Spektrofotometri merupakan suatu
metode analisa yang didasarkan pada pengukuran beberapa sinar monokromatis oleh
suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan
monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.
Spektrofotometer adalah alat untuk
mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang
gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang
digunakan sering disebut dengan spektrofotometri.
Spektrofotometri
dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang
lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur
pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk
menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.
Absorbsi sinar oleh larutan
mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :
A = log (
Io / It ) = a b c
Keterangan : Io = Intensitas
sinar datang
It = Intensitas sinar yang
diteruskan
a = Absorptivitas
b = Panjang sel/kuvet
c = konsentrasi (g/l)
A = Absorban
Spektrofotometri
merupakan bagian dari fotometri dan dapat dibedakan dari filter fotometri
sebagai berikut :
1. Daerah jangkauan spektrum
Filter
fotometr hanya dapat digunakan untuk mengukur serapan sinar tampak (400-750
nm). Sedangkan spektrofotometer dapat mengukur serapan di daerah tampak, UV
(200-380 nm) maupun IR (> 750 nm).
2. Sumber sinar
Sesuai
dengan daerah jangkauan spektrumnya maka spektrofotometer menggunakan sumber
sinar yang berbeda pada masing-masing daerah (sinar tampak, UV, IR). Sedangkan
sumber sinar filter fotometer hanya untuk daerah tampak.
3. Monokromator
Filter
fotometere menggunakan filter sebagai monokrmator. Tetapi pada spektro
digunakan kisi atau prisma yang daya resolusinya lebih baik.
4. Detektor
- Filter fotometer
menggunakan detektor fotosel
- Spektrofotometer
menggunakan tabung penggandaan foton atau fototube.
Komponen utama dari spektrofotometer yaitu :
1. Sumber cahaya
a.
Untuk radisi
kontinue :
·
Untuk daerah
UV dan daerah tampak,
·
Lampu
wolfram (lampu pijar) menghasilkan spektrum kontiniu pada gelombang 320-2500
nm.
·
Lampu
hidrogen atau deutrium (160-375 nm)
·
Lampu gas
xenon (250-600 nm)
b.
Untuk daerah
IR
Ada beberapa macam sumber sinar yang
dapat digunakan yaitu :
1.
Lampu Nerst,dibuat
dari campuran zirkonium oxida (38%) Itrium oxida (38%) dan erbiumoxida
(3%)
2.
Lampu globar dibuat dari silisium Carbida
(SiC).
3.
Lampu Nkrom
terdiri dari pita nikel krom dengan panjang gelombang 0,4 – 20 nm
Spektrum radiasi garis UV atau
tampak :
1.
Lampu uap
(lampu Natrium, Lampu Raksa)
2.
Lampu katoda
cekung/lampu katoda berongga
3.
Lampu
pembawa muatan dan elektroda (elektrodeless dhischarge lamp)
4.
Laser
2. Pengatur Intensitas
Pengatur
intensitas berfungsi untuk mengatur intensitas sinar yang dihasilkan oleh
sumber cahaya agar sinar yang masuk tetap konstan.
3. Monokromator
Berfungsi
untuk merubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang
dibutuhkan oleh pengukuran.
Macam-macam
monokromator :
Ø
Prisma
Ø
kaca untuk
daerah sinar tampak
Ø
kuarsa untuk
daerah UV
Ø
Rock salt
(kristal garam) untuk daerah IR
Ø
Kisi
difraksi
Keuntungan menggunakan kisi :
- Dispersi sinar merata
- Dispersi lebih baik
dengan ukuran pendispersi yang sama
- Dapat digunakan dalam
seluruh jangkauan spektrum
4. Kuvet
Pada pengukuran
di daerah sinar tampak digunakan kuvet kaca dan daerah UV digunakan kuvet
kuarsa serta kristal garam untuk daerah IR.
5. Detektor
Berfungsi untuk merubah sinar menjadi energi listrik
yang sebanding dengan besaran yang dapat diukur.
Syarat-syarat ideal sebuah detektor
yaitu :
a.
Kepekan yang
tinggi
b.
Perbandingan
isyarat atau signal dengan bising tinnggi
c.
