LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II REFRAK

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIKA II

REFRAKTOMETRI

Oleh : Kelompok 7

1. Heni Suhardini Putri / 140332600436 (_**)

2. Intan Oktaiani / 140332602930

3. Irfan / 140332605200

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG

(2)

PERCOBAAN 2 REFRAKTOMETRI

A. TUJUAN

Memahami prinsip kerja refraktometri dan menentukan konsentrasi laruan gula melalui kurva kalibrasi.

B. DASAR TEORI

Refraktometer adalah perangkat laboratorium atau lapangan untuk mengukur kadar atau konsentrasi bahan terlarut seperti gula, garam, protein, dan lain-lain berdasarkan pada pengukuran indeks bias cairan tersebut. Indeks bias (refraction) dihitung dari Hukum Snell dan dapat dihitung dari komposisi bahan menggunakan hubungan Gladstone-Dale. Ada empat jenis refraktometer utama yaitu:

1. Refraktometer genggam tradisional (tradisional handheld refractometers).

2. Refraktometer genggam digital (digital handheld refractometers).

3. Laboratorium atau refraktometer Abbe (Abbe refraktometers).

4. Proses refraktometer inline (inline process refrakctometers).

Refraktor Abbe ditemukan oleh Ernst Abbe (1840 – 1905) yang bekerja untuk Perusahaan Zeiss di Jena, Jerman pada akhir 1800-an. Refraktometer Abbe adalah refraktometer untuk mengukur indeks bias cairan, padatan dalam cairan atau serbuk dengan indeks bias dari 1,300 sampai 1,700 dengan ketelitian sampai 0,001 dan dapat diperkirakan sampai 0,0002 dari gelas skala di dalam dan persentase padatan 0 sampai 95%.

Indeks bias adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Indeks bias berfungsi untuk identifikasi zat kemurnian. Umumnya alat dirancang untuk digunakan dengan cahaya putih. Untuk mencapai kestabilan, alat harus dikalibrasi dengan menggunakan plat glass standart.

Hukum pembiasan cahaya adalah sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang. Perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias cahaya yang memasuki bidang batas dua medium yang berbeda selalu bernilai tetap (konstant). Jika cahaya masuk dari suatu medium ke medium lain frekuensi cahaya tidak berubah tetapi cepat rambatnya akan berubah.

(3)

n=c_v ..……..(1)

Cepat rambat dalam medium (v) lebih kecil dibandingkan cepat rambat dalam ruang hampa (c). Hali ini disebabkan oeh redaman osilasi dari atom-atom daam medium. Dengan kata lain bahwa cepat rambat cahaya (v) dittukan atom-atom dalam medium dan ini berakibat pada harga indeks bias ( n_{). Secara atomik harga indeks bias dirumuskan :}

n=1+ N . e

2

me .∈0 x

∑fi

wi

………….(2)

N = jumlah atom per satuan volume e = elektron

me = massa elektron

wi = frekuensi krakteristik

ϵo = permitivitas ruang hampa

Dalam persamaan (2) dapat dipahami bahwa indeks bias berbanding lurus dengan jumlah atom per satuan volume. Dengan kata lain besar konsentrasi larutan, semakin besar pula indeks biasnya. Pada percobaan penentuan kadar gula pada percobaan ini didassarkan indeks bias larutan gua dengan menggunakan alat refraktometri.

Faktor-faktor penting yang harus diperhitungkan pada semua pengukuran refraksi ialah temperatur cairan dan jarak gelombang cahaya yang dipergunakan untuk mengukur n. Pengaruh temperatur terhadap indeks bias gelas adalah sangat kecil, tetapi cukup besar terhadap cairan dan terhadap kebanyakan bahan plastik yang perlu diketahui indeksnya. Karena pada suhu tinggi kerapatan optik suatu zat itu berkurang, indeks biasnya akan berkurang.

Pengukuran ini didasarkan pada prinsip bahwa cahaya yang masuk melalui prisma cahaya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan gelas. Yang akan diamati adalah bidang terang dan bidang gelap yang terpisah menurut garis yang jelas. Tempat perbatasan ini tergantung pada indeks bias cairan dan gelas. Terjadinya bidang batas antara gelap dan terang bila cahaya dijatuhkan pada prisma kerja dengan berbagai sudut datang mulai dari 0o_{– 90}o_{, maka}

(4)

C. ALAT DAN BAHAN Alat :

 Refraktometer

 Pipet ukur 10mL

 Pipet volume 25mL

 Beaker glass 50mL

 Pengaduk

 Tabung reaksi

Bahan :

 Gula

 Aquades

D. LANGKAH KERJA

NO LANGKAH KERJA FOTO

1

Ditimbang gula pasir ± 25gram

2

Dibuat larutan gula dengan konsentrasi 50% berat dengan dicampur 25gram gula dan 25

gram air

3  Diambil 40 mL larutan

(5)

40%).

