PENGUKURAN DI LABORATORIUM

PENGUKURAN DI LABORATORIUM

(POLARIMETRI)

Abstrak

Polarimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya putaran optik yang dihasilkan oleh suatu zat yang bersifat optis aktif yang terdapat dalam larutan. Polarimeter digunakan untuk mengetahui prinsip kerja dari polarimeter, dan putaran optik dari beberapa zat optik yaitu aquades, glukosa dan sukrosa. Aquades merupakan titik nol dari pengukuran. Berdasarkan prinsip kerja polarimeter. Dihasilkan bahwa sukrosa memiliki putaran spesifik optis aktif yang lebih besar dibandingkan dengan glukosa.

Kata kunci : Polarimeter, optis aktif, putaran spesifik, glukosa, sukrosa.

PENDAHULUAN

Polarimetri adalah suatu cara analisa yang didasarkan pada pengukuran sudut putaran (optical rotation) cahaya terpolarisir oleh senyawa yang transparan dan optis aktif apabila senyawa tersebut dilewati sinar monokromatis yang terpolarisir tersebut.

Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau atom C kiral dalam senyawa organik, contoh : kuarsa ( SiO2 ), fruktosa.

Cahaya monokromatik pada dasarnya mempunyai bidang getar yang banyak sekali. Bila dikhayalkan maka bidang getar tersebut akan tegak lurus pada bidang datar. Bidang getar yang banyak sekali ini secara mekanik dapat dipisahkan

menjadi dua bidang getar yang saling tegak lurus. Yang dimaksud dengan cahaya terpolarisasi adalah senyawa yang mempunyai satu arah getar dan arah getar tersebut tegak lurus terhadap arah rambatnya.

Pada polarimeter terdapat polarisator dan analisator. Sinar yang berasal dari sumber dilewatkan melalui prisma terpolarisasi (polarisator), kemudian terus ke sel polarimeter yang berisi larutan dan akhirnya menuju prisma terpolarisasi kedua (analisator). Polarisator adalah polaroid yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan analisator adalah polaroid yang dapat menganalisis atau mempolarisasi cahaya.

Untuk menentukan posisi yang tepat sulit dilakukan, karena itu digunakan setengah bayangan. Untuk mencapai

kondisi ini, polarisator diatur sedemikian rupa, sehingga setengah bidang polarisasi membentuk sudut sekecil mungkin dengan setengah bidang polarisasi yang lainnya. Akibatnya memberikan pemadaman pada kedua sisi lain, sedangkan ditengah terang. Bila analisator diputar terus, setengah dari medan menjadi lebih terang dan lainnya redup. Posisi putaran diantara terjadinya pemadaman dan terang tersebut adalah “posisi putaran yang tepat” dimana pada saat ini intensitas kedua medan sama.

Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator, maka sinar yang mempunyai arah getaran yang sama dengan arah polarisator diteruskan seluruhnya. Tetapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap analisator maka tak ada sinar yang diteruskan. Dan bila arahnya membentuk suatu sudut maka sinar yang diteruskan hanya sebagian. Sinar terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optik aktif akan mengalami pemutaran bidang polarisasi.

Prinsip dasar polarimetris ini adalah pengukuran daya putar optis suatu zat yang menimbulkan terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir. Pemutaran bidang getar sinar terpolarisir oleh senyawa optis aktif ada 2 macam, yaitu : 1. Dexro rotary (+), jika arah putarnya ke

kanan atau sesuai putaran jarum jam.

2. Levo rotary (-), jika arah putarnya ke kiri atau berlawanan dengan putaran jarum jam.

Jika suatu sinar dilewatkan pada suatu larutan, larutan itu akan meneruskan sinar atau komponen gelombang yang arah getarnya searah dengan larutan dan menyerap sinar yang arahnya tegak lurus dengan arah ini. Di sini larutan digunakan sebagai suatu plat pemolarisasi atau polarisator. Akhirnya sinar yang keluar dari larutan adalah sinar yang terpolarisasi bidang.

