Laporan Praktikum Kimia Fisika 1Refraktometer

Oleh :I Gede Dika Virga Saputra (1108105034)

Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana2013

Abstrak

Tujuan dari percobaan ini untuk mengetahui prinsip kerja alat refraktometer khususnya refraktometer abbe, mengetahui besarnya indeks bias suatu senyawa menggunakan refraktometer abbe dan mengukur densitas suatu senyawa. Penentuan nilai indeks bias dilakukan dengan mengukur aquades sebagai standar pengukuran. Setelah diketahui besar indeks bias aquades kemudian dilakukan pengukuran pada zat A, zat B, zat C dan zat D. Kemudian penentuan densitas dengan menggunakan piknometer. Hasil dari pengamatan dan pengukuran menunjukkan indeks bias dan densitas yang berbeda-beda. Adapun urutan nilai indeks bias dari kelima zat dari yang terbesar hingga terkecil yaitu zat C > zat A > zat B > zat D > aquades dan urutan densitas kelima zat dari terbesar sampai terkecil yaitu zat Aquades > zat B > zat A > zat D > zat C. Faktor yang mempengaruhi indeks bias diantaranya kerapatan, sudut kritis dan kecepatan cahaya

Kata kunci : refraktometer abbe, piknometer, indeks bias, densitas, faktor pengaruh,

Pendahuluan

Refraktometer adalah alat untuk mengukur indeks bias suatu zat. Definisi indeks bias cahaya suatu zat adalah kecepatan cahaya didalam hampa dibagi dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Indeks bias juga dapat disebut sebagai bilangan yang menunjukkan perbandingan sinus sudut datangdengan sinus sudut bias cahaya yang melewati suatu media. Kebanyakan obyek yang dapat dilihat, tampak karena obyek itu memantulkan cahaya kemata kita. Pada pantulan yang paling umum terjadi, cahaya memantul kesemua arah disebut sebagai pantulan baur.

Refraktometer ada berbagai jenis diantaranya refraktometer Abbe. Refraktormeter Abbe adalah alat pengukur indeks bias suatu zat cair yang mempunyai indeks bias antara 1,3 dan1,7. 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. Refraktometer Abbe terdiri dari sebuah teleskop dengan dua prisma pembias P dan P’, dua prisma amici K1 dan K2 dan cermin

datar sebagai pemantul. Objek yang akan diukur indeksnya diletakkan diantara prisma P dan P’. Tiap sistem prisma K1 dan K2 terdiri dari masing-masing tiga prisma yang

ditempelkan, sistem ini dinamakan kompensator. Tiga prisma ini terdiri dari dua buah lensa korona dan satu buah lensa flinta. Kompensator berfungsi untuk menjadikan sinar polikromatik menjadi (spektrum) sinar monokromatik dari suatu sumber cahaya.

Gambar 1. Pemantulan cahaya

Indeks bias zat cair yang akan diamati harus lebih kecil dari indeks bias n. Besar n tergantung daripada panjang gelombang cahaya monokromatik yang digunakan. Cahaya yang digunakan adalah cahaya kuning. Cahaya kuning yang melewati kompensator akan diteruskan tanpa mengalami deviasi. Dispersi dapat menjadi nol, bila alas kedua prisma amici ini sejajar dan saling terbalik. Tiap kali pengukuran n, kompensator disetel sedemikian rupa sehingga batas terang dan gelap dalam teleskop tidak terlihat adanya warna lagi. Bila suatu bahan dengan indeks bias n ditempelkan pada gelas prisma yang mempunyai indeks bias ng dan sudut bias A seperti yang di tunjukkan pada gambar 2 :

Pada suhu tertentu, indeks bias air memiliki nila nD tertentu. Pada suhu 30°C nilai nD air adalah 1,3320.

Bahan dan Metode Percobaan

Pada percobaan kali ini alat-alat yang digunakan diantaranya refraktometer Abbe, pipet tetes, piknometer dan neraca digital. Bahan-bahan yang digunakan seperti aquades, Zat A, Zat B, Zat C dan Zat D.

a. Cara Kerja RefraktometerPercobaan ini dilakukan dengan

mengukur indeks bias aquades sebagai standar. Aquades diteteskan pada prisma sebanyak 1-2 tetes kemudian prisma ditutup lalu indeks biasnya di ukur melalui lensa, karena aquades sudah diketahui indeks biasnya maka tinggal mengukur angka tidak pasti dari aquades. Dengan memutar knop logam knurled, batas antara medan terang dan gelap dapat terlihat jelas pada teleskop., kemudian atur agar batas daerah terang dan gelap tepat berimpitan dengan titik potong dari garis silang, indeks refraksi dapat dibaca dari skala (nD). Untuk senyawa zat A, B, C dan D dilakukan hal sama.

b. Pengukuran DensitasUntuk zat A, B, C dan D dilakukan

pengukuran densitas dengan piknometer, dilakukan dengan menimbang berat kosong piknometer kemudian diisi dengan senyawa yang akan diukur lalu ditimbang sehingga diperoleh berat piknometer dan senyawa.

