1. Tujuan Menentukan kadar kafein dalam sample Dapat menggunakan spektofotometer uv dengan benar

Transkripsi

1 1. Tujuan Menentukan kadar kafein dalam sample Dapat menggunakan spektofotometer uv dengan benar 2. Dasar Teori 5.1. Kafein Kafein (C 8 H 10 N 4 O 2 ) merupakan alkaloid yang terdapat dalam teh, kopi, cokelat, cola, dan beberapa minuman penyegar lainnya, memiliki bentuk serbuk putih, tidak berbau dan rasanya pahit. Kafein dapat berfungsi sebagai stimulant dan beberapa aktifitas lainnya dan merupakan basa yang sangat lemah dalam larutan air atau alkohol tidak terbentuk garam yang stabil. Struktur dari kafein adalah heterosiklik yakni, senyawa yang mempunyai struktur cincin yang mengandung atom selain karbon seperti, belerang, oksigen maupun nitrogen. Sifat dari Kafein Gambar 1. Struktur Kafein Berat molekul g/mol Densitas Titik leleh 1.23 g/cm3, solid C (anhydrous) C (monohydrate) Titik didih Kelarutan dalam air Keasaman 178 C subl 2.17 g/100 ml (25 C) 18.0 g/100 ml (80 C) 67.0 g/100 ml (100 C) -0,13 1,22 pka Momen Dipole 3.64 D

2 5.2. Spektofotometer Suatu senyawa mempunyai variasi warna yang berubah dengan berubahnya konsentrasi atau komponen. Hal tersebut merupakan dasar dari analisis kolorimetri. Kolorimetri merupakan suatu cara penetapan konsentrasi suatu zat (senyawa) dengan mengukur absorbansi relatif cahaya yang berhubungan dengan konsentrasi dari suatu zat (senyawa) tersebut. Dalam analisis dengan spektofotometri digunakan suatu sumber radiasi pada daerah ultraviolet tambak, yaitu daerah UV dengan panjang gelombang nm, sedangkan daerah sinar tampak pada panjang gelombang antara nm. Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer ialah menghasilkan sinar dari spektrum dan panjang gelombang tertentu, sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Zat yang dapat dianalisis menggunakan spektrofotometri UV adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut tidak tampak berwarna. Jika zat tersebut berwarna maka perlu direaksikan dengan reagen tertentu sehingga dihasilkan suatu larutan tidak berwarna. Namun biasanya zat yang berwarna lebih banyak dianalisis menggunakan spektrofotometri sinar tampak. Senyawa-senyawa organik sebagian besar tidak tidak berwarna sehingga spektrofotometer UV lebih banyak digunakan dalam analisis senyawa organik khususnya dalam penentuan struktur senyawa organik. Hukum dasar dari Spektofotometri adalah hukum Lambert-Beer yang menjelaskan bila cahaya jatuh pada suatu medium homogen, maka sebagian cahaya tersebut akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium dan sisanya diteruskan. I 0 : Intensitas cahaya Masuk I a : Intensitas cahaya yang diserap I r : Intensitas cahaya yang dipantulkan I 0 = I a + I r + I t I t : Intensitas cahaya yang diteruskan Lambert menjelaskan bahwa serapan cahaya merupakan fungsi ketebalan medium sedangkan Beer menjelaskan bahwa serapan cahaya sebagai fungsi konsentrasi larutan yang bersangkutan. konsentrasi lar. absorbsi A = k b c dengan A : Absorbansi c : b : ketebalan medium k : koefesien 5.3. Bagian-bagian spektofotometer

3 a) Sumber Radiasi Lampu Argon nm Lampu Tungsten nm Lampu Deuterium nm Lampu Xenon nm b) Monokromator Pemecah cahaya polikromatik menjadi cahaya tunggal, bagian-bagiannya: Prisma Grating Celah optis Filter c) Kuvet Tempat menaruh sampel d) Detektor Menangkap sinar yang diteruskan larutan e) Visual Display 3. Alat dan Bahan No Alat Jumla h 1. Kuvet 2 buah 2. Batang Pengaduk 1 buah 3. Pipet Ukur 2 4. Labu takar 25 ml 5. Gelas Kimia 100 ml 6. Pipet Tetes 7. Spektofotometer UV-1700 Shimadzu 8. Tissue lensa (Whatman) 9. Bola hisap 10. Botol Semprot buah Bahan HCl 0,1 N Kafein Aquades Jumlah 250 ml 4. Cara Kerja 4.1. Pembuatan Larutan Standar dan Penentuan Panjang Gelombang Maksimum

