Jurnal PEKEMAS Volume 2 Nomor 1 Tahun 2019, Halaman 10

PENINGKATAN MUTU GURU IPA MELALUI PELATIHAN PENGGUNAAN

ALAT ANALISIS KOLORIMETRI SEDERHANA BERBASIS PENCITRAAN

DIGITAL DENGAN MENGGUNAKAN SCANNER

IMPROVING QUALITY OF TEACHER OF SCIENCE THROUGH

TRAINING USING SIMPLE COLORIMETRIC ANALYSIS TOOLS BASED

ON DIGITAL IMAGE WITH SCANNER

Chevi Ardiana, Lida Amalia, Sri Mulyaningsih,

Tati Kristianti, Dewi Hernawati Prodi Pendidikan Biologi, Fakultas Ilmu Terapan dan Sains, Institut Pendidikan Indonesia

Jl. Terusan Pahlawan No.32 Sukagalih, Tarogong Kidul, Garut.

44515, Telp./faks. 0262-233556/0262-540649

Alamat korespondensi: chetaz.78@gmail.com

Abstrak-Kolorimetri merupakan teknik analisis kuantitatif untuk sampel berwarna, yang digunakan untuk menentukan

kandungan (konsentrasi) zat berdasarkan intensitas cahaya warna larutan. Kemajuan teknologi mendorong

ditemukannya alat (instrumentasi) modern untuk menyelesaikan suatu analisis kolorimetri diantaranya Spektrofotometer

UV-VIS. Keberadaan alat tersebut cenderung menimbulkan permasalahan dalam hal pengadaan untuk kebutuhan

laboratorium khususnya di sekolah SMA/MA. Alat Spektrofotometer UV-Vis jarang sekali dimiliki dikarenakan

harganya yang relatif mahal. Dampak yang ditimbulkan adalah kegiatan praktikum di sekolah SMA/MA menjadi

terbatas padahal kegiatan praktikum sangat dibutuhkan untuk memberikan pembuktian terhadap suatu teori. Oleh

karena itu, diperlukan alat-alat laboratorium alternatif untuk mengatasi masalah ini, di antaranya adalah alat analisis

kolorimetri sederhana berbasis pencitraan digital dengan menggunakan scanner. Supaya alat alternatif ini dikenal di

lingkungan sekolah, maka perlu dilakukan sosialisasi, yaitu dengan cara pelatihan dan simulasi. Metode pelatihan

digunakan untuk menjelaskan konsep analisis kolorimetri berbasis pencitraan digital yang didukung dengan demonstrasi

contoh penentuan kandungan (konsentrasi) suatu zat dalam sampel. Metode ini dipakai sebagai pelatihan dalam

pengoperasian teknik pencitraan digital dengan menggunakan alat scanner untuk mendapatkan gambar (image)

dari sampel. Metode Simulasi digunakan untuk menunjukkan suatu aplikasi software yang dapat digunakan untuk

merubah gambar (image) hasil pencitraan sampel ke dalam intensitas cahaya (I) kemudian dikonversi ke nilai serapan

cahaya (absorbansi). Dapat disimpulkan bahwa teknik pencitraan digital dengan menggunakan alat scanner dapat

digunakan sebagai alternatif pengganti Spektrofotometer UV-Vis dalam penentuan kandungan (konsentrasi) zat

dalam sampel dan sebagai penunjang pembelajaran IPA/Biologi/Kimia di sekolah. Respon para peserta yang mengikuti

kegiatan ini sangat baik dan mereka termotivasi untuk menerapkannya di sekolah.

Kata kunci: Analisis kolorimetri, alat alternatif sederhana, scanner, pencitraan digital, kandungan (konsentrasi) zat.

