uji salinitas sumber mata air panas dengan metode spektrokop1.docx asli
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
1/22
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangBumi terdiri dari dua lapisan, yaitu inti dalam dan inti luar. Inti luar bumi
terbentuk dari batuan cair yang sangat panas, yang disebut magma. Magma bumi
merupakan larutan silika bersuhu tinggi yang komplek yang dapat menghasilkan
panas bumi. Panas tersebut akan mengalir keluar menembus berbagai lapisan
batuan di bawah tanah atau yang disebut dengan akuifer. Sumber air panas akan
terjadi bila air panas mencapai reservoirair bawah tanah, yang bertekanan tinggi,
sehingga air panas dapat keluar ke permukaan bumi karena adanya celah atau
terjadi retakan dikulit bumi (Thohiron, 2012).
Sumber mata air panas banyak tersebar di Indonesia karena Indonesia
adalah negara yang terletak di kawasan cincin api pasifik. Salah satu sumber mata
air panas di Indonesia antara lain terdapat di Bukit Kili, Koto Baru, Kecamatan
Kubung, Kabupaten Solok, Sumatera Barat dan masih banyak terdapat di daerah
lain. Daerah sumber mata air panas di Bukit Kili, Koto Baru, Kecamatan Kubung,
Kabupaten Solok, Sumatera Barat, terletak pada ketinggian antara 350 m sampai
1.458 m di atas permukaan laut dan berjarak sekitar 54 km dari kota padang.
Sumber mata air panas yang berada di Bukit Kili Kabupaten Solok mempunyai
perbedaan suhu air dimana pada hari selasa dan sabtu memiliki suhu air lebih
tinggi yaitu sekitar 45 derajat C, sedangkan pada hari lain hanya memiliki suhu
sekitar 42 derajat C.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
2/22
2
Sumber mata air panas ini berasal dari kantong-kantong magma yang
terdapat di bawah Gunung Talang yang dihasilkan dari proses pemanasan air
dalam tanah secara geothermal. Panas yang berasal dari dalam bumi dapat keluar
ke permukaan pada daerah gunung berapi atau retakan geologis yang lain. Panas
dan temperatur yang dihasilkan tergantung pada kedalaman sumber geotermal.
Sumber mata air panas dapat juga terjadi akibat pemanasan air dalam tanah karena
aktivitas vulkanik di suatu gunung berapi yang aktif. Kandungan mineral yang
dimiliki sumber mata air panas berupa kalsium, belerang, litium, atau radium.
Dimana mineral tersebut keluar ke permukaan bumi karena terjadinya
pendorongan dari 2pectrum2re yang meningkat dari kerak bumi.
Rakhmanto dkk (2011). Meneliti sumber air panas Cangar Komplek gunung
Arjuno dengan mengunakan tomografi geologi resistivitas yang dilakukan dengan
VES (Vertical Electrical Sonding) dan Mapping. Akusisi data berjumlah 7 titik
VES dan $ lintasan Mapping terletak melingkupi sumber air panas. Hasil dari
pemodelan geolistrik tersebut menunjukkan nilai resistivitas lapisan batuan
pembawa air panas < 10 Ohm, sementara lapisan pembawa air bernilai 10 100
Ohm meter. Fluida panas tersebut berasal dari arah CR4 dan CR3 yang terletak di
selatan dari sumber mata air panas dengan kedalaman 24,7 meter dari
permungkaan tanah CR3 yang diduga lapisan pasir dengan lapisan sumber panas
berupa lava pada kedalaman 34 meter. Hasil dari pemodelan mapping yang terdiri
dari 4 lintasan menunjukkan disekitar sumber mata air panas terdapat retakan
yang diduga sebagai media aliran air panas untuk keluar kepermungkaan tanah.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kalsiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Litiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Radiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Litiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalsium -
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
3/22
3
1.2 Tujuan PenelitianTujuan dalam penelitian ini adalah untuk menentukan kandungan garam
pada sumber mata air panas di Bukit Kili Kota, Koto Baru, Kecamatan Kubung,
Kabupaten Solok, Sumatera Barat dengan menggunakan metode spektroskopi
melalui perbandingan intensitas dan panjang gelombang sampel uji terhadap
sampel standar yang telah dibuat dari berbagai kensentrasi senyawa garam NaCl.
