PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DALAM GULA PASIR MENGGUNAKAN METODE EFEK FARADAY

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DALAM GULA PASIR MENGGUNAKAN METODE EFEK FARADAY

Disusun Oleh :

ANIK SUGIYARNI M 0206016

SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user Desember, 2010

i


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini dibimbing oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Drs. Suharyana, M.Sc

Ahmad Marzuki, S.Si.,Ph.D

NIP. 19611217 198903 1 003

NIP. 19680508 199702 1 001

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari

: Kamis

Tanggal

: 6 Januari 2011

Anggota Tim Penguji : 1. Darmanto, S.Si., M.Si NIP. 19720617 199702 2 001

(....................................)

2. Drs. Hery Purwanto, M.Sc NIP 19590518 198703 1 002

(.....................................)

Disahkan oleh Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Ketua Jurusan Fisika

Drs. Harjana, M.Si., Ph.D NIP. 19590725 198601 1 001 commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DALAM GULA PASIR MENGGUNAKAN METODE EFEK FARADAY” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, 20 Desember 2010

ANIK SUGIYARNI

commit to user

iii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iii LEMBAR ABSTRAK ........................................................................................... iv LEMBAR ABSTRACT .......................................................................................... v LEMBAR MOTTO ................................................................................................ vi LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................... vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI ........................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang Masalah...........................................................................1 1.2. Perumusan Masalah.................................................................................3 1.3. Tujuan Penelitian.....................................................................................3 1.4. Batasan Masalah......................................................................................3 1.5. Manfaat Penelitian...................................................................................3 1.6. Sistematika Penulisan...............................................................................4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA...........................................................................5 2.1. Cahaya......................................................................................................5 2.2. Gelombang Elektromagnetik...................................................................5 2.2.1. Sifat Gelombang Elektromagnetik...............................................6 2.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik.......................................6 2.3. Polarisasi..................................................................................................8 2.3.1. Jenis Polarisasi.............................................................................9 2.3.1.1. Polarisasi Linier............................................................9 2.3.1.2. Polarisasi Melingkar......................................................9 commit to user 2.3.1.3. Polarisasi Ellips...........................................................10

x


digilib.uns.ac.id

2.3.2. Polaroid......................................................................................11 2.4. Efek Faraday..........................................................................................12 2.5. Konstanta Verdet....................................................................................14 2.6. Material Optik Aktif...............................................................................14 2.6.1. Sifat Optik Aktif.........................................................................14 2.6.2. Gula............................................................................................15 2.6.2.1. Jenis-jenis Gula...........................................................15 2.6.2.2. Glukosa.......................................................................15 2.6.2.3. Fruktosa.......................................................................16 2.6.2.4. Galaktosa.....................................................................16 2.6.2.5. Sukrosa........................................................................16 2.6.2.6. Maltosa........................................................................16 BAB III. METODE PENELITIAN....................................................................17 3.1. Meodologi Penelitian.............................................................................17 3.2 Tempat dan Waktu Penelitian.................................................................17 3.3. Alat dan Bahan.......................................................................................17 3.3.1. Alat Penelitian............................................................................17 3.3.2. Bahan Penelitian.........................................................................19 3.4. Prosedur Penelitian.................................................................................20 3.4.1. Diagram Alir Penelitian.............................................................20 3.4.1.1. Persiapan Alat dan Bahan...........................................21 3.4.1.2. Penguluran Arus Listrik dan Medan Magnet..............21 3.4.1.3. Pembuatan Larutan......................................................22 3.4.1.4. Pengambilan Data.......................................................22 3.4.1.4.1. Aquades.....................................................22 3.4.1.4.2. Glukosa.....................................................23 3.4.1.4.3. Gula Pasir..................................................23 3.4.1.5. Pengolahan Data..........................................................24 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................25 4.1. Perubahan Medan Magnet Terhadap Arus Listrik.................................25 commit to user 4.1.1. Hasil...........................................................................................25

xi


digilib.uns.ac.id

4.1.2. Pembahasan................................................................................26 4.2. Larutan Aquades....................................................................................27 4.2.1. Hasil...........................................................................................27 4.2.2. Pembahasan................................................................................27 4.3. Larutan Glukosa.....................................................................................28 4.3.1. Hasil...........................................................................................28 4.3.2. Pembahasan................................................................................29 4.4. Larutan Gula Pasir..................................................................................31 4.4.1. Hasil...........................................................................................31 4.4.2. Pembahasan................................................................................32 BAB V. PENUTUP...............................................................................................34 5.1. KESIMPULAN......................................................................................34 5.2. SARAN..................................................................................................34 DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................35 LAMPIRAN-LAMPIRAN

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar.2.1. Kuat medan listrik dan medan magnet pada gelombang elektromagnetik. E dan B saling tegak lurus................................ 6 Gambar.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik ........................................ 8 Gambar.2.3. Polarisasi Linier ............................................................................ 9 Gambar.2.4. Polarisasi Melingkar.................................................................... 10 Gambar.2.5. Polarisasi Ellips ........................................................................... 11 Gambar.2.6. Polaroid ....................................................................................... 12 Gambar.2.7. Peristiwa Polarisasi Efek Faraday ............................................... 14 Gambar.3.1. Rangkaian utama alat penelitian ................................................. 18 Gambar.3.2. Skema rangkaian alat-alat penelitian............................................18 Gambar.3.3. Diagram Alir Penelitian ............................................................... 20 Gambar.4.1. Grafik kuat medan magnet terhadap jarak l pada jarak antar kutub L=1 cm dengan arus listrik I= 1A sampai I= 4A ....................... 25 Gambar.4.2. Grafik rata-rata medan magnet terhadap variasi arus listrik pada jarak antar kutub L= 1 cm...........................................................26 Gambar.4.3. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada larutan aquades 1 cm...............................................................................27 Gambar.4.4. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada panjang larutan glukosa 1 cm dengan variasi konsentrasi 10% sampai 50%.................................................................................28 Gambar.4.5. Grafik hubungan konstanta Verdet dengan konsentrasi larutan glukosa pada panjang larutan d= 1cm........................................29 Gambar.4.6. Grafik perputaran sudut dengan larutan gula pada panjang larutan d= 1 cm......................................................................................32 Gambar.4.7. Grafik hubungan konstanta Verdet dengan larutan gula pasir pada panjang larutan d= 1 cm..............................................................32 commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data-data penelitian dan Hasil Pengukuran Lampiran 2. Perhitungan Lampiran 3. Gambar alat-alat penelitian

