POLARIMETRI
Polarimetri adalah suatu metoda analisa yang berdasarkan pada pengukuran daya putaran optis
dari suatu larutan. Daya putaran optis adalah kemampuan suatu zat untuk memutar
bidang getar sinar terpolarisir. Sinar terpolarisir merupakan suatu sinar yang
mempunyai satu arah bidang getar dan arah tersebut tegak lurus terhadap arah
rambatannya. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dapat memutar bidang getar
sinar terpolarisir. Zat yang optis ditandai dengan adanya atom karbon asimetris
atau atom C kiral dalam senyawa organik, contoh : kuarsa ( SiO2 ),
fruktosa.
Polarimeter
dapat digunakan untuk :
1. Menganalisa zat yang optis
aktif
2. Mengukur kadar gula
3. Penentuan antibiotik dan
enzim
Syarat
senyawa yang bisa dianalisa dengan polarimetri adalah :
1. Memiliki struktur bidang
kristal tertentu ( dijumpai pada zat padat)
2. Memiliki struktur molekul
tertentu atau biasanya dijumpai pada zat cair. Struktur molekul adalah struktur
yang asimetris, seperti pada glukosa.
Prinsip dasar polarimetris ini adalah pengukuran daya putar
optis suatu zat yang menimbulkan terjadinya putaran bidang getar sinar
terpolarisir. Pemutaran bidang getar sinar terpolarisir oleh senyawa
optis aktif ada 2 macam, yaitu :
1. Dexro rotary (+), jika arah
putarnya ke kanan atau sesuai putaran jarum jam.
2. Levo rotary (-), jika arah
putarnya ke kiri atau berlawanan dengan putaran jarum jam.
Jenis
– jenis polarimeter :
1. Spektropolarimeter
Merupakan
satu jenis polarimeter yang dapat digunakan untuk mengukur aktifitas optik dan
besarnya penyerapan. Pada alat ini mula – mula sinar berada dari lampu akan
melalui suatur monokromator dan melewati suatu polarisator untuk menghasilkan
sinar terpolarisir. Polarisator ini berhubungan langsung dengan modulator yang
berguna untuk menghatur tingkat sinar yang terpolarisasi secara elektris yang
dapat diamati pada servo amplifier. Kemudian sinar melewati sampel dan
analisator sebelum mencapai tabung pengadaan sinar, dan dapat dilakukan dengan
pengamatan pada indikator.
2. Optical rotatory dispersion
( ORD )
Alat
ini merupakan modifikasi dari spektropolarimeter, prinsipnya sama dengan spektropolarimeter,
tetapi terdapat perbedaan yaitu pada ORD ini sinar diatur berdasarkan tingkat
polarisasinya, yaitu pada frekuensi 12 Hz oleh motor driven yang menyebabkan
polarisator bergerak – gerak dan membentuk sudut 1 atau 2 derajat atau lebih. Selain
itu servoamplifiernya hanya dapat merespon pada frekuensi 12 Hz sehingga
servomotor akan mengatur analisator secara kontinu dan servomotor juga
memposisikan penderkorder untuk menghasilkan suatu grafik.
3. Circular Dichroism
Apparatus ( CDA )
CDA
ini merupakan modifikasi dari spektrofotometer konfensional yang digunakan
untuk menentukan dua serapan atau absorban. Nilai polarisasi sekular ini dapat
ditentukan dalam 2 langkah, yaitu yang pertama sinar harus mengalami polarisasi
bidang dan kedua yaitu sinar terpolarisasi tersebut diubah menjadi komponen
terpolarisasi sirkular kanan dan sirkular kiri. Untuk mengubah komponen menjadi
terpolarisasi sekular kanan dan kiri, dapat digunakan tiga tipe alat, yaitu the
Fresnel rhomb, modulator pockets elektro-optik dan modulator tekanan
photo-elastic.
4. Saccarimeter
Alat
ini hanya dapat digunakan untuk menentukan kadar gula.
Sinar mempunyai arah getar atau arah rambat kesegala arah
dengan variasi warna dan panjang gelombang yang dikenal dengan sinar polikromatis.
