POLARIMETER

POLARIMETER

Polarimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya putaran optik yang dihasilkan oleh suatu zat yang bersifat optis aktif yang terdapat dalam larutan. Jadi polarimeter ini merupakan alat yang didesain khusus untuk mempolarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dpat memutar bidang polarisasi, sedangkan yang dimaksud dengan polarisasi adalah pembatasan arah getaran (vibrasi) dalam sinar atau radiasi elektromagnetik yang lain.

Untuk mengetahui besarnya polarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif, maka beesarnya perputaran itu bergantung pada beberapa faktor yakni :

·         struktur molekul

·          temperatur

·          panjang gelombang

·          banyaknya molekul pada jalan cahaya, jenis zat, ketebalan, konsentrasi dan juga pelarut

Prinsip kerja alat polarimeter adalah sebagai berikut, sinar yang datang dari sumber cahaya (misalnya lampu natrium) akan dilewatkan melalui prisma terpolarisasi (polarizer), kemudian diteruskan ke sel yang berisi larutan. Dan akhirnya menuju prisma terpolarisasi kedua (analizer).

Macam macam polarisasi antara lain, polarisasi dengan absorpsi selektif, polarisasi akibat pemantulan, dan polarisasi akibat pembiasan ganda.

1. Polarisasi dengan absorpsi selektif, dengan menggunakan bahan yang akan melewatkan (meneruskan) gelombang yang vektor medan listriknya sejajar dengan arah tertentu dan menyerap hampir semua arah polarisasi yang lain.
2. Polarisasi akibat pemantulan, yaitu jika berkas cahaya tak terpolarisasi dipantulkan oleh suatu permukaan, berkas cahya terpanyul dapat berupa cahaya tak terpolarisasi, terpolarisasi sebagian, atau bahkan terpolarisasi sempurna.

3.      Polarisasi akibat pembiasan ganda, yaitu dimana cahaya yang melintasi medium isotropik (misalnya air). Mempunyai kecepatan rambat sama kesegala arah. Sifat bahan isotropik yang demikian dinyatakan oleh indeks biasnya yang berharga tunggal untuk panjang gelombang tertentu.  Pada kristal – kristal tertentu misalnya kalsit dan kuartz, kecepatan cahaya didalamnya tidak sama kesegala arah. Bahan yang demikian disebut bahan anisotropik ( tidak isotropik). Sifat anisotropik ini dinyatakan dengan indeks bias ganda untuk panjang gelombang tertentu. Sehingga bahan anisotropik juga disebut bahan pembias ganda.

Cara Kerja

1. Siapkan larutan sampel yang akan diuji.

2. Tabung porselin dibersihkan dengan air.

3.Tabung porselin diisi dengan aquades sampai penuh, diusahakan jangan sampai timbul gelembung udara, kemudian tabung ditutup hingga rapat.

4.Tabung dimasukkan ke dalam polarimeter

5.Analizer diputar hingga medan pandang yang nampak pada teropong gelap semua.

6.Kedudukan sudut polarizer dapat dibaca pada skala polarimeter.

7.Kemdian atur cahaya hingga terlihat setengah terang, terang, setengah gelap dan diukurPutaran optiknya.

8.Suhu aquades diukur dengan menggunakan thermometer.

9.Tabung porselin dicuci hingga bersih.

Komponen polarimeter

1.      Sumber cahaya monokromat
Yaitu sinar yang dapat memancarkan sinar monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah lampu Natrium dengan panjang gelombang 589,3 nm. Selain itu juga dapat digunakan lampu uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm.

2.      Polisator dan analisator
Polarisator berfungsi untuk menghasilkan sinar terpolarisir. Sedangkan analisator berfungsi untuk menganalisa sudut yang terpolarisasi. Yang digunakan sebagai polarisator dan analisator adalah prisma nikol.

3.      Prisma setengah nikol
Merupakan alat untuk menghasilkan bayangan setengah yaitu bayangan gelap dan gelap terang.

4.      Skala lingkar
Merupakan skala yang bentuknya melingkar dan pembacaan skalanya dilakukan jika telah didapatkan pengamatan tepat baur-baur.