commit to user

xiv


digilib.uns.ac.id 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah Fenomena elektromagnetik yang ditunjukkan Faraday pada tahun 1845 mengenai konsep garis gaya adalah tentang intensitas medan magnet yang dapat memutar bidang cahaya terpolarisasi dan sekarang dikenal dengan nama efek Faraday (Sujadmoko, 2004). Perputaran bidang polarisasi dapat berupa polarisasi linier, polarisasi melingkar dan polarisasi ellips. Perbedaan dari tiga polarisasi tersebut adalah bentuk bidang arah perambatan medan listriknya. Suatu bahan tertentu dapat memiliki sifat optik aktif, yang pada umumnya dimiliki oleh zat molekul organik kompleks. Bila sebuah cahaya terpolarisasi linier jatuh pada bahan optik aktif, maka cahaya yang keluar dari bahan akan tetap terpolarisasi linear. Gula termasuk zat yang memiliki sifat optik aktif dan memiliki dua jenis yaitu monosakarida dan disakarida. Monosakarida dibagi menjadi beberapa jenis diantaranya adalah glukosa dan fruktosa. Masing-masing gula tersebut memiliki kemampuan memutar bidang polarisasi yang berbeda-beda. Glukosa memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan, sedangkan fruktosa memutar bidang polarisasi ke kiri (Risvan Kuswurj,2008). Glukosa merupakan salah satu jenis gula pereduksi yang terdapat dalam madu. Glukosa dalam madu berguna untuk memperlancar kerja jantung dan meringankan gangguan penyakit hati. Glukosa merupakan sumber energi untuk seluruh jaringan sisitem otot. Ada bererapa cara untuk menentukan konsentrasi glukosa dalam suatu larutan. Penentuan konsentrasi glukosa dapat dilakukan dengan metode

pengukuran

konvensional

seperti

metode

osmometri,

polarimetri,

refraktometri, Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (KCKT) maupun berdasarkan reaksi gugus fungsional dari senyawa sakarida. Metode ini dapat menentukan kadar gula pereduksi total tetapi tidak dapat menentukan gula pereduksi secara individual.

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

Metode KCKT mempunyai keuntungan yaitu dapat digunakan pada senyawa dengan bobot molekul besar dan senyawa yang tidak tahan panas. Penentuan sudut putar polarisasi pada larutan glukosa dapat dilakukan dengan menggunakan prinsip efek Faraday. Prinsip efek Faraday yaitu ketika sebuah bahan optik aktif gkukosa dikenai medan magnet luar, glukosa dapat memutar bidang polarisasi cahaya dengan sudut tertentu. Dinar (2007) telah melakukan penelitian tentang efek Faraday pada gelas flinta. Ketika sebuah bahan Gelas flinta dikenakan medan magnet kuat, bahan ini menjadi optik aktif (Sayan, 1997). Pada penelitian tersebut menggunakan bahan Flint Glass dengan panjang 30 mm dan medan magnet yang digunakan sebesar (1,0924±0,006)T. Hasil penelitian didapatkan bahwa medan magnet yang dihasilkan oleh elektromagnetik dapat membuat gelas flinta mampu memutar bidang polarisasi cahaya. Perputaran bidang polarisasi sebanding dengan rapat medan magnet rata-rata, dan panjang medium optic. Faktor kesebandingan tersebut dinamakan konstanta Verdet. Setyawan (2008) telah melakukan penelitian tentang efek Faraday pada bahan transparan KDP. Pada penelitian tersebut menggunakan medan magnet luar yang dihasilkan dari kumparan dengan jumlah lilitan 810, menggunakan kawat berdiameter 0,8 mm dan medan magnet yang dihasilkan sebesar 194,23 mT. Panjang gelombang sinar laser yang digunakan sebesar 632,8 nm dan 532 nm. Hasil penelitian didapatkan bahwa setelah bahan transparan mendapat pengaruh medan magnet luar, maka terjadi perubahan sudut polarisasi pada bahan KDP. Semakin besar medan magnet yang diberikan maka semakin besar perubahan sudut polarisasi yang terjadi. Untuk variasi panjang gelombang sinar laser yang digunakan diperoleh bahwa semakin kecil panjang gelombang yang digunakan maka perubahan sudut polarisasi semakin besar. Dari uraian diatas, maka peneliti tertarik untuk mempelajari tentang cara menentukan konsentrasi glukosa dalam larutan gula pasir menggunakan metode efek Faraday. Di Sub Laboratorium Fisika UPT Laboratorium Pusat MIPA UNS terdapat

commit to user


digilib.uns.ac.id 3

rangkaian alat yang dapat digunakan untuk mengamati peristiwa efek Faraday dan menentukan konstanta Verdet.

1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana identifikasi sifat optik aktif dari glukosa dalam medan magnet luar dengan menggunakan metode efek Faraday? 2. Berapa besar medan magnet yang dihasilkan? 3. Bagaimana menentukan konsentrasi glukosa menggunakan efek Faraday?

1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengukur nilai konstanta Verdet pada larutan glukosa berbagai konsentrasi. 2. Mencari hubungan matematis antara konstanta Verdet dengan konsentrasi glukosa. 3. Menentukan konsentrasi glukosa dalam gula pasir.

1.4. Batasan Masalah Permasalahan penelitian ini dibatasi pada besar medan magnet maksimum 0,305 T dengan konsentrasi glukosa 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% menggunakan sumber cahaya laser He-Ne dengan panjang gelombang 632,8 nm serta panjang larutan 1 cm.

1.5. Manfaat Penelitian Dari penelitian ini dapat memberi manfaat sebagai berikut: 1. Menambah pengetahuan tentang sudut putar polarisasi yang terjadi pada larutan optik aktif.

commit to user


digilib.uns.ac.id 4

2. Memberikan alternatif metode penentuan konsentrasi glukosa dalam gula pasir.

1.6. Sistematika Penulisan Laporan skripsi ini disusun dengan sistematika sebagai berikut: BAB I

Merupakan bab pendahuluan, berisikan tentang latar belakang penelitian, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan skripsi.

BAB II

Tinjauan pustaka, membahas secara umum tentang cahaya dan optik. Diantaranya adalah gelombang elektromagnetik, polarisasi, polaroid, efek optik, konstanta Verdet, sifat optik aktif yaitu gula.

BAB III

Metode Penelitian, membahas tentang waktu, tempat dan pelaksanaan penelitian, alat dan bahan yang diperlukan, serta langkah-langkah dalam penelitian.

