Laporan spektrofotometri UV VIS

1. Tujuan  Menentukan kadar kafein dalam sample  Dapat menggunakan spektofotometer uv dengan benar 2. Dasar Teori 5.1. Kafein Kafein (C8H10N4O2) merupakan alkaloid yang terdapat dalam teh, kopi, cokelat, cola, dan beberapa minuman penyegar lainnya, memiliki bentuk serbuk putih, tidak berbau dan rasanya pahit. Kafein dapat berfungsi sebagai stimulant dan beberapa aktifitas lainnya dan merupakan basa yang sangat lemah dalam larutan air atau alkohol tidak terbentuk garam yang stabil. Struktur dari kafein adalah heterosiklik yakni, senyawa yang mempunyai struktur cincin yang mengandung atom selain karbon seperti, belerang, oksigen maupun nitrogen.

Gambar 1. Struktur Kafein

Sifat dari Kafein Berat molekul

194.19 g/mol

Densitas

1.23 g/cm3, solid

Titik leleh

227–228 °C (anhydrous) 234–235 °C (monohydrate)

Titik didih

178 °C subl

Kelarutan dalam air

2.17 g/100 ml (25 °C) 18.0 g/100 ml (80 °C) 67.0 g/100 ml (100 °C)

Keasaman

-0,13 – 1,22 pKa

Momen Dipole

3.64 D

5.2. Spektofotometer Suatu senyawa mempunyai

variasi

warna

yang

berubah

dengan

berubahnya konsentrasi atau komponen. Hal tersebut merupakan dasar dari analisis kolorimetri. Kolorimetri merupakan suatu cara penetapan konsentrasi suatu

zat

(senyawa)

dengan

mengukur

absorbansi

relatif

cahaya

yang

berhubungan dengan konsentrasi dari suatu zat (senyawa) tersebut. Dalam analisis dengan spektofotometri digunakan suatu sumber radiasi pada daerah ultraviolet tambak, yaitu daerah UV dengan panjang gelombang 180-380 nm, sedangkan daerah sinar tampak pada panjang gelombang antara 380-750 nm. Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer ialah menghasilkan sinar dari spektrum dan panjang gelombang tertentu, sedangkan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Zat yang dapat dianalisis menggunakan spektrofotometri UV adalah zat dalam bentuk larutan dan zat tersebut tidak tampak berwarna. Jika zat tersebut berwarna maka perlu direaksikan dengan reagen tertentu sehingga dihasilkan suatu larutan tidak berwarna. Namun biasanya zat yang berwarna lebih banyak dianalisis menggunakan spektrofotometri sinar tampak. Senyawa-senyawa organik sebagian besar tidak tidak berwarna sehingga spektrofotometer UV lebih banyak digunakan dalam analisis senyawa organik khususnya dalam penentuan struktur senyawa organik. Hukum dasar dari Spektofotometri adalah hukum Lambert-Beer yang menjelaskan bila cahaya jatuh pada suatu medium homogen, maka sebagian cahaya tersebut akan dipantulkan, sebagian diserap dalam medium dan sisanya diteruskan. I0 : Intensitas cahaya Masuk Ia : Intensitas cahaya yang diserap Ir : Intensitas cahaya yang dipantulkan It : Intensitas cahaya yang diteruskan I0 = Ia + Ir + It Lambert menjelaskan bahwa serapan cahaya merupakan fungsi ketebalan medium sedangkan Beer menjelaskan bahwa serapan cahaya sebagai fungsi konsentrasi larutan yang bersangkutan. dengan

A : Absorbansi

c

:

konsentrasi lar.

A=kbc

b : ketebalan medium

absorbsi 5.3.

Bagian-bagian spektofotometer

k

:

koefesien

   

   

a) Sumber Radiasi Lampu Argon 100-160 nm Lampu Tungsten 350-800 nm Lampu Deuterium 160-360 nm Lampu Xenon 200-900 nm b) Monokromator Pemecah cahaya polikromatik menjadi cahaya tunggal, bagian-bagiannya: Prisma Grating Celah optis Filter c) Kuvet Tempat menaruh sampel d) Detektor Menangkap sinar yang diteruskan larutan e) Visual Display 3. Alat dan Bahan No

Alat

Jumla h 2

Bahan

1.

Kuvet

HCl 0,1 N

2.

Batang Pengaduk

buah 1

Kafein

3.

Pipet Ukur

buah 2

Aquades

4. 5. 6. 7.

Labu takar 25 mL Gelas Kimia 100 mL Pipet Tetes Spektofotometer

8.