Respon
konstan pada berbagai panjang gelombang.
d.
Waktu respon
cepat dan signal minimum tanpa radiasi.
e.
Signal
listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.
Macam-macam detektor :
a.
Detektor
foto (Photo detector)
b.
Photocell
c.
Phototube
d.
Hantaran
foto
e.
Dioda foto
f.
Detektor panas
6. Penguat (amplifier)
Berfungsi
untuk memperbesar arus yang dihasilkan oleh detektor agar dapat dibaca oleh
indikator.
7.
Indikator
Spektrofotometri terdiri dari beberapa jenis berdasar
sumber cahaya yang digunakan. Diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Spektrofotometri Vis (Visible)
2. Spektrofotometri UV (Ultra Violet)
3. Spektrofotometri UV-Vis
4. Spektrofotometri IR (Infra Red)
1. Spektrofotometri Vis (Visible)
2. Spektrofotometri UV (Ultra Violet)
3. Spektrofotometri UV-Vis
4. Spektrofotometri IR (Infra Red)
1. Spektrofotometri Visible (Spektro Vis)
Pada spektrofotometri ini yang
digunakan sebagai sumber sinar/energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya
visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata
manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 sampai 750 nm. Sehingga semua
sinar yang dapat dilihat oleh kita, entah itu putih, merah, biru, hijau,
apapun.. selama ia dapat dilihat oleh mata, maka sinar tersebut termasuk ke
dalam sinar tampak (visible).
Sumber sinar tampak yang umumnya
dipakai pada spektro visible adalah lampu Tungsten. Tungsten yang
dikenal juga dengan nama Wolfram merupakan unsur kimia dengan simbol W
dan no atom 74. Tungsten mempunyai titik didih yang tertinggi (3422 ºC)
dibanding logam lainnya. karena sifat inilah maka ia digunakan sebagai sumber
lampu.
Sample yang dapat dianalisa dengan
metode ini hanya sample yang memilii warna. Hal ini menjadi kelemahan
tersendiri dari metode spektrofotometri visible. Oleh karena itu, untuk sample
yang tidak memiliki warna harus terlebih dulu dibuat berwarna dengan menggunakan
reagent spesifik yang akan menghasilkan senyawa berwarna. Reagent yang
digunakan harus betul-betul spesifik hanya bereaksi dengan analat yang akan
dianalisa. Selain itu juga produk senyawa berwarna yang dihasilkan harus
benar-benar stabil. Salah satu contohnya adalah pada analisa kadar protein
terlarut (soluble protein). Protein terlarut dalam larutan tidak
memiliki warna.
Oleh karena itu, larutan ini harus dibuat berwarna
agar dapat dianalisa. Reagent yang biasa digunakan adalah reagent Folin. Saat protein
terlarut direaksikan dengan Folin dalam suasana sedikit basa, ikatan peptide
pada protein akan membentuk senyawa kompleks yang berwarna biru yang dapat
dideteksi pada panjang gelombang sekitar 578 nm. Semakin tinggi intensitas
warna biru menandakan banyaknya senyawa kompleks yang terbentuk yang berarti
semakin besar konsentrasi protein terlarut dalam sample.
2. Spektrofotometri UV (ultraviolet)
Berbeda
dengan spektrofotometri visible, pada spektrofotometri UV berdasarkan interaksi
sample dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Sebagai
sumber sinar dapat digunakan lampu deuterium.
Deuterium
disebut juga heavy hidrogen. Dia merupakan isotop hidrogen yang stabil yang
terdapat berlimpah di laut dan daratan. Inti atom deuterium mempunyai satu
proton dan satu neutron, sementara hidrogen hanya memiliki satu proton dan
tidak memiliki neutron. Nama deuterium diambil dari bahasa Yunani, deuteros,
yang berarti ‘dua’, mengacu pada intinya yang memiliki dua pertikel.
Karena sinar
UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar
ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan
transparan.Oleh karena itu, sample tidak berwarna tidak perlu dibuat berwarna
dengan penambahan reagent tertentu. Bahkan sample dapat langsung dianalisa
meskipun tanpa preparasi. Namun perlu diingat, sample keruh tetap harus dibuat
jernih dengan filtrasi atau centrifugasi. Prinsip dasar pada spektrofotometri
adalah sample harus jernih dan larut sempurna. Tidak ada partikel koloid
apalagi suspensi.
