PENENTUAN DAN PENGUKURAN INDEKS BIAS SUATU ZAT DI LABORATORIUM DENGAN MENGGUNAKAN METODE REFRAKTOMETRI--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Komang Ayu Tri Lestari(1308105022)

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana, Bukit Jimbaran-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ABSTRAKTelah dilakukan perhitungan di laboratorium dengan menggunakan metode refraktometri dengan menggunakan alat refraktometer Abbe. Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui indeks bias dari beberapa zat yaitu akuadest sebagai kalibrator, serta zat A, zat B, zat C, dan zat D untuk ditentukan masing-masing dari zat tersebut. Dari percobaan didapatkan bahwa zat yang memiliki indeks bias terbesar adalah zat C dimana dari densitasnya yang sebesar 0,921 g/cm3 atau dibulatkan menjadi 0,92 g/cm3 yaitu minyak goreng. Perbedaan kerapatan dan indeks disebabkan karena adanya perbedaan konsentrasi dari masing-masing zat, jika zat cair memiliki konsentrasi lebih besar akan mempunyai kerapatan antar molekul yang lebih kecil, sehingga indeks biasnya semakin besar dan begitu juga sebaliknya. Selain kerapatan, sudut kritis juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi indeks bias. Faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan indeks bias yaitu konsentrasi, kerapatan, sudut kritis dan kecepatan cahaya. Dari hasil pengukuran maka didapatkan hasil yaitu zat A (glukosa 2,5%), zat B (campuran glukosa dengan sukrosa), zat C (minyak goreng) dan zat D (aseton). Kata Kunci :Refraktometri, Refraktometer Abbe, Indeks Bias, Densitas, Sudut Kritis.-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------PENENTUAN INDEKS BIAS SECARA REFRAKTOMETRIPage 1

PENDAHULUANDensitas atau massa jenisbenda sering disebut dengan kerapatan benda dan merupakan ciri khas setiap jenis benda.Massa Jenistidak tergantung pada jumlah benda. Apabila jenisnya sama maka nilai massa jenisnya juga sama. Misalnya, setetes air dan seember air mempunyai nilai densitas sama yaitu 1 gram/cm3. Berbagai logam memiliki nilaidensitas besar dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar. Stereofoam mempunyaidensitaskecil karena susunan atom-atom dalam molekulnya memiliki kerapatan kecil. Densitas dilambangkan dengan simbol (dibaca rho), salah satu huruf Yunani.

Secara matematis :

Keterangan: =Massa Jenis(kg/m3 atau g/cm3)m = massa benda (kg atau gram)V = volume benda (m3 atau cm3)Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar atau konsentrasi bahan terlarut. Misalnya gula, garam, protein, dsb. Prinsip kerja dari refraktometrer sesuai dengan namanya adalah memanfaatkan refraksi cahaya. Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernest Abbe seorang ilmuan dari German pada permulaan abad 20.Indeks bias adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Indeks bias berfungsi untuk indentifikasi zat kemurnian, suhu pengukuran dilakukan pada suhu 20oC 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 digunakan untuk mengukur indeks bias adalah refraktometer Abbe. Refraktometer Abbe dilengkapi dengan bak temostat yang berfungsi untuk menjaga dan mengatur suhu saat pengukuran indeks bias. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan prisip kerja pada pengukuran sudut kritis. Pada refraktometer terdapat sinar putih dan kompresor Abbe yang berfungsi untuk menajamkan batas medan yang terang dan gelap, kemudian teleskop diatur untuk membuat batas tersebut tepat dengan interseksi garis silang sudut mata. Untuk mencapai kestabilan, alat harus dikalibrasi dengan menggunakan plat glass standar.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 sebagainya, 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.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 dengan alas.Faktor-faktor penting yang harus diperhitungkan pada semua pengukuran refraksi ialah temperatur cairan dan jarak gelombang cahaya yang dipergunakan untuk mengukur n. Pengaruh temperatur terhadap indeks bias gelas adalah sangat kecil, tetapi cukup besar terhadap cairan dan terhadap kebanyakan bahan plastik yang perlu diketahui indeksnya. Karena pada suhu tinggi kerapatan optik suatu zat itu berkurang, indeks biasnya akan berkurang. Perubahan per oC berkisar antara 5.10-5 sampai 5.10-4. Pengukuran yang seksama sampai desimal yang ke 4 hanya berarti apabila suhu diketahui dengan seksama pula.Percobaan pengukuran dengan metode Refraktometri ini bertujuan untuk :1. Meningkatkan kemampuan melakukan prosedur kerja laboratorium yang sederhana dengan baik dan efisien.2. Meningkatkan kemampuan mengumpulkan data, melakukan pengamatan, dan pengukuran serta membuat perhitungan secara sistematis.3. Memahami cara kerja refraktometer dan pembacaan indeks bias.4. Menemukan indeks bias dari zat-zat cair yang diujikan.