1.3 Batasan MasalahPenelitian ini difokuskan pada pengamatan 3pectrum cahaya yang
menggunakan alat spektrofotometer dengan lampu merkuri sebagai sumber
cahaya. Pengamatan dilakukan pada sumber mata air panas di Bukit Kili, Koto
Baru, Kecamatan Kubung, Kabupaten Solok, Sumatera Barat. Parameter
parameter yang diukur adalah intensitas cahaya dan posisi sudut dari sampel.
Hasil pengujian dibandingkan dengan sampel standar yang terlebih dahulu dibuat
berupa larutan senyawa garam NaCl dengan berbagai konsentrasi.
1.4 Manfaat PenelitianMendapatkan informasi tentang salinitas sumber mata air panas di Bukit
Kili, Koto Baru, Kecamatan Kubung, Kabupaten Solok, Sumatera Barat. Yang
digunakan masyarakat sekitar untuk wisata pemandian dan dapat membandingkan
kualitas standar syarat-sayarat sehingga diketahui apakah air tersebut masih dapat
digunakan untuk wisata pemandian.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
4/22
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Sumber Mata Air Panas
Sumber mata air panas adalah mata air yang dihasilkan akibat keluarnya
air tanah dari kerak bumi secara geothermal (panas bumi). Semakin jauh letak
batuan ke dalam kerak bumi, maka semakin meningkat temperatur batuan
tersebut, air tanah yang berada pada kerak bumi akan keluar ke permukaan dengan
suhu di atas 37 derajat C. Gejala panas bumi pada umumnya terlihat di permukaan
berupa mata air panas, fumarol, geyser dan sulfatora.
Fumarol adalah lubang yang berada pada kerak bumi yang banyak terdapat
di sekitar gunung berapi yang aktif, fumarol bisa terdapat di sepanjang retakan
kecil maupun retakan yang panjang. Fumarol merupakan sumber air panas dan
semburan gas dimana magma atau batuan beku yang panas di kedalaman air tanah
yang dangkal. Solfatora adalah fumarol yang mengeluarkan semburan gas yang
berbau busuk seperti gas oksida belerang yang berbahaya bagi mahluk hidup di
bumi. Geiser merupakan Sumber mata air panas yang muncul ke permukaan bumi
secara berkala, pembentukan geiser bergantung pada keadaan hidrogeologi yang
hanya terdapat pada daerah tertentu yang mencapai ketinggian 20 meter sampai
100 meter
Salinitas adalah jumlah dari seluruh senyawa garam dalam gram pada
setiap kilogram massa air laut (Wibisono, 2004). Salinitas merupakan bagian dari
sifat fisik, kimia suatu perairan, selain suhu, pH, substrat dan lain.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
5/22
5
Tinggi rendahnya kadar garam tergantung pada faktor-faktor sebagai berikut:
1. Penguapan.Makin besar tingkat penguapan air laut di suatu wilayah, maka salinitasnya
tinggi dan sebaliknya pad daerah yang rendah tingkat penguapan air
lautnya, maka daerah itu kadar garamnya rendah.
2. Curah hujan.Makin besar/banyaknya curah hujan di suatu wilayah laut, maka salinitas
air laut akan rendah sedangkan sebaliknyamakin sedikit/kecil curah hujan
yang turun, maka salinitasnya akan menjadi tinggi.
3. Banyak sedikitnya sungai yang bermuara di laut.Makin banyak sungai yang bemuara ke laut, maka salinitas laut tersebut
akan rendah, dan sebaliknya makin sedikit sungai yang bermuara ke laut,
maka salinitasnya akan manjadi tinggi
Menurut Strahler (2005) unsur-unsur kimia yang terkandung dalam air laut
tiap 1000 gram air adalah 23 g NaCl, 5 g MgCl2, 4 g NaSo4, 1 g CaCL2, 0,7 g
KCl, dan 0,8 g bahan lain.
