PENGENALAN ALAT SPEKTROFOTOMETER UV-VIS KALIBRASI

DAN PENGUKURAN PANJANG GELOMBANG MAKSIMUM

Jum’at, 13 Maret 2015

I. PENDAHULUAN

Spektrofotometer adalah 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 di

absorpsi. Spektrofotometri merupakan suatu metode analisis yang berdasarkan pada

pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna maupun tidak

pada panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau

kisi difraksi dan detector vacuum phototube atau tabung foton hampa. Cahaya yang

dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV dan inframerah, sedangkan materi dapat

berupa atom dan molekul namun yang lebih berperan adalah elektron valensi. Alat yang

digunakan adalah spektrofotometer, yaitu sutu alat yang digunakan untuk menentukan

suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur transmitan

ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi.

Radiasi elektromagnetik memiliki sifat ganda yang disebut sebagai sifat dualistik

cahaya yaitu:

1. Sebagai gelombang

2. Sebagai partikel-partikel energi yang disebut foton.

Karena sifat tersebut maka beberapa parameter perlu diketahui misalnya panjang

gelombang, frekuensi dan energi tiap foton. Panjang gelombang (l) didefinisikan sebagai

jarak antara dua puncak.

Hubungan dari ketiga parameter di atas dirumuskan oleh Planck yang dikenal dengan

persamaan Planck. Hubungan antara panjang gelombang frekuensi dirumuskan sebagai :

c = λ . v atau λ = c/v atau v = c/λ

Persamaan Planck: hubungan antara energi tiap foton dengan frekuensi

dimana :

E = energi tiap foton

h = tetapan Planck (6,626 x 10-34

J.s),

v = frekuensi sinar

c = kecepatan cahaya (3 x 108 m.s

-1)

SPEKTROFOTOMETRI UV-VIS

Spektrofotometri UV-Vis menggunakan 2 buah sumber cahaya yang berbeda, yaitu

sumber cahaya UV dan Visebel. Meskipun sudah tersedia alat yang lebih canggih dengan

hanya menggunakan satu sumber cahaya, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan

monokromator. Untuk system spektrofotometri UV-Vis paling banyak tersedia dan

paling popular digunakan. Kemudahan ini adalah dapat digunakan baik untuk sampel

yang berwarna maupun tidak berwarna. Itu mengapa dalam praktikum spektrofotometri,

yang digunakan adalah spektrofotometri UV-Vis.

Komponen dari spektrofotometri UV-Vis adalah :

1. Sumber cahaya.

Sumber cahaya polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis

dengan berbagai macam rentang panjang gelombang.

a. Untuk sepktrofotometer UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga

heavy hidrogen

b. Untuk sepktrofotometer VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut

lampu wolfram

E = h . v

E = h . c/ λ

c. Untuk sepktrofotometer UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi

monokromator

2. Monokromator

Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu

mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya

monokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting

atau lensa prisma dan filter optik.

Monokromatis pada spektrofotometer UV-Vis biassanya terdiri dari susunan :

celah (slit) masuk filter plasma – kisi (grating) – celah luar. Celah (slit)

monokromator adalah bagian yang pertama dan terakhir di suatu sistem optik

monokromator pada spektrofotometer UV-Vis. Celah dibuat dari logam yang kedua

ujungnya diasah dengan cermat sehingga sama. Lebar celah masuk dan celah keluar

harus sama yang dapat diatur dengan memutar tombol mekanik atau diatur dengan

sistem elektronik.

Filter optik. Cahaya tampak yang merupakan radiasi elektromagnetik denagan

panjang gelombang 380 – 780 nm adalah cahaya putih yang merupakan campuran

cahaya dengan berbagai macam panjang gelombang. Filter optik berfungsi untuk

menyerap warna komplementer sehingga cahaya tampak yang diteruskan sesuai

dengan warna filter optik yang dipakai.

Prisma dan kisi (grating) merupakan bagian monokromator yang terpenting.

