Laporan Praktikum Analisis Bahan Spektrofotometri

LAPORAN RINGKAS

PRAKTIKUM ANALISIS BAHAN

SPEKTROFOTOMETRI (H)

(F)

LABORATORIUM ANALISIS BAHAN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA

2022

Kumpul Ambil Revisi Maks Revisi Kembali Kode Kelas

A

NAMA : ARDIKA DHAFKA ALHAQIE NIM : 21/474218/TK/52305

HARI/TGL : SENIN, 7 FEBRUARI 2022

ASISTEN : AMALIA KHOIRUL MUTHMAINNAH

I. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan percobaan ini adalah:

1. Menentukan panjang gelombang optimum pada larutan Tembaga (II) Sulfat dan Rhodamin B menggunakan spektrofotometri visible.

2. Membuat kurva kalibrasi konsentrasi versus absorbansi untuk larutan encer Tembaga (II) Sulfat dan Rhodamin B pada panjang gelombang optimum.

3. Menentukan konsentrasi larutan Tembaga (II) Sulfat dan Rhodamin B yang tidak diketahui dengan menggunakan persamaan hasil kurva kalibrasi.

II. METODOLOGI PERCOBAAN A. Bahan

Tabel I. Daftar Bahan dan Hazard

No Bahan Hazard

1 Padatan CuSO4 Irritant 2 Larutan Rhodamin B Irritant

3 Aquadest -

B. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar rangkaian alat berikut:

Gambar I. Rangkaian Alat Percobaan (Sumber: Dokumen Praktikan)

C. Cara Kerja

1. Pembuatan Larutan Induk Tembaga (II) Sulfat (CuSO4) 10000 ppm Padatan Tembaga (II) Sulfat (CuSO4) sebanyak kurang lebih dua setengah gram ditimbang menggunakan neraca analisis digital dan gelas arloji, kemudian dimasukkan ke dalam gelas beker 250 mL yang telah diisi Aquadest 25 mL sebelumnya. Selanjutnya, larutan tersebut diaduk menggunakan gelas pengaduk hingga larutan. Setelah larutan menjadi homogen, larutan dimasukkan ke dalam labu ukur 250 mL dan ditambah aquadest hingga tanda batas dan digojog.

2. Pembuatan Larutan Induk Rhodamin B 10 ppm

Rhodamin B 100 ppm diambil sebesar 10 mL menggunakan pipet volume dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan Aquadest ke dalamnya sampai tanda batas larutan tersebut hingga homogen.

3. Pembuatan Larutan Encer Tembaga (II) Sulfat dan Rhodamin B Larutan encer Tembaga (II) Sulfat dibuat dengan lima konsentrasi yang berbeda. Pembuatan dilakukan menggunakan larutan induk 10000 ppm. Kemudian larutan induk diambil sebanyak volume yang telah dihitung dengan persamaan pengenceran dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan aquadest pada larutan tersebut hingga tanda batas serta digojog sampai homogen. Pengenceran larutan Rhodamin B dilakukan menggunakan langkah yang sama seperti pada pengenceran larutan Tembaga (II) Sulfat.

Berikut tabel nilai konsentrasi larutan setelah diencerkan beserta volume yang harus diambil:

Tabel II. Konsentrasi Larutan Encer

No CuSO4 Rhodamin B

Konsentrasi, ppm Volume, mL Konsentrasi , ppm Volume, mL

1 1500 15 0,5 5

2 2000 20 1 10

3 2500 25 1,5 15

4 4000 40 2 20

5 6000 60 4 40

4. Pembuatan Kurva Kalibrasi

Kabel USB spektrofotometer visible dihubungkan ke laptop kemudian aplikasi Logger Lite dibuka. Cuvet dibersihkan lalu diisi dengan Aquadest kurang lebih tiga per empat bagian. Cuvet dibersihkan dengan tisu dan dimasukkan ke dalam tempat cuvet yang ada di spektrofotmeter lalu dilakukan kalibrasi. Cuvet dikeluarkan dan aquadest dibuang dilanjutkan dengan cuvet dicuci menggunakan larutan Tembaga (II) Sulfat (CuSO4) dan dimasukkan lagi larutan tersebut ke dalam cuvet yang telah dicuci sebanyak tiga per empat bagian.

Cuvet dilap hingga kering dan dimasukkan ke spektofotometer.

