Spektrum Sinar tampak Pengaturan P

138 ii Memperkuat sinyal detector secara elektrik ; hal ini akan membuat detektor untuk mengeluarkan lebih banyak sinyal per sejumlah cahaya tetapi juga akan memperkuat level noise yang akan menyebabkan tidak presisi Kedua prosedur di atas akan dipelajari dalam latihan ini. Atur panjang gelombang pada 440 nm dan atur lebar celah 0,1 mm dan catat warna dari berkas cahaya. Tingkatkan lebar celah secara berangsur-angsur dan catat dengan hati-hati perubahan pada intensitas atau warna dari berkas cahaya selama lebar celah meningkat menjadi 2,0 mm. Ulangi prosedur ini pada panjang gelombang 520 nm dan 620 nm. Diskusikan dengan asisten lab mengenai pengaruh lebar celah pada level I dan lebar pita pada instrument. Dengan instrument pada kondisi direct read out mode, atur lebar celah pada 0,1mm dan panjang gelombang 400 nm. Set 0T dengan menggunakan ZERO control, dengan keadaan shutter tertutup dan kemudian buka shutter dan set 100T menggunakan DIRECT READOUT 100T control. Kurangi lebar celah ke 0,09 mm dan catat yang terjadi pada skala pembaca. Skala pembaca dapat kembali ke 100T dengan melebarkan celah ke 0,1 mm lagi. Akan tetapi, cara alternatif adalah menambah penguatan sinyal secara elektonik dari detector ke meter. Dengan lebar celah masih pada 0,09 mm, atur pengendali “DIRECT READOUT 100” untuk mengatur posisi pembacaan meter ke 100 T. 139 Diskusikan hasil-hasil pengamatan dengan asisten praktikum anda. Atur instrumen pada mode “null point” dan atur posisi meter ke 0 T dengan shutter tertutup. Buka shutter nya atur sensitifitas ke maksimum putar penuh searah jarum jam dan atur posisi meter ke 100 T dengan pengatur lebar celah. Catat lebar celah yang digunakan. Catat bahwa ini lebar celah terkecil yang dapat digunakan pada panjang gelombang yang dipakai. Tentukan perubahan transmitan yang diperlukan untuk menghasilkan simpangan dengan skala besar pada galvanometer. Dengan cara yang sama, gunakan langkah tersebut menggunakan sensitifitas minimum lebar celah maksimum atur lagi ke posisi 100 T dan catat perubahan transmitan yang diperlukan untuk menghasilkan simpangan yang sama. Sekali lagi catat lebar celah yang digunakan. Perubahan-perubahan pada transmitan yang diamati dapat menimbulkan tingkat noise. Dengan asumsi bahwa jarum meter akan naik turun + 1 skala ketika pengukuran dilakukan dalam praktek tentunya harus jauh lebih kecil dan diskusikan dengan asisten lab dimana pengaturan sensitifitas berpengaruh pada tingkat ketelitian. Dalam pengukuran absorbansi dibuat suatu kompromi antara resolusi dan presisi. Hal ini dapat di ringkas sebagai berikut : 140 Lebar Celah Tugas 2: Kinerja sumber cahaya, detektor dan Spektrofotometer Menggunakan Bausch and Lomb Spectronic 20. Detektor dan sumber cahaya tidak beroperasi sama baiknya pada semua panjang gelombang dan panjang gelombang optimumnya sering tidak sama antara detektor dan sumber cahaya. Total kinerja sebuah instrumen adalah dimana terdapat keseimbangan antara masing-masing kinerja dari dua komponen tersebut. Keseimbangan ini akan dipelajari dengan cara: - pengukuran total respon relatif instrumen. - perolehan respon relatif detektor dari tabel di bawah ini - penghitungan intensitas relatif sumber cahaya Masukkan kuvet berisi air ke dalam tempat sampel, sejajarkan pada garis indeks dan tutup penutupnya untuk menghindari pendaran cahaya. Atur panjang gelombang ke 500 nm dan atur pembacaan meter Lebih Lebih Kecil P o Lebih rendah Band width Lebih Kecil P o Lebih tinggi Band width Lebih lebar Perlu Penguatan Lebih Perlu Penguatan Kecil Panjang Gelombang Kecil Panjang Gelombang Besar Noise Noise Kecil Presisi rendah Resolusi Tinggi Resolusi rendah Presisi Tinggi 141 pada sekitar 80 T dengan memutar tombol pengatur cahaya. Putar tombol panjang gelombang dan amati bahwa pembacaan meter berubah-ubah terhadap panjang gelombang. Tentukan panjang gelombang yang menghasilkan respon maksimum seharusnya mendekati 500 nm dan atur tombol pengatur sumber cahaya sedemikian hingga terbaca 100 T pada panjang gelombang tersebut. Kemudian tanpa merubah lainnya tombol pengatur penguatan atau tombol pengatur sumber cahaya diperoleh kurva spektral untuk instrumen ini dengan membaca T pada panjang gelombang – panjang gelombang ; 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 512, 525, 550, 575, 600, 612, dan 625 nm. Gambarlah grafik T terhadap panjang gelombang menggunakan data tersebut; panjang gelombang seharusnya sebagai sumbu horisontal. Pada lembaran kertas grafik yang sama, gambarkan kurva grafik respon relatif detektor sebagai fungsi dari panjang gelombang menggunakan data berikut: Panjang gelombang Respon relatif detektor fototube Spektronic 20 350 375 400 425 450 475 500 512 525 550 575 600 612 625 90 98 100 98 91 81 