Sebagai
contoh pada analisa protein terlarut (soluble protein). Jika menggunakan
spektrofotometri visible, sample terlebih dulu dibuat berwarna dengan reagent
Folin, maka bila menggunakan spektrofotometri UV, sample dapat langsung
dianalisa.
Ikatan
peptide pada protein terlarut akan menyerap sinar UV pada panjang gelombang
sekitar 280 nm. Sehingga semakin banyak sinar yang diserap sample (Absorbansi
tinggi), maka konsentrasi protein terlarut semakin besar.
Spektrofotometri
UV memang lebih simple dan mudah dibanding spektrofotometri visible, terutama
pada bagian preparasi sample. Namun harus hati-hati juga, karena banyak
kemungkinan terjadi interferensi dari senyawa lain selain analat yang juga
menyerap pada panjang gelombang UV. Hal ini berpotensi menimbulkan bias pada
hasil analisa.
3.
Spektrofotometri
UV-Vis
Spektrofotometri
ini merupakan gabungan antara spektrofotometri UV dan Visible. Menggunakan dua
buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun
untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai
sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator.
Untuk sistem
spektrofotometri, UV-Vis paling banyak tersedia dan paling populer digunakan.
Kemudahan metode ini adalah dapat digunakan baik untuk sample berwarna juga
untuk sample tak berwarna.
4.
Spektrofotometri
IR (Infra Red)
Dari namanya
sudah bisa dimengerti bahwa spektrofotometri ini berdasar pada penyerapan
panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah
dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektrofotometri adalah infra
merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5-1000 μm.
Pada spektro
IR meskipun bisa digunakan untuk analisa kuantitatif, namun biasanya lebih
kepada analisa kualitatif. Umumnya spektro IR digunakan untuk mengidentifikasi
gugus fungsi pada suatu senyawa, terutama senyawa organik. Setiap serapan pada
panjang gelombang tertentu menggambarkan adanya suatu gugus fungsi spesifik.
Hasil
analisa biasanya berupa signal kromatogram hubungan intensitas IR terhadap
panjang gelombang. Untuk identifikasi, signal sample akan dibandingkan dengan
signal standard. Perlu juga diketahui bahwa sample untuk metode ini harus dalam
bentuk murni. Karena bila tidak, gangguan dari gugus fungsi kontaminan akan
mengganggu signal kurva yang diperoleh.
Terdapat
juga satu jenis spektrofotometri IR lainnya yang berdasar pada penyerapan sinar
IR pendek. Spektrofotometri ini di sebut Near Infrared Spectropgotometry (NIR).
Aplikasi NIR banyak digunakan pada industri pakan dan pangan guna analisa bahan
baku yang bersifat rutin dan cepat.
Dalam bidang kimia analisis, ada
beberapa istilah lain yang dekat dengan dunia spektrometri. Misalnya
spektroskopi, spektrofotometri, kolorimetri, fotometri, spektrometer, dan
lainnya.
a.
Spektroskopi.
Spektroskopi merupakan ilmu yang
mempelajari interaksi antara radiasi dan benda sebagai fungsi panjang
gelombang.Awalnya spektroskopi hanya mengacu pada pen-dispersi-an cahaya tampak
berdasarkan panjang gelombang (misalnya oleh prisma). Untuk selanjutnya konsep
ini berkembang untuk menunjuk pada segala bentuk pengukuran kuantitatif sebagai
fungsi dari panjang gelombang dan frekuensi, tidak hanya meliputi cahaya
tampak. Sehingga istilah ini bisa juga mengacu pada interaksi radiasi partikel
atau respon terhadap berbagai range frekuensi. Jadi spektroskopi adalah
istilah/nama yang digunakan untuk ilmu (secara teori) yang mempelajari tentang
hubungan antara radiasi/energi/sinar (yang memiliki fungsi panjang gelombang,
yang biasa di sebut frekuensi) dengan benda. Gabungan respon frekuensi ini
disebut sebagai spektrum.