Tombol collect diklik lalu stop maka akan muncul tabel di sebelah kiri windows. Panjang gelombang optimum dipilih dengan mengamati nilai absorbansi maksimum, lalu kurva Absorbance vs Concentration dimunculkan dan panjang gelombang yang terbesar dipilih. Nilai absorbansi yang ditunjukkan pada kiri bawah dicatat.

Larutan Tembaga (II) Sulfat yang berada pada cuvet dibuang lalu dicuci dengan larutan yang akan diuji kemudian diisi dengan larutan tersebut sebanyak tiga per empat bagian dan masukkan kembali cuvet ke dalam spektrofotometer.

Pengujian nilai absorbansi larutan standar yang telah dibuat dilakukan dari yang memiliki konsentrasi paling kecil (terdapat dalam tabel). Nilai absorbansi yang ditunjukkan setelah lima detik dan dicatat. Pengujian dilakukan untuk masing-masing konsentrasi dilakukan sebanyak tiga kali. Kurva kalibrasi terhadap absorbansi dibuat di Microsoft Excel dengan absorbansi sebagai sumbu y (ordinat) dan konsentrasi sebagai sumbu x (absis).

5. Penentuan Konsentrasi Larutan CuSO4 X ppm dan Rhodamin B Y ppm

Cuvet diisi dengan aquadest dan masukkan ke dalam spektrofotometer dialnjutkan dengan menunggu sampai nilai A menunjukkan nilai 0. Cuvet diambil dan dibuang isinya.

Selanjutnya cuvet dicuci dengan larutan CuSO4 X ppm kemudian larutan Tembaga (II) Sulfate dimasukkan ke dalam cuvet yang telah dicuci. Cuvet dimasukkan ke dalam spektrofotometer dan nilai absorbansi yang akan muncul dan dicatat. Untuk larutan Rhodamin B Y ppm, larutan tersebut diencerkan sebanyak lima kali kemudian dilakukan pengujian pada larutan Rhodamin B Y ppm menggunakan langkah yang sama seperti larutan Tembaga (II) Sulfate X ppm. Nilai absorbansi yang muncul dicatat dan di- screenshot.

III. ANALISIS DATA

1. Perhitungan Konsentrasi Larutan Tembaga (II) Sulfat Aktual Persamaan untuk menentukan konsentrasi larutan Tembaga (II) Sulfat aktual dapat digunakan persamaan:

[𝐶𝑢𝑆𝑂₄]_{𝑎𝑤𝑎𝑙} = ^{𝑚𝐶𝑢𝑆𝑂4}

𝑉𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 ………(1) Dengan:

[CuSO4]awal = konsentrasi larutan CuSO4 (mg CuSO4 / L larutan atau ppm)

mCuSO4 = massa padatan CuSO4 (mg CuSO4)

VLarutan = volume larutan akhir setelah ditambah aquadest (L larutan)

Sebagai perhitungan digunakan persamaan (1) dengan massa CuSO4= 2,5013 gram dan volume larutan CuSO4=250 mL

[𝐶𝑢𝑆𝑂₄]_{𝑎𝑤𝑎𝑙} =2,5013 𝑥 10³ 𝑚𝑔 250 𝑥 10⁻³ 𝐿 [𝐶𝑢𝑆𝑂₄]_{𝑎𝑤𝑎𝑙} = 1750 𝑝𝑝𝑚

2. Penentuan Panjang Gelombang Optimum

Panjang gelombang optimum pada pengukuran Tembaga (II) Sulfat adalah 816,9 nm sedangkan panjang gelombang optimum pada pengukuran larutan Rhodamin B adalah 526,6 nm.

3. Perhitungan Konsentrasi Larutan Encer Untuk memperoleh larutan CuSO4 / Rhodamin B pada berbagai konsentrasi, maka dapat digunakan persamaan (2).

V1 × M1 = V2 × M2 ………. (2) dengan,

Sebagai contoh perhitungan menggunakan data dari tabel II untuk pengenceran 10000 ppm Tembaga (II) Sulfat menjadi 100 ppm:

V1 = volume larutan CuSO4 / Rhodamin B sebelum pengenceran (mL larutan)

M1 = konsentrasi larutan CuSO4 / Rhodamin B sebelum pengenceran (ppm)

V2 = volume larutan CuSO4 / Rhodamin B setelah pengenceran (mL larutan)

M2 = konsentrasi larutan CuSO4 / Rhodamin B setelah pengenceran (ppm)

