LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

Selamat Datang Ilmuan Kimia Blog ini dirancang sebagai media yang diharapkan dapat membantu pengunjung dalam menyelesaikan berbagai Laporan Praktikum Kimia.

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

                                                                                                                                   ABSTRAK

Penentuan Tetapan Pengionan Secara Spektrofotometri adalah suatu metode analisis kimia dengan mengukur panjang gelombang dan mengukur besar nilai absorbansi (serapan) berdasarkan tingkatan konsentrasi larutan yang uji dengan cara spektrofotometri. Tujuan dilakukan percobaan ini yaitu untuk menentukan tetapan pengionan pada metil merah dengan cara melakukan variasi konsentrasi pada larutan asam (HCl) dan basa (NaOH) yang telah di tambah dengan metil merah. Setelah dianalisis dari data yang diperoleh dibuat grafik hubungan antara konsetrasi dan absorbansi dan kemudian akan diperoleh tetapan pengionan sebesar (Ka = 4,66x10^-3)

Kata kunci : spektrofotometri, absorbansi, metil merah dan pengionan.

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ilmu kimia yang identik dengan ilmu mikro tidak luput dari sorotan perkembangan IPTEK. Salah satu dari bentuk kemajuan ini adalah alat spektrometri serapan atom. Analisis spektroskopi didasarkan pada interaksi radiasi dengan spesies kimia. Prinsipnya pada penggunaan cahaya/tenaga magnet atau listrik untuk mempengaruhi senyawa kimia sehingga menimbulkan tanggapan. Spektroskopi Merupakan ilmu yang mempelajari materi beserta atributnya dengan berdasarkan pada cahaya partikel yang dipancarkan dan cahaya diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi umumnya digunakan dalam kimia fisik  dan kimia analisis  untuk mengidentifikasi suatu substansi melalui spektrum yang dipancarkan atau yang diserap. Alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer.

Spektrofotometer merupakan alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer,  dimana spektrometer dapat menghasilkan sinar dari spektrum dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum sinar tampak yang sinambung dan monokromatis. Pengaplikasi dari percobaan ini adalah oksida logam transisi, misalnya Fe₂O₃ digunakan sebagai semikonduktor  fotokatalis, sehingga dapat mempercepat reaksi oksidasi yang diinduksi oleh cahaya dengan panjang gelombang tertentu.

Metil merah ditemukan sebagai zwitter ion dalam air dengan kondisi senyawa ini berupa I dalam suasana asam disingkat HMR. HMR pada kondisi ini berwarna merah dan mempunyai dua bentuk resonansi. Apabila keduanya ditambahkan basa, sebuah ion akan hilang yang menyebabkan anion MR^- yang akan membentuk warna kuning. Metil merah dapat dipelajari melalui ciri-ciri dan kelarutannya dalam bebagai ragen kimia. Berdasarkan penjelasan diatas, maka percobaan tentang pengionan metil merah sangat penting untuk dipelajari.

1.2  Tujuan Percobaan

Menentukan tetapan pengionan indikator  metil merah secara spektrofotometri.

1.3  Prinsip Percobaan

Penentuan tetapan pengionan indikator metil merah secara spektrofotometri dilakukan dengan mengubah suasana asam (larutan HCl) dan suasana basa (NaOH), dengan menambahkan larutan standar dengan indikator metil merah dan diukur resonansinya. Pada larutan HCl metil merah berupa I, disingkat HMR yang berwarna merah dan mempunyai dua bentuk resonansi. Ketika ditambahkan laruta NaOH , sebuah proton akan hilang dan terjadi II, anion MR yang berwarna kuning yang kemudian dilakukan perbandingan dalam bentuk kurva yang menghubungkan antara panjang gelombang yang digunakan untuk menganalisis campuran sehingga dapat diketahui indeks adsorbansinya.

