PENENTUAN KADAR BESI DALAM AIR

PENENTUAN KADAR BESI DALAM
AIR RUMAH TANGGA
1

Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan kadar besi dalam air alam dengan
metode spektrofotometri sinar tampak.

2

Teori Dasar
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari

spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang
gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
atau yang diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif
jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang
gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang
dari sinar putih lebih dapat terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma,
grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang

diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi
melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin
diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek
panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang
benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Suatu

spektrofotometer

tersusun

dari

sumber

spektrum

tampak

yang


kontinyu,

monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat untuk
mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding (Khopkar
SM,1990).
Senyawa kompleks berwarna merah-orange yang dibentuk antara besi (II) dan
1,10-phenantrolin (ortophenantrolin) dapat digunakan untuk penentuan kadar besi dalam air
yang digunakan sehari hari. Reagen yang bersifat basa lemah dapat bereaksi membentuk ion
phenanthrolinium, phen H+ dalam medium asam. Pembentukan kompleks besi phenantrolin
dapat ditunjukkan dengan reaksi:
Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 1
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

Fe2+ + 3 phen H+ ⇌ Fe(phen)32+ + 3H+
Dimana strukturnya adalah:

1,10-phenantrolin


Fe(phen)32+

Tetapan pembentukan kompleks adalah 2.5×10-6 pada 25oC. Besi (II)
terkomplekskan dengan kuantitatif pada pH 3-9. pH 3,5 biasa direkomendasikan untuk
mencegah terjadinya endapan dari garam garam besi, misalnya fosfat. Kelebihan zat
pereduksi, seperti hidroksilamin diperlukan untuk menjamin ion besi berada pada keadaan
tingkat oksidasi 2+.
Hukum Lambert-Beer
Untuk tiap panjang gelombang sinar yang melewati spektrometer, intensitas sinar
yang melewati sel pembanding dihitung. Biasanya disebut sebagai Io – dengan I adalah
intensitas.
Intensitas sinar yang melewati sel sampel juga dihitung untuk panjang gelombang
yang sama – disimbolkan I.
Jika I lebih kecil dari Io, berarti sampel menyerap sejumlah sinar. Selanjutnya
perhitungan sederhana dilakukan oleh komputer untuk mengubahnya menjadi apa yang
disebut dengan absorbansi – dengan I adalah intensitas. Intensitas sinar yang melewati sel
sampel juga dihitung untuk panjang gelombang yang sama – disimbolkan dengan A.
Hubungan antara A (absorbansi) dan kedua intensitas adalah:


Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 2
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

Umumnya berdasarkan diagram di atas, anda akan mendapatkan absorbansi
berkisar dari 0 hingga 1, tetapi dapat pula lebih tinggi dari itu.
Absorbansi 0 pada suatu panjang gelombang artinya tidak ada sinar dengan
panjang gelombang tertentu yang diserap. Intensitas berkas sampel dan pembanding sama,
jadi perbandingan Io/I adalah 1. Log10 dari satu adalah nol.
Absorbansi 1 terjadi ketika 90 % sinar pada suatu panjang gelombang diserap –
10 % lainnya tidak diserap.
Dalam hal ini, Io/I is 100/I0 (=10) dan log10 of 10 adalah 1.

1

Cara Kerja
o Cara kerja spektronik-20
Steker dihubungkan dengan sumber tegangan yang telah distabilkan dan tegangan
yang sesuai. Alat dinyalakan dengan memutar knop 1 ke kanan sampai lampu