2.2 Cahaya
Sumber cahaya adalah suatu sumber energi yang memancarkan pancaran
elektromagnetik. Pancaran cahaya berguna untuk memberikan radiasi dengan
panjang gelombang atau rentang panjang gelombang tertentu yang akan diserap
oleh suatu materi. Ada dua jenis sumber cahaya yaitu sumber cahaya diskontiniu
dan sumber cahaya kontiniu. Sumber cahaya diskontiniu adalah sumber cahaya
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
6/22
6
yang memiliki pancaran radiasi pada panjang gelombang tertentu sesuai bahan
sumber yang digunakan (spektrum diskrit), sedangkan sumber cahaya kontiniu
merupakan sumber cahaya dengan pancaran radiasi pada rentang panjang
gelombang yang lebih lebar (spektrum kontiniu) (Beiser, 1992: 136).
Metode-metode spektroskopi pada dasarnya, didasarkan pada interaksi
antara cahaya dan materi. Cahaya (sinar tampak) merupakan spektrum gelombang
elektromagnetik yang dapat merambat tanpa atau ada medium rambatan, cahaya
merambat dengan kelajuan 3x108 m/s dalam ruang hampa. Ketika suatu cahaya
ditransmisikan dari satu medium ke medium lain, rasio dari laju cahaya dalam
ruang hampa (c) terhadap kelajuan cahaya (v) dalam medium dinyatakan dengan
indeks bias (n) sehingga di peroleh hubungan:
(2.1)Indeks bias juga dapat dinyatakan dengan rasio dengan panjang
gelombang cahaya di ruang hampa () dengan panjang gelombang dengan
material (0) yang dinyatakan dengan persamaan 2.2:
(2.2)Jika suatu cahaya merambat dari satu medium ke medium lainnya, maka frekuensi
gelombang tersebut tidak berubah, tetapi panjang gelombang dari cahaya tersebut
yang berubah (Halliday dkk, 2005).
Atom-atom yang mengalami transisi apabila menyerap energi, maka
energi yang dipancarkan ketika atom tereksitasi kembali ke tingkat energi dasar.
Dengan c yaitu keadaan enegi dasar yang electron atomnya berada pada tingkat
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
7/22
7
energi terendah, dan E1, E2, E3 dan seterusnya menyatakan tingkat energi yang
tinggi (Hendrayana, 1995).
Jumlah energi yang diserap untuk melakukan transisi diantara dua tingkat
energi misalnyaE0 keE1 ditentukan dengan persamaan Bhor berikut:
E1- E0 = E= (2.3)Dengan h adalah ketetapan Planck = 6,63x10-27 erg.det, v adalah frekuensi radiasi,
c adalah kecepatan cahaya yaitu 3x10
10
cm/det dan adalah panjang gelombang
radiasi dalam cm.
Spektrum cahaya berdasarkan panjang gelombang menurut Young and
Freedman dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2 Panjang gelombang cahaya tampak
Panjang gelombang (nm) Warna
400-435 Violet
435-480 Biru
480-490 Biru kehijauan
490-500 Hijau kebiruan
500-560 Hijau
560-580 Hijau kekuningan
595-610 Jingga
610-680 Merah
680-700 Ungu kemerahan
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
8/22
8
2.3 Difraksi
Terjadinya difraksi dapat dijelaskan dengan menggunakan teori Huygens
dimana cahaya pada dasarnya memiliki kesamaan dengan bunyi dan gelombang.
Yang hanya membedakaan cahaya dan bunyi ini hanyalah terletak pada panjang
gelombang dan frekuensinya. Pada teori ini Huygens menganggap bahwa setiap
titik pada sebuah muka gelombang dapat dianggap sebagai sebuah sumber
gelombang yang mengeluarkan suatu gelombang lingkaran atau disebut dengan
gelombang sekunder. Gelombang sekunder merupakan gelombang lingkaran yang
bergerak ke segala arah dengan kecepatan dan frekuenso yang sama dengan
gelombang primer (Sutrisno, 1979).