V1 × M1 = V2 × M2

V1 × 10000 = 1500 × 100 V1= 15 mL

Berikut data volume yang dibutuhkan untuk membuat Tembaga (II) Sulfat dan Rhodamin B encer:

Tabel III. Volume CuSO4 dan Rhodamin B yang diambil

No CuSO4 Rhodamin B

V1, mL

M1, ppm

V2, mL

M2, ppm

V1, mL

M1, ppm

V2, mL

M2, ppm

1 5 10000 100 1500 15 10 100 0,5

2 10 10000 100 2000 20 10 100 1

3 15 10000 100 2500 25 10 100 1,5

4 20 10000 100 4000 40 10 100 2

5 40 10000 100 6000 60 10 100 4

4. Perhitungan Absorbansi Rata-Rata

Masing-Masing Larutan Encer Masing-masing larutan encer yang telah diuji sebanyak 3 kali dihitung absorbansi rata-ratanya dengan persamaan:

𝐴𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =^{∑ 𝐴𝑖}

𝑛 𝑖

𝑛 ………... (3) dengan,

𝐴𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = absorbasi rata-rata masing-masing larutan encer Ai = data absorbansi ke-i yang diperoleh dari percobaan n = banyaknya pengambilan data

Sebagai contoh perhitungan menggunakan data absorbansi pada konsentrasi CuSO4 1500 ppm:

𝐴𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 =0,090 + 0,078 + 0,082 3

𝐴𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,08333

5. Perhitungan Nilai Standar Deviasi Masing-Masing Larutan Encer Perhitungan standar deviasi masing-masing larutan encer dilakukan dengan persamaan (159).

S𝐷 = √¹

𝑛∑ (𝐴^𝑛_{1 𝑖} − 𝐴_{𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎})² ……….. (4) dengan, SD = standar deviasi

Sebagai contoh perhitungan mencari standar deviasi pada absorbansi CuSO4 dengan konsentrasi 1500 ppm:

𝑆𝐷 = √1

3∑(0,090 − 0,0833)²

3

1

𝑆𝐷 = 0,004989

Berikut nilai Arata-rata dan Standar Deviasi setiap nilai konsentrasi CuSO4 dan Rhodamin B:

𝑻𝒂𝒃𝒆𝒍 𝑰𝑽. 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑠𝑖 𝑅𝑎𝑡𝑎 − 𝑅𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑎𝑛 𝑆𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝐷𝑒𝑣𝑖𝑎𝑠𝑖

No

CuSO4 Rhodamin B

Konsentrasi, ppm

Adsorbansi Rata-Rata

Standar Deviasi

Konsentrasi, ppm

Adsorbansi Rata-Rata

Standar Deviasi

1 1500 0.083333 0.004989 0,5 0.0533 0.008055

2 2000 0.108000 0.003266 1 0.0626 0.002357

3 2500 0.152000 0.004899 1,5 0.1140 0.000816

4 4000 0.259333 0.004643 2 0.1496 0.002494

5 6000 0.340667 0.011557 4 0.3490 0.025469

6. Pembuatan Kurva Hubungan antara Absorbansi dan Konsentrasi Kurva kalibrasi merupakan plot kurva hubungan absorbansi dan konsentrasi larutan CuSO4 / Rhodamin B. Hubungan antara konsentrasi dan absorbansi ditunjukkan oleh persamaan:

𝑦 = Ax ……….. (5)

dengan, y = absorbansi

x= konsentrasi larutan CuSO4 / Rhodamin B, ppm.

Dengan bantuan Microsoft Excel, dari data absorbansi rata-rata CuSO4 pada tabel IV ditemukan:

R square : R² = 0.9961

Persamaan : y = 6.10^-5x……….. (6) Dengan bantuan Microsoft Excel, dari data absorbansi rata-rata Rhodamin B pada tabel IV ditemukan:

R square : R² = 0.9926

Persamaan : y = 0.0832x……….. (7) 7. Penentuan Konsentrasi CuSO4 X ppm dan Rhodamin B, Y ppm

Untuk menentukan Absorbansi larutan CuSO4 X ppm dan Rhodamin B Y ppm setelah diencerkan 5 kali, digunakan persamaan (6) dan (7).

Berikut perhitungan untuk Tembaga (II) Sulfat:

y = 6.10^-5x

dengan nilai A (y) yang ditunjukkan pada spektrofotometer adalah 0,245 ditemukan nilai x dengan perhitungan:

0,245 = 6.10^-5x x = 4083

Sehingga nilai X pada konsentrasi CuSO4 X ppm adalah 4083.

