Refraktometer

1.PENDAHULUAN


1.1Latar Belakang
Prisma banyak macam bentuknya dan bagaimanapun bentuknya dalam segala bentuknya yang banyak merupakan alat optic yang sangat berguna. Indeks reaksi dan juga absarpsivitas suatu medium untuk komponen putar kiri dan putar kanannya dapat mempunyai nilai yang berbeda (Mifta, 2009).
Lensa adalah peralatan sangat penting dalam kehidupan manusia. Mikroskop susunan-susunan lensa untuk melihat jasad-jasad renik yang tak terlihat oleh mata telanjang. Kamera menggunakan susunan lensaa agar dapat merekam obyek dalam film. Teleskop juga memanfaatkan lensa untuk melihat bintang-bintang yang jaraknya jutaan tahun cahaya dari bumi (Swastikayana, 2009).

1.2Maksud dan Tujuan
Praktikum Fisika Dasar materi Refraktometer dimaksudkan agar Praktikan lebih mengetahui dan memahami tentang refraktometer.
Praktikum Fisika Dasar materi Refraktometer bertujuan untuk mengukur konsentrasi larutan garam dengan menggunakan refraktometer.

1.3Waktu dan Tempat
Praktikum Fisika Dasar materi Refraktometer diliaksanakan pada hari Selasa, 19 Oktober 2010, pukul 13.00 WIB, di Laboratorium Ilmu-Ilmu Perairan, Gedung C lantai 1, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang.

2.TINJAUAN PUSTAKA


2.1Pengertian Refraktometer
Refraktometer adalah alat ukur untuk menentukan indeks cairan atau padat, bahan transparan dengan refrektometry. Prinsip pengukuran: oleh cahaya, penggembalaan kejadian, total refleksi. Ini adalah pembiasan (refraksi) atau refleksi total cahaya yang digunakan. Sebagai prisma umum menggunakan 3 prinsip, satu dengan indeks bias disebut prisma. Cahaya merambat dalam transisi antara pengukuran prisma dan media sampel (cairan) dengan kecepatan yang berbeda indeks bias diketahui dari media sampel diukur dengan refleksi cahaya (Wikipedia, 2010).
Refraktometer analog tradisional sering digunakan sebagai sumber cahaya sinar matahari atau lampu pijar untuk berpisah dengan filter warna detektor adalah skala yang dapat dibaca dengan sistem optik, optik dengan mata. Contoh refraktometer adalah Obbe refraktometer, Pulfrich refraktometer, Woltan Stans refraktometer (1802), Jellay refraktometer (Widodo, 2010).

2.2Gambar Refraktometer

(Google image, 2010) (Google image, 2010).

2.3Pembiasan Cahaya
Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Indeks bias mutlak suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di bahan tersebut. Indeks bias relatif merupakan perbandingan indeks bias dua medium berbeda. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalaman semu dan pemantulan sempurna (Swastikayana, 2009).
Telah kita ketahui bahwa ketika cahaya mengenai bidang batasan antara dua medium (misalnya udara dan larutan garam), cahaya akan dibelokkan. Peristiwa pembelokan cahaya, ketika cahaya mengenai bidang batas antara dua medium inilah yang disebut pembiasan cahaya (Kanginan, 2002).

2.4Hukum Snellius
Hukum snellius adalah rumus matematika yang memberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias, ada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda Willebrord Snellius, yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan (Wikipedia, 2010).
Hukum Snellius ditemukan pada tahun 1621 oleh matematikawan Belanda, Willeboard Snellius (1580 – 1626). Karena itu, kedua hukum pembiasan ini populer dengan sebutan Hukum I Snellius dan Hukum II Snellius (Kanginan, 2002).
Hukum I Snellius berbunyi: Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar. Sedangkan Hukum II Snellius berbunyi: jika sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat (misalkan dari air ke udara), maka sinar dibelokkan menjauhi garis normal (Kanginan, 2002).


(google image, 2010)
Hukum ini menyebutkan bahwa nisbah sinus dan sudut bias adalah konstan, yang terkandung pada medium, perumusan lain yang ekuivalen adalah hisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan hisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang sama dengan kebalikan hisbah indeks bias.

Perumusan matematis hukum snellius adalah:
N1 . Θ1 = n2 . sin Θ2 n1= indeks bias medium pertama
Atau n2= indeks bias medium kedua
V1 . sin Θ1 = v2 . Θ2 v1= kecepatan cahaya sinar datang (m/s)
Atau v2= kecepatan cahaya sinar bias (m/s)
N1 . v1 = n2 . v2 Θ1= sudut datang
Atau Θ2= sudut bias
N1 . λ1 = n2 . λ2 λ1= panjang gelombang medium 1 (n/m)
λ2= panjang gelombang medium 2 (n/m)
(Afandi, 2008).

2.5Indeks Bias Cahaya
Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa udara dengan cepat rambat cahay pada suatu medium, secara sistematis:
n=c/v
n= indeks bias (n≥1)
c= kecepatan cahaya dalam ruang hampa (3.108ms)
v= cepat rambat cahaya pada suatu medium
Bila larutan, misalnya larutan garam mempunyai indeks bias dengan indeks bias air murni, maka semakin besar konsentrasi larutan garam maka indeks bias semakin besar pula. Dengan sifat tersebut, maka perubahan indeks bias dapat dapat memantulkan kementriannya (Afandi, 2008).