BAB IV

Hasil dan Pembahasan, membahas tentang sudut putar polarisasi pada larutan glukosa, nilai konstanta Verdet pada larutan glukosa dengan berbagai konsentrasi dan penentuan nilai konsentrasi glukosa dalam gula.

BAB V

Penutup, berisi kesimpulan dan Saran.

commit to user


digilib.uns.ac.id 5

BAB II DASAR TEORI

2.1. Cahaya Cahaya adalah gelombang elektromagnetik yang merambatkan medan listrik dan medan magnet yang berposisi tegak lurus satu sama lain dan bergetar tegak lurus terhadap arah rambatan. Gelombang cahaya memiliki panjang gelombang dan frekuensi

tertentu

yang

nilainya

dapat

dibedakan

dalam

spektrum

elektromagnetiknya. Cahaya juga termasuk gelombang transversal yang berarti cahaya merambat tegak lurus terhadap arah rambatannya. (Foster, 1997).

2.2. Gelombang Elektromagnetik (GEM) Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell dengan mengacu pada hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan yang tampak pada: a. Percobaan Oersted yang berhasil membuktikan bahwa arus listrik menghasilkan medan magnet. Bila jarum kompas diletakkan di dekat kawat yang dialiri arus listrik, maka jarum kompas akan menyimpang. Jarum kompas dibelokkan oleh medan magnet. b. Percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnet pada kumparan dapat menimbulkan arus induksi yang menghasilkan medan listrik. Berdasarkan pada penemuan Faraday bahwa “Perubahan fluks magnetik dapat menimbulkan medan listrik” maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru yang isinya bahwa “Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet”. Hipotesa ini dikaenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet (Foster, 1997). Bila hipotesis Maxwell benar, konsekuensinya perubahan medan listrik akan mengakibatkan perubahan medan magnet serta sebaliknya dan keadaan ini terus akan

commit to user 5


digilib.uns.ac.id 6

berulang. Medan magnet ( B ) atau medan listrik ( E ) yang muncul akibat perubahan medan listrik atau medan magnet sebelumnya akan bergerak (merambat) menjauhi tempat awal kejadian. Perambatan medan listrik dan medan magnet ini yang disebut sebagai gelombang elektromagnetik sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.1 .

Gambar 2.1. Kuat medan listrik dan medan magnet pada gelombang elektromagnetik. E dan B saling tegak lurus (Giancoli, 2001) 2.2.1. Sifat Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik memiliki beberapa sifat sebagai berikut: 1. Merambat di ruang vakum dengan kecepatan c = 3 x 108 m/s. 2. Merupakan gelombang transversal sehingga dapat terpolarisasi. 3. Dapat mengalami refleksi, refraksi, interferensi dan difraksi.. 4. Bergerak lurus, tidak dibelokkan dalam medan listrik maupun medan magnet.

2.2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik yang dirumuskan oleh Maxwell terbentang dalam rentang frekuensi yang luas. Sebagai sebuah gejala gelombang, gelombang elektromagnetik dapat diidentifikasikan berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Cahaya merupakan gelombang elektromagnetik sebagaimana

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

gelombang radio atau sinar-X. Gambar 2.2 menunjukkan spektrum gelombang elektromagnetik yang terdiri atas (Soetrisno, 1979): 1. Gelombang Radio Gelombang radio sering disebut gelombang frekuensi radio, memiliki daerah frekuensi dari beberapa Hz sampai 109 Hz atau memiliki panjang gelombang dari beberapa 10-3 m sampai 103 m. 2. Gelombang Mikro Gelombang mikro sering dikenal sebagai microwaves, yaitu gelombang elektromagnetik dengan daerah frekuensi antara 109 Hz sampai 3 x 1011 Hz, atau daerah dengan panjang gelombang 1mm sampai 30 cm. 3. Sinar Infra Merah Gelombang ini mencakup daerah frekuensi 3 x 1011 Hz sampai 4 x 1014 Hz dan panjang gelombang 7,8 x 10-7 m sampai 10-3 m. 4. Cahaya Tampak Cahaya tampak memiliki daerah spektrum yang sangat sempit dalam daerah kepekaan mata retina kita. Daerah panjang gelombang cahaya dari 7.800 Ǻ sampai 3.900 Ǻ dan frekuensi 4 x 1014 Hz sampai 1015 Hz dengan spektrum warna mulai dari panjang gelombang besar adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Warna ungu mempunyai panjang gelombang terkecil. 5. Sinar Ultraviolet Sinar ultraviolet memiliki panjang gelombang dalam daerah antara 6 Ǻ sampai 3.000 Ǻ dan frekuensi dari 8 x 1014 Hz sampai 3 x 1017 Hz. Matahari merupakan sumber pancaran ultraviolet yang paling kuat. 6. Sinar X Spektrum sinar X mencakup daerah panjang gelombang antara 0,06 Ǻ sampai 10 Ǻ dan frekuensi antara 1016 Hz sampai 1020 Hz. 7. Sinar Gamma Sinar gamma memiliki panjang gelombang antara 10-4 Ǻ sampai 1 Ǻ dan frekuensi antara 3 x 1018 Hz sampai 3 x 1022 Hz. Sinar gamma merupakan

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi paling besar dan daya tembus yang besar.

Gambar 2.2. Spektrum Gelombang Elektromagnetik (Giancoli,2001)

2.3. Polarisasi Polarisasi cahaya atau pengkutuban adalah peristiwa perubahan arah getar gelombang cahaya yang acak menjadi satu arah getar. Polarisasi hanya terjadi pada gelombang tranversal, yang berarti bahwa cahaya merambat tegak lurus terhadap arah osilasinya. Syaratnya adalah bahwa gelombang tersebut mempunyai arah osilasi tegak lurus terhadap bidang rambatnya. (Soetrisno, 1979).

2.3.1. Jenis Polarisasi 2.3.1.1. Polarisasi Linier Cahaya terpolarisasi linier (terpolarisasi bidang) jika medan listriknya bergetar pada suatu garis lurus. Rambatan gelombang medan listrik bersamaan

commit to user


digilib.uns.ac.id 9

dengan gelombang medan magnet. Bila gelombang hanya mempunyai pergeseran y, maka gelombang tersebut terpolarisasi linier dan bergetar merambat dalam arah y. Polarisasi linier ditunjukkan pada gambar 2.3. Warna merah menunjukkan medan magnet B, warna biru menunjukkan perputaran medan listrik, warna hijau menunjukkan medan listrik E, dan warna ungu menunjukkan jenis polarisasi linier.

