Kombinasi Teknik Kromatografi Kolom Gravitasi-Spektrometer Sederhana Sebagai Permodelan Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi
Oleh : Giner Maslebu NIM: 192008013
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memeperoleh gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA 2013
i
Kombinasi Tekni
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS ILMIAH TUGAS AKHIR
Yang bertandatangan dibawah ini: Nama
: Giner Maslebu
NIM
: 192008013
Program Studi : Pendidikan Fisika Fakultas
: Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana
Jenis Karya
: Skripsi
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang berjudul: Kombinasi Teknik Kromatografi Kolom Gravitasi-Spektrometer Sederhana Sebagai Permodelan Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi Yang dibimbing oleh: 1. Dr. Suryasatriya Trihandaru, M.Sc.nat 2. Nur Aji Wibowo, M.Si adalah benar-benar hasil karya saya.
Didalam laporan tugas akhir ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau meniru dalam bentuk ii
iii
iv
MOTTO o “Orang-orang yang menabur dengan mencucurkan air mata, akan menuai dengan bersorak-sorai“ (Mazmur Daud 126:5) o “Berikan yang terbaik dari apa yang engkau miliki dan itu mungkin tidak akan pernah cukup. Tetapi tetaplah berikan yang terbaik” (Ibu Teresa) o “Mungkin terlihat suram malam ini, namun jika kita terus berpegang pada harapan, hari esok akan menjadi lebih cerah”(Barrack Obama) o “Segala sesuatu yang instan itu biasanya membawa hasil yang tidak maskimal” (Mama) o “Dalam hidup kita harus bersikap idealis dan juga realistis (Papa)” o “Semangat!!!” (Adik-adik dan para Sahabat)
v
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan voor Tete Manis (sebutan orang Maluku untuk Tuhan Yang Maha Esa) atas berkat, rahmat dan peryertaan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Dalam penyelesaian tugas akhir ini, tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Terima kasih telah mendukung penulis menyelesaikan studi. Untuk itu perkenankan penulis menyampaikan ucapan terimakasih ini secara spesial kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus, Sang Sumber Ilmu Pengetahuan. 2. Bapak Dr. Suryasatria Trihandaru, M.Sc.nat., selaku dosen pembimbing I, terimakasih telah membimbing penulis dengan sabar, memberi motivasi dan masukan yang membuat penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih untuk keluarga yang selalu menyambut dengan penuh keramahan saat bimbingan di rumah. 3. Bapak Nur Aji Wobowo, M.Si., selaku dosen pembimbing II, terimakasih atas masukan dan motivasi yang diberi, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik. 4. Dra. Marmi Sudarmi, M.Si selaku Wali studi yang selalu memberikan motivasi, bimbingan, dan nasehat sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 5. Dosen-dosen Fisika (Bapak Adita Sutresno, S.Si., M.Sc, Bapak Prof. Ferdy S. Rondonuwu, M.Sc., Ph.D, Ibu Dra. Marmi Sudarmi, M.Si, Ibu Made Rai Suci, M.Pd, Ibu Diane Noviandini, S.Pd, Bapak Andreas Setiawan, S.Si, MT, Bapak Dr. Suryasatriya Trihandaru, M.Sc.nat, Ibu Debora Natalia Sudjito, S.Pd, Bapak Prof. Liek Wilardjo, Bapak Alvama Pattiserlihun, S.Si, dan Bapak Nur Aji Wibowo, S.Si.,M.Si.) terima kasih telah memberi bekal ilmu pengetahuan kepada saya. 6. Laboran Fisika UKSW (Pak Tafip, Mas Sigit dan Mas Tri). Terimakasih atas segala bantuan yang telah diberi kepada saya. Maafkan saya karena selalu merepotkan dengan berbagai peralatan yang harus dipakai dan berbagai urusan administrasi. 7. Oma Leonora Ubro, Papa Dirk Maslebu, Mama Sarah Dominggas Ubro-Maslebu, My 3 little angels (Dimitra Maslebu, Desaria Maslebu, Silvi Maslebu), serta seluruh keluarga besar Maslebu-Ubro. Terima kasih untuk dukungan doa dan semangat yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik. 8. Bapak Pdt. Prof. John A. Titaley, Th.D yang bukan hanya sebagai Rektor UKSW, tetapi sebagai orang tua yang banyak memberikan nasihat dalam berbagai