4 Buat 100 ml larutan induk (kafein) dalam HCl 0,1N Buat larutan standar dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, 10, 12 ppm di labu takar Ukur serapan berbagai konsentrasi lar. standar pada panjang gel. yang ditentukan Tentukan panjang gelombang max (ambil lar. standar 8 ppm dengan panjang gel nm) 4.2. SPEKTROFOTOMETER UV SHIMADZU A. Menyalakan Alat Keluarkan silica gel dari sample compartment Nyalakan alat Tunggu sampai proses inisialisasi selesa dan keluar tampilan mode menu Buka monitor perlahan B. Pengukuran Spektrum

5 Pilih menu spectrum Tekan start. Akan muncul spektrum antara Abs dengan wavelength Muncul kurva Abs vs Lamda Tekan angka 2, atur parameter Ganti salah satu kuvet dengan lar. standar yang diinginkan Tekan data proc F2; Peak (3) untuk mengetahui panjang gel. max dan absorbansi Masukkan kuve berisi blanko pada reference sample di sample compartment (keduanya blanko) Tekan Base corr F1, tunggu sampai 0,000 A ( ada bunyi bip) C. Pengukuran Photometric (Mengukur A atau %T, jika panjang gelombang max sudah diketahui) Pilih menu photometric, isi panjang gelombangnya Masukkan kedua kuvet berisi larutan blanko pada sample compartment Tekan auto zero, tunggu sampai A: 0,000 A (ada bunyi bip) Muncul tabel photometric tekan start Ganti salah satu kuvet dengan larutan sample yang akan dianalisis D. Pengukuran Quantitative (Kurva kalibrasi)

6 Pilih menu quantitative Muncul tabel kemudian tekan meas (2) Ganti salah satu kuvet dengan larutan standar pertama Atur parameternya Masukan kedua kuvet dengan larutan blanko Tekan start, masukkan nilai konsentrasi lar. standar, tekan enter tekan auto zero, tunggu sampai dengan 0,000 A Tekan start, akan muncul nilai ABS Tekan cal curve F1 untuk melihat tampilan kalibrasi E. Pengukuran Konsentrasi Sample Setelah tahap pembuatan kurva kalibrasi Pilih menu quantitative Ulangi terus maka akan muncul tampilan konsentrasi pada tabel Ganti kuvet isi lar. standar bagian depan dengan lar. standar yang akan dianalisis tekan start F. Mematikan Alat Kosongkan compartment cell Masukkan silica gel Putar tombol sebelah kanan hingga monitor tampak biru 5. Data Pengamatan

7 5.1. Penentuan Panjang Gelombang Absci s ABS Photometric No. Konsentrasi ABS k* kafein 1. 2 ppm 0, ppm 0, ppm 0, ppm 0, ppm 0, ppm 0, Quantitative No. Konsentrasi (ppm) 1. 2,000 0, ,000 0, ,000 0, ,000 0, ,000 0, ,000 0,438 3 ABS ABS 0, , , , , , Pengukuran konsentrasi sampel 7 Sample ABS no. 1. 0, ,27 1 Konsentrasi (ppm) 7,5551 7,4228

8 6. Pengolahan Data 6.1. Pembuatan Larutan Induk Pengenceran Larutan 1000 ppm -> 100 ppm V 1.C 1 = V 2.C 2 V ppm= 100 ml. 100 ppm 100 ml.100 ppm V 1= 1000 ppm V 1 = 10 ml Pengenceran Larutan Standar 2 ppm V ppm= 25 ml. 2 ppm 25ml.2 ppm V 1= 100 ppm V 1 = 0,5 ml 4 ppm V ppm= 25 ml. 4 ppm 25ml.4 ppm V 1= 100 ppm V 1 = 1 ml 6 ppm V ppm= 25 ml. 6 ppm 25ml.6 ppm V 1= 100 ppm V 1 = 1,5 ml 8 ppm V ppm= 25 ml. 8 ppm 25ml.8 ppm V 1= 100 ppm V 1 = 2 ml 10 ppm V ppm= 25 ml. 10 ppm 25ml.10 ppm V 1= 100 ppm V 1 = 2,5 ml 12 ppm V ppm= 25 ml. 12 ppm 25 ml.12 ppm V 1= 100 ppm V 1 = 3 ml 6.2. Kurva kalibrasi

