Laporan Praktikum Uv Vis

www.hajarfisika.com

Laporan Praktikum UV VIS

PENGUKURAN ABSORBANSI LARUTAN TIO₂ DAN 

LAPISAN DYE MENGGUNAKAN SPEKTROMETER UV VIS

I. Latar Belakang
          Sinar atau cahaya yang berasal dari sumber tertentu disebut juga sebagai radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari yaitu cahaya matahari. Dalam interaksi materi dengan cahaya atau radiasi elektromagnetik, radiasi elektromagnetik kemungkinan diabsorbsi atau dihamburkan sehingga dikenal adanya spektroskopi hamburan, spektroskopi absorbsi ataupun spektroskopi emisi.
          Pengertian spektroskopi dan spektrofotometri intinya sama yaitu didasarkan pada interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik. Namun pengertian spektrofotometri lebih spesifik atau pengertiannya lebih sempit alasannya yaitu ditunjukan pada interaksi antara materi dengan cahaya (baik yang terlihat maupun tidak terlihat). Sedangkan pengertian spektroskopi lebih luas contohnya cahaya maupun medan magnet termasuk gelombang elektromagnetik (Keenan,1992).
          Berdasarkan pernyataan-pernyataan diatas maka dilakukanlah percobaan ini semoga sanggup mengetahui prinsip-prinsip dasar apa saja yang dipakai dalam pengukuran absorbansi dari suatu materi atau material.

II. Tujuan Percobaan
          Mengukur absorbansi dari lapisan TiO₂ dan larutan dye

III. Dasar Teori
          Spektrometer UV VIS yaitu alat yang dipakai untuk mengukur transmitansi, reflektansi, dan absorbansi dari cuplikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Spektrometer sesuai dengan namanya merupakan alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer yaitu alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Makara spektrometer dipakai untuk mengukur energi cahaya secara relatif jikalau energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan, atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Suatu spektrometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung dan monokromatis. Sel pengabsorbsi untuk mengukur perbedaan penyerapan antara cuplikan dengan blanko atau pembanding (Gandjar,2007).
          Prinsip kerja spektrofotometri UV-Vis yaitu interaksi yang terjadi antara energi yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi yang berupa molekul. Besar energi yang diserap sanggup menjadikan elektron tereksitasi dari ground state ke keadaan tereksitasi yang mempunyai energi lebih tinggi. Serapan tidak terjadi seketika pada tempat ultraviolet-visible untuk semua struktur elektronik tetapi hanya pada sistem-sistem terkonjugasi, struktur elektronik dengan adanya ikatan p dan non bonding elektron (Harjadi,1990).
          Prinsip kerja spektrofotometri menurut Hukum Lambert Beer, bila cahaya monokromatik (I₀) melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (I_a), sebagian dipantulkan (I_r), dan sebagian lagi dipancarkan (I_t), persamaannya :

dimana :

A = Absorbansi dari sampel yang akan diukur

T = Transmitansi

I₀ = Intensitas sinar yang masuk

I_t = Intensitas sinar yang diteruskan

ε = Serapan molar

b = Tebal kuvet yang digunakan

C = Konsentrasi dari sampel

Suatu cahaya monokromatik akan melalui suatu media yang mempunyai suatu konsentrasi tertentu, maka akan membentuk spektrum cahaya, namun ketika melewati monokromator cahaya yang keluar hanya akan terdapat satu cahaya yaitu yang sesuai dengan settingan awal, contohnya warna hijau. Setelah keluar dari monokromator, cahaya akan menembus sampel atau larutan yang kemudian menuju detektor dimana cahaya yang di hasilkan dari sampel akan di ubah menjadi listrik yang kemudian akan terbaca hasil pada read out (monitor) (Khopkar,2003).
          Keuntungan dari spektrometer yaitu yang pertama penggunaannya luas, sanggup dipakai untuk senyawa anorganik, organik, dan biokimia yang diabsorpsi didaerah ulta lembayung atau tempat tampak. Kedua, sensitifitasnya tinggi, batas deteksi untuk mengabsorpsi pada jarak 10^-4 hingga 10^-5 m. Jarak ini sanggup diperpanjang menjadi 10^-6 hingga 10^-7 m dengan mekanisme modifikasi yang pasti. Ketiga selektivitasnya sedang hingga tinggi, jikalau panjang gelombang sanggup ditemukan dimana analit mengabsorbsi sendiri, persiapan pemisahan menjadi tidak perlu. Keempat, ketelitiannya baik, kesalahan relatif pada konsentrasi yang ditemui dengan tipe spektrometer UV VIS ada pada jarak dari 1% hingga 5%. Kesalahan tersebut sanggup diperkecil hingga beberapa puluh persen dengan perlakuan yang khusus. Dan yang terakhir yaitu alasannya yaitu spektrometer mengukur dengan gampang dan kinerjanya cepat dengan instrumen yang modern, tempat pembacaannya otomatis (Underwood,1990).
          Komponen-komponen UV VIS terdiri dari sumber radiasi yang stabil dan berkelanjutan (kontinyu) ; sistem lensa, cermin, dan celah untuk membatasi, menciptakan paralel, dan memfokuskan berkas sinar ; monokromator untuk menyeleksi sinar menjadi lambda tertentu (sinar monokromatis) ; kontainer atau tempat sampel yang transparan biasa disebut dengan sel atau kuvet ; detektor yang dirangkaikan dengan read out atau piranti baca untuk menangkap sinyal dari sinar yang masuk sesuai dengan intensitas cahayanya dan ditampilkan pada layar read out

komponen-komponen peralatan spektrometer UV VIS dijelaskan secara garis besar sebagai berikut (Skoog,1996) :

1. Sumber cahaya

Sebagai sumber radiasi UV dipakai lampu hidrogen (H) atau lampu deuterium (D). Sedangkan sumber radiasi tampak yang juga menghasilkan sinar infra merah (IR) bersahabat memakai lampu filamen tungsten yang sanggup menghasilkan tenaga radiasi 350-3500 nm

2. Monokromator

Radiasi yang diperoleh dari banyak sekali sumber radiasi yaitu sinar polikromatis (banyak panjang gelombang). Monokromator berfungsi untuk mengurai sinar tersebut menjadi monokromatis yang diinginkan. Monokromator terbuat dari materi optik yang berbentuk prisma

3. Tempat sampel

Dalam bahasa sehari-hari tempat sampel (sel penyerap) dikenal dengan istilah kuvet. Kuvet ada yang berbentuk tabung (silinder) tapi ada juga yang berbentuk kotak. Syarat materi yang sanggup dijadikan kuvet yaitu tidak menyerap sinar yang dilewatkan sebagai sumber radiasi dan tidak bereaksi dengan sampel dan pelarut

4. Detektor

Detektor berfungsi untuk mengubah tenaga radiasi menjadi arus listrik atau perubah panas lainnya dan biasanya terintegrasi dengan pencatat (printer). Tenaga cahaya yang diubah menjadi tenaga listrik akan mencatat secara kuantitatif tenaga cahaya tersebut.
          Dalam bidang industri metode analisis diharapkan untuk menganalisi proses produksi, produk, dan limbah yang dihasilkan. Salah satu contoh penerapan analisis dari hasil industri yaitu analisis kadar komponen yang terkandung dalam produk minuman teh kemasan. Beberapa metode analisis modern dalam industri yaitu metode analisis spektrometer UV VIS dan KCKT (Kromatografi Cair Kinerja Tinggi). Spektrometer UV VIS merupakan salah satu metode analisis yang mempunyai prinsip spektrofotometri dan merupakan proses pengukuran dalam tahapan analisis. KCKT mempunyai prinsip kromatografi, yang didalamnya terdapat proses pemisahan dan sekaligus pengukuran (Sabrina dkk,2014).
          Spektrometer UV VIS yaitu salah satu alat ukur untuk analisa unsur-unsur berkadar rendah secara kuantitatif maupun secara kualitatif. Penentuan secara kualitatif menurut puncak-puncak yang dihasilkan pada spektrum suatu unsur tertentu pada panjang gelombang tertentu, sedangkan penentuan secara kuantitatif menurut nilai absorbansi yang dihasilkan dari spektrum senyawa kompleks unsur yang dianalisa dengan pengompleks yang sesuai. Pembentukan warna dilakukan dengan cara menambahkan materi pengompleks yang selektif terhadap unsur yang ditentukan. Pada penentuan neodemium dengan metoda spektrofotometri UV VIS (Noviarty,2013).

IV. Metodologi Percobaan

4.1 Alat dan Bahan

a. Spektrometer UV Visible Perkin Elmer's Lambda 25 (1 buah), berfungsi untuk mengukur spektrum absorbansi sebagai fungsi panjang gelombang
b. Larutan dye (secukupnya), berfungsi sebagai perwarna untuk lapisan TIO₂
c. Lapisan TIO₂ (secukupnya), berfungsi sebagai materi atau sampel yang akan diuji
d. Kaca FTO (2 buah), berfungsi sebagai substrat yang dipakai dikala percobaan
e. Kuvet (2 buah), berfungsi sebagai wadah untuk larutan uji
f. Pipet (1 buah), berfungsi untuk mengambil larutan
g. Tisu (secukupnya), berfungsi untuk pembersih alat
h. Komputer dengan aplikasi lambda 25 (1 set), berfungsi untuk piranti pembuat grafik yang terhubung dengan spektrometer UV VIS Perkin Elmer's Lambda 25

4.2 Gambar Rangkaian Alat

4.3 Langkah Kerja

4.4 Metode Grafik

4.4.1 Hubungan antara Absorbansi (A) dengan panjang gelombang (λ)

4.4.2 Hubungan antara Transmitansi (T) dengan panjang gelombang (λ)

V. Data dan Analisa

5.1 Data Percobaan


5.2 Analisa Data

          Prinsip dasar dari percobaan ini menurut Hukum Lambert-Beer yaitu bila ada suatu cahaya monoktromatik melalui suatu media maka sebagian cahaya tersebut akan diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian lagi dipancarkan. Prinsip kerja dari alat ini yaitu cahaya yang berasal dari lampu deuterium maupun wolfram yang bersifat polikromatis diteruskan melalui lensa menuju ke monokromator pada spektrofotometer. Monokromator kemudian akan mengubah cahaya polikromatis menjadi cahaya monokromatis. Berkas cahaya dengan panjang gelombang tertentu kemudian dilewatkan pada sampel, cahaya yang diteruskan kemudian diterima oleh detektor. Sinyal dari detektor diproses kemudian diubah ke data digital. Data yang diterima ini yaitu besar nilai cahaya yang diserap (absorbansi) dan cahaya yang diteruskan (transmitansi) oleh sampel. Pembacaan maupun perhitungan data dibantu oleh satu set komputer yang sudah mempunyai aktivitas software Lambda 25.

          Percobaan ini memakai sampel beling FTO sebagai blanko yang mempunyai resistansi (hambatan). Semikonduktor yang dipakai dalam percobaan ini yaitu lapisan TiO₂ yang bersifat transparan. Lapisan TiO₂ yang transparan ini menjadikan nilai absorbansi semakin kecil, alasannya yaitu semakin gelap warna suatu materi maka semakin besar nilai absorbansinya, untuk menguji teori ini maka dilakukan percobaan dengan larutan pewarna yaitu Ruthenium Complex N719 (biasa disebut dye). Analisis yang dilakukan pada software menghasilkan kurva atau grafik yang menunjukkan besar nilai absorbansi terhadap panjang gelombang dari sampel maupun blanko (bahan pola sebagai pembanding). Percobaan ini memakai rentang panjang gelombang 200 - 800 nm yang telah diset pada software lambda 25 dan didapatkan 6 grafik hasil percobaan.

          Percobaan pertama memakai materi beling FTO sebagai blanko berjumlah dua buah yang telah diset dalam spektrofotometer untuk larutan dye, kemudian diperoleh gambar grafik berikut :

Gambar grafik 1 merupakan grafik hubungan antara Absorbansi terhadap panjang gelombang pada larutan dye 1 dimana pengukuran absorbansi dilakukan dengan rentang panjang gelombang 200 - 800 nm. Sedangkan gambar grafik 2 mengatakan transmitansi pada larutan dye. Kedua grafik ini mengalami noise pada panjang gelombang 300 nm - 400 nm. Pada gambar grafik 1 sanggup dilihat bahwa absorbansi mulai terdeteksi pada panjang gelombang ± 200 nm. Puncak absorbansi didapatkan dengan nilai sekitar 36% dan pada gambar grafik 2 didapatkan nilai transmitansi sebesar 0% pada rentang panjang gelombang yang sama. Puncak transmitansi didapatkan dengan nilai 100% dan pada gambar grafik 1 didapatkan nilai absorbansi sekitar 0% pada rentang panjang gelombang yang sama. Dari kedua gambar grafik diatas pada rentang 200-800 nm sanggup dilihat bahwa cahaya yang diserap larutan dye lebih banyak daripada yang diteruskan.

          Pengulangan percobaan dilakukan pada larutan dye 2 sebagai grafik pembanding untuk larutan dye 1. Berikut grafik absorbansi dan juga transmitansinya :

Gambar grafik 3 merupakan grafik hubungan antara Absorbansi terhadap panjang gelombang pada larutan dye 2 sedangkan gambar grafik 4 mengatakan transmitansi pada larutan dye 2. Pada gambar grafik 3 sanggup dilihat bahwa absorbansi mulai terdeteksi pada panjang gelombang ± 200 nm menyerupai pada larutan dye 1. Kedua grafik ini juga mengalami noise pada panjang gelombang 300 nm - 400 nm. Grafik 3 mengatakan bahwa puncak absorbansi muncul pada nilai sekitar 36% dan pada gambar grafik 4 didapatkan nilai transmitansi sebesar 0% pada rentang panjang gelombang yang sama. Puncak transmitansi didapatkan dengan nilai 100% dan pada gambar grafik 3 didapatkan nilai absorbansi sekitar 0% pada rentang panjang gelombang yang sama. Dari kedua gambar grafik diatas pada rentang 200-800 nm sanggup dilihat bahwa cahaya yang diserap larutan dye2 lebih banyak daripada yang diteruskan, sama menyerupai percobaan larutan dye1. Larutan Dye pada ke 4 grafik ini mempunyai rentang cahaya tampak antara 200-600 nm, hal ini sesuai dengan literatur bahwa larutan dye terletak di rentang cahaya visible kisaran 200-600 nm dengan puncak absorbansi pada rentang panjang gelombang 450 nm dan 560 nm.

          Percobaan ketiga memakai lapisan TiO₂ yang telah diset dalam spektrofotometer, kemudian diperoleh gambar grafik berikut :

Gambar grafik 5 mengatakan hubungan antara Absorbansi dengan panjang gelombang pada lapisan TiO₂. Sedangkan gambar grafik 6 mengatakan hubungan antara Transmitansi dengan panjang gelombang pada lapisan TiO₂. Kedua grafik ini mengalami noise yang banyak pada panjang gelombang 300 nm - 400 nm. Grafik 5 mengatakan bahwa puncak absorbansi muncul pada nilai 25% dan pada gambar grafik 6 didapatkan nilai transmitansi sebesar 0% pada rentang panjang gelombang yang sama. Puncak transmitansi didapatkan dengan nilai 100% dan pada gambar grafik 5 didapatkan nilai absorbansi sekitar 0% pada rentang panjang gelombang yang sama. Dari kedua gambar grafik diatas pada rentang 200-800 nm sanggup dilihat bahwa cahaya yang diteruskan pada lapisan TiO₂ lebih banyak daripada yang diserap. 

          Dari semua percobaan terdapat noise pada rentang panjang gelombang tertentu, disini bukan alat yang membuatnya noise tetapi alasannya yaitu peletakkan materi yang tidak tepat, alasannya yaitu dalam spektrofotometer untuk meletakkan sample beling FTO diharapkan ruang yang cukup tebal alasannya yaitu beling FTO yang dipakai cukup tebal sehingga posisi juga memilih sinar yang melewati bahan. Kemudian steril tidaknya materi yang digunakan, meskipun memakai penjepit dan tisu, belum tentu beling yang dipakai selalu steril. Sehingga sanggup menghipnotis nilai absorbansi dan transmitansi. Untuk grafik pembanding pada lapisan TiO₂ tidak dicantumkan pada pembahasan ini, alasannya yaitu nilai dari percobaan sudah sesuai dengan literatur.

VI. Kesimpulan
          Berdasarkan hasil percobaan, nilai absorbansi larutan dye lebih besar dibandingkan lapisan TiO₂, yang mana larutan dye mempunyai nilai rata-rata absorbansi sekitar 30% dan 20% untuk lapisan TiO₂. Sedangkan nilai transmitansi lapisan TiO₂ lebih besar daripada larutan dye, yang mana lapisan TiO₂ mempunyai nilai rata-rata transmitansi sekitar 60% dan 20% untuk larutan dye. Hasil nilai rata-rata absorbansi dan transmitansi tersebut terukur pada rentang panjang gelombang 200-800 nm.

VII. Daftar Pustaka

Gandjar, Ibnu.2007. Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta : Pustaka Pelajar.
Harjadi.1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta : PT. Gramedia.
Keenan, Charles W.1992. Ilmu Kimia Untuk Universitas Jilid II. Jakarta : Erlangga.
Khopkar, S.2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI Press.
Noviarty, Dian.2013. Analisis Neodimium Menggunakan Metoda Spektrometeri UV VIS. Jurnal Sains dan Seni. Vol 3(2) : 12-13.
Sabrina A ; Surjani W ; Neena Z.2014. Perbandingan Metode Spektrofotometri UV VIS dan KCKT (Kromatografi Cair Kinerja Tingg) pada Analisis Kadar Asam Benzoat dan Kafein dalam Teh Kemasan. Jurnal Kimia. Vol 1(3) : 3-4.
Skoog, D.A.1996. Penyidikan Spektrometik Senyawa Organik Edisi Ke 4. Jakarta : Erlangga.
Underwood, A.L.1990. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Ke 6. Jakarta : Erlangga.

VIII. Bagian Pengesahan
-

IX. Lampiran

Bagikan Artikel ini