TAP.COM - 010 RONIYUS - PUBLIKASI FMIPA UNILA - UNIVERSITAS LAMPUNG 84 355 1 PB
Roniyus MS,…Analisis dan Pemodelan Ketergantungan
ANALISIS DAN PEMODELAN KETERGANTUNGAN INDEKS BIAS
LARUTAN TERHADAP KONSENTRASI ZAT TERLARUT
Roniyus M.S.
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung
Jl. S. Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145
Diterima 4 April 2005, disetujui untuk diterbitkan.24 Juli 2005
ABSTRACT
The dependence of refractive index to the solute concentration has been analyzed and simulated. The
apparatus used in this research are refractometer. This research used four solutions as representatives of acid,
base, salt and other kind solutions. From this investigation is obtained that the refractive index depends on
the solute concentration. Solution has different dependency pattern each other, although the hypothesis is
solution has the same dependency pattern, because the equality of concentration does not mean the equality
of density, the density of medium has influence to the absolute refractive index of the medium.
Keywords: solution, absolute refractive index, concentration
1. PENDAHULUAN
Ide penelitian ini berawal dari adanya pemikiran
mengenai identifikasi konsentrasi zat-zat pencemar
yang ada di sumur, sungai, danau dan fasilitasfasilitas umumnya lainnya yang mengandung air.
Pencemar air dapat diklasifikasikan sebagai zat
organik, anorganik, radioaktif, asam dan basa. Saat
ini hampir 10 juta zat kimia telah dikenal manusia,
dan hampir 100.000 zat kimia telah digunakan
secara komersial. Kebanyakan sisa zat kimia
tersebut dibuang ke badan air atau air tanah.
Beberapa diantaranya adalah pestisida, deterjen,
PCBs, dan PCPs/polychlorinated phenols1.
Berdasarkan pelacakan literatur yang telah
dilakukan selama ini, penelitian yang memaparkan
tentang ketergantungan indeks bias mutlak larutan
terhadap kosentrasi larutannya masih sedikit dan
belum diarahkan untuk mendapatkan bentuk
umum ketergantungan tersebut untuk semua
larutan, beberapa penelitian yang dimaksud seperti
studi tentang kenaikan indeks bias poliektrolit dan
polimer netral karena kenaikan konsentrasi2 dan
pengukuran pada larutan hen-egg-white-lysozyme
(HEWL) oleh Yin dkk pada tahun 20033. Hal inilah
yang juga mendorong peneliti untuk melakukan
penelitian mengenai hal tersebut.
Bagaimanakah ketergantungan indeks bias mutlak
sebuah larutan terhadap konsentrasi zat
terlarutnya? Apakah ketergantungan indeks bias
mutlak larutan A terhadap konsentrasi zat
terlarutnya, sama seperti ketergantungan yang
84
dimiliki oleh larutan B, C, D dan sebagainya,
sehingga
dapat
dibuat
bentuk
umum
ketergantungan indeks bias mutlak larutan
terhadap konsentrasi zat terlarutnya? Pertanyaanpertanyaan tersebut merupakan pertanyaanpertanyaan yang akan dicoba untuk dicari
jawabannya dari penelitian ini.
1.1. Indeks Bias Mutlak
Indeks bias adalah besaran yang menunjukkan
perbandingan kelajuan cahaya pada sebuah
medium dengan medium lain4, dari definisi ini
maka indeks bias merupakan besaran yang tidak
memiliki satuan. Indeks bias medium dapat dibagi
menjadi dua jenis yaitu indeks bias mutlak dan
indeks bias relatif antar medium.