Gambar 2.3. Polarisasi Linier (Dede Djuhana)

2.3.1.2. Polarisasi Melingkar Jika vektor medan listriknya berputar pada lingkaran, maka cahaya dikatakan terpolarisasi melingkar. Polarisasi cahaya melingkar terdiri dari dua gelombang bidang elektromagnetik yang tegak lurus, dengan amplitudo sama dan beda fase 90°. Jika ujung vektor medan listrik pada gelombang yang menjalar berputar searah jarum jam, maka disebut polarisasi melingkar arah kanan. Sebaliknya jika berlawanan

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

dengan arah jarum jam, disebut polarisasi melingkar arah kiri. Polarisasi melingkar ini ditunjukkan pada gambar 2.4.

Gambar 2.4. Polarisasi Melingkar (Dede Djuhana)

2.3.1.3. Polarisasi Ellips Hasil superposisi yang memberikan vektor medan listrik yang ujungnya berputar pada sebuah ellips. Cahaya yang dipolarisasikan ellips terdiri dari dua gelombang yang tegak lurus, dengan amplitudo tidak sama dan beda fase 90°. Gelombang dengan polarisasi melingkar dan ellips dapat diuraikan menjadi dua gelombang dengan polarisasi tegak lurus. Polarisasi ellips ini ditunjukkan pada gambar 2.5.

commit to user



Gambar 2.5. Polarisasi Ellips (Dede Djuhana) 2.3.2. Polaroid Berbagai macam jenis kristal yang terbentuk secara alami jika dipotong menjadi bentuk yang tepat akan menyerap dan memancarkan cahaya secara berbeda tergantung pada polarisasi cahaya tersebut.Kristal-kristal tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan cahaya yang terpolarisasi secara linier. Polaroid merupakan film polarisasi komersial sederhana yang ditemukan oleh E.H.Land pada tahun 1938. Material ini terdiri dari molekul-molekul hidrokarbon rantari panjang yang berjajar seperti garis lurus ketika lembaran material direnggangkan pada satu arah selama pembuatan. Rantai-rantai tersebut melewatkan cahaya pada frekuensi optis jika lambaran material dimasukkan dalam larutan yang berisi yodium. Saat cahaya masuk dengan vektor medan listriknya sejajar rantai-rantai tersebut, arus listrik mengalir sepanjang rantai dan energi cahaya diserap. Jika medan listrik tegak lurus rantai maka

commit to user



cahaya akan ditransmisikan. Arah tegak lurus rantai-rantai tersebut disebut sumbu transmisi. Teradapat dua buah polaroid dengan fungsi yang berbeda yaitu polarisator dan analisator. Jika kedua polaroid berada dalam keadaan bersilangan, yaitu jika sumbusumbu transmisi polarisator dan analisator saling tegak lurus maka intensitas yang diteruskan nol. Polarisator adalah polaroid pertama yang berfungsi membuat cahaya menjadi terpolarisasi linier dan arah polarisasinya tegak lurus arah sumbu polaroid kedua. Analisator adalah polaroid kedua yang dipergunakan untuk menganalisa arah atau macam polarisasi yang dihasilkan oleh polaroid pertama (polarisator). Seluruh cahaya yang datang pada polaroid kedua diserap.

Gambar 2.6. Polaroid (Tipler, 2001)

2.4. Efek Faraday Cahaya mengalami sifat-sifat khusus dalam proses perambatannya antara lain interferensi, difraksi, dispersi, absorbsi, hamburan, dan polarisasi. Selain itu cahaya juga mengalami efek-efek elektromagnetik apabila dilewatkan dalam medan magnet dan medan listrik seperti efek magneto-optik. Efek magneto-optik (magneto-optic effect) yaitu perilaku cahaya yang melewati suatu bahan dipengaruhi oleh adanya medan magnet kuat. Efek magnetooptik pertama kali dipelajari oleh Michael Faraday pada tahun 1845 yang

commit to user



menunjukan bahwa ketika cahaya terpolarisasi melewati sepotong kaca yang diletakkan dalam medan magnet, bidang polarisasi cahaya yang diteruskan berputar. Efek ini dikenal dengan Efek Faraday. Efek Faraday merupakan suatu peristiwa yang terjadi apabila suatu bahan optik aktif ditempatkan pada suatu medan magnet kuat kemudian ditransmisikan cahaya pada arah medan tersebut

sehingga arah

polarisasinya diputar dengan sudut β. Sudut rotasi sebanding dengan medan magnet B dan panjang d dari medium yang dilalui dimana cahaya ditransmisikan. Efek Faraday yang terjadi pada zat cair dan gas sama seperti yang terjadi pada zat padat. Hubungan antara sudut polarisasi rotasi dan medan magnet dalam bahan diamagnetik adalah: β=BVd

(2.3)

dimana: β adalah sudut rotasi (radian) B adalah densitas fluks magnetik ke arah propagasi (tesla) d adalah panjang jalan (meter) di mana cahaya dan medan magnet berinteraksi V adalah konstanta Verdet untuk materi. Proporsionalitas empiris ini konstan (radian per tesla per meter) bervariasi dengan panjang gelombang dan temperatur dan ditabulasikan untuk berbagai material. Atau persamaan tersebut dapat ditulis ulang menjadi: V=

1b d B

Jika digambarkan grafik hubungan antara perputaran sudut polarisasi b sebagai fungsi dari medan magnet B, maka dapat diperoleh kemiringan atau gradient yang selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung konstanta Verdet.

commit to user



Gambar 2.7. Peristiwa polarisasi Efek Faraday (Mancuso S. dan Spangler S. R, 2000) 2.5. Konstanta Verdet Konstanta Verdet merupakan konstanta optik yang menyatakan kekuatan dari efek Faraday untuk material khusus yang bervariasi untuk masing-masing bahan dan berubah-ubah dengan panjang gelombang cahaya λ. Pada efek Faraday, medan magnet mengubah simetri pembiasan cahaya sebelah kanan dan kiri lingkaran polarisasi cahaya. Hubungan antara konstanta Verdet dan panjang gelombang bergantung sifat kritis bahan.