vi
kesempatan dan teladan untuk hidup mencontohi Kristus dalam Kesederhanaan dan keberpihakanNya kepada kaum yang termarjinalkan. 9. Bapak Dr. Ferry. F. Karwur, M.Sc yang memberikan kesempatan kepada penulis untuk mempelajari prinsip-prinsip ektraksi, UV-Spektrometer di lab. Karotenoid UKSW bersama seluruh staf disana (mbak Lia, K”Masya, K”Ulin) dan para mahasiswa Program Pascasarjana Magister Biologi. 10. Keluarga Om Piet Soegijono (mama Lien, ade Icha, Jesse, Satya) dan keluarga Om Theofransus Litaay (mama Cey, ade Ela, ade Jeje) danke banya su jadi orang tua deng keluarga di Salatiga. 11. Bapak Yafet Rissy, SH, M.Si, LLM yang sudah banyak membantu penulis terlibat dalam aktivitas Kemahasiswaan UKSW bersama staf PR III dan BIKEM (Mami “bu Eni”, Om Ferry, Mas Is, ibu Tien, ibu Lis, Mas Pur, dll). 12. Keluarga Castle (Mama Dom, pak Chris, Lucas, Simon, Samantha dan anak-anak mereka) di Alice Springs, Northern Territory, Australia. Terima kasih untuk dukungannya selama studi di UKSW. 13. Majelis dan seluruh jemaat Alice Springs Uniting Church di Alice Springs, NT, Australia. Terima kasih untuk dukungan doa dan donasi beasiswa pada awal perkuliahan. 14. Van Deventer Maas-Stitching Indonesia yang telah memberikan beasiswa semester 5-8 serta kesempatan bagi penulis mengikuti 10th VDMS Leadership Conference 2012. 15. Teman-teman fungsionaris Lembaga Kemahasiswaan UKSW periode 2009-2010; 2010-2011; 2011-2012 yang membuat penulis belajar banyak hal tentang manajemen organisasi. Teringat saat menyanyikan lagu “Lazy Day” Bruno Mars saat penyusunan Memorandum Akhir Jabatan BPMU. 16. Semua teman-teman Program Studi Fisika dan Pendidikan Fisika angkatan 2008 (Pandu, Morita, Damai, Uci, Chandra, Feri, Choirul, Joko, Efrom, Naga, Ega, Arip, Nanik, Kelik, Dea, Nita, Shinta, Destya, Desi, Vero, Meyland, dan Sari) terima kasih untuk kebersamaannya. 17. Kawan November Rianto selaku asisten mata kuliah kimia-fisika yang telah meluangkan waktu dan tenaga untuk menjelaskan dan memberi masukan pada desain alat. 18. Mbak Dian (Laboran Biologi), Ibu Yanti, mas Luti, mas Wid (Laboran Kimia) yang telah banyak membantu penulis untuk pesanan alat dan bahan Kimia. vii
19. Persekutuan Himpunan Pelajar dan Mahasiswa Maluku (HIPMMA) dan Kerukunan Keluarga Maluku (KKM) di Salatiga. 20. Mas Bagus Gangsar Wibisono, Mas Kefas dan seluruh personil Vocal Group Lentera Kasih UKSW. 21. Vocal Grup AMSAL (bung Klif-Jogja, bung John, bung Sean, Sodara Artis Johannes Latuny, Ketua RT Blotongan Marchian, mas Iwan, mas Chandra, Mas Popo Purba) tetap semangat dalam melayani. Kebiasaan terlambat datang waktu pelayanan pagi sepertinya harus dirubah. Wujudkan impian bikin Album Rohani. 22. Para saudaraku anggota MTV (Masohi Talent Voice). Danke banya su jadi beta keluarga paleng dekat selama kuliah. 23. Ibu kost, bapak kost, para penjaga kost, dan anak-anak penghuni kost Dipo 47. 24. Naweni tana “Brenda Pricillia Dima” dan keluarga yang memberikan dorongan dan motivasi. Danke banya tuang su kasi ingat waktu-waktu makan, minum obat, istrahat serta jadi sahabat yang baik untuk berbagi cerita dan pengalaman serta impian. Juga bongso Ratih, adik gue „Ivon‟, adik Dian, usi Ika, dan penghuni kost Monsa. 25. Kakak-kakak angkatan dan adik-adik angkatan yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terimakasih doa dan dukungannya. 26. Pihak-pihak lain yang tidak dapat dituliskan namanya satu persatu yang turut terlibat dalam penulisan skripsi ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan dan penyelesain skripsi ini. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi perbaikan penulis. Apabila dalam penyusunan skripsi ini ada kata-kata yang kurang berkenan di hati pembaca, penulis mohon maaf yang sebesar besarnya. Akhirnya semoga tulisan ini bermanfaat dan menjadi berkat bagi pembaca khususnya bagi pihakpihak yang berkepentingan.
