Laporan Praktikum Polarimeter

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan Rahmat dan kesehatan kepada kita semua, sehingga kita dapat melaksanakan suatu proses praktikum.

Dalam laporan ini, kami mencoba membuat  percobaan  mengenai Polarimeter yang dapat kami sajikan yaitu beberapa defenisi-defenisi,pembahasan  dan berbagai perlakuan yang diselesaikan langkah demi langkah.

           Laporan ini sangat sederhana dan masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu, untuk membantu kesempurnaan laporan  ini, maka kami sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak terutama asissten laboratorium Praktikum Gelombang dan Optik. Selain itu atas kekurangan-kekurangan yang ada di dalam laporan ini maka kami juga memohon maaf yang sebesar- besarnya.

Palu,    Januari  2015                           Penyusun

                                                                                                            Kelompok V

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Menurut C. Huygen cahaya adalah gerak gelombang yang terpancar dari suatu sumber dalam semua arah. Cahaya termasuk geombang transversal yaitu gelombang yang arah rambatnya tegak lurus arah getaran, sehingga cahaya dapat terpolarisasi.

Polarisasi adalah terserapnya sebagian arah getar cahaya. Cahaya yang sebagian rah getarnya terserap disebt cahaya terpolarisasi. Dan jika cahaya hanya memiliki satu arah getar maka disebut sebagai cahaya terpolarisasi linear.

Cahaya putih merupakan cahaya polikromatik yang terdiri dari berbagai panjang gelombang yang dapat bervibrasi kesegala arah. Cahaya putih dapat diubah menjadi cahaya monokromatik (hanya terdiri dari satu panjang gelombang) dengan menggunakan suatu filter atau sumber cahaya yang khusus. Cahaya monokromatik ini disebut cahaya terpolarisasi.

Peristiwa polarisasi tidak dapat diamati secara langsung oleh mata manusia, sehingga diperlukan suatu alat yang dapat membantu untuk menunjukan gejala polarisasi tersebut. Melalui polarimeter gejala polarisasi dapat ditunjukan, selain itu melalui alat ini dapat dilihat pula bagaimana larutan optic aktif seperti larutan gula dapat membelokan cahaya yang telah dipolarisasi. Pengamatan-pengamatan yang dapat dilakukan melalui polarimeter ini lah yang melatar belakangi dilakukanya percobaan polarimeter.

1.2  Tujuan

1.   Memahami bahwa cahaya adalah gelombang transversal sehingga dapat dipolarisasi.

2.   Memahami cara kerja alat polarimeter.

3.   Menghitung daya putar spesifik dari larutan gula tebu dengan menggunakan cahaya yang dipolarisasi

3.1  Alat & Bahan

1.      Polarimeter 1 set

2.      Tabung pemutar

3.      Sumber cahaya monokromatis

4.      Aquades secukupnya

5.      Gulaku secukupnya

6.      Pipet tetes 1 buah

7.      Gelas plastic 2 buah

8.         Neraca Digital

9.      Tisu secukupnya

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

Polarimeter merupakan suatu alat yang tersusun atas polarisator dan analisator. Polarimeter adalah Polaroid yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan anlisator adalah Polaroid yang dapat menganalisa/mempolarisasikan cahaya. Polarimetri adalah suatu metoda analisa yang berdasarkan pada pengukuran daya putaran optis dari suatu larutan. Daya putaran optis adalah kemampuan suatu zat untuk memutar bidang getar sinar terpolarisir. Sinar terpolarisir merupakan suatu sinar yang mempunyai satu arah bidang getar dan arah tersebut tegak lurus terhadap arah rambatannya. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris atau atom C kiral dalam senyawa organik, contoh :kuarsa ( SiO₂ ), fruktosa.

Polarimeter dapat digunakan untuk :

1.      Menganalisa zat yang optis aktif

2.      Mengukur kadar gula

3.      Penentuan antibiotic dan enzim

Syarat senyawa yang bisa dianalisis dengan polarimetri adalah :

1.      Memiliki struktur bidang Kristal tertentu( dijumpai pada zat padat)

2.     Memiliki struktur molekul tertentu atau biasanya dijumpai pada zat cair. Struktur molekul adalah struktur yang asimetris,  seperti pada glukosa. Prinsip dasar polarimetris ini adalah pengukuran daya putar optis  suatu zat yang menimbulkan terjadinya putaran bidang getar sinar terpolarisir.