Sudut putar jenis ialah besarnya perputaran oleh 1,00 gram zat dalam 1,00 mL larutan yang barada dalam tabung dengan panjang jalan cahaya 1,00 dm, pada temperatur dan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang lazim digunakan ialah 589,3 nm, dimana 1 nm = 10-9_m.

Adapun hal-hal yang dapat mempengaruhi sudut putar suatu larutan adalah sebagai berikut :

1. Jenis zat

Masing–masing zat memberikan sudut putaran yang berbeda terhadap bidang getar sinar terpolarisir.

2. Panjang lajur larutan dan panjang tabung

Jika lajur larutan diperbesar maka putarannya juga makin besar.

3. Suhu

Makin tinggi suhu maka sudut putarannya makin kecil, hal ini disebabkan karena zat akan memuai dengan naiknya suhu sehingga zat yang berada dalam tabung akan berkurang.

4. Konsentrasi zat

Konsentrasi sebanding dengan sudut putaran, jika konsentrasi dinaikkan maka putarannya semakin besar.

5. Jenis sinar (panjang gelombang) Pada panjang gelombang yang berbeda zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda.

6. Pelarut

Zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda dalam pelarut yang berbeda. Contoh : Calciferol dalam kloroform α = +52,0o sedangkan Calciferol dalam aseton α = + 82,6o_.

MATERI DAN METODE Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah Aquades, zat A yaitu yang merupakan glukosa 5%,dan zat B yang merupakan sukrosa 5%.

Peralatan

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah polararimeter, gelas beker, dan botol semprot.

Cara Kerja

Sel polarimeter di bilas berkali-kali dengan aquades. Kemudian aquades dimasukkan ke dalam sel polarimeter hingga penuh dan tidak ada gelembung udara yang masuk. Kemudian sel polarimeter tersebut dimasukkan ke dalam polarimeter. Dan diukur besar putarannya yaitu sampai terlihat bayangan redup. Sehingga didapatkan putaran dari aquades yang selanjutnya dijadikan titik nol bagi pengukuran selanjutnya. Kemudian kosongkan sel polarimeter dan bilas berkali-kali dengan larutan sampel. Kemudian ukur putaran optiknya. Selanjutnya dihitung dengan rumus berikut:

dimana : = Putaran spesifik α = Putaran yang diukur

tanpa putaran peralatan

λ = Panjang sel = 1 dm c = konsentrasi (5%

HASIL DAN PEMBAHASAN Pada percobaan tentang polarimetri ini, dengan menggunakan alat polarimeter pada percobaannya akan diukur atau diamati besar sudut optiknya untuk masing-masing larutan yang digunakan yakni aquadest sebagai larutan standar, Zat A(Glukosa 5 %) dan juga zat B (Sukrosa 5 %). Pada awal percobaan, pertama-tama sel polarimeter dibilas beberapa kali dengan aquadest. Hal ini bertujuan agar sel polarimeter ini bersih dari senyawa-senyawa yang digunakan pada percobaan sebelumnya. Setelah itu sel ini diisi dengan aquadest dan tidak boleh ada gelembung karena gelembung dapat menghalangi penglihatan saat melakukan pengamatan. Salanjutnya sel yang berisi aquadest ini diletakkan dalam polarimeter. Kemudian ditetapkan setengah bayangan dimana warna gelap dan terang terlihat dengan jelas. Bayangan ini ditetapkan sebagai bayangan kerja.

Syarat senyawa yang dapat dianalisa dengan polarimeter adalah sampel larutan berwarna bening dan mempunya atom C kiral dan bayangan didapatkan baur-baur. Dalam percobaan ini, digunakan glukosa dan sukrosa sebagai senyawa optis aktif dengan konsentrasi masing-masing yaitu 5 % dan 5 %. Selain

itu, dalam percobaan ini aquades juga diukur putaran optisnya untuk dijadikan sebagai standar dalam pengukuran untuk menentukan titik nol. Tujuan digunakannya aquades dalam percobaan ini adalah untuk merezero dan mengkalibrasi alat sehingga dapat digunakan untuk menentukan besarnya putaran senyawa lain.