Salatiga, 14 Januari 2012
Penulis
viii
Kombinasi Teknik Kromatografi Kolom GravitasiSpektrometer Sederhana sebagai Permodelan Kromatografi Cairan Kerja Tinggi Giner Maslebu1, Suryasatria Trihandaru2, Nur Aji Wibowo3 1-3
Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana, Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga 50711, Indonesia, e-mail :
[email protected]
Intisari-Telah dilakukan penelitian berupa perancangan alat kromatografi kolom gravitasi yang memanfaatkan spektrometer sederhana dari Compact Disc dan handycam sebagai Permodelan Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi. Rekaman data berupa intensitas sebagai fungsi panjang gelombang dan waktu, yaitu I (t,λ). Kalibrasi dengan Light Emitting Diode merah dan hijau menunjukkan puncak gelombang dalam koordinat Pixel. Data perubahan spektrum ditampilkan dalam bentuk 3 dimensi sehingga dapat diamati puncak-puncak gelombang pada selang waktu tertentu, yang kemudian dapat dipilih cuplikan waktu tertentu dalam bentuk 2 dimensi. Pengujian dengan pewarna makanan hijau melalui kolom dengan pelarut etanol-akuades dengan perbandingan 1:4 menghasilkan 3 (tiga) fraksi warna yaitu kuning kehijau-hijauan, hijau, dan hijau kebiru-biruan. Sebaran spektrum ketiga fraksi sesuai dengan hasil pengujian dengan Spektrometer UV yaitu berada pada sebaran panjang gelombang 550-700 nm dan puncak diantara 600-650 nm. Kata Kunci : Kromatografi Kolom Gravitasi, Spektrometer Sederhana 1. Pendahuluan Dalam dunia sains, analisis kimia merupakan salah satu aspek penting dalam mempelajari sifat berbagai zat. Salah satu yang paling banyak digunakan untuk analisis kimia adalah teknik kromatografi. Dengan teknik ini, zat dapat dipisahkan menurut sifat spesifiknya yang tampak dari visualisasi warna. Terdapat berbagai macam teknik kromatografi antara lain : Kromatografi Lapisan Tipis (KLT), Kromatografi Kolom Gravitasi (KKG), Kromatografi Gas (KG), dan yang paling terkini adalah Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi (KCKT). Dari berbagai teknik ini, KLT dan KKG paling sering digunakan untuk analisis dasar di laboratorium mengingat biayanya yang tidak terlalu mahal dan teknik preparasi yang lebih sederhana, dibandingkan dengan KG dan KCKT [1]. KKG termasuk jenis teknik Kromatografi yang paling awal dikembangkan dan termasuk kromatografi serapan yang sering disebut kromatografi elusi. Kolom kromatografi dapat berupa pipa gelas yang dilengkapi dengan kran dan gelas penyaring di dalamnya. Ukuran kolom tergantung pada banyaknya zat yang akan dipisahkan. Untuk menahan penyerap yang diletakkan di dalam kolom dapat digunakan glass woll atau kapas [1]. Aplikasi teknik ini banyak digunakan untuk pemurnian senyawa setelah melewati teknik KLT, misalnya untuk pemurnian karotenoid, klorofil, serta senyawa bioaktif tumbuhan lainnya. Teknik ini tidak dilengkapi dengan spektrometer yang secara otomatis dapat mengukur spektrum serapannya. Biasanya, pengambilan fraksi cairan dilakukan secara manual dan kemudian diukur dengan spektrometer. Untuk mengatasi keterbatasan analisa spektrum manual pada kromatografi kolom gravitasi, dalam penelitian ini diusulkan pemanfaatan teknik spektroskopi sederhana yang menggunakan Compact Disc (CD) dan kamera video. Hal ini dilandasi pemikiran 1