5.      Wadah sampel (tabung polarimeter)
Wadah sampel ini berbentuk silinder yang terbuat dari kaca yang tertutup dikedua ujungnya berukuran besar dan yang lain berukuran kecil, biasanya mempunya
ukuran panjang 0,5 ; 1 ; 2 dm. Wadah sampel ini harus dibersihkan secara hari-hati dan tidak boleh ada gelembung udara yang terperangkap didalamnya.

6.      Detektor
Pada polarimeter manual yang digunakan sebagai detektor adalah mata, sedangkan polarimeter lain dapat digunakan detektor fotoelektrik.

Beberapa hal yang harus diperhatikan pada penggunaan polarimeter, yaitu:

1. Larutan sampel harus jernih atau tidak mengandung partikel yang tersuspensi di dalamnya. Partikel tersebut akan menghamburkan cahaya yang melewati larutan.
2. Tidak terdapat gelembung udara pada tabung sampel saat diisi larutan.
3. Selalu dimulai dengan menentukan keadaan nol untuk mengkoreksi pembacaan.
4. Pembacaan rotasi optik dilakukan beberapa kali, sampai didapat data yang dapat dihitung rata-ratanya

REFRAKTOMETER

Pengertian Refraktometer dan Indeks bias - Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar/ konsentrasi bahan terlarut. Misalnya gula, garam, protein, dsb. Prinsip kerja dari refraktometer sesuai dengan namanya adalah memanfaatkan refraksi cahaya. Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernest Abbe seorang ilmuan dari German pada permulaan abad 20 (Anonim, 2010).

            Indeks bias adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Indeks bias berfungsi untuk identifikasi zat kemurnian, suhu pengukuran dilakukan pada suhu 20^oC dan suhu tersebut harus benar-benar diatur dan dipertahankan karena sangat mempengaruhi indeks bias. Harga indeks bias dinyatakan dalam farmakope Indonesia edisi empat dinyatakan garis (D) cahaya natrium pada panjang gelombang 589,0 nm dan 589,6 nm. Umumnya alat dirancang untuk digunakan dengan cahaya putih. Alat yang digunakan untuk mengukur indeks bias adalah refraktometer ABBE. Untuk mencapai kestabilan, alat harus dikalibrasi dengan menggunakan plat glass standart (Anonim, 2010).

            Refraktometer Abbe adalah refraktometer untuk mengukur indeks bias cairan, padatan dalam cairan atau serbuk dengan indeks bias dari 1,300 sampai 1,700 dan persentase padatan 0 sampai 95%, alat untuk menentukan indeks bias minyak, lemak, gelas optis, larutan gula, dan sebagainnya, indeks bias antara 1,300 dan 1,700 dapat dibaca langsung dengan ketelitian sampai 0,001 dan dapat diperkirakan sampai 0,0002 dari gelas skala di dalam (Mulyono, 1997).

            Pengukurannya didasarkan atas prinsip bahwa cahaya yang masuk melalui prisma-cahaya hanya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan alas

Sumber:

Refractometer

Refractometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarut misalnya : Gula, Garam, Protein dsb. Prinsip kerja dari refractometer sesuai dengan namanya adalah dengan memanfaatkan refraksi cahaya. Seperti terlihat pada Gambar di bawah ini sebuah sedotan yang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air akan terlihat terbengkok. Pada Gambar kedua sebuah sedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas yang berisi lauran gula. Terlihat sedotan terbengkok lebih tajam. Fenomena ini terjadi karena adanya refraksi cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut (Rapat Jenis Larutan), maka sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional. Besarnya sudut pembengkokan ini disebut Refractive Index (nD). Refractometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German pada permulaan abad 20.

