1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 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 tersebut. Maka konstanta hukum snell disebut indeks bias bergantung bukan hanya pada macam zat tapi juga pada panjang gelombang cahaya. Bila panjang gelombang tidak disebutkan biasanya indeks bias yang di ambil ialah indeks bias cahaya kuning lampu natrium yang panjang gelombang-gelombangnya 589 nm (Sears, 1994). Prisma banyak macam bentuknya dan bagai manapun bentuknya dalam segala bentuknya yang banyak merupakan alat optic yang sangat berguna. Hanya lensa diatasnya yang berbeda dari segi kegunaan. Perihal prisma yang memantulkan sempurna telah dibicarakan secara singkat. Sekarang kita akan bicarakan devisiasi (penyimpangan) dan dispresi (penguraian) cahaya yang disebabkan (Sears, 1994).
1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dari praktikum fisika dasar tentang Refraktometer ini adalah untuk mengamati perbedaan konsentrasi larutan yang diuji pada refraktometer. Tujuan dari praktikum fisika dasar tentang Refraktometer ini adalah untuk mengukur konsentrasi larutan dengan menggunakan refraktometer.
1.3 Waktu dan Tempat Praktikum fisika dasar tentang Refraktometer ini dilaksanakan pada hari Selasa, tanggal 19 Oktober 2010, pada pukul 08.50 sampai 10.30 WIB. Praktikum ini dilaksanakan dilaboratorium Ilmu-Ilmu Perairan (IIP), Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelauan, Universitas Brawijaya Malang.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Refraktometer Refraktometer adalah alat untuk menentukan indeks bias cairan atau padat, bahan transparan dengan refeactometry (Wikipedia, 2010). Refraktometer kadar gula H-UR-301 HCALTH (0-32 brix) adalah alat untuk mengukur konsentrasi aliran solusi berdasarkan indeks refraksi. Semua konsentrasi air dapat membuat cahaya belok berdasarkan hukum fisika SNELLIUS mengenai indeks bias cahaya melewati suatu medium. Indeks bias akan meingkat seiring dengan meningkatnya kadar konsentrasi suatu cairan. Refraktometer adalah instrument optic yang persis dengan kompak, ringan, halus,dan mudah digunakan. Refrakto HUR-103 dapat mengukur konsentrasi gula dalam juice, minuman kopi, coklat, soft dink, saus tomat, cairan pembersih, dan lain-lain. Spesifikasi : •
Scale range : 0 to 32 % Brix
•
Minimum scale : 0,2 %
•
Akurasi : ± 0,2 %
•
Size : 26 х 40 х 190 mm (Ihzans, 2010).
2.2 Gambar Refraktometer
(Petsupply.dk, 2010)
(Commons.wikipedia.org)
2.3 Pembiasan Cahaya Pembiasan cahaya adalah pembelokan cahaya ketika berkas cahaya melewati bidang batas dua medium yang berbeda indeks biasnya. Indeks bias mutlat suatu bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya diruang hampa dengan kecepatan cahaya dibahan tersebut. Indeks bias relative medium kedua terhadap medium pertama adalah perbandingan indeks bias antara medium kedua dengan indeks bias medium pertama. Pembiasan cahaya menyebabkan kedalam semu dan pemantulan sempurna. 1. Persamaan indeks bias Mutlak n = c/v
2. Hukum pembiasan cahaya sin I = n’ sin r
n
(Pradana, 2005).
Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam : a. Mendekati garis normal Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic kurang rapat kemudian optic lebih rapat. Contoh cahaya merambat dari udara kedalam air b. Menjauhi garis normal Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optic lebih rapat kemudian optic kurang rapat. Contohnya cahaya merambat dari air keudara (Johan, 2008).
2.4 Hukum Snellius Hukum snellius adalah rumusan matematika yang memberikan hubungan antara sudut dating dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotopic berbeda, seperti udara dan gelas. Hukum ini diambil dari matematika Belanda Willebrord Snellius yang merupakan salah satu penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Dascartes atau Hukum Pembiasan (Wikipedia, 2010).
Pada sekitar tahun 1621, ilmuwan Belanda bernama Willebrord Snell (1591-1626) melakukan eksperimen untuk mencari hubungan antara sudut dating dengan sudut bias. Hasil eksperimen ini dikenal dengan nama Snell yang berbunyi : •
Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang datar.
•
Hasil bagi sinus sudut dating dengan sinus sudut bias merupakan bilangan tetap dan disebut indeks bias (Johan, 2008).
