Laporan Praktikum Fisika Dasar Penentuan Indeks Bias Refraktometer

Contoh laporan praktikum fisik dasar dengan juudl Indeks bias Refraktometer.

Penentuan Indeks Bias Refraktometer

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur indeks bias suatu zat cair. Indeks bias adalah ukuran bagaimana cahaya dibengkokkan atau dibiaskan saat melewati suatu bahan. Percobaan dengan refraktometer umumnya dilakukan untuk berbagai tujuan, termasuk analisis kualitas bahan, pengukuran konsentrasi larutan, dan identifikasi zat.

Refraktometer bekerja berdasarkan prinsip refraksi cahaya. Ketika cahaya melewati batas antara dua media dengan indeks bias yang berbeda, cahaya akan berubah arah. Derajat perubahan arah ini tergantung pada indeks bias kedua media. Hukum Snellius menggambarkan hubungan antara sudut datang dan sudut bias, serta indeks bias kedua media.

Pengukuran Konsentrasi: Refraktometer sering digunakan untuk mengukur konsentrasi larutan. Misalnya, dalam industri makanan dan minuman, refraktometer digunakan untuk mengukur kadar gula dalam jus buah atau minuman lainnya. Pengujian Kemurnian: Di laboratorium kimia, refraktometer digunakan untuk menentukan kemurnian zat. Zat yang lebih murni akan memiliki indeks bias yang lebih spesifik. Kontrol Kualitas: Dalam berbagai industri, refraktometer digunakan untuk memonitor dan mengontrol kualitas produk dengan mengukur konsentrasi bahan tertentu dalam produk akhir.

B. Rumusan Masalah

1. Seberapa besarkah indeks bias refraktometer?

Bab II. Kajian Pustaka

Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara  kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan cepat rambat cahaya  pada suatu medium (Wikipedia, 2010).

Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut.

Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya  melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Indeks  bias mutlat suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya diruang hampa dengan kecepatan cahaya dibahan tersebut. Indeks bias relative  medium kedua terhadap medium pertama adalah perbandingan indeks  bias antara medium kedua dengan indeks bias medium pertama.  Pembiasan cahaya menyebabkan kedalam semu dan pemantulan sempurna.

Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan  cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya pada kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium kurang rapat. Menurut Christian Huggeas (1629-1695) “perbandingan laju cahaya ruag hampa dengan cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias” (Johan, 2008).

Dalam pembiasan, berlaku hukum snellius. Hukum snellius adalah rumusan matematika yang memberikan hubungan antara sudut dating dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotopic berbeda, seperti udara dan gelas. Hukum ini diambil dari matematika Belanda Willebrord Snellius yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Dascartes atau Hukum Pembiasan (Wikipedia, 2010

Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591-1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut datang dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama Snell yang berbunyi :

1. Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
2. Hasil bagi sinus sudut dating dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias (Johan, 2008)

Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam :

1.      Mendekati garis normal

Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic kurang rapat kemudian optic lebih rapat. Contoh cahaya merambat dari udara kedalam air

2. Menjauhi garis normal

Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optic lebih rapat kemudian optic kurang rapat. Contohnya  cahaya merambat dari air keudara (Johan, 2008).

Pengukuran indeks bias penting untuk :

• Menilai sifat dan kemurnian suatu medium salah satunya berupa cairan.
• Mengetahui konsentrasi larutan-larutan.
• Mengetahui nilai perbandingan komponen dalam campuran dua zat cair.
• Mengetahui kadar zat yang diekstrasikan dalam pelarut.

Refraktometer adalah alat ukur untuk menentukan indeks bias cairan atau padat, bahan transparan dan refractometry. Prinsip pengukuran dapat dibedakan, oleh cayaha, penggembalaan kejadian, total refleksi, ini adalah pembiasan (refraksi) atau reflaksi total cahaya yang digunakan. Sebagai prisma umum menggunakan semua tiga prinsip, satu dengan insdeks bias dikenal (Prisma). Cahaya merambat dalam transisi antara pengukuran prisma dan media sampel (n cairan) dengan kecepatan yang berbeda indeks bias diketahui dari media sampel diukur dengan defleksi cahaya (Wikipedia Commons, 2010).

Refraktometer abbe adalah refraktometer untuk mengukur indeks cairan, padatan dalam cairan atau serbuk dengan indeks bias dari 1,300-1,700 dan persentase padatan 0-95%. Alat untuk menentukan indeks bias minyak, lemak, gelas optic, larutan gula, dan sebagainya. Indeks bias antara 1,300 -1,700 dapat dibaca langsung dengan ketelitian sampai 0,001 dan 0,0002 dari gelas skala didalam.

