Refraktometer
REFRAKTOMETER
Refractometer adalah suatu alat / instrumen yang digunakan untuk mengukur
konsentrasi atau kadar dari bahan terlarut misalnya : garam, gula, dll.
Pengukuran dengan refraktometer ditetapkan dalam satuan Brix. Brix ialah zat
padat kering terlarut dalam suatu larutan (gram per 100 gram larutan) yang
dihitung sebagai sukrosa.
PRINSIP KERJA REFRACTOMETER
Prinsip kerja dari refractometer sesuai dengan namanya adalah dengan
memanfaatkan refraksi cahaya.
Seperti terlihat pada Gambar di bawah ini sebuah sedotan yang dicelupkan ke
dalam gelas yang berisi air akan terlihat terbengkok.Besarnya sudut
pembengkokan ini disebut Refractive Index (nD).
Adapun prinsip kerja dari refractometer dapat digambarkan sebagai berikut :
1.
Dari gambar dibawah ini terdapat 3 bagian yaitu : Sample, Prisma dan Papan
Skala. Refractive index prisma jauh lebih besar dibandingkan dengan sample.
2.
Jika sample merupakan larutan dengan konsentrasi rendah, maka sudut refraksi
akan lebar dikarenakan perbedaan refraksi dari prisma dan sample besar. Maka
pada papan skala sinar “a” akan jatuh pada skala rendah.
3.
Jika sample merupakan larutan pekat / konsentrasi tinggi, maka sudut refraksi
akan kecil karena perbedaan refraksi prisma dan sample kecil. Pada gambar
terlihar sinar“ b” jatuh pada skala besar.
Cara Menggunakan hand refractometer
Cara penggunaan dari alat refraktometer ialah :
1. Refraktometer dibersihkan terlebih dahulu dengan tisu ke arah bawah
2. Refraktometer ditetesi dengan aquadest atau larutan NaCl 5% pada
bagian prisma dan day light plate
3. Refraktometer dibersihkan dengan kertas tissue sisa aquadest / NaCl yang
tertinggal
4. Sampel cairan diteteskan pada prisma 1 – 3 tetes
5. Skala kemudian dilihat ditempat yang bercahaya dan dibaca skalanya
6. Kaca dan prisma dibilas dengan aquades / NaCl 5% serta dikeringkan dengan
tisu
7. Refraktometer disimpan di tempat kering
p Prosedur kalibrasi hand refraktometer
1.
Letakkan satu atau dua tetes aquadest diatas kaca prisma
2.
Tutup penutup kaca prisma dengan perlahan
3.
Pastikan aquadest memenuhi permukaan kaca prisma
4.
Pembacaan : skala, melalui lubang teropong,pastikan garis batas biru tepa pada
skala 0
0Brix(% mark sukrosa)
5.
Jika garis batas biru tidak tepat pada skala 0
0Brix, putar skrup pengatur skala
hingga garis batas biru tetpat pada skala 0
0Brix
1. Day light plate (kaca)
Day light plate berfungsi untuk melindungi prisma dari goresan akibat
debu, benda asing, atau untuk mencegah agar sampel yang diteteskan pada prisma tidak menetes atau jatuh.
2. Prisma (biru)
Prisma merupakan bagian yang paling sensitif terhadap goresan. Prisma berfungsi untuk pembacaan skala dari zat terlarut dan mengubah cahaya polikromatis (cahaya lampu/matahari) menjadi monokromatis.
3. Knop pengatur skala
Knop pengagtur skala berfungsi untuk mengkalibrasi skala menggunakan aquades. Cara kerjanya ialah knop diputar searah atau berlawanan arah jarum jam hinggan didapatkan skala paling kecil (0.00 untuk refraktometer salinitas, 1.000 untuk refraktometer urine).
4. Lensa
Lensa berfungsi untuk memfokuskan cahay yang monokromatis.
5. Handle
Handle berfungsi untuk memegang alat refraktometer dan menjaga suhu
agar stabil.
6. Biomaterial strip
Biomaterial strip teerletak pada bagian dalam alat (tidak terlihat) dan
suhunya mencapai kurang dari 18 OC atau melebihi 28 OC maka secara otomatis refraktometer akan mengatur suhunya agar sesuai dengan range yaitu 18 – 28 O
C.
