Penentuan Konsentrasi Larutan dengan Menggunakan
Spektrofotometer UV-VIS
I. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan konsentrasi larutan FeCl3.6H2O dengan menggunakan
larutan yang telah diketahui konsentrasinya.
II. DASAR TEORI
2.1 Spektrofotometer UV Vis
Spektrofotometer Uv-Vis adalah alat yang digunakan untuk
mengukur transmitansi, reflektansi dan absorbsi dari cuplikan sebagai fungsi
dari panjang gelombang. Spektrofotometer sesuai dengan namanya merupakan alat
yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar
dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat
pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi
spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi cahaya secara relatif jika
energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi
dari panjang gelombang. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum
sinar tampak yang sinambung dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur
perbedaan absorbsi antara cuplikan dengan blanko ataupun pembanding.
Spektrofotometri UV-vis adalah pengukuran serapan cahaya di
daerah ultraviolet (200–350 nm) dan sinar tampak (350 – 800 nm) oleh suatu
senyawa. Semua metode spektrofotometri berdasarkan pada serapan sinar oleh
senyawa yang ditentukan, sinar yang digunakan adalah sinar yang semonokromatis
mungkin.
2.2 Absorbsi
Absorbsi cahaya UV-Vis mengakibatkan transisi elektronik,
yaitu promosi electron-electron dari orbital keadaan dasar yang berenergi
rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi. Energi yang
terserap kemudian terbuang sebagai cahaya atau tersalurkan dalam reaksi kimia.
Absorbsi cahaya tampak dan radiasi ultraviolet meningkatkan energi elektronik
sebuah molekul, artinya energi yang disumbangkan oleh foton-foton memungkinkan
electron-electron itu mengatasi kekangan inti dan pindah ke luar ke orbital
baru yag lebih tinggi energinya. Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam
daerah UV-tampak karena mereka mengandung electron, baik sekutu maupun menyendiri,
yang dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Absorptivitas (a) merupakan suatu konstanta yang tidak
tergantung pada konsentrasi, tebal kuvet dan intensitas radiasi yang mengenai
larutan sampel. Absorptivitas tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul,
dan panjang gelombang radiasi. Satuan a ditentukan oleh satuan-satuan b dan c.
Jika satuan c dalam molar (M) maka absorptivitas disebut dengan absorptivitas
molar dan disimbolkan dengan ε dengan satuan M
-1cm-1 atau liter.mol-1cm-1. Jika c dinyatakan dalam persen berat/volume
(g/100mL) maka absorptivitas dapat ditulis dengan E1%1cmA1%1cm (Gandjar dan
Rohman, 2007).
Pada spektrofotometer UV-Vis, warna yang diserap oleh suatu
senyawa atau unsur adalah warna komplementer dari warna yang teramati. Hal
tersebut dapat diketahui dari larutan berwarna yang memiliki serapan maksimum
pada warna komplementernya. Namun apabila larutan berwarna dilewati radiasi
atau cahaya putih, maka radiasi tersebut pada panjang gelombang tertentu, akan
secara selektif sedangkan radiasi yang tidak diserap akan diteruskan (Underwood
dan Day, 1996).
Kandungan Besi III dapat ditentukan dengan beberapa metode,
salah satunya yaitu dengan spektrofotometer sinar tampak. Salah satu metode
yang cukup handal pada spektrofotometer adalah dengan penambahbakuan atau adisi
standar. Metode ini merupakan suatu pengembangan metode spektrofotometer sinar
tampak dengan biaya relatif lebih murah (Watulingas, 2008).
Panjang gelombang 450 nm digunakan sebagai panjang gelombang
untuk menganalisis kadar besi di dalam larutan karena pada panjang gelombang
ini, absorbansi sinar mempunyai nilai maksimal, dengan kata lain, pada panjang
gelombang ini, sinar yang dipancarkan oleh spektrofotometer paling banyak
diserap oleh larutan. Oleh karena itu, pengukuran pada panjang gelombang 450
ini menghasilkan pengukuran yang akurat.
