LAPORAN RESMI
PRAKTIKUM ILMU BAHAN
DISUSUN OLEH:
NASYWA HAFIZHATUR RAJABIYAH (012200031) SADHA GATHA (012200035)
SHERINA MASSAYU PUTRI (012200037)
POLITEKNIK TEKNOLOGI NUKLIR INDONESIA BADAN RISET DAN INOVASI NASIONAL
YOGYAKARTA
2024
I. JUDUL
Judul praktikum yang telah dilakukan adalah “Pengujian Food Coloring Solution Sebagai Bahan Potensial Dosimeter”.
II. TUJUAN
Tujuan dari praktikum yang telah dilakukan adalah:
• Mengetahui efek radiasi gamma terhadap perubahan warna alami.
• Mengkaji kemungkinan reaksi kimia yang terjadi.
• Menyimpulkan kemungkinan pewarna bahan alami digunakan sebagai dosimeter dengan menguji linearitas absorbansi terhadap dosis serap yang diterima.
III. DASAR TEORI
Pengukuran dosis radiasi terserap dilakukan dengan menggunakan dosimeter. Pada hakikatnya semua bahan yang mengalami perubahan akibat iradiasi dapat dijadikan dosimeter asalkan perubahan tersebut dapat diukur dengan instrumen yang tersedia, stabil, mempunyai kedapat ulangan yang baik, mudah dibuat dan mudah digunakan. Berdasarkan kualitas dan penggunaannya secara relatif, dosimeter dapat dikelompokkan menjadi empat kelas utama yaitu:
Dosimeter Standar Primer (Primary Standart Dosimeter) Dosimeter ini digunakan oleh laboratorium standar nasional untuk mengkalibrasi medan radiasi, yang termasuk kelompok dosimeter ini adalah dosimeter kalorimeter dan dosimeter kamar pengion (ionization chamber).
Dosimeter standar acuan (Reference Standard Dosimeter). Dosimeter ini digunakan untuk mengkalibrasi medan radiasi dan juga untuk dosimeter rutin.
Berhubung tidak semua laboratorium atau fasilitas iradiasi mempunyai dosimeter standard primer, maka untuk mengkalibrasi medan radiasi dapat digunakan dosimeter standar acuan.
Dosimeter rutin (Routine Dosimeter). Dosimeter ini digunakan untuk pengukuran dosis radiasi terserap secara rutin. Contoh yang paling lazim digunakan adalah dosimeter red/clear perspex (PMMA), Dosimeter selulosa triasetat (CTA), dosimeter film radiokromik(FW-Technology) dan dosimeter alanin.
Dosimeter standar transfer (Transfer Standard Dosimeter). Dosimeter ini terutama dipilih dari dosimeter standar acuan atau dosimeter ruttin yang memungkinkan digunakan untuk dipertukarkan antara satu laboratorium dengan
laboratorium lain. Hal ini penting bagi akreditasi suatu fasilitas iradiasi sehingga laboratorium nasional dapat menetapkan keabsahan proses radiasi tertentu yang dijalankan oleh suatu fasilitas iradiasi.
IV. METODOLOGI Alat
1. Pipet volume 20 ml 2. Gelas ukur
3. Gelas beker 4. Pengaduk 5. Botol vial 6. Kuvet Bahan
1. Aquadest 2. Food colouring Langkah Kerja
• Dilakukan pembuatan larutan sampel dengan 1 tetes pewarna makanan dan 150 ml aquades.
• Sampel larutan dimasukkan dalam enam botol vial yang berbeda (Pastikan volume larutan dalam botol vial tersebut cukup saat dimasukkan dalam kuvet spektrofotometri UV Visible untuk dianalisis absorbansinya).
• Masing masing vial akan diiradiasi dengan waktu yang berbeda. beri label masing-masing vial.
• Catat laju dosis radiasi gamma pada saat praktikum. Hitung perkiraan dosis radiasi gamma yang diserap larutan dosis (dosis radiasi = laju dosis x waktu iradiasi)
• Hitung absorbansi masing-masing vial yang telah diiradiasi dengan waktu yang berbeda menggunakan spektrofotometri UV-Vis dengan range panjang gelombang 300-650 nm. Blanko yang digunakan adalah aquadest.
• Catat absorbansi maksimum yang terhitung.
• Plot kurva antara panjang gelombang (nm) terhadap absorbansi dalam dosis radiasi yang berbeda (terdapat 6 variasi dosis radiasi).
• Plot kurva antara dosis radiasi gamma terhadap selisih absorbansi maksimum (∆A=Ai-A0) Ai merupakan absorbansi maksimum didosis radiasi tertentu sedangkan A0 merupakan absorbansi maksimum larutan yang tidak diiradiasi.