2.5 Indeks Bias Cahaya Indeks bias pada medium didefinisikan sebagai perbandingan antara kecepatan cahaya dalam ruang hampa dengan cepat rambat cahaya pada suatu medium (Wikipedia, 2010). Pembiasan cahaya dapat terjadi dikarenakan perbedaan laju cahaya paa kedua medium. Laju cahaya pada medium yang rapat lebih kecil dibandingkan dengan laju cahaya pada medium kurang rapat. Menurut Christian Huggeas (1629-1695) “perbandingan laju cahaya ruag hampa dengan cahaya dalam suatu zat dinamakan indeks bias” (Johan, 2008). 2.6 Tabel Indeks Bias Tabel Indeks Bias Beberapa zat Medium Udara hampa Udara (pada STP) Air Es Alcohol etil Gliserol Benzene Kaca Kuarsa lebur Kaca korona Api cahaya/kaca flinta Lucite atau plexiglass Garam daapur (Natrium Klorida) Berlin
n = c/v 1,0000 1,0003 1,333 1,31 1,36 1,48 1,50 1,46 1,52 1,58 1,51 1,53 2, 42
(Johan, 2008)
2.7 Salinitas Air Laut, Payau, dan Tawar Secara ideal, salinitas merupakan jumlah dari seluruh garam-garam dalam gram paa setiap kg air laut. Secara praktis adalah susah untuk mengukur salinitas dilaut, oleh karena itu penentuan harga salinitas dilakukan dengan meninjau komponen yang terpenting saja yaitu klorida pada satu kilogram air laut jika semua halogen digantikan oleh klorida. Penetapan ini merupakan mencerminkan proses kimiawi titrasi untuk menentukan kandungan klorida (Agus, 2005). Air payau adalah campuran antara air tawar dengan air laut (air asin). Jika kadar garm yang dikandung dalam satu liter air adalah antara 0,5 sampai 30 gram maka air ini disebut air payau, namun jika lebih disebut air asin (Wikipedia, 2010). Air tawar ialah lawan dari air asin. Merupakan air yang tak mengandung banyak garam didalamnya. Saat menyebutkan air tawar juga berarti air yang dapat dan aman untuk dikonsumsi minuman bagi manusia. Samudra dan laut tersusun dari air asin, yang tidak bias dan tidak nyaman untuk dikonsumsi manusia (Wikipedia, 2010).
3. METODOLOGI
3.1 Alat dan Fungsi Adapun alat beserta fungsinya yang digunakan dalam praktikum kali ani diantaranya : •
Refraktometer Atago
: untuk mengukur indeks bias dan salinitas suatu zat.
•
Gelas ukur
: untuk mengukur volume larutan.
•
Pipet tetes
: untuk mengambil dan memindahkan larutan NaCl ke kaca prisma.
•
Spatula
: untuk menghomogenkan larutan.
•
Lampu pijar
: sebagai sumbr penerangan/ cahaya.
•
Timbangan digital
: untuk menimbang NaCl dengan ketelitian 10-2.
•
Washing bottle
: sebagai tempat aquadest.
•
Beaker glass
: sebagai tempat untuk menghomogenkan larutan.
•
Sendok
: untuk meengambil NaCl saat menimbang.
•
Nampan
: sebagai tempat bahan dan alat.
3.2 Bahan dan Fungsi Adapun bahan beserta fungsinya yang digunakan dalam prakikum ini diantaranya : •
Garam 0,04 gram
: sebagai bahan yang diuji.
•
Garam 0,1 gram
: sebagai bahan yang diuji.
•
Garam 0,2 gram
: sebagai bahan yang diuji.
•
Garam 0,3 gram
: sebagai bahan yang diuji.
•
Garam 0, 4 gram
: sebagai bahan yang diuji.
•
Aquadest 10ml
: sebagai pelarut dalam pembuatan larutan NaCl.
•
Tissue
: untuk membersihkan alat yang digunakan.
•
Kertas
: sebagai alas pada saat menimbang NaCl.
•
Kertas label
: sebagai penanda pada beaker glass.
3.3 Skema Kerja Disiapkan alat dan bahan
Ditimbang garam dengan timbangan digital terhadap massa 0,04, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 gram
Diukur aquadest dengan gelas ukur sebanyak 10ml
Dituang garam dan aquadest ke dalam masing-maing beaker glass yang telah diberi kertas label
Dihomogenkan dengan spatula
Diambil masing-masing larutan dengan pipet tetes
Diteteskan pada kaca prisma refraktometer
Ditutup kaca dengan kemiringan 45º C
Diamati ke arah sumber cahaya
Hasil
4. PEMBAHASAN
4.1 Data Massa
air (ml)
konsentrasi (gr/ml)x100% indeks
kecepatan
Bias(n)
(V)
0,04 gram
10
0,04/10 x 100 %= 0,4 %
1,002
2,994 x 108
0,1 gram
10
0,1/10 x 100 %=1 %
1,003
2,991 x 108
0,2 gram
10
0,2/10 x 100 %= 2 %
1,01
2,97 x 108
0,3 gram
10
0,3/10 x 100 %=3 %
1,022
2,935 x 108
0,4 gram
10
0,4/10 x 100 %=4 %
1,029
2,915 x 108
∑ = 10,4 %
∑=5,066 ∑= 14,805.108 n= 1,013 v= 2,961.108
4.2 Perhitungan
l n – n l2
n
ln–nl
1,002
0,0112
1,2544.10-4
1,003
0,0102
1,01
V 2,994.108
lv–vl
l v – v l2
0,033
1,089. 10-3
1,0404.10-4 2,991.108
0,03
9 . 10-3
0,022
4,84.10-4
2,97.108
0,009
8,1 . 10-3
1,022
0,0088
7,744 .10-4
2,935.108
0,026
6,76.10-3
1,029
0,0158
2,4964.10-4 2,915.108
0,046
2,116.10-3
∑=5,066
∑=10,406.10-4 ∑=14,8.108
n=1,013
v=2,96.108
∑= 48,62
•
Indeks Bias
a. Ralat Mutlak A=
b. Ralat Nisbi
√∑ln–nl
2
I = A x 100 %
n (n - 1)
n
√ 10,406. 10
-4
=
5 (4)
= 0,7213 x 100 % 1,0132
A= 0,7213. 10-2
c. Keseksamaan (K) K = 100 % - I
I = 71,19 %
d. Hasil pengamatan Hp1= n + A
= 100 % - 71,19
= 1,0132 + 0,007213
= 28,81 %
= 1,020413 =1,02 Hp2= n – A =1,0132 – 0,007213 =1,005987 = 1,01
•
Kecepatan cahaya
a. Ralat Mutlak A=
b. Ralat Nisbi
√∑lv–vl
2
n (n - 1) =
v
√ 48,62. 10
-4
5 (4) A= 1,559. 10
I = A x 100 %
= 1,559 x 100 % 2,961
-2
I = 0,526 %
c. Keseksamaan (K)
d. Hasil pengamatan
K = 100 % - I
Hp1= v + A
= 100 % - 0,526
= 2,961 + 0,01559
= 99,474 %
= 2,97659 Hp2= v – A =2,961 – 0,01559 =2,94541
4.3 Analisa Hasil Pertama disiapkan alat dan bahan seperti, refraktometer atago untuk mengukur indeks bias dan salinitas suatu zat, gelas ukur untuk mengukur volume larutan, pipet tetes untuk memindahkan larutan NaCl ke kaca prisma, spatula untuk meenghomogenkan larutan, lampu pijar sebagai sumber cahaya, timbangan digital untuk menimbang NaCl denagn ketelitian 10-2, washing bottle sebagai tempat aquadest, beaker glass sebagai
tempat
untuk
menghomogenkan
larutan,
sendok
untuk
mengambil NaCl saat menimbang, nampan sebagai tempat alat dan bahan. Dan bahannya adalah garam (0,04, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 gram) sebagai bahan yang diuji, aquadest 10 ml sebagai
pelarut dalam
pembuatan larutan NaCl, tissue untuk membersihkan alat yanh telah digunakan, , kertas sebagai alas saat penimbangan NaCl, dan kertas label sebagai penanda pada beaker glass.
Kedua masing-masing massa ditimbang dengan timbangan digital, hidupkan timbangan digital, lalu tekan zero kemudian alas kertas ditimbang, tekan zero kembali, lalu timbang NaCl dengan konsentrasi 0,04 gram, lalu kembali dengan konsentrasi (0,1, 0,2, 0,3, 0,4 gram). Diukur aquadest dengan gelas ukur sebanyak 10 ml, lalu dicampurkan
NaCl dan aquadest kedalam masing-masing beaker glass yang telah diberi tanda dengan kertas label. Kemudian dihomogenkan dengan spatula. Diambil masing-masing larutan dengan pipet tetes , lalu diteteskan
pada
kaca
prisma
refraktometer,lalu
ditutup
dengan
kemiringan 45º agar tidak terjadi gelembung dan diamati kearah sumber cahaya serta dicatat hasil, lakukan kembali dengan konsentrasi larutan yang berbeda, kemudian setelah selesai kaca prisma dibersihkan dengan tissue secara satu arah agar idak rusak (tidak tergores)