9 Kurva Kalibrasi Absorbansi f(x) = 0.03x R² = Konsentrasi 7. Pembahasan Pembahasan Renaldo Pada praktikum kali ini, dilakukan pengukuran kadar kafein dengan menggunakan spektrofotometer UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang (λ) dari 10 nm hingga 400 nm, namun pada praktikum kali ini menggunakan panjang gelombang 280 nm karena kafein memiliki panjang gelombang maksimum dibawah 350 nm dan didapatkan pada pengukuran larutan standar 8 ppm. Sebagai sumber sinar pada praktikum kali ini digunakan lampu deuterium. Praktikum dimulai dengan menyiapkan bahan yang mau ditentukan kadarnya, yaitu mengencerkan kafein dengan konsentrasi 1000 ppm menjadi 100 ppm menggunakan HCl 0,1 N, lalu diencerkan kembali ke 6 labu takar dengan konsentrasi masing-masing 2, 4, 6, 8, 10, dan 12 ppm dengan HCl 0,1 N. Kafein diencerkan menggunakan HCl karena kafein memiliki sifat non-polar sehingga tidak bisa larut dalam air. Selain itu, kafein dibuat pada suasana asam karena pada suasana asam, panjang gelombang kafein mencapai panjang gelombang maksimum. Sebelum melakukan pengukuran kadar kafein dengan spektrofotometer UV dimulai, kuvet dibilas dengan larutan yang diukur sebanyak ± 2 kali, lalu permukaan kuvet dibersihkan menggunakan kertas lensa agar tidak menyebabkan goresan pada permukaan kuvet dan noda pada kuvet tidak menyerap pancaran

10 sinar UV yang akan mengganggu pengukuran kadar kafein. Setelah itu, masukkan larutan Blanko untuk menentukan titik panjang gelombang 0. Lalu masukkan larutan standar yaitu dengan konsentrasi 8 ppm untuk menentukan panjang gelombang maksimum, konsentrasi 8 ppm dipilih menjadi larutan standar karena mendekati rata-rata 6 konsentrasi larutan/berada di tenga-tengah sehingga dapat mewakili konsentrasi lainnya. Setelah dilakukan pengukuran, didapatkan panjang gelombang maksimum nm dengan absorbansi Setelah didapatkan panjang gelombang maksimum, pengukuran larutan standar dilakukan dimulai dari konsentrasi terkecil hingga terbesar secara berurutan sehingga pada penentuan konsentrasi sampel, dapat diketahui kadar sampel setelah dilakukan pengukuran absorbannya berdasarkan kurva deret standar yang telah dibuat. Dari proses pengukuran larutan standar, didapatkan kurva kalibrasi dengan nilai R (regresi) sebesar Hal ini menunjukkan bahwa korelasi dari kurva adalah bernilai positif, yang artinya setiap pertambahan nilai konsentrasi diikuti pertambahan nilai absorban secara proporsional. Dengan kata lain, absorban berbanding lurus dengan konsentrasi, semakin besar absorban (cahaya yang diserap oleh larutan) semakin besar pula konsentrasi larutan. Kurva kalibrasi yang terbentuk digunakan untuk mengukur sampel berdasarkan persamaan garis yang dibentuk, sehingga konsentrasi sampel dapat diketahui dan langsung tertera pada alat. Pembahasan Safira Vitasasti Analisis kadar kafein ini dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri UV 1700 shimadzu. Hal ini dikarenakan kafein yang diukur akan menyerap pada panjang gelombang antara nm. Selain itu larutan yang akan diukur merupakan larutan bening sehingga akan terukur jika menggunakan sinar uv dengan sumber lampu deuterium. Pengukuran sampel dilakukan dengan menggunakan kuvet sebagai tempat larutan yang akan diukur. Setiap penggantian larutan yang akan diukur bagian dalam kuvet dibilas dahulu menggunakan larutan yang akan diukur untuk menghilangkan sisa larutan yang diukur sebelumnya. Larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya ke dalam kuvet dan permukaannya dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak terdapat butiran air diluar

