REFRAKTOMETRI

ANALISA CAMPURAN 3 KOMPONEN

Refraktometri adalah suatu analisis yang berdasarkan pada penentuan indeks bias suatu zat. Refraktometer Abbe adalah sebuah alat yang ditemukan oleh orang Jerman yang bernama Zeiss Abbe, yang digunakan untuk mengukur indeks biasa suatu zat cair, zat padat yang transparan, film dan serbuk. 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 indeks bias dikenal (prisma). Cahaya merambat dalam transisi antara pengukuran prisma dan media sampel (cairan) dengan kecepatan yang berbeda indeks bias diketahui dari media sampel diukur dengan defleksi cahaya. Alat refraktometer ini dilengkapi dengan bak thermostat yang berfungsi untuk menjaga dan mengatur suhu saat pengukuran indeks bias.

Pengukuran ini didasarkan pada prinsip bahwa cahaya yang masuk melalui prisma cahaya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan gelas. Yang akan diamati adalah bidang terang dan bidang gelap yang terpisah menurut garis yang jelas. Tempat perbatasan ini tergantung pada indeks bias cairan dan gelas. Terjadinya bidang batas antara gelap dan terang bila cahaya dijatuhkan pada prisma kerja dengan berbagai sudut datang mulai dari 0^o – 90^o, maka cahaya dibiaskan keluar dengan berbagai sudut yang besarnya berlainan untuk setiap warna cahaya.

Dalam menentukan komposisi suatu larutan yang terdiri atas tiga komponen, dibuat sederetan larutan standar (konsentrasinya tidak diketahui) dengan beberapa variasi volume campuran. Masing-masing larutan standar ditentukan indeks biasnya dengan menggunakan refraktometer kemudian dilakukan pengkalibrasian terhadap diagram sama sisi. Untuk menentukan komposisi komponen campuran tiga komponen yang belum diketahui, dilakukan hal yang sama yaitu mengukur indeks bias dan pengukuran besaran fisik warnanya dengan membandingkan larutan dengan larutan standar secara kolorimetri standar seri.

Dalam analisa instrumen,  besaran fisika dapat dibedakan atas dua kelompok, yaitu :

1.      Besaran fisika selektif

Adalah besaran fisika yang dimiliki oleh suatu komponen dalam zat dan apabila bercampur dengan besaran fisika lainnya maka nilainya tidak berpengaruh. Contoh : frekuensi dan kecepatan radiasi.

2.      Besaran fisika non-selektif

Adalah besaran fisika yang nilainya berubah bila ada senyawa atau besaran fisika lainnya dalam campuran. Contoh : indeks bias dan warna.

Kaidah fasa Gibbs menerangkan bahwa derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen adalah :

F    = 3 – P + 2

= 5 – P

dimana :

F = jumlah derajat kebebasan (variabel bebas terpilih seperti suhu dan    tekanan untuk menentukan keadaan fasa).                                         

P = fasa.

Dan empat derajat kebebasan itu adalah :

a.       Tempratur

b.      Tekanan

c.       Susunan dua komponen

d.      Susunan tiga komponen

Bila sistem tiga komponen ini berada dalam suatu fasa maka derajat kebebasannya (F) = 4, berarti dibutuhkan 4 variabel untuk menentukan sistem secara mutlak. Untuk penyederhanaan pada sistim tiga komponen ini dilakukan pada P dan T konstan.

Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena

melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :

1.      Mendekati Garis Normal

Cahaya dibiakan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat kemedium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara kedalam air.

2.      Menjauhi Garis Normal

Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat kedalam optik kurang rapat, contoh cahaya merambat dari dalam air ke udara.

Hukum tentang pembiasan cahaya dikenal dengan hukum Snellius, yang berbunyi :

1.      Perbandingan antara sinus sudut datang dengan sinus sudut bias selalu tetap.

2.      Jika sinar datang dari medium rapat ke medium yang kurang rapat, sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal.

3.      Jika sinar datang dari medium yang kurang rapat ke medium yang rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal.

4.      Jika sinar datang tegak lurus bidang maka sinar tidak dibiaskan melainkan diteruskan.

Penentuan indeks bias juga dapat ditentukan menurut hukum snellius,yaitu :

Indeks bias (n) =  sin i

                             sin r

dimana :

i  = sudut datang yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar datang dengan garis normal.

r   = sudut bias yaitu sudut yang dibentuk oleh sinar bias dengan garis normal

Ciri-ciri khas refraktometer adalah dapat dipakai mengukur secara tepat dan sederhana karena hanya memerlukan zat contoh dalam jumlah yang sedikit, yaitu  ±  0,1 ml dan karena ketelitiannya yang tinggi.

Ada 3 jenis refraktometer yang dikenal, yaitu :

1.      Hand Sugar Refraktometer

Refraktometer ini digunakan untuk menentukan kadar gula, biasanya dipakai untuk minuman seperti sirup dan limun. Refraktometer ini disebut dengan prokinometer.

2.      Immersion Refraktometer (Refraktometer Celup)

Refraktometer ini dicelupkan pada cairan yang akan ditentukan indeks biasnya.

3.      Refraktometer ABBE

Refraktometer ABBE dirancang oleh Ernest Abbe pada tahun 1869 dan merupakan refraktometer standar. Larutan yang dibutuhkan sangat sedikit dan pengerjaannya lebih efisien, sehingga sering digunakan di laboratorium.