Laporan Polarimeter

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang

Polarimeter adalah salah satu instrumen analisis yang dapat dipergunakan untuk menganalisis keaktifan optik suatu molekul. Polarimetri adalah suatu metoda analisa yang berdasarkan pada pengukuran daya  putaran optis dari suatu larutan. Daya putaran optis adalah kemampuan suatu zat untuk memutar bidang getar sinar terpolarisir. Sinar terpolarisir  merupakan suatu sinar yang mempunyai satu arah bidang getar dan arah tersebut tegak lurus terhadap arah rambatannya. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau atom C kiral dalam senyawa organik, contoh : kuarsa ( SiO 2 ) dan fruktosa. Polarimeter dapat digunakan untuk ; menganalisa zat yang optis aktif, mengukur kadar gula, dan penentuan antibiotik dan enzim. Terdapat  beberapa syarat senyawa yang dapat dianalisis dengan polarimetri, adalah; memiliki struktur bidang kristal tertentu (dijumpai pada zat padat); memiliki struktur molekul tertentu atau biasanya dijumpai pada zat cair. Struktur  molekul adalah struktur yang asimetris, seperti pada glukosa. glukosa. Berdasarkan latar belakang tersebut, maka praktikum polarimeter   penting dilakukan.

2

1.2

Maksud Percobaan

Mengenal instrumen polarimeter  1.3

Tujuan Pecobaan

-

Menenutukan sudut putar jenis larutan optik aktif dengan menggunakan  polarimeter 

-

Menentukan konsentrasi larutan optik aktif dengan menggunakan  polarimeter 

1.4

Prinsip Percobaan

Pengukuran daya putar optis

suatu zat yang menimbulkan

terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir. Cahaya dari lampu sumber, terpolarisasi setelah melewati prisma Nicol pertama yang disebut  polarisator. Cahaya terpolarisasi kemudian melewati senyawa optis aktif  yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi dengan arah tertentu. Prisma Nicol kedua yang disebut analisator akan membuat cahaya dapat melalui celah secara maksimum. Rotasi optis yang diamati atau diukur dari suatu larutan bergantung kepada jumlah senyawa dalam tabung sampel,  panjang jalan atau larutan yang dilalui cahaya, temperatur pengukuran, dan  panjang gelombang cahaya yang digunakan.

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Menurut Kolthoff, I.M., (1958), polarimeter adalah alat untuk mengukur   besarnya putaran berkas cahaya terpolarisasi oleh suatu zat optis aktif. Zat yang  bersifat optis aktif adalah zat yang memiliki struktur transparan dan tidak simetris sehingga mampu memutar bidang polarisasi radiasi. Materi yang bersifat optis aktif contohnya adalah kuarsa, gula, dan sebagainya. Pemutaran dapat berupa dextrorotatory (+) bila arahnya sesuai dengan arah putar jarum jam ataupun levo-rotatory bila arahnya

berlawanan dengan jarum jam. Rotasi spesifik 

didefinisikan sebagai:

  

 

Keterangan:



=

C

= Konsentrasi larutan yang digunakan (gram zat terlarut per mL larutan)



= Panjang bejana yang digunakan (dm)

Sudut pada bidang cahaya terpolarisasi

 = Rotasi spesifik  Derajat rotasi perputaran bidang polarisasi bergantung pada : 1. Struktur molekul 2. Temperatur  3. Panjang gelombang 4. Konsentrasi 5. Panjang tabung polarimeter  6. Banyaknya molekul pada jalan cahaya 7. Pelarut (http://www.scribe.com/doc/5006057/4-BAB) Skema kerja polarimeter adalah cahaya dinyalakan dan tabung sampel kosong, prisma penganalisis diputar sehingga berkas cahaya yang terpolarisasi oleh prisma pemolarisasi benar-benar terhalangi dan bidang pandang menjadi

4

gelap.

