator yang kuat. Kalium permanganat merupakan alkali yang akan terdisosiasi dalam air membentuk ion permanganat dan juga mangan oksida bersamaan dengan terbentuknya molekul oksigen elemental, sehingga senyawa ini berperan sebagai oksidator. Kalium Permanganat  wujudnya berupa kristal yang berwarna ungu kehitaman, berbau, dapat larut dalam air, memiliki titik lebur 1500C, dan berat molekulnya 158.03 gram/mol. Kalium permanganat merupakan senyawa kimia anorganik dengan rumus KMnO₄. Garam yang terdiri dari K+ dan MnO₄- ion. Kalium permanganat terurai saat terkena sinar: 2 KMnO_4(s) → K2MnO_4(s) + MnO_2(s) + O_2(g) (Jannah 2008).

Panjang gelombang maksimum kalium permanganat

            Panjang gelombang maksimum untuk larutan standar KMnO₄ 0.01 M menggunakan spektronik 20D+ dan UV-VIS 1700 PC masing-masing 535 nm dan 525,60 nm (Jannah 2008).

Hukum Beer-lamberg

            Hukum Beer-Lamberg menyatakan hubungan linieritas antara absorban dengan konsentrasi larutan analit dan berbanding terbalik dengan transmitan. Nilai absorbansi larutan akan bervariasi berdasarkan konsentrasi atau ukuran wadah. Absorptivitas molar diperoleh dari pembagian absorbansi dengan konsentrasi dan panjang larutan yang dilalui sinar. Untuk mengetahui apakah suatu unsur memenuhi Hukum Beer atau tidak maka perlu ditentukan grafik kalibrasi absorbansi vs konsentrasi. Hukum Beer hanya dapat dipenuhi jika dalam range (cakupan) konsentrasi hasil kalibrasi berupa garis lurus, jadi kita hanya bekerja pada linear range. Seringkali sampel yang dianalisa akan memiliki absorbansi yang lebih tinggi dari pada larutan standar. Jika kita berasumsi bahwa kalibrasi tetap linier pada konsentrasi yang lebih tinggi (Jannah 2008).

MATERI DAN METODE

Materi

Alat

            Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah spektrofotometer jenis visible dan single beam, botol kecil, pipet, spoit, dan tissue.

Bahan

            Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah kalium permanganat 10 ppm dan akuades.

Metode

Uji nilai absorbansi kalium permanganat dengan spektrofotometer single- beam.

Kalium permanganat disiapkan sebanyak 7 larutan berbeda dalam tabung reaksi dengan konsentrasi yang berbeda dengan interval 0, 2, 4, 6, 8, 10 ppm. Spektrofotometer diaktifkan dan tunggu selama lima belas menit hingga alat berbunyi yang menandakan spektrofotometer siap digunakan. Panjang gelombang diatur lalu masukan larutan blanko (akuades) pilih ‘scan blanko’ kemudian blanko di keluarkan. Larutan kalium permanganat dimasukan kedalam spektrofotometer lalu pilih ‘scan sample’.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Nilai absorbansi yang telah diperoleh kelompok 3 dengan menggunakan alat spektrofotometer jenis visible dan single beam. Kalium permanganat sebagai larutan yang diamati.

Tabel 1 Hubungan serapan dalam larutan kalium permanganat

Konsentrasi (ppm)	Nilai Absorbansi
0	0,0000
2	0,0319
4	0,1272
6	0,1951
8	0,2860
10	0,3089

Pembahasan

       Spektrofotometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur atau menganalisa panjang gelombang cahaya dengan akurat yaitu dengan menggunakan kisi difraksi, atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang cahaya yang berbeda (Yulianto dan Hatta 2011). Spektrofotometer adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dengan spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Prinsip kerja alat spektrofotometer adalah dengan sampel menyerap radiasi (pemancar) elektromagnetis yang pada panjang gelombang tertentu dapat terlihat. Larutan tembaga (Cu) misalnya berwarna biru karena larutan tersebut menyerap warna komplementer, yaitu kuning. Semakin banyak molekul tembaga per satuan volume, semakin banyak pula cahaya kuning yang diserap, dan semakin tua warna biru larutannya (Ramadhani et al. 2013).

       Jenis-jenis spektrofotometer berdasarkan sumber yang digunakan yaitu yang pertama Spektroskopi Visible (Cahaya tampak), spektroskopi ini yang digunakan sebagai sumber sinar atau energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 - 750 nm. Kedua yaitu Spektroskopi UV (Ultraviolet), spektroskopi UV berdasarkan interaksi dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. 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. Sehingga sampel keruh harus dibuat jernih dengan filtrasi atau sentrifugasi. Prinsip dasar pada spektroskopi adalah sampel harus jernih dan larut sempurna, tidak ada partikel koloid apalagi suspensi. Ketiga yaitu Spektroskopi UV-VIS (Ultraviolet-Visible) Spektroskopi ini merupakan gabungan antara spektroskopi UV dan Visible. Spektroskopi UV-VIS menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. Keempat yaitu Spektroskopi IR (Infra Red) dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektroskopi ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektroskopi adalah infra merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.51000 µm (Yulianto dan Hatta 2011).