7. Lensa pembesar
Sesuai dengan namanya, lensa pembesar berfungsi untuk memperbesar skala yang terlihat pada eye piece.
8. Eye piece
Eye piece merupakan tempat untuk melihat skala yang ditunjukkan oleh
refraktometer.
9. Skala
Pengertian, pol, brix dan HK dalam Analisa Gula
Dalam industri gula dikenal istilah-istilah pol, brix dan HK (hasil bagi kemurnian). Istilah-istilah ini terdapat analisa gula, baik dari nira sampai menjadi gula kristal. Tebu yang bersih terdiri dari air (73 – 76 %), zat padat terlarut (10 – 16 %), sabut (11 – 16 %). Setelah tebu dicacah dan diperah di gilingan menghasilkan nira dan ampas. Nira tebu pada dasarnya terdiri dari dua zat, yaitu zat padat terlarut dan air. Zat padat yang terlarut ini terdiri dari dua zat lagi yaitu gula dan bukan gula.
Zat padat terlatut atau biasa disebut dengan brix mengandung gula, pati, garam-garam dan zat organik. Baik buruknya kualitas nira tergantung dari banyaknya jumlah gula yang terdapat dalam nira. Untuk mengetahui banyaknya gula yang terkandung dalam gula lazim dilakukan analisa brix dan pol. Kadar pol menunjukkan resultante dari gula (sukrosa dan gula reduksi) yang terdapat dalam nira.
DERAJAT BRIX
brix adalah jumlah zat padat semu yang larut (dalam gr) setiap 100 gr larutan. Jadi misalnya brix nira = 16, artinya bahwa dari 100 gram nira, 16 gram merupakan zat padat terlarut dan 84 gram adalah air. Untuk mengetahui banyaknya zat padat yang terlarut dalam larutan (brix) diperlukan suatu alat ukur.
Pengukuran brix dengan Piknometer
Piknometer adalah suatu alat untuk menentukan berat jenis benda. Alat ini terbuat dari gelas berbentuk seperti botol kecil, dilengkapi dengan tutup dengan lubang kapiler. Alat ini mempunyai volume tertentu dan dibuat sedemikian sehingga pada t0 yang sama selalu terukur volume yang sama.
Dengan menggunakan piknometer yang berisi air kemudian setelah itu piknometer diisi larutan gula, dan setelah dikoreksi dengan temperature maka dapat dihitung berat jenis larutan tersebut. Dari tabel berat jenis brix didapat brix yang belum dikoreksi. Kemudian dengan melihat tabel koreksi temperature dapat dihitung brix terkoreksi.
Penentuan brix dengan Hydrometer (Timbangan brix) Alat ini paling umum pemakaiannya di pabrik, karena pemakaiannya mudah dan cepat. Terbuat dari bahan gelas, berbentuk silindris yang bagian bawahnya berbentuk bola. Pada bagian atas meruncing dan pada bagian ini terdapat skala yang menunjukkan derajat brix.
Prinsip kerjanya adalah bahwa gaya keatas yang dialami oleh suatu benda yang dicelupkan dalam cairan tergantung dari berat jenis cairan. Jadi semakin kecil berat jenis maka hidrometer semakin tenggelam. Kemudian brix akan ditunjukkan pada skala yang persis berada di permukaan cairan tersebut.
Pengukuran brix dengan Indeks Bias
Indeks bias suatu larutan gula atau nira mempunyai hubungan yang erat dengan brix. Artinya bahwa jika indeks bias nira bisa diukur, maka brix nira dapat dihitung berdasarkan indeks bias tersebut. Alat untuk mengukur brix dengan indeks bias dinamanakan Refraktometer. Dengan menggunakan alat ini contoh nira yang digunakan sedikit dan alatnya tidak mudah rusak.
DERAJAT POL
Derajat pol atau pol adalah jumlah gula (dalam gram) yang ada dalam setiap 100 gram larutan yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan polarimeter secara langsung. Jadi menurut pengertian ini jika pol nira = 15, berarti dalam 100 gram larutan nira terdapat gula 15 gram. Selebihnya 85 gram adalah air dan zat terlarut bukan gula.