Indeks bias mutlak (n) sebuah medium adalah
perbandingan antara kelajuan cahaya di ruang
vakum (c) dengan kelajuan cahaya di dalam
medium tersebut (v), dengan
c
n= ,
v
(1)
sedangkan yang dimaksud dengan indeks bias
relatif medium 1 terhadap medium 2 adalah
perbandingan kelajuan cahaya di medium 1 dengan
kelajuan cahaya di medium 2,
n12 =
v1
.
v2
(2)
Selain menggunakan persamaan 1, indeks bias
mutlak medium juga dapat dihitung dengan cara
2005 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2005, Vol. 11, No. 2
lain, yaitu dengan menggunakan Hukum Snell
(Gambar 1) untuk pembiasan5, yaitu
nv sin θ v = nm sin θ m
(3)
atau
nm =
nv sin θ v sin θ v
,
=
sin θ m
sin θ m
(4)
2.2. Bahan dan Alat
2.2.1. Bahan
Larutan HCl 12 M (sampel larutan asam), larutan
NaOH 1 M (sampel larutan basa), larutan NaCl 5
M (sampel larutan garam), larutan C6H12O6 5 M
(sampel larutan non asam, basa maupun garam),
aquades, tissue dan alkohol.
dengan
nv = indeks bias mutlak ruang vakum = 1,
nm = indeks bias mutlak medium,
θ v = sudut datang cahaya di ruang vakum,
θm
Instrumen Jurusan Kimia FMIPA Universitas
Lampung selama 8 (delapan) bulan.
= sudut bias cahaya di dalam medium.
2.2.2. Alat
Indeks bias mutlak medium tersebut sangat
bergantung pada frekuensi (warna) cahaya yang
digunakan.
Refractometer LEICA MARK II, labu 25 ml, gelas
reaksi, pengaduk, gelas ukur dan pipet
1.2. Konsentrasi Zat Terlarut
2.3. Rancangan Penelitian dan Pengambilan
Data
Konsentrasi zat terlarut adalah banyaknya mol zat
terlarut dalam 1 (satu) liter zat pelarut6. Satuan
konsentrasi adalah molar.
C=
mol zat terlarut
.
volume pelarut
(5)
Mol zat terlarut dapat dihitung dengan cara
sebagai berikut6:
mol zat terlarut =
massa zat terlarut
. (6)
Ar / Mr zat terlarut
Empat buah larutan yaitu larutan HCl 12 M, NaOH
1 M, NaCl 5 M dan C6H12O6 5 M, masing-masing
dibuat dalam 10 (sepuluh) variasi molaritas dengan
cara pengenceran.
Kemudian secara bergiliran setiap larutan dengan
molaritas tertentu diteteskan di tempat sampel pada
refractometer, lalu dicatat indeks bias mutlak
larutannya.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
2. METODE PENELITIAN
Hasil-hasil penelitian untuk masing-masing larutan
ditampilkan pada Gambar 2 sampai dengan
Gambar 5 di bawah ini:
2.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium
cahaya datang
θv
medium
ruang vakum
θm
cahaya terbias
Gambar 1. Pembiasan di bidang batas antara medium dan ruang vakum
2005 FMIPA Universitas Lampung
85
Roniyus MS,…Analisis dan Pemodelan Ketergantungan
Larutan HCl
1,42
nm
1,4
1,38
1,36
n m = 0,0069C + 1,3337
1,34
1,32
0
5
10
15
C (Molar)
Gambar 2. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi zat terlarut (C) pada larutan HCl
Larutan NaOH
1,35
nm
1,345
1,34
n m= 0,0128C + 1,3342
1,335
1,33
0
0,5
1
1,5
C (Molar)
Gambar 3. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi zat terlarut (C) pada larutan NaOH
Larutan NaCl
1,39
nm
1,38
1,37
1,36
n m = 0,0083C + 1,3399
1,35
1,34
0
2
4
6
C (Molar)
Gambar 4. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi zat terlarut (C) pada larutan NaCl
86
2005 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2005, Vol. 11, No. 2
Larutan C6H12O6
1,5
nm
1,45
1,4
1,35
n m = 0,0254C + 1,3258
1,3
0
2
4
6
C (Molar)
nm
Gambar 5. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi za terlarut (C) pada larutan C6H12O6.
1,48
1,46
1,44
1,42
1,4
1,38
1,36
1,34
1,32
HCl
NaCl
C6H12O6
NaOH
0
5
10
15
C (Molar)
Gambar 6. Indeks bias mutlak (nm) versus konsentrasi zat terlarut (C) gabungan semua larutan.