Beberapa macam metode analisa
berdasarkan spektroskopi yang ada saat ini adalah:
- Electromagnetic spectroscopy
- Electromagnetic spectroscopy
- Mass spectrometry
- Acoustic spectroscopy
- Dielectric spectroscopy
- Mechanical spectroscopy
b.
Spektrometri.
Spektrometri adalah tehnik yang
digunakan untuk mengukur jumlah (konsentrasi) suatu zat berdasarkan
spektroskopi. Instrument yang digunakan disebut spektrometer. Jadi ada tiga
istilah yang berbeda. Spektroskopi, spektrometri, dan spektrometer.
Spektroskopi mengacu pada bidang keilmuan, spektrometri adalah tehnik aplikasi
berdasarkan spektroskopi, sedangkan spektrometer adalah alat/instrument yang
digunakan dalam tehnik spektrometri.
spektrofotometri juga merupakan
tehnik pengukuran jumlah zat yang juga berdasar spektroskopi. Hanya saja pada
spektrofotometri, lebih spesifik untuk panjang gelombang UV(Ultraviolet)-dekat, visible,
dan infra merah.
Spektrofotometri dimasukkan ke dalam
electromagnetik spectroscopy. Alat yang digunakan dalam spektrofotometri
disebut spektrofotometer. Alat ini termasuk ke dalam jenis fotometer, suatu
alat untuk mengukur intensitas cahaya. Spektrofotometer dapat mengukur
intensitas sebagai fungsi dari warna, atau secara lebih khusus, fungsi panjang
gelombang.
Sekarang sudah lebih jelas perbedaan antara
spektrometri dan spektrofotometri. Itulah sebabnya untuk spektro UV/Vis disebut
spektrofotometer UV-Vis, tidak
Spektrometer Uv-Vis. Sebetulnya tidak salah juga menggunakan istilah
spektrometer untuk Uv-Vis. Namun kurang tepat. kata spektrometer mengandung
makna lebih luas ketimbang spektrofotometer.
Kemudian ada lagi yaitu kolorimetri. Kolorimetri
adalah tehnik kuantifikasi berdasarkan perbedaan warna. Mirip dengan spektrofotometri,
tapi spektra dipersempit hanya pada tristimulus values, dari mana persepsi warna
terbentuk. Secara sederhana dapat diasumsikan bahwa kolorimetri adalah
pengukuran konsentrasi berdasar perbedaan warna yang tampak oleh mata.
Salah satu
analisis untuk menentukan kadar suatu senyawa pada suatu sampel adalah dengan
cara spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan metode analisis yang
didasarkan pada besarnya nilai absorbsi suatu zat terhadap radiasi sinar
elektromagnetik.
Prinsip kerja spektrofotometri adalah dengan
menggunakan spektrofotometer yang pada umumnya terdiri dari unsur-unsur seperti
sumber cahaya, monokromator, sel, fotosel, dan detektor. Sumber radiasi
spektrofotometer dapat digunakan lampu deuterium untuk radiasi di daerah sinar
ultraviolet sampai 350 nm, atau lampu filamen untuk sinar tampak sampai
inframerah. Sinar yang dikeluarkan sumber radiasi merupakan sinar polikromatis,
sehingga harus dibuat menjadi sinar monokromatis oleh monokromator. Radiasi
yang melewati monokromator diteruskan ke zat yang akan diukur dan sebagian
radiasinya akan diserap oleh zat tersebut.
Zat yang
akan diukur nilai absorbannya diletakkan pada sel dengan
wadah kuvet. Sinar yang diteruskan akan mencapai fotosel dan energi sinar
diubah menjadi energi listrik (Khopkar 2003). Namun, nilai yang dihasilkan dari
spektrofotometer bukanlah nilai absorban (A) melainkan transmitan
(T). Oleh karena itu nilai T tersebut harus dikonversi ke
dalam nilai A zatyang diukur. Konversi menggunakan rumus A= – log % T. Konversi
ini dilakukan karena yang terukur adalah nilai transmitan (besarnya sinar
radiasi yang melewati zat dan ditangkap detektor), sedangkan yang diinginkan
adalah nilai absorban (besarnya sinar radiasi yang terserap oleh zat) dari zat
yang diukur.