68 61 53 37 21 10 7 5 142 Hal itu akan dicatat bahwa kedua kurva yang di gambarkan di atas tidak bersamaan waktunya. Pada saat respon relatif phototube tinggi pada panjang gelombang 400 nm, respon relatif keseluruhan instrumen yang mengarah ke panjang gelombang ini, rendah. Spektrometer menunjukkan respon relatif yang jauh lebih besar pada 525 nm dari pada yang akan diharapkan dari mempertimbangkan respon phototube saja. Perbedaan tersebut kebanyakan berada pada bagian sumber cahaya. Sebagai contoh, walaupun phototube mempunyai respon tinggi terhadap cahaya 400nm, sumber cahayanya sangat lemah memancarkan cahaya 400 nm, maka respon sebenarnya dari spektrometer terhadap cahaya tersebut menjadi rendah. Dari dua kurva di atas, hitung intensitas relatif dari emisi lampu tambahkan faktor kecil sebagai atribut pada optik pada spetrum sinar tampak, dengan cara berikut ini. Pada setiap panjang gelombang yang dipelajari pisahkan antara “respon relatif total” dan “respon relatif detektor”. Hal ini akan memperoleh deretan angka- angka yang menunjukkan pentingnya “intensitas relatif lampu” pada berbagai panjang gelombang, sebagian besar angka-angka tersebut mendekati angka 3.0. Untuk merubah angka-angka relatif menjadi sebuah skala dimana angka maksimumnya 100, kalikan setiap angka dengan suatu faktor 1003. Dengan demikian Intensitas relatif lampu 3 100 Detektor Respon Instrumen Respon × = Nilai tepat yang diperoleh untuk sebagian panjang gelombang tidaklah penting; yang penting terletak pada bagaimana perubahan nilai tersebut dari panjang gelombang satu ke panjang gelombang yang lain. Buatlah kurva pada grafik yang sama seperti di atas, sebagai 143 kurva “Intensitas relatif lampu” sebagai fungsi dari panjang gelombang. Akhirnya, seluruh bagian atas grafik menunjukkan warna yang terlihat pada berbagai panjang gelombang. Diskusikan dengan asisten lab. Tugas 3. – Transmitansi, Absorbansi, dan warna a. Menguji skala transmitansi dan absorbansi pada intrumen “Unicam SP500” dan “Bausch Lomb Spectronik 20”. Pada instrumen ini skala transmitansi nya linier tetapi skala absorbansinya logaritmik. Karena itu lebih mudah membaca skala transmitansi, dan lebih teliti membaca pada transmitansi rendah dari pada membaca angka absorbansi tinggi. Oleh karena itu, ketika mengunakan instrumen dengan skala absorbansi logaritmik, baca nilai transmitansinya dan hitung absorbansi menggunakan: A = - log T. b. Menggunakan instrumen SP500 atau Spektronik-20, tentukan panjang gelombang pada 500 nm dan ukur transmitansi dari dua kuvet bersih berisi akuades. Pilih kuvet yang transmitansinya paling tinggi sebagai larutan referensi. Siapkan 100 ml larutan KMnO4 15 ppm dalam H 2 SO 4 0,5M dari 100 ppm larutan permanganat yang disediakan; tambahkan 10 ml H 2 SO 4 5M. Larutan referensinya H 2 SO 4 0,5M dalam akuades. Ukuran spektrum larutan diatas 400 nm sampai 625 nm dengan mengambil persentase transmitansi yang dibaca pada interval sebagai berikut: 400 – 500 nm dengan interval 10 nm 500 – 575 nm dengan interval 5 nm 144 575 – 625 nm dengan in terval 10 nm Jangan lupa untuk “reset” pembacaan 100T setiap pergantian panjang gelombang. Gambarkan grafik spektrum sebagai T terhadap panjang gelombang dan absorbansi terhadap panjang gelombang pada selembar kertas grafik yang sama. Menunjuk hasil dari tugas 1a untuk menjelaskan mengapa larutan ini berwarna ungu. Diskusikan dengan asisten lab. Tugas 4. – Koreksi Kuvet Cell Ambilah 4 kuvet 10 ml yang bersih. Masing-masing diisi H 2 SO 4 0,5M dan ukur transmitansi nya menggunakan instrumen Unicam SP500 pada panjang gelombang 525 nm. Pilih kuvet yang mempunyai transmitansi tertinggi dan gunakan sebagai referensi untuk set 100T. Ukur transmitansi setiap kuvet lainnya dan ubah ke nilai absorbansi. Tanyalah asisten lab jika ada cell yang nilainya dibawah 97T. Pada instrumen single beam, perbedaan transmitansi antar kuvet digunakan untuk mengukur larutan sampel dan yang digunakan sebagai referensi harus di koreksi. Koreksi kuvet ini harus dipakai ketika diperlukan pengukuran kuatitatif dan perlu dibuatkan yang baru jika menggunakan panjang gelombang yang berbeda. Diskusikan berikut ini dengan asisten lab: i. Perlunya koreksi cell ii. Mengapa koreksi cell diubah ke absorbansi iii. Apakah koreksi cell harus ditambahkan ke atau dikurangkan dari pembacaan absorbansi yang tak terkoreksi. 145 Tugas 5. – Hukum Beer dan Stray light Siapkan seteliti mungkin larutan potassium permanganat dalam H 2 SO 4 0,5M berikut: 5 ppm, 10 ppm dan 15 ppm KMnO 4 menggunakan 100 ppm stok 30 ppm, 60 ppm, 100 ppm dan 200 ppm KMnO4 menggunakan 1000 ppm stok Jangan lupa untuk menambahkan asam sulfat. Juga tambahkan secukupnya H 2 SO 4 10M hingga larutan menjadi 0,5M setelah diencerkan atau gunakan 0,5 M H 2 SO 4 sebagai pengencer.