HMR   →    H⁺ +  MR^-

(merah)                (kuning)

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Spektrofotometri dan Spektrum Pancar

Spektrofotometri adalah suatu metode analisa kimia yang merupakan perbandingan intensitas warna suatu larutan dengan larutan standar. Metode ini juga merupakan bagian dari analisa fotometri. Spektrofotometri dikenal juga tetapan metode analisa kalorimetri yang lain, diantaranya adalah analisa turbidimetri, nefolometri dan fluoresensi (Sudjadi,1985)

Analisa kalorimetri adalah variasi nama suatu sistem dengan berubahnya konsentrasi suatu komponen warna itu biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna dengan ditambahkannya reagensia yang tepat atau warna kemudian dapat dikembangkan dengan yang diperoleh, dengan menangani kuantitor yang diketahui dari zat itu dengan cara yang sama (Basset, dkk, 1994).

2.2 Hukum Lambert-Beer dan Tetapan Pengionan Metil Merah

Hukum labert-beer menyatakan bahwa fraksi penyerapan sinar tidak tergantung dari intensitas sumber cahaya. Hukum beer menyatakan bahwa penyerapan sebanding dengan jumlah molekul yang menyerap. Hukum Lambert-Beer dapat diketahui hubungannya antara trasmitasi, tebal cuplikan/media, dan konsentrasi. Hubugan ini dapat dinyatakan dengan persamaan berikut: (Sudjadi,1985 dan Sastrohamidjojo, 2001).    

Metil merah ditemukan sebagai zwitter ion dalam air. Senyawa ini dalam suasana asam berupa HMR. HMR pada kondisi ini berwarna merah dan mempunyai dua bentuk resonansi. Apabila keduanya ditambahkan basa, sebuah ion akan hilang. Anion MR^- yang berwarna kuning yang ditunjukan dengan reaksi sebagai berikut: (Vogel, 1985 dan Basset, 1994).

            HMR → H⁺ + MR^-

                     (Merah)       (Kuning)

2.3 Spektrum pancar

Spektrum pancar zat dapat dihasilkan dengan cara memberikan energi pada sampel materi, baik dengan energi termal maupun dengan bentuk energi lainnya. Apabila padatan dipanaskan akan memancarkan berbagai panjang gelombang dalam rentang yang berbeda-beda. Proses ini memerlukan penggunaan instrumen yang lebih rumit. Metode ini memiliki keuntungan tersendiri, yaitu dapat memberikan cara yang lebih kecil (vogel,1985).

Absorpsi energi direkam sebagai absorban. Dimana A adalah absorpsi, log I_o merupakan intensitas cahaya rujukan berbanding lurus dan I adalah intensitas berkas cahaya yang berbanding terbalik terhadap absorpsi. Adsorpsi pada suatu panjang gelombang tertentu didefinisikan sebagai (keenan, 1990).

                                                A = log I_o/I.

2.5 Zwitter Ion dan Gugus Kromofor

              Zwitter ion adalah senyawa yang memiliki sekaligus gugus bersifat asam dan basa contonya metil merah. Kondisi PH netral zwitter ion akan bermutan positif (kation) maupun bermuatan negatif (anion). Biasanya ion mudah larut dalam air karena bermuatan (Sastrohamidjojo, 2001).

              Kromofor merupakan suatu gugus fungsi yang tidak terhubung pada gugus lain. Kromofor juga merupakan spektrum absorpsi karakteristik pada daerah sinar UV-sinar tampak (> 200 mm). Molekul yang mengadsorpsi di daerah sinar tampak dapat dinyatakan sebagai kromofor (Roth dan Blaschke, 1985).

3.3 Analisa Bahan

3.3.1 Akuades (H₂O)

Akuades merupakan larutan tidak berwarna, titik didih 100 ⁰C, titik leleh 0,0 ⁰C. Akuades merupakan pelarut yang baik dengan konstanta dielektrik tinggi. Temperatur stabil pada titik beku, serta melarutkan banyak elektrolit dan daerah kestabilan redoksnya sangat luas (kusuma, 1983).