Prisma dan kisi pada prinsipnya menispersi radiasi elektromagnetik sebatas mungkin

supaya didiapatkan resolusi yang baik dari radiasi polikromatis. Jika digunakan

grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik

berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa

yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai

dengan jenis pemeriksaan.

3. Kuvet atau wadah larutan yang akan diuji.

Sel atau kuvet merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau dari

pemakaiannya kuvet ada dua macam yaitu kuvet yang permanen terbuat dari bahan

gelas atau leburan silika dan kuvet dispossible untuk satu kali pemakaian yang

terbuat dari teflon atau plastik. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet ada

dua macam yaitu : kuvet dari leburan silika (kuarsa) dan kuvet dari gelas. Kuvet dari

leburan silika dapat dipakai untuk analisa kuantitatif dan kulitatif pada daerah

pengukuran 380 – 1100 nm. Dan kuvet dari bahan gelas dipakai pada daerah

pngukuran 380 – 1100 nm karena bahan dari gelas mengabsorbsi radiasi UV.

4. Detektor

Fungsi detektor dalam spektrofotometer adalah mengubah sinyal radiasi yang

diterima menjadi sinyal elektronik. Beberapa persyaratan tentang kualitas dan fungsi

detektor di dalam spektrofotometer UV-Vis antara lain :

a. Detektor harus mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap radiasi yang

diterima, tetapi harus memberikan derau (noise) yang sangat minimum.

b. Detektor harus mempunyi kemampuan untuk memberikan respon terhadap

reaksi pada daerah panjang gelombang yang lebar (UV-Vis).

c. Detektor harus memberikan respon terhadap radiasi dalam waktu yang

serempak.

d. Detektor harus meberikan jaminan terhadap respon kuantitatif dan sinyal

elektronik yang dikeluarkan harus berbanding lurus dengan sinyal yang

diterima.

e. Sinyal elektronik yang diteruskan detektor harus dapat diaplikasikan untuk

penguat (amplifer) ke rekorder (pencatat).

5. Read out

Berfungsi memprogramkan besarnya isyarat listrik, yang menyatakan dalam

persen (%) maupun adsorbansi (A). Prinsip penentuan spektrofotometer UV-Vis

adalah aplikasi hukum Lambert beer yaitu absorbansi berbanding lurus dengan

konsentrasi, namun demikian pada kenyataannya penyimpangan sering terjadi.

A = a.b.C

Keterangan :

A = absorbansi

a = absorsVIitas

b = tebal kuvet (cm)

C = konsentrasi larutan (M)

II. TUJUAN

1. Memahami prinsip kerja alat spektrofotometer UV-VIS

2. Mengetahui cara mencari panjang gelombang maksimum

3. Mengetahui cara mengkalibrasi alt spektrofotometer UV-VIS

III. METODE KERJA

1. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah spektrofotometer uv-vis,

tabung reaksi, gelas beker, pipet, kuvet, dan tisu.

Bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah aquades dan etil

asetat.

2. Prosedur Kerja

a. Kalibrasi Alat Spektrofotometer UV-VIS

Spektofotometer dinyalakan minimal 15 menit sebelum digunakan. Larutan

blanko berupa aquades disiapkan dan dimasukkan ke dalam kuvet, bagian sisi

terang kuvet dikeringkan agar tidak ada larutan yang menempel di luar kuvet.

Kemudian dipilih aplikasi scan. Dimasukkan range panjang gelombang, yaitu

pada range 400-200 nm untuk uv dan 800-400 nm untuk visible. Kemudian

lampu yang akan digunakan dipilih dan dilakukan beberapa kali pengulangan

pembacaan. Sampel yang ingin dikukur dimasukkan dan diberi nama. Diklik

autozero, dan kuvet yang telah berisi sampel dimasukkan ke holder. Kemudian

ditunggu sampai pembacaan selesai atau nilai absorbansi 0.00.