Sebenarnya pengertian ini kurang tepat jika yang dimaksud gula adalah Saccharosa. Sebab didalam pengukuran pol ada pengaruh dari senyawa gula selain saccharosa yang menimbulkan perbedaan pengukuran. Jadi jelasnya pol tidak sama dengan saccharosa.
Rotasi Jenis (Spesific Rotation)
Suatu zat yang memiliki sifat aktif optik dapat memutar bidang polarisasi, yang besar kecilnya tergantung pada konsentrasi larutan. Disamping itu juga tergantung pada ketebalan larutan yang dilewati sinar, temperatur dan panjang gelombang (?) dari sinar. Jika dihubungkan dan dinyatakan dalam rumus :
P = sudut putar
? = rotasi jenis
c = konsentrasi (gram/100 ml)
l = panjang tabung (dm)
Jadi rotasi jenis adalah sudut putar yang disebabkan oleh larutan dengan konsentrasi 1 gram/100 ml dan panjang tabung 1 dm.
Seperti diketahui bahwa saccharosa adalah senyawa karbohidrat yang mempunyai rumus kimia C12H22O11 yang pada kondisi tertentu (keadaan asam dan temperatur tinggi) mengalami
hidrolisa menjadi senyawa glukosa dan fruktosa. Reaksinya :
H2O
C12H22O11 —————–>> C6H12O6 + C6H12O6
Saccharosa glukosa fruktosa
Saccharosa dan glukosa mempunyai rotasi jenis yang positif sedangkan fruktosa rotasi jenisnya negatif.
Cara Penentuan Pol
Dalam penentuan pol dipakai skala sugar scale. Sugar scale ditentukan berdasarkan berat normal, yaitu bahwa 1000 skala polarimeter diperoleh dari pengukuran larutan sukrosa murni dengan konsentrasi 26 gram per 100 cm3, pada 200 C dengan panjang tabung 2 dm. Untuk
menentukan pol suatu larutan diperlukan brix tak dikoreksi dan pembacaan polarimeter. Dengan melihat tabel Schmitz akan diperoleh pol yang sebenarnya.
Contoh :
Brix nira tak dikoreksi 15.3
Pembacaan pol 47.5
Dari tabel Scmitz akan diperoleh pol 12.82
Tabel Scmitz diperoleh dari rumus :
Pembacaan pol diukur menggunakan alat yang dinamakan Polarimeter atau Saccharomat. Polarimeter terdiri dari polarisator dan analisator. Secara sederhana skema polarimeter adalah sebagai berikut :
Sinar dari sumber cahaya S lewat celah B, kemudian lewat polarisator P. Disini sinar terpolarisasi dan oleh contoh larutan gula C, sinar tersebut bidang polarisasinya diputar. Analisator A dapat diputar pada sumbunya untuk bisa mengukur sudut putar larutan gula tersebut. Intensitas cahaya yang keluar dengan analisator diamati di E.
Dua polarisator yang diletakkan sejajar dengan bidang optiknya kemudian dilewati sinar, maka sinar tersebut akan diteruskan dengan intensitas maksimum. Tapi bila polarisator yang kedua diputar, intensitas berkurang, jika diputar terus akan sampai pada keadaan dimana sinar yang diteruskan minimum intensitasnya. Pada posisi ini bidang optik dari kedua polarisator saling tegak lurus.
Jika pada posisi pertama (bidang optik sejajar) diantara kedua polarisator diletakkan larutan gula, maka intensitas sinar yang sebelumnya maksimum menjadi berkurang, karena terjadi pemutaran bidang polarisasi oleh larutan gula. Posisi intensitas maksimum dapat diperoleh lagi dengan memutar-mutar polarisator kedua. Dengan demikian dapat dilihat berapa besar sudut putar yang disebabkan oleh larutan gula tersebut.
HASIL BAGI KEMURNIAN (HK)
HK merupakan ukuran dari kemurnian nira, semakin murni secara relatif semakin banyak mengandung gula. Seperti telah dikatakan bahwa nira mengandung zat padat yang terlarut, zat ini terdiri dari gula dan bukan gula. Perbandingan berat kedua zat itu yang dinamakan hasil bagi kemurnian kalau dinyatakan dalam pol dan brix.
Jadi semakin besar jumlah gula, atau semakin sedikit brix HK semakin tinggi dan sebaliknya semakin besar brix HK semakin kecil.
