Definisi Kolorimetri

K O L O R I M E T R I

Analisis cara kolorimetri berdasarkan kepeda perbandingan warna larutan yang konsentrasinya tidak diketahui, dengan larutan standar yaitu larutan yang diketahui konsentrasinya. Yang dimaksud dengan warna disini adalah semua warna mulai dari rentang inframerah hingga ultraviolet.berdasarkan intensitas warnanya, konsentrasi zat yang mempunyai warnasendiri dapat diukur. Untuk zat yang tidak berwarna, contoh kita jadikan suatu senyawaan yang berwarnadengan menambahkan pereaksi-pereaksi yang sesuai. Intensitas dari cahaya kemudian dibandingkan dengan suatu larutan standar yang telah diketahui kepekatannya.

1.     Teori Kolorimetri

Bila suatu berkas cahaya polikromatik atau monokromatik dialirkanmelalui suatu media yang transparan (gas,cair,padat) maka sebagian cahaya akan :

·         Dipantulkan (reflected)

·         Diserap media (absorbed)

·         Dipancarkan (taransmitted)

Besarnya penyerap akan sebanding dengan tebalnya media dan kepekatan dari zat yang dilarutkan. Tiap media akan menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu tergantung pada senyawaan/warna yang ada.

Bila:

I0 : Intensitas cahaya mula-mula

Ia : Intensitas cahaya yang diserap

Ir : Intensitas cahaya yang dipantulkan

It : Intensitas cahaya yang dipancarkan,

Maka :

I0 = Ia + Ir + It

             

2.     Hukum-hukum yang melandasi Kolorimetri

Ø  Lambert (1760)

Menyelidiki hubungan terhadap Io dan It terhadap tebal media dan memberikan suatu hukum yang bunyinya :

“Bila suatu cahaya monokromatik melalui suatu media yang transparan maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan bertambahnya tebal media”.

Ø  Beer (1852)

Memberikan suatu hokum yang menunjukan hubungan antara It dan Io terhadap kepekatan (C), yaitu :

“Bila suatu cahaya monokromatis melalui suatu media yang transparan maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang dipancarkan sebanding dengan bertambahnya kepekatan (C)”.

Ø  Gabungan Lambert-beer

“Bila suatu cahaya monokromator melalui suatu media yang transparan maka bertambah turunnya intensitas cahaya yang ditruskan sebanding dengan ketebalan dan  kepekatan media”.

3.     Panjang Gelombang warna

•Ultraviolet: <400 nm

•Violet : 400-450 nm

•Biru : 450-500 nm

•Hijau : 500-570 nm

•Kuning : 570-590 nm

•Jingga : 590-620 nm

•Merah : 620-760 nm

•Inframerah : >760 nm

SPEKTROFOTOMETRI

1.     Pendahuluan

Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan mengguankan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detector Fototube. Dalam analisis cara spektrofotometri terdapat tiga daerah panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200-380 nm), daerah Visible (380-700 nm), daerah Inframerah (700-3000 nm).

Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hokum Lambert-Beer, bila cahaya monokromatik (I0),melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Transmitans adalah perbandingan intensitas cahaya yang di transmisikan ketika melewati sampel (It) dengan intensitas cahaya mula-mula sebelum melewati sampel (Io). Persyaratan hokum Lambert-Beer antara lain : Radiasi yang digunakan harus monokromatik, rnergi radiasi yang di absorpsi oleh sampel tidak menimbulkan reaksi kimia, sampel (larutan) yang mengabsorpsi harus homogeny, tidak terjadi flouresensi atau phosphoresensi, dan indeks refraksi tidak berpengaruh terhadap konsentrasi, jadi larutan harus pekat (tidak encer).

Beberapa larutan seperti larutan Timbal (Pb2+) dalam air tidak berwarna, supaya timbul earna larutan Pb diekstraksi dengan dithizone sehinggaberubah menjadi berwarna merah. Larutan berwarna merah akan menyerap radiasi pada daerah hijau. Dalam hal ini larutan Pb menunjukkan absorbans maksimum pada panjang gelombang 515 nm.