UV-1700 Shimadzu Tissue lensa

Jumlah 250 mL

buah

9. 10.

(Whatman) Bola hisap Botol Semprot

4. Cara Kerja 4.1. Pembuatan Larutan Standar dan Penentuan Panjang Gelombang Maksimum

Buat 100 ml larutan induk (kafein) dalam HCl 0,1N

Buat larutan standar dengan konsentrasi 2, 4, 6, 8, 10, 12 ppm di labu takar

Ukur serapan berbagai konsentrasi lar. standar pada panjang gel. yang ditentukan

Tentukan panjang gelombang max (ambil lar. standar 8 ppm dengan panjang gel. 380190 nm)

4.2. SPEKTROFOTOMETER UV- 1700 SHIMADZU A. Menyalakan Alat Keluarkan silica gel dari sample compartment

Nyalakan alat

Tunggu sampai proses inisialisasi selesa dan keluar tampilan mode menu

Buka monitor perlahan

B. Pengukuran Spektrum

Pilih menu spectrum

Tekan start. Akan muncul spektrum antara Abs dengan wavelength

Muncul kurva Abs vs Lamda

Tekan angka 2, atur parameter

Ganti salah satu kuvet dengan lar. standar yang diinginkan

Tekan data proc F2; Peak (3) untuk mengetahui panjang gel. max dan absorbansi

Masukkan kuve berisi blanko pada reference sample di sample compartment (keduanya blanko)

Tekan Base corr F1, tunggu sampai 0,000 A ( ada bunyi bip)

C. Pengukuran Photometric (Mengukur A atau %T, jika panjang gelombang max sudah diketahui)

Pilih menu photometric, isi panjang gelombangnya Masukkan kedua kuvet berisi larutan blanko pada sample compartment Tekan auto zero, tunggu sampai A: 0,000 A (ada bunyi bip)

D. Pengukuran Quantitative (Kurva kalibrasi)

Muncul tabel photometric

tekan start

Ganti salah satu kuvet dengan larutan sample yang akan dianalisis

Pilih menu quantitative

Muncul tabel kemudian tekan meas (2)

Ganti salah satu kuvet dengan larutan standar pertama

Atur parameternya

Tekan start, masukkan nilai konsentrasi lar. standar, tekan enter

Tekan start, akan muncul nilai ABS

Masukan kedua kuvet dengan larutan blanko

tekan auto zero, tunggu sampai dengan 0,000 A

Tekan cal curve F1 untuk melihat tampilan kalibrasi

E. Pengukuran Konsentrasi Sample Setelah tahap pembuatan kurva kalibrasi Pilih menu quantitative

Ulangi terus maka akan muncul tampilan konsentrasi pada tabel

Ganti kuvet isi lar. standar bagian depan dengan lar. standar yang akan dianalisis

tekan start

F. Mematikan Alat Kosongkan compartment cell

Masukkan silica gel

5. Data Pengamatan

Putar tombol sebelah kanan hingga monitor tampak biru

5.1. Penentuan Panjang Gelombang Absci

ABS

s 280.

0.294

0 5.2. Photometric No.

Konsentrasi

ABS

k*

1.

kafein 2 ppm

0,14

ABS 0,142

4 ppm

2 0,15

3 0,156

3.

6 ppm

7 0,21

9 0,215

4.

8 ppm

6 0,29

8 0,292

5.

10 ppm

2 0,38

2 0,382

6.

12 ppm

3 0,43

6 0,432

3

7

2.

5.3. Quantitative No.

Konsentrasi

ABS

1. 2. 3. 4. 5. 6.

(ppm) 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000

0,127 0,143 0,196 0,295 0,347 0,438

5.4. Pengukuran konsentrasi sampel Sample

ABS

Konsentrasi (ppm)

no. 1.

0,27

7,5551

2.

6 0,27

7,4228

1

6. Pengolahan Data 6.1. Pembuatan Larutan Induk  Pengenceran Larutan 1000 ppm -> 100 ppm V1.C1= V2.C2 V1. 1000 ppm= 100 ml. 100 ppm

V 1=



100 ml .100 ppm 1000 ppm

V1 = 10 ml Pengenceran Larutan Standar  2 ppm V1. 100 ppm= 25 ml. 2 ppm

V 1=



V1 = 0,5 ml 4 ppm V1. 100 ppm= 25 ml. 4 ppm

V 1=



25 ml .8 ppm 100 ppm

V1 = 2 ml 10 ppm V1. 100 ppm= 25 ml. 10 ppm

V 1=



25 ml .6 ppm 100 ppm

V1 = 1,5 ml 8 ppm V1. 100 ppm= 25 ml. 8 ppm

V 1=



25 ml . 4 ppm 100 ppm

V1 = 1 ml 6 ppm V1. 100 ppm= 25 ml. 6 ppm

V 1=



25 ml .2 ppm 100 ppm

25 ml .10 ppm 100 ppm

V1 = 2,5 ml 12 ppm V1. 100 ppm= 25 ml. 12 ppm

V 1=

25 ml .12 ppm 100 ppm

V1 = 3 ml 6.2.

