PERCOBAAN V REFRAKTOMETRI (INDEKS BIAS)

Transkripsi

1 PERCOBAAN V REFRAKTOMETRI (INEKS BIAS I. Tujua Percobaa 1. Meigkatka kemampua melakuka prosedur kerja laboratorium yag sederhaa dega baik da efisie.. Meigkatka kemampua megumpulka data, melakuka pegamata, da pegukura, serta membuat perhituga secara sistematis.. Utuk memahami cara kerja refraktometer da pembacaa ideks bias 4. Utuk meetuka ideks bias dari zat-zat cair yag diujika II. asar Teori Pada proses pematula da pembiasa, cahaya dapat terpolarisasi sebagia atau seluruhya oleh refleksi. Perbadiga itesitas cahaya yag dipatulka dega cahaya yag datag disebut reflektasi (R, sedagka perbadiga itesitas cahaya yag ditrasmisika dega cahaya datag disebut trasmitasi (T. Fresel meyelidiki da merumuska suatu persamaa koefisie refleksi da koefisie trasmisi yag dihasilka oleh pematula da pembiasa Pembiasa cahaya adalah pembeloka cahaya ketika berkas cahaya melewati bidag batas dua medium yag berbeda ideks biasya. Ideks bias mutlak suatu baha adalah perbadiga kecepata cahaya di ruag hampa dega kecepata cahaya di baha tersebut. Ideks bias relatif merupaka perbadiga ideks bias dua medium berbeda. Ideks bias relatif medium kedua terhadap medium pertama adalah perbadiga ideks bias atara medium kedua dega ideks bias medium pertama. Pembiasa cahaya meyebabka kedalama semu da pematula sempura. Hukum Sellius adalah rumus matematika yag memerika hubuga atara sudut datag da sudut bias pada cahaya atau gelombag laiya yag melalui batas atara dua medium isotropik berbeda, seperti udara da gelas. Nama hukum ii diambil dari matematikawa Belada Willebrord Sellius, yag merupaka salah satu peemuya. Hukum ii juga dikeal sebagai Hukum escartes atau Hukum Pembiasa. 1

2 Hukum ii meyebutka bahwa isbah sius sudut datag da sudut bias adalah kosta, yag tergatug pada medium. Perumusa lai yag ekivale adalah isbah sudut datag da sudut bias sama dega isbah kecepata cahaya pada kedua medium, yag sama dega kebalika isbah ideks bias. Perumusa matematis hukum Sellius adalah atau atau Lambag θ 1,θ merujuk pada sudut datag da sudut bias, v 1 da v pada kecepata cahaya siar datag da siar bias. Lambag 1 merujuk pada ideks bias medium yag dilalui siar datag, sedagka adalah ideks bias medium yag dilalui siar bias. Hukum Sellius dapat diguaka utuk meghitug sudut datag atau sudut bias, da dalam eksperime utuk meghitug ideks bias suatu baha. Pada tahu 1678, dalam Traité de la Lumiere, Christiaa Huyges mejelaska hukum Sellius dari peurua prisip Huyges tetag sifat cahaya sebagai gelombag. Hukum Sellius dikataka, berlaku haya pada medium isotropik atau

3 "teratur" pada kodisi cahaya mookromatik yag haya mempuyai frekuesi tuggal, sehigga bersifat reversibel. Hukum Sellius dijabarka kembali dalam rasio sebagai berikut: Alat pegukur ideks bias adalah refraktometer. Pada refraktometer, siar koverge memotog atar muka dari sampel yag tidak diketahui dari ideks bias da prisma dega ideks bias yag telah diketahui, dimaa >. sebagia besar dari siar haya meyetuh permukaa sehigga aka Nampak berkas siar dega batas daerah gelap da terag yag jelas. Refraktometer yag umumya diguaka di dalam pegukura ideks bias adalah refraktometer Abbe. alam hal ii, siar putih dipatulka meuju system prisma yag diletakka pada garis Natrium utuk mempertajam batas garis gelap da terag dega besar pajag gelombag sekitar 589, m. Siar yag masuk ke dalam prisma aka dideviasika, lalu disatuka kembali oleh pesawat focal teleskop T sehigga sejajar dega permukaa atas sisi prisma yag terlihat. ega pegaruh sejumlah siar total yag masuk, aka mejadi seberkas siar yag terputus dega batas terag da gelap yag tajam akibat memasuki kisi sempit di atara kedua permukaa prisma. Lesa pada teleskop dapat diatur agar mempertajam peglihata yag ditampakka pada output teleskop sehigga dapat dega jelas kita melihat gambar da juga skala ideks bias yag ditujukka oleh refraktometer atiya. a setiap jeis zat cair aka memiliki besar ideks bias yag berbeda pada keadaa suhu tertetu. Hai ii disebabka oleh pegukura ideks bias juga terpegaruhi oleh suhu di saat kita melakuka pegukura. Oleh karea itu, suhu juga perlu dilaporka ketika megukur ideks bias di laboratorium. III. Alat da Baha Refraktometer Gelas beaker Pipet tetes Alcohol