2.6. Material Optik Aktif 2.6.1. Sifat Optik Aktif Bahan dikatakan memiliki sifat optik aktif apabila cahaya yang melewati suatu bahan akan mengalami perputaran bidang getar. Bila cahaya terpolarisasi linier jatuh pada bahan optik aktif maka cahaya yang keluar bahan akan tetap terpolarisasi linier, arah bidang getar berputar terhadap arah bidang getar semula. Ada dua macam optik aktif, yaitu optik aktif kanan dan optik aktif kiri. Optik aktif kanan jika cahaya yang melalui suatu bahan mengalami perputaran bidang polarisasi searah jarum jam.

commit to user



Dan sebaliknya optik aktif kiri jika cahaya yang melalui suatu bahan mengalami perputaran bidang polarisasi berlawanan dengan arah putar jarum jam.

2.6.2. Gula Gula merupakan sejenis pemanis yang telah digunakan oleh manusia sejak 2000 tahun lalu untuk mengubah rasa dan sifat makanan dan minuman. Gula dibuat dari pokok tebu atau pokok bit gula.

2.6.2.1. Jenis – jenis gula Jenis – jenis gula secara umum digolongkan menjadi 2 bagian yaitu : 1. Monosakarida 2. Disakarida Monosakarida atau gula ringkas menyimpan tenaga yang boleh digunakan oleh sel-sel biologi. Gula jenis monosakarida hanya memiliki satu molekul saja. Jenis gula monosakarida dibagi menjadi 3 jenis yaitu : 1. Glukosa 2. Fruktosa 3. Galaktosa Disakarida merupakan dua molekul yang diikat melalui penguapan. Jenis gula disakarida dibagi menjadi 3 yaitu : 1. Sukrosa 2. Laktosa 3. Maltosa

2.6.2.2. Glukosa Glukosa adalah monosakarida yang banyak terdapat di alam. Glukosa disebut juga dekstrosa. Glukosa atau nama kimianya adalah pentahidrosilheksanal (C6H12O6) adalah salah satu monomer bagi karbohidrat. Terdapat dua jenis glukosa yaitu Dglukosa dan L-glukosa yang dibedakan oleh konfigurasi pada atom karbon kelima.

commit to user



Glukosa dalam larutan memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan sehingga disebut sebagai gula dekstrosa (Risvan Kuswurj, 1998).

2.6.2.3. Fruktosa Fruktosa adalah jenis monosakarida yang terdapat dalam buah-buahan, madu dan gula. Fruktosa disebut sebagai levulosa karena memutar cahaya terpolarisasi ke arah kiri. Fruktosa bertindak sebagai penurun bahan uji Tollen dan Benedict.

2.6.2.4. Galaktosa Galaktosa adalah diastereomer dari glukosa. Ciri-ciri kimia galaktosa menyerupai glukosa.

2.6.2.5. Sukrosa Sukrosa adalah sejenis disakarida yaitu heterodisakarida yang bersifat bukan penurun dan tidak menunjukkan fenomena mutaputaran. Sukrosa memiliki rumus kimia (C12H22O11) dan banyak terdapat dalam gula bit, gula tebu, buah nanas, dan lobak merah. Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa.

2.6.2.6. Maltosa Maltosa adalah sejenis disakarida yaitu monosakarida yang terdiri dari dua unit glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosida α-1:4. Maltosa terdapat dalam malt dan biji-bijian yang bercambah.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Metodologi Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental. Kegiatan dalam penelitian ini meliputi mengumpulkan bahan, setting alat penelitian, pengambilan data, pengolahan data dan analisa.

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat MIPA Universitas Sebelas Maret dimulai dari bulan Maret 2010 berakhir pada bulan Juni 2010.

3.3. Alat dan Bahan Yang Digunakan 3.3.1. Alat Penelitian Alat-alat yang digunakan dalam penelitian antara lain: laser, power supply, polarisator, teslameter F.W. Bell, elektromagnetik, analisator, layar, tempat sampel, multimeter, kabel penghubung. Berikut adalah susunan alat penelitian.

commit to user 17



Gambar 3.1. Rangkaian utama alat penelitian

Gambar 3.2. Skema rangkaian alat-alat penelitian

commit to user



Keterangan Gambar: 1. Laser He-Ne 2. Polarisator 3. Elektromagnetik 4. Tempat larutan 5. Analisator 6. Layar 7. Amperemeter 8. Power Supply

3.3.2. Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain: glukosa, aquades, gula pasir.

commit to user



3.4.

Prosedur Penelitian

3.4.1. Diagram Alir Penelitian Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap Mulai

Persiapan Alat dan Bahan

Pengukuran I dan B pada Elektromagnet Pembuatan Larutan Glukosa

Pengambilan Data Perputaran Sudut ( b ) Dengan Medan Magnet B

Pengolahan Data

Analisa Data

Kesimpulan dan Saran

Selesai Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian

commit to user



Keterangan dari diagram alir penelitian adalah sebagai berikut:

3.4.1.1. Persiapan Alat dan Bahan Persiapan alat yang dilakukan adalah mengecek alat-alat yang diperlukan secara lengkap dalam eksperimen ini baik yang bersifat elektrik maupun mekanik yang tersedia. Untuk alat-alat yang bersifat elektrik harus dipastikan bahwa seluruh komponennya masih berfungsi dengan baik. Sedangkan alat-alat yang bersifat mekanik diperhatikan apakah masih layak dipergunakan atau tidak. Kemudian alatalat penelitian dirangkai menjadi sebuah rangkaian penelitian yang ditunjukkan pada gambar 3.1., kemudian melakukan setting alat utamanya Setting alat utamanya yaitu : 1. Menempatkan layar bening sebagai tempat pembentukan bayangan. 2. Memasang 2 polarisator secara paralel diantara elektromagnetik yaitu polariser dan analiser. 3. Menghidupkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm untuk mengatur posisi kedua kumparan agar cahaya benar-benar tepat masuk di antara 2 lubang kutub magnet di dalam kumparan tersebut dan cahaya tampak pada layar. 4. Setelah itu menyisipkan tempat larutan di antara lubang ditengah-tengah kutub kumparan. Kemidian tuas yang berada di tengah kumparan elektromagnetik dimajukan sehingga tepat menekan tempat larutan kemudian dikencangkan.

3.4.1.2. Pengukuran Arus listrik (I) dan Medam Magnet (B) Pengukuran arus listrik (I) dan medan magnet (B) dilakukan dengan langkahlangkah sebagai berikut : 1. Membuat rangkaian alat yang terdiri dari Power Supply dengan tegangan antara 0-20 VDC dan dihubungkan dengan amperemeter ke kumparan elektromagnetik.

commit to user



2. Kumparan agar menghasilkan medan magnet yang searah dengan sumbu dirangkai secara paralel. 3. Mengatur jarak antar kutub kumparan sebesar 1 cm. 4. Menghidupkan power supply. Arus diatur sebesar 1A. 5. Medan magnet diukur menggunakan Teslameter diposisi 0 sampai 1 cm dengan pertambahan 0,2 cm. 6. Mengulangi langkah ke 4 dan 5 dengan menaikkan arus sampai dengan 4A, sehingga didapatkan nilai medan magnet maksimum.