bahwa Teknik spektroskopi sudah banyak dimanfaatkan dalam dunia pendidikan dan industri. Akan tetapi dengan teknik pemakaian yang sangat sensitif dan harganya mahal membuat pengenalan akan alat ini dan mekanisme kerjanya menjadi hal yang tidak umum dipelajari. Winyard Planetarium & Observatory merilis paper berjudul Build a CD Spectrometer dalam memperingati International Heliophysical Year 2007 yang berisi langkah-langkah membuat spektrometer sederhana menggunakan CD [2]. Penelitian lebih lanjut yang telah dilakukan oleh Silas, dkk (2011) berupa rancangan spektrometer sederhana menggunakan CD dan kamera digital serta hasil uji cobanya memberikan hasil yang baik [3]. Paper ini melaporkan rancangan kombinasi teknik Kromatografi dan spekrometer sederhana dengan CD dan handycam untuk mendapatkan analisis karakteristik zat hasil proses kromatografi secara real time. Artinya bahwa spektrum serapan fraksi dari kromatografi kolom akan terbaca secara otomatis sesuai dengan interval waktu geraknya dalam kolom serta analoginya dengan permodelan teknik KCKT. 2. Dasar Teori 2.1 Kromatografi Kromatografi pertama kali diperkenalkan oleh Michael Tswett, seorang ahli botani Rusia, pada tahun 1906 [4]. Kromatografi berkembang dengan pesat setelah Archer John Porter Martin dan Richard Laurence Millington Synge menemukan prinsip dan teknik dasar kromatografi partisi, sehingga pada tahun 1952 mereka menerima hadiah nobel. Kromatografi berasal dari bahasa Yunani Kromatos yang berarti warna dan Graphos yang berarti menulis. Kromatografi mencakup berbagai proses yang berdasarkan pada perbedaan distribusi dari penyusun cuplikan antara dua fasa. Satu fasa tinggal pada system dan dinamakan fasa diam. Fasa lainnya, dinamakan fasa gerak, memperkolasi melalui celah-celah fasa diam. Gerakan fasa menyebabkan perbedaan migrasi dari penyusun cuplikan. Metode ini sangat bermanfaat dalam pemisahan suatu bahan alam kompleks seperti klorofil dan karotenoid. Pada Kromatrografi kolom, kolomnya diisi dengan bahan seperti alumina, silika gel atau pati yang dicampur dengan adsorben, dan pastanya Fase gerak (pelarut) diisikan kedalam kolom. Larutan sampel kemudian diisikan kedalam kolom dari atas sehingga sampel diasorbsi oleh adsorben. Kemudian pelarut yang Fase diam (silica gel) berfungsi sebagai fase gerak ditambahkan tetes demi tetes dari atas kolom. Partisi zat terlarut berlangsung di pelarut yang turun ke bawah dan pelarut yang teradsorbsi oleh adsorben yang befungsi sebagai fase Kapas, serat kaca (glass woll) diam. Selama perjalanan turun, zat terlarut akan mengalami proses adsorpsi dan partisi berulangulang. Laju penurunan berbeda untuk masing-masing zat terlarut dan bergantung pada koefisien partisi masing-masing zat terlarut. Kemudian, zat terlarut akan terpisahkan membentuk beberapa lapisan zona Wadah Penampung berwarna yang disebut kromatogram. Akhirnya, masing-masing lapisan dielusi dengan pelarut yang Gambar 1. Kromatografi Kolom cocok untuk memberikan spesimen murninya [5]. Gravitasi
2
2.2 Spektroskopi Spektroskopi merupakan studi mengenai interaksi cahaya dengan atom dan molekul. Bila cahaya dikenai pada suatu senyawa, maka struktur elektronik dari molekul zat akan mempengaruhi serapan cahaya oleh molekul tersebut pada daerah spektrum ultraviolet (UV) dan cahaya tampak. Panjang gelombang serapan merupakan ukuran dari pemisahan tingkatan-tingkatan energi dari orbital-orbital yang bersangkutan. Keuntungan dari serapan ultraviolet yaitu gugus-gugus karakteristik dapat dikenal dalam molekul-molekul yang sangat kompleks [6]. Kuantitas energi yang diserap oleh suatu senyawa berbanding terbalik dengan panjang gelombang radiasi. Daerah UV yang paling banyak penggunaannya secara analitik mempunyai panjang gelombang 200 - 380 nm dan disebut sebagai UV pendek [7]. Sedangkan panjang gelombang daerah tampak (visible) berkisar antara 380 - 760 nm [8]. merah 760 nm
orange 630 nm
kuning 590 nm
560 nm
ungu
biru
hijau 490 nm
450 nm
380 nm
Gambar 2. Sebaran Spektrum cahaya tampak.
