soal kimia spektrofotometri

Spektrofotometri adalah teknik analitik yang esensial, digunakan untuk mengukur seberapa banyak cahaya yang diserap oleh suatu zat kimia dengan mengukur intensitas cahaya saat berkas cahaya melewati larutan sampel. Prinsip dasarnya adalah Hukum Beer-Lambert, yang menyatakan bahwa absorbansi larutan berbanding lurus dengan konsentrasi dan panjang jalur cahaya melalui larutan. Metode ini banyak digunakan dalam kimia, biokimia, dan biologi molekuler untuk analisis kuantitatif, seperti menentukan konsentrasi senyawa, aktivitas enzim, atau laju reaksi. Spektrofotometer umumnya terdiri dari sumber cahaya, monokromator untuk memilih panjang gelombang spesifik, wadah sampel (kuvet), dan detektor. Memahami spektrofotometri sangat penting bagi mahasiswa di berbagai disiplin ilmu. Kumpulan soal ini mencakup konsep dasar, perhitungan, instrumentasi, dan aplikasi spektrofotometri, dirancang untuk menguji dan meningkatkan pengetahuan Anda dalam teknik analitik penting ini. Bersiaplah untuk mendalami dunia penyerapan cahaya dan analisis kimia!

Kumpulan Contoh Soal soal kimia spektrofotometri

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Apa prinsip dasar yang digunakan dalam spektrofotometri untuk mengukur konsentrasi suatu zat?

A. Hukum Ohm
B. Hukum Boyle
C. Hukum Beer-Lambert
D. Hukum Newton

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Hukum Beer-Lambert menyatakan bahwa absorbansi suatu larutan berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut dan panjang jalur cahaya.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Bagian spektrofotometer yang berfungsi untuk memisahkan cahaya polikromatik menjadi monokromatik adalah…

A. Sumber cahaya
B. Kuvet
C. Detektor
D. Monokromator

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Monokromator, seperti prisma atau kisi difraksi, bertanggung jawab untuk memilih panjang gelombang cahaya tertentu dari cahaya polikromatik.

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Jika transmitansi suatu larutan adalah 50%, berapakah absorbansinya?

A. 0,5
B. 0,301
C. 0,693
D. 1,0

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Absorbansi (A) = -log₁₀(T), di mana T adalah transmitansi dalam bentuk desimal. Jadi, A = -log₁₀(0,5) ≈ 0,301.

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Satuan untuk absorbansi adalah…

A. mol/L
B. cm
C. tidak berdimensi
D. nm

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Absorbansi adalah rasio logaritma intensitas cahaya, sehingga tidak memiliki satuan (tidak berdimensi).

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Apa yang dimaksud dengan panjang gelombang maksimum (λmax) dalam spektrofotometri?

A. Panjang gelombang di mana larutan paling sedikit menyerap cahaya
B. Panjang gelombang di mana larutan paling banyak menyerap cahaya
C. Panjang gelombang yang digunakan untuk kalibrasi instrumen
D. Panjang gelombang cahaya tampak

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: λmax adalah panjang gelombang di mana suatu zat menunjukkan penyerapan cahaya paling tinggi, dan ini adalah panjang gelombang optimal untuk analisis.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Kuvet yang umumnya digunakan dalam analisis UV-Vis terbuat dari bahan apa?

A. Kaca
B. Plastik
C. Kuarsa
D. Logam

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Kuvet kuarsa transparan terhadap sinar UV dan cahaya tampak, sedangkan kaca dan plastik menyerap sinar UV.

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Jika konsentrasi suatu larutan meningkat, apa yang terjadi pada absorbansinya (menurut Hukum Beer-Lambert)?

A. Menurun
B. Meningkat
C. Tetap
D. Tidak dapat diprediksi

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Hukum Beer-Lambert menyatakan bahwa absorbansi berbanding lurus dengan konsentrasi.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Faktor-faktor apa saja yang dapat memengaruhi absorbansi suatu larutan?

A. Suhu, pH, konsentrasi
B. Warna larutan, berat molekul
C. Volume kuvet, jenis pelarut
D. Kelembaban, tekanan udara

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Suhu, pH, dan konsentrasi zat terlarut adalah faktor-faktor utama yang memengaruhi absorbansi.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Fungsi detektor dalam spektrofotometer adalah…

A. Menghasilkan cahaya
B. Memilih panjang gelombang
C. Mengukur intensitas cahaya yang melewati sampel
D. Menampung sampel

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Detektor mengubah energi cahaya yang melewatinya menjadi sinyal listrik yang proporsional dengan intensitas cahaya.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Spektrofotometri UV-Vis paling cocok digunakan untuk analisis senyawa yang…

A. Tidak berwarna
B. Memiliki gugus kromofor
C. Bersifat non-polar
D. Bersifat volatil

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Senyawa yang memiliki gugus kromofor (gugus fungsi yang menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu) dapat dianalisis dengan UV-Vis.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Persamaan Hukum Beer-Lambert adalah A = εbc. Apa arti dari ‘b’?