Dari Gambar 2 sampai dengan Gambar 5 tampak
bahwa indeks bias mutlak (nm) larutan HCl,
NaOH, NaCl dan C6H12O6 berturut-turut memiliki
ketergantungan dengan konsentrasi zat terlarutnya
(C) dalam bentuk nm = 0,0069C + 1,3337 ,
nm = 0,0128C + 1,3342 , nm = 0,0083C + 1,3399
dan n m = 0,0254C + 1,3258 . Dari hasil penelitian
tersebut tampak bahwa ternyata tidak terdapat
kemiripan pola ketergantungan indeks bias mutlak
terhadap konsentrasi zat terlarut untuk semua
larutan. Bahkan untuk larutan NaCl sekalipun
ternyata tidak memiliki kesamaan pola dengan
larutan HCl atau NaOH, walaupun NaCl berasal
dari larutan HCl dan NaOH.
Ketidaksamaan tersebut semakin tampak dengan
jelas pada Gambar 6 yang dihasilkan oleh
gabungan data (nm) dan konsentrasi zat terlarut (C)
untuk semua larutan.
Ketidaksamaan tersebut dapat dijelaskan sebagai
berikut, konsentrasi zat terlarut menunjukkan
banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan,
untuk larutan-larutan yang molaritasnya sama
berarti larutan-larutan tersebut memiliki jumlah
2005 FMIPA Universitas Lampung
mol yang sama dalam 1 liter larutan. Larutanlarutan yang memiliki jumlah mol yang sama
berarti memiliki jumlah molekul yang sama yaitu
sebanyak kelipatan dari 6,02 × 10 23 buah molekul.
Walaupun jumlah molekul larutan-larutan tersebut
sama, namun tidak berarti total massa molekul
yang terlarut di dalam setiap 1 liter larutan tersebut
sama, karena 1 molekul HCl terdiri dari 1 atom H
dan 1 atom C yang massanya tidak akan sama
dengan massa 1 molekul NaCl, C6H12O6, atau
NaOH. Jika total massa molekulnya tidak sama
maka hal ini berarti kerapatan atau massa jenis
larutannya akan berbeda-beda pula meskipun
molaritasnya sama. Perbedaan kerapatan larutan
tentu berdampak pada perbedaan indeks bias
mutlak setiap larutan, karena dari persamaan 1
tampak bahwa indeks bias mutlak medium
berkaitan erat dengan kecepatan cahaya di dalam
medium, sedangkan kecepatan cahaya sebagai
gelombang di dalam medium sangat bergantung
pada kerapatan medium tersebut7, jadi kerapatan
medium berdampak langsung pada indeks bias
mutlak medium. Sebagai contoh indeks bias
mutlak air lebih tinggi daripada udara, hal ini
dikarenakan air lebih rapat daripada udara.
87
Roniyus MS,…Analisis dan Pemodelan Ketergantungan
Ketidaksamaan pola tersebut mengakibatkan tidak
adanya pola umum ketergantungan indeks bias
mutlak larutan terhadap konsentrasi zat terlarutnya.
Walaupun demikian, terdapat hal yang cukup
menarik dibalik ketidaksamaan tersebut, yaitu
gradien perubahan indeks bias mutlak terhadap
perubahan konsentrasi zat terlarut atau dnm dC
untuk keempat larutan memiliki pola berupa
[dnm dC ]HCl < [dnm dC ]NaCl < [dnm dC ]NaOH <
[dnm
[dnm
[
]HCl = 0,0069 M-1,
M-1, [dnm dC ]NaOH =
dC ]C6 H12O6 dengan dn m dC
dC ]NaCl = 0,0083
0,0128 M-1 dan [dnm dC ]C H
6
12 O6
= 0,0254 M-1.