4 Tissue Aquades Laruta Sukrosa,5% Laruta Glukosa,5% Laruta Glukosa 5% Miyak (Zat A Etaol (Zat B IV. Prosedur Kerja Pegoperasia dari refraktometer Abbe, yaitu: 1. Air dari bak thermostat diuji bahwa sedag disirkulasi melalui prisma da temperature kosta ( 5± C. Prisma yag ilumiasi da refraksi digatug bersama sama sepajag satu sisi da di klep pada sisi yag berlawaa. Klem dibuka da prisma dipisahka. Kedua permukaa prisma dibersihka dega hati hati megguaka tissue yag telah dibasuh alcohol terlebih dahulu. Bila permukaa prisma sudah bersih da kerig, kedua permukaa prisma dibawa bersama sama da klem ditutup. Yakika bahwa permukaa prisma bebas dari debu atau pasir ( yag dapat meyebabka kerusaka bila prisma diklem dega rapat. 1 tetes sampel diteteska pada lubag isia dega pipet tetes ( yag seharusya sudah terag sepajag persimpga diatara dua prisma yag di klem. 4. Prisma yag terpasag sepajag sumbu horizotal dapat diputar dega kop logam kurled (dibawah skala dega tetap mejaga posisi dari cermi teleskop.prisma diputar sampai batas aatar meda terag da meda gelap terlihat jelas pada teleskop ( jika pegatura kopesator Abbe tidak tepat maka aka terlihat seberkas siar berwara yag tersebar pada perbatasa meda gelap dega terag. 5. Cermi diatur utuk dapat mematulka siar sepajag sumbu teleskop. Posisi terbaik dapat diperoleh dega mecoba bila zat cair sudah diberika, da suatu saat tidak perlu diadaka perubaha setela itu utuk medapatka sumber cahaya yag matap. 6. Pada ujug bawah dari teleskop, terdapat kop logam kurled yag berfugsi megatur kompesator Abbe. Pegatur diaggap bear jika terlihat batas yag tajam atar meda gelap da meda terag. 4

5 7. Prisma diputar higga batas gelap da terag tepat berhimpita dega titik potog dari garis silag (lesa mata pada teleskop dapat diatur dega memutarya utuk membuat garis silag berada pada focus yag tajam. 8. Setelah batas gelap da terag tepat berhimpita dega titik potog dari garis silag, ideks bias dari sampel tersebut dibaca dari skala (diberi tada suatu saat pegatura yag selajutya telah dibuat. Lesa mata dari pembacaa skala teleskop dapat diatur utuk membuat skala mejadi focus yag tajam. 9. Utuk meyelesaika pegukura, permukaa prisma dibersihka da dikerigka kemudia prisma diklem mejadi satu. Peutup protetktif peralata dilepaska. 1. Prisma, teleskop da cermi yag jelas dapat diputar sebagai uit tuggal sepajag sumbu horizotal. ega cara ii memugkika utuk membuat permukaa prisma yag jelas mejadi posisi horisotal. Sehigga sebagai alterative sampai pada lagkah tiga, setetes zat cair dapat ditrasfer secara lagsug ke permukaa prisma. Prosedur ii diperluka utuk pegukura ideks bias zat cair yag ketal.. V. Hasil Pegamata Aquades Suhu ( C Ideks Bias ( I II III Sukrosa,5% I II III Glukosa,5% I II III 9 9 Suhu ( C 9,5 Suhu ( C 9,5 9,5 1, 1, 1, Ideks Bias ( 1,5 1,5 1,5 Ideks Bias ( 1,5 1,5 1,5 5

6 Glukosa 5% I II III Miyak (Zat A I II III Zat B I II III Suhu ( C 9,5 Suhu ( C Suhu ( C Ideks Bias ( 1,81 1,81 1,81 Ideks Bias ( 1,467 1,467 1,467 Ideks Bias ( 1, 1, 1, Suhu rata-rata = 9,7 C VI. Perhituga 1. Aquades r Ideks Bias rata-rata utuk zat cair Aquades Aquadest 1 1,1,1, 1, ( 1, 1, 1, 1, 6

