## Penentuan Konsentrasi Senyawa Berwarna KMnO 4 Dengan Metoda Spektroskopi UV Visible

## Lusia Eka Putri
Prodi  Farmasi,  Universitas  Dharma
Andalas Padang
Abstrak: Telah  dilakukan  percobaan  penentuan  konsentrasi larutan  kalium  permanganate  (KmnO 4 )  yang  belum  diketahui nilainya  menggunakan  analisis  spektoskopi  UV-Vis.  Data  yang diperoleh yaitu berupa panjang gelombang (λ) dan absorbansi (A) untuk  tiaplarutan  KMnO4  yang  sudah  diketahui  konsentrasinya yaitu  1x10-5  M,  0.5x10-5  M,0.25x10-5  M,  0.1x10-5  M,  dan 0.05x10-5  M.  Larutan  KMnO4  berbagai  konsentrasidiperoleh dari  pengenceran  menggunakan  pelarut  aquades.  Dari  data  yang diperoleh  kemudian  dibuat  grafik  linear  sehingga  diperoleh persamaan  garis  linear.  Selanjutnya  dapat  ditetukan  nilai absorbtivitas  (a)  larutan  KMnO4  yaitu  sebesar  6.0  .107,yang selanjutnya  dapat  digunakan  untuk  menentukan  konsentrasi KMnO4  yang  belum  diketahui  nilainya  menggunakan  hukum Lambert-beer.  Konsentrasi  dari  larutan  KMnO4  yang  belum diketahui nilainya yaitu sebesar 7.93.10-5 M.
Keywords: Larutan berwarna KMNO 4, Spektroskopi, Absorbsivitas

## PENDAHULUAN
Spektroskopi  UV-Vis salah  satu bentuk spektroskopi absorpsi. Pada cara ini cahaya  atau  gelombang  elektromagnetik, dalam  hal  ini  sinar  UV-Vis,  berinteraksi dengan zat kemudian diamati oleh absorpsi sinar.  Sesuai  dengan  ukuran  aatu  besarnya energi  yang  dimiliki  oleh  sinar  UV-Vis interaksi hanya terjadi dengan kulit luar zat dan  dari  ini  berasal  nama  “  Spektroskopi Elektronik”  kedalam  cara  ini  termasuk antara alin Kalometri, Fotometri, Spektrofotometri.
Spektrofotometri    UV-Vis    adalah anggota    teknik    analisis    spektroskopik yang  memakai  sumber  REM  (radiasi elektromagnetik) ultraviolet dekat (190-380 nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer. Spektrofotometri UV-Vis melibatkan energi elektronik  yang  cukup  besar  pada  molekul yang  dianalisis,  sehingga  spektrofotometri UV-Vis  lebih  banyak dipakai untuk analisa kuantitatif  dibandingkan  untuk  analisa kualitatif.
Spektrofotometri sesuai dengan namanya  adalah  alat  yang  terdiri  dari spectrometer dan fotometer.
Spektrofotometer  menghasilkan  sinar  dari spectrum  dengan  panjang  gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur  energy  relatif  jika  energy tersebut  ditransmisikan,  direfleksikan  atau diemisikan sebagai fungsi panjang gelombang.  Kelebihan  spektrofotometer dengan fotometer adalah panjang gelombang  dari  sinar  putih  dapat  lebih  di deteksi  dan  cara  ini  diperoleh  dengan  alat pengurai  seperti prisma, grating atau celah optis.  Pada  fotometer  filter  dari  berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek pada panjang gelombang tertentu (Gandjar,2007) Spektrum  elektromagnetik  dibagi dalam  beberapa  daerah  cahaya.  Suatu daerah  akan  diabsorbsi  oleh  atom  atau molekul  dan  panjang  gelombang  cahaya yang diabsorbsi dapat menunjukan struktur senyawa yang diteliti. Spektrum elektromagnetik  meliputi  suatu  daerah panjang  gelombang  yang  luas  dari  sinar gamma gelombang pendek berenergi tinggi sampai  pada  panjang  gelombang  mikro (Marzuki Asnah 2012)