2.6Tabel Indeks Bias
No
Material
λ (nm)
N
1.
Hampa udara
589,29
1
2.
Udara @STP
589,29
1,000292
3.
Udara
589,29
1,000293
4.
Helium
589,29
1,00036
5.
Hidrogen
589,29
1,0001
6.
Karbondioksida
589,29
1,0004
7.
Benzena
589,29
1,501
8.
Air
589,29
1,333
9.
Etil alcohol
589,29
1,361
10.
Karbon tetraklorida
589,29
1,461
11.
Karbon disulfide
589,29
1,628
12.
Intan
589,29
2,419
13.
Strontium titanate
589,29
2,41
14.
Ambar
589,29
2,55
15.
Natrium klorida
589,29
1,5
(Wikipedia, 2009).

2.7Salinitas Air Laut, Payau, Tawar
Salinitas adalah tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat mengacu pada kandungan garam dalam tanah (Wikipedia, 2010).
Jenis Air
%
Air tawar
<0,05 Air payau 0,05 – 3 Air laut 3 – 5 Abrine >5
(Wikipedia, 2010).
Sebaran salinitas di laut dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti pola sirkulasi air, penguapan, curah hujan, aliran sungai. Perairan Estuaria atau daerah sekitar kita dapat mempunyai struktur salinitas yang kompleks, karena selain merupakan pertemuan air tawar yang relatif lebih ringan dan air laut yang lebih berat, juga pengadukan air sangat menentukan (Wikipedia, 2010).

3.METODOLOGI

3.1 Alat dan Fungsi
Alat-alat yang digunakan pada praktikum Fisika Dasar materi Refraktometer adalah:
Refraktometer Atago : untuk mengukur indeks bias suatu zat.
Beaker glass 100 ml : tempat larutan garam yang akan dihomogenkan.
Gelas ukur 100 ml : untuk mengukur volume aquades.
Pipet tetes : untuk mengambil larutan dalam skala kecil.
Sendok tanduk : untuk mengambil NaCl kristal.
Spatula : untuk menghomogenkan larutan.
Nampan : sebagai tempat alat dan bahan.
Lampu pijar : sebagai sumber cahaya.
Timbangan digital : untuk menimbang massa garam 0,04, 0,1, 0,2, 0,3 dan 0,4 gram dengan ketelitian 10-2
Washing bottle : sebagai wadah aquades.

3.2Bahan dan Fungsi
Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum Fisika Dasar materi Refraktometer adalah:
Garam : sebagai zat terlarut yang akan diketahui.
Kertas : sebagai alas garam pada saat garam ditimbang.
Aquades : sebagai zat pelarut.
Tissue : untuk membersihkan alat-alat setelah digunakan.
Kertas label : sebagai penanda pada masing-masing beaker glass agar tidak terjadi kekeliruan.


3.3Skema Kerja
Dicatat hasilnya
Dilihat, diamati dengan arah ke sumber cahaya
Larutan garam diteteskan pada kaca prisma refraktometer 3-4 tetes
Dihomogenkan dengan aquades di dalam beaker glass
Persiapan alat dan Bahan
NaCl kristal ditimbang menggunakan timbangan digital
Beaker glass diisi aquades 10 ml pada masing-masing beaker glass
0,1 gr
0,2 gr
0,3 gr
0,4 gr
0,04 gr

4.5 Analisa Prosedur
Langkah awal pada praktikum Fisika Dasar materi Refraktometer adalah dipersiapkan alat-alat dan bahan-bahan yang akan digunakan pada praktikum ini.
Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah refraktometer untuk mengukur indeks bias suatu benda, beaker glass 100 ml sebagai tempat larutan garam yang akan dihomogenkan, gelas ukur 100 ml untuk mengukur volume aquades, pipet tetes untuk mengambil larutan dalam skala kecil, sendok tanduk untuk mengambil NaCl Kristal, spatula untuk menghomogenkan larutan, nampan sebagai tempat alat dan bahan, lampu pijar sebagai sumber cahaya, timbangan digital untuk menimbang massa garam dengan ketelitian 10-2, washing bottle sebagai wadah aquades.
Bahan-bahan yang digunakan pada praktik yang um ini adalah garam sebagai zat terlarut yang akan diketahui indeks biasnya, kertas sebagai alas garam, pada saat garam ditimbang, aquades sebagai zat pelarut, tissue untuk membersihkan alat-alat yang sudah digunakan dan kertas label sebagai penanda pada masing-masing beaker glass agar tidak terjadi kekeliruan.
Disiapkan 5 beaker glass, masing-masing beaker glass diisi aquades 10 ml. Aquades di ukur menggunakan gelas ukur.
NaCl kristal ditimbang menggunakan timbangan menggunakan timbangan digital dengan tingkat ketelitian 10-2 , dengan massa 0,04 gram, 0,1 gram, 0,2 gram, 0,3 gram dan 0,4 gram. Cara menggunakan timbangan digital adalah dengan menghubungkan ke saluran listrik, ditunggu sampai timbangan menunjukkan angka yang tetap/tidak berubah, ditekan tombol tare untuk memastikan timbangan pada posisi zero, timbangan diberi alas kertas, tekan tombol tare, NaCl kristal diambil menggunakan sendok tanduk dan dimasukkan ke dalam timbangan sampai pada massa yang sudah ditentukan, ditekan tombol tare, NaCl kristal diangkat, ditekan tombol off dan saluran dengan listrik dicabut.
NaCl kristal dimasukkan ke dalam beaker glass yang sudah diisi aquades dan berlabel sesuai dengan NaCl yang dimasukkan, dihomogenkan menggunakan spatula.
Larutan NaCl diambil menggunakan pipet tetes, diteteskan 3-4 tets pada kaca prisma refraktometer, diamati dengan arah ke sumber cahaya, dicatat hasilnya.

