PENGENALAN ALAT SPEKTROFOTOMETER UV-VIS, KALIBRASI DAN PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG MAKSIMUM

Khilda Nurlaila (1112096000035)Marzuki (1112096000046)Mia adha (1112096000051)Rihlah noviyanti (1112096000039)Kelompok 5

PUSAT LABORATORIUM TERPADU LT. 3FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGIUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA2015

I. PendahuluanSpektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi. Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah cahaya matahari. Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik cahaya yaitu sebagai gelombang dan sebagaipartikel-partikel energi yang disebut foton. Karena sifat tersebut maka beberapaparameterperludiketahuimisalnyapanjang gelombang, frekuensi danenergitiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai jarak antara dua puncak.

Gambar 1. Gelombang elektromagnetikSecara sederhana Instrumen spektrofotometri terdiri dari :

Gambar 2. Prinsip Kerja Spektrofotometer Uv-Vis1. Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Untuk sepktrofotometer UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavi hidrogen VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator.2. Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahayayangberasaldarisumbersinarpolikromatismenjadicahayamonokromatis.Jenismonokromator yang saat ini banyak digunakan adalah gratting atau lensa prisma dan filter optik.Proses dispersi atau penyebaran cahaya seperti yang tertera pada gambar dibawah ini

Gambar 3. Dispersi Cahaya3. Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel- UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel.4. Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadiarus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor : Kepekaan yang tinggi Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi Respon konstan pada berbagai panjang gelombang. Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi. Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.5. Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasaldari detektorSecara eksperimen hukum Lambert-beer akan terpenuhi apabila peralatan yang digunakanmemenuhi kriteria-kriteria berikut:1. Sinar yang masuk atau sinar yang mengenai sel sampel berupa sinar dengan denganpanjang gelombang tunggal (monokromatis).2. Penyerapan sinar oleh suatu molekul yang ada di dalam larutan tidak dipengaruhi oleh molekul yang lain yang adabersama dalam satu larutan.3. Penyerapan terjadi di dalam volume larutan yang luas penampang (tebal kuvet) yang sama.4. Penyerapan tidak menghasilkan pemancaran sinar pendafluor. Artinya larutan yangdiukur harus benar-benar jernih agar tidak terjadi hamburan cahayaoleh partikel-partikelkoloid atau suspensi yang ada di dalam larutan.5. Konsentrasi analit rendah. Karena apabila konsentrasi tinggi akan menggangu kelinearangrafik absorbansi versus konsntrasi.II. Tujuan1. Memahami prinsip kerja alat spektrofotometer uv-vis2. Mengetahui cara kalibrasi alat spektrofotometer uv-vis3. Mengetahui cara mencari panjang gelombang maksimumIII. Metodelogi Praktikum1. Alat dan BahanAlat dan Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu spektrofotometer uv-vis, aquades, tabung reaksi, gelas beker, tisu, pipet, aceton, sampel daun, mortar dan alu, kertas saring, corong, dan erlenmeyer2. Prosedur Kerjaa. Kalibrasi alat spektrofotometer uv-visDinyalakan alat, minimal 15 menit sebelum digunakan. Disiapkan larutan blanko, dimasukkan ke dalam kuvet dikeringkan bagian sisi terang kuvet agar tidak ada larutan yang menempel di luar kuvet, dipilih aplikasi scan dan dimasukkan range panjang gelombang, yaitu scan range uv 400-200 dan scan range visible 800-400 nm. Dipilih lampu yang akan digunakan. Dimasukkan jumlah sampel yang akan diukur dan diberi nama. Klik autozero, dimasukkan kuvet yang telah berisis sampel ke holder, diklik ok. Ditunggu sampai pembacaan atau nilai absorbansi antara 0.00 sampai 0.001.

b. Persiapan sampelSebanyak 5 buah daun berukuran kecil atau 1 buah daun berukuran besar dihaluskan pada mortar. Ditambahkan aceton sebagai pengekstrak klorofil. Disaring pada kertas saring untuk diambil filtratnya. Filtrat diencerkan hingga warnanya tidak terlalu pekat.c. Penentuan panjang gelombang maksimumSetelah kalibrasi, diganti kuvet dengan sampel yang akan dicari panjang gelombang maksimumnya. Bilas kuvet dengan akuades kemudian aceton. Diklik start dan dimasukkan sampel yang akan diukur. Diperhatikan serapan yang muncul. Dicari panjang gelombang maksimum pada sampel.IV. Hasil dan PembahasanPercobaan ini berjudul pengenalan alat spektrofotometer uv-vis, kalibrasi dan pengukuran panjang gelombang maksimum. Percobaan ini bertujuan untuk dapat memahami prinsip kerja alat spektrofotometer uv-vis, mengetahui cara kalibrasi alat spektrofotometer uv-vis, mengetahui cara mencari panjang gelombang maksimum sebagai parameter penting dalam analisa spektrofotometri UV-Vis. Semua molekul dapat mengabsorpsi radiasi daerah UV-Vis karena mereka mengandung elektron, baik sekutu maupun menyendiri, yang dapat dieksitasikan ke tingkat energi yang lebih tinggi (Underwood, 1981). Prinsip dari spektrofotometer UV-Vis adalahpenyerapan sinar tampak untuk ultra violet dengan suatu molekul dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari tingkat energi dasar (ground state) ketingkat energi yang paling tinggi (excited stated). Pengabsorbsian sinar ultra violet atau sinar tampak oleh suatu molekul umumnya menghasilkan eksitasi elektron ikatan, akibatnyapanjang absorbsi maksimum dapat dikolerasikan dengan jenis ikatan yang ada didalam molekul(Hendayana,1994).Panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding (Khopkar, 1990). Sebelum menguji larutan sampel dengan spektrofotometer UV-Vis, terlebih dahulu dilakukan pengujian larutan blanko untuk mengkalibrasi alat instrumentasi spektroskopi UV-Vis. Pelarut aseton yang digunakan tersebut dijadikan sebagai blanko dengan tujuan untuk mengkalibrasi alat instrumentasi spektroskopi UV-Vis agar dapat meminimalisir kesalahan pada pemakaian instrumentasi spektroskopi UV-Vis sehingga diperoleh besar absorbansi dan panjang gelombang maksimum sampel dengan teliti.Persiapan sampel yang baik seperti kalibrasi dengan autozero terhadap blanko pelarut dan pembersihan kuvet sebelum penggunaan bertujuan untuk menghasilkan serapan yang baik pada spektrofotometer. Menurut Harjadi (1998), Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analitik : 1. Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.2. Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.3. Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, halini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).Pengukuran panjang gelombang maksimum dari sampel daun didapatkan pola serapan seperti pada gambar 4. Dengan melihat pola serapan tersebut, jika dibandingkan dengan pola serapan klorofil (gambar 5) maka sampel daun memiliki klorofil.