Leonardo Da Vinci (1519-1542) mengamati bahwa suatu penghalang di
antara layar dan sumber cahaya, maka akan tampak bayangan berupa garis terang
gelap di sekitar bayangan utama pada layar. Studi tentang fenomena ini pertama
kali di publikasikan oleh Francesco Maria Grimaldi (1618-1663) pada tahun 1665
yakni tentang deviasi cahaya yang merambat lurus.
Peristiwa difraksi dapat diabaikan dengan syarat perbandingan lebar celah
(a) dengan panjang gelombang () yang cukup besar. Jika lebar celah jauh lebih
besar dan menghasilkan berkas yang tajam pada layar, pada kasus ini cahaya
dikateforikan dalam optic geometri yang memenuhi hukum pemantulan dan
hukum pembiasan. Jika celah semakin dipersempit hingga lebarnya sama dengan
panjang gelombangnya, maka cahaya tidak lagi pdi perlukan sebagai berkas yang
tajam, melainkan dibeelokkan ke daerah bayangan (Pedrotti dan Pedroti, 1987).
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
9/22
9
Pola difraksi dapat dibagikan menjdai dua macam, yaitu difraksi
Fraunhofer (difraksi medan jauh) dan difrakasi Fresnel (difraksi medan dekat).
Difraksi Fraunhofer terjadi bila gelombang dating mengenai aperture dan
gelombang terdifraksi yang merupakan gelombang bidang. Untuk memperjelas
perbedaan difraksi Fraunhofer dengan difraksi Fresnel, di anggap suatu aperture
berlubang kecil S dikenai gelombang bidang dari sumber titik s, dengan bidang
observasi berupa layar datar pada sisi yang lain. Pada layar tampak banyangan
aperture hingga masih tampak pada gambar seperti semula, maka di dapatkan
difraksi Fresnel (difraksi medan dekat), difraksi Fraunhofer dapat dibentuk
dengan menempatkan sumber S pada fokus lensa pertama L1 dan layar
pengamatan pada bidang fokus lensa kedua L2 seperti yang ditunjukkan pada
gambar 2.1 berikut:
Gambar 2.1 Difraksi Fraunhofer
Pola difraksi yang dihasilkan oleh cahaya tunggal terlalu menyebar
(kurang tajam). Untuk memberikan hasil yang teliti alat yang digunakan adalah
kisi difraksi. Kisi difraksi terdiri dari sejumlah garis atau celah yang berjarak sama
pada permukaan datar. Cahaya yang mengenai kisi difraksi akan didifraksikan
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
10/22
10
oleh garris sejajar pada kisi, sehingga cahaya polikromatis diuraikan menjadi
cahaya monokromatis seperti gambar 2.2 berikut:
Gambar 2.2 Penguraian cahaya kisi difraksi
Untuk sebuah celah ganda pola intensitas yang dihasilkan terjadi apabila
cahaya monokromatis yang panjang gelombang jatuh pada sebuah kisi difraksi
yang terdiri dari sederet pinggir interferensi. Pemisahan sudut diantara pinggir-
pinggir ini ditentukan oleh perbandingan /d, dimana d adalah jarak diantara
pusat-pusat celah yagn berdekatan. Intensitas relative dari pinggir ditentukan oleh
pola difraksi dari sebuah celah kisi tunggal yang bergantungn pada perbandingan
/a, dimana a adalah lebar celah.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
11/22
11
Gambar 2.3 Difraksi celah tunggal
Maksimun interferensi yang berada pada sudut diberikan oleh
persamaan berikut:
dsin =m (2.4)
dimana m adalah bilangan orde garis spketrum dengan niai m = 0,1,2,3,.dan
seterusnya (Halliday, 1995).
Intensitas gelombang cahaya yang didefinisikan sebagai daya (energy
persatuan waktu) yang melintasi daerah yang tegak lurus terhadap aliran energy.
Intensitas sebanding dngan kuadrat amplitude dan bergantung dari besar E dan B
dari medan listrik dan magnetic.