Penentuan nilai absorban pada percobaan kali ini
adalah untuk mengetahui kadar asam amino pada sampel kentang. Penambahan
ninhirin dan piridin sebagai pereaksinya, yang selanjutnya dilakukan pemanasan.
Menurut Winarno (1997), asam amino merupakan unit pembangun protein yang
dihubungkan melalui ikatan peptida pada setiap ujungnya. Pemanasan asam amino
dengan ninhidrin akan memberikan kompleks berwarna ungu. Intensitas warna
tersebut sebanding dengan konsentrasi asam amino bebas dalam pengukuran
absorban pada panjang gelombang yang paling tepat. Asam amino lisin mempunyai
rantai cabang yang dapat bermuatan positif maupun negatif, tergantung
lingkungannya. Asam amino lisin juga mempunyai rantai cabang gugus basa.
Day dan Underwood (1986) menyatakan
bahwa untuk mendeteksi asam amino dalam suatu larutan, maka sebelum larutan
tersebut ditetesi piridin dan ninhidrin serta dipanaskan terlebih dahulu.
Piridin berguna untuk menganalisis kadar H2O dalam suatu zat dan
menggeser reaksi kearah kanan. Ninhidrin adalah suatu reagen untuk mendeteksi
asam amino dan menetapkan konsentrasinya dalam larutan. Senyawa ini adalah
hidrat dari triketon siklik dan apabila bereaksi dengan asam amino akan
menghasilkan zat berwarna ungu. Panjang gelombang yang paling tepat untuk warna
larutan tersebut adalah 625 nm.
Spektrofotometri visible disebut juga spektrofotometri sinar tampak. Yang
dimaksud sinar tampak adalah sinar yang dapat dilihat oleh mata manusia. Cahaya
yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang
400-800 nm dan memiliki energi sebesar 299–149 kJ/mol.
Elektron pada keadaan normal atau berada pada kulit atom dengan energi terendah
disebut keadaan dasar(ground-state). Energi yang
dimiliki sinar tampak mampu membuat elektron tereksitasi dari keadaan dasar
menuju kulit atom yang memiliki energi lebih tinggi atau menuju keadaan
tereksitasi.
Cahaya yang diserap oleh suatu zat berbeda dengan cahaya yang ditangkap oleh
mata manusia. Cahaya yang tampak atau cahaya yang dilihat dalam kehidupan
sehari-hari disebut warna komplementer. Misalnya suatu zat akan berwarna
orange bila menyerap warna biru dari spektrum sinar tampak dan suatu zat akan
berwarna hitam bila menyerap semua warna yang terdapat pada spektrum sinar
tampak. Untuk lebih jelasnya perhatikan tabel berikut.
Panjang gelombang (nm)
|
Warna warna yang diserap
|
Warna komplementer (warna yang
terlihat)
|
400 – 435
|
Ungu
|
Hijau kekuningan
|
435 – 480
|
Biru
|
Kuning
|
480 – 490
|
Biru kehijauan
|
Jingga
|
490 – 500
|
Hijau kebiruan
|
Merah
|
500 – 560
|
Hijau
|
Ungu kemerahan
|
560 – 580
|
Hijau kekuningan
|
Ungu
|
580 – 595
|
Kuning
|
Biru
|
595 – 610
|
Jingga
|
Biru kehijauan
|
610 – 800
|
Merah
|
Hijau kebiruan
|
Pada spektrofotometer sinar tampak, sumber cahaya biasanya menggunakan lampu
tungsten yang sering disebut lampu wolfram. Wolfram
merupakan salah satu unsur kimia, dalam tabel periodik unsur wolfram termasuk
golongan unsur transisi tepatnya golongan VIB atau golongan 6 dengan simbol W
dan nomor atom 74. Wolfram digunakan sebagai lampu pada spektrofotometri tidak
terlepas dari sifatnya yang memiliki titik didih yang sangat tinggi yakni 5930
°C.
