SPEKTROFOTOMETER

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spectrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau yang di absorpsi.

Fungsi masing-masing bagian:

1.      Sumber sinar polikromatis berfungsi sebagai sumber sinar polikromatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Untuk sepktrofotometer

·         UV menggunakan lampu deuterium atau disebut juga heavi hydrogen

·         VIS menggunakan lampu tungsten yang sering disebut lampu wolfram

·         UV-VIS menggunan photodiode yang telah dilengkapi monokromator.

·         Infra merah, lampu pada panjang gelombang IR. 

2.      Monokromator berfungsi sebagai penyeleksi panjang gelombang yaitu mengubah cahaya yang berasal dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monaokromatis. Jenis monokromator yang saat ini banyak digunakan adalan gratting atau lensa prisma dan filter optik.

Jika digunakan grating maka cahaya akan dirubah menjadi spektrum cahaya. Sedangkan filter optik berupa lensa berwarna sehingga cahaya yang diteruskan sesuai dengan warnya lensa yang dikenai cahaya. Ada banyak lensa warna dalam satu alat yang digunakan sesuai dengan jenis pemeriksaan.

3.      Sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel

UV, VIS dan UV-VIS menggunakan kuvet sebagai tempat sampel. Kuvet biasanya terbuat dari kuarsa atau gelas, namun kuvet dari kuarsa yang terbuat dari silika memiliki kualitas yang lebih baik. Hal ini disebabkan yang terbuat dari kaca dan plastik dapat menyerap UV sehingga penggunaannya hanya pada spektrofotometer sinar tampak (VIS). Cuvet biasanya berbentuk persegi panjang dengan lebar 1 cm.

IR, untuk sampel cair dan padat (dalam bentuk pasta) biasanya dioleskan pada dua lempeng natrium klorida. Untuk sampel dalam bentuk larutan dimasukan ke dalam sel natrium klorida. Sel ini akan dipecahkan untuk mengambil kembali larutan yang dianalisis, jika sampel yang dimiliki sangat sedikit dan harganya mahal.

4.      Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Syarat-syarat sebuah detektor :

·         Kepekaan yang tinggi

·         Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

·         Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.

·         Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.

·         Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

 Macam-macam detektor :

·         Detektor foto (Photo detector)

·         Photocell, misalnya CdS.

·         Phototube

·         Hantaran foto

·         Dioda foto

·         Detektor panas

5.      Read out merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detektor.

Proses Absorbsi Cahaya pada Spektrofotometri

Ketika cahaya dengan panjang berbagai panjang gelombang (cahaya polikromatis) mengenai suatu zat, maka cahaya dengan panjang gelombang tertentu saja yang akan diserap. Di dalam suatu molekul yang memegang peranan penting adalah elektron valensi dari setiap atom yang ada hingga terbentuk suatu materi. Elektron-elektron yang dimiliki oleh suatu molekul dapat berpindah (eksitasi), berputar (rotasi) dan bergetar (vibrasi) jika dikenai suatu energi.

Jika zat menyerap cahaya tampak dan UV maka akan terjadi perpindahan elektron dari keadaan dasar menuju ke keadaan tereksitasi. Perpindahan elektron ini disebut transisi elektronik. Apabila cahaya yang diserap adalah cahaya inframerah maka elektron yang ada dalam atom atau elektron ikatan pada suatu molekul dapat hanya akan bergetar (vibrasi). Sedangkan gerakan berputar elektron terjadi pada energi yang lebih rendah lagi misalnya pada gelombang radio.

Atas dasar inilah spektrofotometri dirancang untuk mengukur konsentrasi suatu suatu yang ada dalam suatu sampel. Dimana zat yang ada dalam sel sampel disinari dengan cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Ketika cahaya mengenai sampel sebagian akan diserap, sebagian akan dihamburkan dan sebagian lagi akan diteruskan.

Faktor-faktor yang sering menyebabkan kesalahan dalam menggunakan spektrofotometer dalam mengukur konsentrasi suatu analit:

1.      Adanya serapan oleh pelarut. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan blangko, yaitu larutan yang berisi selain komponen yang akan dianalisis termasuk zat pembentuk warna.

2.      Serapan oleh kuvet. Kuvet yang ada biasanya dari bahan gelas atau kuarsa, namun kuvet dari kuarsa memiliki kualitas yang lebih baik.

3.      Kesalahan fotometrik normal pada pengukuran dengan absorbansi sangat rendah atau sangat tinggi, hal ini dapat diatur dengan pengaturan konsentrasi, sesuai dengan kisaran sensitivitas dari alat yang digunakan (melalui pengenceran atau pemekatan).