I =I0[ ()
*+] (2.5)
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
12/22
12
I =I0[(
)
] (2.6)
Dimana, I = Intensitas cahaya yang dilewatkan
I0= Intensitas cahaya terang pusat
= Sudut fase
a = Lebar celah
= Panjang gelombang
2.3 Spektrofotometer
Alat untuk mengukur panjang gelombang secara akurat dengan
menggunakan kisi difraksi atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang
yang berbeda disebut spektrometer (Giancoli, 2001: 305). Jenis spektrometer
antara lain adalah spektrometer sinar tampak, spektrometer ultra-ungu,
spektrometer infra-merah, spektrometer resonansi magnet inti, spektrometer
serapan, spektrometer massa, dan spektrometer fluoresensi. Perbedaan dari jenis
spektrometer tersebut terletak pada sumber cahaya atau sampel yang disesuaikan
dengan apa yang akan diteliti (Hendayana, 1994: 1).
Berdasarkan sinyal radiasi elektromagnetik, spektroskopi dibagi menjadi
empat golongan yaitu spektroskopi absorpsi, spektroskopi emisi, spektroskopi
scattering, dan spektroskopi fluoresensi. Pada spektroskopi emisi, terdapat
beberapa tipe metode spektroskopi berdasarkan sifat radiasinya, yaitu
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
13/22
13
spektroskopi arc spark, plasma argon, emisi atom atau emisi nyala dan emisi
sinar-x. Pada tipe spektroskopi emisi atom, atom-atom unsur dalam nyala api akan
tereksitasi. Pada waktu atom-atom kembali ke tingkat dasar akan memancarkan
radiasi elektromagnetik yang disebut radiasi emisi dimana energi radiasi emisi ini
sama dengan energi radiasi eksitasi. Jadi sumber radiasi disini berasal dari sampel.
Intensitas radiasi emisi ini kemudian dideteksi oleh detektor setelah melalui
monokromator. Radiasi yang diterima monokromator ini sebelumnya dipilih
panjang gelombang yang sesuai dengan mengatur selektor panjang gelombang,
dan pada saat yang tepat ada cahaya keluaran yang ditangkap detektor/fotodiode,
kemudian sinyal dari fotodiode diteruskan ke osiloskop. Fotodiode yang
digunakan sekiranya yang cocok dengan cahaya dari sumber panjang gelombang
tersebut (Hendayana, 1994: 3). Komponen-komponen pokok spektrometer terdiri
dari empat bagian penting yaitu sumber radiasi/cahaya, monokromator, tempat
cuplikan (kuvet), dan detektor (Day & Underwood, 2002: 397).
Monokromator merupakan serangkaian alat optik yang berfungsi untuk
memisahkan cahaya polikromatis dari sumber cahaya menjadi monokromatis.
Bagian utama monokromator dapat berupa prisma atau kisi (gratting). Prisma dan
kisi berfungsi sebagai elemen pendispersi dalam monokromator. Elemen
pendispersi adalah elemen yang berfungsi menguraikan radiasi cahaya
polikromatis menjadi monokromatis (Day & Underwood, 1986: 399). Berikut ini
akan dijelaskan prinsip kerja monokromator yang menggunakan kisi difraksi
sebagai elemennya. Kisi difraksi adalah piranti untuk menghasilkan spektrum
menggunakan peristiwa difraksi. Kisi difraksi dibuat dengan membentuk goresan
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
14/22
14
pada suatu bahan tertentu dan berfungsi sebagai sistem banyak celah. Jumlah
celah dalam kisi difraksi menentukan kemampuan kisi untuk memisahkan
gelombang. Semakin banyak jumlah celah pada kisi, maka kemampuan kisi untuk
memisahkan panjang gelombang lebih besar. Jumlah celah pada kisi difraksi
untuk daerah cahaya tampak biasanya sekitar 15.000 sampai 3000 garis/inci (Day
& Underwood, 1986: 399-400).
