Refraktometer
Refractometer adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarut misalnya : Gula, Garam, Protein
dsb. Prinsip kerja dari refractometer sesuai dengan namanya adalah dengan
memanfaatkan refraksi cahaya. Seperti terlihat pada Gambar di bawah ini sebuah sedotan
yang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air akan terlihat terbengkok. Pada
Gambar kedua sebuah sedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas yang berisi lauran
gula. Terlihat sedotan terbengkok lebih tajam. Fenomena ini terjadi karena
adanya refraksi cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut (Rapat Jenis
Larutan), maka sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional.
Besarnya sudut pembengkokan ini disebut Refractive Index (nD). Refractometer
ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German pada permulaan abad
20.
Adapun prinsip kerja dari refractometer dapat digambarkan sebagai
berikut :
- Dari gambar dibawah ini terdapat 3 bagian yaitu : Sample, Prisma dan Papan Skala. Refractive index prisma jauh lebih besar dibandingkan dengan sample.
- Jika sample merupakan larutan dengan konsentrasi rendah, maka sudut refraksi akan lebar dikarenakan perbedaan refraksi dari prisma dan sample besar. Maka pada papan skala sinar “a” akan jatuh pada skala rendah.
- Jika sample merupakan larutan pekat / konsentrasi
tinggi, maka sudut refraksi akan kecil karena perbedaan refraksi prisma
dan sample kecil. Pada gambar terlihar sinar “b” jatuh pada skala besar.
Dari penjelasan di atas jelas bahwa
konsentrasi larutan akan berpengaruh secara proporsional terhadap sudut
refraksi. Pada prakteknya Refractometer akan ditera pada skala sesuai dengan
penggunaannya. Sebagai contoh Refractometer yang dipakai untuk mengukur
konsentrasi larutan gula akan ditera pada skala gula. Begitu juga dengan
refractometer untuk larutan garam, protein dll.
Konsentrasi bahan terlarut sering
dinyatakan dalam satuan Brix(%) yaitu merupakan pronsentasi dari bahan terlarut
dalam sample (larutan air). Kadar bahan terlarut merupakan total dari semua
bahan dalam air, termasuk gula, garam, protein, asam dsb. Pada dasarnya Brix(%)
dinyatakan sebagai jumlah gram dari cane sugar yang terdapat dalam larutan 100g
cane sugar. Jadi pada saat mengukur larutan gula, Brix(%) harus benar-benar
tepat sesuai dengan konsentrasinya.
Cara
Kerja :
Membuat sample
a. Apabila sampel makanan padat / roti
b. Makanan di timbang menggunakan neraca
teknis
c. Di larutkan dalam labu ukur 100 ml dan di
aduk ± aduk atau di hancurkanmenggunakan batang pengaduk
d. Di saring menggunakan kertas saring,
kemudian di masukkan ke dalam labuerlnenmeyer
e. ± 10 ml di buang, kemudian di saring
kembali
f. Saringan yang ke-2 , ke-3 dst. di periksa
dengan menggunakan handrefraktometer
Membaca
sample:
a. Prisma di bersihkan dengan kapas alkohol
b. Blanko :
-prisma / tempat sample ditambah aquadest (3
tetes )
-tempat sample di tutup
-diamati sampai angka menunjuk tanda 0 (
kontrol )
c. Aquadest di usap atau di bersihkan dengan
kapas kering
d. Prisma / tempat sample ditambah sample cair
tadi ( 3 tetes )
e. Pastikan sample tersebar merata di atas
permukaan prisma
f. Diamati skala yang di tunjuk yaitu
menunjukkan kadar glukosa (gelap terang )
Macam-macam
Refraktometer :
1 . Refraktometer AbbeRefraktometer Abbe
merupakan alat untuk determinasi secara cepat konsentrasi, kemurnian, kualitas-kualitas
dispersi dari sampel cair, padat dan plastik.
Syaratnya : hanya bahan yang jernih,
transparan dan Opaque dapat diukur pada sinar yang ditransmisikandan
direfleksikan.
Contoh sampel :- Larutan : alkohol, eter -
Minyak : wax- Makanan : sari buah, syrup, lar, gula dll.- Resin : bahan
sintetik - Kaca optik.