2.3 Kisi dari Compact Disc CD yang selama ini digunakan sebagai media penyimpan data elektronik dari computer ternyata dapat dikembangkan menjadi spektrometer sederhana. CD dapat berfungsi sebagai kisi yang disebut blazed yang dapat menguraikan cahaya sehingga dapat terlihat spektrum cahaya. Apabila CD dikenai suatu cahaya, maka dari CD tersebut akan terbentuk pola gelombang elektromagnetik berupa spektrum warna pelangi. Panjang gelombang yang dihasilkan berkisar antara 400-700 nm [9]. Label Acrylic
125 nm kuning
Aluminium
Polycarbonate Plastic
Gambar 3. Struktur Compact Disc
Dari Gambar 3, polycarbonate plastic adalah lapisan terluar memberi ketebalan pada disc dan menjaganya agar tetap datar. Lapisan acrylic berfungsi untuk melindungi lapisan aluminium yang bersifat reflektif. Label pada CD dicetak diatas lapisan acrylic. Ketinggian track aluminium adalah 125 nanometer [10]. Untuk mendapatkan pola interferensi cahaya pada layar, maka harus digunakan dua sumber cahaya yang koheren [11]. Jika cahaya polikromatik dilewatkan pada celah sempit yang dalam hal ini dimiliki oleh CD, maka cahaya tersebut akan diuraikan menjadi sinar-sinar monokromatis yang memiliki panjang gelombang berbeda-beda. m=2
m=1
1 2
m=0
Gambar 4. Interferensi cahaya polikromatik pada Penampang Lintang Compact Disc 3
Jarak antar kisi d untuk sebuah CD tegak mempunyai jumlah track 625 per milimeter. Dengan demikian, jarak antar kisinya adalah 1,6 mikrometer. Jarak ini cukup ideal untuk memisahkan cahaya tampak dan dapat digunakan untuk mengukur panjang gelombang dan untuk mengkaji struktur dan intensitas garis-garis spektrum. Persamaan untuk analisa celah banyak yaitu [11] : d sin m. (1) dengan m = 0,1,2,3,... adalah orde difraksi. Bila banyaknya celah per satuan panjang pada CD adalah N, maka tetapan kisi d adalah :
d
1 N
(2)
Misalkan untuk perhitungan warna biru dengan λ = 475 nm, maka sudut untuk warna biru yang terbentuk untuk orde pertama dan kedua adalah adalah 17.27° dan 36.42°. 3. Rancangan Alat dan Prinsip Kerjanya Dalam penelitian ini, potongan CD ditempatkan di depan lensa handycam merek Sharp VL-WD250 dan posisinya diatur sedemikian rupa sehingga dapat menangkap pola pelangi orde pertama atau kedua akibat dispersi dari lampu. Sinar yang melewati kisi difraksi akan mengenai kuvet yang pada awalnya berisi cairan tertentu sebagai pelarut dalam teknik kromatografi. Dengan menggunakan menu zoom dan cat eye pada handycam, dapat ditampilkan pola spektrum yang baik. Selanjutnya zat yang akan dianalisis dengan teknik kromatografi ini akan terpartisi melalui kolom dan saat masuk ke dalam kuvet akan menampilkan pola spektrum yang berbeda-beda sesuai dengan warna dominannya. Data secara otomatis direkam, disimpan, dan dianalisis dengan pemrograman matlab. k g h
c
l b i
j
a
d e
f
Gambar 5. Rancangan alat Keterangan Gambar : a=lampu, b=diafragma, c=kolom, d=kuvet, e=selang, f=penampung zat, g=klem, h=statif, i=compact disc, j=handycam, k=laptop, l=kotak hitam