            Spektrofotomer adalah suatu instrument untuk mengukur transmitans atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang dan pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tertentu. Salah satu prinsip kerja spektrofotometer didasarkan pada fenomena penyerapan sinar oleh spesi kimia tertentu di daerah ultra violet dan sinar tampak (Sundari 2015). Contoh kegunaan Spektrofotometer FTIR digunakan untuk menentukan gugus fungsi dalam suatu molekul dari vibrasi regangan dan tekukan yang dihasilkan pada 7 daerah serapan inframerah 4000−650 cm^-1. Analisis ini bertujuan menentukan interaksi yang terjadi pada proses pencampuran PSS dengan zeolit. Interaksi secara kimia ditandai dengan munculnya gugus fungsi baru dalam spektrum, sedangkan interaksi fisika ditandai dengan adanya gabungan gugus fungsi dari komponen-komponen penyusunnya (Rani YS 2014). Fungsi spektrofotometer yang luas ini didasari pada prinsip pengukuran sinyal yang dihasilkan dari interaksi antara radiasi dan materi. Sinyal-sinyal ini dihasilkan oleh 5 komponen instrumen, yaitu sumber sinar, pengolah sinyal, kompartemen sampel, detektor, dan pemroses data. Perkembangan teknologi elektronik yang terjadi saat ini membuat komponenkomponen tersebut dapat diperoleh dengan mudah dan cukup murah. Hal tersebut memungkinkan untuk mengembangkan spektrofotometer alternatif dari spektrofotometer yang sudah tersedia secara komersial. Beberapa penelitian telah mencoba mengembangkan spektrofotometer menggunakan komponen yang sederhana, murah, dan mudah didapat. Penelitian sejauh ini telah mengembangkan spektrofotometer menggunakan lampu light emitting diode (LED) merah dan hijau dan lampu LED putih sebagai sumber sinar. Selain itu, Mulyati telah menggunakan detektor chargecouple device (CCD) untuk menentukan beberapa unsur dengan spektrometer emisi nyala. Detektor CCD berupa web camera dan kamera digital digunakan untuk menangkap spektrum warna menggunakan spektrofotometer sinar tampak (Mulyati 2014).Absorbansi adalah ukuran kuantitatif yang diekspresikan sebagai rasio logaritmik antara radiasi yang jatuh ke suatu bahan dan yang ditransmisikan menembus bahan. Transmitansi (T) merupakan fraksi antara intensitas radiasi masuk (I0) terhadap intensitas yang keluar (I) dari material dengan ketebalan t. Hukum Lambert menyatakan intensitas berkas cahaya yang datang kemudian diserap dan diteruskan oleh suatu medium sebanding dengan intensitas berkas cahaya yang keluar. Jadi, Absorbansi merupakan banyaknya cahaya atau energi yang diserap oleh partikel-partikel dalam larutan.Sedangkan transmitansi merupakan bagian dari cahaya yang diteruskan melalui larutan (Sundari 2015).

            Hasil yang diperoleh kelompok 3 yaitu nilai absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi. Hal tersebut sesuai dengan Jannah (2008), Hukum Beer-Lamberg menyatakan hubungan linieritas antara absorban dengan konsentrasi larutan dan berbanding terbalik dengan transmitan. Nilai absorbansi larutan akan bervariasi berdasarkan konsentrasi atau ukuran wadah. Pengukuran absorban deret standar menggunakan spektrofotometer single-beam untuk larutan KMnO4 menghasilkan kurva persamaan linear antara absorban terhadap [KMnO4] adalah  y = 0.0339x – 0.0114 dan koefisien korelasi (R²) sebesar  R² = 0.97838. Hal ini sesuai dengan Azizah (2012) lakukan yaitu y = 586x-0.0268, R² = 0.9996.

SIMPULAN

       Hukum Beer-Lamberg menyatakan hubungan linieritas antara absorban dengan konsentrasi larutan dan berbanding terbalik dengan transmitan. Nilai absorbansi larutan KMnO4 yang diperoleh linier hal tersebut membuktikan Hukum beer- Lamberg berlaku.

      

DAFTAR PUSTAKA

Azizah TY. 2012. Penentuan panjang gelombang maksimum dan konsentrasi campuran menggunakan dua jenis spektrofotometris UV-VIS. Jurnal Neutrino. 6(2):55-63.

Jannah UF. 2008. Pengaruh bahan penyerap larutan kalium permanganate terhadap umur simpan pisang raja bulu [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Miller JN. 2000. Statistics and Chemometrics for Analytical Chemistry, 4th ed. Chicago (UK): Harlow Prentice Hall

Mulyati. 2014. pengembangan dan pengukuran kinerja analitik spektrofotometer sinar tampak kuantivis berbasis detektor charge-couple device [skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor.

Ramadhani S, Sutanhaji AT, Widiatmono BR. 2013. Perbandingan efektivitas tepung biji kelor (Moringa oleifera lamk), Poly Aluminium Chloride (PAC), dan tawas sebagai koagulan untuk air jernih. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem. 1(3):186-193.

Sundari NA. 2015. Analisa pengaruh solvent terhadap kestabilan pigmen antosianin pada kulit buah naga putih menggunakan spektrofotometer spectonic genesys 20 visible [skripsi]. Semarang(ID): Universitas Diponegoro.

Wardani LA. 2012. Validasi metode analisis dan penentuan kadar vitamin C pada minuman nuah kemasan dengan spektrofotometri UV-Visible [Skripsi]. Depok (ID): Universitas Indonesia.

Yulianto A, Hatta AM. 2011. Rancang bangun spektrometer menggunakan prisma dan webcam. Jurnal ITS. 4(2):8-16.

LAMPIRAN