ALAT DAN BAHANBahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini adaah aquades, etanol, zat A, zat B, zat C, zat D, zat E, dan tissue.PeralatanPeralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah, refraktometer abbe, piknometer,bak termostat, neraca analitik, seperangkat alat gelas dan pipet tetes.CARA KERJAPada praktikum ini dilakukan prosedur pengerjaan pegukuran dengan refraktometri untuk mengukur indeks bias masing masing zat dan pengukuran terhadap densitas.RefraktometriAir dari bak thermostat diuji bahwa sedang disirkulasi melalui prisma dan temperature konstan pada (30). Prisma yang iluminasi dan refraksi digantung bersama-sama sepanjang satu sisi dan diklep pada sisi yang berlawanan lalu klem dibuka dan dipisahkan. Kedua permukaan prisma dibersihkan dengan hati-hati menggunakan tissue yang telah dibasuh dengan etanol terlebih dahulu. Bila permukaan prisma sudah bersih dan kering, kedua permukaan prisma dibawa bersama-sama dan klem ditutup. Sampel sebanyak 1-2 tetes dipipet dan diteteskan pada lubang isian. Prisma yang terpasang sepanjang sumbu horizontal dapat diputar dengan knop logam knurled dengan posisi tetap dijaga dari cermin dan teleskop.Prisma diputar sampai batas diantara medan terang dan gelap terlihat dengan jelas pada teleskop. Cermin diatur untuk dapat sinar yang dipantulkan sepanjang sumbu teleskop. Prisma diputar hingga batas daerah terang dan gelap tepat berimpit dengan titik potong dari garis silang dan indeks refraksi dapat dibaca dari skala. Dilakukan pengulangan sebanyak 2 kali.DensitasBotol piknometer dan sumbat ditimbang dengan menggunakan neraca analitik. Piknometer kering yang telah ditimbang lalu diisi zat cair. Dengan hati-hati piknometer ditutup, yakinkan bahwa tidak ada gelembung udara yang terperangkap. Zat cair yang tersisa dibiarkan meluap dari kapiler, selanjutnya bagian luar dan ujung kapiler piknometer dikeringkan dengan tissue. Pinometer yang telah berisi larutan tersebut ditimbang kembali.

HASIL DAN PEMBAHASANNo.Jenis ZatSuhu (T)(oC)Indeks bias (nD)(o)

1A301,33501,33501,3350

2B301,33511,33501,3351

3C301,46311,46211,4621

4E301,33601,33601,3350

Tabel 1. Hasil pengamatan indeks bias zat A, zat B, zat C, dan zat E pada suhu 30oC.Dalam percobaan ini, dilakukan pengukuran terhadap zat A, B, C, D dan E dengan menggunakan refraktometer dan piknometer. Salah satu tujuan dari praktikum refraktometer dan densitas yaitu menentukan besarnya indeks bias suatu senyawa atau campuran dan menentukan besarnya densitas dari suatu senyawa atau campuran. Refraktometer Abbe dilengkapi dengan bak termostat yang berfungsi untuk menjaga dan mengatur suhu saat pengukuran indeks bias. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan prisip kerja pada pengukuran sudut kritis. Pada refraktometer terdapat sinar putih dan kompresor Abbe yang berfungsi untuk menajamkan batas medan yang terang dan gelap, kemudian teleskop diatur untuk membuat batas tersebut tepat dengan interseksi garis silang sudut mata. Dalam penggunaan alat refraktometer, terlebih dahulu dilakukan kalibrasi dengan menggunakan aquades sebagai larutan standar. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dan memastikan bahwa kerja alat masih baik serta mengetahui ketepatan pengukuran indeks bias. Setelah dilakukan kalibrasi alat dengan aquades pada suhu 30 diperoleh nilai indeks rata-rata yaitu 1,3320. Kemudian dilanjutkan dengan pengukuran zat A. Sebelum dilakukan pengukuran zat A, prisma terlebih dahulu dibersihkan dengan tissue yang telah dibubuhi dengan etanol kemudian dibersihkan secara hati-hati agar prisma tidak tergores dan rusak sehingga dapat mempengaruhi hasil pembacaan indeks bias. Etanol digunakan sebagai pembersih prisma karena etanol memiliki sifat mudah menguap sehingga menyebabkan kaca prisma steril dan etanol tidak tersisa pada permukaan.Berdasarkan pengamatan dan pengukuran dengan menggunakan Refraktometer Abbe, maka nilai indeks bias yang diperoleh dari 4 zat cair yang diamati sebagai berikut:Jenis ZatSuhu (Nilai Indeks Bias Rata-rata

