laporan kadar kafein spektrofotometer shimadzu

Tujuan Percobaan       :

  1. Untuk menentukan kadar kafein dalam sampel
  2. Dapat menggunakan spektrofotometer dengan benar

Teori  Dasar :

Spektrofotometri UV-VIS adalah pengukuran serapan cahaya di daerah ultraviolet(200 – 350 nm) dan sinar tampak (350 – 800 nm) oleh suatu senyawa. Serapan cahayaUV atau VIS (cahaya tampak) mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan tereksitasi berenergi lebih tinggi.Panjang gelombang cahaya UV-VIS bergantung pada mudahnya promosielektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi untuk promosielektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek. Molekul yangmemerlukan energi lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih panjang.Prinsip dari spektrofotometri UV-VIS senyawa yang menyerap cahaya dalamdaerah tampak (senyawa berwarna) mempunyai elektron yang lebih mudah dipromosikandari pada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang lebih pendek. Jika radiasielektromagnetik dilewatkan pada suatu media yang homogen, maka sebagian radiasi ituada yang dipantulkan, diabsorpsi, dan ada yang transmisikan. Radiasi yang dipantulkandapat diabaikan, sedangkan radiasi yang dilewatkan sebagian diabsorpsi dan sebagianlagi ditransmisikan.

Absorpsivitas hanya tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul dan panjanggelombang atau frekuensi radiasi yang digunakan. Spektrum absorpsi (kurva absorpsi)adalah kurva yang menggambarkan hubungan antara absorban atau transmitan suatularutan terhadap panjang gelombang atau frekuensi radiasi.Pemilihan panjang gelombang untuk analisis kuantitatif dilakukan berdasarkan pada spektrum absorpsi yang diperoleh pada percobaan. Pengukuran absorpsi harusdilakukan pada panjang gelombang absorban maksimum λ maks karena :

  1. Kepekaan maksimum dapat diperoleh jika larutan dengan konsentrasi tertentumemberikan signal yang kuat pada panjang gelombang tersebut.
  2. Perbedaan absorban sangat minimal dengan berubahnya panjang gelombangdisekitar panjang gelombang absorban maksimum sehinggakesalahan pengukuran sangat kecil. Pelarut yang digunakan untuk spektrofotometri harus memenuhi persyaratantertentu agar diperoleh hasil pengukuran yang tepat. Pertama-tama, pelarut harus dipilihyang melarutkan komponen analat, tetapi sesuai dengan bahan kuvet.

Kafein adalah suatu senyawa organik yang mempunyai nama lain yaitu kafein, tein, atau 1,3,7-trimetilxantin. Kristal kafein dalam air berupa jarum-jarum bercahaya. Bila tidak mengandung air, kafein meleleh pada suhu 2340C – 2390C dan menyublim pada suhu yang lebih rendah. Kafein mudah larut dalam air panas dan kloroform, tetapi sedikit larut dalam air dingin dan alkohol (Abraham, 2010)

Kafein merupakan jenis alkaloid yang secara alamiah terdapat dalam biji kopi, daun teh, daun mete, biji kola, biji coklat dan beberapa minuman penyegar. Kafein memiliki berat molekul 194,19 gram/mol. Dengan rumus kimia C8H10N8O2 dan pH 6,9 (larutan kafein 1 % dalam air ). Secara ilmiah, efek kafein terhadap kesehatan sebetulnya tidak ada, tetapi yang ada adalah efek tak langsungnya seperti menstimulasi pernafasan dan jantung, serta memberikan efek samping berupa rasa gelisah (neuroses), tidak dapat tidur (insomnia) dan denyut jantung tak beraturan (tachycardia). Kopi dan teh banyak mengandung kafein dibandingkan jenis tanaman lain, karena tanaman kopi dan teh menghasilkan biji kopi dan daun teh yang sangat cepat, sementara penghancurannya sangat lambat (Hermanto, 2007:1).