Glukosa digunakan sebagai senyawa optis aktif karena glukosa dapat memutar bidang terpolarisir kearah kanan (dekstro rotary) dan kearah kiri (levo rotary).

Pengukuran putaran optis dari glukosa dan sukrosa dengan metode polarimetri dilakukan dengan pengukuran aquades terlebih dahulu. Aquades dimasukkan ke dalam sel polarimetri dan tidak boleh ada gelembung udara agar tidak mengganggu hasil pembacaan. Kemudian analizer diatur sedemikian rupa agar garis hitam tidak terlihat lagi. Sinar yang dihasilkan berwarna merah. Kemudian sudut putaran diukur pada skala vernier. Setelah itu dilakukan pengukuran terhadap Glukosa 5% dan Sukrosa 5%. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan. Kemudian dilakukan perhitungan rata-rata terhadap hasil pengukuran sudut putaran aquades yang akan digunakan untuk menentukan titik nolnya. Dengan cara tersebut didapatkan data sebagai berikut :

Tabel 1

Aquades digunakan sebagai titik nol. Dengan demikian rata-rata dari putaran air digunakan untuk menjumlahkan putaran dari glukosa dan sukrosa. Dari cara tersebut didapat data sebagai berikut

Tabel 2

Menghitung nilai konsentrasi sampel, diperlukan persamaan regresi yang di dapatkan dari perhitungan data dari larutan standar. Dimana nilai dari besar sudut putar bidang sinar terpolarisir dari sampel dimasukkan ke dalam persamaan regresi. Sehingga diperoleh putan spesifik dari glukosa 5% dan sukrosa 5%. Persentase kebenaran praktikum untuk pengukuran putaran spesifik dapat diperoleh juga dengan cara sebagai berikut.

Untuk zat A : Glukosa 5 %

Diketahui : α1 = + 3,87o α2 = + 3,37 o α3 = + 3,67o C = 5/100 = 0,05 λ = 1 dm Ditanya : = . . . ? Jawab : = C . λα = 1 .0,05 87 , 3 dm o + = + 77,40

Dengan cara yang sama, diperoleh data sebagai berikut : Tabel 3 Standar deviasi (SD) =

(

[ ] [ ]

)

1 2 25 25 − − Σ n D D α α = 1 3 50,6667 + − = 2 6667 , 50 o + = +25,,33335= +5,03320 Simpangan baku = = (72,73± +5,0332) 0

Persentase kesalahan = 100% 73 , 72 0332 , 5 x o o + + = 6,92 % Kebenaran praktikum = 100 % - 6,92 % = 93,08 % Zat B : Sukrosa 5 % Diketahui : α1 = + 6,37o α2 = + 6,27 o α3 = + 6,47o C = 5/100 = 0,05 λ = 1 dm Ditanya: = . . . ? Jawab: = C . λα = _1dm6,_.37_0,05 o + = + 127,40

Dengan cara yang sama, diperoleh data sebagai berikut :

Tabel 4 Standar deviasi (SD) =

(

[ ] [ ]

)

1 2 25 25 − − Σ n D D α α = 1 3 8,0 + − = 2 0 , 8 o + = +4,0= +2,00 Simpangan baku = = (127,4± +2,0) 0 Persentase kesalahan = 100% 4 , 127 0 , 2 x o o + + =1,57 % Kebenaran praktikum = 100 % - 1,57 % = 98,43 %

Berdasarkan Tabel 3 dan table 4 bahwa putaran spesifik sukrosa 5% lebih besar dari glukosa 5%. Hal ini menunjukkan bahwa glukosa 5% memiliki sifat optis aktif yang lebih besar dibandingkan dengan sukrosa 5%. Hasil percobaan yang diperoleh sesuai dengan literatur yaitu putaran optis aktif dari jenis zat yang berbeda akan memberikan sudut putaran yang berbeda terhadap bidang getar sinar terpolarisir. Kebenaran praktikum yang didapat untuk glukosa 5 % dan sukrosa 5 % adalah 93,08 % dan 98,43 %.