11 permukaan kuvet, agar cahaya yang terserap oleh larutan maksimal. Kuvet harus dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak merusak permukaan luar dari kuvet. Mula-mula pengukuran dilakukan dengan mengukur zero base yang dilakukan dengan mengukur blanko. Blanko yang digunakan yaitu larutan standar 0 ppm. Larutan blanko ini berfungsi sebagai pengkondisian (pengkalibrasi) agar ketika pengukuran, sampel pereaksi yang ditambahkan pada sampel tidak mengubah harga absorban pengukuran karena adanya faktor koreksi dengan blanko. Pengukuran zero base ini berfungsi untuk menghilangkan serapan yang berasal dari pelarut. Kemudian dilanjutkan dengan mencari panjang gelombang maksimum Digunakan larutan standar 8 ppm dan diperoleh nilai λ maksimum adalah 280 nm, padahal menurut literatur panjang gelombang maksimum kafein adalah 210 nm. Hal ini karena tidak samanya konsentrasi yang dipilih untuk penentuan panjang gelombang maksimum dan beberapa factor antara lain larutan standar kafein yang di buat tidak tepat. Pengukuran kurva larutan deret standar yang digunakan pada panjang gelombang 280 nm menghasilkan kurva yang terbentuk adalah linear sehingga absorbansi memiliki korelasi dengan konsentrasi dan merupakan suatu fungsi. Selain itu kedua sample memiiki: yang pertama absorbansinya 0,276 dan konsentrasi 7,5551 ppm, sedangkan yang kedua absorbansinya 0,271 dan konsentrasinya 7,4228 ppm. Pembahasan Septian Hardi Pada praktikum ini dilakukan penentuan kadar kafein dengan metode spektofotometri UV. Kafein memiliki panjang gelombang maksimum dibawah 350 nm sehingga sumber lampu yang digunakan adalah lampu deuterium. Praktikum dimulai dengan mengencerkan kafein 1000 ppm menjadi 100 ppm dalam HCl 0,1 N kemudian dilakukan pengenceran lagi pada konsentrasi 2, 4, 6, 8, 10, dan 12 ppm dalam HCl 0,1N. Kafein merupakan non-polar sehingga tidak bisa larut dalam air. Maka untuk membuatnya larut, kafein dilarutkan dengan HCl yang akan membentuk garam yang bisa larut dalam air. HCl juga bersifat asam sehingga dapat membuat suasana kafein menjadi asam, kafein dibuat pada suasana asam karena pada suasana asam panjang gelombang yang dihasilkan kafein maksimum.

12 Sebelum proses pengukuran dilakukan, kuvet yang dipergunakan dibilas terlebih dahulu dengan larutan yang akan diukur, proses pembilasan dilakukan ± 2 kali setelah dibilas, larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya dan kuvet dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak terdapat butiran air diluar permukaan kuvet, terakhir kuvet dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak mengakibatkan permukaan luar dari kuvet tergores. Larutan standar 8 ppm digunakan untuk menentukan panjang gelombang maksimum, karena konsentrasi 8 ppm dianggap mewakili larutan standar yang lainnya (berada ditengah-tengah). Panjang maksimum yang didapat adalah nm dengan absorbansi Dengan didapatnya panjang gelombang maksimum sebesar nm, maka panjang gelombang nm ini digunakan sebagai panjang gelombang untuk pengukuran absorbansi larutan deret standar dan sampel. Selanjutnya dilakukan pengukuran larutan standar secara bertahap dari larutan dengan konsentrasi rendah sampai yang tertinggi untuk membuat kurva standar sehingga pada penentuan konsentrasi sampel, dapat diketahui kadar sampel setelah dilakukan pengukuran absorbannya berdasarkan kurva deret standar yang telah dibuat. Dari proses pengukuran standar, didapatkan kurva kalibrasi dengan nilai R (regresi) sebesar Hal ini menunjukan bahwa korelasi dari kurva adalah bernilai positif, yang artinya setiap pertambahan nilai konsentrasi diikuti pertambahan nilai absorban secara proporsional. Dengan kata lain absorban berbanding lurus dengan konsentrasi. Kurva kalibrasi yang terbentuk digunakan untuk mengukur sampel berdasarkan persamaan garis yang dibentuk, sehingga konsentrasi sampel dapat diketahui dan langsung tertera pada alat. Pembahasan Septiani Rasidah Pada praktikum penentuan kadar kafein dengan menggunakan spektrofotometri UV, didapatkan konsentrasi sampel dari perbandingan absorban sampel dengan absonban standar yang telah diketahui konsentrasinya.larutan standar yang dipakai adalah larutan standar kafein, karena yang ditentukan adalah kadar kafein dalam sampel. Pembuatan larutan standar kafein dilakukan dengan

