Penentuan Konsentrasi Larutan dengan Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS

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.