indikator menyala. Panjang gelombang diatur ke posisi panjang gelombang yang
paling sesuai dengan memutar tombol panjang gelombang. Jarum penunjuk skala
dinolkan dengan memutar knop 1. Kuvet yang berisi larutan blangko dimasukkan ke
dalam tempat sel dan jarum diatur menunjuk hingga menunjukkan angka T=100%,
atau A=0,0. Dengan memutar knop-2. Larutan blanko dikeluarkan dan sampel
dimasukkan ke dalam tempat sel. %T dibaca atau dicatat.
Dua langkah terakhir diulangi untuk pengukuran larutan dan sampel selanjutnya.
o Cara kerja praktikum
1. 1 ml larutan standar baku Fe(II) 100 ppm dipipet dan dimasukkan ke
dalam labu ukur 100 ml. satu tetes Na-asetat 0,2 M, 5ml larutan
hidroksilaminklorida 10%, dan 5 ml larutan o-phenantrolin 0,25%
ditambahkan ke dalam labu ukur tersebut. Kemudian larutan di dalam
labu ukur tersebut diencerkan sampai tanda batas.
2. Dengan cara yang sama, larutan dengan volume larutan besi 0, 2, 3, dan 4
ml dibuat. Jumlah tetes larutan Na-asetat disesuaikan dengan volume besi

Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 3
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga


yang dipipet, selanjutnya, 5 ml larutan o-phenantrolin 0,25%, 5 ml larutan
hidroksilaminklorida ditambahkan ke dalam labu ukur dan campuran
tersebut diencerkan hingga tanda batas.
3. Dengan cara yang sama juga dilakukan terhadap larutan sampel air yang
ada. 25 ml sampel air dipipet ke dalam labu takar 100 ml. 1 tetes Naasetat 0,2 M, 5 ml larutan hidroksilaminklorida 10% dan 5 ml larutan ophenantrolin 0,25% ditambahkan ke dalam labu ukur dan kemudian
larutan diencerkan sampai tanda batas.
4. Pengukuran panjang gelombang maksimum dilakukan dengan melakukan
perbandingan pengukuran antara larutan blanko dan salah satu larutan
yang sudah dibuat sebelumnya.
5. Keenam larutan tersebut diukur pada panjang gelombang maksimum
yang diperoleh.
6. Grafik absorban terhadap panjang gelombang dan grafik A terhadap
berbagai C dibuat.

2

Data Pengamatan

Pada pengukuran panjang gelombang maksimum, didapatkan data sebagai

berikut:

Panjang Gelombang Maksimum = 510 nm, absorbansi= 1,514
Fe (II) (ml)
0
1
2
3
4
Air keran
Fe(2,5)

3

Absorban(A)
0
0,2875
0,4006
0,6538
0,9032

0,0919
0,4976

Perhitungan

Perhitungan konsentrasi Fe2+
M1 V1 = M2 V2
Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 4
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

[Fe2+].100 ml = 100 ppm . volume larutan [Fe2+] yang diteteskan/dicampurkan
[Fe2+] ¿ 100 ppm . volume larutan ¿ ¿
Untuk 1 ml Fe2+, [Fe2+] =

100 ppm. 1 ml
=1 ppm
100 ml


Untuk 2 ml Fe2+, [Fe2+] =

100 ppm. 2 ml
=2 ppm
100 ml

Untuk 3 ml Fe2+, [Fe2+] =

100 ppm. 3 ml
=3 ppm
100 ml

Untuk 4 ml Fe2+, [Fe2+] =

100 ppm. 4 ml
=4 ppm
100 ml

Untuk sampel 2,5 ml Fe2+, [Fe2+] =


100 ppm . 2,5 ml
=2,5 ppm
100 ml

Dipilih panjang gelombang maksimal yaitu 510 nm.

Fe (II) (ml)
0
1
2
3
4
Air Keran
Fe (2,5)

Absorban

Konsentrasi

0

0,2875
0,4006
0,6538
0,9032
0,0919
0,4976

(ppm)
0
1
2
3
4
2,5

Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 5
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

Grafk Absorbansi Terhadap Konsentrasi Fe(II)
1

Absorbansi

0.8
0.6

f(x) = 0.22 x + 0.01
R² = 0.99

0.4
0.2
0

Grafk Absorbansi
Terhadap Konsentrasi
Fe(II)
Linear (Grafk Absorbansi Terhadap
Konsentrasi Fe(II))