Gambar 4. Hasil Scan Panjang Gelombang Maksimum Sampel Daun

Gambar 5. Pola Serapan KlorofilMenurut Rohman (2007), transisi yang dibolehkan untuk suatu molekul dengan struktur kimia yang berbeda adalah tidak sama sehingga spektra absorpsinya juga berbeda. Dengan demikian, spektra dapat digunakan sebagai bahan informasi yang bermanfaat untuk analisis kualitatif. Terdapat beberapa jenis klorofil, yaitu klorofil a, b, c dan d. Klorofil a merupakan jenis klorofil yang paling penting dalam fotosintesis. Klorofil a dapat menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 430 nm dan 662 nm. Klorofil b juga berperan dalam fotosintesis. Klorofil b menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 453 dan 642 nm. Tabel 1. Spektrum Serapan Panjang Gelombang pada KlorofilRange panjang gelombangPanjang gelombang yang diserap Warna yang diabsorpsi Warna yang dipantulkan

340 450 431.26Lembayung Kuning hijau

450 495 452.96BiruKuning

590 620 616.03JinggaHijau-biru

620 - 750 661.98MerahBiru-Hijau

Warna hijau klorofil disebabkan karena tidak efektif dalam menyerap cahaya gelombang hijau dan hanya memantulkan saja. Klorogil menunjukkan serapan maksimum didaerah biru (400-450) dan merah (650-700 nm) dari spektrum tampak. Klorofil sangat sedikit menyerap cahaya didaerah spektral antara 500-600 nm. Cahaya tersebut merupakan cahaya didaerah hijau yang jika direfleksikan ke mata manusia menimbulkan sensasi warna hijau (Hartiwi, 2009).Pengukuran panjang gelombang maksimum sampel daun, klorofil hanya memiliki rentang daerah serapan, bukan suatu nilai yang diskrit. Hal ini dikarenakan adanya pengaruh pelarut yang digunakan pada proses ekstraksi. Dengan bertambahnya kepolaran pelarut pada transisi *, bentuk puncak bergeser ke panjang gelombang yang lebih pendek (pergeseran biru atau hipsokromik), sedangkan jika bergeser kepanjang gelombang yang lebih panjang (pergeseran merah atau batokromik). Pergeseran biru disebabkan bertambahnya solvasi pasangan elektron hingga berakibat energinya turun. Pergeseran merah terjadi akibat bertambahnya kepolaran pelarut (~ 5 nm), disebabkan gaya polarisasi antara pelarut dan spesies, sehingga berakibat menurunnya selisih tingkat energi eksitasi dan tingkat tidak tereksitasi (Kristianingrum,2014).

V. KesimpulanDari Percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:1. Prinsip kerja alat spektrofotometer uv-vis adalah adanya serapan cahaya pada panjang gelombang tertentu oleh suatu senyawa2. Cara kalibrasi alat spektrofotometer uv-vis dilakukan dengan menggunakan fungsi autozero pada blanko (pelarut)3. Panjang gelombang maksimum suatu sampel didapat dengan scan sampel pada range panjang gelombang Uv atau Vis.

Daftar PustakaUnderwood A.L dan Day, R. A.1981. Analisa Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga. Harjadi. 1998. Kimia Analitik. Jakarta:. PT Gramedia. Hartiwi, Etti. Dan Suryasatriya Tribandaru. 2009. Pengukuran Spektrum Klorofil daun Suji Menggunakan Spektrofotometer Sederhana.Prosiding Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains IV, No. 3:622-631.Hendayana, Sumar. (1994).Kimia Analitik Instrumen. Semarang: Semarang Press.Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press. Kristianingrum, Susila. 2014. Handout spektroskopi ultra violet dan sinar tampak (spektroskopi uv vis). Universitas Negeri Yogyakarta.Rohman. 2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.

1