Adapun prinsip kerja dari refractometer dapat digambarkan sebagai berikut :

1. Dari gambar dibawah ini terdapat 3 bagian yaitu : Sample, Prisma dan Papan Skala. Refractive index prisma jauh lebih besar dibandingkan dengan sample.
2. Jika sample merupakan larutan dengan konsentrasi rendah, maka sudut refraksi akan lebar dikarenakan perbedaan refraksi dari prisma dan sample besar. Maka pada papan skala sinar “a” akan jatuh pada skala rendah.
3. Jika sample merupakan larutan pekat / konsentrasi tinggi, maka sudut refraksi akan kecil karena perbedaan refraksi prisma dan sample kecil. Pada gambar terlihar sinar “b” jatuh pada skala besar.

Dari penjelasan di atas jelas bahwa konsentrasi larutan akan berpengaruh secara proporsional terhadap sudut refraksi. Pada prakteknya Refractometer akan ditera pada skala sesuai dengan penggunaannya. Sebagai contoh Refractometer yang dipakai untuk mengukur konsentrasi larutan gula akan ditera pada skala gula. Begitu juga dengan refractometer untuk larutan garam, protein dll.

Konsentrasi bahan terlarut sering dinyatakan dalam satuan Brix(%) yaitu merupakan pronsentasi dari bahan terlarut dalam sample (larutan air). Kadar bahan terlarut merupakan total dari semua bahan dalam air, termasuk gula, garam, protein, asam dsb. Pada dasarnya Brix(%) dinyatakan sebagai jumlah gram dari cane sugar yang terdapat dalam larutan 100g cane sugar. Jadi pada saat mengukur larutan gula, Brix(%) harus benar-benar tepat sesuai dengan konsentrasinya.

Dibawah ini tabel yang menunjukkan korelasi antara Brix(%) dengan Refractive Index (nD).

pHmeter dan Turbidimeter

pHmeter

skema kerja

Prinsip Kerja pHmeter

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat di luar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif. Elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan. Skema elektroda pH meter akan mengukur potensial listrik antara Merkuri Klorid (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang merupakan larutan di dalam gelas elektroda serta petensial antara larutan dan elektroda perak. Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah tergantung sampelnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunakan larutan yang equivalent yang lainnya untuk menetapkan nilai pH.

Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang berinteraksi dengan HgCl diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsure natrium. Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh dan tersambung dengan gelembung kaca yang tipis. Di dalamnnya terdapat larutan KCl yang buffer ph 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl2) dihubungkan ke dalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh elektrik yang tidak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat di bagian dalam elektroda gelas. Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature, yakni suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperature. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.

Cara pengukuran larutan adalah sebagai berikut
1. Siapkan sampel larutan yang akan di check pH-nya.
2. Jika larutan panas, biarkan larutan mendingin sampai dengan suhunya sama dengan suhu ketika kalibrasi. Contohnya jika kalibrasi dilakukan pada suhu 20°C maka pengukuran pun dilakukan pada suhu 20°C.
3. Buka penutup plastic elektroda, bilas dengan air DI dan keringkan dengan menggunakan kertas tisu.
4. Nyalakan pH meter dengan menekan tombol ON/OFF.
5. Masukan elektroda kedalam sampel, kumudian putar agar larutan homogeny.
6. Tekan tombol MEAS untuk memulai pengukuran, pada layar akan muncul tulisan HOLD yang kelapkelip.
7. Biarkan sampai tulisan HOLD pada layar berhenti kelap-kelip.
8. Nilai pH yang ditunjukan pada layar adalah nilai pH larutan yang di check
9. Matikan pH meter dengan menekan kembali tombol ON/OFF

Pemeliharaan pH Meter
pH meter harus dirawat secara berkala untuk menjaga umur pakai dari alat tersebut.
Pemeliharaannya meliputi :
- Penggantian batere dilakukan jika pada layer muncul tulisan low battery
- Pembersihan elektroda bisa dilakukan berkala setiap minimal 1 minggu sekali. Pembersihannya menggunakan larutan HCl 0.1 N (encer) dengan cara direndam selama 30 menit kemudian dibersihkan dengan air DI.
- Ketika tidak dipakai, elektroda utama bagian gelembung gelasnya harus selalu berada pada keadaan lembab. Oleh karena itu, penyimpanan elektroda disarankan selalu direndam dengan menggunakan air DA. Penyimpanan pada posisi kering akan menyebabkan membran gelas yang terdapat pada gelembung elektroda akan mudah rusak dan pembacaannya tidak akurat.
- Ketika disimpan, pH meter tidak boleh berada pada suhu ruangan yang panas karena akan menyebabkan sensor suhu pada alat cepat rusak.

Untuk kalibrasi pH-meter diperlukan buffer standar 4, 7 dan 10

• Siapkan alat pH-meter beserta elektrode dan larutan buffer
• Nyalakan alat dan pilih mode kalibrasi
• Bilas elektrode dengan aquadest dan celupkan dalam larutan buffer yang pertama (pH buffer 4)
• Bilas elektrode dengan aquadest dan celupkan dalam larutan buffer yang kedua (pH buffer 7)
• Bilas elektrode dengan aquadest dan celupkan dalam larutan buffer yang ketiga (pH buffer 10)
• catat slope dan bandingkan dengan range slope pada manual alat, pH meter dapat digunakan bila berada dalam range yang terdapat pada manual alat

Kaliberasi pH meter memang sebaiknya dilakukan menggunakan 3 buffer yaitu buffer asam (biasanya ph 4), buffer netral (pH mendekati 7, kadang ada yang tidak pas 7), buffer basa ( pH sekitar 10). Namun terkadang bisa juga kita gunakan dua buffer saja, cara ini khusus untuk sample yang harga pH nya berada dalam rentang buffer standar, contohnya pH 5, maka digunakan beffer pH 4 dan buffer pH 7, kalau yang harganya belum diketahui atau berada diluar range standar sangat lebih baik gunakan 3 buffer.

Berikut prosedur kaliberasi untuk pH meter digital yang dilengkapi gambar.

pH meter merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur kadar asam dan basa dalam suatu larutan atau bahan. Prinsip kerja dari alat ini yaitu semakin banyak elektron pada sampel maka akan semakin bernilai asam begitu pun sebaliknya, karena batang pada pH meter berisi larutan elektrolit lemah. alat ini ada yang digital dan juga analog. pH meter banyak digunakan dalam analisis kimia kuantitatif.

Prosedur kalibrasi pH meter digital.

1. tekan tombol “mode” untuk memilih pH

2. Tekan tombol Setup dua kali, lalu tekan tombol Enter untuk menghapus standardisasi yang sudah ada sebelumnya

3. Tekan tombol STD untuk memulai kalibrasi yang baru.

4. Keluarkan elektroda dari wadah larutan. Bilas dengan air suling.

5. celupkan elektroda buffer pH 4, yang merah jambu. Aduk larutan supaya elektroda dapat mendeteksi dengan baik pH sebenarnya.

6. Tekan tombol STD lagi. Setelah membaca stabil, meteran akan kembali ke layar pengukur.Tekan tombol STD lagi untuk melakukan kalibrasi dengan larutan buffer kedua

7. keluarkan larutan buffer pH 4 dan bilas elektroda

8. celupkan elektroda di buffer pH 10 dan aduk memutar. Tekan STD lagi untuk melakukan kalibrasi dengan buffer tersebut. Meteran akan menampilkan slope kalibrasi dan kembali ke layar pengukur

TURBIDIMETER 

 SKEMA KERJA

Turbiditas merupakan pengukuran optik dari hamburan sinar yang dihasilkan. Hamburan sinar terjadi karena interaksi antara sinar yang diberikan dengan partikel suspensi yang terdispersi dalam larutan. Partikel-partikel suspensi tersebut dapat berupa lempung alga, material organik, mikroorganisme, material koloid dan bahkan molekul besar sekalipun seperti tannin dan lignin(Saidar,et.al, 2002).
Metode yang biasa digunakan untuk mengukur turbiditas suatu larutan adalah turbidimetri dengan alat turbidimeter. Dasar dari analisis turbidimetri adalah pengukuran intensitas cahaya yang ditranmisikan sebagai fungsi dari konsentrasi fase terdispersi, bilamana cahaya dilewatkan melalui suspensi maka sebagian dari energi radiasi yang jatuh dihamburkan dengan penyerapan, pemantulan, dan sisanya akan ditranmisikan (Khopkar, 2003).