3.4.1.3 Pembuatan Larutan Pembuatan larutan yang dilakukan adalah membuat larutan glukosa yaitu masing-masing dengan konsentrasi 50%, 40%, 30%, 20% dan 10%. Cara penentuan konsentrasi yaitu dengan menggunakan persamaan 3.1. Pembuatan larutan glokosa ini dimulai dengan membuat larutan pada konsentrasi 50% dengan cara melarutkan bubuk glukosa kedalam aquades kemudian dipanaskan sambil diaduk sampai bubuk glukosa benar-benar larut di dalam aquades. Selanjutnya untuk membuat larutan dengan konsentrasi dibawahnya tinggal menambahkan aquades menggunakan persamaa: V1.N1=V2.N2

(3.1.)

dimana: V1 adalah volume glukosa V2 adalah volume air N1 adalah konsentrasi 100% N2 adalah konsentrasi yang dibuat Perhitungan pembuatan larutan glukosa ditunjukkan pada Lampiran II.

3.4.1.4. Pengambilan Data 3.4.1.4.1. Aquades Penentuan perputaran sudut pada aquades dilakukan dengan langkah sebagai berikut:

commit to user



1. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°. 2. Meletakkan aquades diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser. 3. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm. 4. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan. 5. Mengatur besar arus yang masuk ke kumparan dengan melihat pada multimeter yang pertama sebesar 1A. 6. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap dan terang pada layar. 7. Mengulangi langkah 1, 2, 3, 4 dan 5 dengan menaikkan arus sampai dengan 4A. 3.4.1.4.2. Glukosa Penentuan perputaran sudut pada glukosa dilakukan dengan langkah sebagai berikut : 1. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°. 2. Meletakkan larutan glukosa 50% diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser. 3. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm. 4. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan. 5. Mengatur besar arus yang masuk ke kumparan dengan melihat pada multimeter yang pertama sebesar 1A dan didapatkan nilai medan magnet maksimum. 6. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap dan terang pada layar. 7. Mengulangi langkah 1, 2, 3, 4 dan 5 dengan larutan glukosa pada konsentrasi 40%, 30%, 20% dan 10% serta variasi arus yang melalui kumparan 1A-4A.

3.4.1.4.3. Gula Pasir Penentuan konsentrasi glukosa dalam gula pasir dilakukan dengan langkah sebagai berikut:

commit to user



1. Membuat larutan gula dengan cara gula sebanyak 5 gram dilarutkan dalam 20 ml aquades. 2. Menempatkan posisi polariser dan analiser pada posisi 0°. 3. Meletakkan larutan gula diantara kutub kumparan dengan panjang larutan 1 cm kemudian menghidupkan laser. 4. Cahaya dilewatkan laser dengan panjang gelombang 632,8 nm. 5. Menghidupkan saklar yang memberikan arus ke kumparan. 6. Medan magnet diposisikan dalam keadaan maksimum pada arus sebesar 4A. 7. Mengatur posisi sudut pada analisator sehingga didapatkan bayangan gelap dan terang pada layar.

3.4.1.5. Pengolahan Data Hasil data pada penelitian ini antara lain: 1. Nilai medan magnet tiap jarak pengukuran dengan variasi arus untuk jarak antar kutub 1cm. 2. Nilai perputaran sudut pada larutan glukosa dengan variasi arus untuk tiap-tiap konsentrasi. 3. Nilai perputaran sudut pada larutan gula dengan medan magnet maksimum pada arus 4A. Hasil nilai perputaran sudut pada larutan glukosa diatas kemudian diolah yaitu dihitung nilai konstanta Verdet untuk masing-masing konsentrasi menggunakan persamaan 2.3. Hasil nilai perputaran sudut pada gula kemudian dihitung nilai konstanta Verdet, selanjutnya nilai konstanta Verdet tersebut dimasukkan dalam grafik pada gambar 4.5 sehingga konsentrasi glukosa dalam larutan gula tersebut dapat diketahui.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perubahan Medan Magnet Terhadap Variasi Arus Listrik 4.1.1. Hasil Kuat medan magnet diukur di antara kutub kumparan dengan variasi arus listrik

I= 1A sampai dengan I= 4A dan jarak antar kutub kumparan L=1 cm.

Pengukuran tersebut dilakukan dengan variasi jarak pengukuran l = 0,2 cm dan digambarkan pada Gambar 4.1. Kemudian berdasarkan hasil penelitian tersebut nilai dari kerapatan medan magnet dirata-rata sehingga diketahui pengaruh arus listrik terhadap medan magnet.

Kuat medan magnet (tesla)

0.36 0.33 0.30 0.27 0.24 0.21 0.18 I= 1A I= 2A I= 3A I= 4A

0.15 0.12 0.09 0.06 0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

0.010

Jarak (meter)

Gambar 4.1. Grafik kuat medan magnet terhadap jarak l pada jarak antar kutub L=1 cm dengan arus listrik I= 1A sampai I= 4A

commit to user 25



Rata-rata medan magnet(tesla)

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05 1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

Arus (Ampere)

Gambar 4.2. Grafik rata-rata medan magnet terhadap variasi arus listrik pada jarak antar kutub L= 1cm 4.1.2. Pembahasan Kuat medan magnet diukur di antara dua kutub kumparan dengan arus listrik yang digunakan yaitu 1 A sampai dengan 4 A, karena batas maksimum arus listrik yang masuk pada kumparan adalah 4A. Karena jika lebih dari 4 A maka kumparan menjadi panas sehingga dapat merusak lilitan. medan magnet. Kuat medan magnet dari untuk masing-masing arus pada jarak antar kutub L= 1cm diukur menggunakan Axial Probes Teslameter dari F.W BELL untuk masing-masing jarak l = 0,0 cm sampai l = 1cm dengan kelipatan 0,2 cm. Hasil pengukuran ditunjukkan Gambar 4.1. Pada Gambar 4.1. terlihat bahwa kerapatan medan magnet paling besar pada arus I= 1A sampai dengan I= 4 A terjadi pada jarak ujung-ujung yang dekat dengan kutub kumparan, sehingga pengaruh medan magnet paling kuat terjadi pada masing-masing ujung kutub kumparan. Dari gambar diatas dapat disimpulkan medan magnet ditengah tengah celah antar kutub elektromagnet bersifat homogen dan diperoleh nilai konstan B= 0,305 T,nilai ini merupakan medan magnet paling kuat. Dari grafik Nilai dari kuat medan magnet untuk jarak antar kutub L= 1cm kemudian dirata-rata dan

commit to user



ditunjukkan pada Gambar 4.2. Gambar 4.2. menunjukkan bahwa semakin besar arus listrik yang masuk pada kumparan maka nilai rata-rata medan magnet semakin besar.