Apakah hal ini berarti bahwa [dnm dC ]asam <
[dnm dC ]garam < [dnm dC ]basa selalu berlaku untuk
semua larutan garam yang dibentuk oleh pasangan
asam-basa yang terkait? Secara umum, apakah
[dnm dC ]asam < [dnm dC ]garam < [dnm dC ]basa <
[dnm
dC ]jenis lain ? Pertanyaan tersebut belum dapat
dijawab disini, karena yang digunakan dalam
penelitian ini hanya satu contoh dari larutan asam,
basa, garam dan larutan jenis lain. Untuk itu, perlu
dilakukan
penelitian
lanjutan
dengan
menggunakan contoh larutan asam, basa, garam
dan jenis lain yang lebih banyak lagi variasinya.
Penelitian lanjutan tersebut juga bermanfaat untuk
mengetahui apakah pola ketergantungan untuk
semua larutan asam berbentuk sama dengan pola
ketergantungan pada larutan HCl yang digunakan
dalam penelitian ini, begitu pula halnya pada
larutan basa, garam dan jenis lain.
[dnm
[dnm
3.
4.
pola berupa [dnm dC ]HCl < [dnm dC ]NaCl <
88
[dnm
dC ]C 6 H12O6
,
dengan
-1
6
12
6
4.2. SARAN
Adapun saran-saran untuk penelitian selanjutnya
adalah
1. Perlunya dilakukan penelitian mengenai
ketergantungan indeks bias mutlak larutan
terhadap massa jenis larutan atau persentase
padatan zat terlarutnya.
2. Memperbanyak contoh-contoh larutan untuk
lebih memperkuat hasil penelitian ini.
3. Perlunya dilakukan variasi suhu untuk
menguji ketergantungan indeks bias mutlak
larutan terhadap variasi suhu.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dapat dilaksanakan dengan baik
berkat bantuan dana dari Proyek Pengembagan
Diri (PPD) HEDS Tahun Anggaran 2004. Untuk
itu, melalui tulisan ini, peneliti bermaksud
mengucapkan terima kasih kepada Pimpinan PPD
HEDS Project atas segala bantuan yang telah
diberikan.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Suara Pembaruan. 2004. Pencemar Air,
Tanggal 10 Maret 2004.
2.
Hery, K., dan Norwood, D.P. 1998. Study of
the
Refractive
Index
Increment
of
Polyelectrolytes and Neutral Polymers,
OSCAR Journal Volume 1.
3.
Yin, D.C., Inatomi, Y., Wakayama, N.I., dan
Huang, W. D. 2003. Measurement of
temperature and concentration dependences of
refractive index of hen-egg-white lysozyme
solution, Cryst. Res. Technol. 38, 785.
4.
Guenther, R. D. 1990. Modern Optics, John
Wiley and Sons, New York, USA.
5.
Halliday, D. dan Resnick, R. 1978. Physics
Part II 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc.
6.
Brady, J. E. 1990. General Chemistry
Principles and Structure, John Wiley & Sons,
Singapore.
7.
Muslim, Z. 1994. Gelombang dan Optika,
Jurusan Fisika FMIPA UGM, Indonesia.
4.1. KESIMPULAN
nm = 0,0083C + 1,3399 ; nm = 0,0254C + 1,3258 .
Tidak adanya ketergantungan indeks bias
mutlak larutan (nm) terhadap konsentrasi
larutan (C) untuk semua larutan.
Gradien perubahan indeks bias mutlak
terhadap
perubahan
konsentrasi
atau
dn m dC untuk keempat larutan memiliki
<
dC ]HCl = 0,0069 M , [dnm dC ]NaCl =
0,0083 M-1, [dnm dC ]NaOH = 0,0128 M-1 dan
-1
[dnm dC ]C H O = 0,0254 M .
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil dan pembahasan di atas maka dapat
disimpulkan beberapa hal sebagai berikut
1. Indeks bias mutlak larutan memiliki
ketergantungan terhadap konsentrasi zat
terlarutnya.
2. Bentuk ketergantungan indeks bias mutlak
(nm) larutan terhadap konsentrasi zat
terlarutnya (C) untuk larutan HCl, NaOH,
NaCl dan C6H12O6 berturut-turut adalah
n m = 0,0069 C + 1,3337 n m = 0,0128C + 1,3342 ,
dC ]NaOH
2005 FMIPA Universitas Lampung
ANALISIS DAN PEMODELAN KETERGANTUNGAN INDEKS BIAS
LARUTAN TERHADAP KONSENTRASI ZAT TERLARUT
Roniyus M.S.
