LAPORAN PRAKTIKUM KI2241

LAPORAN PRAKTIKUM KI2241 ENERGETIKA KIMIA Penentuan Tetapan Pengionan Secara Spektrofotometri Nama

: Galo Ayu Megga Nanda

NIM

: 10512034

Kelompok

:3

Tanggal Percobaan

: 19 Februari 2014

Tanggal Pengumpulan

: 26 Februari 2014

Asisten

: Marvin Natasya Coniyanti

(20512031) (10510013)

LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014

PERCOBAAN C-1 PENENTUAN TETAPAN PENGIONAN SECARA SPEKTROFOTOMETRI

I. Tujuan Percobaan -

Menentukan λ maksimal metil merah dalam suasana asam dan basa

-

Menentukan tetapan pengionan metil merah secara spektrofotometri

II. Teori Dasar Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi dengan cahaya yaitu pengukuran serapan sinar monokromatis dari larutan berwarna pada panjang gelombang yang spesifik . Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer yang digunakan untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert-Beer. Beer mengkaji efek konsentrasi penyusun yang berwarna dalam larutan, terasumsimaupun adsorpsi cahaya. Menurutnya, intensitas cahaya monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap secara linier. Bila cahaya monokromatik (Io), melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap (Ia), sebagian dipantulkan (Ir), dan sebagian lagi dipancarkan (It). Transmitans adalah perbandingan intensitas cahaya yang di transmisikan ketika melewati sampel (It) dengan intensitas cahaya mula-mula sebelum melewati sampel (Io Hukum Lambert-Beer dapat dituliskan sebagai berikut : A = - log dengan: A= Absorbansi I = Intensitas cahaya setelah melalui larutan Io = Intensitas pelarut murni

= a.b.c

a = Indeks absorbansi zat terlarut b = panjang / tebal larutan yang dilewati cahaya c = konsentrasi zat terlarut Salah satu larutan yang dapat digunakan sebagai sampel dalam analisis spektrofotometri adalah metil merah. Metil merah merupakan suatu “zwitter ion”. Zwitter ion adalah senyawa yang memiliki ion positif dan ion negatif. Metil merah dalam suasana asam akan berwarna merah dan dinamakan spesi [HMR] sedangkan dalam suasana basa akan berwarna biru dan dinamakan spesi [MR-]. Dalam menentukan tetapan pengionan larutan metil merah dapat diketahui dengan memperhatikan hubungan antara panjang gelombang maksimum larutan metil merah pada kedua spesi dengan absorbansinya. Panjang gelombang maksimum kedua spesi tersebut dapat ditentukan dari pengukuran spektrofotometri. Dari persamaan Hukum LambertBeer akan diperoleh nilai-nilai indeks absorbansi kedua spesi dengan memperhatikan kelinieran grafik absorbansi terhadap berbagai konsentrasi larutan sampel, sehingga diperoleh persamaan untuk menentukan tetapan pengionan adalah : A1 = a1 [HMR] + b1 [MR-] A2 = a2 [HMR] + b2 [MR-] III. Data Pengamatan λ asam = 480 - 530 nm

Variasi

λ basa = 380 - 430 nm 

Spesi [HMR]

λ (nm) 430 440 450 460 470

%T 74.2 65.8 54.6 43.6 29.8

480

19.8

490

11.8

500

7.8

510

5.6

520

-2.2

530 

-8.6

Spesi [MR-]

λ (nm)

%T

380

41.6

390

36

400

32.2

410

29.8

420

29

430

27.4

440

28.2

Pengukuran Transmitan pada berbagai konsentrasi larutan 

Spesi [HMR] λ1 = 510 nm

[HMR] 2 ppm 3 ppm 4 ppm 5 ppm

%T 50.4 43.4 23 15.2

λ2 = 430 nm [HMR] 2 ppm 3 ppm 4 ppm 5 ppm

%T 93.6 87.6 93 82.2



Spesi [MR-] λ1 = 510 nm

[MR-] 2 ppm 3 ppm 4 ppm 5 ppm

λ2 = 430 nm

[MR-]

%T

2 ppm

89.6

3 ppm

88.8

4 ppm

87.8

5 ppm

85.6

Larutan

%T

pH

λ1 = 510 nm

λ2 = 430 nm

29.8

81.4

3.91

31.2

79.2

4.05

43.6

62.8

4.78

I II III

IV. Pengolahan Data A. Penentuan λ maksimal (λmax)

A = - log (



)

Spesi [HMR] λ (nm) 430 440 450 460 470

%T 74.2 65.8 54.6 43.6 29.8

A 0.129596 0.181774 0.262807 0.360514 0.525784

%T 72.8 62.2 57.8 46.6

480

0.703335

19.8

490

0.928118

11.8

500

1.107905

7.8

510

1.251812

5.6

520

-

-2.2

530

-

-8.6

Grafik Absorbansi terhadap λ

[HMR] 1.4 1.2 1

A

0.8 0.6 0.4 0.2 0 420

430

440

450

460

470

480

490

500

λ [HMR]

Dari grafik diatas diperoleh λmaksimum pada spesi [HMR] adalah 510 nm (λ1) 

Spesi [MR-] λ (nm) 380 390 400 410

%T 41.6 36 32.2 29.8

A 0.380907 0.443697 0.492144 0.525784

510

520

420

0.537602

29

430

0.562249

27.4

440

0.549751

28.2

Grafik Absorbansi terhadap λ

[MR-] 0.6 0.5

A

0.4 0.3 0.2 0.1 0 370

380

390

400

410

420

430

440

λ [MR-]

Dari grafik diatas diperoleh λmaksimum pada spesi [MR-] adalah 430 nm (λ2) B. Pengukuran Indeks Absorbansi pada berbagai konsentrasi larutan 

Spesi [HMR] λ1 = 510 nm

λ2 = 430 nm

[HMR]

%T

A

%T

A

2 ppm

50.4

0.297569

93.6

0.028724

3 ppm

43.4

0.36251

87.6

0.057496

4 ppm

23

0.638272

93

0.031517

5 ppm

15.2

0.818156

82.2

0.085128

450

Grafik Absorbansi terhadap [HMR]

[HMR] 0.9 0.8 0.7 y = 0.1838x + 0.0697

A

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2

y = 0.0143x + 0.0149

0.1 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

[HMR] λ1

λ2

Linear (λ1)

Linear (λ2)

Sehingga diperoleh 2 persamaan garis linear y = mx + c dari grafik diatas :

y1 = 0.183 x + 0.069 y2 = 0.014 x + 0.014 y1 dan y2

= Absorbansi

m1

= koefisien a1 pada λ1

m2

= koefisien a2 pada λ2

x

= [HMR] 

Spesi [MR-] λ1 = 510 nm

λ2 = 430 nm

[MR-]

%T

A

%T

A

2 ppm

89.6

0.047692

72.8

0.137869

3 ppm

88.8

0.051587

62.2

0.20621

4 ppm

87.8

0.056505

57.8

0.238072

5 ppm

85.6

0.067526

46.6

0.331614

4

4.5

Grafik Absorbansi terhadap [MR-]

[MR-] 0.35 y = 0.0613x + 0.0752

0.3 0.25

A

0.2 0.15 0.1

y = 0.0064x + 0.0397

0.05 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

[MR-] λ1

λ2

Linear (λ1)

Linear (λ2)

Sehingga diperoleh 2 persamaan garis linear y = mx + c dari grafik diatas :

y1 = 0.006 x + 0.039 y2 = 0.061 x + 0.075 y1 dan y2

= Absorbansi

m1

= koefisien b1 pada λ1

m2

= koefisien b2 pada λ2

x

= [MR-]

dari kedua grafik diatas, diperoleh : a1

0.183

a2

0.014

b1

0.006

b2

0.061

4

4.5

C. Penentuan Tetapan Pengionan 

Larutan berbagai pH

Larutan

I

3.91

II

4.05

III

λ1 = 510 nm

pH

4.78

λ2 = 430 nm

%T

A

%T

A

29.8

0.525784

81.4

0.089376

31.2

0.505845

79.2

0.101275

43.6

0.360514

62.8

0.20204

Diperoleh 6 persamaan dari data diatas, yaitu :

Persamaan umum : A1 = a1 [HMR] + b1 [MR-] A2 = a2 [HMR] + b2 [MR-] Pada pH 3.91 dengan ; A1 = 0.525784 A2 = 0.089376 A1 = 0.183 [HMR] + 0.006 [MR-] A2 = 0.014 [HMR] + 0.061 [MR-] Pada pH 4.05 dengan ; A3 = 0.505845 A4 = 0.101275 A3 = 0.183 [HMR] + 0.006 [MR-] A4 = 0.014 [HMR] + 0.061 [MR-] Pada pH 4.05 dengan ; A5 = 0.360514 A6 = 0.20204 A5 = 0.183 [HMR] + 0.006 [MR-] A6 = 0.014 [HMR] + 0.061 [MR-]

Dengan cara eliminasi dapat diperoleh [HMR] dan [MR-] pada berbagai pH

Larutan

pH

I

3.91

II

4.05

III

4.78

log

[MR-]

[HMR]

2.846518 0.811881

-0.544821373

2.730291 1.033622

-0.421847326

1.875541 2.881679

0.18651917

Grafik log

MR HMR

terhadap pH

0.3 0.2

log([MR-]/[HMR])

0.1 0 0

1

2

3

4

-0.1 y = 0.7965x - 3.611 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6

pH

Sehingga diperoleh persamaan garis linear y = mx + c dari grafik diatas : y = 0.796 x – 3.611 MR

y

= log

m

= koefisien b1 pada λ1

x

= pH

c

= - pKa ; nilai c = - 3.611

HMR

5

6

nilai pKa = 3.611 (pKa teoritis = 4.76) Ka = 10-3.611

Galat =

=

p a teoritis p a p a

4 76 4 76

= 24.13%

VI.

Kesimpulan

x 100 %

x 100 %

Dari percobaan diperoleh : -

λ maksimal metil merah [HMR] adalah 510 nm

-

λ maksimal metil merah [MR-] adalah 430 nm

-

nilai pKa = 3.611; Ka = 10-3.611 dengan galat 24.13%

VII. Daftar Pustaka Day, R.A,. J.R dan Underwood, A.L, 2006, “Analisis imia uantitatif”, edisi 6, Jakarta: Erlangga, hal. 382-428 Harvey, David, 2000, “Modern Analytical Chemistry”, 1st ed., McGraw-Hill: New York, page 369-386

VIII. Lampiran