7 1, 1, r = ( 1 1 r 1, Jadi Aquades pada suhu 9,7 C adalah 1, ± RalatKerag ua r 1, = % 1% 1% Kebeara Praktikum = 1 % - % = 1%. Sukrosa,5 % r Ideks bias rata-rata Sukrosa,5% sukrosa,5% 1 1,51,51,5 1,5 ( 1,5 1,5 7

8 1,5 1,5 1,5 1,5 r = ( 1 1 r 1,5 Jadi Sukrosa,5% pada suhu 9,7 C adalah 1,5 ± RalatKerag ua r 1,5 = % 1% 1% Kebeara Praktikum = 1 % - % = 1%. Glukosa,5 % r Ideks Bias rata-rata Gluosa,5% glukosa,5% 1 1,51,51,5 1,5 8

9 ( 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 r = ( 1 1 r 1,5 Jadi Glukosa,5% pada suhu 9,7 C adalah 1,5 ± RalatKerag ua r 1,79 = % 1% 1% Kebeara Praktikum = 1 % - % = 1% 4. Glukosa 5% r Ideks Bias rata-rata utuk Glukosa 5% glukosa5% 1 9

10 1,811,811,81 1,81 ( 1,81 1,81 1,81 1,81 1,81 1,81 r = ( 1 1 r 1,81 Jadi Glukosa 5% pada suhu 9,7 C adalah 1,81 ± RalatKerag ua r 1,81 = % 1% 1% Kebeara Praktikum = 1 % - % 5. Miyak (Zat A r = 1% Ideks Bias rata-rata utuk Zat A 1

11 ZatA 1 1,467 1,467 1,467 1,467 ( 1,467 1,467 1,467 1,467 1,467 1,467 r = ( 1 1 r 1,467 Jadi Zat A pada suhu 9,7 C adalah 1,467 ± RalatKerag ua r 1,467 = % 1% 1% Kebeara Praktikum = 1 % - % = 1% 6. Zat B 11

12 r Ideks Bias rata-rata utuk Zat B ZatB 1 1, 1, 1, 1, ( 1, 1, 1, 1, 1, 1, r = ( 1 1 r 1, Jadi Zat B pada suhu 9,7 C adalah 1, ± RalatKerag ua r 1, = % 1% 1% Kebeara Praktikum = 1 % - % 1

13 = 1% VII. Pembahasa Pada percobaa refraktometri ii, sebelum refraktometer diguaka, terlebih dahulu alat refraktometer dikalibrasi dega cara meetuka ideks bias dari zat cair aquades. Hal ii dimaksudka utuk megetahui bahwa refraktometer dalam keadaa/ kodisi terkalibrasi da dicek terhadap stadar (air muri. Ideks bias juga dipegaruhi oleh suhu. Saat meguji ideks bias aquades dalam megkalibrasi refraktometer, perlu diperhatika kecocoka atara hasil ideks bias dari pegukura dega temperature yag ditujukka. ari hasil pegukura utuk kalibrasi refraktometer, ideks bias air yag ditujukka adalah 1, pada suhu 9,7 C. Hal ii meujukka bahwa refraktometer yag diguaka dalam kodisi yag baik. Selajutya dilakuka pegukura utuk zat cair sukrosa,5%. Pegukura diawali dega membersihka prisma dega tissue yag sudah dibasahi alcoho. Setelah kedua permukaa prisma kerig, caira sukrosa,5% diteteska sebayak 1 tetes saja, lalu kedua prisma direkatka (diklem da dikuci. Melalui teleskop dapat dilihat ketepata batas daerah gelap da terag pada titik potog garis silag dega focus yag tajam (artiya tidak ada bayag-bayag di perbatasa daerah gelap da terag. a melalui teleskop juga dapat kita lihat di bagia bawah focus daerah gelap da terag terdapat skala pembacaa ideks bias caira. Pada skala tersebut dapat kami baca da diukur ilai ideks bias dari zat cair yag diujika. ari hasil kali pegukura berulag yag telah dilakuka pada suhu 9,7 C, diperoleh hasil utuk zat cair sukrosa,5% ilai ideks bias rata-rataya sebesar 1,5±. Nilai kebeara praktikumya adalah 1%. Sedagka utuk ideks bias rata-rata dari glukosa,5% adalah 1,5±, dega kebeara praktikum sebesar 1%. a utuk ilai ideks bias rata-rata dari glukosa 5% adalah 1,81± dega kebeara praktikum sebesar 1%. Selai itu, dilakuka pula pegujia terhadap Zat A berupa miyak goreg da Zat B yaitu etaol. Utuk miyak diperoleh ideks bias pada suhu rata-rata 9,7 C sebesar 1, dega kebeara praktikum 1%. Sedagka ideks bias rata-rata utuk etaol pada suhu 9,7 C adalah 1,± dega kebeara praktikum 1%. 1

