Jurnal Metil Merah Spektrofotometri [PDF]

Citation preview

Nama Anggota : NI MADE DWI DAHLIA WATI



(1613031016)



NI MADE MEGANTARI



(1613031018)



A.A. ISTRI DIAH BERLIANTHY



(1613031027)



AYU PUTU ARYA MEGA UTAMI



(1613031043)



PENENTUAN KONSTANTA DISOSIASI ASAM METIL MERAH SECARA SPEKTROFOTOMETRI



I.



TUJUAN 1. Menentukan konstanta disosiasi dari asam metil merah secara spektrofotometri.



II.



DASAR TEORI Indikator asam-basa pada umumnnya mempunyai perubahan warna yang dipengaruhi



oleh kondisi asam atau basa. Salah satu indikator asam basa adalah metil merah. Metil merah merupakan salah satu zat yang dapat menunjukkan sifat suatu asam maupun basa. Indikator metil merah digunakan untuk mengetahui pH larutan dengan trayek pH 4,2-6,3. Dalam larutan metil merah ditemukan sebagai suatu “zwitter ion”. Dalam suasana asam, senyawa metil merah berupa HMR yang berwarna merah dan mempunyai dua bentuk resonansi. Jika berada dalam suasana basa, sebuah proton hilang terbentuk anion MR- yang berwarna kuning. Keadaan kesetimbangan antara HMR (metil merah dalam suasana asam) dengan MR- (metil merah dalam suasana basa) ditunjukkan pada Gambar 1.



CH3



.. N



COO-



COON



CH3



CH3



N



+ N CH3



H



Metil merah dalam bentuk asam HMR (merah) H+ OHCOOCH3



N CH3



N



N H



Metil merah dalam bentuk basa MR- (kuning)



N



N H



Gambar 1. Keadaan Kesetimbangan Metil Merah dalam Suasana Asam dan Basa



Reaksi pengionan metil merah di atas dapat dinyatakan oleh persamaan reaksi sederhana berikut ini.



HMR



MR- + H+



Tetapan disosiasi (Ka) dapat dinyatakan dengan persamaan;



[H  ][MR  ] Ka  …………………………………..(1) [HMR] sehingga pKa dinyatakan dengan



pKa  pH  log



[MR  ] ……………………………(2) [HMR]



HMR dan MR- mempunyai absorbansi maksimum pada panjang gelombang yang berbeda, yaitu pada selang pH 4-6. Harga tetapan kesetimbangan ini dapat dihitung dengan persamaan (2) dari pengukuran perbandingan [MR-]/[HMR] pada pH tertentu. Perbandingan [MR-]/[HMR] dapat ditunjukkan secara spektrofotometri karena kedua bentuk metil merah mengabsorbsi kuat pada daerah cahaya tampak (400-800 nm). Spektrofotometri menyiratkan pengukuran jauhnya pengabsorpsi energi cahaya oleh suatu sistem kimia sebagai fungsi dari penjang gelombang radiasi serta pengukuran pengabsorpsi



yang menyendiri pada suatu panjang gelombang tertentu.



spektrofotometri



dibedakan



menjadi



dua,



yaitu



spektrofotometri



Metode



ultraviolet



dan



spektrofotometri cahaya tampak. Pada umumnya, penerapan spektrofotometri ultraviolet dan cahaya tampak pada senyawa organik didasarkan pada transisi n-π* atau π - π* dan karenanya memerlukan hadirnya gugus kromoforat (C=C,C=O, N=N) dalam molekul. Transisi ini terjadi dalam daerah spektrum antara 200-700 nm yang praktis digunakan dalam eksperimen. Pada spektrofotometri Uv-Vis, absorbsi hanya terjadi jika selisih kedua tingka energi elektronik tersebut (ΔE =E2 – E1) bersesuaian dengan energi cahaya (foton) yang datang. Jika I dan Io masing-masing adalah intensitas cahaya dengan panjang gelombang tertantu yang telah malalui larutan dan pelarut murni, maka absorbansi optik (A) didefinisikan oleh hukum Lambert-Beer. A   log