Gambar: jenis spektronic-20 yang
bekerja pada rentang panjang gelombang sinar tanpak. Gambar atas merupakan
spectronic-20 lama yang sudah jarang bahkan mungkin tidak diproduksi lagi.
Sedangkan gambar kedua adalah spectronic-20 terbaru.
Panjang gelombang yang digunakan untuk melakukan analisis adalah panjang
gelombang dimana suatu zat memberikan penyerapan paling tinggi yang disebut λmaks.
Hal ini disebabkan jika pengukuran dilakukan pada panjang gelombang yang sama,
maka data yang diperoleh makin akurat atau kesalahan yang muncul makin kecil.
Berdasarkan hukum Beer absorbansi akan berbanding lurus dengan konsentrasi,
karena b atau l harganya 1 cm dapat diabaikan dan ε merupakan suatu
tetapan. Artinya konsentrasi makin tinggi
maka absorbansi yang dihasilkan makin tinggi, begitupun sebaliknya konsentrasi
makin rendah absorbansi yang dihasilkan makin rendah. (Hukum Lamber-Beer dan
syarat peralatan yang digunakan agar terpenuhi hukum Lambert-Beer Baca.
Hubungan
antara absorbansi terhadap konsentrasi akan linear (A≈C) apabila nilai
absorbansi larutan antara 0,2-0,8 (0,2 ≤ A ≥ 0,8) atau sering disebut sebagai
daerah berlaku hukum Lambert-Beer. Jika absorbansi yang diperoleh lebih besar
maka hubungan absorbansi tidak linear lagi. Kurva kalibarasi hubungan antara
absorbansi versus konsentrasi dapat dilihat pada Gambar.
Gambar: Kurva hubungan absorbansi vs konsentrasi
Faktor-faktor
yang menyebabkan absorbansi vs konsentrasi tidak linear:
- Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.
- Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.
- Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).
Zat yang
dapat dianalisis menggunakan spektrofotometri sinar tampak adalah zat dalam bentuk
larutan dan zat tersebut harus tampak berwarna, sehingga analisis yang
didasarkan pada pembentukan larutan berwarna disebut juga metode kolorimetri.
Jika tidak berwarna maka larutan tersebut harus dijadikan berwarna dengan cara
memberi reagen tertentu yang spesifik. Dikatakan spesifik karena hanya bereaksi
dengan spesi yang akan dianalisis. Reagen ini disebut reagen pembentuk warna
(chromogenik reagent).
Berikut
adalah sifat-sifat yang harus dimiliki oleh reagen pembentuk warna:
- Kestabilan dalam larutan. Pereaksi-pereaksi yang berubah sifatnya dalam waktu beberapa jam, dapat menyebabkan timbulnya semacam cendawan bila disimpan. Oleh sebab itu harus dibuat baru dan kurva kalibarasi yang baru harus dibuat saat setiap kali analisis.
- Pembentukan warna yang dianalisis harus cepat.
- Reaksi dengan komponen yang dianalisa harus berlangsung secara stoikiometrik.
- Pereaksi tidak boleh menyerap cahaya dalam spektrum dimana dilakukan pengukuran.
- Pereaksi harus selektif dan spesifik (khas) untuk komponen yang dianalisa, sehingga warna yang terjadi benar-benar merupakan ukuran bagi komponen tersebut saja.
- Tidak boleh ada gangguan-gangguan dari komponen-komponen lain dalam larutan yang dapat mengubah zat pereaksi atau komponen komponen yang dianalisa menjadi suatu bentuk atau kompleks yang tidak berwarna, sehingga pembentukan warna yang dikehandaki tidak sempurna.
- Pereaksi yang dipakai harus dapat menimbulkan hasil reaksi berwarna yang dikehendaki dengan komponen yang dianalisa, dalam pelarut yang dipakai.
Setelah
ditambahkan reagen atau zat pembentuk warna maka larutan tersebut harus
memiliki lima sifat di bawah ini:
- Kestabilan warna yang cukup lama guna memungkinkan pengukuran absorbansi dengan teliti. Ketidakstabilan, yang mengakibatkan menyusutnya warna larutan (fading), disebabkan oleh oksidasi oleh udara, penguraian secara fotokimia, pengaruh keasaman, suhu dan jenis pelarut. Namun kadang-kadang dengan mengubah kondisi larutan dapat diperoleh kestabilan yang lebih baik.