Prinsip umum dari alat turbidimeter adalah sinar yang datang mengenai suatu partikel ada yang diteruskan dan ada yang dipantulkan, maka sinar yang diteruskan digunakan sebagai dasar pengukuran(Day and Underwood, 2002). Di bawah ini adalah salah satu contoh turbidimeter beserta aksesoris lainnya,(The Hach Model 2100P Portable Turbidimeter) (Hach 15mL Sample Cells)

Keistimewaan :
• hasil pembacaan langsung bentuk digital dalam range 0-1000 NTU
• sangat ideal untuk monitoring pengatur, pengawasan proses, atau studi lapangan
• dua sistem optikal detektornya dikompensasi/diimbangi dengan warna dalam sampel, cahaya fruktuasi dan cahaya sesatan

Bagan sistem kerja dari Hach Model 2100P Portable Turbidimeter:
Sistem yang terdiri sebuah lampu tungsten-filament, detektor 90° untuk memonitor cahaya yang terhambur dan suatu detektor untuk cahaya yang dipancarkan/diteruskan. Mikro prosesor instrumen menghitung perbandingan sinyal dari detektor 90° dan detektor cahaya tranmisi. Teknik perbandingan ini untuk mengoreksi gangguan dari warna atau cahaya material pengabsorpsi ( seperti karbon yang diaktipkan) dan mengkompensasi fluktuasi di (dalam) intensitas lampu, menyediakan stabilitas kalibrasi jangka panjang. Sistem optik ini juga didesain untuk meminimalisasi cahaya sesatan dan meningkatkan akurasi pengukuran.


Berdasarkan bagan di atas mulanya sebuah lampu tungsten-filamen memancarkan sinar radiasi yang kemudian melewati lensa/cermin. Oleh lensa, sinar tersebut disaring dan diteruskan menuju sampel. Karena sampel berisi partikel suspensi, maka beberapa sinar akan dihamburkan dan sebagian lagi diteruskan/ditransmisikan. Sinar yang dihamburkan akan dideteksi oleh detektor 90° , sedangkan sinar yang diteruskan oleh sampel dideteksi oleh detektor yang lain. Rasio dari kedua sinar yang terdeteksi akan digunakan sebagai dasar pengukuran turbiditas larutan, dengan persamaan sebagai berikut:

S = Log P0/P = k.b.N
dimana, S = turbiditas larutan
P0 = intensitas sinar yang datang
P = intensitas sinar yang ditransmisikan
k = konstanta turbiditas
b = tebal media
N = jumlah partikel/mm

Prosedur pengukuran turbiditas:

1. Tuangkan atau isikan sebagian sampel ke dalam cell hingga garis batas atas(kira-kira 15 mL)
2. Usap cell menggunakan kain atau tissue yang bersih untuk menghilangkan noda air atau bekas sidik jari
3. Tekan tombol I/O
Instrumen akan terbuka,kemudian tempatkan instrumen pada suatu permukaan (kokoh)/flat.dan jangan memegang instrumen ketika sedang melakukan pengukuran.
4. Masukkan cell sampel dalam ruang cell dengan mengorientasikan tanda garis pada bagian depan ruang cell
5. Pilih daerah/range secara manual atau otomatis dengan menekan tombol RANGE .
6. Memilih mode sinyal rata-rata dengan menekan tombol SIGNAL AVERAGE. Dan monitor akan menunjukkan SIG AVG ketika instrumen sedang menggunakan mode sinyal rata-rata
7. Tekan: READ
Monitor akan menunjukkan --- NTU,kemudian angka turbiditas akan muncul (dalam) NTU. Rekam atau catat angka turbiditas setelah simbol lampu padam