Laporan Praktikum Praktikum Analisis Instrumental SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS DAN SPEKTRONIK 20D+ Muhammad Ardiyansyah 1 dan Mohammad Rafi 2 1 Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Dramaga Bogor 16680, Indonesia 2 Divisi Kimia Analitik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Dramaga Bogor 16680, Indonesia ABSTRAK Spektrofotmetri merupakan instrument analisis yang digunakan untuk mengetahui jumlah (konsentrasi) suatu zat dalam pelarut. Analisis ini didasarkan pada nilai penyerapan (absorbansi) atau penerusan (transmitans) pada suatu zat yang diberikan sinar pada panjang gelombang tertentu. Prinsip dari spektrofotometri didasarkan pada Hukum Beer, yaitu interaksi radiasi elektromagnetik terhdap materi uji. Alat yang digunakan dalam prcobaan adalah spektronik 20D+ dan spektrofotometri UV-Vis (ultraviolet visible) untuk mengetahui nilai serapan pada senyawa K 2 Cr 2 O 7 0.001 M dan KMnO 4 0.001 M pada H 2 SO 4 0.5 M. panjang gelombang maksimum K 2 Cr 2 O 7 dan KMnO 4 dengan spektronik 20D+ adalah 585 nm dan 550 nm. Panjang gelombang maksimum dengan menggunakan spektrofotometri UV-Vis untuk K 2 Cr 2 O 7 adalah 437 dan 443 nm, sedangkan KMnO 4 adalah 546 dan 527 nm. I. Pendahuluan Spektrofotometri merupakan metode yang digunakan untuk mengetahui interaksi materi dengan gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik merupakan suatu bentuk energy yang memiliki dua jenis prilaku yaitu sebagai gelombang dan partikel (Harvey 2000). Spektrofotometri UV-Visible merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Alat ini menggunakan dua buah sumber cahaya yang berbeda, yaitu sumber cahaya UV dan sumber cahaya Visible. Spektrofotometri UV-Visible adalah suatu teknis analisis spektroskopi yang memakai sumber radiasi elektromagnetik ulraviolet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) (Aeni 2009). Penggunaan kedua sinar tersebut dapat dilakukan karena sinar tersebut dapat mengeksitasi electron pada suatu senyawa sehingga dapat dilakukan analisis baik kepada senyawa organik maupun anorganik. Menurut
Saprudin et al. (2009), spektrofotometri UV-Vis merupakan metode analisis yang sedrhana, murah, dan praktis dapat dilakukan untuk analisis kandungan suatu unsure pada komponen. Selain spektrofotometri UV-Vis, analisis spektroskopi lain menggunakan instrumen spektronik 20D+. instrument ini merupakan instrument analisis perkembangan dari spektronik 20D. alat ini biasa digunakan untuk quality control dan analisis larutan pada laboratorium. Spektronik 20D+ memiliki tampilan digital. Kisaran panjang gelombang yang dimiliki adalah 340 950 nm pada rentang kesalahan 20 nm (User Guide 2007). Senyawa K 2 Cr 2 O 7 atau kalium dikromat merupakan senya berwarna kuning yang biasa digunakan sebagai agen pengoksidasi untuk senyawa organik. Senyawa ini dihasilkan dari pencampuran kalium dengan kromat (Anger 2005). Kalium dikromat juga digunakan sebagai indicator adanya perubahan gugus aldehide menjadi keton pada suatu reaksi. Karena sifatnya yang berwarna ini, maka perubahan warna yang terjadi dapat dijadikan indicator dalam suatu penentuan reaksi. KMnO 4 atau kalium permanganate merupakan senyawa anorganik yang biasa digunakan sebagai agen pengoksidasi yang baik. Dengan menggunakan senyawa ini total oksidasi material organik dapat ditentukan secara kuantitatif (Reidies 2002). Senyawa ini memiliki wrna ungu kehitaman dan berbentuk kristal