b. Mencari Panjang Gelombang Maksimum

Setelah dikalibrasi, kuvet diganti dengan sampel atau larutan yang akan

dicari panjang gelombang maksimumnya. Sampel yang digunakan dalam

percobaan adalah etil asetat. Kuvet dibilas terlebih dahulu dengan aquades,

kemudian dibilas dengan etil asetat yang akan diukur. Kemudian distart untuk

mengukur sampel. Serapan yang muncul diperhatikan. Kemudian dicari panjang

gelombang maksimum setiap sampel dengan melihat serapan maksimumnya.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada praktikum mengenai pengenalan alat spektrofotometer UV-VIS kalibrasi dan

pengukuran panjang gelombang maksimum ini digunakan pelarut yang berbeda-beda

untuk setiap kelompoknya. Namun disini akan dibahas penggunaan pelarut etil asetat

untuk analisis panjang gelombang maksimumnya. Etil asetat adalah senyawa organik

dengan rumus CH3CH2OC(O)CH3. Senyawa ini merupakan ester dari etanol dan asam

asetat. Senyawa ini berwujud cairan tak berwarna, memiliki aroma khas. Berikut

merupakan struktur kimia etil asetat.

Gambar 1. Struktur Kimia Etil Asetat

Dari hasil analisis yang dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-VIS diperoleh

spektrum seperti dibawah ini :

Gambar 2. Kromatogram Etil Asetat

Data hasil kromatogram diatas mempunyai puncak (peak) yang terlalu rapat,

sehingga tidak dapat diketahui panjang gelombang maksimumnya. Nilai absorbansi yang

diperoleh juga sangat tinggi, yaitu mencapai 10. Hal ini disebabkan oleh terlalu pekatnya

pelarut yang digunakan. Oleh karena itu, untuk mendapatkan panjang gelombang

maksimum maka harus diketahui gugus kromofornya. Etil asetat mempunyai gugus

kromofor tunggal, yaitu C=O (karbonil dari senyawa ester) yang mempunyai panjang

gelombang maksimum sebesar 210 nm.

Sample137.Sample

Name Description

200 400250 300 350

11

-0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

nm

A

242.50nm, 10.71A240.01nm, 10.00A

244.99nm, 10.00A

248.00nm, 10.00A

2 3 5 . 0 0 n m , 1 0 . 0 0 A

227.00nm, 10.00A

268.30nm, 0.74A

Tabel 1. Gugus Kromofor Pada Panjang Gelombang UV-VIS

Berikut merupakan spektrum UV-VIS etil asetat yang didapat dari jurnal

Chromatography Application Note AN20 mengenai Acetone as an Alternative to Ethyl

Acetate in Flash Chromatography

Gambar 3.Spektrum UV-VIS Etil Asetat

Dari spektrum diatas, panjang gelombang maksimum etil asetat yaitu berada dikisaran

200-225 nm dengan absorbansi 0,55-0,65. Jadi berdasarkan data dan sumber literatur,

panjang gelombang maksimum etil asetat yaitu sekitar 210 nm.

V. KESIMPULAN

1. Prinsip kerja spektrofotometer UV-Vis adalah interaksi yang terjadi antara energi

yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi yang berupa

molekul.

2. Cara mengkalibrasi alat spektrofotometer UV-VIS adalah memasukkan aquades ke

dalam kuvet, discan pada panjang gelombang UV/VIS, diklik autozero.

3. Panjang gelombang maksimum untuk etil asetat didapat dengan mencari gugus

kromofornya, yaitu C=O sebesar 210 nm

VI. DAFTAR PUSTAKA

Acetone as an Alternative to Ethyl Acetate in Flash Chromatography. Chromatography

Application Note AN20. 2

Diasyti Pramita, Harlia, Endah Sayekti. 2013. Karakterisasi Senyawa Alkaloid Dari

Fraksi Etil Asetat Daun Kesum (Polygonum Minus Huds). 2(3):142-147

Etil Asetat. http://id.wikipedia.org/wiki/Etil_asetat. 15/3/15:21.53