Proses difraksi yang terjadi pada sebuah kisi merupakan proses dimana
terjadi pembelokan cahaya di sekitar suatu penghalang atau celah. Jika gelombang
cahaya hasil difraksi saling berinterferensi dan memiliki fase yang sama, maka
akan terbentuk berkas cahaya yang masing-masing mempunyai panjang
gelombang yang berbeda (Halliday & Resnick, 2005: 769). Beda lintasan antara
dua cahaya difraksi bergantung pada jarak antara dua celah dalam kisi dan sudut
difraksi. Beda lintasan ini sebesar (Young dan Freedman, 2005: 105).
n = d sin (2.7)Dengan adalah panjang gelombang spektrum cahaya, d adalah jarak antara duacelah sempit, adalah sudut difraksi dan n adalah orde garis spektrum cahaya, dadalah jarak antara dua celah sempit, adalah sudut difraksi dan n adalah ordegaris spektrum (1,2,3,..) berupa bilangan bulat. Bagian lain dari monokromator
selain kisi difraksi adalah celah pemilih berkas cahaya. Celah pemilih berkas
cahaya digunakan sebagai tempat keluarnya berkas cahaya dari kisi dan
memisahkan panjang gelombang spektra yang diinginkan untuk dilewatkan
sampel (Hardjono, 1990: 40). Celah pemilih berkas cahaya diatur pada posisi
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
15/22
15
sesempit mungkin sehingga berkas yang melewati ke sampel membentuk garis
yang mendekati satu panjang gelombang (Siregar, 2009: 46).
Kuvet adalah suatu wadah yang berfungsi sebagai tempat cuplikan atau
sampel. Sampel dimasukkan ke dalam kuvet dan diletakkan pada posisi di antara
monokromator dan detektor dalam spektrometer untuk diukur kadarnya (Day &
Underwood, 2002: 402). Kuvet untuk daerah cahaya tampak umumnya terbuat
dari bahan gelas atau kuarsa. Bahan tersebut dibentuk sesuai ukuran tempat
dudukan kuvet pada spektrometer. Sampel yang biasa digunakan pada
spektrometer untuk plasma adalah sampel berbentuk plasma. Kuvet yang
digunakan untuk meletakkan sampel mempunyai ukuran panjang kuvet tertentu
dari 1 hingga 10 cm (Hardjono, 1985: 41).
Peranan detektor adalah memberikan respon terhadap cahaya yang datang
pada berbagai panjang gelombang. Detektor akan mengubah cahaya menjadi
sinyal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampil data dalam bentuk
jarum penunjuk atau angka digital (Khopkar, 1990: 89). Detektor menyerap
tenaga foton yang mengenainya dan mengubah tenaga tersebut menjadi sinyal
listrik untuk dapat diukur secara kuantitatif. Detektor yang baik harus memenuhi
persyaratan-persyaratan yaitu sensitivitas tinggi, waktu respon pendek dan stabil.
Detektor yang digunakan untuk cahaya tampak disebut dengan detektor fotolistrik
(Hardjono, 1985: 42). Ada beberapa macam detektor yang peka terhadap cahaya
dan sering dijumpai dipasaran yaitu LDR (fotoresistor), fototransistor, dan
fotodioda.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
16/22
16
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan pada labor eksperimen Fisika Unand dengan
menggunakan alat spektrofotometer, dengan mengambil sumber mata air panas di
Bukit Kili, Koto Baru, Kecamatan Kubung, Kabupaten Solok, Sumatera Barat,
yang akan dijadikan sampel.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat
Alat yang digunakan berupa seperangkat alat spektrofotometer, sumber
cahaya, interface, kuvet dan seperangkat computer yang disusun seperti gambar
berikut :
Gambar 3.1 Skema penelitian
Kuvet
Lensa Kolimator Kisi
Celah Tunggal
Sumber Cahaya
Lensa Fokus
Sensor
Cahaya
Sensor
Rotari Inteface
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
17/22
17
Bagian-bagian dari spektrofofometer serapan atorm merkuri adalah
sebagai berikut:
1. Lampu uap raksa (mercuri vapour light source)Lampu uap raksa pada penelitian ini digunakan sebagai sumber cahaya.
Lampu uap raksa ini mempunyai beberapa spectrum cahaya dengan
panjang gelombang yang berbeda-beda. Lampu uap merkuri mempunyai
panjang gelombang pada daerah cahaya tampak yaitu sekitar 180 nm
sampai 780 nm. Intensitas cahaya dari masing-masing spectrum inilah
yang akan diamati
2. SpektrofotometerSpektrofotometer terdiri dari beberapa bagian yaitu:
a. Celah Kolimator (collimating slit), yang berfungsi untukmengumpulkan berkas cahaya dari lampu merkuri.