Pemutaranbidanggetarsinarterpolarisir  olehsenyawaoptisaktifada 2 macam, yaitu :

1.      Dexro rotary (+), jika arah putarnya kekanan atau sesuai putaran jarum jam.

2.      Levo rotary (-), jika arah putarnya kekiri atau berlawanan dengan putaran jarum jam.

Hal-hal yang dapat mempengaruhi sudut putar suatu larutan adalah sebagai berikut :

1.      Jenis zat.

Masing – masing zat memberikan sudut putaran yang berbeda terhadap bidang getar sinar terpolarisir.

2.      Panjang lajur larutan dan panjang tabung.

Jika lajur larutan diperbesar maka putarannya juga makin besar.

3.      Suhu.

Makin tinggi suhu maka sudut putarannya makin kecil, hal ini disebabkan karena zat akan memuai dengan naiknya suhu sehingga  zat yang berada dalam tabung akan berkurang.

4.      Konsentrasi zat

Konsentrasi sebanding dengan sudut putaran, jika konsentrasi dinaikkan maka putarannya semakin besar.

5.      Jenis sinar( panjang gelombang)

Pada panjang gelombang yang berbeda zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda.

6.      Pelarut

Zat yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda dalam pelarut yang berbeda.

Komponen-komponen polarimeter

1.      Sumber cahaya monokromatis

Yaitu sinar yang dapat memancarkan sinar monokromatis.Sumber cahayanya yaitu lampu Natrium dengan panjang gelombang 589,3 nm dan lampu UAP raksasa dengan panjang gelombang 546 nm.

2.      Polisator dan analisator

Fungsi Polisator untuk menghasilkan sinarter polarisir. Fungsi analisator untuk menganalisa sudut yang terpolarisasi. Yang digunakan ialah prismanikol.

3.      Prismasetengahnikol

Alat untuk menghasilkan bayangan setengah yaitu bayangan gelap dan gelap terang .

4.       Skala lingkar

Skala yang bentuknya melingkar.

5.       Wadah sampel

Berbentuk silinder yang terbuat dari kaca yang tertutup. Kedu aujungnya berukuran besar dan yang lain berukuran kecil. biasanya 0,5,1,2 dm. Wadah harus dibersihkan secara hati-hati dan tidak boleh ada gelembung udara yang terperangkap di dalamnya.

6.      Detector

Pada polarimeter manual yang menjadi detector yaitu mata, sedangkan di polarimeter lain dapat digunakan detector fotoeletrik.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnit yang terdiri dari getaran medan listrik dan getaran medan magnit yang saling tegak lurus. Bidang getar kedua medan ini tegak lurus terhadap arah rambatnya. Sinar biasa secara umum dapat dikatakan gelombang elektromagnit yang vektor-vektor medan listrik dan medan magnitnya bergetar kesemua arah pada bidang tegak lurus arah rambatnya dan disebut sinar tak terpolarisasi. Apabila sinar ini melalui suatu polarisator maka sinar yang diteruskan mempunyai getaran listrik yang terletak pada satu bidang saja dan dikatakan sinar terpolarisasi bidang (linear). 

Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator,maka sinar yang mempunyai arah getar yang sama dengan arah polarisator akan diteruskan seluruhnya.Tetapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus terhadap arah analisator,maka tak ada sinar yang diteruskan.Apabila arahnya membentuk suatu sudut ,maka yang diteruskan hanya sebagian.Sinar terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optis aktif akan mengalami pemutaran bidang polarisasi.

Cahaya dari lampu sumber, terpolarisasi setelah melewati prisma Nicol pertama yang disebut polarisator. Cahaya terpolarisasi kemudian melewati senyawa optis aktif yang akan memutar bidang cahaya terpolarisasi dengan arah tertentu. Prisma Nicol ke dua yang disebut analisator akan membuat cahaya dapat melalui celah secara maksimum.

Rotasi optis yang diamati/diukur dari suatu larutan bergantung kepada jumlah senyawa dalam tabung sampel, panjang jalan/larutan yang dilalui cahaya, temperatur pengukuran, dan panjang gelombang cahaya yang digunakan. Untuk mengukur rotasi optik, diperlukan suatu besaran yang disebut rotasi spesifik yang diartikan suatu rotasi optik yang terjadi bila cahaya terpolarisasi melewati larutan dengan konsentrasi 1 gram per mililiter sepanjang 1 desimeter.

Rotasi optik yang termati dapat berupa rotasi yang searah jarum jam, rotasi ini disebut putar kanan dan diberi tanda (+), sedangkan senyawa yang diukurnya disebut senyawa dekstro (d). Rotasi yang berlawanan dengan arah jarum jam disebut putar kiri dan diberi tanda (-), senyawanya disebut senyawa levo (l).