ION SELEKTIF ELEKTRODA

 

ION SELEKTIF ELEKTRODA

Metoda potensiometri telah digunakan untuk mendeteksi titik akhir titrasi.Sekarang, metode ini dapat digunakan secara langsung untuk menentukan konsentrasi suatu ion  (Ion selective electrode)

Metoda potensiometris didasarkan pada pengukuran beda potensial yang terjadi antara sepasang elektroda dalamlarutan yakni elektroda pembanding (EP) dengan elektroda indikator (EI) iontertentu dimana besarannya merupakan fungsi logaritma dari aktifitas ion tertentuyang ditunjuknya. Penentuan secara langsung suatu ion dalam larutandimungkinkan dengan pemilihan elektroda indicator bagi ion dimaksud.Pada elektroda ion selektif sistem elektrodanya menggunakan suatu sistem penyekat khusus yang memungkinkan dia dapat respon selektif terhadap iontertentu, dapat berupa membran gelas, kristal garam tertentu maupun resin penukar ion.

Hubungan yang linear antara besaran dengan potensial dengan konsentrasi ionsianida dapat dialurkan pada yaitu:a.Kurva semi logaritma dimana besaran konsentrasi ion pada absis denganskala log-nya dan potensial sel (E) pada skala biasa b.Pada grafik biasa (mm block) antara beda potensial terhadap nilai minuslogaritma konsentrasi ionnya

Elektroda ini mengandung membran gelas, kristal atau cairan yangmempunyai sifat perbedaan potensial antara membran dan elektrolit yang kontak dengan membran tersebut ditentukan oleh aktifitas dari ion tertentu. Elektrodamembran yang paling tua dan paling banyak digunakan adalah elektroda gelas.Elektroda ini dikatakan selektif-ion karena hanya spesifik untuk ion H⁺. Elektrodaini dapat dilihat pada Gambar.

Elektroda gelas ini terdiri dari membran yang sangat tipis yang terbuat darigelas yang permeabel terhadap ion H⁺. Elektroda Ag ½AgCl dicelupkan ke dalamlarutan buffer yang mengandung ion Cl^-. Kadang-kadang digunakan jugaelektroda kalomel untuk mengganti elektroda Ag ½AgCl. Elektroda gelasterutama digunakan pada pengukuran pH.Dengan melakukan pengukuran terhadap deretan larutan standar ion sianidakemudian dialurkan nilai potensial selnya terhadap konsentrasi ion akandidapatkan kurva kalibrasi standar yang dapat digunakan langsung bagi penentuankonsentrasi ion CN^- dari larutan tugas. Pada elektroda ion selektif sianida inimembutuhkan lingkugan suasana basa dengan penambahan larutan NaOH.

titik akhir dalam titrasiatau langsung ditentukan konsentrasinya dari pengukuran potensial. Selainmembran polimer, membrane padat lainnya adalah elektroda enzim yang saat ini juga sudah tersedia. Salah satu contoh pemakaian elektroda membran cair adalah penentuan ion Ca dimana garam Ca dari asam dodesilfosfat merupakan komponenaktif dalam pelarut di-n-asetilfenil fosfonat. Sedang membran cair anion selektif diperoleh dengan menggunakan spesies kationik yang secara selektif menarik anion kedalam pelarut organik. Sebagai contoh :

1. Komplek besi(II) fenantrolin yang secara selektif mengekstrak perklorat2. Komplek nikel yang secara selektif mengekstrak nitratMembran zat padat dipersiapkan dari AgCl, AgBr berperanan sepertimembran yang spesifik untuk Ag

+

, karena tingginya konduktivitas ionik Ag

+

dibandingkan dengan Cl

-

dan Br 

-

. Ag

2

S juga dapat digunakan bersama-samadengan logam sulfida lain seperti CuS, PbS dan CdS yang responsif terhadaplogam-logam tertentu.Demikian juga elektroda enzim dapat digunakan untuk mengukur glukosadan urea. Elektroda tersebut biasanya digunakan untuk penentuan enzim dan zatyang berinteraksi dengan enzim, misalkan elektroda sensitif amigdofin dapatdibuat dengan mengimpregnasikan β-glukosidase dalam suatu lapisan gel yangdigabungkan dengan elektroda membran sensitif sianida.Suatu elektroda sensitif CO

2

terdiri atas elektroda gelas sensitif H

+

yangsekelilingnya diselimuti lapisan larutan Na

2

CO

3

yang dapat menahan gasCO

2

.Elektroda ini sangat bermanfaat dalam kimia lingkungan untuk analisiskarbondioksida terlarut dalam sampel air.Jenis membran ion-selektif yaitu Ada empat tipe utama ion-selektif membran yang digunakan dalam elektroda selektif ion: membran kaca,membranKristal, membran ion exchange dan senyawa elektroda.

1.

Kaca membranKacamembran yang dibuat dari pertukaran ion-jenis kaca(silikatatau chalcogenide).Jenis ISE telah baik selektivitas,tapi hanya untuk beberapa  bermuatan tunggalkation;terutama H

+,

Na

+,

dan Ag

+.