 Diambil 37,5 mL larutan gula 40% dan ditambahkan aquadest 12,5 mL (untuk membuat larutan gula 30%)

 Diambil 33,3 mL larutan gula 30% dan ditambahkan aquadest 16,7 mL (untuk membuat larutan gula 20%)

 Diambil 25 mL larutan

gula 20%, dan ditambahkan 25 mL aquadest (untuk membuat larutan 10%)

 Konsentrasi 0%

digunakan aquadest biasa.

4

Dilakukan pengukuran indeks bias, dengan menguji larutan

yang konsentrasinya rendah yaitu 0%, 10%, 20%, 30%,

40% dn 50%

(6)

Pada percobaan Refraktometri ini dilakukan dengan cara beberapa tahapan. Tahap yang pertama adalah dengan membuat larutan gula dengan beberapa konsentrasi yaitu 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, dan 0%. Larutan tersebut dibuat dengan cara mengencerkan atau mencampurkan 25 gram gula dengan 25 gram air (+/- 25ml air) untuk larutan gula dengan konsentrasi yang pertama yaitu 50%.

Lalu dilakukan pengenceran sebagai berikut :

Larutan gula dengan konsentrasi 40%

V2 = 50 mL M1 = 50%

V2 = 50 mL M1 = 40%

V2 = 50 mL M1 = 30%

M2 = 20%

M1. V1=M2.V2

Untuk mencapai V2 = 50 mL,

maka V1 (40 mL) ditambahkan

(7)

V1=

M2. V2

M1

V1=20 %_{30 %}.50mL

V1=33,3mL

V2 = 50 mL M1 = 20%

M2 = 10%

M1. V1=M2.V2

V1=

M2. V2

M1

V1=10 %_{20 %}.50mL

V1=25mL

Selanjutnya larutan gula dengan berbagai konsentrasi itu diamati dan dicatat indeks bias pada refraktometer, sehingga diperoleh data sebagai berikut :

No Larutan Gula

Indeks bias (n) Rata-rata indeks bias

1 2 3

1 50% 1,3955 1,3955 1,3955 1,3955

2 40% 1,3850 1,3850 1,3850 1,3850

3 30% 1,3730 1,3730 1,3740 1,3733

4 20% 1,3640 1,3640 1,3640 1,3640

5 10% 1,3510 1,3510 1,3510 1,3510

6 0% 1,3370 1,3370 1,3370 1,3370

7 Sampel X 1,3575 1,3570 1,3570 1,3572

F. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

Percobaan yang dilakukan yaitu menentukan konsentrasi suatu larutan gula (Larutan X yang belum diketahui konsentrasinya) melalui kurva

(8)

kalibrasi. Percoaan ini didasarkan pada prinsip bahwa penentuan kadar atau konsentrasi larutan gula didasarkan pada indeks bias larutan gula dengan menggunakan alat refrakometer.

Refraktometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur kadar bahan terlarut dengan memanfaatkan rekasi cahaya. Prinsip kerja alat tersebut adalah jika cahaya yang masuk melalui prisma cahaya hanya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan alas.

Pengukuran ini didasarkan pada prinsip bahwa cahaya yang masuk melalui prisma cahaya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan gelas.

Yang akan diamati adalah bidang terang dan bidang gelap yang terpisah menurut garis yang jelas. Tempat perbatasan ini tergantung pada indeks bias cairan dan gelas. Terjadinya bidang batas antara gelap dan terang bila cahaya dijatuhkan pada prisma kerja dengan berbagai sudut datang mulai dari 0o_–

90o_{, maka cahaya dibiaskan keluar dengan berbagai sudut yang besarnya}

berlainan untuk setiap warna cahaya.

Konsentrasi gula yang diuji indeks biasnya yaitu 50%, 40%, 30%, 20% dan 10% serta air murni (0%) dan sampel X. Dari data yang diperoleh didapatkan nilai indeks bias rata-rata larutan gula 0% atau air murni adalah 1,3370. Indeks bias rata-rata larutan gula 10% adalah 1,3510. Indeks bias rata-rata larutan gula 20% adalah 1,3640. Indeks bias larutan gula 30% adalah 1,3733. Indeks bias lartan gula 40% adalah 1,3850. Indeks bias rata-rata larutan gula 50%adalah 1,3955.

Indeks bias rata-rata sampel X (konsentrasi sampel X belum diketahui) adalah 1,3572.