V. DATA PENGAMATAN
• Laju dosis = 2304 Gy/jam
Dosis radiasi (Gy) = laju dosis x waktu
Variasi waktu (menit) Dosis radiasi (Gy)
0 0
15 576
30 1152
45 1728
60 2304
75 2880
Tabel 5.1 Data Waktu Iradiasi dan Dosis yang dihasilkan.
• Panjang gelombang = 515 nm
• Data absorbansi
Data radiasi (Gy) λ (nm) Abs minggu 1 Abs minggu 2 Abs minggu 3
0 515 0,562 0,542 0,570
576 515 0,259 0,242 0,256
1152 515 0,072 0,061 0,054
1728 515 0,009 0,023 0,021
2304 515 0,014 0,022 0,017
2880 515 0,010 0,006 0,021
Tabel 5.2 Data Absorbansi Sampel dengan Spektrofotometer UV-VIS
• Data dosis radiasi dan selisih absorbansi maksimum
∆A=[Ai-A0]
Dari perhitungan diatas diperoleh:
Data radiasi (Gy) ∆A 1 ∆A 2 ∆A 3
0 0 0 0
576 0,303 0,3 0,314
1152 0,49 0,481 0,516
1728 0,553 0,519 0,549
2304 0,548 0,52 0,553
2880 0,552 0,536 0,549
Tabel 5.3 Data Selisih Absorbansi Maksimum tiap Sampel
VI. PENGOLAHAN DATA a. Waktu vs Dosis radiasi
Grafik 6.1 Perbandingan Dosis dengan Waktu Iradiasi
b. Penentuan panjang gelombang maksimum
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Dosis (Gy)
Waktu (Menit)
Perbandingan Dosis dan Waktu
c. Dosis radiasi vs selisih absorbansi maksimum
Grafik 6.2 Perbandingan Selisih Absorbansi Maksimum dengan Dosis Radiasi
VII. PEMBAHASAN
Praktikum “Pengujian Food Coloring Solution Sebagai Bahan Potensial Dosimeter” ini bertujuan untuk mengetahui efek radiasi gamma terhadap perubahan warna alami; mengkaji kemungkinan reaksi kimia yang terjadi; serta menyimpulkan kemungkinan pewarna bahan alami digunakan sebagai dosimeter dengan menguji linearitas absorbansi terhadap dosis serap yang diterima. Pengukuran dosis radiasi terserap dilakukan dengan menggunakan dosimeter. Pada hakikatnya semua bahan yang mengalami perubahan akibat iradiasi dapat dijadikan dosimeter asalkan perubahan tersebut dapat diukur dengan instrumen yang tersedia, stabil, mempunyai kedapat ulangan yang baik, mudah dibuat dan mudah digunakan.
Pada praktikum kali ini digunakan bahan pewarna makanan berwarna merah dari merk koepoe koepoe yang dilarutkan ke dalam air kemudian diiradiasi menggunakan sumber CO-60 yang memiliki laju dosis 2304 Gy/jam. Pada suatu pewarna terdapat kromofor yaitu gugus gugus atom dalam molekul yang bertanggung jawab untuk menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu dalam spektrum tampak, sehingga menghasilkan warna yang terlihat oleh mata manusia. Kromofor biasanya memiliki ikatan rangkap terkonjugasi atau gugus fungsi tertentu yang memungkinkan transisi elektron ketika cahaya diserap.
y = 0,0002x + 0,1535 R² = 0,7364 y = 0,0002x + 0,1514
R² = 0,73 y = 0,0002x + 0,1639
R² = 0,7049
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
0 1000 2000 3000 4000
Selisih Absorbansi Maksimum
Dosis Radiasi (Gy)
Perbandingan Selisih Absorbansi Maksimum dengan Dosis Radiasi
ABS 1 ABS 2 ABS 3 Linear (ABS 1) Linear (ABS 2) Linear (ABS 3)
Pewarna makanan berwarna merah ini mengandung zat pewarna sintesis FD&C 40 (Allura Red AC) dan FD&C 3 (Erythrosine). FD&C 40 (Allura Red AC) merupakan pemberi warna merah tua keoranye dengan gugus pembawa warna atau kromofor yaitu gugus azo (N=N) sedangkan FD&C 3 (Erythrosine) merupakan pemberi warna merah muda terang dengan gugus pembawa warna atau kromofor yaitu gugus Iodine (I).