3.3.2 Asam asetat ( CH₃COOH)

Asam asetat merupakan asam lemah yang tidak berwarna, berbau merangsang  dan berbahaya. Sebagian besar gas CH₃COOH sangat mudah larut dalam air. Asam asetat memiliki titik beku pada suhu 16,6 ⁰C dan titik didih pada suhu -118,1 ⁰C (Arsyad, 2001).

3.3.3 Asam klorida (HCl)

Asam klorida memiliki titik leleh -114,8 ⁰C, titik didih -85 ⁰C, berat jenis 7,05 gr/cm³ dan berat gas uap 1,268. HCl adalah gas tidak berwarna dan berbau merangsang. Larutan HCL banyak  digunakan dalam laboratorium, industri logam sebagai pelarut dan penetralisasi (Rivai, 1994).

3.3.4 Etanol (C₂H₅OH)

Etanol adalah senyawa dengan formula (C₂H₅OH). Etanol berwujud cair, larut dalam air, eter, kloroform dan aseton. Etanol digunakan sebagai bahan bakar dan pelarut organik.Produk yang komersial mengandung sekitar 95,96% etanol (Basri, 2003).

3.3.5 Metil Merah (C₁₅H₁₅N₃O₂)

Metil merah merupakan senyawa organik yang banyak digunakan sebagai indikator asam–basa. Metil merah akan mengalami perubahan warna pada rentang  PH 4 – 6,0. Metil merah menpunyai kisaran PH < 4,4 berwarna merah dan pada PH > 6 berwarna kuning (Arsyad, 2001).

3.3.6 Natrium Asetat (CH₃COONa)

Natrium asetat  merupakan senyawa dengan rumus formula (CH₃COONa).  CH₃COONa adalah senyawa kristalin tanpa warna, terdapat dalam bentuk hidrat. Asam asetat digunakan dalam buffer untuk mengendalikan PH (Daintith, 1994).

3.3.7 Natrium Hidroksida (NaOH)

Natrium hidroksida berbentuk padat, berwarna putih dan lembab. NaOH larut dalam air dan etanol, tetapi tidak larut dalam eter. Larutan natrium hidroksida korosif terhadap tubuh dan membahayakan mata (Daintith, 1994).

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.2  Pembahasan

            Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan mengguankan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detector Fototube. Dalam analisis cara spektrofotometri terdapat tiga daerah panjang gelombang elektromagnetik yang digunakan, yaitu daerah UV (200-380 nm), daerah Visible (380-700 nm), daerah Inframerah (700-3000 nm).

Spektrofotometri juga merupakan suatu metode analisis yang didasarkan pada absorpsi radiasi elektromagnet. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap mana mata manusia peka, gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang-panjang ini akan menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-760 mm Spektrofotometri ini hanya terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikuti oleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan tereksitasi singlet. Keuntungan utama pemilihan metode spektrofotometri bahwa metode ini memberikan metode sangat sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil.

Spektrofotometri menyiratkan pengukuran jauhnya penyerapan energi cahaya oleh suatu sistem kimia itu sebagai suatu fungsi dari panjang gelombang radiasi, demikian pula pengukuran penyerapan yang menyendiri pada suatu panjang gelombang tertentu Dalam analisis spektrofotometri digunakan suatu sumber radiasi yang menjorok ke dalam daerah ultraviolet spektrum tersebut. Melalui spektrum ini, dipilih panjang-panjang gelombang tertentu dengan lebar pita kurang dari 1 nm.

Spektrofotometer adalah suatu alat yang digunakan untuk menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan mengukur transmitan ataupun absorbansi dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari konsentrasi dan panjang gelombang. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau di absorbsi. Kelebihan spektrometer dibanding fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating, atau celah optis. Karena absorbansi sebanding dengan konsentrasi suatu analit, maka metode ini dapat digunakan untuk sistem pengukuran atau analisis kuantitatif.

Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hokum Lambert-Beer, bila cahaya monokromatik, melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian lagi dipancarkan. Transmitans adalah perbandingan intensitas cahaya yang di transmisikan ketika melewati sampel dengan intensitas cahaya mula-mula sebelum melewati sampel. Persyaratan hukum Lambert-Beer antara lain : Radiasi yang digunakan harus monokromatik, energi radiasi yang di absorpsi oleh sampel tidak menimbulkan reaksi kimia, larutan yang mengabsorpsi harus homogen, tidak terjadi flouresensi atau phosphoresensi dan indeks refraksi tidak berpengaruh terhadap konsentrasi, jadi larutan harus pekat.

Syarat suatu zat atau senyawa 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.

Pembuatan larutan baku metil merah, 0,5 gram metil jingga kristal dilarutkan dalam 300 ml etanol 95%  yang kemudian diencerkan hingga tepat 500 ml dengan aqua D.M. Digunakan etanol karena metil merah lebih larut dalam etanol dibandingkan ketika dilarutkan di dalam air. Kemudian diencerkan dengan akuades untuk ditepatkan dengan menggunakan labu ukur. Pembuatan larutan standar metil merah dilakukan dengan  langkah sebanyak 10 ml larutan persediaan ditambahkan kedalam 50 ml etanol 95% dalam labu takar 100 ml , diencerkan hingga 100 ml.

Zwitter-ion adalah senyawa yang memiliki sekaligus gugus bersifat asam dan basa. Pada pH netral zwitter-ion akan bermuatan positif (kation) maupun bermuatan negatif (anion). Biasanya zwitter-ion mudah larut dalam air karena bermuatan (air adalah pelarut polar) dan sukar larut dalam pelarut nonpolar. Karena perilakunya, zwitter-ion merupakan larutan penyangga yang baik. Apabila terdapat ion hidrogen berlebih (larutan bersifat asam), zwitter ion akan menangkapnya (berperan sebagai basa). Sebaliknya, apabila larutan bersifat basa, zwitter-ion akan melepas ion hidrogen ke dalam larutan. Akibatnya pH tidak mudah berubah. Zat dengan karakteristik ini dikenal sebagai zat amfoter. Salah satu contoh zwitter ion adalah metil merah, dimana metil merah ditemukan sebagai “zwitter ion” dalam air senyawa ini  berupa I dalam suasana asam sisingkat HMR yang berwarna merah yang mempunyai dua bentuk resonansi. Apabila keduanya ditambahkan basa, sebuah ion akan hilang, anion MR^- yang berwarna kuning yang ditujukan dengan reaksi sebagai berikut

   HMR     →    H⁺ + MR^-

(merah)             (kuning)

            Spektrum absorpsi dalam bentuk asam, HMR ditentukan dalam larutan HCl yaitu dengan menambahkan 5 ml larutan standar dengan 10 ml 0,1 M HCl dan ditepatkan hingga 100 mldengan akuades. Tujuan dari penambahan HCl pada larutan standar karena HCl merupakan asam kuat yang terdisosiasi sempurna dalam air sehingga absorbansi [HMR] pada suasana asam dapat diketahui. Dilakukan variasi konsentrasi untuk mengetahui hubunganantara konsentrasi larutan dengan absorbansi larutan serta keakuratan.Variasi konsentrasi yang dilakukan adalah dengan pengenceran bertingkat, yaitu dengan menambahkan akuades sebanyak setengah dari volume air awal sehingga didapatkan konsentrasi sebesar setengah dari konsentrasi pertama.

Proses pengukuran absorbansi pada spektrofometri menggunakan panjang gelombang maksimum karena pada panjang gelombang maksimum absorbansi yang dihasilkan juga maksimum sehingga intesitas cahaya yang diserap besar. Semakin bertambah kepolaran suatu pelarut maka puncak absorbansi yang dihasilkan akan berada pada panjang gelombang yang lebih pendek. Menyerap energi pada saat cahaya dilewatkan yang digunakan untuk mengeksitasi elektron dari atom.energi ynag diserap dalam bentuk gelombang, semakin besar energi yang diserap maka anjang gelombang semakin kecil. Kemudian menguji dipenuhnya hukum Lambert- Beer dan menentukan harga-harga indeks absorbansi molar HMR dan MR^- pada λ₁ dan λ_2, mengamati absorbansinya untuk berbagai kosentrasi yang digunakan.

