Polarimetri

Cahaya biasanya (alamiah) merambat seperti gelombang, dan gelombang itu tegak lurus arah rambatnya. Cahaya terpolarisasi-bidang adalah cahaya yang getaran (vibration) gelombangnya telah tersaring semua, kecuali getaran yang berada pada satu bidang. Polarisasi bidang dilakukan dengan melewatkan cahaya biasa menembus sepasang kaca kristal kalsit (calsite, CaCO3) atau menembus suatu lensa polarisasi (asas yang sama digunakan dalam kaca mata gelap polaroid).

Gula (sukrosa) adalah salah satu bahan optik aktif, memutar bidang polarisasi ke kanan (dextrorotatory). Umumnya sudut pemutaran bidang polarisasi gula digunakan untuk menunjukan kadar gula berdasarkan skala gula internasional.

Tahun 1932 telah ditetapkan standar internasional untuk analisa kadar gula oleh International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis. Untuk 26,000 gram sukrosa murni yang dilarutkan dalam air hingga 100 mL, pemutaran bidang polarisasi sama dengan 34,6260 diukur menggunakan tabung 200 mm dan cahaya lampu natrium. Standar ini sama dengan 1000 Z. Dengan demikian 10 Z sama dengan sudut pemutaran bidang polarisasi 0,346260, dan 10 pemutaran bidang polarisasi sama dengan 2,88800 Z. Hubungan ini dapat digunakan untuk menentukan kandungan gula di dalam cuplikan yang tidak diketahui, dengan menggunakan cuplikan seberat 26,000 gram dan mengukur sudut bidang polarisasi dengan cara yang sama.

I.2 Tujuan

µ  Mengetahui arah sudut putar cuplikan yang akan dianalisis

µ  Mengukur sudut pemutaran bidang polarisasi larutan gula dengan konsentrasi yang berbeda

µ  Menentukan kadar gula dalam cuplikan berdasarkan sudut pemutaran bidang polarisasi larutan cuplikan

µ  Menentukan kadar gula dalam cuplikan denga satuan konsentrasi 0Z

I.                   Landasan Teori

Polarimeter atau spektropolarimeter adalah instrument yang digunakan untuk  mendeteksi aktivitas optis. Polarimetri adalah suatu proses mendeteksi aktivitas optis. Zat aktif optis memutar cahaya terpolarisasi bidang, sedangkan zat yang inaktif optis tidak memutar cahaya terpolarisasi bidang.Beberapa contoh zat aktif optis adalah karbohidarat, protein dan steroid. Beberapa contoh zat inaktif optis adalah air, alcohol, larutan garam dalam air.

JIka cahaya terpolarisasi bidang dilewatkan suatu larutan yang mengandung suatu enantiometer tunggal, maka bidang polarisasi cahaya itu diputar kekanan atau kekiri. Perputaran cahaya terpolarisasi bidang ini disebut rotasi optis. Suatu senyawa yang memutar bidang polarisasi suatu cahaya terpolarisasi bidang dikatakan bersifat aktif optis (optikally active). Larutan yang memutar bidang polarisasi cahaya kekanan disebut dekstrorotatori (Latin : dexter, ”kanan”), dan yang memutar bidang polarisasi cahaya kekiri disebut levorotatori (Latin : leaves, “kiri”). Arah perputaran ditandai oleh (+) untuk dekstrorotatori dan (-) untuk levorotatori. Jika sudut putar jenis (specific rotation) diketahui, maka konsentrasi larutan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

C = 100α / (l x [α]t)

Keterangan :

C         = konsentrasi larutan (g/mL)

α          = nilai pengukuran (sudut pemutaran bidang polarisasi)

l           = panjang tabung polarimeter (dm)

[α]t      = sudut putar jenis (specific rotation)

t           = temperature

D         = cahaya monokromatis pada panjang gelombang sinar lampu D

Sudut putar jenis (specific rotation) ialah besarnya perputaran oleh 1,00 gram zat dalam 1,00 mL larutan yang berada dalam tabung dengan panjang jalan (cahaya) 1,00 dm pada temperature dan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang lazim digunakan adalah 589,3 nm (garis D natrium). Sudut putar jenis untuk suatu senyawa (misalnya pada 200 C) dapat dihitung dari sudut putar yang diamati, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

[α]tD ] = α / l x C

Keterangan :

α          = sudut teramati pada 200 C

l           = panjang tabung (dm)

C         = konsentrasi larutan cuplikan (g/mL)

PENENTUAN KADAR NITROGEN TOTAL DENGAN METODE KJEDAHL

Destilasi Kjedahl berfungsi untuk menentukan kadar nitrogen total yang terkandung dalam cuplikan. Material atau bahan yang mengandung senyawa N seperti pupuk (urea, NPK, nitrat, ZA), bahan makanan, sayuran, buah-buahan, dan lain sebagainya dapat ditentukan kadar nitrogen atau proteinnya. Penentuan kadar nitrogen total ini melalui tiga tahapan proses pengerjaan yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi.

      Destruksi merupakan suatu proses penghancuran senyawa organik seperti protein (berikatan kovalen) diubah menjadi senyawa anorganik. Material yang digunakan sebagai destruktor adalah asam sulfat pekat ditambah garam Kjedahl (tembaga sulfat : natrium sulfat = 1 : 9) sebgai katalis. Pada tahapan ini terjadi reaksi seperti persamaan (1).