A301,3350

B301,3351

C301,4624

E301,3357

Tabel 2. Indeks bias rata-rata dari masing-masing zat yang diukur.Berdasarkan tabel diatas, indeks bias dari masing-masing zat cair berbeda-beda. Perbedaan nilai indeks bias dipengaruhi oleh sudut kritis yang terbentuk dari kerapatan yang berbeda. Dalam praktikum refraktometer ini, suhu yang digunakan dalam percobaan ini sama dengan suhu standar yaitu 30. Berdasarkan pengukuran indeks bias dengan refraktometer, nilai indeks bias terbesar adalah indeks bias zat C dengan nilai indeks biasnya yaitu 1,4624. Pada zat D praktikan tidak dapat menentukan indeks bias yang dimiliki oleh zat D, hal ini dikarenakan praktikan tidak bisa melihat adanya batas medan dan gelap pada alat refraktometer. Pada saat zat D ditetesi pada permukaan prisma, zat D langsung menyebar (tingkat kerapatan molekul yang rendah), hal inilah yag menyebabkan praktikan sulit untuk menentukan batas medan gelap dan terang. Maka dari itu praktikan tidak bisa menentukan zat D yang dipakai dalam praktikum . Adapun urutan nilai indeks bias dari keempat zat dari yang terbesar hingga terkecil yaitu zat C > zat E > zat B > zat A. Perbedaan kerapatan dan indeks disebabkan karena adanya perbedaan konsentrasi dari masing-masing zat, jika zat cair memiliki konsentrasi lebih besar akan mempunyai kerapatan antar molekul yang lebih kecil, sehingga indeks biasnya semakin besar dan begitu juga sebaliknya. Selain kerapatan, sudut kritis juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi indeks bias. Faktor-faktor yang menyebabkan perbedaan indeks bias yaitu konsentrasi, kerapatan, sudut kritis dan kecepatan cahaya.Selain dilakukan pengukuran indeks bias, dilakukan juga pengukuran densitas dengan menggunakan piknometer. Densitas atau massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Pengukuran densitas ini dilakukan untuk mengetahui jenis zat yang digunakan. Didapatkan densitas dari semua zat seperti pada tabel dibawah ini :Jenis ZatMassa Piknometer(gram)Massa Piknometer + Zat(gram)Massa Zat(gram)

A11,5621,7710,21

B11,5621,7710,21

C11,5620,779,21

D11,5619,578,01

E11,5621,7710,21

Akuades11,5621,6810,12

Tabel 3. Hasil pengukuran berat zat, menggunakan piknometer 10cm3.

Jenis ZatMassa Zat(gram)Volume Piknometer(mL)Densitas(g/mL)

A10,21101,021

B10,21101,021

C9,21100,921

D8,01100,801

E10,21101,021

Akuades10,12101,012

Tabel 4. Densitas zat yang digunakan.Densitas terbesar yaitu zat B. Adapun urutan densitas ke-empat zat dari terbesar sampai terkecil yaitu zat B = zat A = zat E > zat C > zat E. Massa jenis/kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak faktor seperti temperatur fluida dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Akan tetapi pengaruhnya sangat sedikit sehingga massa jenis suatu fluida dinyatakan sebagai konstanta/bilangan tetap.Dari data yang diperoleh dapat dilihat bahwa indeks bias pada cairan yang dipakai melebihi satu, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan cahaya dari cairan di medium lebih kecil daripada kecepatan cahaya di ruang hampa. Dari pengukuran refraktometer dari keempat sampel maka dapat ditentukan zat yang digunakan yaitu zat A yaitu glukosa 2,5%, zat B yaitu campuran glukosa dengan sukrosa, zat C yaitu minyak goreng dan zat E yaitu aseton.KESIMPULANKesimpulan yang di dapat dari percobaan ini adalah :1. Aquadest digunakan untuk mengkalibrasi refraktometer Abbe.2. Indeks bias dari air murni atau aquadest pada suhu 30oC sebesar 1,3320 sesuai dengan literatur.3. Indeks bias rata-rata zat A 1,3350, zat B 1,3351, zat C 1,4624, dan zat E 1,3357.4. Indeks bias terbesar dimiliki oleh zat C dengan densitas 0,921 g/cm3 atau 0,92 g/cm3 dapat diketahui zat C tersebut yaitu minyak goreng.5. Pada zat D praktikan tidak dapat menentukan indeks bias yang hal ini dikarenakan praktikan tidak bisa melihat adanya batas medan dan gelap pada alat refraktometer.6. Berdasar analisis indeks bias dan densitasnya, zat yang digunakan yaitu zat A yaitu glukosa 2,5%, zat B yaitu campuran glukosa dengan sukrosa, zat C yaitu minyak goreng dan zat E yaitu aseton.7. Semakin tinggi kerapatan suatu zat, volumenya semakin kecil, sehingga indeks biasnya juga akan semakin kecil.8. Perbedaan hasil indeks bias dari tiap-tiap zat tersebut disebabkan karena perbedaan besar sudut kritis yang terbentuk dan kerapatan suatu zat.

DAFTAR PUSTAKABird, Tony. 1993. Kimia Fisik untuk Universitas. Alih Bahasa: Kwee Ie Tjen.Jakarta: PT Gramedia Pustaka UtamaChang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta : Erlangga.Dogra, S.K.1990.Kimia Fisika dan Soal Soal. Jakarta : UI-Press.Rizkia Widyawati, Yudith. 2012. Laporan Praktikum Refraktometri. Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana.Tim Laboratorium Kimia Fisika. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisika II . Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia FMIPA Universitas Udayana.