pengertian Indeks Bias dan prinsip kerja refraktometer

APAKAH INDEKS BIAS ITU??

Indeks bias suatu zat adalah perbandingan kecepatan cahaya dalam hampa udara terhadap kecepatan cahaya dalam zat tersebut, atau perbandingan sinus sudut datang terhadap sinus sudut bias. Harga indeks bias berubah-ubah tergantung pada panjang gelombang cahaya dan suhu. 
Indekst bias n_D^t adalah indeks bias terhadap udara yang diukur pada suhu t C, menggunakan sinar natrium. Jika tidak dinyatakan lain, gunakan refraktometer Abbe. Indeks bias diukur dalam batas suhu + 0.2 C dari suhu yang dinyatakan pada masing-masing monografi atau jika suhu tidak dinyatakan, indeks bias diukur pada suhu 20 C + 0.2 C.

PRINSIP KERJA REFRAKTOMETER

Refraktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar / konsentrasi bahan terlarut misalnya : Gula, Garam, Protein dsb. Prinsip kerja dari Refraktometer sesuai dengan namanya adalah dengan memanfaatkan refraksi cahaya. Seperti terlihat pada Gambar di bawah ini sebuah sedotan yang dicelupkan ke dalam gelas yang berisi air akan terlihat terbengkok. Pada Gambar kedua sebuah sedotan dicelupkan ke dalam sebuah gelas yang berisi lauran gula. Terlihat sedotan terbengkok lebih tajam. Fenomena ini terjadi karena adanya refraksi cahaya. Semakin tinggi konsentrasi bahan terlarut (Rapat Jenis Larutan), maka sedotan akan semakin terlihat bengkok secara proporsional. Besarnya sudut pembengkokan ini disebut Refractive Index (nD). Refraktometer ditemukan oleh Dr. Ernst Abbe seorang ilmuwan dari German pada permulaan abad 20.

Adapun prinsip kerja dari Refraktometer dapat digambarkan sebagai berikut :

1. Dari gambar dibawah ini terdapat 3 bagian yaitu : Sample, Prisma dan Papan Skala. Refractive index prisma jauh lebih besar dibandingkan dengan sample.
2. Jika sample merupakan larutan dengan konsentrasi rendah, maka sudut refraksi akan lebar dikarenakan perbedaan refraksi dari prisma dan sample besar. Maka pada papan skala sinar “a” akan jatuh pada skala rendah.
3. Jika sample merupakan larutan pekat / konsentrasi tinggi, maka sudut refraksi akan kecil karena perbedaan refraksi prisma dan sample kecil. Pada gambar terlihar sinar “b” jatuh pada skala besar.

HUBUNGAN KONSENTRASI DENGAN INDEKS BIAS

Dari penjelasan di atas jelas bahwa konsentrasi larutan akan berpengaruh secara proporsional terhadap sudut refraksi. Pada prakteknya Refraktometer akan ditera pada skala sesuai dengan penggunaannya. Sebagai contoh Refraktometer yang dipakai untuk mengukur konsentrasi larutan gula akan ditera pada skala gula. Begitu juga dengan Refraktometer untuk larutan garam, protein dll.

Konsentrasi bahan terlarut sering dinyatakan dalam satuan Brix(%) yaitu merupakan pronsentasi dari bahan terlarut dalam sample (larutan air). Kadar bahan terlarut merupakan total dari semua bahan dalam air, termasuk gula, garam, protein, asam dsb. Pada dasarnya Brix(%) dinyatakan sebagai jumlah gram dari cane sugar yang terdapat dalam larutan 100g cane sugar. Jadi pada saat mengukur larutan gula, Brix(%) harus benar-benar tepat sesuai dengan konsentrasinya.

Dengan arti bahwa jika larutan yang dicari indeks biasnya sama,tpi konsentrasinya berbeda, maka akan diperoleh hubungan bahwa semakin besar konsentrasi, maka semakin besar pula indeksbiasnya.

JENIS REFRAKTOMETER

Macam-macam Refraktometer :
1 . Refraktometer Abbe

Refraktometer Abbe merupakan alat untuk determinasi secara cepat konsentrasi, kemurnian, kualitas-kualitas dispersi dari sampel cair, padat dan plastik.
Syaratnya : hanya bahan yang jernih, transparan dan Opaque dapat diukur pada sinar yang ditransmisikan dan direfleksikan.
Contoh sampel :
- Larutan : alkohol, eter
- Minyak : wax
- Makanan : sari buah, syrup, lar, gula dll.
- Resin : bahan sintetik
- Kaca optik.
Prinsip pengukuran : dengan sinar yang ditransmisikan  Sinar kasa / sumber sinar prisma sampel telescope.

Refraktometer Abbe :
- Dapat digunakan untuk mengukur bermacam-macam indeks bias suatu larutan
- Dapat juga digunakan untuk mengukur kadar tetapi kita harus membuat kurva standar.
Suatu zat/ larutan kadarnya berbeda maka dapat memberika indeks bias berbeda.
Refraktometer Abbe : mempunyai 2 lubang pengamat.
Dicari garis batas dan perpotongan antara hitam dan putih, kemudian dibaca indeks bias pada skala.

Pemeliharaan Refraktometer :
1. Refraktometer Abbe :
- Setelah dipakai : prisma dibersihkan sampai kering.
- Perlu ditera / kalibrasi dengan :
a. Lar. Bromonophtalehe yang sudah diketahui indeks biasnya.
b. Prisma

2.  Refraktometer tangan = Hand – Refraktometer

Keterangan :
1. Tentukan sempel pada prisma
2. Tutup refraktometer
3. Pembacaan skala
4. Diamati batas biru putih
5. Bersihkan prisma dengan kertas tissue
6. Kalibrasi
7. Penyebaran sampel harus merata ( )

Hand Refraktometer .
- Indeks bias sudah dikonversikan hinga dapat langsung dibaca kadarnya.
- Hanya untuk mengukur kadar zat tertentu saja dan terbatasi jika kadar tidak terbaca misalnya : terlalu pekat maka harus di encerkan. Hasil akhir dikalikan dengan pengenceran.

Macam-macam Hand Refraktometer:
- Hand Refraktometer brik untuk gula 0 – 32 %
- Hand Refraktometer salt untuk NaCl 0 – 28 %

Penggunaan Refraktometer :
Larutan yan diukur indeks bias/ kadar diteteskan pada prisma Refrak. Langsung dibaca hasilnya.
Catatan : pada waktu meneteskan, jangan sampai ada gelembung udara.

Bagian-bagian Refraktometer :
Hand Refraktometer :
Mempunyai 1 lubang pengamat .
- Dibaca skala yang ditunjukan batas biru putih
Sebelum ditetesi zat setelah ditetesi zat/ larutan
Terjadinya Pembiasan karena cahaya menembus median yang lebih rapat indeks bias dipengaruhi oleh : temperatur dan tekanan. Semakin tinggi temperatur atau semakin rendah tekanan maka kerapatan median semakin kecil.
PERAWATAN Hand Refraktometer :
- Setelah dipaka, bagian prisma dibersihkan sampai kering.
- Perlu ditera dengan aquades, sampai batas biru putih yang menunjukan skala 0.

Hal ini sebaiknya sebelum dipakai ditera dulu.
- Dapat dipakai : kapas/ kertas tissue untuk membersihkan prisma.