Berikut perhitungan untuk Rhodamin B setelah diencerkan 5 kali:

y = 0.0832x

dengan nilai A (y) yang ditunjukkan pada spektrofotometer adalah 0,276 ditemukan nilai x dengan perhitungan:

0,276 = 0,0832x x = 3,3173 ppm

Untuk menentukan nilai konsentrasi larutan Rhodamin B setelah pengenceran lima kali akan dijelaskan lebih lanjut pada bab IV.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Spektrofotometri merupakan metode analisis interaksi antara spektrum cahaya dengan materi, seperti absorbsi, emisi dan hamburannya.

Data hasil dari analisis, biasanya berupa spektrum yang diplotkan dengan faktor yang diukur sebagai fungsi dari frekuensi dan panjang gelombang, sebagai contoh spektrum dengan absorpsi spektrum. Sedangkan, spektrofotometri visible merupakan metode pengukuran radiasi energi cahaya tampak yang diserap oleh larutan berwarna (umumnya). Alat yang digunakan berupa spektrofotometer visible yang memanfaatkan prinsip absorbansi radiasi gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang berkisar pada sinar tampak. Berdasarkan prinsip ini, spektrofotometer visible dapat digunakan untuk menentukan kandungan beberapa zat organik atau anorganik di dalam larutan (Kothekar, 2012).

Pada analisis spektrofotometri, perlu diketahui panjang gelombang yang memberikan nilai absorbansi paling tinggi. Pada percobaan digunakan panjang gelombang optimum agar perhitungan semakin akurat.

Awalnya, digunakan larutan blangko berupa larutan aquadest yang berfungsi sebagai standar karena nilai absorbansinya 0. Berdasarkan percobaan, diamati peanjang gelombang optimum untuk larutan Tembaga (II) Sulfat adalah sebesar 816,9 nm sedangkan untuk larutan Rhodamin B sebesar 526,6 nm. Refrensi menunjukkan panjang gelombang optimum larutan Tembaga (II) Sulfat adalah sebesar 800 nm (Jancso, 2005) sedangkan untuk larutan Rhodamin B sebesar 556 nm (Greg, 2013).

Selisih panjang gelombang optimum yang terukur untuk parutan Tembaga (II) Sulfat adalah sebesar 16,9 nm sedangkan untuk Rhodamin B adalah sebesar 29,4 nm. Selisih yang ditunjukkan untuk larutan Tembaga (II) Sulfat dan larutan Rhodamin B didapatkan selisih dengan referensi yang

cukup jauh. Hal ini kemungkinan dikarenakan oleh kesalahan ukur pada alat yang mana alat sudah lama tidak dilakukan kalibrasi atau peneraan ulang. Namun meskipun selisih panjang gelombang optimum dengan referensi didapatkan cukup besar, diharapkan nilai ini tetap memberikan hasil absorbansi yang terbaik dalam pengukuran ini.

Gambar II. Grafik Absorbansi vs Panjang Gelombang CuSO4

Sumber: Dokumen Praktikan

Gambar III. Grafik Absorbansi vs Panjang Gelombang Rhodamin B Sumber: Dokumen Praktikan

Selanjutnya, dari percobaan dan hasil data absorbansi larutan encer, bisa didapatkan nilai standar deviasi dan absorbansi rata-rata.

Standar deviasi adalah nilai yang dipakai untuk menentukan persebaran data pada suatu percobaan/sampel untuk melihat seberapa dekat data-data tersebut dengan nilai rata-rata. Semakin kecil nilai standar deviasi menunjukkan semakin dekat nilai dari data-data sampel yang diukur. Pada tabel berikut disajikan data rata-rata dari masing-masing nilai absorbansi tiap konsentrasi dengan nilai standar deviasinya.

Tabel V. Konsentrasi dan Absorbansi Larutan CuSO4 serta Rhodamin B

No

Larutan CuSO4 Larutan Rhodamin B

Konsentrasi,

ppm Absorbansi Konsentrasi,

ppm Absorbansi

1 1500 0.0833±4,989x10^-3 0,5 0.0533±8,06 x10^-3 2 2000 0.1080±3,27x10^-3 1 0.0626±2,36 x10^-3 3 2500 0.1520±4,9 x10^-3 1,5 0.1140±8,16x10^-4

4 4000 0.2593±4,64 x10^-3 2 0.1496±2,49x10^-3

5 6000 0.3407±1,16 x10^-3 4 0.3490±2,55x10^-2

Dari tabel (V) dapat diketahui bahwa larutan Tembaga (II) Sulfat dengan konsentrasi 2000 ppm memiliki nilai standar deviasi paling rendah dibandingkan standar deviasi lainnya, hal ini menandakan bahwa persebaran nilai absorbansi pada konsentrasi 2000 ppm sangat dekat dengan rata-rata dan perbedaannya tidak signifikan. Sedangkan larutan Rhodamin B yang memiliki standar deviasi terkecil adalah 4 ppm.