## L USIA E KA P UTRI . P ENENTUAN K ONSENTRASI S ENYAWA B ERWARNA KM N O 4 …… 392
Spektrum  absorbsi  dalam  daerah- daerah  ultra  ungu  dan  sinar  tampak umumnya  terdiri  dari  satu  atau  beberapa pita  absorbsi  yang  lebar,  semua  molekul dapat  menyerap  radiasi  dalam  daerah  UV- tampak. Oleh karena itu mereka mengandung  electron,  baik  yang  dipakai bersama  atau  tidak,  yang  dapat  dieksitasi ke  tingkat  yang  lebih  tinggi.  Panjang gelombang  pada  waktu  absorbsi  terjadi tergantung  pada  bagaimana  erat  elektron terikat  di  dalam  molekul.  Elektron  dalam satu  ikatan  kovalen  tunggal  erat  ikatannya dan  radiasi  dengan  energy  tinggi,  atau
panjang  gelombang  pendek,  diperlukan eksitasinya (Wunas,2011)
Keuntungan utama metode spektrofotometri  adalah  bahwa  metode  ini memberikan cara sederhana untuk menetapkan  kuantitas  zat  yang  sangat kecil.  Selain  itu,  hasil  yang  diperoleh cukup  akurat,  dimana  angka  yang  terbaca langsung dicatat oleh detector dan tercetak dalam  bentuk  angka  digital  ataupun  grafik yang  sudah  diregresikan  (Yahya  S,2013).
Secara sederhana instrument spektrofotometeri yang disebut spektrofotometer terdiri dari :
Sumber cahaya –monokromatis –sel sampel –detector- read out
Gambar 1. Pembacaan spektrofotometer
Fungsi masing-masing bagian :
1. Sumber  sinar  polikromatis  berfungsi sebagai  sumber  sinar  polikromatis dengan berbagai macam rentang
panjang gelombang.
2. Monokromator  berfungsi  sebagai penyeleksi  panjang  gelombang  yaitu mengubah  cahaya  yang  berasal  dari sumber sinar polikromatis menjadi cahaya monokromatis.  Pada  gambar  di  atas disebut  sebagai  pendispersi  atau  penyebar cahaya.  dengan  adanya  pendispersi  hanya satu  jenis  cahaya  atau  cahaya  dengan panjang gelombang tunggal yang mengenai sel sampel. Pada gambar di atas hanya  cahaya  hijau  yang  melewati  pintu keluar.  Proses  dispersi  atau  penyebaran
cahaya seperti tertera pada gambar :
Gambar 2. Proses Dispersi atau Penyebaran cahaya
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.
4. Detektor  berfungsi  menangkap  cahaya yang  diteruskan  dari  sampel  dan mengubahnya menjadi arus listrik.
5. Read out merupakan suatu sistem baca yang  menangkap  besarnya  isyarat listrik yang berasal dari detektor
Adapun  hal-hal  yang  harus  diperhatikan dalam spektrofotometri adalah :
1. Pada  saat  pengenceran  alat  alat pengenceran  harus  betul-betul  bersih tanpa adanya zat pengotor
2. Dalam  penggunaan  alat-alat  harus betul-betul steril
3. Jumlah  zat  yang  dipakai  harus  sesuai dengan yang telah ditentukan
4. Dalam  penggunaan  spektrofotometri uv,  sampel  harus  jernih  dan  tidak keruh
5. Dalam  penggunaan  spektrofotometri uv-vis, sampel harus berwarna.
Serapan    dapat    terjadi    jika foton/radiasi    yang    mengenai    cuplikan memilikienergi  yang  sama  dengan  energi yang  dibutuhkan  untuk  menyebabkan terjadinyaperubahan  tenaga.  Jika  sinar monokromatik  dilewatkan  melalui  suatu lapisan  larutan  dengan  ketebalan (db) , maka penurunan intesitas sinar ( dl ) karena melewati lapisan larutan tersebut berbanding  langsung  dengan  intensitas radiasi  ( I ),  konsentrasi  spesies  yang menyerap  (c),  dan  dengan  ketebalan lapisan  larutan  (db).  Secara  matematis, pernyataan ini dapat dituliskan :
-dI = kIcdb bila  diintergralkan  maka  diperoleh persamaan ini :
I = I 0 e -kbc dan bila persamaan di atas diubah menjadi logaritma  basis  10,  maka  akan  diperoleh persamaan :
I = I 0 10 -kbc dimana : k/2,303 = a , maka  persamaan  di  atas  dapat  diubah menjadi persamaan :
Log  I0/I  =  abcatauA  =  abc  (Hukum Lambert-Beer)
Dimana : A = Absorban a = absorptivitas b = tebal kuvet (cm) c = konsentrasi
Bila  Absorbansi  (A)  dihubungkan dengan Transmittan (T) = I/I0 maka dapat diperoleh  A=log  1/T  . Absorptivitas (a) merupakan  suatu  konstanta  yang  tidak tergantung  pada  konsentrasi,  tebal  kuvet, dan  intensitas  radiasi  yang  mengenai larutan  sampel.  Tetapi  tergantung  pada suhu,  pelarut,  struktur  molekul,  dan panjang gelombang radiasi (Hariadi Arsyad, 2013)

