KOLORIMETRI dan SPEKTOFOTOMETRI Imam Santosa, MT
KOLORIMETRI Kolorimetri dikaitkan dengan penetapan konsentrasi suatu zat dengan mengukur absorbsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat itu. Kolorimetri visual menggunakan sumber cahaya putih alamiah, penetapan dengan kolorimeter (pembanding warna). Jika mata diganti dengan sel fotolistrik (fotometer) maka dinamakan kolorimetri fotolistrik. Jika sumber cahaya berasal dari spektrofotometer yaitu suatu sumber radiasi yang menjorok ke daerah ultra violet dan dapat dipilih spektrum dengan panjang gelombang tertentu selebar 1 nm (dengan alat penetap fotometer) dinamakan sebagai spektrofotometri.
Pembagian cahaya : Cahaya Ultra violet Nampak Infra merah Panjang gelombang <400nm 400-750 nm 750-2250 nm
Dasar teori 1. Hukum Lambert : Bila cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. A = log Io/It A = Absorban Io = intensitas cahaya masuk It = intensitas cahaya yang dikeluarkan It/Io = T (transmitans) Absorbans 1 terjadi jika suatu panjang gelombang tertentu melewati media setebal 1 cm yang meneruskan 10 % cahaya masuk pada panjang gelombang tersebut.
2. Hukum Beer : Intensitas berkas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya zat penyerap secara linear. Log Io/It = C l = koefisien absorbsi C = konsentrasi larutan l = tebal media (larutan) Dari kedua hukum tersebut dapat disimpulkan A C log 1/T Hukum beer menyimpang pada : larutan dengan konsentrasi ion tinggi, zat berdissosiasi, atau berassosiasi dalam larutan atau membentuk kompleks, juga bila sumber cahaya tidak monokromatik.
Klasifikasi Metode Kolorimetri A. Metode deret standar : Larutan uji yang ditaruh dalam suatu tabung nessler diencerkan ke volume tertentu, dicampur baik-baik, dan warnanya dibandingkan dengan sederet warna standar yang dibuat dengan cara serupa. Konsentrasi zat x (sampel) akan sama dengan konsentrasi larutan yang diketahui yang warnanya sebanding secara eksak. Sesatan pengukuran 3-8 %. B. Metode duplikasi : Larutan standar komponen yang akan ditetapkan ditambahkan ke reagensia sampai warna yang dihasilkan sebanding dengan warna larutan sampel, volume-volume harus sama. Metode ini tidak setepat no. 1.
Klasifikasi Metode Kolorimetri C. Metode perimbangan : metode ini merupakan metode dasar untuk kolorimeter bertipe penghisap, misal Kolorimeter Duboscq. Pembandingan dilakukan dalam dua tabung, dan tinggi cairan di dalam tabung disesuaikan sedemikian hingga jika kedua tabung itu diamati secara vertikal intensitas warna dalam kedua tabung sama. Jika konsentrasi salah satu tabung diketahui maka konsentrasi larutan yang lain dapat dihitung dari panjang masing-masing kolom cairan. C2 = C1 L1/L2
Klasifikasi Metode Kolorimetri D. Metode Fotometer (Kolorimeter) fotolistrik Korimeter fotolistrik dapat dibagi ke dalam dua kelas utama: instrumen satusel dan dua-sel. Contoh yang pertama adalah kolorimeter portabel EEL dan kolorimeter Spectronic 20 Bausch and Lomb, sedangkan sebuah contoh yang kedua ialah absorpsiometer Hilger Spekker (tipe H 760). Bagian-bagian penting fotometer fotolistrik filter satu-sel adalah sumber cahaya, filter cahaya, wadah untuk larutan, fotosel lapisan-barier untuk menerima cahaya yang diteniskan, dan sesuatu cara untuk mengukur respons fotosel itu.