Ada 4 jenis refraktometer:

1. Refraktometer genggam tradisional
2. Refraktometer genggam digital
3. Refraktometer labolatorium (refraktometer abbe)
4. Refraktometer inline

Bagian –bagian refraktometer:

a. Day light plate

Terbuat dari kaca. Fungsinya mencegah prisma tergores debu dan benda asing dan agar sampel yang diteteskan pada prisma tidak jatuh atau tumpah

b. Prisma

Merupakan komponen sensitive terhadap goresan. Berfuingsi untuk membaca skala atau indeks bias dari zat terlarut dan mengubah cahaya polikromatis menjadi monokromatis.

c. Knop pengatur skala

Berfungsi untuk mengkalibrasi alat menggunakan aquades. Cara kalibrasi yaitu obeng minus diletakkan pada knop pengatur skala, lalu diputar-putar hingga rapatan jenis menunjukkan hasil 1000.

d. Lensa

Berfungsi memfokuskan cahaya yang berada pada bagian handle.

e. Handle/pegangan

Berfungsi untuk memegang refraktometer dan menjaga suhu tetap stabil

f. Biomaterial skip

Berfungsi untuk menstabilkan suhu (20 0C) dengan range suhu 15-20 0C dan berada pada bagian dalam handle.

g. Skala

Berfungsi sebagai pembacaan specific gravity atau rapatan jenis, indeks bias, dan konsentrasi suatu zat yang dianalisis.

h. Lensa pembesar

Berfungsi untuk melihat dan memperjelas ketajaman skala.

i. Eye places

Berfungsi untuk melihat pembacaan skala dengan menggunakan detector mata.

Prinsip pengukuran indeks bias:

Bila seberkas cahaya monokromatik datang dari ruang hampa udara (medium A) dan mengenai permungkaan batas suat cairan atau zat padat (media B), maka cahaya ini pada titik singgung akan dibelokkan, sudut datang a adalah lebih besar dari sudut b.

Bab III. Metode Praktikum

A. Alat dan Bahan

a.       Alat

1. Refraktometer
2. Pipet tetes
3. Gelas piala 100 ml
4. Tissue

b.      Bahan

1. Beberapa minyak (ol. Anisi. Ol. Eucalipty.,ol. Menthae, ol. Olivarum,.ol ricini)
2. Alcohol
3. Air suling

B. Prosedur Kerja

1. Prisma dibersihkan dan dikeringkan dengan alcohol
2. Prisma ditetesi dengan air suling dan dirapatkan hingga diperoleh garis batas yang jelas antara gelap dan terang
3. Skala diatur sampai garis batas berimpit dengan titik-titik potong dari dua garis yang bersilangan sehingga indeks bias dapat dibaca pada skala, dan suhunya juga diamati.
4. Pengukuran terhadap beebrapa sampel juga dilakukan dengan cara yang sama.

V. MONOGRAFI

a. Air suliung

Nama resmi aqua destilata. Peperian cairan jernih, tidak bewarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa, penyimpanan dalam wadah terrtutup baik, rumus h2o, kegunaan sebagai zat tambahan pelarut.

b. Gliserin

Cairan jernih seperti sirup, tidak bewarna, rasa manis, kelarutan dapat bercampur dalam air dan etanol, tidak larut daklan kloroform. Dalam eter, dalam minyak lemak, dan dalam  minyak menguap. Higroskopik dan netral terhasap lakmus. Bobot jenis tidak kurang dari 1,249 .

c. Aleum anisi

Minyak anis adalah minyak atsiri yang diperoleh dengan cara penyulingan uap buah kering illicium verum atau buah masak kering. Pemerian cairan jernih, tidak bewarna atau kuning pucat, terlihat bebas air, bau seperti bau buah hancur. Rasa manis dan aromatic, menghablur pada pendinginan, suhu beku tidak lebih rendah dari 15. Rotasi noptik -2 sampai +1. Indeks bias 1,533 sampai 1,560. Wadah penyimpan tertutup rapat, terisi penuh, terlindung dari cahaya, pada suhu tidak lebih dari 25 C.

d. Oleum eucalipty

Minyak eucalipty adalah minyak atsiri yang diperoleh dengan destilasi uap dan retifikasi dari daun segar atau cabang segar dari berbagai spesies eucalyptus. Pemerian cairan tidak bewarna atau kuning pucat, bau aromatis seperti kamfer diikuti rasa dingin. Indeks bias 1,458-1,470. Larut dalam 5 bagian volume etanol P 70%.penyimpanan dalam wadah terisi penuh, kedap udara, dan simpan pada suhu tidak lebih dari 25 C.