Dari data diatas dapat juga dikatakan bahwa semua zat bersifat optis aktif karena semua zat dari Zat A dan Zat

B dapat memutar bidang polarisasi. Apabila ada zat yang tidak dapat memutar bidang polarisasi, maka zat tersebut tidak bersifat optis aktif.

Besar dari putaran spesifik dari glukosa dan sukrosa berdasarkan hasil percobaan dengan literatur berbeda.

Perbedaan ini disebabkan karena kondisi pada saat pengukuran berbeda, mungkin saja suhu pada saat pengukuran berbeda dan panjang sel yang digunakan juga berbeda dengan pengukuran yang dilakukan untuk memperoleh data literatur tersebut.

Disamping itu terdapat faktor teknis yang juga mempengaruhi putaran spesifik hasil pengukuran berbeda dengan yang terdapat dalam literatur,yaitu:

1. Ketelitian dalam membuat larutan sampel dengan berbagai konsentrasi.

2. Ketelitian pada saat menetapkan setengah bayangan sehingga berpengaruh pada nilai α.

3. Ketelitian pada saat membaca nilai α yang ada pada polarimeter.

KESIMPULAN

Berdasrkan hasil percobaan, dapat disimpulkan beberapa hal diantaranya : 1. Sudut putar jenis untuk suatu senyawa

(misalnya pada 250_{C) dapat dihitung}

dari sudut putar yang diamati, dengan menggunakan rumus :

dimana: = putaran spesifik

α = putaran yang diukur tanpa perputaran peralatan.

λ = panjang sel = 1 dm

c = konsentrasi( 5%W/V= 0.05). 2. Nilai rata-rata putaran spesifik yang

diperoleh pada perhitungan dalam percobaan ini adalah :

• Zat A (Sukrosa 5 %)= +72,73o

• Zat B (Sukrosa 5%)= +127,4o

3. Berdasarkan percobaan semakin besar nilai sudut optik suatu zat akan semakin besar juga nilai sudut spesifiknya karena sudut optik suatu zat dan sudut spesifiknya berbanding lurus dan sesuai dengan persamaan pada teori atau literatur.

4. Titik nol pada percobaan ini adalah +1,83 (merupakan hasil rata-rata dari +1,90, +1,70, dan +1,90). 5. Faktor-faktor yang mempengaruhi

nilai putaran optik adalah :  panjang sel polarimeter  konsentrasi zat

 suhu pada sat pengukuran  sumber cahaya yang digunakan

6. Faktor teknis yang menyebabkan hasil pengukuran berbeda dengan yang ada di literatur, yaitu;

a. Ketelitian dalam membuat larutan sampel dengan berbagai konsentrasi.

b. Ketelitian pada saat menetapkan setengah bayangan sehingga berpengaruh pada nilai α.

c. Ketelitian pada saat membaca nilai α yang ada pada polarimeter.

7. Hasil percobaan yang didapat sesuai dengan literatur yaitu dalam literatur putaran optik sukrosa lebih besar daripada glukosa.

8. Putaran optis (α) bergantung pada panjang sel, panjang gelombang cahaya, jenis zat dan temperatur.

DAFTAR PUSTAKA

Dogra,S.K., dan S. Dogra.1990. Kimia Fisika dan Soal-soal Cetakan I. UI-Press: Jakarta.

Fessenden and Fessenden. 1999. Kimia Organik edisi Ketiga jilid 1. Erlangga : Jakarta.

Keenan, CW. 1991. Ilmu Kimia Untuk Universitas Jilid 1. Edisi ke 6. Erlangga : Jakarta

R. A. Alberty dan F. Daniels. 1983. Kimia Fisika. Erlangga: Jakarta

Tim Laboratorium Kimia Fisika. 2013.

Penuntun Praktikum Kimia Fisika II.

Jurusan Kimia F.MIPA Universitas Udayana: Bukit Jimbaran

Anonim. 2010. Polarimeter.

http://fisika.lab.gunadarma.ac.id/wp-

content/uploads/2010/02/O3.-POLARIMETER.pdf (diunduh pada tanggal 15 April 2013)