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Lampung
Jl. S. Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145
Diterima 4 April 2005, disetujui untuk diterbitkan.24 Juli 2005
ABSTRACT
The dependence of refractive index to the solute concentration has been analyzed and simulated. The
apparatus used in this research are refractometer. This research used four solutions as representatives of acid,
base, salt and other kind solutions. From this investigation is obtained that the refractive index depends on
the solute concentration. Solution has different dependency pattern each other, although the hypothesis is
solution has the same dependency pattern, because the equality of concentration does not mean the equality
of density, the density of medium has influence to the absolute refractive index of the medium.
Keywords: solution, absolute refractive index, concentration
1. PENDAHULUAN
Ide penelitian ini berawal dari adanya pemikiran
mengenai identifikasi konsentrasi zat-zat pencemar
yang ada di sumur, sungai, danau dan fasilitasfasilitas umumnya lainnya yang mengandung air.
Pencemar air dapat diklasifikasikan sebagai zat
organik, anorganik, radioaktif, asam dan basa. Saat
ini hampir 10 juta zat kimia telah dikenal manusia,
dan hampir 100.000 zat kimia telah digunakan
secara komersial. Kebanyakan sisa zat kimia
tersebut dibuang ke badan air atau air tanah.
Beberapa diantaranya adalah pestisida, deterjen,
PCBs, dan PCPs/polychlorinated phenols1.
Berdasarkan pelacakan literatur yang telah
dilakukan selama ini, penelitian yang memaparkan
tentang ketergantungan indeks bias mutlak larutan
terhadap kosentrasi larutannya masih sedikit dan
belum diarahkan untuk mendapatkan bentuk
umum ketergantungan tersebut untuk semua
larutan, beberapa penelitian yang dimaksud seperti
studi tentang kenaikan indeks bias poliektrolit dan
polimer netral karena kenaikan konsentrasi2 dan
pengukuran pada larutan hen-egg-white-lysozyme
(HEWL) oleh Yin dkk pada tahun 20033. Hal inilah
yang juga mendorong peneliti untuk melakukan
penelitian mengenai hal tersebut.
Bagaimanakah ketergantungan indeks bias mutlak
sebuah larutan terhadap konsentrasi zat
terlarutnya? Apakah ketergantungan indeks bias
mutlak larutan A terhadap konsentrasi zat
terlarutnya, sama seperti ketergantungan yang
84
dimiliki oleh larutan B, C, D dan sebagainya,
sehingga
dapat
dibuat
bentuk
umum
ketergantungan indeks bias mutlak larutan
terhadap konsentrasi zat terlarutnya? Pertanyaanpertanyaan tersebut merupakan pertanyaanpertanyaan yang akan dicoba untuk dicari
jawabannya dari penelitian ini.
1.1. Indeks Bias Mutlak
Indeks bias adalah besaran yang menunjukkan
perbandingan kelajuan cahaya pada sebuah
medium dengan medium lain4, dari definisi ini
maka indeks bias merupakan besaran yang tidak
memiliki satuan. Indeks bias medium dapat dibagi
menjadi dua jenis yaitu indeks bias mutlak dan
indeks bias relatif antar medium.
Indeks bias mutlak (n) sebuah medium adalah
perbandingan antara kelajuan cahaya di ruang
vakum (c) dengan kelajuan cahaya di dalam
medium tersebut (v), dengan
c
n= ,
v
(1)
sedangkan yang dimaksud dengan indeks bias
relatif medium 1 terhadap medium 2 adalah
perbandingan kelajuan cahaya di medium 1 dengan
kelajuan cahaya di medium 2,
n12 =
v1
.