Langkah Kerja

  1. Membuat larutan induk Caffein dalam HCl 0,1 N sebanyak 100 mL (100 ppm)
  2. Membuat larutan standar dari larutan induk 2,4,8,dan 12 ppm dalam HCl 0,1 N masing-masing sebanyak 50 mL
  3. Mengukur serapan larutan Caffein 8 ppm untuk menentukan panjang gelombang maksimum 380-200 nm
  4. Mengukur serapan berbagai larutan standar Caffein pada panjang gelombang yang diperoleh pada langkah 3
  5. Membuat larutan sampel Caffein sebagai berikut:
    1. Menimbang 2 gram serbuk kopi Kapal Api
    2. Menambahkan 75 mL aquadest, dan memanaskannya hingga mendidih selama 10 menit
    3. Menyaring larutan kopi tersebut dengan kertas saring kasar, menyaring filtrate yang diperoleh dengan kertas saring whatman No. 42 kemudian mendinginkannya hingga suhu kamar
    4. Memindahkan filtrate ke dalam corong pisah dan mengekstraksi dengan 2 x 25 mL dengan menggunakan dikloro metan
    5. Mengekstrak kembali ekstrak yang diperoleh dengan 2 x 25 mL HCl 0,1 N
    6. Mengukur serapan larutan sampel yang diperoleh pada panjang gelombang maksimum Caffein yang diperoleh pada langkah 3

Pembahasan

Kafein merupakan senyawa bahan alam yang tersebar luas dan tergolong dalam senyawa alkaloid, dengan rumus molekul C8H10N4O2, bersifat basa lemah berbentuk serbuk putih yaitu kristal-kristal panjang, rasanya pahit dan memiliki titik leleh sebesar 234-2390C serta menyublin pada temperature 180-2000C. Kafein memiliki berat molekul 194,19 g/mol. Larutan kafein 1% dalam air memiliki pH 6,9. 1 gram kafein akan larut dalam 46 ml air (suhu kamar), 5,5 mL air (800C), 1,5 mL (1000C), 66 mL alcohol (suhu kamar), 22 mL alcohol (600C), 50 mL aseton, 5,5 kloroform, 530 mL eter, 100 mL benzena, dan 22 mL benzene. Kafein merupakan turunan N-metilxantin, turunan N-metilxantin.

Proses analisa kafein dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer, sampel yang dianalisa dibandingkan dengan larutan baku yang sesuai dengan jenis pengujian yang dilakukan. Karena jenis pengujian saat praktikum adalah kafein, maka standar yang dipakai adalah standar kafein yang telah diketahui konsentrasinya. Sebelum proses pengukuran dilakukan, kuvet yang dipergunakan dibilas terlebih dahulu dengan larutan yang akan diukur, proses pembilasan dilakukan ± 2 kali setelah dibilas, larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya dan kuvet dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak terdapat butiran air diluar permukaan kuvet, terakhir kuvet dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak mengakibatkan permukaan luar dari kuvet tergores.  Pengukuran deret standar dilakukan secara bertahap dari larutan dengan konsentrasi rendah sampai yang tertinggi. Seperti halnya untuk pengukuran deret standar, saat pengukuran sampel pun kuvet dibilas dengan menggunakan larutan sampel yang akan diukur.

Pada praktikum spektrofotometri dibuat terlebih dahulu deret larutan standar 2, 4, 8 serta 12 ppm. Hal ini bertujuan untuk membuat kurva standar sehingga pada penentuan konsentrasi sampel, dapat diketahui kadar sampel setelah dilakukan pengukuran absorbannya berdasarkan kurva deret standar yang telah dibuat. Pada percobaan ini dibuat larutan standar kafein berdasarkan pengenceran dari larutan baku standar 100 ppm. Larutan kafein yang diambil dari larutan baku 100 ppm dilarutkan pada HCl 0,1 N untuk pembuatan larutan deret standar. Pelarut yang digunakan adalah HCl selain HCl dapat melarutkan kafein, HCl juga bersifat asam sehingga dapat membuat suasana kafein menjadi asam, kafein dibuat pada suasana asam karena pada suasana asam panjang gelombang yang dihasilkan kafein maksimum. Panjang gelombang yang maksimum memiliki kepekaan maksimal karena terjadi perubahan absorbansi yang paling besar serta pada panjang gelombang maksimum bentuk kurva absorbansi memenuhi hukum Lambert-Beer Pada panjang gelombang maksimum pun apabila dilakukan pengukuran ulang maka kesalahan yang disebabkan oleh pemasangan ulang panjang gelombang akan kecil sekali, ketika digunakan panjang gelombang maksimal (Rohman, Abdul, 2007). Panjang gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal, dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi tertentu. Dalam pembuatan larutan deret standar ini haruslah tepat dan teliti karena larutan deret standar akan menjadi kurva standar pada penentuan sampel, jika pada pembuatan larutan standar tidak dilakukan secara teliti dan tepat maka penentuan kadar sampel pun akan terjadi kesalahan. Pada pembuatan larutan standar, larutan standar yang dibuat tidak berwarna/bening karena pengukuran spektrofotometer yaitu spektometer UV yang panjang gelombangnya 190-380 nm. Menurut litreratur panjang gelombang maksimum kafein adalah 210 nm (Oxford Higher Education, 2005).