A. Konsentrasi
B. Absorbansi
C. Panjang jalur cahaya
D. Koefisien absorbsi molar

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Dalam persamaan A = εbc, b adalah panjang jalur cahaya melalui sampel (ketebalan kuvet).

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Transmitansi (T) didefinisikan sebagai…

A. I₀ / I
B. I / I₀
C. log(I / I₀)
D. -log(I / I₀)

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Transmitansi adalah rasio intensitas cahaya yang melewati sampel (I) terhadap intensitas cahaya insiden (I₀).

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Apa yang akan terjadi jika kuvet yang digunakan kotor atau ada gelembung udara?

A. Absorbansi akan lebih rendah
B. Absorbansi akan lebih tinggi
C. Tidak ada pengaruh
D. Panjang gelombang maksimum akan bergeser

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Kotoran atau gelembung udara akan menyebabkan hamburan atau penyerapan cahaya tambahan, sehingga absorbansi yang terukur menjadi lebih tinggi dari nilai sebenarnya.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Rentang panjang gelombang untuk spektrofotometri UV adalah sekitar…

A. 100-200 nm
B. 200-400 nm
C. 400-700 nm
D. 700-1000 nm

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Spektrum UV umumnya berkisar dari 200 nm hingga 400 nm.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Salah satu kelebihan spektrofotometri sebagai metode analisis adalah…

A. Membutuhkan sampel dalam jumlah besar
B. Hanya dapat menganalisis senyawa tunggal
C. Cepat dan relatif murah
D. Tidak sensitif terhadap interferensi

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Spektrofotometri adalah metode yang cepat, efisien, dan relatif ekonomis untuk analisis kuantitatif.

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Jika absorbansi suatu larutan adalah 0,8, berapakah persentase transmitansinya?

A. 15,8%
B. 80%
C. 1,25%
D. 20%

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: A = -log(T) => T = 10⁻ᴬ. Jika A = 0,8, maka T = 10⁻⁰’⁸ ≈ 0,158. Dalam persentase, 0,158 × 100% = 15,8%.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Kurva standar dalam spektrofotometri dibuat dengan memplot…

A. Absorbansi vs. panjang gelombang
B. Absorbansi vs. waktu
C. Absorbansi vs. konsentrasi
D. Transmitansi vs. konsentrasi

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Kurva standar dibuat dengan mengukur absorbansi serangkaian larutan dengan konsentrasi yang diketahui dan memplot A vs C.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Apa peran larutan blanko dalam spektrofotometri?

A. Untuk menguji sensitivitas detektor
B. Untuk mengkalibrasi panjang gelombang
C. Untuk mengkompensasi absorbansi pelarut dan kuvet
D. Untuk menentukan panjang gelombang maksimum

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Larutan blanko (biasanya hanya pelarut) digunakan untuk mengatur absorbansi nol, menghilangkan kontribusi absorbansi dari pelarut dan kuvet.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Sumber cahaya yang umum digunakan dalam spektrofotometri UV adalah lampu…

A. Tungsten-halogen
B. Deuterium
C. Merkuri
D. Natrium

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Lampu deuterium adalah sumber cahaya yang umum untuk daerah UV, sedangkan lampu tungsten-halogen untuk daerah Visibel.

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Jika koefisien absorbsi molar (ε) suatu zat adalah 10.000 L mol⁻¹ cm⁻¹, panjang jalur cahaya (b) adalah 1 cm, dan konsentrasi (c) adalah 0,0001 M, berapakah absorbansinya (A)?

A. 0,1
B. 1,0
C. 10,0
D. 0,01

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: A = εbc = (10.000 L mol⁻¹ cm⁻¹) × (1 cm) × (0,0001 mol L⁻¹) = 1.

Soal 21 (Isian Singkat)

Nama lain dari intensitas cahaya insiden adalah I____.

Kunci Jawaban:
I₀ (I nol)

Soal 22 (Isian Singkat)

Alat yang digunakan untuk menampung sampel dalam spektrofotometer disebut _____.

Kunci Jawaban:
Kuvet

Soal 23 (Isian Singkat)

Hubungan antara absorbansi dan transmitansi dapat dinyatakan dengan rumus A = -log _____.

Kunci Jawaban:
T

Soal 24 (Isian Singkat)

Spektrofotometri yang menggunakan cahaya tampak dikenal sebagai spektrofotometri _____.

Kunci Jawaban:
Visibel

Soal 25 (Isian Singkat)

Gugus fungsi dalam molekul yang bertanggung jawab atas penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu disebut _____.

Kunci Jawaban:
Kromofor

Soal 26 (Uraian)

Jelaskan prinsip dasar Hukum Beer-Lambert dan sebutkan dua batasan utama dari hukum tersebut.

Kunci Jawaban:
Hukum Beer-Lambert menyatakan bahwa absorbansi cahaya oleh suatu larutan berbanding lurus dengan konsentrasi zat penyerap dan panjang jalur cahaya yang dilalui. Persamaannya adalah A = εbc. Dua batasan utamanya adalah: 1) Hukum ini hanya berlaku untuk larutan encer (konsentrasi tinggi dapat menyebabkan interaksi molekuler dan penyimpangan). 2) Hukum ini berlaku untuk cahaya monokromatik (satu panjang gelombang).

Soal 27 (Uraian)

Sebutkan dan jelaskan secara singkat komponen-komponen utama dari sebuah spektrofotometer UV-Vis.

Kunci Jawaban:
Komponen utama spektrofotometer UV-Vis meliputi: 1) Sumber cahaya (misalnya lampu deuterium untuk UV, lampu tungsten-halogen untuk Vis) yang memancarkan cahaya pada rentang panjang gelombang yang luas. 2) Monokromator (misalnya prisma atau kisi difraksi) yang memilih satu panjang gelombang cahaya spesifik. 3) Kuvet/sel sampel yang menampung larutan sampel. 4) Detektor (misalnya fotomultiplier tube atau fotodioda array) yang mengukur intensitas cahaya yang melewati sampel dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.

Soal 28 (Uraian)

Bagaimana cara menentukan panjang gelombang maksimum (λmax) suatu senyawa menggunakan spektrofotometer? Mengapa penentuan λmax penting dalam analisis kuantitatif?

Kunci Jawaban:
λmax ditentukan dengan mengukur absorbansi larutan sampel pada berbagai panjang gelombang dalam rentang tertentu, kemudian memplot absorbansi terhadap panjang gelombang. Panjang gelombang yang menghasilkan absorbansi tertinggi adalah λmax. Penentuan λmax penting karena: 1) Sensitivitas: Pada λmax, absorbansi paling tinggi, sehingga perubahan konsentrasi kecil dapat dideteksi. 2) Spesifisitas: Pada λmax, interferensi dari zat lain cenderung minimal, meningkatkan selektivitas analisis. 3) Kepatuhan Beer-Lambert: Hukum Beer-Lambert paling baik dipatuhi pada λmax.

Soal 29 (Uraian)

Sebuah larutan standar dengan konsentrasi 10 ppm memiliki absorbansi 0,5 pada λmax tertentu. Jika sampel yang tidak diketahui memiliki absorbansi 0,3 pada λmax yang sama, berapakah konsentrasi sampel tersebut? (Asumsikan Hukum Beer-Lambert berlaku dan panjang jalur cahaya sama).

Kunci Jawaban:
Menurut Hukum Beer-Lambert (A = εbc), jika ε dan b konstan, maka A₁/C₁ = A₂/C₂. 0,5 / 10 ppm = 0,3 / C_sampel. C_sampel = (0,3 × 10 ppm) / 0,5 = 3 / 0,5 = 6 ppm. Jadi, konsentrasi sampel adalah 6 ppm.

Soal 30 (Uraian)

Jelaskan perbedaan antara spektrofotometri UV dan Visibel dalam hal rentang panjang gelombang dan jenis senyawa yang biasanya dianalisis.

Kunci Jawaban:
Spektrofotometri UV (Ultra Violet) menggunakan panjang gelombang sekitar 200-400 nm, sedangkan spektrofotometri Visibel menggunakan panjang gelombang sekitar 400-700 nm (cahaya tampak). Spektrofotometri UV umumnya digunakan untuk menganalisis senyawa yang memiliki ikatan rangkap terkonjugasi atau gugus aromatik yang menyerap cahaya UV. Spektrofotometri Visibel digunakan untuk menganalisis senyawa berwarna atau senyawa yang dapat direaksikan menjadi produk berwarna.

Soal 31 (Menjodohkan)

Cocokkan istilah dengan fungsinya dalam spektrofotometri.

Pasangkan pernyataan berikut:

Sumber Cahaya — [ … ]
Monokromator — [ … ]
Kuvet — [ … ]
Detektor — [ … ]
I₀ — [ … ]

Kunci Jawaban:

Sumber Cahaya = Menghasilkan radiasi elektromagnetik
Monokromator = Memilih panjang gelombang spesifik
Kuvet = Wadah sampel
Detektor = Mengukur intensitas cahaya
I₀ = Intensitas cahaya insiden

Soal 32 (Menjodohkan)

Cocokkan konsep dengan definisinya.