b. Lensa Kolimator (collimating lens), berfungsi untuk menghasilkansinar yang sejajar atau parallel.
c. Monokromator, pada alat ini yang digunakan adalah kisi difraksi(grating mount). Kisi difraksi berfungsi untuk menghasilkan cahaya
dengan warna yang berbeda dengan sudut disperse yang berbeda pula,
kisi ini mempunyai tipe 600 garis/mm .
d. Lensa Pemfokus (focusing lens), berfungsi unutk memfokuskan cahayayang melewatinya.
e. Celah Bukaan (aperture bracket), berfungsi sebagai celah untukmenangkap cahaya yang diteruskan oleh lensa pemfokus agar
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
18/22
18
ditangkap oleh sensor cahaya. Celah bukaan terdiri dari 6 buah celah
dengan lebar bevariasi yaitu 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 1 mm,
dan 1,5 mm. celah yang berbentuk lingkaran dengan diameter 8 mm,
dilengkapi dengan lobang-lobang kecil dengan diameter 0,25 mm yang
mampu menangkap 10% dari cahaya yang melewatinyad an sebuah
lagi lingkaran yang memeiliki celah pada tepinya dengan lebar 2 mm.
semua celah bukaan itu terletak pada suatu lingkaran yang disebut
aperture disk. Celah bukaan berada pada sebuah piringan (disk) yang
disebut dengan aperture disk. Aperture disk dapa berotasi pada
sembilan posisi.
f. Sensor cahaya (high sensitivity light sensor), berfungsi untukmenangkap cahaya yang melewati celah bukaan pada aperture disk.
g. Sensor gerak rotasi (rotary motion sensor), berfungsi untuk mengukurbesar sudut spectrum akibat pembelokan cahaya ketika melewati kisi
difraksi.
h. Piringan derajat (degree plate), berfungsi untuk menentukan besarsudut putaran.
i.
Batang optic (optic bench), meripakan batang yang panjangnya 60 cm
yang berfungsi sebagai tempat untuk meletakna sensor rotasi, lensa
kolimator dan celah kolimator.
3. InterfaceMerupakan inti dari alat spektrofotometer yagn berfungsi sebagai
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
19/22
19
penghubung antara sensor yang di gunakan dengan computer. Jenis
Interface yang digunakan adalahPASCO Science Workshop 750 Interface.
4. KuvetMerupakan wadah tempat sampel, kuvet yang digunakan mempunyai
ketebalan 3 mm dan bersifat transparan. Penetapan kuvet ini harus tegak
lurus terhadap sinar yang masuk. Jika tidak maka intensitas sinar yang
masuk akan berkurang akibat adanya pemantulan dan pembiasaan oleh
dinding kuvet.
5. ComputerDigunakan sebagai alat untuk menampilkan data yang didapatkan melalui
pengukuran spektrofotometer.
3.2.2 Bahan
Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah sumber mata air panas
di Bukit Kili, Koto Baru, Kecamatan Kubung, Kabupaten Solok, Sumatera Barat,
sebanyak 10 tempat yang berbeda, yaitu pada suhu 42 derajat C dan 45 derajat C.
Larutan garam NaCl sebagai sampel standar dengan berbagai konsentrasi mulai
dari 0,09 M dampai dengan 0,69 M dengan interval 0,05 M.
3.3 Prosedur Penelitian
Penelitian dilakukan dealm beberapa tahapan, yaitu tahap pengumpulan
sampel, persiapan alat, tahap pengambilan data dan tahap pengolahan data.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
20/22
20
1. Tahap Pengumpulan SampelSampel yang diuji dalam penelitian ini adalah sampel sumber mata air
panas di Bukit Kili, Koto Baru, Kecamatan Kubung, Kabupaten Solok,
Sumatera Barat, pada masing-masing tempat diambil 5 sampel.