v2
(2)
Selain menggunakan persamaan 1, indeks bias
mutlak medium juga dapat dihitung dengan cara
2005 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2005, Vol. 11, No. 2
lain, yaitu dengan menggunakan Hukum Snell
(Gambar 1) untuk pembiasan5, yaitu
nv sin θ v = nm sin θ m
(3)
atau
nm =
nv sin θ v sin θ v
,
=
sin θ m
sin θ m
(4)
2.2. Bahan dan Alat
2.2.1. Bahan
Larutan HCl 12 M (sampel larutan asam), larutan
NaOH 1 M (sampel larutan basa), larutan NaCl 5
M (sampel larutan garam), larutan C6H12O6 5 M
(sampel larutan non asam, basa maupun garam),
aquades, tissue dan alkohol.
dengan
nv = indeks bias mutlak ruang vakum = 1,
nm = indeks bias mutlak medium,
θ v = sudut datang cahaya di ruang vakum,
θm
Instrumen Jurusan Kimia FMIPA Universitas
Lampung selama 8 (delapan) bulan.
= sudut bias cahaya di dalam medium.
2.2.2. Alat
Indeks bias mutlak medium tersebut sangat
bergantung pada frekuensi (warna) cahaya yang
digunakan.
Refractometer LEICA MARK II, labu 25 ml, gelas
reaksi, pengaduk, gelas ukur dan pipet
1.2. Konsentrasi Zat Terlarut
2.3. Rancangan Penelitian dan Pengambilan
Data
Konsentrasi zat terlarut adalah banyaknya mol zat
terlarut dalam 1 (satu) liter zat pelarut6. Satuan
konsentrasi adalah molar.
C=
mol zat terlarut
.
volume pelarut
(5)
Mol zat terlarut dapat dihitung dengan cara
sebagai berikut6:
mol zat terlarut =
massa zat terlarut
. (6)
Ar / Mr zat terlarut
Empat buah larutan yaitu larutan HCl 12 M, NaOH
1 M, NaCl 5 M dan C6H12O6 5 M, masing-masing
dibuat dalam 10 (sepuluh) variasi molaritas dengan
cara pengenceran.
Kemudian secara bergiliran setiap larutan dengan
molaritas tertentu diteteskan di tempat sampel pada
refractometer, lalu dicatat indeks bias mutlak
larutannya.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
2. METODE PENELITIAN
Hasil-hasil penelitian untuk masing-masing larutan
ditampilkan pada Gambar 2 sampai dengan
Gambar 5 di bawah ini:
2.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium
cahaya datang
θv
medium
ruang vakum
θm
cahaya terbias
Gambar 1. Pembiasan di bidang batas antara medium dan ruang vakum
2005 FMIPA Universitas Lampung
85
Roniyus MS,…Analisis dan Pemodelan Ketergantungan
Larutan HCl
1,42
nm
1,4
1,38
1,36
n m = 0,0069C + 1,3337
1,34
1,32
0
5
10
15
C (Molar)
Gambar 2. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi zat terlarut (C) pada larutan HCl
Larutan NaOH
1,35
nm
1,345
1,34
n m= 0,0128C + 1,3342
1,335
1,33
0
0,5
1
1,5
C (Molar)
Gambar 3. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi zat terlarut (C) pada larutan NaOH
Larutan NaCl
1,39
nm
1,38
1,37
1,36
n m = 0,0083C + 1,3399
1,35
1,34
0
2
4
6
C (Molar)
Gambar 4. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi zat terlarut (C) pada larutan NaCl
86
2005 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains Tek., Agustus 2005, Vol. 11, No. 2
Larutan C6H12O6
1,5
nm
1,45
1,4
1,35
n m = 0,0254C + 1,3258
1,3
0
2
4
6
C (Molar)
nm
Gambar 5. Indeks bias mutlak (nm) vs konsentrasi za terlarut (C) pada larutan C6H12O6.
1,48
1,46
1,44
1,42
1,4
1,38
1,36
1,34
1,32
HCl
NaCl
C6H12O6
NaOH
0
5
10
15
C (Molar)
Gambar 6. Indeks bias mutlak (nm) versus konsentrasi zat terlarut (C) gabungan semua larutan.