Prinsip pengukuran : dengan sinar yang
ditransmisikan Sinar kasa / sumber sinar prisma sampeltelescope.
Refraktometer Abbe :- Dapat digunakan untuk
mengukur bermacam-macam indeks bias suatu larutan- Dapat juga digunakan untuk
mengukur kadar tetapi kita harus membuat kurva standar.Suatu zat/ larutan
kadarnya berbeda maka dapat memberika indeks bias berbeda.
Refraktometer Abbe : mempunyai 2 lubang
pengamat.Dicari garis batas dan perpotongan antara hitam dan putih, kemudian
dibaca indeks bias pada skala.
Pemeliharaan
Refraktometer :
1. Refraktometer Abbe :- Setelah dipakai :
prisma dibersihkan sampai kering.- Perlu ditera / kalibrasi dengan :
a. Lar. Bromonophtalehe yang sudah diketahui
indeks biasnya.
b.
Prisma
2. Refraktometer tangan = Hand – Refraktometer
Keterangan
:
1. Tentukan sempel pada prisma
2. Tutup refraktometer
3.
Pembacaan skala
4. Diamati batas biru putih
5. Bersihkan prisma dengan kertas tissue
6. Kalibrasi
7. Penyebaran sampel harus merata ( )Hand
Refraktometer .
- Indeks bias sudah dikonversikan hinga dapat
langsung dibaca kadarnya.
- Hanya untuk mengukur kadar zat tertentu saja
dan terbatasi jika kadar tidak terbaca misalnya : terlalu pekatmaka harus di
encerkan. Hasil akhir dikalikan dengan pengenceran.
Macam-macam
Hand Refraktometer:
- Hand Refraktometer brik untuk gula 0 – 32 %
- Hand Refraktometer salt untuk NaCl 0 – 28 %
Penggunaan
Refraktometer :
Larutan yan diukur indeks bias/ kadar
diteteskan pada prisma Refrak. Langsung dibaca hasilnya.
Catatan : pada waktu meneteskan, jangan sampai
ada gelembung udara.
Bagian-bagian
Refraktometer :Hand Refraktometer :
Mempunyai 1 lubang pengamat .
- Dibaca skala yang ditunjukan batas biru
putih
Sebelum ditetesi zat setelah ditetesi zat/
larutanTerjadinya Pembiasan karena cahaya menembus median yang lebih rapat
indeks bias dipengaruhi oleh :temperatur dan tekanan.
Semakin tinggi temperatur atau semakin rendah
tekanan maka kerapatanmedian semakin kecil.
PERAWATAN
Hand Refraktometer :
- Setelah dipaka, bagian prisma dibersihkan
sampai kering.
- Perlu ditera dengan aquades, sampai batas
biru putih yang menunjukan skala 0.Hal ini sebaiknya sebelum dipakai ditera
dulu.
- Dapat dipakai : kapas/ kertas tissue untuk
membersihkan prisma
POLARIMETER
Polarimeter dgunakan untuk mengetahui bidang polarisasi dan
mengukur besarnya sudut putar larutan sukrosa dan fruktosa.
Berbagai struktur transparan tidak simetris memutar
bidang polarisasi radiasi. Materi tersebut dikenal sebagai zat optik aktif,
misalkan kuarsa, gula, dan sebagainya. Pemutaran dapat berupa dextro-rotary (+)
bila arahnya sesuai dengan arah jarum jam atau levo-rotary (-) bila arahnya
berlawanan dengan jarum jam. Derajat rotasi bergantung pada berbagai parameter
seperti jumlah molekul pada lintasan radiasi, konsentrasi, panjangnya pipa
polarimeter, panjangnya gelombang radiasi dan juga temperatur. Rotasi spesifik
didefinisikan sebagai [α]t = , di mana α adalah sudut bidang cahaya
terpolarisasi dirotasi oleh suatu larutan dengan konsentrasi c gram zat terlarut
per mL larutan, pada suatu bejana dengan panjang d desimeter. Panjang gelombang
yang umumnya dispesifikkan adalah 590 nm, berupa garis spektrum natrium
(Khopkhar,2008 : 302).