- Warna larutan yang akan diukur harus mempunyai intensitas yang cukup tinggi (warna harus cukup tua) yang berarti bahwa absortivitas molarnya (ε) besar. Hal ini dapat dikontrol dengan mengubah pelarutnya. Dalam hal ini dengan memilih pereaksi yang memiliki kepekaan yang cukup tinggi.
- Warna larutan yang diukur sebaiknya bebas daripada pengaruh variasi-variasi kecil kecil dalam nilai pH, suhu maupun kondisis-kondisi yang lain.
- Hasil reaksi yang berwarna ini harus larut dalam pelarut yang dipakai.
- Sistem yang berwarna ini harus memenuhi Hukum Lambert-Beer.
Menentukan konsentrasi sampel dengan
cara kurva kalibrasi
Konsentrasi sampel dalam suatu larutan dapat ditentukan dengan rumus yang
diturunkan dari hukum lambert beer (A= a . b . c atau A = ε . b . c). Namun ada
cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu spesi yang
ada dalam suatu larutan yakni dengan cara kurva kalibarasi. Cara ini sebenarnya
masih tetap bertumpu pada hukum Lambert-Beer yakni absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi.
Langkah-langkah
yang perlu dilakukan dalam penentuan konsentrasi zat dengan kurva kalibarasi:
- Maching kuvet : mencari dua buah kuvet yang memiliki absorbansi atau transmitansi sama atau hampir sama. Dua buah kuvet inilah yang akan digunakan untuk analisis, satu untuk blanko, satu untuk sampel. Dalam melakukan analisis Maching kuvet harus dilakukan agar kesalahannya makin kecil.
- Membuat larutan standar pada berbagai konsentrasi. Larutan standar yaitu larutan yang konsentrasinya telah diketahui secara pasti. Konsentrasi larutan standar dibuat dari yang lebih kecil sampai lebih besar dari konsentrasi analit yang diperkirakan.
- Ambilah salah satu larutan standar, kemudian ukur pada berbagai panjang gelombang. Hal ini dilakukan untuk mengetahui pada panjang gelombang berapa, absorbansi yang dihasilkan paling besar. Panjang gelombang yang menghasilkan absorbansi paling besar atau paling tinggi disebut panjang gelombang maksimum (lmaks).
- Ukurlah absorbansi semua larutan standar yang telah dibuat pada panjang gelombang maksimum.
- Catat absorbansi yang dihasilkan dari semua larutan standar, kemudian alurkan pada grafik absorbansi vs konsentrasi sehingga diperoleh suatu kurva yang disebut kurvakalibarasi. Dari hukum Lambart-Beer jika absorbansi yang dihasilkan berkisar antara 0,2-0,8 maka grafik akan berbentuk garis lurus, namun hal ini tidak dapat dipastikan.
Misalkan absorbansi yang dihasilkan
dari larutan standar yang telah dibuat adalah
Absorbansi
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
konsentrasi
|
2 ppm
|
4 ppm
|
6 ppm
|
8 ppm
|
10 ppm
|
12 ppm
|
14 ppm
|
16 ppm
|
Grafiknya adalah
6. Ukurlah absorbansi larutan yang
belum diketahui konsentrasinya. Setelah diperoleh absorbansinya, masukan nilai
tersebut pada grafik yang diperoleh pada langkah 5. Misalkan absorbansi yang
diperoleh 0,6. Maka jika ditarik garis lurus konsentrasi sampel akan sama
dengan konsentrasi larutan standar 10 ppm. Maka grafiknya sebagai berikut:
Selain dengan cara diatas
konsentrasi sampel dapat dihitung dengan persamaan regresi linear:
persamaan di atas dapat dihitung dengan
bantuan kalkulator. Setelah diperoleh persamaan di atas, absorbansi sampel yang
diperoleh dimasukan sebagai nila y sehingga diperoleh nila x. Nilai x yang
diperoleh merupakan konsentrasi sampel yang dianalisis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar