REFRAKTOMETER dan POLARIMETER

REFRAKTOMETER

1. PENGERTIAN REFRAKTOMETER

Refraktometer (ditemukan oleh Dr. Ernest Abbe seorang ilmuan dari German pada permulaan abad 20) adalah alat ukur untuk menentukan indeks bias cairan atau padat, bahan transparan dan refractometry. Misalnya gula, garam, protein, dsb. Indeks bias sendiri adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam udara dengan kecepatan cahaya dalam zat tersebut. Indeks bias berfungsi untuk identifikasi zat kemurnian, suhu pengukuran dilakukan pada suhu 20^oC dan suhu tersebut harus benar-benar diatur dan dipertahankan karena sangat mempengaruhi indeks bias.  Prinsip Kerja Refraktometer memanfaatkan refraksi cahaya. Pengukurannya didasarkan atas prinsip bahwa cahaya yang masuk melalui prisma-cahaya hanya bisa melewati bidang batas antara cairan dan prisma kerja dengan suatu sudut yang terletak dalam batas-batas tertentu yang ditentukan oleh sudut batas antara cairan dan alas

gambar : refrakometer

2. Pembiasaan Cahaya

Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam yaitu :
- Mendekati Garis Normal
Cahaya dibiakan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic kurang rapat kemedium optic lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari .udara kedalam air.
- Menjauhi Garis Normal
Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optic lebih rapat kedalam optic kurang rapat, contoh cahaya merambat dari dalam air ke udara.

3. Ada empat jenis refraktometer utama:

a. refraktometer genggam tradisional (traditional handheld refractometers),

b. refraktometer genggam digital (digital handheld refractometers),

c. laboratorium ataurefraktometer Abbe( Abbe refractometers), dan

d. proses refraktometer inline(inline process refractometers).

4. Bagian-bagian Refraktometer

Gambar 2. Bagian-Bagian Refraktometer

a.      Day Light Plate

Day light plate terbuat dari bahan kaca. Fungsi komponen tersebut ialah mencegah prisma tergores oleh debu atau benda asing, dan agar sample yang diteteskan pada prisma tidak jatuh atau tumpah.

b.      Prisma

Prisma merupakan komponen yang sensitive terhadap goresan. Prisma berfungsi untuk membaca skala atau indeks bias dari zat terlarut dan mengubah cahaya polikromatis menjadi monokromatis.

c.      Knop Pengatur Skala

Knop pengatur skala berfungsi untuk mengkalibrasi alat dengan menggunakan aquades. Cara kalibrasi yaitu obeng minus diletakkan pada knop pengatur skala, lalu diputar-putar hingga specific grafity (rapatan jenis) menunjukkan hasil 1.000.

d.      Lensa

Lensa pada refraktometer berfungsi untuk memfokuskan cahaya dan berada dalam bagian handle.

e.      Handle (pegangan)

Handle yaitu area genggaman pada saat memegang refractometer yang dilengkapi dengan grip (permukaan kasar) agar tidak licin saat memegang alat tersebut. Handle berfungsi untuk area memegang refraktometer dan menjaga suhu tetap stabil.  Handle terbuat dari bahan karet karena karet merupakan bahan isolator yang tahan terhadap panas dan bahan karet dapat menjaga kestabilan suhu.

f.      Biomaterial Skip

Komponen tersebut berfungsi untuk menstabilkan suhu (20⁰C) dengan range suhu 15⁰C – 28⁰C dan berada di bagian dalam handle.

g.      Skala

Skala berfungsi sebagai pembacaan specific grafity atau rapatan jenis(Sp G), indeks refraksi atau indeks bias (N_D), dan konsentrasi suatu zat yang dianalisis. Skala berada di bagian dalam handle.

h.      Lensa Pembesar

Lensa pembesar berfungsi untuk melihat atau mempermudah ketajaman skala, serta berada di bagian dalam handle.

i.      Eye Pieces  berfungsi untuk melihat pembacaan skala dengan menggunakan detector mata.

5. Cara Pengoperasian dan Cara pemeliharaan

Cara Pengoperasian

1.      Day light plate dibuka dengan menggunakan ibu jari.

2.      Day light plate dan prisma dibersihkan dengan aquades.

3.      Kemudian dilakukan penyekaan dilakukan secara satu arah dan bebas.

4.      Apabila refraktometer sudah lebih dari tiga bulan tidak digunakan, bleaching (pemutih 10%) digunakan untuk membersihkan plat-plat yang terbentuk.

5.      Lalu kalibrasi dilakukan menggunakan aquades.

6.      Aquades diteteskan pada prisma dan jangan sampai ada gelembung. Apabila terdapat gelembung, maka akan mempengaruhi nilai N_D sehingga pengukura tidak tepat.

7.      Mata melihat hasil pengukuran dari eye piece hingga ada garis perbatasan antara biru dan putih yang menunjukkan hasil pengukuran.

8.      Setelah digunakan, prisma dan day light plate dibersihkan dengan aquades.

9.      Kemudian diseka dengan satu arah.

10.  Refraktometer disimpan kembali di dalam box (wadah).

Cara Pemeliharaan

1.      Sebelum dan setelah digunakan, prisma dan day light plate selalu dibersihkan dengan aquades serta diseka dengan tisu.

2.      Refraktometer diletakkan pada wadah khusus.

3.      Apabila refraktometer tecelup dalam air, segera dikeringka dengan udara, lalu dipaparkan terhadap cahaya matahari agar terhindar dari terbentuknya embun pada permukaan lensa.

4.      Jangan terkena cahaya matahari langsung. 

5.      Prisma dijaga agar tidak tergores.

POLARIMETER
1.  PENGERTIAN POLARIMETER 
Polarimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya putaran optik yang dihasilkan oleh suatu zat yang bersifat optis aktif yang terdapat dalam larutan. Jadi polarimeter ini merupakan alat yang didesain khusus untuk mempolarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dpat memutar bidang polarisasi, sedangkan yang dimaksud dengan polarisasi adalah pembatasan arah getaran (vibrasi) dalam sinar atau radiasi elektromagnetik yang lain. Untuk mengetahui besarnya polarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif, maka besarnya perputaran itu bergantung pada beberapa faktor yakni struktur molekul, temperatur,  panjang gelombag, banyaknya molekul pada jalan cahaya, jenis zat, ketebalan, konsentrasi dan juga pelarut.
2. Jenis-jenis Polarimeter
a.Manual

Polarimeter paling awal, yang tanggal kembali ke tahun 1830-an, yang dibutuhkan pengguna secara fisik memutar analyzer, dan detektor itu mata pengguna menilai saat yang paling bersinar cahaya melalui. Sudut ditandai pada skala yang mengelilingi analyzer tersebut. Desain dasar masih digunakan dalam polarimeter sederhana. 

 

b.Semi Otomatis

Hari ini ada juga polarimeter semi-otomatis, yang membutuhkan deteksi visual tetapi push menggunakan-tombol untuk memutar analisa dan menawarkan tampilan digital. 

 

c. Sepenuhnya Otomatis

Yang paling polarimeter modern yang sepenuhnya otomatis, dan hanya memerlukan user untuk menekan tombol dan menunggu pembacaan digital.

Polarimeter dapat dikalibrasi - atau setidaknya diverifikasi - dengan mengukur piring kuarsa, yang dibangun untuk selalu membaca di sudut rotasi tertentu (biasanya 34 °, tetapi +17 ° dan 8,5 ° adalah juga populer tergantung pada sampel) . piring Quartz yang disukai oleh banyak pengguna karena contoh padat jauh lebih sedikit dipengaruhi oleh variasi suhu, dan tidak perlu dicampur on-demand seperti solusi sukrosa. 

 

Sudut rotasi zat optik aktif dapat dipengaruhi oleh:

• Konsentrasi sampel
• Panjang gelombang cahaya melewati sampel (umumnya, sudut rotasi dan panjang gelombang cenderung berbanding terbalik)
• Suhu sampel (umumnya kedua secara langsung proporsional)
• Panjang sel sampel (masukan oleh pengguna ke polarimeter otomatis paling untuk memastikan akurasi yang lebih baik)

polarimeter modern Sebagian besar metode kompensasi untuk atau mengendalikan ini. 

3. Prisip kerja Polarimeter

Prinsip kerja alat polarimeter adalah sebagai berikut:  sinar yang datang dari sumber cahaya (misalnya lampu natrium) akan dilewatkan melalui prisma terpolarisasi (polarizer), kemudian diteruskan ke sel yang berisi larutan. Dan akhirnya menuju prisma terpolarisasi kedua (analizer). Polarizer tidak dapat diputar-putar sedangkan analizer dapat diatur atau di putar sesuai keinginan. Bila polarizer dan analizer saling tegak lurus (bidang polarisasinya juga tega lurus), maka sinar tidak ada yang ditransmisikan melalui medium diantara prisma polarisasi. Pristiwa ini disebut tidak optis aktif.

Jika zat yang bersifat optis aktif ditempatkan pada sel dan ditempatkan diantara prisma terpolarisasi maka sinar akan ditransmisikan. Putaran optik adalah sudut yang dilalui analizer ketika diputar dari posisi silang ke posisi baru yang intensitasnya semakin berkurang hingga nol.Untuk menentukan posisi yang tepat sulit dilakukan, karena itu digunakan apa yang disebut “setengah bayangan” (bayangan redup). Untuk mancapai kondisi ini, polarizer diatur sedemikian rupa, sehingga setengah bidang polarisasi membentuk sudut sekecil mungkin dengan setengah bidang polarisasi lainnya. Akibatnya memberikan pemadaman pada kedua sisi lain, sedangkan ditengah terang. Bila analyzer diputar terus setengah dari medan menjadi lebih terang dan yang lainnya redup. Posisi putaran diantara terjadinya pemadaman dan terang tersebut, adalah posisi yang tepat dimana pada saat itu intensitas kedua medan sama. Jika zat yang bersifat optis aktif ditempatkan diantara polarizer dan analizer maka bidang polarisasi akan berputar sehingga posisi menjadi berubah. Untuk mengembalikan ke posisi semula, analizer dapat diputar sebesar sudut putaran dari sampel.

Sudut putar jenis ialah besarnya perputaran oleh 1,00 gram zat dalam 1,00 mL larutan yang barada dalam tabung dengan panjang jalan cahaya 1,00 dm, pada temperatur dan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang lazim digunakan ialah 589,3 nm, dimana 1 nm = 10^-9m. Sudut putar jenis untuk suatu senyawa (misalnya pada 25^o C) Macam macam polarisasi antara lain, polarisasi dengan absorpsi selektif, polarisasi akibat pemantulan, dan polarisasi akibat pembiasan ganda.

a.      Polarisasi dengan absorpsi selektif, dengan menggunakan bahan yang akan melewatkan (meneruskan) gelombang yang vektor medan listriknya sejajar dengan arah tertentu dan menyerap hampir semua arah polarisasi yang lain.

b.    Polarisasi akibat pemantulan, yaitu jika berkas cahaya tak terpolarisasi dipantulkan oleh suatu permukaan, berkas cahya terpanyul dapat berupa cahaya tak terpolarisasi, terpolarisasi sebagian, atau bahkan terpolarisasi sempurna.

  c. Polarisasi akibat pembiasan ganda, yaitu dimana cahaya yang melintasi medium isotropik (misalnya air). Mempunyai kecepatan rambat sama kesegala arah. Sifat bahan isotropik yang demikian dinyatakan oleh indeks biasnya yang berharga tunggal untuk panjang gelombang tertentu.  Pada kristal – kristal tertentu misalnya kalsit dan kuartz, kecepatan cahaya didalamnya tidak sama kesegala arah. Bahan yang demikian disebut bahan anisotropik ( tidak isotropik). Sifat anisotropik ini dinyatakan dengan indeks bias ganda untuk panjang gelombang tertentu. Sehingga bahan anisotropik juga disebut bahan pembias ganda

 4. Cara kerja

a.       Siapkan larutan sampel yang akan diuji.

b.      Tabung porselin dibersihkan dengan air.

c.       Tabung porselin diisi dengan aquades sampai penuh, diusahakan jangan sampai timbulgelembung udara, kemudian tabung ditutup hingga rapat.

d.      Tabung dimasukkan ke dalam polarimeter.

e.       Analizer diputar hingga medan pandang yang nampak pada teropong gelap semua.

f.       Kedudukan sudut polarizer dapat dibaca pada skala polarimeter.

g.      Kemdian atur cahaya hingga terlihat setengah terang, terang, setengah gelap dan diukurPutaran optiknya.

h.      Suhu aquades diukur dengan menggunakan thermometer.

i.        Tabung porselin dicuci hingga bersih

5. Bagian-bagian Polarimeter

Bagian-Bagian Alat Polarimeter

a.    Sumber  Cahaya

Alat polarimeter terdiri dari beberapa bagian. Bagian yang pertama ialah sumber cahaya. Sumber cahaya terdiri dari dua jenis, yaitu sumber cahaya filament dan sumber cahaya natrium. Sumber cahaya filament digunakan untuk alat model lama, sedangkan sumber cahaya natrium digunakan untuk alat model baru. Filter dari sumber cahaya natrium ialah filter orange dengan panjang gelombang 589 nm. Sumber cahaya ditutup agar cahayanya focus dan tidak ada udara.

b.        Prisma Nicole

Bagian lain dari polarimeter ialah prisma Nicole. Bagian ini disebut polarisator yang berfungsi mengubah cahaya monokromatis menjadi lebih terpolarisasi. Ilustrasi perubahannya yakni sebagai b

c.    Tabung Sampel

Bagian berikutnya ialah tabung sampel. Tabung sampel  terbuat dari kaca yang memiliki dua pengaman, yaitu karet dan skrup. Pemasangan pengaman harus dilakukan secara berurutan jika tidak akan merusak lensa. Urutan pemasangan ialah lensa, karet, setelah itu baru skrup. Tabung sampel  terdiri dari bermacam-macam ukuran tergantung jumlah sampel yang diuji.  Pada saat memasukkan sampel lebih baik yang dibuka ialah bagian bawahnya supaya tidak ada gelembung udara pada tabung. Pengisian sampel jangan sampai ada gelembung udara karena dapat menyebabkan pembiasan cahaya. Bagian gondok pada tabung dirancang untuk menjebak udara dalam tabung.

d. Prisma Analisator

Prisma analisator merupakan bagian lain dari alat ini. Fungsi prisma ini ialah untuk mensejajarkan sudut yang dihasilkan dari senyawa aktif optik. Bagian lain dari polarimeter ialah mikroskop dan skala. Mikroskop berguna untuk menentukkan cahaya yang sudah sejajar sehingga sudut hitung rotasinya dapat dilihat dari skala. Bagian yang diatur pada alat polarimeter ini ialah lensa analisator. Sudut putar adalah sudut yang ditunjukkan oleh analisator setelah sinar melewati larutan dan membentuk cahaya yang redup. Apabila bidang polarisasi berputar kea rah kiri (levo) dilihat dari pihak pengamat, peristiwa ini disebut polarisasi putar kiri. Demikian juga untuk peristiwa sebaliknya (dextro).  

DAFTAR PUSTAKA 

http://www.scribd.com/doc/69388116/Cara-Kerja-Alat-Polarimeter

http://www-supadi.blogspot.com/2012/06/v-behaviorurldefaultvmlo.html

http://arfiyahtrimeirina.blogspot.com/2012/01/laporan-praktikum-pemeliharaan-dan.html

kelompok

Maria Irma Ayu Dhamayanti ( A 102.08.039 )

Mentari Dewi Sartika ( A 102.08.040 )

Mey Cahya Dwi Hutama ( A 102.08.041 )

Murti Aprillia Asih ( A 102.08.042 )