Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
DOI: doi.org/10.21009/SPEKTRA.032.04
OPTICAL PROPERTIES ANALYSES OF CHLOROPHYLL OF LEAF EXTRACT BY UV-VIS SPECTROMETER AS PRE-STUDY OF DYE SENSITIZER
Dona Dianisya 1, a), Amalia Dini Silmina 1 , Novan Purwanto 1 , Isnaeni 2 ,
Iwan Sugihartono 1, b)
1 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta,  Jl. Rawamangun Muka, Jakarta 13220, Indonesia
2 Pusat Penelitian Fisika (P2F), Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Muncul, Setu, Tangerang, Banten, 15314, Indonesia
Email: a) donadianisya@gmail.com, b) iwan-sugihartono@unj.ac.id

## ABSTRAK
Telah  dilakukan  studi  ekstraksi  awal  klorofil  dari  3  jenis  daun  yaitu  daun  bayam  (Amarantus),  daun pepaya  (Carica  papaya),  dan  daun  jarak  (Ricinus  communis).  Ekstraksi  dilakukan  dengan  teknik penghancuran  menggunakan  blender.  Pelarut  yang  digunakan  adalah  isopropanol,  asam  asetat,  dan  DI water.  Hasil  penyaringan  ekstrak  daun  diperoleh  larutan  sebayak  75  ml  untuk  setiap  larutan  ekstrak klorofil. Uji Ultrasonic Visible memberikan konfirmasi adanya penyerapan di rentang cahaya ultraviolet dan  cahaya  tampak.  Sementara  itu,  serapan  klorofil  teramati  di  rentang  cahaya  tampak.  Apabila dibandingkan  serapan  UV  dan  cahaya  tampak,  pada  larutan  ekstrak  masih  mengandung  banyak  gugus asam dibandingkan klorofil yang di ekstrak.
Kata-kata kunci: daun bayam, daun pepaya, daun jarak, absorbansi, klorofil

## ABSTRACT
We  studied  for  chlorophyll  extract  from  3  leaf  types  that  are  spinach  leaf  ( Amarantus ),  papaya  leaf ( Carica  papaya ),  and  castor  leaf  ( Ricinus  communis ).  The  extraction  is  done  by  using  a  blender.  The solvents used are isopropanol, acetic acid, and DI water. The result of leaf extract was obtained 75 ml solution for each solution of chlorophyll extract. The Visible Ultrasonic Test confirms absorption in the range of ultraviolet light and visible light. Meanwhile, chlorophyll uptake is observed in the visible light spectrum. When compared to UV absorption and visible light, in the extract solution still contains a lot of acid groups than the chlorophyll extracted.
Keywords: spinach leaf, papaya leaf, Castor leaf, absorbance, chlorophyll.
Received: 24 July 2018 Revised: 11 August 2018 Accepted: 14 August 2018
Published: 30 August 2018
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi sel surya berbasiskan silicon masih memiliki kendala dalam peningkatan efisiensi.  Saat  ini,  efisiensi  teoritis  yang  mampu  dicapai  oleh  sel  surya  berbasis  silicon  masih  di rentang  15-30%  [1].  Oleh  karena  itu,  para  ilmuwan  saat  ini  masih  berlomba-lomba  melakukan penelitian sel surya berbasiskan material semikonduktor dari golongan II-VI [2], dye sensitized solar cells (DSSC) [3], dan perovskite [4]. Apabila dibandingkan dengan basis sel surya yang lain, DSSC merupakan jenis sel surya yang lebih ramah lingkungan [2].
Prinsip  DSSC  pada  dasarnya  menggunakan  ide  proses  fotosintesis  yang  terjadi  di  tumbuhan. Klorofil  pada  proses  fotosintesis  sebagai  dye  mampu  menyerap  cahaya  yang  cukup  optimal  [3]. Sementara  itu,  pada  DSSC  penggunaan  dye  diharapkan  mampu  meningkatkan  efisiensi  sel  surya. Penggunaan dye dapat berasal dari bahan organic maupun non organik. Namun, penggunaan dye dari bahan alam (dedaunan) diharapkan dapat menggali potensi bahan alam yang ada. Umumnya, Teknik ekstraksi  masih  menjadi  kendala  mendasar  untuk  mendapatkan  daya  serap  dye  berbahan  alam  [5]. Penggunaan jenis pelarut juga mempengaruhi kualitas efisiensi dari daya serap dye [6].
Paper ini berisi hasil analisis optic dan kadar klorofil yang akan digunakan sebagai dye pada sel surya  berbasis  dye  (DSSC).  Ekstraksi  menggunakan  teknik  maserasi  berpelarut  isopronol+asam asetat. Hubungan antara kadar klorofil dan sifat optic (absorbansi/serapan) akan didiskusikan secara sistematis.

## METODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun bayam (Amarantus), daun papaya (Carica papaya),  daun  jarak  (Ricinus  communis),  DI  water,  asam  asetat  (100%),  dan  isopropanol  (100%). Peralatan yang digunakan adalah mortar-alu, timbangan digital, gelas ukur, gelas beaker, pengaduk, aluminium foil, kertas saring, hot plate magnetic stirrer, cuvette holder, dan spektrofotometer ocean optics.
Daun  bayam  (Amarantus),  daun  papaya  (Carica  papaya),  dan  daun  jarak  (Ricinus  communis) dihaluskan dengan menggunakan mortar-alu tanpa diberi penambahan larutan apapun hingga berubah tekstur seperti bubur daun. Daun yang telah halus ditimbang dengan menggunakan timbangan digital dengan  massa  masing-masing  sebesar  40  gram.  Sebanyak  40  gram  daun  yang  telah  dilumatkan diekstraksi  dengan  diberi  tambahan  pelarut  50  ml  isopropanol  (100%),  42  ml  DI  water,  dan  8  ml asam  asetat  (100%).  Pada  penelitian  ini  menggunakan  reagen  kimia  dengan  kualitas  pro  analisis. Kemudian larutan klorofil daun diaduk dan dipanaskan dengan hot plate magnetic stirrer selama 20 menit  hingga  klorofil  benar-benar  larut.  Setelah  proses  pengadukan  selanjutnya  larutan  klorofil disaring untuk memisahkan ampas daun hingga dihasilkan ekstrak klorofil daun tanpa ampas.
Sampel  larutan  klorofil  yang  telah  dibuat  kemudian  diuji  absorbansi  menggunakan  teknik spektrometer UV-Vis Ocean Optics.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## HASIL DAN PEMBAHASAN
GAMBAR 1. Grafik absorbansi klorofil daun bayam, jarak dan pepaya
Intensitas absorbansi dari klorofil (klorofil a dan b) memiliki rentang dari panjang gelombang 400 nm-800 nm [7]. Hasil pengujian dari daun bayam, jarak, dan pepaya memberikan konfirmasi bahwa intensitas  yang  teramati  dari  spektrum  absorbansi  berada  direntang  panjang  gelombang  ultraviolet (UV) dan cahaya tampak (400 nm – 850 nm). Berdasarkan spektrum absorbansi tersebut, ketiga jenis daun  memiliki  karakteristik  optik  yang  berbeda.  Daun  jarak  memiliki  kemampuan  menyerap  yang lebih kuat dibandingkan daun bayam dan pepaya. Sementara itu, intensitas absorbansi pada rentang panjang gelombang ultraviolet (UV) menunjukan serapan yang lebih dominan dibandingkan cahaya tampak.  Adanya  serapan  pada  rentang  UV  diindikasikan  berasal  dari  gugus  hidroksil  yang  berasal dari  penggunaan  asam  asetat  di  larutan  ekstrak  klorofil  [7].  Sedangkan,  intensitas  absorbansi  pada rentang  cahaya  tampak,  panjang  gelombang  665  nm  dari  kandungan  klorofil  daun  jarak  memiliki puncak  yang  lebih  dominan  jelas  dibandingkan  daun  bayam  dan  pepaya.  Adanya  intensitas absorbansi  pada  panjang  gelombang  665  nm  memberikan  informasi  bahwa  ekstrak  daun  jarak memiliki  kadar  klorofil  a  lebih  banyak  dibandingkan  daun  yang  lain.  Artinya,  ketiga  jenis  daun tersebut memiliki dua jenis kadar klorofil a dan b.
Mengacu  pada  spektrum  absorbansi  pada  gambar  1  yang  memberikan  pola  serapan  ekstrak klorofil pada tiga jenis daun, kadar klorofil dapat dihitung menggunakan metode Wintermans and De Mots  [8].  Metode  tersebut  merupakan  teknik  perhitungan  kuantitatif  kadar  klorofil  dilihat  dari intensitas  panjang  gelombang  spesifik  yaitu  649  nm  dan  665  nm.  Tabel  1  adalah  intensitas  dua panjang gelombang spesifik dari tiga jenis daun.
Tabel 1. Intensitas absorbansi sampel klorofil pada panjang gelombang 649 nm dan 665 nm
Jenis Daun A 649 (a.u.) A 665 (a.u.) Bayam 0.0993 0.1017 Pepaya 0.1295 0.1269 Jarak 0.2811 0.2565
Berdasarkan perhitungan menggunakan metode Wintermans and De Mots [7] , kadar klorofil dari tiga  jenis  esktrak  daun  dapat  dilihat  pada  table  2.  Metode  perhitungan  kadar  klorofil  tersebut ditentukan dengan menghitung intensitas dari grafik absorbansi pada suhu ruang.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
Tabel 2. Kadar klorofil sampel dengan metode Wintermans and De Mots Jenis Daun Klorofil a (mg/L) Klorofil b (mg/L) Klorofil total (mg/L) Bayam 0.821322 1.78902 2.61034 Pepaya 0.99261 2.37666 3.36927 Jarak 2.37363 4.48134 6.85497
Berdasarkan tabel 1 dan 2 nampak bahwa daun jarak memiliki kadar klorofil a dan b lebih banyak dibandingkan  daun  bayam  dan  pepaya.  Sehingga  hubungan  kadar  klorofil  berbanding  lurus  dengan nilai intensitas absorbansi yang teramati.