Dari Gambar 2 sampai dengan Gambar 5 tampak
bahwa indeks bias mutlak (nm) larutan HCl,
NaOH, NaCl dan C6H12O6 berturut-turut memiliki
ketergantungan dengan konsentrasi zat terlarutnya
(C) dalam bentuk nm = 0,0069C + 1,3337 ,
nm = 0,0128C + 1,3342 , nm = 0,0083C + 1,3399
dan n m = 0,0254C + 1,3258 . Dari hasil penelitian
tersebut tampak bahwa ternyata tidak terdapat
kemiripan pola ketergantungan indeks bias mutlak
terhadap konsentrasi zat terlarut untuk semua
larutan. Bahkan untuk larutan NaCl sekalipun
ternyata tidak memiliki kesamaan pola dengan
larutan HCl atau NaOH, walaupun NaCl berasal
dari larutan HCl dan NaOH.
Ketidaksamaan tersebut semakin tampak dengan
jelas pada Gambar 6 yang dihasilkan oleh
gabungan data (nm) dan konsentrasi zat terlarut (C)
untuk semua larutan.
Ketidaksamaan tersebut dapat dijelaskan sebagai
berikut, konsentrasi zat terlarut menunjukkan
banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan,
untuk larutan-larutan yang molaritasnya sama
berarti larutan-larutan tersebut memiliki jumlah
2005 FMIPA Universitas Lampung
mol yang sama dalam 1 liter larutan. Larutanlarutan yang memiliki jumlah mol yang sama
berarti memiliki jumlah molekul yang sama yaitu
sebanyak kelipatan dari 6,02 × 10 23 buah molekul.
Walaupun jumlah molekul larutan-larutan tersebut
sama, namun tidak berarti total massa molekul
yang terlarut di dalam setiap 1 liter larutan tersebut
sama, karena 1 molekul HCl terdiri dari 1 atom H
dan 1 atom C yang massanya tidak akan sama
dengan massa 1 molekul NaCl, C6H12O6, atau
NaOH. Jika total massa molekulnya tidak sama
maka hal ini berarti kerapatan atau massa jenis
larutannya akan berbeda-beda pula meskipun
molaritasnya sama. Perbedaan kerapatan larutan
tentu berdampak pada perbedaan indeks bias
mutlak setiap larutan, karena dari persamaan 1
tampak bahwa indeks bias mutlak medium
berkaitan erat dengan kecepatan cahaya di dalam
medium, sedangkan kecepatan cahaya sebagai
gelombang di dalam medium sangat bergantung
pada kerapatan medium tersebut7, jadi kerapatan
medium berdampak langsung pada indeks bias
mutlak medium. Sebagai contoh indeks bias
mutlak air lebih tinggi daripada udara, hal ini
dikarenakan air lebih rapat daripada udara.
87
Roniyus MS,…Analisis dan Pemodelan Ketergantungan
Ketidaksamaan pola tersebut mengakibatkan tidak
adanya pola umum ketergantungan indeks bias
mutlak larutan terhadap konsentrasi zat terlarutnya.
Walaupun demikian, terdapat hal yang cukup
menarik dibalik ketidaksamaan tersebut, yaitu
gradien perubahan indeks bias mutlak terhadap
perubahan konsentrasi zat terlarut atau dnm dC
untuk keempat larutan memiliki pola berupa
[dnm dC ]HCl < [dnm dC ]NaCl < [dnm dC ]NaOH <
[dnm
[dnm
[
]HCl = 0,0069 M-1,
M-1, [dnm dC ]NaOH =
dC ]C6 H12O6 dengan dn m dC
dC ]NaCl = 0,0083
0,0128 M-1 dan [dnm dC ]C H
6
12 O6
= 0,0254 M-1.