Prosedur umum untuk mengoperasikan nefelometer EEL 1. Sesuaikan tombol pengatur-nol dari galvanometer untuk membawa garis-rambut ke-garis nol dari skala. Hubungkan kepala nefelometer dan galvanometer dengan bantuan steker enampin dan penghantar (kabel) yang lentur. 2. Singkirkan tudung penutup, taruh standar dalam kedudukannya, dan taruh kem-bali tudung. Standar ini umuinnya adalah tabung-uji landing yang mcngandung suspensi yang paling pekat dari zat yang akan ditetapkan: konsentrasi ini tentu saja harus diketahui. 3. Pilih filter yang diperlukan. Ini harus serupa warnanya dengan wama larutan. 4. Sesuaikan pengendali-kepekaan galvanometer untuk memperoleh pembacaan seratus bagian pada skala. 5. Singkirkan standar. 6. Isi tabung-uji dengan air suling atau dengan suatu larutan 'blanko' sampai dalam-nya tak kurang daripada 3 cm, dan stel ke nol dengan memakai pengendali nol galvanometer. 7. Cek pembacaan standar (100 bagian skala). 8. Ulangi prosedur 6 dan 7 sampai diperoleh simpangan skala-penuh dan penyetelan pada nol. 9. Gantikan suspensi standar dengan suspensi-suspensi yang lebih encer, dan catat-lah berbagai pembacaan skala. Gambarkan sebuah kurva kalibrasi dan hubungan antara pembacaanpcmbacaan galvanometer dan konsentrasi zat yang akan ditetapkan. 10. Isi sebuah tabung-uji dengan contoh yang akan ditetapkan sampai kira-kira sama dalam dengan standar, dan sisipkan kedalam instrumen. Calat simpangan galvanometer: tentukan nilai konsentrasi dari kurva kalibrasi.
Klasifikasi Metode Kolorimetri E. Metode Spektrofotometer. Contoh : Kolorimeter Spectronic 20 Bausch and Lomb. Panjang gelombangnya berjangka dari 375 ke 650 nm, dan dapat diperluas ke 950 nm dengan menambahkan sebuah filter inframerah dan menukar tabungtabung foto: lebar pita efektif adalah sekitar 20 nm.
Prinsip Kerja Spektrofotometer Cahaya putih dari lampu wolfram difokuskan oleh lensa A ke celah masuk; lensa B mengumpulkan cahaya dari celah-masuk itu dan memfokuskan kembali ke celah-keluar setelah dipantulkan dan didispersikan oleh kisi difraksi untuk memperoleh pelbagai panjang gelombang, kisi itu diputar dengan pertolongan suatu lengan yang digerakkan bila roda sisimya diputar; skala panjang gelombangnya diikatkan ke tangkai seperti roda sisirnya. Cahaya monokromatik yang menembus celah keluar melewati contoh yang akan diukur dan jatuh ke tabling foto.
Alasan Pemilihan Prosedur Kolorimetri Metode kolorimetri seringkali akan memberikan hasil yang lebih tepat pada konsentrasi rendah dibandingkan prosedur titrimetri ataupun gravimetri padanannya. Juga dapat lebih sederhana dilakukannya. Suatu metode kolorimetri seringkali dapat diterapkan pada kondisi-kondisi dimana tidak terdapat prosedur gravimetri ataupun titrimetri yang memuaskan, misalnya untuk zat hayati tertentu. Prosedur kolorimetri mempunyai keunggulan untuk penetapan rutin dari beberapa komponen dalam sejumlah contoh yang serupa oleh karena cepat dapat dilakukan.
Kriteria agar Hasil Metoda Kolorimetri Memuaskan Kesepesifikan reaksi warna, reaksi menghasilkan warna spesifik untuk ph tertentu, sehingga selektif Kesebandingan antara warna dan konsentrasi, sesuai hukum beer Kestabilan warna dalam waktu cukup lama agar pembacaan data tepat Kedapat-ulangan (reprodusibilitas) yang tinggi Kejernihan larutan, agar cahaya tak terserap/terhambur larutan Kepekaan tinggi untuk zat dengan kuantitas sangat kecil
Aplikasi Kation : hal 849-878 vogel-kuantitatif Anion :hal 849-897 vogel-kuantitatif
Analisis PGVO dari Spektrofotometri menghasilkan data sbb: Absorbansi Konsentrasi (mol/l) 0.6 8.81E-06 1.2 1.95E-05 1.8 2.93E-05 2.4 3.90E-05 3 4.97E-05
Pertanyaan : A. gambarlah kurva linear hubungan Absorbansi terhadap konsentrasi! B. carilah persamaan linear hubungan Absorbansi terhadap konsentrasi! C. Pada suatu pengamatan diperoleh absorbansi 0.958 berapa konsentrasi PGVO yang diamati? D. Jika dari 61 gram sample diambil 0.19 gr kemudian diencerkan menjadi 2500 cc dan diamati absorbansinya didapat data 1.011: a. berapa konsentrasi PGVO yang dimati? b. berapa mol PGVO dalam sample? c. Jika BM PGVO 275 gr/mol berapa fraksi berat PGVO terhadap sample? Catatan : Pers. Linear : Y = mx + C, dimana : n. (Σxy) - Σx. Σy Σ(x 2 ). Σy Σx. Σ(xy) m = -------------------------- C = ------------------------------ n. Σ(x 2 ) Σ(x) 2 n. Σ(x 2 ) Σ(x) 2