III. ALAT DAN BAHAN
3.1 Alat
3.1.1 Labu ukur 50 ml 5 buah
3.1.2 Bulp 1 buah
3.1.3 Pipet volume 25 ml 1 buah
3.1.4 Corong 1 buah
3.1.5 Gelas kimia 250 ml 3 buah
3.1.6 Pipet tetes 1 buah
3.2 Bahan
3.2.1 FeCl3.6H2O padatan
3.2.2 Aquades
IV. PROSEDUR KERJA
4.1 Pembuatan Larutan FeCl3.6H2O 100 ppm.
a. Ditimbang padatan FeCl3.6H2O dengan menggunakan neraca
digital.
b. Dilarutkan dengan aquades dan dipindahkan kedalam labu
ukur 1L.
c. Ditambah aquades sampai tanda batas, kemudian
dihomogenkan larutan.
4.2 Diencerkan larutan FeCl3.6H2O 100 ppm menjadi
larutan FeCl3.6H2O 10 ppm, 20 ppm, 30
ppm, 40 ppm, 50 ppm sebanyak 50 ml.
a. Dihitung dengan rumus pengenceran
b. Diambil beberapa ml (sesuai perhitungan) larutan
FeCl3.6H2O 100 ppm.
c. Dimasukkan ke labu ukur 50 ml + aquades sampai tanda
batas. Dihomogenkan larutan.
4.3 Diukur absorbansi maksimum dari panjang gelombang
400-480 nm untuk larutan FeCl3.6H2O 30 ppm.
4.4 Diukur absorbansi larutan FeCl3.6H2O 10 ppm, 20 ppm, 30
ppm, 40 ppm, 50 ppm
4.5 Dibuat kurva standar untuk langkah 4.
4.6 Diukur absorbansi FeCl3.6H2O unknown ppm pada panjang
gelombang maksimum. Dilakukan duplo.
V. DATA PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
5.1 Tabel 1
|
Konsentrasi (ppm) x
|
Absorbansi (y)
|
x2
|
y2
|
x.y
|
|
10
|
0,12
|
100
|
0,0144
|
1,2
|
|
20
|
0,25
|
400
|
0,0625
|
5
|
|
30
|
0,56
|
900
|
0,3136
|
16,8
|
|
40
|
0,38
|
1600
|
0,1444
|
15,2
|
|
50
|
0,50
|
2500
|
0,25
|
25
|
|
Σ = 150
|
1,81
|
5500
|
0,7849
|
63,2
|
5.2 Panjang gelombang maksimum
|
Panjang Gelombang
|
Absorbansi
|
|
440 nm
|
0,4
|
|
450 nm
|
0,56
|
|
460 nm
|
0,27
|
5.3 Regresi linier
|
Konsentrasi (x)
|
Absorbansi (y)
|
|
10 ppm
|
0,12 A
|
|
20 ppm
|
0,25 A
|
|
30 ppm
|
0,56 A
|
|
40 ppm
|
0,38 A
|
|
50 ppm
|
0,50 A
|
5.4 Perhitungan
Diketahui:
Σx= 150 Σx2= 5500 Σy = 63,2
Σy= 1,81 Σy2= 0,7849
Regresi Linier
y = bx + a
b = n (Σxy) - (Σx) (Σy)
n (Σx2) - (Σx)2
= 5 (63,2) -
(150) (1,81)
5 (5500) -
(150)2
= 44,5 / 5000 = 8,9
x 10-3
a = (Σy) (Σx2) - (Σx) (Σxy)
n (Σx2) - (Σx)2
= (1,81)
(5500) - (150) (63,2)
5 (5500)
- (150)2
= 475 / 5000 =
0,095
|
Percobaan
|
Absorbansi
|
|
1
|
0,29
|
|
2
|
0,25
|
|
3
|
0,31
|
|
rata-rata
|
0,29
|
y= 8,9 × 10-3 x + 0,095
0,29 = 8,9 × 10-3 x +
0,095
0,29 - 0,095 = 8,9 × 10-3 x
x = 0,195
8,9 x 10-3
= 21,91 ppm
VI. PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini, dilakukan analisis penentuan
konsentrasi larutan dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis serta larutan
FeCl3.6H20 berbagai konsentrasi. Pembuatan larutan FeCl3.6H2O dengan berbagai konsentrasi
dapat dilakukan dengan pengenceran kedalam lima labu ukur menggunakan aquades
memakai rumus, M1.V1=M2.V2
Dari larutan FeCl3.6H2O dengan konsentrasi 100 ppm akan
dibuat menjadi larutan FeCl3.6H2O dengan konsentrasi 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40
ppm, 50 ppm. Jika larutan FeCl3.6H2O konsentrasi 100 ppm akan dibuat menjadi
konsentrasi 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, dan 50 ppm. Maka dipipet dari
FeCl3.6H2O masing-masing 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, dan 25 ml. Kemudian
ditambahkan aquades hingga tanda batas.