ortorombik. Kalium permanganat dibentuk dari reaksi kalium manganat dengan air. Dalam histology, kalium permanganate digunakan sebagai agen pemutih (Murphy 2001). II. Bahan dan Metode Alat dan Bahan Alat yang digunakan adalah spektrofotometer UV-Vis Shimadzu 1700 PC, Spectronic 20D+, kuvet, labu takar 25 ml, buret 50 ml, dan pipet volumetri 10 ml. Bahan yang digunakan antara lain larutan KMnO 4 0.001 M, larutan K 2 Cr 2 O 7 0.01 M, dan H 2 SO 4 0.5 M. Metode Pembuatan spektrum beberapa zat dilakukan dengan mengisi kuvet dengan larutan KMnO 4 0.001 M atau K 2 Cr 2 O 7 0.001M. Kuvet blanko diisi H 2 SO 4 0.5 M. Baca absorbans larutan pada 15 kisaran panjang gelombang 400-700 nm, dengan interval 5 nm (pada setiap pergantian panjang gelombang serapan dinolkan dengan larutan blanko). Buat kurva hubungan panjang gelombang dengan absorbans. Tentukan panjang gelombang yang tepat untuk masing-masing zat. Spektrum absorpsi KMnO 4 dan K 2 Cr 2 O 7 (spektrofotometer UV-Vis Shimadzu 1700 PC). Isi kuvet dengan larutan KMnO 4 4 0.001 M atau K 2 Cr 2 O 7 0.001 M. Kuvet blanko diisi
H 2 SO 4 0.5 M. setelahnya dibuat spektrum absorpsinya pada daerah Vis (350-800 nm) dengan menggunakan beberapa parameter yang ada dalam alat yang digunakan. Pada penentuan konsentrasi campuran K 2 Cr 2 O 7 dan KMnO 4 dilakukan dengan dua tahap yaitu ditentukannya kurva kalibrasi lalu konsentrasi campurannya. Penentuan kurva kalibrasi dilakukan dengan dibuatnya secara terpisah masing-masing larutan standar KMnO 4 dan K 2 Cr 2 O 7, dengan mengencerkan 1.00, 3.00, 5.00, 7.00, dan 9.00 ml untuk KMnO 4 dan mengencerkan 5.00, 7.00, 9.00, 11.00, dan 13.00 ml untuk K 2 Cr 2 O 7 larutan baku tersebut dengan larutan H 2 SO 4 0.5M dalam labu takar 25 ml. setelahnya dibaca absorbans kedua set larutan pada panjang gelombang yang tepat untuk KMnO 4 dan K 2 Cr 2 O 7 dengan H 2 SO 4 sebagai blanko. Kemudian dibuat kurva standar masing-masing larutan pada dua panjang gelombang dan ditentukan nilai konstantanya (k). Untuk penentuan konsentrasi campuran, larutan analat dipindahkan secara kuantitatif ke dalam labu takar 25 ml, lalu diencerkan dengan H 2 SO 4 0.5 M, pengerjaannya dilakukan sebanyak 6 kali ulangan. Kemudian dibaca absorbansnya pada dua panjang gelombang. Lalu hitung konsentrasi masing-masing zat dengan harga k dari kurva kalibrasi beserta standar deviasi dan selang kepercayaan 95%. III. Pembahasan Analisis kimia dengan metode spektrofotometri didasarkan pada interaksi radiasi elektromagnetik 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. Melalui pemanfaatan akan penyinaran yang diberikan melalui panjang gelombang tertentu, baik UV-Visible maupun spektronik 20D+, akan terlihat interaksi yaitu penyerapan sinar oleh materi yang disebut dengan absorbans atau sinar yang diteruskan materi yang disebut dengan transmitans. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa molekul selalu mengabsorbsi cahaya elektromagnetik jika frekuensi cahaya tersebut sama dengan fekuensi getaran dari molekul tersebut. Alat yang digunakan dalam pengukurannya disebut spektrofotometer (Henry 2002). Hukum Beer merupakan intepretasi matematis dari interaksi yang ditunjukan materi dengan penyinaran yang diberikan pada spektrofotometri. Spektrofotometri UV-Vis memanfaatkan sinar pada panjang gelombang UV (190-380 nm) dan Visible (380-780 nm) untuk analisis materi, sedangkan spektronik 20D+ menggunakan sinar pada panjang gelombang 340 950 nm.