4.2. Larutan Aquades 4.2.1. Hasil Pada eksperimen ini adalah penentuan sudut putar polarisasi pada larutan aquades. Nilai dari perputaran sudut ini digunakan sebagai pembanding untuk menentukan sudut putar polarisasi pada larutan glukosa. Nilai-nilai perputaran sudut

o

sudut antara polarisator dan analisator ( )

pada larutan aquades ditunjukkan pada Gambar 4.3.

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

Rata-rata medan magnet (tesla)

Gambar 4.3. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada aquades pada panjang larutan d= 1cm 4.2.2. Pembahasan Gambar 4.3. memperlihatkan bahwa pada arus I= 1A sampai dengan arus I= 4A nilai perputaran sudutnya sama yaitu sebesar 0o. Hal tersebut berarti bahwa

commit to user



aquades bukan termasuk senyawa optik aktif karena tidak memiliki kemampuan memutar bidang terpolarisasi.

4.3. Larutan Glukosa 4.3.1. Hasil Eksperimen selanjutnya yaitu menentukan nilai perputaran sudut pada larutan glukosa dengan konsentrasi glukosa 10% sampai 50% pada d (panjang larutan)= 1cm. Selanjutnya nilai perputaran sudut tersebut digunakan untuk menghitung nilai konstanta Verdet pada larutan glukosa. Nilai-nilai dari perputaran sudut tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.4. Nilai konstanta Verdet untuk masing-masing konsentrasi glukosa dapat dihitung menggunakan persamaan 2.1. Hasil pengukuran tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.5.

0,085 0,080 0,075

Perputaran Sudut (rad)

0,070 0,065 0,060 0,055 0,050 0,045 0,040 0,035 0,030

Konsentrasi 10% Konsentrasi 20% Konsentrasi 30% Konsentrasi 40% Konsentrasi 50%

0,025 0,020 0,015 0,010 0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

Rata-rata medan magnet (tesla)

Gambar 4.4. Grafik perputaran sudut dengan rata-rata medan magnet pada panjang larutan glukosa 1 cm dengan variasi konsentrasi 10% sampai 50%

commit to user



Konstanta Verdet (rad/T.m)

40

35

30

25

20

15

10 10

20

30

40

50

Konsentrasi Larutan Glukosa (%)

Gambar 4.5. Grafik hubungan konstanta Verdet dengan konsentrasi larutan glukosa pada panjang larutan d= 1cm 4.3.2. Pembahasan Glukosa (C6H1206) merupakan bahan yang memiliki sifat optik aktif yang dapat memutar bidang polarisasi ke kanan (Risvan Kuswurj, 1998). Penentuan sudut putar polarisasi pada glukosa ini menggunakan larutan glukosa dengan panjang larutan 1 cm pada konsentrasi 10% sampai dengan 50% . Larutan glukosa ini harus dijadikan larutan yang homogen yaitu dengan cara serbuk glukosa dilarutkan pada aquades kemudian dipanaskan sampai larutan glukosa terlihat bening dan mendidih. Larutan glukosa dijadikan larutan yang homogen bertujuan agar cahaya dari sinar laser dapat menembus larutan. Langkah-langkah dalam penentuan sudut putar polarisasi pada glukosa yaitu meletakkan larutan glukosa diantara

dua kutub

kumparan pada sumber elektromagnetik yang dialiri arus listrik dan dirangkai paralel untuk memperoleh medan magnet yang kuat sehingga dapat memutar bidang polarisasi. Cahaya dari sinar laser He-Ne dengan panjang gelombang 632,8 nm dilewatkan pada larutan glukosa dan sudut pada analisator diputar sampai terlihat

commit to user



pola gelap dan terang pada layar sehingga dapat diketahui terjadinya peristiwa efek Faraday yaitu nilai perputaran sudut polarisasi β. Arus listrik yang dialirkan pada kumparan divariasi antara 1A sampai dengan 4A, karena batas maksimum arus yang tercantum pada pada kumparan adalah 4A sehingga jika arus yang melewati kumparan lebih dari 4A maka terjadi kelebihan beban atau kapasitas pada rangkaian elektromagnetik sehingga menyebabkan kumparan menjadi panas dan terjadi kerusakan. Nilai-nilai perputaran sudut pada larutan glukosa untuk masing-masing konsentrasi ditunjukkan pada Gambar 4.4. Prinsip Efek Faraday yaitu apabila suatu bahan optik aktif ditempatkan pada suatu medan magnet kuat kemudian ditransmisikan cahaya pada arah medan tersebut sehingga arah polarisasinya diputar dengan sudut β. Sudut rotasi sebanding dengan medan magnet B dan panjang d dari medium yang dilalui dimana cahaya ditransmisikan dan suatu tetapan yang disebut konstanta verdet. Nilai dari perputaran sudut, besar medan magnet dan panjang larutan digunakan untuk menghitung konstanta verdet menggunakan persamaan 2.1. Gambar 4.4. menunjukkan bahwa pada konsentrasi 10%, 20%, 30%, 40% dan 50% nilai perputaran sudutnya semakin besar bila rata-rata medan magnet yang diberikan semakin besar. Nilai perputaran sudut paling besar pada konsentrasi glukosa 50% dan nilai perputaran sudut paling kecil pada konsentrasi glukosa 10%. Nilai perputaran sudut paling besar tersebut dikarenakan pada konsentrasi glukosa 50% larutan terlihat pekat sehingga cahaya yang melewati larutan terpolarisasi maksimal yaitu cahaya yang diteruskan lebih banyak daripada cahaya yang dipantulkan setelah cahaya melewati larutan, sedangkan pada konsentrasi glukosa 10% larutan terlihat encer sehingga cahaya yang melewati larutan tidak terpolarisasi maksimal yaitu cahaya yang melewati larutan lebih sedikit daripada cahaya yang dipantulkan setelah cahaya melewati larutan. Nilai perputaran sudut merupakan selisih antara sudut gelap pada larutan glukosa dan sudut gelap pada larutan aquades. Gambar 4.5. menunjukkan hubungan antara konstanta Verdet dengan masingmasing konsentrasi larutan glukosa. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing

commit to user



konsentrasi glukosa berbeda yaitu semakin besar konsentrasi glukosa nilai konstanta Verdet juga semakin besar. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing konsentrasi sesuai dengan prinsip Efek Faraday. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing 23,00 rad/T.m, konsentrasi 30% sebesar 29,58 rad/T.m, konsentrasi 40% sebesar 35,27 rad/T.m dan konsentrasi 50% sebesar 38,72 rad/T.m.