(9)

No Larutan Gula

Indeks bias (n) Rata-rata

indeks bias

1 2 3

1 50% 1,3955 1,3955 1,3955 1,3955

2 40% 1,3850 1,3850 1,3850 1,3850

3 30% 1,3730 1,3730 1,3740 1,3733

4 20% 1,3640 1,3640 1,3640 1,3640

5 10% 1,3510 1,3510 1,3510 1,3510

6 0% 1,3370 1,3370 1,3370 1,3370

7 Sampel X 1,3575 1,3570 1,3570 1,3572

Kurva kalibrasi

Indeks Bias Vs Konsentrasi

(10)

Dari kurva kalibrasi diatas, diperoleh persamaan linier

y=0,115x+1,338

Persamaan ini digunakan untuk mengetahui konsentrasi sampel x dengan carasebagai berikut :

Indeks bias sampel X = 1,3572  Sumbu Y Konsentrasi Sampel X adalah :

y=0,115x+1,338 n=0,115C+1,338 1,3572=0,115C+1,338 1,3572−1,338=0,115C

0,0192=0,115C C=0,0192_0,115 C=0,1669

 Konsentrasi Larutan X dalam %

Konsentrasi Larutan X=0,1669x100 % Konsentrasi Larutan X=16,69 %

(11)

G. KESIMPULAN

 Menentukan kadar atau konsentrasi suatu larutan dapat dilakukan dengan menggunakan Rrefraktometer.

 Konsentrasi senyawa X sebesar 16,69%

 Persamaan linear y=0,115x+1,338

 Besarnya indeks bias larutan gula sebanding dengan konsentrasinya. Semakin besar konsentrasi larutan gula, maka semakin besar pula indeks biasnya.

H. DAFTAR PUSTAKA

Alex. 2013. Refraktometer. (Online), (http://Praktikum KF Refraktometri/ literatur refrakto/LAPORAN REFRAKTOMETER.html), diakses tanggal 1 September 2016

Sukarjo. 1989. Kimia Fisika. Jakarta: Bina Aksara

Fernandes, Agustin. 2015. Mengukur Indeks Bias dengan Refraktometer, (Online), (Refraktometri/literatur refrakto/Mengukur Indeks Bias Senyawa Dengan Alat Refraktometer - KIMIATIP fix 1 _ Halaman Statis.htm) diakses tanggal 2 September 2016

Fina yuni. 2013. Laporan praktikum kimia fisik II. (online), (http://yunifina.blogspot.co.id/2013/10/blog-post_8.html ), diakses tanggal 3 September 2016

Oka Putra. 2013.Refraktoetri(Online), (https://www.academia.edu/8845039/ REFRAKTOMETRI), diakses tanggal 3 September 2016

(12)

JAWABAN PERTANYAAN

1. Apa yang dimaksud dengan konsentrasi larutan, dan dapat dintakan dengan apa saja?

JAWAB :

Konsentrasi suatu larutan merupakan ukuran yang digunakan untuk menyatakan kuantitas zat terlarut dalam suatu pelarut atau larutan. Konsentrasi dapat dinyatakan dalam persen massa (% w/w), persen volume (% v/v), dan persen massa/volum (% w/v), bagian per juta (ppm), bagian per miliar (ppb), dan bagian per triliun (ppt), fraksi mol (XA atau

XB) dan persen mol, molaritas (M), dan molalitas (m).

2. Berapa mL air yang harus dicampurkan dengan 50 gram gula untuk membuat Larutan 50%?

JAWAB :

Massa larutan gula = 50 gram

Volume air yang harus ditambahkan = X  massa pelarut (air)

%massa=_{massa campuran x}massa gula 100 % 50 %=50gram gula

(50gram+X)x100 % 50 %

100 %=₍50₅₀gram gula_gram₊_X₎ 1

2=₍50₅₀gram gula_gram₊_X₎ 1.(50gram+X)=2x50gram gula

50gram+X=100gram

X=100gram−50gram X=50gram

Jadi, volume air yang harus ditambahkan adalah 50 gram air atau 50 mL air.

3. Berapa mL air yang harus ditambahkan pada larutan gula 50% untuk membuat larutan gula 40%, 30%, 20%, 10% ?

JAWAB :

(13)

Pengenceran dilakukan untuk membuat V2 = 100 mL

V2 = 100 mL M1 = 50%

V2 = 100 mL M1 = 40%

V2 = 100 mL M1 = 30%

V2 = 100 mL M1 = 20%

M2 = 10%

M1. V1=M2.V2

Aquades sebanyak 20 mL

Aquades sebanyak 25 mL

(14)

V1=

M2. V2

M1

V1=10 %_{20 %}.100mL

V1=50mL

4. Nyatakan soal 2 dan 3 dalam Molaritas! JAWAB :

Soal no. 2

Larutan gula 50%

Volume air yang harus ditambahkan = 50mL Massa molar gula = 180 g/mol

M=

Volume air yang harus ditambahkan = 6 0mL Massa molar gula = 180 g/mol

M=

(15)

M=

massa gula Mmgula

V air =

3 0g 180g/mol

7 0mL =0,7 0167mLmol x10001LmL M=167_{7 0}mol_L

M=2,38M

 Larutan gula 20%

M=

V air =

2 0g 180g/mol

80mL =0, 111mol8 0mL x10001LmL M=111_{8 0}mol_L

M=1,38M

 Larutan gula 10%

M=

V air =

20g 180g/mol

80mL =0, 0559 0mL xmol 10001LmL M=55_{9 0}mol_L