Pada

saat

ini

sumbu

prisma

dari

prisma

pemolarisasi

dan

 prisma penganalisis tegak lurus satu dengan lainnya. Sekarang sampel diletakkan  pada tabung sampel. Jika zat bersifat inaktif (tidak aktif) optis (optically inactive), tidak ada perubahan yang terjadi. Bidang pandang tetap gelap. Akan tetapi, jika zat bersifat aktif optis (optical active) diletakkan pada tabung, zat memutar bidang  polarisasi, dan sebagian cahaya akan melewati penganalisis ke arah pengamat. Dengan memutar prisma penganalisis searah jarum jam atau berlawanan jarum  jam, pengamat akan sekali lagi menghalangi cahaya dan mengembalikan medan yang gelap (Hart, H. dan E. Craine, 2003). Polarimetri adalah pengukuran dan interpretasi dari polarisasi dari garis gelombang, terutama electromagnetic gelombang, seperti gelombang radio atau cahaya. Polarimetry biasanya dilakukan pada gelombang electromagnetic yang telah melalui perjalanan atau telah tercermin, refracted , atau diffracted  oleh  beberapa bahan untuk menggambarkan bahwa objek (Safru, U., 2009). Menurut Anonim (2012), komponen-komponen alat polarimeter beserta gambarnya adalah:

1.

Lensa kolimator, berfungsi mensejajarkan sinar dari lampu natrium atau dari sumber cahaya sebelum masuk ke polarisator.

2.

Analisator,  berfungsi untuk menganalisa sudut yang terpolarisasi. Analisator 

dapat diputar-putar untuk menentukan sudut terpolarisasi 3.

Tombol On, berfungsi untuk menghidupkan polarisator 

5

4.

Wadah sampel (tabung polarimeter), wadah sampel ini berbentuk silinder  yang

terbuat dari kaca yang

 besar dan yang

lain

berukuran

tertutup dikedua ujungnya kecil,

biasanya

berukuran

mempunyai

ukuran

 panjang 0.5 ; 1 ; 2 dm 5.

Tempat tabung/kolom, berfungsi untuk memasukkan kolom/tabung pada saat dianalisis

6.

Polarisator, berfungsi untuk menghasilkan sinar terpolarisir 

7.

Sumber Cahaya monokromatis. yaitu sinar yang dapat memancarkan sinar  monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah lampu D  Natrium dengan panjang gelombang 589.3 nm. Selain itu juga dapat digunakan lampu uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm.

8.

Skala lingkar, merupakan skala yang bentuknya melingkar dan pembacaan skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur - baur  Polarisasi adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang

acak menjadi satu arah getar, sedangkan polarisasi optik adalah salah satu sifatcahaya yakni jika cahaya itu bergerak beroscillasi dengan arah tertentu. Terjadi akibat peristiwa berikut : 1.

Polarisasi dapat diakibatkan oleh pemantulan Brewster 

2.

Polarisator karena penyerapan selektif 

3.

Polarisasi karena pembiasan ganda, terjadi pada hablur kolkspat (CaCO 3), kuarsa, mike, kristal gula, topaz, dan es.

Polarisasi cahaya adalah penguraian cahaya, gambar arah cahayanya merambat lurus (Anonim, 2009).

6

BAB III METODE PERCOBAAN 3.1

Alat dan Bahan

a. Alat -

Polarimeter Optika®, Model : Pol-1

-  Beaker glass 100 mL -

Botol semprot

-

Batang pengaduk 

-  Neraca Ohaus  b. Bahan

3.2

-

Sukrosa

-

Air suling

Cara Kerja

1.

Menyiapkan alat polarimeter dan memenaskan alat selama kurang lebih 15 menit.

2.

Membuat larutan sukrosa 1% dengan cara menimbang sukrosa sebanyak 1 g menggunakan neraca analitik dan melarutkannya dengan air suling sebanyak 100 ml. Mengaduk larutan dengan menggunakan  batang pengaduk hingga larut.

3.

Menyiapkan larutan yang tidak diketahui konsentrasinya.

4.

Mengisi tabung sampel dengan air suling sepenuh mungkin sampai tidak ada gelembung udara dalam tabung.

5.

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang. Keadaan ini dicatat sebagai keadaan nol ( zero).

6.

Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa 1 %.

7.

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang dan mencatat skalanya.

8.

Menghitung rotasi optik larutan sukrosa dari perbedaan rotasi larutan sukrosa dengan zero poin.

7

9.

Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya.

10. Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang dan mencatat skalanya. 11. Menghitung konsentrasi larutan sukrosa dengan menghitung rotasi spesifiknya.

8

3.3

Skema Kerja

Menyiapkan alat polarimeter dan memenaskan alat selama kurang lebih 15 menit

Membuat larutan sukrosa 1 % (1g dalam 100 ml) dan larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya dalam beaker glass 100 mL

Mengisi tabung sampel dengan air suling sampai penuh (tidak ada gelembung udara dalam tabung)

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang. Keadaan ini dicatat sebagai keadaan nol ( zero).

Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa 1 %.

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang dan mencatatnya

Menghitung rotasi optik larutan sukrosa dari  perbedaan rotasi larutan sukrosa dengan zero poin.

Mengganti isi tabung dengan larutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya

Memutar prisma analisator sampai terlihat bidang yang paling terang dan mencatatnya

Menghitung konsentrasi larutan sukrosa dengan menghitung rotasi spesifiknya.

9

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1

Hasil Pengamatan

No

Sampel

Sudut putar teramati

1

Air suling

110,8°

2

Larutan sukrosa 1%

70,3°

3

Larutan sukrosa yang tidak 

62,1°

diketahui konsentrasinya

4.2

Perhitungan

1. Larutan sukrosa 1% Dik : L

= 10 cm

2°    = 66.52 cm C / gram

 Dit : C

= 70.3°  –  110.8° = - 40.5° =?

Peny :



=    . L . C

40.5° = 66.52 cm 2 °C / gram x 10 cm x C 40.5° = 6652 cm 3 °C x C C

=

 

= 0.0061 g/mL

10

2. Larutan sukrosa yang belum diketahui konsentrasinya Dik : L

= 10 cm

2º    = 66.52 cm C / gram

 Dit : C

= 62.1°  –  110.8° = - 48.7° =?

Peny :



=    . L . C

48.7°

= 66.52 cm 2 ºC / gram x 10 cm x C

48.7° = 6652 cm 3 ºC x C C

=

 

= 0.0073 g/mL

11

4.3

Pembahasan

Polarimeter adalah salah satu instrumen analisis yang dapat dipergunakan untuk menganalisis keaktifan optik suatu molekul. Pada  polarimeter yang diukur adalah besarnya sudut pemutaran bidang cahaya terpolarisasi setelah melewati molekul kiral. Dalam praktikum ini, bertujuan untuk menentukan sudut putar   jenis larutan optik aktif dengan menngunakan polarimeter dan menentukan konsentrasi larutan optik aktif dengan menggunakan polarimeter. Alat  polarimeter, terdapat beberapa komponen yaitu, wadah untuk lampu natrium, tempat kolom, analisator, lensa pengamatan, skala, dan kolom tempat sampel. Komponen alat tersebut memiliki satu kesatuan fungsi yang saling berkaitan. Adapun prinsip kerja dari komponen polarisasi tersebut, sebagai  berikut :

Cahaya dari lampu sumber (lampu natrium), terpolarisasi setelah melewati  prisma nicol pertama yang disebut polarisator. Cahaya terpolarisasi kemudian melewati senyawa optis aktif yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi dengan arah tertentu. Prisma Nicol ke dua yang disebut analisator akan membuat cahaya dapat melalui celah secara maksimum. Dalam praktikum yang telah dilakukan, cara pengoperasian alat  polarimeter tersebut pertama-tama adalah untuk memulai penggunaan  polarimeter pastikan tombol power pada posisi on dan biarkan selama 5-10 menit agar lampu natriumnya siap digunakan. Disini digunakan lampu natrium dengan panjang gelombang 589.3 nm agar menghasilkan cahaya

12

monokromatik, dimana gas natrium pijar akan menghasilkan lampu warna kuning. Selain lampu natrium dapat pula digunakan lampu lain seperti lampu uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm karena dapat menghasilkan cahaya monokromatik. Pada penentuan sudut putar suatu sampel, selalu mulai dengan menentukan keadaan nol ( zero point ) dengan mengisi tabung sampel dengan air suling saja. Keadaan nol ini perlu untuk mengkoreksi pembacaan atau  pengamatan rotasi optik. Tabung sampel harus dibersihkan sebelum digunakan agar larutan yang diisikan tidak terkontaminasi zat lain. Pembacaan atau pengamatan bergantung kepada tabung sampel yang berisi larutan atau pelarut dengan penuh. Perhatikan saat menutup tabung sampel, harus dilakukan hati-hati agar di dalam tabung tidak terdapat gelembung udara, karena adanya gelembung udara dapat mengganggu polarisasi. Bila sebelum tabung diisi larutan didapat keadaan terang, maka setelah tabung diisi larutan putarlah analisator sampai didapat keadaan terang kembali. Sebaliknya bila awalnya keadaan gelap harus kembali kekeadaan gelap. Kemudian catatlah besar rotasi optik yang dapat terbaca pada skala. Rotasi optis yang diamati atau diukur dari suatu larutan bergantung kepada jumlah senyawa dalam tabung sampel, panjang jalan atau larutan yang dilalui cahaya, temperatur pengukuran, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan. Untuk mengukur rotasi optik, diperlukan suatu besaran yang disebut rotasi spesifik yang diartikan suatu rotasi optik yang terjadi  bila cahaya terpolarisasi melewati larutan dengan konsentrasi 1 gram per  mililiter sepanjang 1 desimeter. Rotasi spesifik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