Senyawa N + H₂SO₄ pekat    Garam Kjedahl    (NH₄)₂SO₄

Destilasi adalah suatu proses pemisahan senyawa berdasarkan titik didih. Pada kasus ini, amonium sulfat ditambah larutan NaOH 30 % bertujuan untuk membebaskan gas amonia (NH₃) dan dengan pemanasan atau destilasi akan dibebaskan sebgai destilat. Destilat (gas amonia) yang terbentuk ditampung dalam larutan asam misalnya asam borat (H₃BO₃) 2% atau asam sulfat encer (H₂SO₄) yang telah diberi indikator campuran (mixed indikator). Larutan penampung ini berwarna merah muda (pink) dan akan berubah warna menjadi hijau muda karena terjadi reaksi asam borat dengan gas NH₃. Reaksi yang terjadi pada tahap ini ditunjukkan seperti persamaan (2) dan (3) berikut ini.

            (NH₄)₂SO₄  +  2 NaOH               2 NH₃  +  Na₂SO₄                                     --(2)

            2 NH₃  +  H₃BO₃ (merah muda)               NH₄⁺  +  HBO₃^- (hijau muda)  --(3)

Untuk mengetahui jumlah asam borat yang bereaksi dengan gas amonia yang terbentuk, maka larutan ini direaksikan dengan asam klorida dengan menggunakan metode volumetri atau titrasi. Titik ekivalen dicapai pada saat warna larutan berubah kembali menjadi merah muda atau warna sebelum asam borat digunakan sebagai penampung destilat. Reaksi yang terjadi ditunjukkan dengan persamaan (4).

H⁺  +  HBO₃^- (hijau muda)                       H₃BO₃ (merah muda)                    --(4)

Berdasarkan tahapan proses penentuan kadar nitrogen total dalam sampel dapat dijelaskan bahwa :

            Ekivalen asam klorida            Ekivalen kadar nitrogen total

Jumlah persen (%) nitrogen total dalam sampel

                        %N = [(Va-V_o) N x 14 x 100%]/[p]

dengan :

            Va = volume asam klorida yang diperlukan untuk titrasi sampel (ml)

            V_o = volume asam klorida yang diperlukan untuk titrasi blanko (tanpa sampel)

                    (ml)

            N  = konsentrasi asam klorida (N)

14 = berat ekivalen nitrogen

P   = berat sampel dalam mg

Kadar protein dalam sampel khususnya makanan

                         %protein = f x %N

f adalah faktor konversi kandungan N dalam suatu bahan makanan

Harga f beberapa jenis makanan

No.	Jenis bahan makanan	Faktor konversi (f)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Bir, sirup, biji-bijian, ragi, makanan ternak, buah-buahan, the, malt, anggur Beras Roti, gandum, makroni, bakmi Kacang tanah Kedelai Kenari Susu kental manis	6,25 5,95 5,70 5,46 5,75 5,18 6,38

Kromatografi Gas Cair Kualitatif

Kromatografi Gas adalah suatu cara untuk memisahkan senyawa-senyawa kimia menjadi komponen-komponennya terutama senyawa organik yang sering dipisahkan. Dasar dari pemisahan ini adalah perbedaan migrasi (differential migrasi). Terdapat dua istilah dalam khromatografi yaitu fasa diam (stationary phase) dan fasa bergerak (mobile phase). Fasa diam dapat berupa padatan, caira maupunpadatan-cairan, sedangkan fasa bergerak dapat berupa cairan atau gas. Dasar teknik khromatografi adalah adsorbsi (penyerapan hanya pada permukaannya saja), kelarutan dan keatsirian (kemampuan untuk mempercepat penguapan).

Terjadinya pemisahan pada khromatografi disebabkan  adanya perbedaan afinitas terhadap fasa diam dan fasa bergerak yang berada dalam kesetimbangan dinamis. Perbedaan afinitas tersebut disebabkan oleh faktor-faktor sebgai berikut:

Ø  Titik didih dan tekanan uap

Ø  Keelektronegatifan

Ø  Kelarutan

Ø  Sifat kepolaran

Ø  Ikatan-ikatan kimia (hydrogen, van der walls, dll).

Pada khromatografi gas, sebagai fasa gerak digunakan gas yang inert sedangkan sebagai fasa diam digunakan cairan oleh karena itu dinamakan khromatografi gas (GLC/GC). Cairan yang berperan sebagai fasa diam dapat dilapiskan pada permukaan dari zat padat pendukung atau dilapiskan langsung pada dinding bagian dalam dari kolom. Fasa gerak yang berupa gas lebih dikenal sebagai gas pembawa karena berfungsi membawa sample bergerak melewati fasa diam. Oleh karenanya pemisahan campuran didasarkan pada kelarutan (partisi) relative masing-masing komponen dalam cairan fasa diam. Dalam praktekGLC/GC dapat digunakan untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif. Analisis kualitatif dilakukan dengan cara membandingkan waktu tinggal/ tambat (retention time) atau RT dari substansi yang dianalisis dengan waktu tambat dari suatu zat pembanding (reference).

Volume gas pembawa yang diperlukan untuk mengelusi suatu dari kolom khromatografi gas disebut volume tambat/retensi. Pada kondisi tekanan tetap, maka laju alir berbanding lurus dengan waktu. Lamanya waktu yang diperlukan oleh suatu komponen mulai pada saat pemyuntikan hingga keluar kolom khromatograf dinamakan waktu tinggal/ tambat/ retensi. Volume atau waktu tinggal ini diukur pada waktu puncak khromatogram, parameter ini merupakan ciri dari suatu komponen dan fasa diam cair dan digunakan untuk mengidentifikasi sample. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil analisis kualitatif yakni :

-          Pemilihan jenis fasa diam cair

-          Pengaturan suhu kolom

-          Kecepatan fasa gerak atau gas pembawa

-          Kebolehulangan (repeatability) dari penyuntikkan baik larutan maupun sample