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan adalah jenis eksperimen.

3.2     Waktu & Tempat

1.   Hari/tanggal    : Sabtu/ 07 januari 2016

2.   Pukul               :13.00 WITA - Selesai

3.      Tempa            : Laboratorium FKIP P.Fisika Universitas Tadulako

3.3     Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum.

2.      Mencuci bersih tabung pemutar, kemudian mengisi dengan air murni, dan mengusahakan tidak sampai ada gelembung udara dan masukkan ke dalam polarimeter.

3.      Menentukan titik paling terang pada detektor dengan cara memutar skala putar analisator pada polarimeter.

4.      Membaca nilai sudut ( θ ) pada skala putar analisator pada polarimeter dan mencatat hasil yang diperoleh pada tabel pengamatan.

5.      Mengulangi langkah 4-5 sebanyak 2 kali.

6.      Mengisi tabung pemutar dengan larutan gula 1 gram + 20 ml air murni

7.      Mengulangi langkah 3-5 sebanyak 3 kali.

8.      Mengisi tabung pemutar dengan larutan gula 2 gram + 20 ml air murni

9.      Mengulangi langkah 3-5 sebanyak 3 kali.

10.  Mengisi tabung pemutar dengan larutan gula 3 gram + 20 ml air murni

11.  Mengulangi langkah 3-5 sebanyak 3 kali.

BAB IV

HASIL dan PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Tabel Pengamatan

No	Perlakuan	Air murni( 20 ml aquades)	Larutan gula ( 1 gr gula + 20 ml air)	L arutan gula ( 2 gr gula + 20 ml air)	Larutan gula ( 3 gr gula + 20 ml air)
		Ө̊	Ө̊	Ө̊	Ө̊
1.	I	65	120	95	125
2.	II	83	67	87	65
3.	III	105	100	90	100

NST Neraca Digital     : 1 x 10^-5 kg

NST Polarimeter: 0,5^o

NST Gelas Ukur            : 5 x 10^-6 m³

Panjang Tabung             : 1,7 x 10^-1 m

Volume air murni          : 2 x 10^-5 m³

Massa Gula                   : 1 x 10^-3 kg, 2 x 10^-3 kg, dan 3 x 10^-3 kg

4.3 Pembahasan

Polarimeter merupakan suatu alat yang tersusun atas polarisator dan analisator. Polarimeter adalah Polaroid yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan anlisator adalah Polaroid yang dapat menganalisa/mempolarisasikan cahaya. Polarimetri adalah suatu metoda analisa yang berdasarkan pada pengukuran daya putaran optis dari suatu larutan.

Percobaan ini  bertujuan untuk memahami bahwa cahaya adalah gelombang transversal sehingga dapat dipolarisasi, memahami cara kerja polarimeter, dan menghitung daya putar spesifik dari larutan gula menggunakan cahaya yang dipolarisasi. Dalam percobaan ini adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu polarimeter, tabung pemutar sebagai tempat larutan, sumber cahaya monokromatis, aquades secukupnya sebagai larutan pelarut, gulaku secukupnya sebagai zat yang akan diukur konsentrasinya, pipet tetes sebagai alat untuk mengambil larutan, gelas plastic sebagai wadah untuk larutan, nerasa digital digunakan untuk menimbang massa gula, dan tissue sebagai wadah untuk gula yang akan ditimbang.