14 Uruta keaika ilai ideks bias dari sampel-sampel yag diujika, yaitu: Air = (Zat B Etaol < Sukrosa,5% = Glukosa,5% < Glukosa 5% < Glukosa 5% < (Zat B Miyak. Laruta sampel yag diujika teryata memiliki ilai ideks bias yag lebih besar dibadigka dega ilai ideks bias dari aquades. Hal ii disebabka karea pada laruta sampel seperti: sukrosa,5 % ; glukosa,5% ; glukosa 5% ; da miyak megalami keaika besar sudut kritis. Karea, semaki besar ilai ideks bias suatu zat cair, maka sudut kritis yag terbetuk semaki besar. Besarya sudut kritis yag ditimbulka bisa disebabka karea bayakya siar yag dipatulka caira tersebut ketika berada diatara kedua permukaa prisma. Utuk caira yag memiliki ketebala caira yag sama aka memiliki besar ideks bias yag berbeda bila kosetrasi total zat padat terlarutya (derajat brix berbeda. Pada caira yag mempuyai kosetrasi zat terlarut kecil, aka mempuyai ideks bias yag kecil, begitupula sebalikya. Sedagka utuk caira yag memiliki kosetrasi zat terlarut besar, meadaka bahwa bayak partikel zat terlarut didalamya sehigga bayak meyerap cahaya da itesitas cahaya yag melewati caira tersebut berkurag. Oleh karea itu si i mejadi kecil, da ideks bias mejadi kecil. Pada sukrosa,5% da glukosa,5% megarahka bahwa terdapat sukrosa da glukosa,5 gram di dalam 1 gram laruta. Sedagka glukosa 5% meujukka bahwa terdapat glukosa sebayak 5 garm di dalam 1 gram berat total laruta. Ii berarti glukosa,5% memiliki kosetrasi zat terlarut yag lebih kecil daripada glukosa 5%. Karea kosetrasi zat terlarutya lebih kecil, seharusya memiliki ideks bias yag lebih kecil, karea semaki bayak itesitas cahaya yag melewatiya da dipatulka. Namu dari hasil pegukura diperoleh bahwa glukosa 5% memiliki ideks bias yag besar. Hal ii meyebabka muculya peyebab baru yag patut ditelusuri lebih lajut. Peelusura lebih lajut meujukka bahwa dari rumus 1.si i =.si r dega ilai si i > si r, maka / 1 1. Hal ii meujukka bahwa cepat rambat gelombag cahaya dalam meembus caira di atara kedua prisma lebih kecil dibadigka cepat rambat gelombag cahaya di ruag hampa. ari siilah diperoleh bahwa besarya ideks bias ii dipegaruhi oleh sudut kritis, karea besarya si θ c = / 1. Karea adaya perbedaa cepat rambat berkas siar yag melewati film tipis caira berbeda, maka itesitas cahaya yag terpatulka juga berbeda da mempegaruhi besar kecilya ideks bias yag dihasilka saat pegukura. 14

15 VIII. Kesimpula Adapu kesimpula yag didapatka dari pembahasa diatas, atara lai: 1. Refraktometer diguaka utuk meetuka besar ideks bias dari zat cair.. Ideks bias dari: - Air muri (9,7 C = 1, - Sukrosa,5% (9,7 C = 1,5 - Glukosa,5 % (9,7 C = 1,5 - Glukosa 5% (9,7 C = 1,81 - Miyak goreg (Zat A (9,7 C = 1,467 - Etaol (Zat B (9,7 C = 1,. Semaki bayak kosetrasi zat terlarut di dalam caira, aka semaki bayak cahaya yag diserap da meyebabka itesitas cahaya mejadi meuru. 4. Ideks bias aka kecil, bila kosetrasi zat terlarutya besar. 5. Kecepata cahaya dalam medium caira lebih kecil dibadigka kecepata cahaya di ruag hampa, dibuktika dega besar ilai ideks bias caira yag lebih dari 1. 15

16 aftar Pustaka Buleti Pealara Mahasiswa UGM Vol., No. Agustus 1997, hlm.9-97 Foster, B.. Fisika SMU Jilid B utuk Kelas. Erlagga: Jakarta id.wikipedia.org/wiki/hukum_seillus Kagia, M Seribu Pea Fisika SMU Kelas. Erlagga: Jakarta