## Hukum Lambeert-Beer
Cahaya  yang  diserap  diukur  sebagai absorbansi  (A)  sedangkan  cahaya  yang hamburkan  diukur  sebagai  transmitansi (T),  dinyatakan  dengan  hukum  lambert- beer atau Hukum Beer, berbunyi:
“Jumlah radiasi cahaya tampak (ultraviolet,  inframerah  dan  sebagainya) yang  diserap  atau  ditransmisikan  oleh suatu  larutan  merupakan  suatu  fungsi eksponen  dari  konsentrasi  zat  dan  tebal larutan”.
Berdasarkan hukum Lambert-Beer, rumus  yang  digunakan  untuk  menghitung banyaknya  cahaya  yang  hamburkan:T  = atau  %T  =  x  100  %  dan  absorbansi dinyatakan dengan rumus:
A= - log T = -log dimana  I 0 merupakan  intensitas  cahaya datang  dan  I t atau  I 1 adalah  intensitas cahaya setelah melewati sampel.
Rumus yang diturunkan dari Hukum Beer dapat ditulis sebagai:
A= a . b . c atau A = ε . b . c dimana: A  = absorbansi b  /  l  =  tebal  larutan  (tebal  kuvet diperhitungkan juga umumnya 1 cm) c   = konsentrasi larutan yang diukur
II. =  tetapan  absorptivitas  molar  (jika konsentrasi  larutan  yang  diukur dalam molar)

## L USIA E KA P UTRI . P ENENTUAN K ONSENTRASI S ENYAWA B ERWARNA KM N O 4 …… 394
a  = tetapan  absorptivitas  (jika  konsentrasi larutan yang diukur dalam ppm).
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) . (Sri Suyono, 2013)

## Absorpsi Cahaya
Secara  kualitatif  absorpsi  cahaya dapat  diperoleh  dengan  pertimbangan absorpsi cahaya pada daerah tampak. Kita “melihat”  obyek  dengan  pertolongan cahaya  yang  diteruskan  atau  dipantulkan. Apabila  cahaya  polikromatis  (cahaya putih)  yang  berisi  seluruh  spektrum panjang  gelombang  melewati  medium tertentu, akan menyerap panjang gelombang  lain,  sehingga  medium  itu akan tampak berwarna. Oleh karena hanya panjang  gelombang  yang  diteruskan  yang sampai ke  mata  maka panjang gelombang inilah  yang  menentukan  warna  medium. Warna  ini  disebut  warna  komplementer terhadap warna yang diabsorpsi. Spektrum tampak  dan  warna-warna  komplementer ditunjukkan dalam Tabel 1 berikut ini :
Tabel 1. Spektrum tampak dan warna-warna komplementer
Panjang gelombang (nm) Warna yang diabsorpsi Warna yang dipantulkan (komplementer) 340 –450 Lembayung Kuning – hijau 450 – 495 Biru Kuning 495 – 570 Hijau Violet 570 – 590 Kuning Biru 590 – 620 Jingga Hijau – biru 620 – 750 Merah Biru – hijau

## METODOLOGI PENELITIAN
Pembuatan  Larutan    Baku: Dibuat konsentrasi  larutan  KMnO 4 1x10 -5 M, 0.5x10 -5 M,  0.25x10 -5 M,  0.1x10 -5 M, 0.05x10 -5 M

## Pembuatan Kurva Baku
a. Mengeset  spektro  pada  mode  quantity dan tetapkan panjang gelombang sesuai hasil sebelumnya
b. Melakukan pengukuran serapan
(absorbansi) untuk masing-masing
larutan  baku,  mencatat  setiap  harga serapan untuk tiap larutan
c. Membuat kurva standar antar konsentrasi  (M)  vs  absorbansi  (A), menentukan  persamaan  garis  dengan metode regresi linear

## Penetapan Kadar Sampel
a. Memasukan  larutan  yang  berupa larutan  KMnO 4 ke  dalam  kuvet  (bila sampel padatan, larutkan dahulu dengan aquades)
b. Mengukur  serapan  pada  panjang gelombang maksimal,
kisaran absorban yang terbaca pada spektrofotometer hendaklah antara 0.2 - 0.8 atau 15% sampai 70% jika dibaca sebagai  transmitans.  Bila  hasil  di  luar rentang tersebut, lakukan pengenceran (bilaterlalubesarhargaserapan)ataupek atkan sampel (bila harga serapan terlal kecil). Mencatat hasil yang diperoleh
c. Menghitung kadar sampel dengan memasukkan  harga serapan  pada  persamaan  garis kurva standar baku