Kurva kalibrasi

Kurva Kalibrasi 0.5 0.45

0.44

0.4

f(x) = 0.03x + 0.02 R² = 0.98

0.35

0.35

0.3 Absorbansi

0.3

0.25 0.2

0.2

0.15

0.14

0.13

0.1 0.05 00 0

2

4

6

8

10

12

14

Konsentrasi

7. Pembahasan  Pembahasan Renaldo Pada praktikum kali ini, dilakukan pengukuran kadar kafein dengan menggunakan spektrofotometer UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang (λ) dari 10 nm hingga 400 nm, namun pada praktikum kali ini menggunakan panjang gelombang 280 nm karena kafein memiliki panjang gelombang maksimum dibawah 350 nm dan didapatkan pada pengukuran larutan standar 8 ppm. Sebagai sumber sinar pada praktikum kali ini digunakan lampu deuterium. Praktikum dimulai dengan menyiapkan bahan yang mau ditentukan kadarnya, yaitu mengencerkan kafein dengan konsentrasi 1000 ppm menjadi 100 ppm menggunakan HCl 0,1 N, lalu diencerkan kembali ke 6 labu takar dengan konsentrasi masing-masing 2, 4, 6, 8, 10, dan 12 ppm dengan HCl 0,1 N. Kafein diencerkan menggunakan HCl karena kafein memiliki sifat non-polar sehingga tidak bisa larut dalam air. Selain itu, kafein dibuat pada suasana asam karena pada suasana asam, panjang gelombang kafein mencapai panjang gelombang maksimum. Sebelum melakukan pengukuran kadar kafein dengan spektrofotometer UV dimulai, kuvet dibilas dengan larutan yang diukur sebanyak ± 2 kali, lalu permukaan kuvet dibersihkan menggunakan kertas lensa agar tidak menyebabkan goresan pada permukaan kuvet dan noda pada kuvet tidak menyerap pancaran

sinar UV yang akan mengganggu pengukuran kadar kafein. Setelah itu, masukkan larutan Blanko untuk menentukan titik panjang gelombang

0.

Lalu

konsentrasi

8

ppm

masukkan untuk

larutan

standar

menentukan

yaitu

panjang

dengan

gelombang

maksimum, konsentrasi 8 ppm dipilih menjadi larutan standar karena mendekati rata-rata 6 konsentrasi larutan/berada di tenga-tengah sehingga dapat mewakili konsentrasi lainnya. Setelah dilakukan pengukuran, didapatkan panjang gelombang maksimum 280.0 nm dengan absorbansi 0.294. Setelah didapatkan panjang gelombang maksimum, pengukuran larutan standar dilakukan dimulai dari konsentrasi terkecil hingga terbesar secara berurutan sehingga pada penentuan konsentrasi sampel, dapat diketahui kadar sampel setelah dilakukan pengukuran absorbannya berdasarkan kurva deret standar yang telah dibuat. Dari proses pengukuran larutan standar, didapatkan kurva kalibrasi dengan nilai R (regresi) sebesar 0.9768. Hal ini menunjukkan bahwa korelasi dari kurva adalah bernilai positif, yang artinya setiap pertambahan nilai konsentrasi diikuti pertambahan nilai absorban secara proporsional. Dengan kata lain, absorban berbanding lurus dengan konsentrasi, semakin besar absorban (cahaya yang diserap oleh larutan) semakin besar pula konsentrasi larutan. Kurva kalibrasi yang terbentuk digunakan untuk mengukur sampel berdasarkan persamaan garis yang dibentuk, sehingga konsentrasi sampel dapat 

diketahui dan langsung tertera pada alat. Pembahasan Safira Vitasasti Analisis kadar kafein ini dilakukan

dengan

menggunakan

spektrofotometri UV 1700 shimadzu. Hal ini dikarenakan kafein yang diukur akan menyerap pada panjang gelombang antara 200-350 nm. Selain itu larutan yang akan diukur merupakan larutan bening sehingga akan terukur jika menggunakan sinar uv dengan sumber lampu

deuterium.

Pengukuran

sampel

dilakukan

dengan

menggunakan kuvet sebagai tempat larutan yang akan diukur. Setiap penggantian larutan yang akan diukur bagian dalam kuvet dibilas dahulu menggunakan larutan yang akan diukur untuk menghilangkan sisa larutan yang diukur sebelumnya. Larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya ke dalam kuvet dan permukaannya dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak terdapat butiran air diluar

permukaan kuvet, agar cahaya yang terserap oleh larutan maksimal. Kuvet harus dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak merusak permukaan luar dari kuvet. Mula-mula pengukuran dilakukan dengan mengukur zero base yang dilakukan dengan mengukur blanko. Blanko yang digunakan yaitu larutan standar 0 ppm. Larutan blanko ini berfungsi sebagai pengkondisian

(pengkalibrasi)

agar

ketika

pengukuran,

sampel

pereaksi yang ditambahkan pada sampel tidak mengubah harga absorban pengukuran karena adanya faktor koreksi dengan blanko. Pengukuran zero base ini berfungsi untuk menghilangkan serapan yang berasal dari pelarut. Kemudian dilanjutkan dengan mencari panjang gelombang maksimum Digunakan larutan standar 8 ppm dan diperoleh nilai λ maksimum adalah 280 nm, padahal menurut literatur panjang gelombang maksimum kafein adalah 210 nm. Hal ini karena tidak samanya konsentrasi yang dipilih untuk penentuan panjang gelombang maksimum dan beberapa factor antara lain larutan standar kafein yang di buat tidak tepat. Pengukuran kurva larutan deret standar yang digunakan pada panjang gelombang 280 nm menghasilkan kurva yang terbentuk adalah linear sehingga absorbansi memiliki korelasi dengan konsentrasi dan merupakan suatu fungsi. Selain itu kedua sample memiiki: yang pertama absorbansinya 0,276 dan konsentrasi 7,5551 ppm, sedangkan yang kedua absorbansinya 0,271 dan konsentrasinya 7,4228 ppm. 

Pembahasan Septian Hardi Pada praktikum ini dilakukan penentuan kadar kafein dengan metode spektofotometri UV. Kafein memiliki panjang gelombang maksimum dibawah 350 nm sehingga sumber lampu yang digunakan adalah lampu deuterium. Praktikum dimulai dengan mengencerkan kafein 1000 ppm menjadi 100 ppm dalam HCl 0,1 N kemudian dilakukan pengenceran lagi pada konsentrasi 2, 4, 6, 8, 10, dan 12 ppm dalam HCl 0,1N. Kafein merupakan non-polar sehingga tidak bisa larut dalam air. Maka untuk membuatnya larut, kafein dilarutkan dengan HCl yang akan membentuk garam yang bisa larut dalam air. HCl juga bersifat asam sehingga dapat membuat suasana kafein menjadi asam, kafein dibuat pada suasana asam karena pada suasana asam panjang gelombang yang dihasilkan kafein maksimum.

Sebelum proses pengukuran dilakukan, kuvet yang dipergunakan dibilas terlebih dahulu dengan larutan yang akan diukur, proses pembilasan dilakukan ± 2 kali setelah dibilas, larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya dan kuvet dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak terdapat butiran air diluar permukaan kuvet, terakhir kuvet dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak mengakibatkan permukaan luar dari kuvet tergores. Larutan standar 8 ppm digunakan untuk menentukan panjang gelombang maksimum, karena konsentrasi 8 ppm dianggap mewakili larutan standar yang lainnya (berada ditengah-tengah). Panjang

maksimum

yang

didapat

adalah

280.0

nm

dengan

absorbansi 0.294. Dengan didapatnya panjang gelombang maksimum sebesar 280.0 nm, maka panjang gelombang 280.0 nm ini digunakan sebagai panjang gelombang untuk pengukuran absorbansi larutan deret standar dan sampel. Selanjutnya dilakukan pengukuran larutan standar secara bertahap dari larutan dengan konsentrasi rendah sampai yang tertinggi untuk membuat kurva standar sehingga pada penentuan konsentrasi sampel, dapat diketahui kadar sampel setelah dilakukan pengukuran absorbannya berdasarkan kurva deret standar yang telah dibuat. Dari proses pengukuran standar, didapatkan kurva kalibrasi dengan nilai R (regresi) sebesar 0.9768. Hal ini menunjukan bahwa korelasi dari kurva adalah bernilai positif, yang artinya setiap pertambahan nilai

konsentrasi

diikuti

pertambahan

nilai

absorban

secara

proporsional. Dengan kata lain absorban berbanding lurus dengan konsentrasi.