Analisis data dengan bahasa program matlab R.2008a diperoleh dengan logika berpikir sebagai berikut. Pertama-tama, spektrum warna diatur pada daerah tertentu agar mendapatkan sebaran warna yang baik, kemudian gambar dalam format RGB dikonversikan menjadi skala abu-abu (grayscale) [12]. Kemudian diambil rata-rata intensitas pada daerah tegak lurus warna pelangi. Setelah itu, diperoleh vektor intensitas dalam koordinat nomor pixel gambar. Untuk kalibrasi digunakan LED merah dan hijau 4
yang masing-masing diketahui puncak gelombangnya m dan h . Agar didapatkan koordinat z dalam nanometer¸ maka dilakukan transformasi linier terhadap koordinat gambar z (pixel) dengan koordinat puncak LED merah z m dan LED hijau z h sebagai berikut : (3) x Az B
z ( .z ) (h .z m ) B m h z A
dengan
(4) (5)
4. Metode Analisa, Hasil, dan Pembahasan Data yang direkam adalah pasangan data intensitas sebagai fungsi panjang gelombang dan waktu yaitu I (t,λ). Intensitas cahaya mempunyai skala 0 sampai 225. Bilangan 0 berarti gelap dan 225 berarti terang. Terdapat dua tahap analisa, yaitu pertama berupa perataan terhadap panjang gelombang (λ) dan yang kedua adalah untuk anlisa komposisi zat. Perataan terhadap panjang gelombang yang diberikan oleh persamaan :
y(t )
m ax 1 I (t, )d max min m in
(6)
dengan adalah panjang gelombang minimum dan adalah panjang gelombang maksimum. Zat-zat tertentu akan berhubungan dengan puncak-puncak yang ditunjukkan oleh grafik y(t). y(t)
Zat 2
Zat 1
t
Gambar 6. Ilustrasi puncak spektrum zat
Ketika zat-zat tertentu dapat terlihat dari puncak-puncak grafik y(t), maka kandungan pada puncak tersebut dapat diperlihatkan dengan menggambarkan I (t,λ) untuk t yang menunjukkan puncak tadi.
5
Gambar 7. Tampilan Program Dengan Kalibrasi Light Emitting Diode Merah dan Hijau
Informasi awal untuk kalibrasi, yaitu dari koordinat gambar (pixel) ke panjang gelombang (nanometer). Dari gambar 7 terlihat bahwa dua warna yang berbeda menunjukkan puncak yang berbeda pula. Dimana secara otomatis ditampilkan puncak warna LED merah adalah pada 450,0863 Pixel dan LED hijau pada 299,6424 pixel. Dikeahui bahwa panjang gelombang dari masing-masing cahaya tampak dari LED yaitu 635 nm untuk LED merah dan 565 nm untuk LED hijau [13]. Hal ini mengindikasikan bahwa alat yang dibuat sudah dapat bekerja dengan baik untuk menampilkan puncakpuncak gelombang dari tiap fraksi zat yang melewati kuvet tiap waktu. Pengujian dengan pewarna makanan hijau dalam kolom berisi silica gel dan menggunakan pelarut aseton-akuades dengan perbandingan 1:4 menghasilkan 3 (tiga) fraksi warna yaitu kuning kehijau-hijauan, hijau, dan hijau kebiru-biruan. Pola spektrum yang dihasilkan dengan alat yang dibuat tampak seperti gambar dibawah ini.
Gambar 8. Spektrum fraksi 1 (warna kuning)
6
Gambar 9. Spektrum fraksi 2 (warna hijau)
Gambar 10. Spektrum fraksi 3 (warna hijau kebiru-biruan)
Gambar 8, 9, dan 10 menunjukkan bahwa puncak-puncak gelombang dalam bentuk 3 dimensi muncul pada selang waktu tertentu, yang kemudian dapat diplot untuk melihat sebaran spektrumnya dalam 2 dimensi pada cuplikan waktu tertentu. Pada detik ke 501.106 menunjukkan pola spektrum fraksi 1, detik ke 2000.491 menunjukkan pola spektrum fraksi 2, dan detik 2601.434 menunjukkan pola spektrum fraksi 3. Adapun ketiga fraksi berada pada sebaran gelombang 550-700 nm dan puncak- diantara 600-650 nm dengan kecenderungan intensitas mengalami peningkatan dari fraksi 1 ke fraksi 3.