Percobaan ini dilakukan pengukuran terhadap konsentrasi dan jenis larutan (gula) yakni dengan cara membuat larutan gula dengan massa yang berbeda dan masing-masing  dilarutkan  dengan 20 ml air mineral  yang  nantinya akan mempengaruhi sudut putar dari jenis larutan tersebut.  Percobaan yang kami lakukan dengan menggunakan larutan gula (gulaku) dengan takaran 1 gram, 2 gram, dan 3 gram kedalam air masing-masing 20 ml aquades. Gula (sukrosa) merupakan salah satu bahan optik aktif. Air murni (aquades) digunakan sebagai bahan yang pembanding yang merupakan bahan bukan optik aktif. Dalam percobaan ini kami memutar skala putar analisator polarimeter dengan tujuan sudut pemutaran bidang polarisasi gula digunakan untuk menunjukan kadar gula atau konsentrasi gula dan daya putar spesifik. Lalu kami memasukkan air murni dan larutan gula ke dalam tabung polarimeter secara bergantian. Tabung tersebut diletakkan dalam polarimeter diantara polarisator (yang dekat dengan sumber cahaya) dan analisator yang dekat dengan mata pengamat. Ketika sumber cahaya dinyalakan mata dapat melihat cahaya melalui lubang pengamat polarimeter. Hal tersebut disebabkan sumber cahaya yang tidak terpolarisasi kemudian memasuki polarimeter sehingga hanya ada satu bidang getar saja (gelombang tranversal) atau diibaratkan dengan gelombang tali yang melalui suatu celah. Ketika  skala putar analisator polarimeter diputar ke kiri yang mula-mula tampak cahaya terang hingga sudut tertentu cahaya tidak dapat teramati dari lubang pengamat polarimeter. Hal itu terjadi karena, posisi analisator tidak lagi melewatkan satu bidang getar atau suatu gelombang tranversal yang terbentuk oleh polarisator (tidak lagi terpolarisasi). Dengan kata lain, posisi arah datangnya gelombang tranversal cahaya tegak lurus terhadap analisator. Akan tetapi, sudut yang terbaca pada polarimeter tidak menunjukkan bahwa posisi analisator tegak lurus, kenyataannya bahwa memang keadaan ini telah tegak lurus disebabkan oleh larutan optik atau larutan dalam polarimeter berfungsi sebagai sebagai pemutar bidang geser. Sehingga cahaya yang melewati larutan optik mengalami perputaran bidang polarisasi dan gelombnag tranversal tersebut tidak searah lagi. Ini dapat di amati pada hasil pengamatan yang dilakukan pada air murni mendekati sudut 90 derajat, sedangkan makin tinggi konsentrasi larutan optik aktif maka pemutaran bidang polarisi pun terjadi sehingga sudut putar analisator diperoleh cukup kecil.

Dari percobaan yang telah dilakukan adapun hasil yang kami dapatkan yaitu  untuk perhitungan konsentrasi gula, , . Untuk daya putar spesifik pada air murni yaitu , , . Untuk larutan gula ( 1 gr gula + 20 ml aquades) yaitu  , , . Untuk larutan gula ( 2 gr gu+ 20 ml aquades)yaitu , , . Untuk larutan gula ( 3gr gula + 20 ml aquades) yaitu , .Dari Hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa besar daya putar spesifik dipengaruhi oleh sudut putar analisator dan konsentrsi larutan gula. Semakin besar sudut putar analisator maka daya pusar spesifik semakin besar pula dan sebaliknya, sedangkan makin besar konsentrasi gula maka makin kecil daya putar spesifiknya dan begitu sebaliknya. Dan pada percoban ini adapun kesalahan yang diperoleh  disebabkan karena kurangnya ketelitian dalam mengamati cahaya dari luabang pengamat polarimeter. Dari hasil perhitungan konsentrasi serta daya putar spesifik yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi yang memiliki massa yang besar atau kecil tidak mempengaruhi besarnya konsentrasi larutan yang dihasilkan, sedangkan untuk daya putar spesifiknya semakin kecil massa larutan gula, maka semakin besar nilai daya putar yang diperoleh.

Pada percobaan yang telah dilakukan hasil yang diperoleh sama dengan literatur yaitu pada konsentrasi gula semakin tinggi, menyebabkan cahaya yang tampak dianalisator menjadi lebih redup sehingga sudut putar spesifiknya menjadi semakin besar.Ini menandakan larutan gula dapat membelokkan arah getar cahaya.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa:

1.      Prinsip kerja polarimeter adalah meneruskan sinar yang mempunyai arah getar yang sama dengan arah polarisator. Sudut putar jenis bergantung pada konsentrasi dan jenis larutannya.

2.      Nilai daya putar spesifik yaitu

a)      Larutan pertama    = 3,57 m²/kg dengan ktpr       = 26,03%

b)      Larutan kedua       = 2,83 m²/kg dengan ktpr       = 26,03%

c)      Larutan ketiga       = 0,37 m²/kg dengan ktpr       = 26,00%

5.2 Saran

Sebaiknya dalam melakukan praktikum, pada saat memasukkan cairan kedalam tabung pemutar, tidak boleh terdapat gelembung udara.

DAFTAR PUSTAKA

Khopkar, S.M. 2007. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI-Press.

Matsjeh, Sabirin. 1983. Kimia Organik II. Jogjakarta : UNJ.

Scribd. 2010. Polarimetri. Http://www.scribd.com/doc/31438296/polarimetri Diakses pada 07 januari 2016.

Sumarna, dkk. 1990. Kimia Analitik Instrumen. Semarang : IKIP Semarang Press.

Wikipedia. 2010. Polarimeter. Http://www.wikipedia.org/wiki/polarimeter diakses pada 07 januari 2016.