I  εbc ……………………………………..(3) Io



Dimana: I = Intensitas cahaya yang diemisikan oleh larutan dalam sel



Io = Intensitas cahaya yang diemisikan oleh pelarut dalam sel pada I yang sama ε = Koefisien ekstingsi dari spesies penyerap atau konstanta pembanding Semakin besar intensitas sinar yang diserap maka nilai A akan semakin besar dan intensitas sinar yang diteruskan akan semakin kecil. Jika hanya zat terlarut saja dapat mengadsorpsi cahaya, maka A = a.b.c………………………………………….(4) Dengan :



a = indeks absorpsi zat terlarut b = panjang/tebal larutan yang dilewati cahaya c = konsentrasi zat terlarut



Harga a bergantung pada panjang gelombang cahaya, suhu dan jenis pelarut. Pada daerah berlakunya hukum Lambert-Beer, aluran A terhadap konsentrasi berupa garis lurus. Jika dalam larutan terdapat lebih dari satu zat terlarut dan masing-masing zat mengadosrpsi secara bebas, maka absobansi campuran ini bersifat aditif. A = A1 = a1 b c1………………………………..(5) Pada percobaan ini pertama ditentukan spektrum absorbansi metil merah bentuk I (dalam larutan asam) dan bentuk II (dalam larutan basa), dan kemudian dipilih dua panjang gelombang 1 dan 2 untuk kedua larutan, sedemikian hingga bentuk asam mengadsorpsi jauh lebih kuat pada 1 dibandingkan dengan basanya, dan sebaliknya bentuk basa mengadsorpsi kuat sedangkan bentuk asamnya tidak. Secara ideal 1dan 2 berupa puncak absorpsi pada gambar:



Dalam suasana sangat asam, (seperti dalam HCl) metil merah dapat dianggap hanya terdapat dalam bentuk asam dan sebaliknya dalam suasana sangat basa (seperti dalam NaOH) meti merah dalam bentuk II. Indeks absorbansi molar HMR pada 1 (=a1, HMR) dan pada 2 (=a2,HMR) ditentukan juga indeks pada berbagai konsentrasi. Dengan menggunakan persamaan (4) untuk mengetahui apakah hukum Lambert-Beer dipenuhi. Untuk maksud ini juga dapat dibentuk grafik absorbansi A terhadap konsentrasi. Kemudian komposisi campuran HMR dan MR- pada suatu pH tertentu dihitung dari absorbansi A1 dan A2 masing-masing pada 1 dan 2 dan dengan tebal sel 1 cm (b = 1 cm) dengan menggunakan persamaan berikut. A1 = dHMR [HMR] + dMR- [MR-] A2 = dHMR [HMR] + dMR- [MR-]



III.



ALAT DAN BAHAN Tabel 1. Alat dan Bahan



Nama Alat



Jumlah



Nama Bahan



Jumlah



Spektrofotometer UV-Vis



1 buah



Metil merah



Labu ukur 100 mL



1 buah



Larutan Natrium asetat 50 mL



0,1 gram



0,04 M Pipet volumetri 10 mL



1 buah



Larutan



asam



asetat 45 mL



0,02 M



IV. No



Labu ukur 25 mL



2 buah



Larutan HCl 0,1 M



100 mL



Labu ujur 10 mL



1 buah



Larutan HCl 0,01 M



50 mL



Labu Erlenmeyer 10 mL



8 buah



Larutan NaOH 0,04 M



25 mL



Labu Erlenmeyer 100 mL



4 buah



Larutan NaOH 0,01 M



50 mL



Pipet volumetri 50 mL



1 buah



Aquades



500 mL



Gelas Kimia 100 mL



2 buah



Etanol 95%



30 mL



Pipet tetes



2 buah



Gelas ukur 25 mL



1 buah



Kaca arloji



1 buah



Spatula



1 buah



PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN Prosedur Kerja



I.



Pembuatan Larutan Metil Merah



1.



Larutkan sebanyak 0,1 gram metil merah kristalin murni ke dalam 30 mL etanol 95%, kemudian encerkan hingga tepat 50 mL, dengan air suling (larutan ini disebut larutan induk)..



2.