7
Masing-masing fraksi diukur spektrum gelombangnya dengan menggunakan Spektrometer UV-Vis Mini 1240 merek Shimadzu dengan hasil sebagai berikut.
Gambar 11. (a)
Gambar 11. (b)
Gambar 11. (c) Gambar 11. (a) Spektrum fraksi 1, Gambar 11. (b) Spektrum fraksi 2, dan Gambar 11. (c) Spektrum fraksi 3.
Gambar 11. (a), (b), dan (c) menunjukkan bahwa puncak-puncak gelombang dari ketiga fraksi yang diukur tampak jelas berada pada daerah 500-700 nm. Puncak yang teramati mengalami peningkatan dari fraksi 1 sampai 3 pada panjang gelombang 628 nm. Dengan membandingkan data yang diperoleh dari pengukuran menggunakan spektrometer UV-Vis dan alat yang dibuat, maka kita dapat melihat bahwa nilai sebaran spektrum ketiga fraksi dan puncak gelombangnya berada pada rentang nilai yang sama. 5. Kesimpulan Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa kombinasi teknik Kromatografi kolom gravitasi dan CD spektrometer dapat digunakan untuk mengidentifikasi spektrum partisi zat berdasarkan visualisasi warna dan berfungsi sebagai analogi Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi (KCKT) dengan pengolahan data intensitas sebagai fungsi panjang gelombang dan waktu yaitu I (t,λ) secara otomatis. 8
Data perubahan spektrum ditampilkan dalam format 3 dimensi sehingga dapat diamati puncak-puncak gelombang pada selang waktu tertentu, yang kemudian dapat dipilih cuplikan waktu tertentu dengan plot 2 dimensi. Dengan rancangan alat yang telah dibuat, diperoleh spektrum ketiga fraksi warna dari perwarna makanan hijau dalam kolom berisi silica gel menggunakan pelarut etanol:aquades dengan perbandingan 1:4 terbaca pada daerah 500-700 nm dengan puncak berada diantara 600-650 nm. Nilai ini sama dengan yang terbaca pada Spektrometer UV-Vis Mini 1240 merek Shimadzu. Dengan demikian, dapat dikatan bahwa alat yang dibuat sudah bekerja dengan baik. PUSTAKA [1] Sastrohamdjojo Hardjono. 2002. Kromatografi. Yogyakarta: Liberty. [2] Anonim. 2007. Build a CD Spectrometer. Wynyard Planetarium & Observatorium. [3] Silas Elsavior, Rondonuwu Ferdy S, dan Trihandaru Suryasatria. 2011. Rancangan Spektrometer Sederhana Menggunakan Compact Disc (CD) dan kamera Digital serta Hasil Uji Cobanya. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana. [4] Raymond P. W. Scott. 2003. Principles And Practice Of Chromatography. Book 1 Chrom-Ed Book Series. Library For Science. [5] Anonim. 2011. Panduan Kuliah Kimia Intrumentasi & II Semester II 2011-2012. Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana. [6] Sastrohamdjojo Hardjono. 2003. Spektroskopi. Yogyakarta: Liberty. [7] Anonim. Modern Chemical Technique: Ultraviolet/Visible Spectroscopy. The Royal Society of Chemistry. hal. 93. [8] Heri Sugito, Wahyu SB, K. Sofjan Firdausi, Siti Mahmudah. 2005. Pengukuran Panjang Gelombang Sumber Cahaya Berdasarkan Pola Interferensi Celah Banyak. Berkala Fisika. Vol.8, No.2, April 2005, hal 37-44. [9] Kees A. Schouhamer Immink. 1998. The CD Story. Institute for Experimental Mathematics, Essen, Germany. Reprinted from the Journal of the AES, 458-465. [10] Sri Waluyanti, dkk. 2008. Rancangan Dasar CD. Direktorat Pembinaan SMK. [11] Halliday & Resnick. 2005. Fundamental of Physics, Vol. 2. John Wiley & Sons. [12] Wijaya Marthin Ch dan Prijono Agus. 2007. Pengolahan Citra Digital Menggunakan Matlab Image Processing Toolbox. Bandung: Informatika. [13] Anonim. LED Color Chart. Website: http://www.oksolar.com/led/led_color_chart.htm. Diakses tanggal 2/8/2012.
9