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 2. Data hasil percobaan
λ (nm) Absorbtivitas Larutan KMnO 4 0.05 x 10 -5 M 0.1 x 10 -5 M 0.25 x 10 -5 M 0.5 x 10 -5 M 1 x 10 -5 M xxx  M 800 0.00542 0.00567 0.01247 0.01238 0.02652 0.01857 798 0.00565 0.00582 0.01286 0.0128 0.02734 0.01865 796 0.00572 0.00599 0.01303 0.01329 0.02803 0.01902 794 0.00599 0.00644 0.01363 0.01387 0.02927 0.01918 792 0.00591 0.00647 0.01394 0.01426 0.03025 0.01954 790 0.00599 0.00673 0.01434 0.01492 0.03124 0.01986 788 0.00616 0.00689 0.01469 0.0155 0.03272 0.02017 786 0.00639 0.00722 0.01519 0.01605 0.03376 0.0206 … ……… …….. ……. …….. ……. ….. … …….. …….. ……. …….. …... ….. 404 0.16107 0.63621 0.76581 0.63046 1.04955 0.66038 402 0.16811 0.65818 0.81859 0.72517 1.23856 0.72018 400 0.17627 0.68275 0.87943 0.836759 1.46202 0.78952
Gambar 5. Skema kerja UV-Vis
Percobaan    analisis    spektroskopi UV-Vis “Penentuan Konsentrasi
Permanganat(KMnO 4 )” ini dilakukan menggunakan  alat  spektrofotometer  UV- Vis serta larutan KMnO 4 berbagai konsentrasi.  Pembuatan  larutan  KMnO 4 dengan bermacam-macam konsentrasi dapat  dilakukan  dengan  pengenceran menggunakan aquades dengan persamaan:
V 1 .M 1 = V 2 .M 2
Dari  larutan  KMnO 4 dengan  konsentrasi 2.10 -5 M  akan  dibuat  menjadi  larutan KMnO 4 dengan  konsentrasi  1.10 -5 M, 0.5.10 -5 M,  0.25.10 -5 M,  0.1.10 -5 M, 0.05.10 -5 M. Jika  larutan KMnO 4 2.10 -5 M sebanyak  100  ml  akan  dibuat  menjadi konsentrasi 1.10 -5 M maka,
100. 2.10 -5 M = V 2 . 1.10 -5 M V 2 = 200 ml