Selanjutnya yaitu menganalisa spektroskopi dari larutan
FeCl3.6H2O dengan menggunakan spektrofotometer. serta mengatur panjang
gelombang yang digunakan yaitu 440-460 nm. Selanjutnya yaitu menentukan kadar
sampel. Dengan cara yang sama memasukkan kuvet berisi larutan FeCl3.6H2O
berbagai konsentrasi mulai dari konsentrasi rendah sampai tertinggi dengan
jangkauan panjang gelombang yang sama antara 440-460 nm.
Dari percobaan, data berupa absorbansi (A) vs panjang
gelombang (gamma) dapat dilihat pada grafik dibawah ini.
grafik 450
Dari grafik diatas dapat dilihat panjang gelombang maksimum
sebesar 450 nm. Selanjutnya dapat ditentukan nilai absorban (A) untuk tiap
konsentrasi dari panjang gelombang maksimum (450 nm) sebagai acuan untuk
larutan yang belum diketahui (unknown) dan diperoleh rata-rata dari larutan
tersebut adalah 0,29 ppm.
|
Konsentrasi (x)
|
Absorbansi (y)
|
|
10 ppm
|
0,12 A
|
|
20 ppm
|
0,25 A
|
|
30 ppm
|
0,56 A
|
|
40 ppm
|
0,38 A
|
|
50 ppm
|
0,50 A
|
Dari data tersebut dibuat grafik hubungan antara absorban
(A) vs konsentrasi (c), sehingga diperoleh persamaan regresi linier y=bx+a,
dengan y=absorbansi sampel, dan x=konsentrasi yang terdapat pada larutan.
Persamaan regresi linier yang diperoleh yaitu y = 8,9 × 10-3 x + 0,095. Hubungan antara absorbansi
terhadap konsentrasi akan linier (A=C). y=bx+a, rumus tersebut digunakan untuk
menghitung nilai konsentrasi larutan FeCl3.6H2O yang belum diketahui dan
didapatkan nilai konsentrasi larutan unknown sebesar 21,9 ppm atau 22 ppm.
VII. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan maka dapat disimpulkan bahwa,
FeCl3.6H2O memiliki panjang gelombang maksimum sebesar 450 nm serta regresi
linier dengan persamaan y = 8,9 × 10-3 x + 0,095 dan konsentrasi
larutan unknown adalah 22 ppm.
VIII. DAFTAR PUSTAKA
Gandjar, I.G & Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi Analisis.
Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Underwood, A. L dan R.A. Day. J. R. 1996. Analisis Kimia
Kuantitatif edisi Kelima. Jakarta: Penerbit Erlangga
Watulingas. M.C. 2008. Aplikasi Teknik Adisi Standar Pada
Penetapan Kadar Besi III Dalam Air Sungai Karang Mumus Dengan Spektronik 21-D.
Samarinda: Universitas Mulawarman.