Gambar 7.1 Struktur Molekul Allura Red AC
Gambar 7.2 Struktur Erythrosine
Pada praktikum ini diketahui bahwa larutan yang diiradiasi akan mengalami degradasi warna. Semakin besar dosis yang diberikan, pengurangan warna semakin tinggi. Efek tersebut diakibatkan oleh reaksi air dengan radiasi atau yang lebih dikenal dengan radiolis air. Reaksi ini merupakan fenomena yang menginisiasi terjadinya degradasi warna yang terjadi pada sampel. Radiolisis air akan menghasilkan spesi tereksitasi secara elektronik dan molekul terionisasi yang selanjutnya dari wujud tersebut akan terbentuk produk primer berupa spesi-spesi reaktif seperti eaq - , OH*, H*, dan HO2* atau O2 serta produk molecular.
Spesi-spesi tersebut kemudian akan bereaksi dengan struktur zat warna. Pada pewarna azo seperti FD&C Red 40, gugus -N=N- dapat tereduksi menjadi gugus -NH2,
yang tidak memiliki sifat kromofor sehingga menyebabkan pemudaran atau hilangnya warna. reaksi ini akan menyebabkan pemudaran warna atau perubahan warna dari merah menjadi pucat, cokelat, atau bahkan tidak berwarna, bergantung pada tingkat degradasi molekul.
Pada FD&C Red 3 (Erythrosine), radiasi gamma dapat menyebabkan dehalogenasi (penghilangan gugus iodin) atau pemutusan kerangka xantena. Inti xantena dalam erythrosine menyerap cahaya dan bertanggung jawab atas warna merahnya. Pemutusan kerangka xantena mengakibatkan terganggunya sistem kromofor untuk menyerap cahaya merah sehingga terjadi perubahan warna menjadi kuning pucat atau tidak bewarna.
Pada iradiasi pada zat pewarna ini dilakukan dengan variasi lama waktu iradiasi yaitu 0 menit, 15 menit, 30 menit, 45 menit, 60 menit dan 75 menit. Berdasarkan grafik 6.1 dapat diketahui bahwa semakin lama waktu iradiasi maka dosis iradiasi pun semakin besar. Selanjutnya sampel yang sudah diiradiasi akan dilakukan uji absorbansi dengan menggunakan spektrofotometer UV-VIS dan didapatkan hasil seperti pada table 5.2 dari hasil absorbansi tersebut dapat diketahui bahwa terdapat penurunan absorbansi seiring adanya peningkatan dosis, hal ini menunjukan bahwa pewarna makanan sensitive terhadap dengan iradiasi gamma sehingga sesuai untuk digunakan sebagai dosimeter.
Setelah itu dari data pada table 5.2 dihitung selisih absorbansi maksimum dengan dosis iradiasi sehingga didapatkan grafik 6.2 dimana perhitungan selisih absorbansi maksimum menunjukan pola hubungan linear dengan dosis radiasi semakin nilai regresi mendekati 1 maka semakin baik akurasi dosisnya, sedangkan pada grafik 6.2 nilai dari regresi menunjukan nilai 0,7 sehingga bisa dikatakan bahwa pewarna makan cukul stabil dalam pengukurannya meskipun belum sangat sempurna. Hal ini dikarenakan adanya faktor stabilitas setelah iradiasi dan pengaruh lingkungan seperti suhu dan Cahaya yang dapat mengurangi stabilitasnya.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut :
• Radiasi gamma akan berinteraksi dengan air, kemudian menghasilkan beberapa spesi radikal yang kemudian spesi tersebut akan memutus gugus kromofor pada pewarna makanan yang Dimana gugus kromofor merupakan gugus yang membawa warna pada pewarna makanan.
• Reaksi antara radiasi gamma dengan pewarna makanan
• Pewarna makanan berpotensi sebagai dosimeter dikarenakan cukup sensitif terhadap radiasi gamma yang ditunjukan pada perubahan warna dan absorbansi.
IX. Daftar Pustaka
Radiant, A., & Colorant, B. (2022). Radiation Effects on Food Colorants. Journal of Food Science and Technology.
Natural, D. Y., & Research, S. (2023). Natural Dyes as Potential Radiation Dosimeters.
International Journal of Radiation Biology.
Gamma, R., & Organic, C. (2021). Gamma Radiation and Its Effects on Organic Compounds. Journal of Chemical Physics.
Spectro, P., & Analysis, A. (2020). Spectrophotometric Analysis of Color Changes in Food Dyes. Food Chemistry.
Chemical, S., & Stability, R. (2023). Chemical Stability of Food Dyes under Radiation Exposure. Journal of Applied Polymer Science.
X. LAMPIRAN
Gambar 10.1 Pembuatan Sampel
Gambar 10.2 Pelabelan Sampel
Gambar 10.3 Pengiradiasian Sampel
Gambar 10.4 Hasil Iradiasi Sampel
Gambar 10.5 Pengukuran Absorbansi Sampel