Polarisasi merupakan proses mengurung vibrasi
vektor yang menyusun gelombang transversal menjadi satu arah. Dalam
radiasi tak terkutubkan, vektor berosilasi ke semua arah tegak lurus pada arah
perambatan. Polarisasi cahaya merupakan vektor gelombang cahaya ke satu arah.
Dalam cahaya tak terpolarisasi, medan listrik bervibrasi ke semua arah, tegak
lurus pada arah perambatan. Sesudah dipantulkan atau ditransmisikan melalui zat
tertentu, maka medan listrik terkurung ke satu arah dan radiasi dikatakan
sebagai cahay terkutub –bidang. Bidang cahaya yang terkutub-bidang dapat
diputar bila melewati zat tertentu (dantith, 1990 : 342-343).
Menurut Soekardjo (2002 :430) polarisasi dapat dibagi
menjadi dau , yaitu :
1.
Polarisasi
konsentrasi yang disebabkan oleh perubahan konsentrasi di sekitar elektrode.
2.
Polarisasi
overvoltage atau tegangan lebih yang disebabkan oleh jenis elektrode dan proses
yang terjadi di permukaan.
Gelombangcahaya
terpolarisasi terletak pada satu bidang yaitu bidang getar cahaya. Apabila
cahaya terpolarisasi dilewatkan pada larutan salah satu enansiomer, maka bidang
getarnya akan mengalami perubahan posisi, yaitu berputar ke arah kanan atau
kiri. Proses pemuutaran bidang getar cahaya terpolarisasi, yang untuk
selanjutnya disebut pemutaran cahaya terpolarisasi dinamakan juga rotasi optik,
sedangkan senyawa yang dapat menyebabkan terjadinya pemutaran cahaya
terpolarisasiitu dikatakan mempunyai aktivitas aptik (Poedjiadi, 1994 : 16).
Rotasi spesifik
suatu senyawapada suhu 20 oC dapat diperoleh dengan menggunakan
rumus sebagai berikut:
Dalam rumus
tersebut
=
rotasi spesifik menggunakan cahaya D natrium pada suhu 20 oC.
= sudut rotasi yang diamati pada polarimeter
l
= panjang sel dalam dm
c
= konsentrasi larutan dalam gram/mL
apabila rotasi
spesifik telah diketahui dari tabil yang telah ada, maka dengan rumus di atas
dapat dihitung konsentrasi larutan. Analisis kuantitatif ini dilakukan dengan
menggunakan alat yang disebut polarimeter (Poedjiadi,1994 : 16-17).
Polarimeter adalah alat yang didesain untuk
mempolarisasikan cahaya dan kemudian mengatur sudut rotasi bidang polarisasi
cahaya oleh suatu senyawa aktif optis yang prinsip kerjanya didasarkan pada
pemutaran bidang polarisasi (Anonim, 2010).
Menurut Anonim (2010), besarnya
perputaran bidang polarisasi tergantung pada :
1.
Struktur
molekul
2.
Panjang
gelombang
3.
Temperatur
4.
Konsentrasi
5.
Panjang pipa
polarimeter
6.
Banyaknya
molekul pada jalan cahaya, dan
7.
Pelarut
Di industri
gula di Indonesia, polarimeter digunakan ada yang manual dan ada yang digital.
Yang manual menggunakan pengukuran sudut putar international suugar scale (ṡ),
sedangkan yang digital umumnya sudah menunjukkan ṡ atau ẑ (Anonim,2010).
Sukrosa (gula )
dapat terhidrolisis karena pengaruh asam atau enzim invertase, membentuk
glukosa dan fruktosa. Pada hidrolisis sukrosa terjadi pemmbalikan sedut
(inversi) dari pemutaran kanan menjadi pemutaran kiri. Sukrosa adalah pemutaran
kanan (putaran jenis +66,53), glukosa juga pemutaran kanan putaran jenis
+52,7), tetapi fruktosa adalah pemutaran kiri (putaran jenis -92,4), daya
pemutaran kiri fruktosa ternyata lebih besar dari daya pemutaran kanan glukosa.