 Chalcogenide kacajugamemiliki selektivitas untuk ganda bermuatan ion ogam, seperti Pb

2 +

dan Cd

2+

. The glass membrane has excellent chemical durability and can work in veryaggressive media. Gelas kimia membran memiliki daya tahan yang sangat baik dan dapat bekerja di media yang sangat agresif. Sebuah contoh yang sangatumum jenis elektroda ini adalahpH elektroda kaca.

2.

Membran kristal

Adapun klasifikasi elektroda selektif ion berdasarkan membran yangdigunakan yaitu:

a.Membran Kristal

·         -Kristal tunggal.

·         -Polikristalin atau Kristal campuran.

 b.Non kristalin membrane

·         -Gelas

·         -Cairan

·         -Cairan polimer

Dapat dikatakan bahwa elektroda ion selektif terdiri atas membran yangresponsif secara selektif terhadap suatu spesies ion tertentu dan mengadakankontak bagian luarnya dengan larutan yang akan ditentukan. Sedang bagian dalam berisi larutan yang mempunyai aktifitas tertentu yang mengadakan kontak denganelektroda pembanding.Membran yang digunakan dapat berupa polimer ataupun membran cair yangterdiri atas pelarut yang tidak bercampur dengan air dan suatu reagen yang bersifat sebagai pengekstraksi melalui mekanisme chelat. Jika membran cair tersebut memisahkan dua larutan, selektivitas ion tercapai terlebih dahulu melaluiselektif ion tertentu melalui fase membran dan juga melalui perbedaan mobilitasion dalam membran. Biasanya penukar ion seperti TOA, Amberlit LA-1, LA-2,Aliquot 336S atau penukar kation cair seperti asam bis 2-etilheksilfosfat(HDEHP), asam dinonilnaftalen sulfonat (DNS) digunakan sebagai bahanmembran.Elektroda selektif dapat digunakan sebagai detektor titik akhir dalam titrasiatau langsung ditentukan konsentrasinya dari pengukuran potensial. Selainmembran polimer, membrane padat lainnya adalah elektroda enzim yang saat ini juga sudah tersedia. Salah satu contoh pemakaian elektroda membran cair adalah penentuan ion Ca dimana garam Ca dari asam dodesilfosfat merupakan komponenaktif dalam pelarut di-n-asetilfenil fosfonat. Sedang membran cair anion selektif diperoleh dengan menggunakan spesies kationik yang secara selektif menarik anion kedalam pelarut organik. 

 PRINSIP KERJA ISE

Elektroda Selektif ion (ESI) adalah sel paro elektrokimia (elektroda) yang menggunakan membran selektif ion sebagai elemen  pengenal (sensor), karenanya ESI akan lebih merespon analit yang disensornya dibandingkan ion lain yang berada bersama-sama dalam sampel. Membran merupakan lapisan tipis bersifat semipermeabel yang memisahkan 2 fasa dengan permeabilitas yang terkontrol.
Pada saat kontak dengan larutan analit, bahan aktif membran akan mengalami disosiasi menjadi ion-ion bebas pada antarmuka membran dengan larutan. Jika anion yang berada dalam larutan dapat menembus batas antarmuka membran dengan larutan yang tidak saling campur, maka akan terjadi reaksi pertukaran ion dengan ion bebas pada sisi aktif membran sampai mencapai kesetimbangan  elektrokimia.

Cara Kerja

1. Isi ke botol digital buret dengan larutan standar 1000 ppm CN-, set alatdengan menekan tombol Fill , kemudian tombol Clear, minimumkan speedregulatornya.

2. Siapkan 6 buah labu ukur 50 mL, kepada labu ke dua masukkan ujung buret, masukkan 50 mL, tekan dengan hati – hati tombol Go gunamengeluarkan 0,050 mL larutan standar sianida 1000 ppm CN-

3.Dengan cara yang sama keluarkan 0,200 ; 0,800 ; 3,200 ; 12,800 mLlarutan standar sianida 1000 ppm ke dalam labu ke 3 s/d ke 6.

4. Tambahkan masing – masing 5 mL NaOH 1 N, lalu encerkan sampaitanda batas dengan aquadest, maka akan didapatkan deretan standar 0 ; 1,0 ;4,0 ; 16,0 ; 64,0 ; 256,0 ppm CN-

5.Pasangkan elektroda ion selektif sianida pada alat pH / ion meter, celupkanelektroda bersama termometer kepada larutan blanko. Ukur suhunya dan atur tombol koreksi suhu pada nilai suhu larutan dengan menekan tombol up /down.6.Tekan mode untuk memilih fungsi mV, biarkan stabil dan catat nilai beda potensial yang ditunjukkan sebagai E dalam mV.