4.6 Analisa Hasil
Dari data hasil praktikum diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi garam, maka akan menghasilkan indeks bias yang semakin besar, sedangkan kecepatan cahaya semakin kecil.
Indeks bias yang didapat dari konsentrasi garam 0,04 gram adalah 1,005, 0,1 gram adalah 1,008, 0,2 gram adalah 1,020, 0,3 gram adalah 1,034 dan 0,4 gram adalah 1,043.
Data hasil pengamatan praktikum Fisika Dasar materi refraktometer adalah:
No
Garam (gr)
Air (ml)
Konsentrasi (gr/ml)
Indeks bias (n)
Kecepatan cahaya
1.
0,04
10
0,004
1,005
2,98 . 108
2.
0,1
10
0,01
1,008
2,97 . 108
3.
0,2
10
0,02
1,020
2,94 . 108
4.
0,3
10
0,03
1,034
2,90 . 108
5.
0,4
10
0,04
1,043
2,87 . 108
∑


0,104
5,11
14,66 . 108
Data tersebut sesua dengan pernyataan bahwa semakin besar konsentrasi suatu larytan/zat, maka semakin kecil kecepatan cahaya suatu zat tersebut.
Alat yang digunakan untuk memeriksa indeks bias suatu senyawa disebut refraktometer. Misalkan seberkas cahaya monokromatik yang bergerak dalam suatu vakum (ruang hampa) membentuk sudut datang dengan garis normal pada permukaan zat a dan misalkan a adalah sudut bias dalam zat terlarut. Maka konstanta dalam hokum snell disebut indeks bias zata dan ditulis dengan na (Mifta, 2009).

5.PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Dari hasil praktikum materi refraktometer, dapat diambil kesimpulan, bahwa:
Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur indeks bias suatu zat.
Indeks bias adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa dibagi dengan kecepatan cahaya dalam zat.
Hukum snellius adalah rumus matematika yang memberikan hubungan antara sudut datang dan sudut bias, ada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda, seperti udara dan gelas.
Pembiasan cahaya terjadi apabila berkas cahaya dating dari suatu medium dengan indeks bias n1 kemudian ke medium lain dengan indeks bias n2, maka berkas cahaya tersebut mengalami perambatan arah yang disebut dengan pembesaran.
Hasil praktikum mendapatkan hasil:
a.Hasil dari indeks bias
A= 7,32 . 10-3
I = 0,72%
K=99,28%
b.Hasil dari kecepatan cahaya
A= 2,1 . 106
I = 0,72%
K= 99,28%

5.2 Saran
Pada saat praktikum Fisika Dasar materi refraktometer harus hati-hati dan sungguh-sungguh, karena memerlukan ketelitian.

DAFTAR PUSTAKA


Afandi. 2010. Hukum Snellius. http://fandi.blogspot.hukumsnellius.com. diakses tanggal 20 Oktober 2010, pukul 20.00.
Google. 2010. Gambar Refraktometer. www.google. image.com/ gambar refraktometer. diakses tanggal 20 Oktober 2010, pukul 20.15.
Kanginan, Marthen. 2002. Fisika. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Mifta. 2009. Refraktometer. http://miftachemistry.blogspot.com/ 2009/05/ refraktometer.html. diakses tanggal 20 Oktober 2010 pukul 20:20
Swastikayana. 2009. Pembiasan Cahaya. http://swastikayana.wordpress.com /2009/04/08/pembiasan-cahaya/. Diakses tanggal 03 November 2010, pukul 21.00
Widodo. 2010. Arti Refraktometer. http://wikipedia.refraktometer-arti.com diakses tanggal 20 Oktober 2010, pukul 20.40.
Wikipedia. 2009. Salinitas. http://wikipedia.salinitas.com. Diakses tanggal 20 Oktober 2010, pukul 21.00
Wikipedia. 2010. Hukum Snellius. http://wikipedia.hukumsnellius.com. Diakses tanggal 20 Oktober 2010, pukul 21.05
Wikipedia. 2010. Refraktometer. http://wikipediarefraktometer.com. Diakses tanggal 20 Oktober 2010, pukul 20.44