e. Oleum methae

Minyak permen adalah minyak atsiri yang diperoleh dengan destilasi uap dibagian diatas tanah tanaman berbunga menthe piperita linne yang segar. Dimurnikan dengan cara destilasi dan tidak dimentolisasi sebagian ataupun keseluruhan. Pemerian cairan tidak bewarna atau kuning pucat, bau khas kuat menusuk, rasa pedas diikuti rasa dingin jika udara dihirup melaui mulut. Kelarutan dalam etanol 70%. Satu bagian volume dilarutkan dalam 3 bagian volume etanol 70% tidak terjadi opelesensi. Iundeks bias antara 1,465-1,495. Penyimpanan diwadah tertutup rapat dan hindarkan dari panas berlebih.

f. Oleum olivarum

Minyak zaitun adalah minyak lemak yang diperoleh dari buah masak europae linne. Pemerian, minyak , bewarna kuning pucat atau kuning kehijauan terang, dan rasa khas lemah, dengan rasa ikutan agak pedas. Sukar larut dalam etanol. Bercampur dengan eter, dengan kloroform, dan karbon sulfide. Wadah dan penyimapanan dalam wadah tertutup rapat dan hindarkan dari panas berlebih.

g. Oleum ricini

Minyak jarak adalah minyak lemak yang diperoleh dari biji ricinus linne, tidak mengandung bahan tambahan, pemerian cairan kental, transparan, kuning pucat, atau hamper tidak bewarna, bau lemah, bebas dari bau asing dan tengik, rasa khas. Larut dalam etanol . dapat bercampur dengan atanol mutlak, dengan asam asetat glasial, dengan kloroform dan dengan eter. Disimpan dalam wadah etrtutup rapat dan terhindar dari panas berlebih.

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

a.       Hasil

Tabel pengamatan indeks bias

b.      Pembahasan

Pada percobaan ini dilakukan pengukuran indekas bias dari beberapa sampel yaitu ol. Anisi, ol.eucalipty, ol. Ricini, ol. Mathae, ol. Olivarum, aquadest, gliserin,dan larutan aquadest yang ditambah 2,5 ml, 5 ml, dan 7,5 ml gliserin dengan menggunakan alat refraktometer.

Prinsip kerja dari alat ini adalah didasarkan pada pengukuran sudut kritis yaitu sudt terkecil dari luas bidang dengan garis normal dalam medium yang indeks biasnya terbesar.

Sebelum refraktometer dipakai, refraktometer dibersihkan dengan menggunakan aquades dan dibiarkan sampai kering, setelah itu permungkaannya ditetesi dengan= sampel yang ada secara bergantian, sambil mengamati skala pada refraktometer tersebut dengan memutarnya.

Dari percobaan yang telah dilakukan, kami mendapati indeks bias yang berbeda dari semua sampel yang ada, dan setelah kami bendingkan dengan FI , ternyata yang nilainya sama hanyalah aquadest, sedangkan sampel yang lain memiliki nilai indeks bias yang lebih dan kurang dari ketetapan yang ada dalam FI.

Berdasarkan hasil tersebut diketahui bahwa perbedaan indeks bias dipengaruhi oleh konsentrasi sampel, kerapatan, kecepatan cahaya, serta pengamatan skala yang kurang tepat.

Bab V. Kesimpulan dan Saran

a. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan, ternayat indeks bias yang didapat berbeda dengan FI, kevuaili pada aquadest yang sama dengan yang ditetapkan FI yaitu 1,332. Sedangkan sampel yang lain memiliki nilai indeks bias yang lebih dan kurang dari ketetapan yang ada dalam FI. Adanya perbedaan tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi sampel, kerapatan, kecepatan cahaya, serta pengamatan skala yang kurang tepat.

b. Saran

Sebaiknya pada percobaan selanjutnya dibutuhkan ketelitian yang lebih , terutama dalam mengamati skala yang ada pada refraktometer guna mendapatkan hasil yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Darmawangsa, ZA. 1980. Penuntun Praktikum Analisis Instrumental Dasar-Dasar Penggunaan. Jakarta: Grayuna

Sodiq, Ibnu. 2004. Kimia Analitik, Malang: JICA

Susilawaati, Tuti, 2011. Praktikum Fisika Eksperimen. Bandung: UNPAD

Zemansky, Sears. 1987. Fisika untuk Universitas. Jakarta: Binacitra