Kurva

kalibrasi

yang

terbentuk

digunakan

untuk

mengukur sampel berdasarkan persamaan garis yang dibentuk, sehingga konsentrasi sampel dapat diketahui dan langsung tertera 

pada alat. Pembahasan Septiani Rasidah Pada praktikum penentuan kadar kafein dengan menggunakan spektrofotometri

UV,

didapatkan

konsentrasi

sampel

dari

perbandingan absorban sampel dengan absonban standar yang telah diketahui konsentrasinya.Larutan standar yang dipakai adalah larutan standar kafein, karena yang ditentukan adalah kadar kafein dalam sampel.

Pembuatan

larutan

standar

kafein

dilakukan

dengan

mengencerkan dari larutan induk 100 ppm menjadi 2 ppm,4 ppm,6 ppm,8 ppm, 10 ppm, dan 12 ppm. Pengencer atau pelarut yang digunakan adah HCl 0,1 N, karena kafein larut dalam HCl. Selain itu HCl juga berfungsi menciptakan suasana asam karena pada suasana asam, panjang gelombang yang dihasilkan kafein maksimum. Spektrofotometri UV harus dinyalakan ± 15 menit sebelum digunakan agar alat lebih stabil sehingga pengukuran lebih akurat dan lebih peka. Selain itu silica gel yang ada dalam sel kuvet harus dikeluarkan dahulu agar tidak menghalangi jalannya cahaya. Prinsip kerja spektrofotometri UV yaitu sumber cahaya yang ada dalam spektrofotometri melewati

akan

prisma

memancarkan

sehingga

menjadi

cahaya sinar

polikromatis

monokromatis

lalu yang

kemudian dilewatkan pada larutan yang ada dalam sel kuvet dan larutan akan menyerap sinar dan meneruskan sinar, sinar yang diteruskan akan terbaca oleh detector dan hasilnya akan terbaca di layar.

Pengukuran

konsetrasi

suatu

larutan

yang

diukur

oleh

spektrofotometri sesuai dengan Hukum Lambert-Beer sehingga cahaya yang digunakan harus monokromator. Saat proses pengukuran dilakukan, larutan yang akan dianalisis dimasukkan ke kuvet. Kuvet harus dipastikan bersih dan tidak tergores agar tidak mengurangi penyerapan sinar oleh larutan. Pada pengukuran

absorbansi

dilakukan

pada

panjang

gelombang

maksimum karena memiliki kepekaan maksimal karena terjadi perubahan absorbansi yang paling besar serta pada panjang gelombang maksimum. Pada saat penentuan panjang gelombang maksimum, digunakan larutan standar kafein 8ppm, karena dianggap mewakili yang konsentrasi tidak terlalu tinggi maupun tidak terlalu rendah dari larutan standar yang lainnya. Dari hasil pengukuran didapat

panjang

pengukuran

gelombang

sampel

ataupun

maksimum

280,0

standar

dilakukan

nm.

Sebelum

pengukuran,

dilakukan auto zero yang dalam sel kuvet berisi blanko dalam hal ini blankonya adalah HCL 0,1N karena merupakan pelarut standar maupun sampel. Hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa pelarut yang digunakan tidak mempengaruhi hasil pengukuran absorban sampel maupun standar. Pengukuran absorban standar dilakukan pada panjang gelombang maksimum yang didapat. Setelah pengukuran absorban larutan

standar, didapat kurva kalibrasi yaitu hubungan antara konsentrasi dan absorban. Kurva kalibrasi yang terbentuk digunakan untuk mengukur sampel berdasarkan persamaan garis yang dibentuk, sehingga konsentrasi sampel dapat diketahui dan langsung tertera pada alat. Pada praktikum kali ini didapat konsentrasi kafein dalam sampel 1 yaitu 7,5551 ppm sedangkan konsentrasi sampel 2 yaitu 7,4228 ppm 8. Kesimpulan Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa 

Pengukuran kandungan kafein dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV dengan panjang gelombang 280,0 nm



Konsentrasi kafein dalam sampel 1 yaitu 7,5551 ppm sedangkan konsentrasi kafein dalam sampel 2 yaitu 7,4228 ppm

9. Daftar Pustaka