Apakah hal ini berarti bahwa [dnm dC ]asam <
[dnm dC ]garam < [dnm dC ]basa selalu berlaku untuk
semua larutan garam yang dibentuk oleh pasangan
asam-basa yang terkait? Secara umum, apakah
[dnm dC ]asam < [dnm dC ]garam < [dnm dC ]basa <
[dnm
dC ]jenis lain ? Pertanyaan tersebut belum dapat
dijawab disini, karena yang digunakan dalam
penelitian ini hanya satu contoh dari larutan asam,
basa, garam dan larutan jenis lain. Untuk itu, perlu
dilakukan
penelitian
lanjutan
dengan
menggunakan contoh larutan asam, basa, garam
dan jenis lain yang lebih banyak lagi variasinya.
Penelitian lanjutan tersebut juga bermanfaat untuk
mengetahui apakah pola ketergantungan untuk
semua larutan asam berbentuk sama dengan pola
ketergantungan pada larutan HCl yang digunakan
dalam penelitian ini, begitu pula halnya pada
larutan basa, garam dan jenis lain.
[dnm
[dnm
3.
4.
pola berupa [dnm dC ]HCl < [dnm dC ]NaCl <
88
[dnm
dC ]C 6 H12O6
,
dengan
-1
6
12
6
4.2. SARAN
Adapun saran-saran untuk penelitian selanjutnya
adalah
1. Perlunya dilakukan penelitian mengenai
ketergantungan indeks bias mutlak larutan
terhadap massa jenis larutan atau persentase
padatan zat terlarutnya.
2. Memperbanyak contoh-contoh larutan untuk
lebih memperkuat hasil penelitian ini.
3. Perlunya dilakukan variasi suhu untuk
menguji ketergantungan indeks bias mutlak
larutan terhadap variasi suhu.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini dapat dilaksanakan dengan baik
berkat bantuan dana dari Proyek Pengembagan
Diri (PPD) HEDS Tahun Anggaran 2004. Untuk
itu, melalui tulisan ini, peneliti bermaksud
mengucapkan terima kasih kepada Pimpinan PPD
HEDS Project atas segala bantuan yang telah
diberikan.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Suara Pembaruan. 2004. Pencemar Air,
Tanggal 10 Maret 2004.
2.
Hery, K., dan Norwood, D.P. 1998. Study of
the
Refractive
Index
Increment
of
Polyelectrolytes and Neutral Polymers,
OSCAR Journal Volume 1.
3.
Yin, D.C., Inatomi, Y., Wakayama, N.I., dan
Huang, W. D. 2003. Measurement of
temperature and concentration dependences of
refractive index of hen-egg-white lysozyme
solution, Cryst. Res. Technol. 38, 785.
4.
Guenther, R. D. 1990. Modern Optics, John
Wiley and Sons, New York, USA.
5.
Halliday, D. dan Resnick, R. 1978. Physics
Part II 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc.
6.
Brady, J. E. 1990. General Chemistry
Principles and Structure, John Wiley & Sons,
Singapore.
7.
Muslim, Z. 1994. Gelombang dan Optika,
Jurusan Fisika FMIPA UGM, Indonesia.
4.1. KESIMPULAN
nm = 0,0083C + 1,3399 ; nm = 0,0254C + 1,3258 .
Tidak adanya ketergantungan indeks bias
mutlak larutan (nm) terhadap konsentrasi
larutan (C) untuk semua larutan.
Gradien perubahan indeks bias mutlak
terhadap
perubahan
konsentrasi
atau
dn m dC untuk keempat larutan memiliki
<
dC ]HCl = 0,0069 M , [dnm dC ]NaCl =
0,0083 M-1, [dnm dC ]NaOH = 0,0128 M-1 dan
-1
[dnm dC ]C H O = 0,0254 M .
4. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari hasil dan pembahasan di atas maka dapat
disimpulkan beberapa hal sebagai berikut
1. Indeks bias mutlak larutan memiliki
ketergantungan terhadap konsentrasi zat
terlarutnya.
2. Bentuk ketergantungan indeks bias mutlak
(nm) larutan terhadap konsentrasi zat
terlarutnya (C) untuk larutan HCl, NaOH,
NaCl dan C6H12O6 berturut-turut adalah
n m = 0,0069 C + 1,3337 n m = 0,0128C + 1,3342 ,
dC ]NaOH
2005 FMIPA Universitas Lampung