Abstact-Colorimetry is a quantitative analysis technique for colored samples, which is used to determine

composition (concentration). Technological advancements led to the discovery of modern (instrumentation)

tools to complete the colorimetric analysis received by UV-VIS spectrophotometers especially in SMA / MA

schools. UV-Vis Spectrophotometers are rarely owned because they are expensive. The impact is limited

practicum activities in SMA / MA schools even though practical activities are needed to provide proof of a

theory. Therefore, alternative laboratory tools are needed to overcome this problem, including a simple digital

imaging based colorimetric analysis tool using a scanner. In order for this alternative tool to be known in the

school environment, socialization is needed, namely by training and simulation. The training method used to

explain the concept of digital imaging-based colorimetric analysis is supported by demonstration examples of

determining the content (concentration) of a substance in the sample. This method is used as training in the

operation of digital imaging techniques by using a scanner to obtain images from the sample. Simulation

method is used to indicate a software application that can be used to change the image of the imaging results

into light intensity (I) then convert to light absorption value (absorbance). It can be concluded that the digital

imaging technique using a scanner can be used as an alternative tool to replace UV-Vis spectrophotometer in

determining the content (concentration) of substances in the sample and as a support for science / Biology /

Chemistry learning in schools. The response of the participants who participated in this activity was very good

and they were motivated to apply it in school.

Keywords: Colorimetric analysis, simple alternative tool, scanner, digital imaging, substance concentration.

Jurnal PEKEMAS Volume 2 Nomor 1 Tahun 2019, Halaman 11

PENDAHULUAN

Di dalam ilmu kimia analitik sering

dibahas mengenai hal – hal yang

berhubungan dengan teori dan praktek dari

metoda – metoda yang dipakai untuk

menetapkan komposisi bahan. Kimia analitik

dapat dibagi menjadi dua bidang analisis

yaitu analisis kualitatif dan analisis

kuantitatif. Analisis kualitatif berhubungan

dengan identifikasi zat – zat yang ada dalam

suatu sampel. Dengan analisis kualitatif kita

dapat mengenali suatu unsur atau senyawa di

dalam suatu sampel. Analisis kuantitatif

berkaitan dengan penetapan berapa banyak

suatu zat terkandung di dalam suatu sampel.

Beberapa teknik analisis kuantitatif yang

umum digunakan di dalam laboratorium

antara lain : analisis gravimetri, titrasi, dan

kolorimetri. Kolorimetri merupakan suatu

teknik analisis kuantitatif untuk sampel

berwarna, yang digunakan untuk menentukan

konsentrasi suatu zat berdasarkan intensitas

cahaya warna larutan [1]. Pesatnya kemajuan

teknologi mendorong ditemukannya

instrumentasi – instrumentasi yang semakin

canggih untuk menyelesaikan suatu analisis

tertentu termasuk dalam analisis kolorimetri.

Alat yang digunakan dalam analisis

kolorimetri diantaranya Spektrofotometer

UV-VIS. Keberadaan alat – alat praktikum

yang canggih cenderung menimbulkan

permasalahan dalam hal pengadaan untuk

kebutuhan laboratoirum khususnya di tingkat

SMA/MA. Di sekolah – sekolah SMA/MA,

alat Spektrofotometer UV-Vis jarang sekali

dimiliki dikarenakan harganya yang relatif

mahal. Dampak yang ditimbulkan adalah

kegiatan praktikum di sekolah SMA/MA

menjadi terbatas padahal kegiatan praktikum

sangat dibutuhkan untuk memberikan

pembuktian terhadap suatu teori tertentu bagi

siswa yang didapatkannya ketika di kelas.

Analisis kolorimetri merupakan salah satu

topik yang menarik untuk dipelajari oleh

siswa SMA/MA. Konsep – konsep yang

dapat dijelaskan dalam analisis kolorimetri,

antara lain : perhitungan stoikiometri, warna

komplementer, reaksi asam – basa, dan

pembentukan senyawa kompleks.

Teknik pencitraan digital dibantu alat

scanner dapat digunakan sebagai alat analisis

kuantitatif yang prinsip pengukurannya sama

dengan spektrofotometer UV-Vis (gambar 1).

Gambar 1. Analisis Kolorimetri dengan alat

Scanner yang dilengkapi dengan

Microplate.

Selain itu, keunggulan dari teknik tersebut,

antara lain jumlah bahan yang digunakan untuk

penelitian lebih sedikit. Penggunaan teknik

pencitraan digital dengan alat scanner ini akan

sangat menunjang pembelajaran

IPA/Kimia/Biologi di sekolah, sekaligus sebagai

sarana peningkatan profesional guru terutama

kompetensi akademik karena guru dituntut untuk

dapat mengikuti perkembangan terkini pada bidang

yang diampunya.