Gambar 1 Optikal diagram Spektronik 20D+ (User Guide 2007) Gambar 2 Optikal diagram spektrofotometrik UV-Vis berkas ganda (Arifin dan Heriyanto 2006) Pada percobaan, ditentukan panjang gelombang maksimum dari K 2 Cr 2 O 7 dan KMnO 4. Kedua senyawa tersebut memiliki warna yang berbeda sehingga akan mengahasilkan panjang gelombang maksimum yang berbeda pula sesuai dengan warna komplementer yang diserap pada panjang gelombang masing-masing. Panjang gelombang serapan maksimum untuk KMnO 4 adalah 525 nm, sedangkan K 2 Cr 2 O 7 adalah 434 nm (Xu dan Thomson 2008). Hasil analisis, panjang gelombang maksimum untuk K 2 Cr 2 O 7 dengan spektrofotometri UV-Vis dan spektronik 20D+ adalah 443 nm dan 585 nm. Sedangkan pada KMnO 4 adalah 527.5 nm dan 550 nm.
Perbedaan penyerapan antara dua senyawa tersebut jelas, melalui tampak fisik warna yang dihasilkan pada K 2 Cr 2 O 7 dan KMnO 4 akan menghasilkan serapan yang berbeda, selain itu juga dengan kebutuhan energy yang diberikan untuk electron mengalami transisinya. Namun perbedaan panjang gelombang maksimum antara pengukuran UV-Vis dan spektronik 20D+. Namun berdasarkan anilisis statistik melalui uji T dan uji F, perbedaan tersebut tidak memberikan perbedaan yang nyata. Berdasarkan hasil analisis sampel, nilai absorbans tertinggi dimiliki oleh konsentrasi sampel yang tinggi pula (lihat table 11 dan 12), hal ini sesuai dengan Hukum Beer, yaitu nilai absorbans sebanding dengan nilai konsentrasi dari larutan. Namun terjadi perbedaan (lihat tabel 5 dan 6) perbedaan terjadi pada tabel 6, nilai absorbans tidak sebanding dengan konsentrasi larutan. Hal ini dapat disebabkan kesalahan paralaks dalam pembacaan dan perlakuan dalam analisis oleh operator. IV. Simpulan Analisis serapan panjang gelombang maksimum antara spektrofotometri UV- Vis dan spektronik 20D+ pada K2Cr2O7 dan KMnO 4 memberikan hasil tidak berbeda nyata antara kedua pengukuran alat tersebut. Panjang gelombang serapan maksimum untuk K 2 Cr 2 O 7 dan KMnO 4 dengan spektrofotometri UV-Vis adalah 443 nm dan 527.5 nm, sedangkan dengan spektronik 20D+ adalah 585 nm dan 550 nm. Nilai konsentrasi larutan pada sampel sebanding dengan nilai absorbans yang dihasilkan. V. Daftar Pustaka Aeni N. 2012. Spektrofotometer UV-Visible. Palu (ID): Untad press. Anger G, Halstenberg J, Hochgeschwender K, Scherhag C, Korallus U, Knopf H, Schimdt P, dan Ohlinger M. Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim (DE): Wiley-VCH. Arifin B dan Heryanto R. 2006. Spektroskopi Sinar Tanpak. Bogor (ID):IPB press. Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York (US) : McGraw Hill. Henry, Arthur et al. 2002. Analisa spektrofotometri uv-vis pada obatinfluenza dengan menggunakan aplikasi sistem persamaan linear. Jakarta (ID) : Universitas Indonesia. Murphy CL, Eulitz M, Hrncic R, Sletten K, Westermark P, Williams T, Macy SD, Wooliver C, Wall J, Weiss DT, Solomon A. 2001. Chemical typing of amyloid
protein contained in formalin-fixed paraffin-embedded biopsy specimens. American Journal Clinical Pathology. Vol: 116 (1): 135-142. Reidies AH. 2002. Manganese Compound. Weinheim (DE): Wiley-VCH. Saprudin D, Rafi M, dan Dini NH. 2009. Metode spektrofotometri UV-Vis untuk penentuan Barium dalam tanah liat dengan 18-crown dan Rose Bengal. Seminar Nasional Kimia; 2009 Jul 28; Surabaya, Indonesia. Surabaya (ID): Senaki. hlm 1-6. User Guide. 2007. Spektronic 20 TM dan Spectronic 20D +. Fitchburg (US) : Thermoscientific. Xu X dan Thomson N. estimation of the maximum consumption of permanganate by aquirer solids using a modified chemical oxygen demand tes. Journal environmental engineering. Vol : 134 (5) : 353-361.