Selulosa

Selulosa merupakan biopolimer dengan angka kelimpahan yang besar di bumi serta tergolong sebagai sumber daya alam yang dapat diperbaharui (Panesar dkk., 2009). Selulosa berbentuk senyawa menyerupai serabut liat, tidak larut dalam air, dan secara alami terdapat pada kayu, kapas, rami dan tumbuhan lainnya (Hoenich, 2006).

Selulosa merupakan polimer dari D-glukosa dengan ikatan β (1-4) antar unit-unit glukosa yang terdiri dari sekitar 5000 atau lebih unit D-glukosa. Selulosa pertama kali diisolasi dari kayu pada tahun 1885 oleh Charles F. Cross dan Edward Bevan di Jodrell Laboratory of Royal Botanic Gardens, Kew, London. Pada rantai selulosa dapat terbentuk ikatan glikosidik antar gugus hidroksilnya. Ikatan antar rantai glukosa ini cukup kuat dan menyebabkan terjadinya struktur kristal pada selulosa. Selain itu terdapat pula bagian yang kurang teratur yang disebut amorf. Selulosa yang mempunyai struktur kristal lebih sulit untuk dihidrolisis dibandingkan dengan selulosa berstruktur amorf. Selulosa memiliki sifat yang tidak larut dalam air dan dapat diubah menjadi glukosa setelah mengalami hidrolisis sempurna (Lehninger, 1998).

Dari hasil pemeriksaan selulosa dengan menggunakan sinar-X menunjukkan bahwa selulosa terdiri atas rantai linear dari unit selobiosa, yang oksigen cincinnya berselang-seling dengan posisi “ke depan” dan “ke belakang”. Molekul linear ini yang mengandung rata-rata 5000 unit glukosa, beragregasi menghasilkan fibril yang terikat bersama oleh ikatan hidrogen diantara hidroksil-hidroksil pada rantai yang bersebelahan. Selulosa memiliki ikatan hidrogen yang kuat, hal ini menyebabkan selulosa tidak dapat larut dalam air meskipun memiliki banyak gugus hidroksil dan bersifat polar.

Manusia dan hewan vertebrata lainnya tidak dapat mencerna selulosa karena tidak memiliki enzim selulase yang dikeluarkan oleh manusia dan vertebrata, akan tetapi pati dan glikogen dapat dicerna oleh usus manusia dan vertebrata. Satu-satunya perbedaan kimia antara pati dan selulosa adalah stereokimia ikatan glikosidik, lebih tepatnya stereokimia pada C-1 dari setiap unit glukosa. Sistem pencernaan manusia mengandung enzim yang dapat hidrolisis ikatan α-glikosidik, tetapi tidak mengandung enzim yang diperlukan untuk menghidrolisis ikatan β-glikosidik.

Analisis Spektrofotometer Sinar Tampak

            Spektrofotometri sinar tampak adalah cara analisis kimia kuantitatif berdasarkan penyerapan energi radiasi oleh larutan berwarna pada panjang gelombang tertentu dengan mengukur intensitas warna yang diserap sampel dan membandingkannya dengan larutan standar, maka konsentrasi sampel dapat ditentukan (Day dan Underwood, 2002).

 Hubungan antara energi yang diserap dan  panjang gelombang yaitu:

                                                E =  h c/λ……………………………           (1)

Dalam hal ini  E = energi yang diserap, h = tetapan Planck (6.624 x 10^-34 J.s),        c = kecepatan cahaya (3x10⁸ m/s) dan λ= panjang gelombang (nm).

Banyaknya sinar yang diserap (I₁), sebanding dengan konsentrasi larutan yang dilaluinya (I₀), sedangkan konsentrasi sampel berbanding terbalik dengan transmitan (T), hal ini dapat dilihat pada hukum Lambert Beer berikut:

                                                T = I₁/I₀…………………………….. .           (2)

                                                T = -e^-abc ……………………………. (3)

Transmitan sering dinyatakan sebagai persentase (%T). Absorban (A) suatu larutan dinyatakan sebagai persamaan:

                                    A = - log T = - log I₁/I₀ ……………..            (4)

Berbeda dengan transmitan, absorban larutan bertambah dengan pengurangan kekuatan sinar. Bila ketebalan benda atau konsentrasi materi yang dilewati cahaya bertambah, maka cahaya akan lebih banyak diserap, jadi absorbansi berbanding lurus dengan ketebalan b dan c:

                                   

A = a.b.c = e.b.c ……………………             (5)

Keterangan : A = absorbansi

                                  a =   tetapan absorptivitas

                                  b  =   tebal kuvet (cm)

                                  c  =   konsentrasi larutan

                                  e  =   tetapan absorptivitas molar

            Pada analisis menggunakan spektrofotometer sinar tampak berlaku hukum Lambert-Beer. Hukum ini menyatakan bahwa: “bila cahaya monokromatis melewati medium tembus cahaya, intensitas berkurang dengan bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya”. Hukum beer berlaku dalam rentang konsentrasi ketika struktur ion berwarna ataupun non elektrolit berwarna dalam keadaan terlarut tidak berubah dengan berubahnya konsentrasi

 

Keterangan fungsi alat :

1.    Sumber Cahaya

Sumber cahaya berfungsi untuk menghasilkan sinar polikromatis yang diubah menjadi sinar monokromatis oleh monokromator. Biasanya  spektofotometer ultraviolet menggunakan lampu deuterium sebagai sumber cahaya, sedangkan untuk spektrofotometer sinar tampak menggunakan lampu wolfram. Energi yang dipancarkan oleh lampu wolfram ini beraneka ragam menurut panjang gelombangnya (380-800 nm).