Walaupun teknik pencitraan digital dengan

alat bantu scanner ini sudah mulai dikembangkan,

namun kebanyakan guru – guru IPA/Kimia/Biologi

SMA/MA belum mengetahui secara jelas tentang

teknik pencitraan digital dan bagaimana cara

memanfaatkannya secara optimal. Berdasarkan

fakta di atas, dipandang perlu untuk mengadakan

kegiatan pelatihan penggunaan teknik pencitraan

digital untuk peningkatan pembelajaran

IPA/kimia/biologi di sekolah.

Tujuan diadakannya pengabdian masyarakat

bagi guru IPA/Biologi/Kimia SMA/MA ini adalah:

1. Untuk Memberikan gambaran tentang teknik

pencitraan digital dengan menggunakan

scanner sebagai alat sederhana dalam analisis

kolorimetri

2. Memberikan gambaran tentang manfaat dan

keunggulan dari teknik pencitraan digital dalam

analisis kolorimetri

3. Memberikan gambaran tentang prosedur/cara

kerja teknik pencitraan digital dengan alat

bantu scanner

Jurnal PEKEMAS Volume 2 Nomor 1 Tahun 2019, Halaman 12

4. Memunculkan motivasi untuk

menerapkan teknik pencitraan digital

pada analisis kolorimetri

MASALAH

Guru-guru IPA/Biologi/Kimia di

sekolah SMA/MA cenderung mengalami

banyak kendala dan permasalahan dalam

mengikuti perkembangan teknologi alat

(instrumentasi) modern untuk analisis

kolorimetri. Hal ini dikarenakan karena akses

informasi dan tranportasi yang terbatas.

Kegiatan-kegiatan praktikum yang berbasis

pada penentuan kadar (kandungan) suatu zat

dalam sampel secara analisis kolorimetri

sangat dibutuhkan oleh guru-guru

IPA/Biologi/Kimia. Karena selain sebagai

bagian dari kegiatan praktikum di

laboratorium juga membantu memberikan

informasi ilmiah bagi masyarakat tentang

bahaya atau tidaknya kandungan suatu zat

dalam sampel. Disamping itu, guru-guru

IPA/Biologi/Kimia SMA/MA membutuhkan

materi-materi terbaru dalam penambahan

materi modul praktikum sebagai penunjang

pembelajaran di kelas. Materi kolorimetri

dapat dijadikan materi terbaru dalam kegiatan

praktikum di sekolah-sekolah.

Dalam penentuan kadar zat dalam

sampel secara kolorimetri kebanyakan guru

menggunakan alat khusus untuk penentuan

tersebut, diantaranya dengan menggunakan

alat spektrofotometer UV-Vis. Alat ini relatif

mahal harganya dan tidak semua sekolah

SMA/MA mampu untuk pengadaannya.

Teknik pencitraan digital dengan alat scanner

menjadi alternatif untuk penentuan

kandungan (kadar) zat dalam sampel secara

kolorimetri. Teknik ini merupakan cara yang

relatif baru bagi guru-guru

IPA/Biologi/Kimia SMA/MA dalam kegiatan

praktikum atau peneltian penentuan

kandungan (konsentrasi) suatu zat dalam

sampel. Sehingga guru-guru belum

mengetahui tentang prinsip kerja dan manfaat

teknik pencitraan digital dengan alat scanner

dalam penentuan kandungan (konsentrasi) zat

dalam sampel. Sehingga perlu diadakan

pelatihan penggunaan alat analisis kolorimetri

sederhana dengan teknik pencitraan digital.

METODE

Dalam kegiatan pengabdian masyarakat di

kecamatan Pameungpeuk dan sekitarnya, metode

yang digunakan adalah metode pelatihan dan

simulasi IPTEKS. Metode pelatihan digunakan

untuk menjelaskan konsep analisis kolorimetri

dengan teknik pencitraan digital dalam penentuan

kandungan (konsentrasi) zat dalam sampel yang

didukung dengan demonstrasi contoh penentuan

kandungannya. Di mana diawali dengan pembuatan

larutan baku yang ditetapkan konsentrasinya.

Kemudian dibuat larutan standar. Larutan ini

merupakan larutan yang konsentrasinya dibuat

bervariasi sesuai dengan yang dibutuhkan.