Untuk menghasilkan sinar monokromatis, maka digunakan suatu filter atau sumber
sinar tertentu. Sinar monokromatis ini akan melewati suatu prisma yang terdiri
dari suatu kristal yang mempunyai sifat seperti layar yang dapat menghalangi
jalannya sinar, sehingga dihasilkan sinar yang hanya mempunyai satu arah bidang
getar yang disebut sebagai sinar terpolarisasi. Rotasi spesifik disimbolkan
dengan [α] sehingga dapat dirumuskan :
[α] = α / dc
Dimana :
α = besar sudut yang terpolarisasi oleh suatu larutan dengan
konsentrasi c gram zat terlarut per mL larutan.
d = merupakan panjang lajur larutan ( dm )
c = merupakan konsentrasi ( gram/mL ).
Karena panjang gelombang yang sering digunakan adalah 589,3
nm yaitu garis D lampu natrium dan suhu standar 20oC, maka [α]T
ditulis menjadi [α].
Hal-hal
yang dapat mempengaruhi sudut putar suatu larutan adalah sebagai berikut :
1. Jenis zat.
Masing
– masing zat memberikan sudut putaran yang berbeda terhadap bidang getar sinar
terpolarisir.
2. Panjang lajur larutan dan
panjang tabung.
Jika
lajur larutan diperbesar maka putarannya juga makin besar.
3. Suhu.
Makin
tinggi suhu maka sudut putarannya makin kecil, hal ini disebabkan karena zat
akan memuai dengan naiknya suhu sehingga zat yang berada dalam tabung
akan berkurang.
4. Konsentrasi zat
Konsentrasi
sebanding dengan sudut putaran, jika konsentrasi dinaikkan maka putarannya
semakin besar.
5. Jenis sinar ( panjang
gelombang)
Pada
panjang gelombang yang berbeda zat yang sama mempunyai nilai putaran yang
berbeda.
6. Pelarut
Zat
yang sama mempunyai nilai putaran yang berbeda dalam pelarut yang berbeda.
Komponen-komponen
alat polarimeter adalah:
1. Sumber Cahaya monokromatis
Yaitu
sinar yang dapat memancarkan sinar monokromatis. Sumber cahaya yang digunakan
biasanya adalah lampu D Natrium dengan panjang gelombang 589,3 nm. Selain itu
juga dapat digunakan lampu uap raksa dengan panjang gelombang 546 nm.
2. Lensa kolimator
Berfungsi mensejajarkan sinar dari
lampu natrium atau dari sumber cahaya sebelum masuk ke polarisator.
3. Polarisator dan Analisator.
Polarisator berfungsi untuk
menghasilkan sinar terpolarisir. Sedangkan analisator berfungsi untuk
menganalisa sudut yang terpolarisasi. Yang digunakan sebagai polarisator dan
analisator adalah prisma nikol. Prisma setengah nikol merupakan alat untuk
menghasilkan bayangan setengah yaitu bayangan terang gelap dan gelap terang.
4. Skala lingkar.
Merupakan
skala yang bentuknya melingkar dan pembacaan skalanya dilakukan jika telah
didapatkan pengamatan tepat baur-baur.
5. Wadah sampel ( tabung
polarimeter )
Wadah
sampel ini berbentuk silinder yang terbuat dari kaca yang tertutup dikedua
ujungnya berukuran besar dan yang lain berukuran kecil, biasanya mempunyai
ukuran panjang 0,5 ; 1 ; 2 dm. Wadah sampel ini harus dibersihkan secara
hati-hati dan tidak bileh ada gelembung udara yang terperangkap didalamnya.
6. Detektor.
Pada
polarimeter manual yang digunakan sebagai detektor adalah mata, sedangkan
polarimeter lain dapat digunakan detektor fotoelektrik.
Sinar monokromatis dari lampu natrium akan melewati lensa
kolimator sehingga berkas sinarnya dibuat paralel. Kemudian dipolarisasikan
oleh prisma kalsit atau prisma nikol polarisator. Sinar yang terpolarisasi akan
diteruskan keprisma setengah nikol untuk mendapatkan bayangan setengah dan akan
melewati sampel yang terdapat dalam tabung kaca yang tertutup pada kedua
ujungnya yang panjangnya diketahui. Sampel tersebut akan memutar bidang getar
sinar terpolarisasi ke kanan atau ke kiri dan dianalisa oleh analisator.
Besarnya sudut putaran oleh sampel dapat dilihat pada skala lingkar yang
diiamati dengan mata.