Gambar 2. Pembiasan cahaya

Data Pengamatan

Pengukuran Refraktometer

PercobaanPercobaan

I II IIIZat A 1,3346 1,3346 1,3346Zat B 1,3333 1,3333 1,3333Zat C 1,4851 1,4851 1,4851

Zat D 1,3323 1,3323 1,3323Zat standar aquades dengan suhu 30° C = 1,3323

Pengukuran Densitas dengan Piknometer

PercobaanPercobaan

I II IIIZat A 22,54 22,54 22,54 Zat B 22,59 22,59 22,59 Zat C 21,61 21,61 21,61 Zat D 22,42 22,42 22,42

Berat kosong piknometer 10 mL = 12,60 g

Hasil Perhitungan

Aquadesa. Menentukan tingkat ketelitian pengukuran

nD=nD1+nD2+nD3

3

¿ 1,3323+1,3323+1,33233

¿1,3323

nD nD nD−nD (nD−nD )2

1,3323 1,3323 0 01,3323 1,3323 0 01,3323 1,3323 0 0

∑ (nD−nD )2 0

r=√ ∑ (nD−nD )2

n(n−1)

r=√ 03(3−1)

r=√ 06

r=0 nD=nD± r

¿1,3323 ± 0 Dengan cara yang sama didapat hasil sebagai berikut:

Jenis Zat nD r nD ± r

Aquades 1,3323 0 1,3323 ± 0

A 1,3346 0 1,3346 ± 0

B 1,3333 0 1,3333 ± 0

C 1,4851 0 1,485 ± 0

D 1,3323 0 1,3323 ± 0

b. Ralat Keraguan ¿r

nD

×100 %

¿ 01,3321

×100 %

¿0 %

Kebenaran praktikum ¿100 %−0 %¿100 %

Dengan cara yang sama didapat sebagai berikut:

Jenis Zat Ralat Keraguan

Kebenaran

Aquades 0 % 100 %

A 0 % 100 %

B 0 % 100 %

C 0 % 100 %

D 0 % 100 %

c. Densitas

d= massa zat cairvolume piknometer

¿ 10,00 gram10 mL

¿1,000 gr /mL

Dengan cara yang sama didapat sebagai berikut

Hasil dan Pembahasan

Dalam percobaan yang berjudul “Refraktometer Abbe” bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja alat refraktometer khususnya refraktometer abbe, mengetahui besarnya indeks bias suatu senyawa menggunakan refraktometer abbe dan mengukur densitas suatu senyawa. Langkah pertama dilakukan dengan mengukur indeks bias aquades sebagai standar. Aquades diteteskan pada prisma sebanyak 1-2 tetes kemudian prisma ditutup lalu indeks biasnya di ukur melalui lensa, karena aquades sudah diketahui indeks biasnya maka tinggal mengukur angka tidak pasti dari aquades. Dengan memutar knop logam knurled, batas antara medan terang dan gelap dapat terlihat jelas pada teleskop, kemudian atur agar batas daerah terang dan gelap tepat berimpitan dengan titik potong dari garis silang, indeks refraksi dapat dibaca dari skala (nD) dan diperoleh indeks bias aquades sebesar 1,3323. Untuk senyawa zat A, B, C dan D dilakukan hal sama dengan indeks bias zat A sebesar 1,3346, zat B sebesar 1,3333, zat C sebesar 1,4851 dan zat D sebesar 1,3323.

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 29℃. Berdasarkan pengukuran indeks bias dengan refraktometer, nilai indeks bias terbesar adalah indeks bias zat C dengan nilai indeks biasnya yaitu 1,4851. Adapun urutan nilai indeks bias dari kelima zat dari yang terbesar hingga terkecil yaitu zat C > zat A > zat B > zat D > aquades. 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 itu, dilakukan juga pengukuran densitas dengan menggunakan piknometer. Densitas atau massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Setelah dilakukan pengukuran densitas maka didapatkan densitas terbesar yaitu zat B. Adapun urutan densitas kelima zat dari terbesar sampai terkecil yaitu zat Aquades > zat B > zat A > zat D > zat C. Massa jenis/kerapatan suatu fluida dapat bergantung pada banyak faktor seperti temperatur fluida

Jenis Zat Massa Zat

(gram)

Volume Piknometer

(mL)

Densitas(gr/mL)

Aquades 10,00 10 1,000A 9,94 10 0,994B 9,99 10 0,999C 9,01 10 0,901D 9,82 10 0,982

dan tekanan yang mempengaruhi fluida. Akan tetapi pengaruhnya sangat sedikit sehingga massa jenis suatu fluida dinyatakan sebagai konstanta/bilangan tetap. Dari densitas yang diperoleh maka dapat diketahui jenis zat dari beberapa zat seperti zat C dengan indeks bias 0,901 gr/mL adalah minyak goreng, zat D yaitu aseton.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa Indeks bias suatu senyawa cair dapat diukur dengan menggunakan Refraktometer yang prinsip kerjanya dari pengukuran sudut kritis. Faktor yang mempengaruhi indek bias setiap zat berbeda satu dengan yang lainnya yaitu sudut kritis, kecepatan cahaya, kerapatan dan konsentrasi. Nilai indeks bias yang lebih besar dari satu menunjukkan bahwa kecepatan cahaya di dalam medium (prisma) lebih kecil daripada kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Adapun urutan nilai indeks bias dari kelima zat dari yang terbesar hingga terkecil yaitu zat C > zat A > zat B > zat D > aquades dan urutan densitas kelima zat dari terbesar sampai terkecil yaitu zat Aquades > zat B > zat A > zat D > zat C.

Daftar Pustaka

Anonim. 2008. Tegangan Muka dan Kapilaritas.http://aktifisika.wordpress.com/2008/11/25/refraktometer. Diakses pada 25 April 2013.

Anonim, 2012, Refraktometri, http://winchemistry.blogspot.com/2012/04/refraktometri.html. Diakses pada 24 April 2013.

Bird, Tony. 1993. Kimia Fisik untuk Universitas. Alih Bahasa: Kwee Ie Tjen.Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama

Novalita, Friska. 2010. Refraktometer Abbe. Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Padjadjaran

Tim Laboratorium Kimia Fisika. Penuntun Praktikum Kimia Fisika II. 2013. Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Udayana : Bukit Jimbaran