a. Hukum Beer menggunakan Unicam SP500

Menggunakan Cell dari tugas 4, ukur transmitansi dari larutan 5, 10, dan 15 ppm pada 525 nm menggunakan H 2 SO 4 0,5 M sebagai referensi. Pakai koreksi cell, gambarkan grafik absorbansi terhadap konsentrasi dan dari grafik tersebut tentukan Absorpsifitas Molar dari KMnO 4 .

b. Efek Stray light

Pada sebagian besar instrumen, tingkat stray light-nya rendah sehingga efeknya minimal kecuali pada transmitansi sangat rendah atau pada Po sangat rendah contahnya: pada instrumen optik kaca panjang gelombang sekitar 350 nm Efek stray light dapat diamati pada transmitansi sangat rendah absorbansi tinggi dan jumlah stray light dalam instrumen bisa diukur dengan mudah. Pilih panjang gelombang 525 nm, pastikan instrumen pada mengukur absorbansi pada range 0 – 4. Dengan H 2 SO 4 0,5M sebagai referensi, ukur absorbansi dan transmitansi dari larutan KMnO 4 5, 10, 15, 30, 60, 100 dan 200 ppm. Gambar grafik absorbansi terhadap konsentrasi, kemudian perkirakan bagian kurva yang sejajar dengan sumbu absorbansi. Ini adalah absorbansi maksimum yang bisa diukur oleh instrumen ini, tidak terpengaruh besar kecilnya konsentrasi 146 larutan yang dipasang. Nilai T yang sesuai dengan nilai absorbansi ini menunjukkan tingkat stray light dalam instrumen. Sekarang lihat pada nilai transmitansi yang terbaca pada setiap larutan dan putuskan apakah nilai stray light ini berpengaruh signifikan terhadap pengukuran. Sekarang lepas cell sampel dan tutupi sinarnya dengan benda padat seperti kayu, dompet kunci dan lain-lain. Bandingkan absorbansi atau transmitansinya dengan yang diperoleh pada larutan KMnO 4 200 ppm. Tugas 6. – Penentuan Kadar Fosfat pada Air Danau Amonium molibdat dan antimoni potasium tartrat bereaksi dengan ion ortofosfat, PO 4 3- untuk membentuk komplek antimoni- fosfat-molibdat. Senyawa komplek ini dapat diturunkan dengan asam askorbat untuk membentuk senyawa komplek molibdenum dengan komposisi tidak pasti yang berwarna biru lebih intens. Hal ini merupakan penerapan menarik dari spektrofotometri karena senyawa yang akan ditentukan kadarnya adalah fosfat tetapi senyawa komplek berwarna yang diukur tidak mengandung fosforus. Sediakan reagent-reagent lain yang lebih sesuai untuk ortofosfat, intensitas warna yang dihasilkan adalah setara dengan konsentrasi fosfat. Reaksi terhadap orthofosfat adalah reaksi spesifik, tetapi bentuk lain dari fosforus dapat ditentukan setelah konversi ke bentuk ion ortofosfat. a Pengenceran Sampel awal Metode ini sangat sensitif maka dari itu beberapa sampel harus diencerkan terlebih dahulu sebelum dianalisa. Sampel yang akan dianalisa disini memiliki level fosforus sekitar 5 mgmL fosforus sementara linear range dari metode adalah dari 0,5mg PL. Maka sampel seharusnya diencerkan dengan cara mengambil 20,00 mL aliquot sampel dan diencerkan menjadi 100,0mL dengan