Konsentrasinya bisa dalam bentuk ppm (part per

million) atau persen (%). Setelah pembuatan larutan

standar dibuat maka dilakukan proses scanning

(pemindaian) dengan menggunakan scanner dan

microplate (untuk menyimpan larutan standar dan

sampel). Metode ini dipakai sebagai pelatihan

dalam pengoperasian teknik pencitraan digital

dengan menggunakan alat scanner untuk

mendapatkan gambar (image) dari sampel.

Metode Simulasi IPTEKS digunakan untuk

menunjukkan suatu aplikasi software yang dapat

digunakan untuk merubah gambar (image) hasil

pencitraan larutan standard dan sampel ke dalam

intensitas cahaya (I) kemudian dikonversi ke nilai

serapan cahaya (absorbansi). Kemudian dibuatkan

kurva kalibrasi, yaitu: kurva absorbansi terhadap

konsentrasi zat. Kurva ini (gambar 2) digunakan

sebagai standar pengukuran kandungan

(konsentrasi) zat dalam sampel.

Gambar 2. Kurva absorbansi terhadap berbagai

konsentrasi.

Teknik pengumpulan data dilakukan

dengan cara membuat angket terbuka untuk melihat

seberapa besar informasi tentang teknik pencitraan

digital dengan scanner dalam penentuan kandungan

(konsentrasi) zat dalam sampel secara analisis

kolorimetri. Angket ini terdiri dari 10 butir

y = 0.056x R² = 0.996

0

0.05

0.1

0.15

0 1 2 3

Ab

sorb

ansi

(A

)

Konsentrasi (ppm)

Jurnal PEKEMAS Volume 2 Nomor 1 Tahun 2019, Halaman 13

pertanyaan yang secara keseluruhan berisi

tentang keterlibatan guru dalam kegiatan

praktikum khususnya berkaitan dengan

materi kolorimetri dalam penentuan

kandungan (konsentrasi) zat dalam sampel.

Teknik analisis data dalam kegiatan

pengabdian ini adalah dengan merangkum

jawaban-jawaban dari responden yang

dihasilkan dari angket. Data yang dihasilkan

berupa persentase kecenderungan responden

dalam menjawab setiap butir pertanyaan

angket. Data tersebut menjadi acuan untuk

melihat sejauh mana responsivitas responden

terhadap alat analisis kolorimetri sederhana

berbasis pencitran digital yang menggunakan

scanner dalam penentuan kandungan

(konsentrasi) zat dalam sampel.

Kegiatan pelatihan penggunaan alat

analisis kolorimetri sederhana berbasis

pencitraan digital bertempat di MAN 3

Pameungpeuk Kabupaten Garut. Waktu

pelaksanaannya selama 1 (satu) hari, yaitu:

sabtu, 22 Desember 2018.

PEMBAHASAN

Hasil pencitraan dengan alat scanner dianalisa dengan software ImageJ Version 1.48. Hasil yang diperoleh berupa data intensitas dari 3 komponen warna, yaitu warna merah (R), hijau (G), dan biru (B) untuk setiap larutan standar besi (III) dan sampel. Data intensitas cahaya warna komponen RGB yang dihasilkan kemudian diubah menjadi nilai absorbansi dengan menggunakan persamaan Lambert - Beer :

I

IA 0log . Di mana I = intensitas cahaya

warna aktual hasil pencitraan (Intensitas cahaya komponen warna RGB) dan Io = intensitas cahaya warna yang diserap oleh

pelarut (intensitas cahaya warna larutan

blanko). Kurva kalibrasi dibuat dengan

mengalurkan nilai absorbansi terhadap

konsentrasi. Data hasil pengolahan dengan

cara pencitraan ini akan menghasilkan 3 buah

kurva kalibrasi larutan standar untuk ke tiga

kompoen warna RGB seperti pada Gambar 3.

Gambar 3. Kurva kalibrasi larutan standar besi(III) untuk komponen warna R (garis merah), G (garis hijau), dan B (garis biru).