13 mengencerkan dari larutan induk 100 ppm menjadi 2 ppm,4 ppm,6 ppm,8 ppm, 10 ppm, dan 12 ppm. Pengencer atau pelarut yang digunakan adah HCl 0,1 N, karena kafein larut dalam HCl. Selain itu HCl juga berfungsi menciptakan suasana asam karena pada suasana asam, panjang gelombang yang dihasilkan kafein maksimum. Spektrofotometri UV harus dinyalakan ± 15 menit sebelum digunakan agar alat lebih stabil sehingga pengukuran lebih akurat dan lebih peka. Selain itu silica gel yang ada dalam sel kuvet harus dikeluarkan dahulu agar tidak menghalangi jalannya cahaya. Prinsip kerja spektrofotometri UV yaitu sumber cahaya yang ada dalam spektrofotometri akan memancarkan cahaya polikromatis lalu melewati prisma sehingga menjadi sinar monokromatis yang kemudian dilewatkan pada larutan yang ada dalam sel kuvet dan larutan akan menyerap sinar dan meneruskan sinar, sinar yang diteruskan akan terbaca oleh detector dan hasilnya akan terbaca di layar. Pengukuran konsetrasi suatu larutan yang diukur oleh spektrofotometri sesuai dengan Hukum Lambert-Beer sehingga cahaya yang digunakan harus monokromator. Saat proses pengukuran dilakukan, larutan yang akan dianalisis dimasukkan ke kuvet. Kuvet harus dipastikan bersih dan tidak tergores agar tidak mengurangi penyerapan sinar oleh larutan. Pada pengukuran absorbansi dilakukan pada panjang gelombang maksimum karena memiliki kepekaan maksimal karena terjadi perubahan absorbansi yang paling besar serta pada panjang gelombang maksimum. Pada saat penentuan panjang gelombang maksimum, digunakan larutan standar kafein 8ppm, karena dianggap mewakili yang konsentrasi tidak terlalu tinggi maupun tidak terlalu rendah dari larutan standar yang lainnya. Dari hasil pengukuran didapat panjang gelombang maksimum 280,0 nm. Sebelum pengukuran sampel ataupun standar dilakukan pengukuran, dilakukan auto zero yang dalam sel kuvet berisi blanko dalam hal ini blankonya adalah HCL 0,1N karena merupakan pelarut standar maupun sampel. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa pelarut yang digunakan tidak mempengaruhi hasil pengukuran absorban sampel maupun standar. Pengukuran absorban standar dilakukan pada panjang gelombang maksimum yang didapat. Setelah pengukuran absorban larutan

14 standar, didapat kurva kalibrasi yaitu hubungan antara konsentrasi dan absorban. Kurva kalibrasi yang terbentuk digunakan untuk mengukur sampel berdasarkan persamaan garis yang dibentuk, sehingga konsentrasi sampel dapat diketahui dan langsung tertera pada alat. Pada praktikum kali ini didapat konsentrasi kafein dalam sampel 1 yaitu 7,5551 ppm sedangkan konsentrasi sampel 2 yaitu 7,4228 ppm 8. Kesimpulan Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa Pengukuran kandungan kafein dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV dengan panjang gelombang 280,0 nm Konsentrasi kafein dalam sampel 1 yaitu 7,5551 ppm sedangkan konsentrasi kafein dalam sampel 2 yaitu 7,4228 ppm 9. Daftar Pustaka