Diasumsikan nilai absorbansi yang terukur sudah mendekati sebenarnya sehingga data yang diperoleh sudar tepat dan akurat.

Grafik I. Kurva kalibrasi absorbansi vs konsentrasi larutan standar CuSO4

Grafik (I) menunjukkan kurva kalibrasi absorbansi vs konsentrasi larutan standar Tembaga (II) Sulfat. Kurva di atas dapat diketahui persamaan dengan nilai R-square: R² = 0,9961. R-square merupakan angka yang berkisar antara 0 sampai 1 yang mengindikasikan besarnya kombinasi variabel independen secara bersama – sama mempengaruhi nilai variabel dependen. Semakin mendekati angka satu, model yang dikeluarkan oleh regresi tersebut akan semakin baik (Santoso, 2018). Nilai R-square yang diperoleh dari regresi menghasilkan nilai yang mendekati satu sehingga dapat disimpulkan grafik mendekati linear dan data yang didapatkan cukup baik. Pada percobaan larutan Rhodamin B diperoleh data sebagaimana yang terdapat pada tabel (V), dan juga bisa dibuat kurva kalibrasinya menggunakan aplikasi Microsoft Excel, sebagai berikut.

Grafik II. Kurva kalibrasi absorbansi vs konsentrasi larutan standar Rhodamin B

Grafik (II) menunjukkan kurva kalibrasi absorbansi vs konsentrasi larutan standar Rhodamin B. Kurva di atas dapat diketahui persamaan dengan nilai R-square: R² = 0,9926. Sama dengan larutan Tembaga (II) Sulfat, nilai R-square yang diperoleh dari regresi menghasilkan nilai yang mendekati satu sehingga dapat disimpulkan grafik mendekati linear dan data yang didapatkan cukup baik.

Pada grafik (I) dan (II) dapat ditemukan persamaan (6) dan (7).

Dari persamaan (6) dapat digunakan untuk mencari konsentrasi Tembaga (II) Sulfat (CuSO4) X ppm dengan hasil x adalah 4083 ppm sehingga konsentrasi sebenarnya larutan Tembaga (II) Sulfat yang belum diketahui konsentrasinya adalah 4083 ppm. Dari persamaan (7) yang diperoleh pada grafik regresi linier grafik (II), dapat digunakan untuk mencari konsentrasi larutan Rhodamin B Y ppm setelah pengenceran 5 kali. Nilai yang didapatkan adalah sebesar 3,3173 ppm setelah pengenceran 5 kali sehingga

nilai y ppm sebelum pengenceran dapat ditentukan dengan persamaan pengenceran yaitu:

V1 × M1 = 5V1 × 3,3173

(20) x M1 = (100) x (3,3137) M1 = 16,5685 ppm

Jadi, konsentrasi larutan Rhodamin B Y ppm adalah 16,5685 V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. Panjang gelombang optimum untuk larutan Tembaga (II) Sulfat dan Rhodamin B ditentukan menggunakan spektrofotometri visible dan menunjukkan nilai 816,9 nm untuk Tembaga (II) Sulfat sedangkan panjang gelombang optimum pada pengukuran larutan Rhodamin B adalah 549,1 nm.

2. Setelah melakukan plotting grafik, dapat ditemukan persamaan kurva kalibrasi standar untuk kedua larutan:

• Tembaga (II) Sulfat:

Persamaan : y = 6.10^-5x R-square : R² = 0,9961

• Rhodamin B:

Persamaan : y = 0,0832x R-square : R² = 0,9926

3. Konsentrasi larutan Tembaga (II) Sulfat x ppm adalah 4083 ppm sedangkan larutan Rhodamin B y ppm adalah 16,5685 ppm.

Yogyakarta, 14 Maret 2022

Asisten, Praktikan,

Amalia Khoirul Mutmainnah Ardika Dhafka Alhaqie