  

 

Keterangan:



=

Sudut pada bidang cahaya terpolarisasi

13

C

= Konsentrasi larutan yang digunakan (gram zat terlarut per mL larutan)



= Panjang bejana yang digunakan (dm)

  =

Rotasi spesifik  Pada senyawa optik yang telah diamati dan diukur skalanya,

terdapat dua macam sampel. Sukrosa 1%, diperoleh nilai rotasi optiknya yaitu 40.5° maka konsentrasi larutan tersebut adalah 0.0061 g/mL. Sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya, diperoleh nilai rotasi optiknya yaitu 48.7° maka konsentrasi larutannya adalah 0.0073 g/mL. Hasil tersebut, jika dibandingkan dengan sudut putar sukrosa yang murni berdasarkan literatur adalah 66.60° (Hendiayana, A., 2005). Nilai ini berbeda dengan pengamatan yang telah dilakukan, karena dapat disebabkan oleh jumlah atau kadar senyawa yang berada dalam tabung,  panjang jalan atau larutan yang dilalui oleh cahaya, temperatur pengukuran ataupun panjang gelombang dari lampu yang digunakan.

14

BAB V PENUTUP 5.1

Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan  bahwa : 1.

Sudut putar larutan sukrosa 1% adalah - 40.5° dan sudut putarlarutan sukrosa yang tidak diketahui konsentrasinya adalah - 48.7°.

2.

Konsentrasi larutan sukrosa 1% adalah 0,0061 g/mL dan konsentrasi larutan sukrosa yang sebelumnya tidak diketahui konsentrasinya adalah 0,0073 g/mL.

5.2

Saran

Disarankan dalam praktikum dapat menggunakan jenis larutan optik yang lain, akan dapat menambah wawasan praktikan dalam mengoperasikan alat polarimeter untuk berbagai variasi sampel.

15

DAFTAR PUSTAKA

(http://www.scribe.com/doc/5006057/4-BAB),

Diakses

Tanggal

22/12/2012,

Pukul 09.59 WITA. Anonim, 2009, Spektrum Gelombang Elektromagnetik, [http:// makalah-artikelonline.blogspot.com/2009/04/spektrumgelombangelektromagnetik.html], Diakses Tanggal 22/12/2012, Pukul 09.50 WITA. Anonim,

2012,

Tugas

 Instrumen

Polarimeter ,

[http://tugasinstrumen.blogspot.com/2012/10/polarimeter-],

Diakses

Tanggal 20/12/2012, Pukul 21.35 WITA. Hart H., dan E.Craine, 2003,  Kimia Organik Edisi Sebelas, Penerbit Erlangga, Jakarta. Hendiayana,

A.,

2005,

 Lap

KF

II

Konstanta

Kecepatan

[ gundul.6te.net/download/KF2-3konstanta.doc],

Diakses

Reaksi, Tanggal

25/12/2012, Pukul 15.04 WITA. Kolthoff, I.M, 1958, Teztbook of Quantitative Inorganic Analysis 3 rd  Edition, The Macmillan Company, New York. Safru, U., 2009,  Laporan Praktikum Fisika Dasar II ; Tentang C1 Polarimeter, Fakultas Tehnik-Universitas Islam OKI, Kayuagung.

16

LAMPIRAN 1. Gambar alat polarimeter 

2. Skema kerja polarimeter 

17

3.

Skema Kerja Polarimeter 

4.

Gambar polarimeter dan bagian-bagiannya

1 7 2

3

6

5

4

Keterangan :

1. Lup 2. Analisator  3. Tombol ON 4. Tempat tabung/kolom 5. Polisator  6. Sumber cahaya

7. Skala

18