2. Tahap Persiapan AlatSebelum mengambil data, alat spektrofotometer harus dipasangkan dengan
langkah-langkah sebagai berikut:
a. Spektrofotometer dihubungkan dengan arus DC dengan caramenghubungkan dengan adaptor. Sensor cahaya dipindahkan ke posisi
kedua pada lengan sensor sehingga ada ruang untuk kuvet antara
bagian belakang aperture diskdan sensor cahaya.
b. Sumber cahaya dinyalakan dan dipanaskan selama lebih kurang 20menit.
c. Science Workshop Interface dihubungkan ke keomputer.d. Kabel sensor cahaya dihubungkan ke chanel analog A, dan kabel
sensor gerakan rotary ke chanel digital 1 dan 2.
e. Dalam program Science Workshop Interface, dipilih Rotary MotionSensor dan dihubungkan ke chanel digital 1 dan 2, dipilih Light
Sensordan dihubungkan ke chanel analog A.
f. Dalam program diatur sensor gerak rotary untuk resolusi tinggi danSample Rate menjadi 20 Hz.
g. Sensitivitas sensor cahaya diatur menjadi 10x.h. Dipilih tampilan grafik.
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
21/22
21
i. Diatur tampilan grafik sehingga Light Intensity pada sumbu verticaldanAngular Positionpada sumbu horizontal.
j. Ruangan digelapkank. Digunkan lengan sensor cahaya pada spektrofotometer unutk memutar
piringan derajat sehingga sensor cahaya di luar warna terakhir dalam
orde terang pertama pola spectrum.
3. Tahap Pengambilan DataSetelah alat dipersiapkan seperti langkah diatas maka untuk pengambilan
data dapat dilakukan dengan langkah berikut:
a. Sampel dimasukkan kedalam kuvet, dan kemudian kuvet di letakkanpada tempat di spektrofotometer.
b. Tombol start ditekan pada program.c. Lengan sensor cahaya didorong untuk menscan spectrum secara
lambat dan berkelanjutan dalam satu arah. Pola spectrum yang diambil
adalah orde satu pada salah satu sisi dari cahaya pusat, kemudian
melewati cahay pusat iu sendiri, dan kemudian pola spectrum orde
pertama pada sisi dari cahaya pusat.
d.
Tombol stop ditekan pada program.
e. Langkah b dan d di ulang beberapa kali untuk masing-masing sampel.4. Tahap Pengolahan Data
a. Data yang diperoleh berupa grafik hubungan antara intensitas cahayayang dilewatkan dan posisi sudut. Dari data posisi sudut yang terukur
pada grafik dihitung panjang gelombang dari tiap-tiap warna dengan
-
7/22/2019 Uji Salinitas Sumber Mata Air Panas Dengan Metode Spektrokop1.Docx Asli
22/22
22
menggunakan persamaan d sin = , dimana nilai diperoleh dengan
mengunakan persamaan berikut:
(3.1)Dengan 1 adalah posisi sudut dari spektrum sebelah kana terang pusatdan 2 adalah posisi sudut sebelah kiri terang pusat.
d =
= 1,666,67 nm /garis, m=1
b. Rata-rata intensitas cahaya yang dilewatkan dihitung untuk masing-masing sampel sebagai berikut:
I =
(3.2)
I1adalah intensitas cahaya dari spektrum sebelah kanan terang pusatn
danI2adalah intensitas cahaya sebelah kiri terang pusat
c. Dibuat table hubungan antara konsentrasi senyawa garam dengapanjang gelombang dan intensitas cahaya.
d. Panjang gelombang, dan intensitas cahaya dari sampel ujidibandingkan dengan table sampel standar untuk memperkirakan
konsentrasi senyawa garam pada sampel uji.
e. Analisis dan pembahasan dilakukan untuk setiap hasil perhitunganyang diperoleh.