## SIMPULAN
Teknik  ekstraksi  daun  basah  dari  tiga  jenis  daun  bayam,  jarak,  dan  pepaya  telah  dilakukan menggunakan  pelarut  isopropanol  dan  asam  asetat.  Berdasaekan  hasil  uji  absorbansi,  terdapat  dua jenis  serapan  pada  rentang  panjang  gelombang  UV  akibat  gugus  hidroksil  dari  pelarut  asam  asetat dan cahaya tampak yang berasal dari kandungan klorofil a dan b.  Daun jarak dengan kadar klorofil yang lebih banyak memiliki intensitas absorbansi lebih dominan dengan puncak maksimum teramati pada panjang gelombang 665 nm.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terima  kasih  atas  pendanaan  penelitian  Program  Kreativitas  Mahasiswa  (PKM)  2017  dari Ristekdikti.

## REFERENSI
[1] A. Richter et al., “Reassessment of the limiting efficiency for crystalline silicon solar cells,” IEEE J. Photovoltaics , vol. 3, no. 4, 2013, pp. 1184–1191.
[2] D.-Y. Son et al., "11% Efficient Perovskite Solar Cell Based on ZnO Nanorods: An Effective Charge Collection System,” J. Phys. Chem. C , vol. 118, no. 30, 2014, pp. 16567–16573.
[3] M. S. W. Kumara and G. Prajitno, “Studi Awal Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell ( DSSC ) Dengan  Menggunakan  Ekstraksi  Daun  Bayam  (Amaranthus  Hybridus  L.)  DSSC,” J.  Fis. Inst. Teknol. Sepuluh November . Surabaya, 2012.
[4] Q. Jiang et al., “Enhanced electron extraction using SnO2 for high-efficiency planar-structure HC(NH2)2PbI3-based  perovskite  solar  cells,” Nat.  Energy ,  vol.  2,  no.  1,  2016,  Article number 16177.
[5] M.  W.  W.  Sumaryanti  et  al.,Karakterisasi  Optik  dan  Listrik  Larutan  Klorofil  Spirulina  sp Sebagai Dye Sensitized Solar CelL,” J. Mater. dan Energi Indones. , vol. 1, no. 3, 2011, pp. 141–147.
[6] G. Richhariya et al., “Natural dyes for dye sensitized solar cell: A review,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 69, no. March 2017, 2017, pp. 705–718.
[7] D.  L.  Singleton  et  al.,  “Rates  and  Mechanism  of  the  Reactions  of  Hydroxyl  Radicals  with Acetic, Deuterated Acetic, and Propionic Acids in the Gas Phase,” J. Am. Chem. Soc. , vol. 111, no. 14, 1989, pp. 5248–5251.
[8] J. F. G. M. Wintermans and A. De Mots, “Spectrophotometric characteristics of chlorophylls a and b and their phenophytins in ethanol,” BBA - Biophys. Incl. Photosynth ., vol. 109, no. 2, 1965, pp. 448–453.