Tetapi pada saat pengukuran panjang gelombang maksimum menggunakan spektrofotometer shimadzu panjang gelombang maksimum kafein yang terukur adalah pada panjang gelombang 205 nm. Untuk pengukuran pemilihan panjang gelombang maksimum maka dipilih larutan kafein 8 ppm. Larutan yang dipilih adalah larutan kafein 8 ppm karena pada konsentrasi tersebut absorbansinya antara 0,2 – 0,8 , dikarenakan pada daerah absorbansi tersebut adalah daerah absorbansi yang baik. Tidak samanya panjang gelombang maksimum kafein dari literatur dengan yang didapat adalah karena tidak samanya konsentrasi yang dipilih untuk penentuan panjang gelombang maksimum, akan tetapi nilai panjang gelombang maksimum yang didapat tidak terlalu jauh dengan diliteratur. Dengan didapatnya panjang gelombang maksimum sebesar 205 nm, maka panjang gelombang 205 nm ini digunakan sebagai panjang gelombang untuk pengukuran absorbansi larutan deret standar dan sampel. Pengukuran kurva larutan deret standar yang digunakan pada panjang gelombang 205 nm menghasilkan kurva yang memiliki regresi sebesar 0,9998 yang artinya kurva standar ini layak sebagai kurva standar untuk penentuan konsentrasi/kadar sampel karena kurva yang linear. Kurva yang terbentuk adalah linear sehingga absorbansi memiliki korelasi dengan konsentrasi dan merupakan suatu fungsi.

Penentuan kadar kafein dalam kopi, seperti pada percobaan yang dilaksanakan didasarkan pada distribusi solut dalam hal ini kafein dalam kopi antara dua fasa yaitu fasa organic dan fasa air. Untuk preparasi sampel, sampel yang digunakan adalah sampel kopi. Sampel kopi yang telah ditimbang seberat 2,0051 gram tersebut dilarutkan dalam aquadest dan dididihkan. Pendidihan ini dimaksudkan untuk melarutkan seluruh kafein dalam aquadest. Selanjutnya setelah dipanaskan, campuran tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring biasa dan kertas saring wathman no.42. Fungsi dari penyaringan dengan menggunakan kertas saring biasa adalah agar kafein yang terdapat dalam campuran kopi tadi dapat terpisah dari filtrat atau ampas kopi, sehingga yang didapat dalam larutan kopi adalah kafein. Dan fungsi penyaringan dengan menggunakan kertas saring wathman adalah agar tidak terdapat molekul-molekul kecil dari ampas kopi dan pengotor ikut masuk kedalam larutan kafein yang akan dianalisa. Setelah didapatkan filtratnya saja, maka sampel diekstrak pertama sampel diekstrak dengan diklorometan. Diklorometan ini akan mengikat kafein dalam sampel sehingga kafein dapat terpisah dari sampel. Karena BJ dikolormetan >1 sehingga lapisan bawah yang mengandung kafein juga diambil dan diekstrak kemabli. Ekstrak menggunakan diklorometan adalah sebanyak 2 kali. Setelah diekstrak dengan kloro metan, kemudian diekstrak kembali dengan HCl sehingga kafein yang ada dapat terlarutkan dalam HCl, sehingga lapisan atas yang mengandung HCl dan kafein diambil untuk diukur absorbansinya. Dikarenakan larutan standar pelarutnya adalah HCl 0,1 N maka sampel pun dilarutkan dengan HCl 0,1 N pula. Akan tetapi pada saat penyaringan dan ekstraksi larutan yang dihasilkan masih berwarna kuning (akibat dari warna kopi), hal ini menyebabkan absorbansinya tidak terbaca, bahkan setelah dilakukan pengenceran pun absorbasinya masih tetap tak terbaca. Masih adanya warna kuning ini dikarenakan penyaringan yang kurang sempurna serta ekstraksi yang kurang sempurna baik dari segi pengocokan maupun frekuensi perlakuan ekstraksi. Seharusnya ekstraksi yang dihasilkan tidak berwarna sama seperti larutan standar yang dibuat.  Dikarenakan sampel yang tidak terbaca absorbansinya sehingga sampel yang diukur adalah sampel yang diberikan oleh pembimbing. Sampel yang diukur ini menghasilkan absorbansi sebesar 0,771, sehingga bila dihitung dengan persamaan maupun digambarkan pada kurva standar, kadar sampel yang didapat adalah sebesar 6,70 ppm.

 

download file selengkapnya disini

Bales Dong

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d bloggers like this: