A. TUJUAN

1. Untuk menentukan kadar kafein dalam sampel

2. Dapat menggunakan spektrofotometer dengan benar

B. DASAR TEORI 

Kafein ialah alkaloid yang tergolong dalam keluarga methylxanthine bersama

sama senyawa tefilin dan teobromin, berlaku sebagai perangsang sistem saraf pusat. Pada

keadaan asal, kafein ialah serbuk putih yang pahit (Phytomedical Technologies, 2006)

dengan rumus kimianya C6 H10 O2, dan struktur kimianya 1,3,7- trimetilxantin . Kafein

merupakan jenis alkaloid yang secara alamiah terdapat dalam biji kopi, daun teh, daun

mete, biji kola, biji coklat dan beberapa minuman penyegar. Kafein memiliki berat

molekul 194,19 gram/mol. Dengan rumus kimia C8H10N4O2 dan pH 6,9 (larutan kafein 1

% dalam air ). Secara ilmiah, efek kafein terhadap kesehatan sebetulnya tidak ada, tetapi

yang ada adalah efek tak langsungnya seperti menstimulasi pernafasan dan jantung, serta

memberikan efek samping berupa rasa gelisah (neuroses), tidak dapat tidur (insomnia)

dan denyut jantung tak beraturan (tachycardia). Kopi dan teh banyak mengandung kafein

dibandingkan jenis tanaman lain, karena tanaman kopi dan teh menghasilkan biji kopi

dan daun teh yang sangat cepat, sementara penghancurannya sangat lambat .

Spektrofotometri UV-VIS adalah pengukuran serapan cahaya di daerah ultraviolet

(200 – 350 nm) dan sinar tampak (350 – 800 nm) oleh suatu senyawa. Serapan cahayaUV

atau VIS (cahaya tampak) mengakibatkan transisi elektronik, yaitu promosi elektron-

elektron dari orbital keadaan dasar yang berenergi rendah ke orbital keadaan

tereksitasi berenergi lebih tinggi.Panjang gelombang cahaya UV-VIS bergantung pada

mudahnya promosielektron. Molekul-molekul yang memerlukan lebih banyak energi

untuk promosielektron, akan menyerap pada panjang gelombang yang lebih pendek.

Molekul yangmemerlukan energi lebih sedikit akan menyerap pada panjang gelombang

yang lebih panjang.Prinsip dari spektrofotometri UV-VIS senyawa yang menyerap

cahaya dalamdaerah tampak (senyawa berwarna) mempunyai elektron yang lebih mudah

dipromosikandari pada senyawa yang menyerap pada panjang gelombang lebih pendek.

Jika radiasielektromagnetik dilewatkan pada suatu media yang homogen, maka sebagian

radiasi ituada yang dipantulkan, diabsorpsi, dan ada yang transmisikan. Radiasi yang

dipantulkandapat diabaikan, sedangkan radiasi yang dilewatkan sebagian diabsorpsi dan

sebagianlagi ditransmisikan.

Absorpsivitas hanya tergantung pada suhu, pelarut, struktur molekul dan

panjanggelombang atau frekuensi radiasi yang digunakan. Spektrum absorpsi (kurva

absorpsi)adalah kurva yang menggambarkan hubungan antara absorban atau transmitan

suatularutan terhadap panjang gelombang atau frekuensi radiasi.Pemilihan panjang

gelombang untuk analisis kuantitatif dilakukan berdasarkan pada spektrum absorpsi yang

diperoleh pada percobaan. Pengukuran absorpsi harusdilakukan pada panjang gelombang

absorban maksimum λ maks karena :

1. Kepekaan maksimum dapat diperoleh jika larutan dengan konsentrasi

tertentumemberikan signal yang kuat pada panjang gelombang tersebut.

2. Perbedaan absorban sangat minimal dengan berubahnya panjang gelombangdisekitar

panjang gelombang absorban maksimum sehinggakesalahan pengukuran sangat kecil.

Pelarut yang digunakan untuk spektrofotometri harus memenuhi persyaratantertentu agar

diperoleh hasil pengukuran yang tepat. Pertama-tama, pelarut harus dipilihyang

melarutkan komponen analat, tetapi sesuai dengan bahan kuvet.

C. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan Bahan yang dipakai

Kuvet Larutan induk Kafein 100 ppm

Labu takar 100 mL dan 50 mL HCl 0,2 N

Batang pengaduk Metilen Klorida

Bola hisap Tablet (Panadol merah)

Pipet tetes Aquadest

Gelas kimia 500mL, 100mL dan 50 mL

Corong pisah

Pipet ukur 10mL, 5mL, dan 1mL

Spatula

Spektrofotometri UV-VIS

Corong gelas

D. CARA KERJA

1. Persiapan Bahan

2. Penggunaan Alat Spektro Shimadzu

Menentukan panjang gelombang maksimum

Pembuatan Kurva Kalibrasi

Pengukuran Konsentrasi Sampel

E. PENGOLAHAN DATA

Panjang

Gelombang

Absorban

400 -0.003

390 -0.003

380 -0.003

370 -0.003

360 -0.004

350 -0.004

340 -0.005

330 -0.004

320 -0.005

310 -0.005

300 -0.002

290 0.057

280 0.191

270 0.160

260 -0.523

250 -0.500

240 -0.602

230 -0.511

220 -0.602

210 -0.602

Panjang gelombang maksimum yang didapatkan sebesar 276,5 nm

Nilai Absorban berdasarkan konsentrasi yang berbeda-beda, diantaranya :

Konsentrasi (ppm) Absorban

0 0

2 0.054

4 0.143

8 0.225

12 0.473

Sampel 0.916

Pembuatan larutan standar Kafein 0, 2, 4, 8 dan 12 ppm dalam HCl 0,2 N

Pengenceran untuk pembuatan 0 ppm Pengenceran untuk pembuatan 2 ppm

N1 x V1 = N2 x V2 N1 x V1 = N2 x V2

100 ppm x V1 = 0 ppm x 50 mL 100 ppm x V1 = 2 ppm x

V1 = 0 mL V1 = 1 mL

Pengenceran untuk pembuatan 4 ppm Pengenceran untuk pembuatan 8 ppm

N1 x V1= N2 x V2 N1 x V1 = N2 x V2

100 ppm x V1 = 4 ppm x 50 mL 100 ppm x V1 = 8 ppm x 50 mL

V1 = 2 mL V1 = 4 mL

Pengenceran untuk pembuatan 12 ppm

N1 x V1 = N2 x V2

100 ppm x V1 = 12 ppm x 50 mL

V1 = 6 mL

Konsentrasi sampel

Diketahui :

Absorban = y = 0.916

Vsampel (hasil ekstraksi) = 49 mL

y = ax + b

y = 0.0377x - 0.0172

0.916= 0.0377x - 0.0172

x =

= 24,75 ppm

Berat kafein dalam sampel = konsentrsi sampel x factor pengenceran x Vsampel

= 24,75 x 10 x 49 mL

= 12.129,12

= 12.129,12 x gram

= 0,0121 gram

Rendemen = x 100%

= x 100%

= 1,76%

F. PEMBAHASAN

Praktikum spektrofotometri kali ini yaitu menentukan kadar kafein pada suatu

sampel dengan menggunakan spektrofotometri UV Shimadzu. Sampel yang digunakan

adalah tablet (panadol merah) yang tentunya mengandung kafein. Tablet tersebut harus di

ekstraksi terlebih dahulu agar kandungan kafeinnya terpisah dari zat lain. Pada ekstraksi

kafein ini dilakukan pemanasan. Pemanasan ini bertujuan untuk melarutkan seluruh kafein dalam aquadest. Selanjutnya setelah dipanaskan, larutan tersebut disaring dengan menggunakan kertas saring biasa dan kertas saring wathman no.40. Fungsi dari penyaringan dengan menggunakan kertas saring biasa adalah agar kafein yang terdapat dalam larutan terpisah dari endapan, sehingga yang didapat dalam larutan adalah kafein. Fungsi penyaringan dengan menggunakan kertas saring wathman adalah agar tidak terdapat molekul-molekul kecil dari endapan dan pengotor ikut masuk kedalam larutan kafein yang akan dianalisa. Setelah itu dimulai proses ekstraksi larutan sampel diekstrak dengan diklorometan. Diklorometan ini berfungsi mengikat kafein dalam sampel sehingga kafein dapat terpisah dari sampel. Berat jenis dari dikolormetan >1, sehingga diklorometan yang mengandung kafein ada di lapisan bawah, dan larutan tersebut diambil dan diekstrak kembali.Ekstraksi dilakukan sebanyak 2 kali. Setelah diekstrak dengan diklorometan, kemudian diekstrak kembali dengan HCl sehingga kafein yang ada dapat terlarutkan dalam HCl, sehingga lapisan atas yang mengandung HCl dan kafein diambil untuk diukur absorbansinya.

Pada praktikum ini juga digunakan larutan standar. Jenis larutan standar harus sesuai dengan sampel yang di analisis. Karena jenis sampel adalah kafein, maka standar yang dipakai adalah standar kafein yang telah diketahui konsentrasinya. Pada pengenceran larutan standar di tambahkan larutan HCl 0,1N. HCl digunakan karena dapat melarutkan kafein dan bersifat asam sehingga dapat membuat suasana kafein menjadi asam, karena pada suasana asam panjang gelombang yang dihasilkan maksimum. Media yang digunakan untuk

pengukuran adalah kuvet. Sebelum proses pengukuran dilakukan, kuvet yang dipergunakan dibilas terlebih dahulu dengan larutan yang akan diukur, proses pembilasan dilakukan ± 2 kali. Setelah dibilas, larutan yang akan diukur dimasukan secukupnya ke dalam kuvet dan kuvet dilap dengan menggunakan tisu sampai tidak terdapat butiran air diluar permukaan kuvet, agar cahaya yang terserap oleh larutan maksimal. Terakhir kuvet dilap dengan menggunakan tisu khusus yang memiliki serat halus sehingga tidak merusak permukaan luar dari kuvet. 

Pengukuran larutan standar dilakukan secara bertahap dari larutan dengan konsentrasi rendah sampai yang tertinggi untuk membuat kurva standar sehingga pada penentuan konsentrasi sampel, dapat diketahui kadar sampel setelah dilakukan pengukuran absorbannya berdasarkan kurva deret standar yang telah dibuat. Panjang gelombang maksimum di dapatkan dari konsentrasi larutan standar 8 ppm. Menurut litreratur panjang gelombang maksimum kafein adalah 210 nm. Namun panjang gelombang maksimum yang terukur adalah 267,5 nm. Hal ini disebabkan karena tidak samanya konsentrasi yang dipilih untuk penentuan panjang gelombang maksimum.

Alat yang di gunakan pada penentuan kadar kafein adalah spektrofotometri UV

Shimadzu yang telah menggunakan double beam yang mempunyai dua sinar yang di

bentuk oleh potongan cermin yang berbentuk V disebut pemecah sinar. Prinsipnya adalah

dengan adanya chopper yang akan membagi sinar menjadi dua.Sinar pertama melewati

larutan blangko dan sinar kedua secara serentak melewati sampel, mencocokkan

fotodetektor yang keluar menjelaskan perbandingan yang ditetapkan secara elektronik

dan di tunjukkan oleh alat pembaca. Tetapi ada juga yang single beam, perbedaan kedua

jenis spektrofotometer tersebut hanya pada pemberian cahaya, dimana pada single beam

cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang di peroleh hanya nilai absorbansi

dari larutan yang dimasukkan. Sementara pada double beam nilai blanko dapat langsung

diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama.

Setelah pengukuran, hasil konsentrasi dan absorban di buat kurva kalibrasi .Kurva

kalibrasi diatas memiliki R2 0.961 hal ini di sebabkan oleh beberapa factor antara lain

larutan standar kafein yang di buat tidak tepat dan teliti dalam pembuatannya ataupun

pengaruh alat yang di gunakan.

G. KESIMPULAN

1. Panjang gelombang maksimum 276,5 nm

2. Konsentrasi sampel 24,75 ppm

3. Kadar kafein dalam sampel 1,76%

DAFTAR PUSTAKA

Sari, Fitria Puspa. 2012. Perbedaan Antara Single Beam dan Double Beam. Fitria-peez.blogspot.com/2012/04/pebedaan-antara-single-beam-dan-double-beam.html