2.    Monokromator

Monokromator berfungsi untuk menguraikan sinar yang memiliki spektrum lebar menjadi lebih sempit. Untuk memperoleh sinar monokromatis yang diinginkan maka dilakukan dengan memutar prisma atau grating, sehingga lensa mengumpul hanya akan meneruskan panjang gelombang tertentu saja.

3.    Kuvet

Kuvet berfungsi sebagai tempat larutan yang diukur absorbansi atau transmitannya. Kuvet yang digunakan pada daeah ultraviolet menggunakan kuvet yang terbuat dari kuarsa atau kaca silika, sedangkan daerah tampak terbuat dari kaca. Pada umumnya tebal kuvet adalah 10 mm, tetapi juga ada ukuran yang lebih kecil dan lebih besar yang dapat digunakan. Kuvet yang biasa digunakan berbentuk persegi, tetapi ada juga yang berbentuk silinder.

4.    Detektor

Detektor berfungsi untuk memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang yaitu mengubah isyarat (signal yang berupa panas) dengan intensitas tertentu yang jatuh pada sel fotolistrik  menjadi isyarat listrik.

5.    Amplifier

Amplifier berfungsi untuk memperkuat isyarat listrik menjadi bentuk yang dapat dibaca secara elektronik.

6.    Recorder

Recorder berfungsi sebagai pengukur untuk membaca isyarat detektor yang diperkuat amplifier.  Energi listrik yang telah diperkuat oleh amplifier kemudian masuk ke recorder sehingga mampu menggerakkan jarum            (sistem analog) atau sistem digital yang akhirnya dapat dibaca sebagai absorban atau transmitan.

Secara garis besar prinsip kerja dari spektrofotometer adalah sinar polikromatis yang berasal dari sumber sinar akan disejajarkan oleh lensa kemudian masuk menuju prisma yang telah diatur sesuai dengan panjang gelombang yang sesuai dengan sampel yang kita uji, sehingga dihasilkan sinar monokromatis. Sinar dengan panjang gelombang yang sesuai dengan sampel akan melewati celah keluar sedangkan sinar dengan panjang gelombang yang tidak sesuai akan tertahan. Oleh celah keluar sinar dengan panjang gelombang yang sesuai akan melewati larutan berwarna yang berada dalam kuvet, maka sinar tersebut akan diserap sebagian dan sebagian lagi akan diteruskan. Sinar yang diteruskan akan ditangkap oleh detektor dan diubah menjadi signal listrik yang diperkuat oleh amplifier kemudian diteruskan ke alat baca. Pada alat baca akan tertera data dalam %T atau absorban (A)

Flame Fotometer

   Fotometri nyala merupakan suatu metoda analisis untuk menentukan beberapa logam alkali dan alkali tanah seperti natrium, kalium, litium, dan kalsium.Apabila suatu larutan mengandung logam alkali atau logam alkali tanah dan dikenai dengan nyala maka akan tereksitasi dan kembali lagi kekeadaan dasar (groundstate) sambil mengelurkan energi radiasi. Spektrofotometri emisi mempunyai beberapa proses yaitu proses pengkabutan, proses atomisasi, dan proses eksitasi (Day dan Underwood 2002).

   Proses pengkabutan terjadi sewaktu aliran gas memasuki suatu ruangan pembauran, karena adanya tekanan yang mendorong gas-gas dalam ruangan pembauran, maka sampel akan terhisap ke dalam ruangan ini melalui sebuah kapiler. Sebagian sampel akan berbentuk kabut di dalam ruangan tersebut dan bercampur dengan campuran gas pembakar dan oksida. Campuran gas ini dengan larutan contohakan terbawa kenyala api sehingga zat yang berada di dalam larutan contoh akan teratomisasi dan kemudian tereksitasi. Keadaan eksitasi ini tidak stabil dan atom akan kembali ketingkat energi dasar dengan memancarkan radiasi dengan panjang gelombang tertentu yang sebanding dengan konsentrasi zat yang berada dalam nyala.

Panjang gelombang sinar yang dipancarkan dapat dipisahkan dari nyala yang lainnya dengan suatu filter optik yang intensitasnya dideteksi dengan fotodetektor. Intensitas yang dipancarkan sebanding lurus dengan konsentrasi larutan sehingga didapat persamaan :

I = k.c

Dimana k adalah konstanta, c adalah konsentrasi dan I adalah intensitas cahaya yang dipancarkan.

Komponen-komponen utama yang terpenting dalam fotometer nyala adalah:

a.       Nebulizer

b.      Ruang Pembakar

c.       Filter

d.      Fotodetektor

e.       Penguat (Amplifier)

f.       Read Out