Proses pengenceran larutan yang dilakukan dalam percobaan untuk larutan HCL 0,1 M, diperoleh hasilnya sebesar 0,8 ml. HCL 0,05 M adalah sebesar 50 ml, HCL 0,025 M adalah 50 ml dan pada konsentrasi 0,0125 M adalah 50 ml. Larutan NaOH dengan konsentrasi 0,02 M adalah 50 ml, untuk konsentrasi 0,01 M adalah 50 ml dan HCL 0,005 M adalah 50 ml. Sedangkan untuk larutan CH₃COOH 0,1 M adalah 0,06 ml, untuk konsentrasi 0,05 M adalah 50 ml dan konsentrasi 0,01 M adalah sebesar 20 ml. Nilai HMR untuk larutan HCL adalah 338,24 dan -0,87, HMR untuk larutan NaOH adalah -0,69 dan -3,495 x 10^-3 dan untuk larutan  CH₃COOH 0,1 M nilai HMRnya adalah -0,1 dan CH₃COOH 0,05 M nilai HMR adalah sebesar -0,13 serta CH₃COOH 0,01 M HMR adalah sebesar 0,352.

Penentuan tetapan pengionan metil merah untuk CH₃COOH 0,1 M diperoleh nilai Log MR^-/HMR adalah sebesar -0,42 dan untuk CH₃COOH 0,05 M adalah sebesar 1,23 serta untuk CH₃COOH 0,01 M diperoleh nilai Log MR^-/HMR sebesar 2,69. Berdasarkan percobaan juga telah didapat nilai pH untuk beberapa konsentrasi larutan, adapun nilai-nilai pH tersebut adalah sebesar 4,2 untuk konsentrasi 0,1 M dan 4,3 untuk konsentrasi 0,05 M serta untuk konsentrasi 0,01 M adalah sebesar 5,3 sehingga dapat semua terjadi dalam kondisi asam.

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad, 2001. ”Kamus Kimia, Arti dan Penjelasan Ilmiah”. Erlangga. Jakarta.

Basri, S. 2003. “Kamus Lengkap Kimia”. Erlangga, Jakarta.

Basset, J.R.C.,  Danny dan G.H. Jeffrey. 1994. “Buku Ajar Vogel Kimia Analisis

Kuantitatif Anorganik”. Edisi ke-4. Penerjemah: A.H. Pudjatmatka dan L.

Setrono. Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Burleigh, T., D., Schmuki. P., Virtanen, S. (2008).” Properties Of The Nanoporus Anodic Oxide Elektrochemically Grown On Steel In Hot 50% NaOH “: Materials and Metalluargical Engineering Departement. New Mexico Tech. Acta. 45-53.

Chang, R. 2004. “Konsep-konsep Inti Kimia Dasar”. Erlangga. Jakarta.

Daintith, J. 1994. ”Kamus Lengkap Kimia Oxport”. Erlangga. Jakarta.

Kusuma, S. 1983. “Pengetahuan Bahan-Bahan”. Erlangga. jakarta.

Roth. C.p dan Blaschke. J.1895. ”Analisis Farmasi”. Edisi ke-2. UGM Press.

Yogyakarta.

Rivai, H. 1994. “Kimia Anorganik”. Azas Pemeriksaan”. UI Press. Jakarta.

Satrohamidjojo, 2001. “Kimia Dasar”. UGM Press. Yogyakarta.

Sudjadi, 1985. “Penentuan Sturuktur Senyawa Organik”. Ghalia Indonesia.

            Jakarta.

Vogel, 1985. “Analisis Anorganik Makro dan Semi Mikaro”. PT. Kalman Media

Pustaka. Jakarta.

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II TENTANG PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II TENTANG PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II TENTANG PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOMETRI

Author: Edi Siswanto

Facebook Comment