2.     Jenis-jenis Spektrofotometri

Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasarkan sumber cahaya yang digunakan. Diantaranya adalah sebagai berikut :

1)      Spektrofotometri Vis (Visible)

Pada spektrofotometri ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energy dalah cahaya tampak (Visible). Cahaya visible termasuk spectrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380-750 nm. Sehingga semua sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia, maka sinar tersebut termasuk kedalam sinar tampak (Visible).

2)      Spektrofotometri UV (Ultra Violet)

Berbeda dengan spektrofotometri Visible, pada spektrofometri UV berdasarkan interaksi sampel dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Sebagai sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium. Deuterium disebut juga heavy hydrogen. Dia merupakan isotop hydrogen yang stabil tang terdapat berlimpah dilaut dan didaratan.

Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata manusia maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan.

3)      Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Menggunakan dua sumber cahaya berbeda, sumber cahay UV dan sumber cahaya Visible.  Kemudahann Metode ini dapat digunakan baik untuk sampel berwarna juga untuk sampel tak berwarna.

4)      Spektrofotometri IR (Infra Red)

Spektrofotometri ini berdasar kepada penyerapan panjang gelombang Inframerah. Cahaya Inframerah, terbagi menjadi inframerah dekat, pertengahan dan jauh. Inframerah pada spektrofotometri adalah adalah inframerah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 mikrometer. Hasil analisa biasanya berupa signalkromatogram hubungan intensitas IR terhadap panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sampel akan dibandingkan dengan signal standard.

Read More

Penetapan Absorbsi KMnO4

Spektroskopi adalah studi mengenai interaksi antara energy cahaya dan materi. Warna yang tampak dan fakta bahwa orang bisa melihat adalah akibat absorbansi energi oleh senyawa organik maupun senyawa anorganik. Panjang gelombang dimana suatu senyawa organik menyerap energi bergantung pada struktur senyawa itu, sehingga teknik spektroskopi dapat digunakan untuk menentukan struktur senyawa yang tidak diketahui dan untuk mempelajari karakteristik ikatan dari senyawa yang diketahui.

Spektoskopi adalah suatu keadaan yang terjadi jika suatu cahaya mengenai suatu benda atau materi. Kemudian cahaya itu bisa jadi diserap, dihamburkan, diteruskan, dan dipancarkan kembali oleh materi itu dengan l yang sama maupun berbeda. Apabila benda itu diubah atau dibelokkan sudut getarnya, maka disebut polarimetri. Suatu larutan yang mempunyai warna khas dapat menyerap sinar dengan l ttt. Dalam hubungannya dengan senyawa organik, maka senyawa ini mampu menyerap cahaya. Senyawa organik mempunyai elektron valensi yang dapat dieksitasi ke tingkat yang lebih tinggi. Hal penting yang mendasari prinsip ini adalah bahwa penyerapan  sinar tampak atau ultraviolet dapat mengakibatkan ttereksitasinya electron dari molekul.

Spektrofotometri adalah sebuah metode analisis untuk mengukur konsentrasi suatu senyawa berdasarkan kemampuan senyawa tersebut maengabsorbsi berkas sinar atau cahaya. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu, sementara fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya  yang ditransmisikan atau diabsorbsikan.

(Riyadi, 2008)

Istilah spektrofotometri berhubungan dengan pengukuran energi radiasi yang diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombang dari radiasi maupun pengukuran panjang absorbsi terisolasi pada suatu panjang gelombang tertentu.

(Underwood,1994)

Secara umum spektrofotometri dibedakan menjadi empat macam, yaitu: spektrofotometer ultraviolet,  spektrofotometer sinar tampak, spektrofotometer  inframerah, dan spektrofotometer  serapan atom.

(Hadi, 2009)

Ketika cahaya melewati melewati suatu larutan biomolekul, terjadi dua kemungkinan. Kemungkinan yang pertama adalah cahaya ditangkap dan kemungkinan kedua adalah cahaya discattering. Bila energi dari cahaya (foton) harus sesuai dengan perbedaan energy dasar dan energy eksitasi dari molekul tersebut. Proses inilah yang menjadi dasr pengukuran dari absorbansi dalam spektrofotometer.

(Aisyah, 2009)

Cara kerja spektrofotometer dimulai dengan dihasilkannya cahaya monokromatik dari sumber sinar. Cahaya tersebut kemudian menuju ke kuvet (tempat sampel). Banyaknya cahaya yang diteruskan maupun diserap oleh larutan akan dibaca oleh detektor yang kemudian menyampaikan ke layar pembaca.

(Hadi, 2009)

Unsur-unsur penting suatu spektrofotometer, yaitu:

1.      Sumber energi radiasi yang kontinue dan meliputi daerah spektron

2.      Monokromator

3.      Wadah untuk sampel

4.      Defektor: transducer yang mengubah energi radiasi menjadi isyarat listrik.

5.      Penguat dan rangkaian yang bersangkutan yang membuat isyarat listrik cocok diamati

6.      Sistem pembacaan yang mempertunjukkan besar isyarat listrik (indikator)

Skema spektrofotometer

 

indikator

penguat

penukar

sumber

monokromator

                      

defektor

larutan

                      

 

Suatu larutan yang mempunyai warna khas dapat menyerap sinar dengan panjang gelombang ttt. Suatu sinar bila mengenai suatu media, intensitasnya akan berkurang. Hal ini disebabkan karena adanya serapan dabn sebagian kecil dipantulkan oleh media. 

(R.A. Day,1989: 397-403)

Prinsip kerja dari percobaan ini adalah menentukan konsentrasi sampel dengan menggunakan kurva standar yang menghubungkan antara konsentrasi sampel dengan absorbansinya. Larutan sampel yang digunakan memiliki lima konsentrasi yang berbeda. Lima konsentrasi tersebut diukur panjang gelombangnya untuk mengetahui konsentrasi yang sebenarnya. 

Transmitasi (T) sering dinyatakan dengan presentase (% T), dimana:

T = P/Po

Absorbansi (A) suatu larutan dinyatakan dengan persamaan:

A = - log T = log P/Po

Berbeda dengan transmitasi, absorbansi larutan bertambah dengan pengurangan kekuatan sinar. Dengan kata lain, absorbansi (A) adalah besarnya intensitas sinar yang diserap suatu medium. Absorbansi tergantung pada jarak yang dijalani oleh radiasi meleati larutan, panjang gelombang radiasi dan sifat jenis zat molekular dalam larutan. Faktor-faktor  yang mempengaruhi absorbansi yaitu jenis pelarut, pH larutan, suhu, konsentrasi elektrolit yang tinggi, dan zat pengganggu. Penyimpanannya jika zat pewarna mengion, berdisosiasi atau berasosiasi dengan larutan serta membentuk ion kompleks yang posisinya bergantung pada konsentrasi dan cahaya tidak monokromatis.

(Hedayana dkk, 1994: 145)

Hukum lambert menyatakan bahwa cahaya monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya ketebalan berbanding lurus dengan intensitas cahaya.

Hukum Beer menyatakan bahwa intensitas cahaya berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Hukum Beer hanya digunakan tepat untuk radiasi monokromatis dan sifat macam zat yang menyerap diatas jangkauan konsentrasi yang bersangkutan.

(Denney, 1994)

Lambert-Beer mengamati hubungan antara intensitas sinar (monokromatis) mula-mula dengan intensitas sinar (monokromatis) setelah melalui media, yang persamaannya:

                        Log Io/It = ebc

Dimana,

Io = Intensitas mula-mula

It = Intensitas setelah melalui media

e = absorbtivitas molar

b = tebal media / larutan

c = konsentrasi larutan

dari persamaan teresebut, log (Io/It) merupakan absorbansi (A). Grafik antara absorbansi dengan konsentrasi media larutan berwarna berupa garis lurus yang melalui pusat sumbu. 

A

(Tim Kimia Dasar, 2011: 8-9)

   

 

Dari grafik diatas, dapat dilihat hubungan konsentrasi (C) dan absorbansi (A) berbanding lurus, yaitu semakin besar konsentrasi maka absorbansi semakin besar.

(R.A. Day, 2002: 994)

Agar perubahan absorbansi oleh perubahan konsentrasi lebih sensitif dan lebih cepat, maka panjang gelombang dengan serapan maksimum.

(Tim Kimia Dasar, 2011: 9)

Syarat-syarat penggunaan Hukum Beer

1.      Syarat Konsentrasi

2.      Syarat Kimia

3.      Syarat Cahaya

4.      Syarat Kejernihan

(Keenan dkk, 1996)

Penyimpangan Hukum Lambert-Beer

1.      Alur absorbansi versus konsentrasi molar akan berupa tidak linier sepanjang seluruh jangka konsentrasi

2.      Nilai e tidak tergantung pada sifat dasar spesies penyerap dalam larutan dan panjang gelombang radiasi karena tidak mampu mengawasi kedua aspek tersebut.

3.      Nilai e untuk suatu zat dalam larutan berubah dengan perubahan indeks bias yang tergantung pada konsentrasi

4.      Radiasi yang relatif kuat yang melalui suatu medium yang hanya mengandung  sedikit molekul penyerap, dimungkinkan molekul tereksitasi  ke keadaan energi yang lebih tinggi oleh sebagian foton yang tersedia sehingga tidak ada peluang untuk absorbansi lanjut

5.      Karakteristik instrumen yang disebabkan efek kelebihan defektor ketidaklinieran pengganda dan piranti kaca serta ketidakstabilan sumber-sumber radiasi atau cahaya

6.      Radiasi polikromatik yang menyebabkan lapisan kedua tidak akan menyerap fraksi radian yang sama seperti lapisan pertama

(Hadyana, 1992)

Hukum Lambert-Beer mengindikasikan bahwa absorbtivitas adalah konsentrasi yang konstan, panjang gelombang yang kecil dan intensitas radiasi. Hukum tersebut tidak menyinggung efek dari temperatur (suhu), panjang gelombang dan sifat alamiah yang terlarut. Dalam prakteknya, temperatur ditemukan hnaya sebagai efek kedua, jika tidak mengubah skala luas. Konsentrasi larutan akan berubah sedikit dengan perubahan temperatur karena perubahan volume.

(Galen, 1994: 58)

Titrasi redoks adalah titrasi suatu larutan standar oksidator dengan suatu reduktor atau sebaliknya, dasarnya adalah reaksi oksidasi-reduksi antara analit dengan titran. Permanganometri adalah titrasi yang didasarkan pada pada reaksi redoks. Dalam reaksi ini, ion MnO₄^- bertindak sebagai oksidator. Ion MnO₄^- akan berubah menjadi ion Mn²⁺ dalam suasana asam. Teknik titrasi ini biasa digunakan untuk menentukan kadar oksalat atau besi dalam suatu sampel.

Pada Permanganometri, titran yang digunakan adalah Kalium Permanganat.  Kalium Permanganat mudah diperoleh  dan tidak memerlukan indikator kecuali digunakan larutan yang sangat encer. Setetes permanganat memberikan suatu warna merah muda yang jelas kepada volume larutan dalam suatu titrasi. Warna ini digunakan untuk menunjukkan kelebihan reaksi

(Day, 1980)

Kalium Permanganat distandarisasikan dengan menggunakan Asam Oksalat. reaksi terjadi: 2MnO₄^- + 5H₂C₂O₄ + 6H⁺         2Mn²⁺ +10CO₂ + 8H₂O

Akhir titrasi ditandai dengan timbulnya warna merah muda yang disebabkan kelebihan permanganat.

(pdkt1-tekim-undip.weebly.com)

Larutan permanganat tidak stabil kaarena mudah terurai. Penguraian Kalium Permanganat dapat dipercepat oleh cahaya, energi panas, asam, basa, ion Mn^2+, dan MnO₂. Oleh karena itu, senyawa tersebut tidak dapat digunakan sebagai standar primer

Read More