4.4. Larutan Gula Pasir 4.4.1. Hasil Eksperimen selanjutnya yaitu menentukan nilai perputaran sudut pada larutan gula pasir. Nilai perputaran sudut tersebut digunakan untuk menghitung nilai konstanta Verdet larutan gula pasir. Perlakuan yang dilakukan pada larutan gula pasir sama dengan yang dilakukan pada larutan glukosa dengan konsentrasi larutan gula pasir yang tidak ditentukan dan medan magnet yang digunakan sama untuk semua larutan gula pasir yaitu medan magnet maksimum sebesar 0,3050 T. Nilai-nilai perputaran sudut larutan gula pasir ditunjukkan pada Gambar 4.6. Nilai konstanta Verdet untuk larutan gula pasir dapat dihitung menggunakan persamaan 2.1. Hasil pengukuran tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.7.

commit to user



Perputaran Sudut (rad)

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04 5

10

15

20

25

30

35

Larutan gula pasir (gram/20 ml)

Gambar 4.6. Grafik perputaran sudut dengan larutan gula pasir pada panjang larutan d= 1cm

55

Konstanta Verdet (rad/T.m)

50 45 40 35 30 25 20 15 5

10

15

20

25

30

35

Larutan Gula Pasir (gram/20 ml)

Gambar 4.7. Grafik hubungan Konstanta Verdet dengan larutan gula pasir pada panjang larutan d= 1 cm

commit to user



4.4.2. Pembahasan Gula merupakan sejenis pemanis yang terdiri dari monosakarida dan disakarida. Eksperimen ini dilakukan dengan menggunakan larutan gula pasir. Larutan gula pasir dibuat dengan variasi massa gula pasir 5 gram, 10 gram, 15 gram, 20 gram, 25 gram, 30 gram, dan 35 gram yang dilarutkan dalam 20 ml aquades dengan konsentrasi yang tidak diketahui karena konsentrasi yang ada di dalam gula pasir adalah konsentrasi glukosa. Gambar 4.6. menunjukkan bahwa nilai perputaran sudut semakin besar bila larutan gula pasir semakin pekat. Nilai perputaran sudut merupakan selisih antara sudut gelap pada larutan gula pasir dengan sudut gelap pada larutan aquades. Perbedaan nilai perputaran sudut dapat disebabkan kerapatan partikel gula untuk masing-masing larutan berbeda sehingga mempengaruhi cahaya yang melewati molekul-molekul larutan. Perbedaan nilai perputaran sudut untuk masing-masing keadaan menyebabkan nilai konstanta Verdet yang berbeda untuk tiap keadaan. Nilai konstanta Verdet pada masing-masing keadaan yaitu pada larutan 5 gram sebesar 16,72 rad/T.m, larutan 10 gram sebesar 27,29 rad/T.m, larutan 15 gram sebesar 27,87 rad/T.m, larutan 20 gram sebesar 33,44 rad/T.m, larutan 25 gram sebesar 39,02 rad/T.m, larutan 30 gram sebesar 44,59 rad/T.m, larutan 35 gram sebesar 50,16 rad/T.m. Nilai konstanta Verdet untuk masing-masing variasi larutan gula pasir berbeda. Semakin pekat larutan gula pasir maka nilai konstanta Verdet semakin besar. Dari gambar 4.7. dapat disimpulkan bahwa larutan gula 35 gram dalam 20 ml aquades adalah larutan yang homogen, karena mencakup keseluruhan dari larutan gula pasir yang dibuat dan merupakan larutan yang bersifat optik aktif maksimum, dimana pada larutan tersebut terjadi polarisasi yang kuat sehingga menghasilkan sudut putar maksimum dan nilai konstanta Verdet yang besar. Berdasarkan nilai konstanta Verdet gula pasir yang telah dihitung maka dapat ditentukan konsentrasi gula yang ada dalam larutan gula pasir. Gula yang terkandung dalam larutan gula

commit to user



pasir adalah gula murni jenis glukosa. Cara menghitung konsentrasi glukosa dalam larutan gula pasir dapat dilihat di Lampiran 2.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan 1. Nilai medan magnet tiap jarak pengukuran dengan variasi arus untuk jarak antar kutub 1 cm yaitu semakin dekat jarak pengukuran dari ujung kutub, nilai medan magnet semakin besar. 2. Dari data yang diperoleh diketahui bahwa hubungan antara konsentrasi glukosa dengan perputaran sudut sebanding. Semakin besar konsentrasi glukosa, nilai perputaran sudut semakin besar. 3. Nilai konstanta Verdet pada masing- masing konsentrasi glukosa berbeda, nilai konstanta Verdet terbesar pada konsentrasi 50% dan nilai konstanta Verdet terkecil pada konsentrasi 10%. Nilai konstanta Verdet pada konsentrasi 10% kecil, keadaan tersebut dikarenakan larutan terlihat encer sehingga cahaya yang melewati larutan tidak terpolarisasi maksimal yaitu cahaya yang melewati larutan lebih sedikit daripada cahaya yang dipantulkan setelah cahaya melewati larutan. 4. Konsentrasi glukosa yang didapatkan dari larutan gula yaitu sebesar 63,95%.

5.2. Saran 1. Untuk mengetahui nilai sudut putar polarisasi yang maksimal, sebaiknya menggunakan sumber cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. 2. Untuk penelitian selanjutnya, larutan glukosa dan gula dapat diganti dengan larutan optik aktif yang lain sehingga dapat dikaji lebih lanjut mengenai sudut putar polarisasi pada berbagai larutan optik aktif.

commit to user 35

PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DALAM GULA PASIR MENGGUNAKAN METODE EFEK FARADAY

Recommend Documents