Ambil sebanyak 5 mL larutan induk tersebut dan encerkan dengan air hingga



Hasil Pengamatan



volume menjadi 100 mL (larutan ini disebut larutan standar).



II.



Pembuatan Larutan HMR



1.



Tempatkan sebanyak 10 mL larutan standar metil merah di dalam labu ukur 100 mL, kemudian tambahkan 10 mL larutan HCl 0,1 M dan encerkan dengan aquades hingga tepat 100 mL.



III. Pembuatan Larutan MR1.



Tempatkan sebanyak 10 mL larutan standar metil merah di dalam labu ukur 100 mL, kemudian tambahkan 25 mL larutan NaOH 0,04 M dan encerkan dengan aquades hingga tepat 100 mL



IV.



Penentuan  HMR dan MR-



1.



Ukur absorbansi larutan HMR dan MR-, ukur pada panjang gelombang mulai dari 350 – 750 nm. Absorbansi diplot terhadap panjang gelombang dan dapatkan λ maks dari HMR dan MR-.



V.



Penentuan d atau b dari HMR dan MR- pada jarak max HMR dan MR-



1.



Masukkan 8 mL, 6 mL, 4 mL, 2 mL larutan Absorbansi larutan HMR pada panjang HMR dalam labu ukur 10 mL, kemudian gelombang maksimum HMR (509 nm) encerkan menggunakan



masing-masing larutan



HCl



dengan 0,01



M



No. 1.



Larutan



Absorbansi



(pengenceran



8x).



2.



Masukkan 8 mL, 6 mL, 4 mL, 2 mL larutan



3.



MR- dalam labu ukur 10 mL, kemudian



4.



encerkan



2x,



6x,



4x,



masing-masing



dan



dengan



menggunakan larutan NaOH 0,01 M (pengenceran 2x, 6x, 4x, dan 8x). Ukur Tabel 3. Absorbansi larutan MR- pada panjang absorbansi masing-masing larutan pada λ gelombang maksimum HMR (509 nm) maks dari HMR dan MR-.



No.



Larutan



Absorbansi



1. 2. 3. 4.



Tabel 4. Absorbansi larutan HMR pada panjang gelombang maksimum MR- (418 nm) No.



Larutan



Absorbansi



1. 2. 3. 4. Tabel 5. Absorbansi larutan MR- pada panjang gelombang maksimum MR- (418 nm) No.



Larutan



1. 2. 3. 4.



VI.



Penentuan kuantitas relatif HMR dan MR pada berbagai harga pH



Absorbansi



1.



Buat campuran larutan dengan komposisi sebagai berikut. Nomor labu



1



2



3



4



Larutan



5



5



5



5



indikator



mL



mL



mL



mL



12,5 12,5



12,5



12,5



asetat 0,04 M



mL



mL



mL



mL



Asam asetat



25



12,5



5



2,5



0,02 M



mL



mL



mL



mL



Air



7,5



20



27,5



30



(pengenceran)



mL



mL



mL



mL



4,85 5,51



5,73



5,81



standar (MR) Natrium



pH (di cek kembali)



2.



Ukur absorbansi dari masing-masing larutan tersebut pada panjang gelombang maksimum untuk HMR dan MR-



Absorbansi pada λ maks (509) HMR : Labu



Absorbansi



1 2 3 4 Absorbansi pada λ maks (418) MR- : Labu 1 2 3 4



Absorbansi



V.



SIMPULAN



Mengetahui, Dosen Pengampu



Ni Made Wiratini, S.Pd., M.Sc.



DAFTAR PUSTAKA Atkins.1999. Kimia Fisika Jilid II. Jakarta: Erlangga. Bird, Tony. 1987. Penuntun Praktikum Kimia Fisika untuk Universitas. Diterjemahkan oleh Kwee Ie Tjien. Judul Asli : Experiments in Physical Chemistry. Jakarta: PT Gramedia. Dogra, SK. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Diterjemahkan oleh Umar Mansyur. Judul Asli : Physical Chemistry Through Problems. Jakarta : Universitas Indonesia – Press. Muderawan, I Wayan. 2009. Analisis Instrumen. Singaraja: Undiksha Press. Wiratini, Ni Made & Nyoman Retug. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Singaraja: Undiksha.