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Konsentrasi

Absorbansi = 0,217 . Konsentrasi + 0,014
Dengan kata lain, Konsentrasi = (Absorbansi - 0,014) / 0,217
Dalam Air Keran, ¿
Dalam , ¿

Galat Konsentrasi Fe(II) 2,5 ml adalah

2,5−2,228
X 100% = 12%
2,228

4

Analisis dan Pembahasan

Pada percobaan ini, panjang gelombang 510 nm digunakan sebagai panjang
gelombang untuk menganalisis kadar besi di dalam larutan karena pada panjang
gelombang ini, absorbansi sinar mempunyai nilai maksimal, dengan kata lain,
pada panjang gelombang ini, sinar yang dipancarkan oleh spektrofotometer
paling banyak diserap oleh larutan. Oleh karena itu, pengukuran pada panjang
gelombang 510ini menghasilkan pengukuran yang akurat. Dan juga kita
menggunakan pannjang gelombang maksimum untuk meminimalisir kesalahan.
Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 6
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

Natrium asetat merupakan suatu garam yang bersifat basa yang merupakan
buffer/penyangga. Kehadiran natrium asetat dalam larutan menyebabkan
larutan tidak berubah pH-nya secara signifkan jika larutan tersebut ditambah
larutan lain yang bersifat asam atau basa. Dengan kata lain Natrium Asetat
berfungsi untuk menjaga larutan berada pada pH yang sesuai. Orto-phenantrolin
dalam percobaan ini berfungsi sebagai pembentuk senyawa kompleks sehingga
dalam bentuk senyawa kompleks, ion besi dapat memberikan warna yang dapat
dianalisis dengan metode spektrofotometri dengan memperhitungkan besar
persentase transmitan atau absorbansinya.
Hidroksilamin klorida dalam larutan berfungsi agar ion besi tetap stabil berada
pada keadaan bilangan oksidasi 2+. Sehingga kompleks yang tersebut bersifat
sangat stabil dan dapat diukur absorbansi atau persen transmittannya
menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang sekitar 508 nm.
Menurut Permenkes No: 416/MENKES/PER/IX/1990, kadar besi maksimal yang
diperbolehkan di dalam air sehingga air dikatakan sebagai air bersih adalah 0,3
miligram per liter atau 0,3 ppm. Kadar besi dalam air keran yang diteliti adalah

0.35 ppm, karena itu menurut percobaan ini air keran yang kami jadikan sebagai
sampel tidak memenuhi standar kadar besi maksimal dalam air sesuai dengan
peraturan pemerintah.
Dalam percobaan penentuan konsentrasi sampel, kami mempunyai galat 12 %
dalam arti lain, hasil percobaan dengan hasil teoritis berselisih 12 %. Penyebab
dari galat ini adalah mungkin karena kuvet nya terlalu sering diganti-ganti
sehingga larutan Fe(II) terkontaminasi oleh zat yang sebelumnya ada di kuvet.

5

Kesimpulan
 Kadar besi dalam air keran Laboratorium Kimia Analitik Institut Teknologi Bandung
adalah 0,35 ppm.
 Kadar besi dalam sumber air yang diteliti tidak memenuhi syarat untuk syarat kadar
besi maksimum yang diperbolehkan di dalam air bersih.

Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 7
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

6

Daftar Pustaka

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/
spektrum_serapan_ultraviolet-tampak__uv-vis_/hukum_beer_lambert/

diakses

pada tanggal 22 Oktober 2012 pukul 12:05
http://catatankimia.com/catatan/spektofotometri-uv-vis.html

diakses

pada

diakses

pada

tanggal 22 Oktober 2012 pukul 12:05
http://catatankimia.com/catatan/spektofotometri-uv-vis.html
tanggal 22 Oktober 2012 pukul 12:05
Harvey,David.2000.Modern

Analytical

Chemistry.

1st

halaman (369-445)

Bangkit Dana Setiawan/ 13011089
Laporan Praktikum Kimia Analitik
Page 8
Modul 2- Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga

ed.

Mc-grawhill.USA.