## L USIA E KA P UTRI . P ENENTUAN K ONSENTRASI S ENYAWA B ERWARNA KM N O 4 …… 396
Berarti harus ditambahkan aquades sebanyak  100  ml  untuk  mengencerkan larutan  KMnO 4 menjadi  1.10 -5 M,  dan begitu pula untuk yang lainnya.
Selanjutnya yaitu menganalisis spektroskopi dari larutan
KMnO 4 menggunakan  spektrofotometer.  Pertama yaitu membuat kurva baku dengan memasukkan  larutan  pelarut  (aquades)  ke dalam  spektrofotometer  dengan  kedua kuvet,  serta  mengatur  panjang  gelombang yang  digunakan  yaitu  400-800  nm. Selanjutnya yaitu menentukan kadar sampel. Dengan cara yang sama
memasukkan  kuvet  berisi  larutan  KMnO 4 berbagai konsentrasi mulai dari konsentrasi rendah  sampai  tertinggi  dengan  range panjang gelombang yang sama antara 400- 800  nm.  Untuk  setiap  sample  didapatkan grafik  hubungan  antara  absorban  (A)  dan panjang gelombang ( λ ) dari komputer.
Prinsip  dari  analisis  spektroskopi sendiri  yaitu  cahaya  dari  spektrometer yang terdifraksi menggunakan difraktometer  (cermin  /  prisma),  sehingga cahaya  terbagi  menjadi  dua  dengan itensitas  yang  sama.  Sebagian  cahaya melalui pelarut dengan intensitas sebesar I o , dan  sebagian  lagi  melalui  sampel  dengan intesnsitas I . Kemudian hubungan antara I o dengan I .  Atau  dapat  dikatakan  bagian cahaya  yang  diteruskan  disebut  transmisi (T)  dan  bagian  yang  diserap  oleh  sampel disebut  (A).  Hubungan  antara  A  dan  T dapat dirumuskan:
A = - log T
Dari percobaan data berupa absorban  (A)  vs  panjang  gelombang  ( λ ) dapat  dilihat  pada  grafik  di  bawah  ini
Grafik A vs λ(nm) dari larutan KmnO4 berbagai konsentrasi
7
6
5 4 A 3 2 1 0 300 400 500 600 700 800 900 λ (nm)
Grafik 1. Grafik larutan KMnO 4 dengan 5 macam konsentrasi
Dari  grafik  diatas  dapat  dilihat  panjang gelombang  maksimum  yaitu  sebesar  600 nm.  Selanjutnya  dapat  ditentukan  nilai absorban  (A)  untuk  tiap  konsetrasi  dari panjang gelombang maksimum (600 nm).
Konsentrasi ( c ) A 0.0000005 0.31248 0.000001 0.71144 0.0000025 1.7264 0.000005 3.11619 0.00001 6
Dari data tersebuat dibuat grafik hubungan antara  absorban  (A)  vs  konsentrasi  (c), sehingga diperoleh persamaan garis lurus y =  mx  +  c  ,  dengan  y  =  A(absorbansi), m=a.b  (absorbtivitas  dikali  tebal  kuvet  10 mm ) dan x = c (konsentrasi).
Grafik 2. Grafik hubungan antara absorbansi (A) vs konsentrasi (c)
Persamaan  garis  lurus  yang  diperoleh yaitu  y  =  591.573x  +  0.125,  maka diperoleh nilai m=591.573  dan  a= 59157300
Selain menggunakan grafik,
penentuan  nilai  absorbtivitas  sampel  juga dapat dihitung dengan mengunakan perhitungan manual dengan hukum Lambert-beer:
A = a.b.c , maka   = .
Tabel. Hubungan sntara Absorbsi (A) vs Konsentrasi (c) Konsentrasi ( c ) A a 0.0000005 0.31248 62496000 0.000001 0.71144 71144000 0.0000025 1.7264 69056000 0.000005 3.11619 62323800 0.00001 6 60000000 a rata-rata 65003960
Nilai absorbtivitas sampel (a) hasilperhitungan  sedikit  berbeda  dengan nilai  a  hasil  perhitungan  menggunakan grafik yaitu: Menggunakan grafik : a = 6.0 .10 7 Menggunakan perhitunganl  : a = 6.5 .10 7
Selanjutnya yaitu menentukan konsentrasi  larutan  yang  belum  diketaui nilainya  dari  perhitungan  sebelumnya. Larutan  KMnO 4 yang  akan  dihitug  nilai konsentrasinya juga  dimaksukkan  ke dalam  alat  spektroskopi,  sehingga  juga diperoleh data yang sama seperti sebelumnya  yaitu  berupa    nilai  absorbansi dan  panjag  gelombang.  Dari  data  yang diperoleh kemudian dibuat grafik.
Grafik 3. Grafik hubungan antara Absorbansi (A) vs panjang gelombang ( λ ) dari larutan yang belum diketahui konsentrasinya
Dari  grafik  dapat  diketahui  nilai absorbansi  maksimum  (A)  yaitu  A max = 4.68999,  sehingga  nilai  konsentrasinya  (c) dapat  dihitung  dengan  persamaan  =  , dimana m merupakan gradien dari persamaan  sebelumnya  yaitu  m=591.573. Nilai konsentrasi larutan yaitu c = 7.93.10 -5

## M.

## KESIMPULAN
1. Panjang  gelombang  maksimum  hasil spektroskopi menggunakan larutan KMnO 4 yaitu sebesar 600 nm.
2. Kurva  standar  kalibrasi  dapat  dibuat mengunakan  nilai  absorbansi  (A)  dari larutan KMnO 4 bemacam-macam konsentrasi  vs  panjang  gelombang,  dan diperoleh persamaan garis y = 591.573x + 0.125.
3. Kurva standar kalibrasi dapat digunakan unutk  memenetukan  konsentrasi  dari larutan  sampel  sejenis  yang  belum
diketahui nilainya, yaitu sebesar
7.93.10 -5 M.
Anonim. 2011. Pengertian-Dasar- Spektrofotometer-Vis-UV .
Day,  Underwood.  1999,  Kimia  Analisis Kuantitatif. Jakarta : Erlangga Harvey,  David.  2000.  Modern  Analitycal Chemistry.  Toronto  :  John  Wiley  & Sons
Haryadi,  W.  1990.  Ilmu  Kimia  Analitik
Dasar. Jakarta : Gramedia Khopkar,  2008.  Konsep  Dasar  Kimia Analitik. Jakarta : Universitas Indonesia Tim Penyusun. 2007. Spektroskopi . Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.  Yogyakarta.  Tim  Ekfis II.  2012. Eksperimen  Fisika  II . Universitas Sebelas Maret Surakarta. Surakarta.
http://wanibesak.wordpress.com/2011/07/0 4/pengertian-dasarspektrofotometer- vis-uv-uv-vis/(diakses juni 2012)