Berdasarkan hasil pengukuran terhadap

kandungan zat dalam suatu sampel dengan teknik

pencitraan digital menunjukkan bahwa teknik

pencitraan digital dengan alat scanner dapat

digunakan sebagai pilihan alat ukur sederhana

dalam metoda analisis kuantitatif kolorimetri ketika

penggunaaan Spektrofotometer UV-VIS sudah

dianggap mahal. Dengan ditemukannya cara

pengolahan data dengan menggunakan program

ImageJ Version 1.48, diharapkan dapat

menggabungkan cara pengolahan data dalam teknik

pencitraan digital dari beberapa peneliti

sebelumnya yang masih terjadi perbedaan sehingga

akan menjadi lebih sederhana dan mudah serta

hasil yang diperoleh mirip dengan hasil pengukuran

Spektrofotometer UV-VIS. Teknik pencitraan

digital dengan menggunakan alat scanner dapat

juga diaplikasikan di lingkungan sekolah maupun

perguruan tinggi yang belum mampu untuk untuk

membeli alat Spektrofotometer UV-VIS.

Keunggulan dari teknik pencitraan digital

dalam analisis kolorimetri ini, yaitu:

(1) Sampel yang digunakan relatif lebih sedikit

dan lebih hemat. (2) harga pengadaan alat relatif

murah dan terjangkau untuk lingkungan sekolah (3)

prinsip kerja dan pengolahan data lebih sederhana

dibandingkan menggunakan alat Spektrofotometer

UV-Vis.

Kelemahannya adalah dibutuhkan

pemahaman konsep teoritis yang kuat terutama

dalam analisis kolorimetri dan dibutuhkan

kegiatan-kegiatan pelatihan atau workshop tentang

teknik ini secara berulang dan kontinu.

Tingkat kesulitan dalam sosialisasi

penggunaan teknik pencitraan digital ketika

kegiatan pengabdian pada masyarakat diantaranya:

waktu pelaksanaan pelatihan terlalu pendek

sehingga materi tidak dapat tersampaikan secara

y = 0.0561x + 0.0021R² = 0.9961

y = 0.1325x - 0.0037R² = 0.9969

y = 0.0005x - 0.0014R² = 0.0135

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 1 2 3

Ab

sorb

ansi

(A

)

Konsentrasi (ppm)

Jurnal PEKEMAS Volume 2 Nomor 1 Tahun 2019, Halaman 14

menyeluruh sehingga peserta workshop

menjadi tidak sama dalam pemahamannya.

Kegiatan ini diikuti oleh 17 orang

peserta yang terdiri dari 5 orang laki-laki dan

12 orang perempuan. Usia peserta yang

berkisar dari 21 – 30 tahun berjumlah 8

orang, sedangkan yang berusia 31 – 40 tahun

berjumlah 9 orang. Para peserta ini bekerja

sebagai guru SD (1 orang), guru SLTP (3

orang) dan guru SLTA (13 orang) dengan

masa kerja di bawah 5 tahun berjumlah 7

orang, 5 – 10 tahun berjumlah 4 orang dan 10

– 15 tahun berjumlah 6 orang. Berdasarkan

hasil angket dapat diketahui bahwa para

peserta ini sebagian besar (12 orang) belum

pernah mengukur kandungan zat dalam suatu

sampel. Hanya 5 orang yang sudah pernah,

dengan cara titrasi (3 orang), destilasi (1

orang) dan spektrofotometer (1 orang).

Dengan demikian dari seluruh peserta, hanya

1 orang yang pernah menggunakan

spektrofotometer.

Setelah mengikuti sosialisasi melalui

pelatihan dan simulasi penggunaan alat

alternatif pengganti spektrofotometer UV-Vis

ini, semua peserta menyatakan bahwa:

- Mereka mendapatkan tambahan

pengetahuan tentang alat ini.

- Alat alternatif ini memungkinkan

digunakan di sekolah-sekolah, karena

harganya yang murah dan terjangkau.

- Alat alternatif ini memungkinkan

digunakan sampai di pelosok, karena alat

pencitraan sudah banyak, bahkan peserta

didikpun memilikinya.

Dengan demikian secara umum

respon peserta dalam kegiatan ini sangat

baik.

SIMPULAN

Berdasarkan data kandungan zat

dalam suatu sampel hasil pengolahan teknik

pencitraan digital menunjukkan bahwa teknik

pencitraan digital dengan menggunakan

program ImageJ. Version 1.48 dan alat

scanner sebagai media penghasil gambar

digital ternyata dapat digunakan sebagai alat

ukur sederhana dan relatif murah dalam

analisis kuantitatif dengan metoda

kolorimetri. Dimana hasil peneltian

menunjukkan bahwa kandungan

(konsentrasi) besi(III) hasil teknik pencitraan

digital yang relatif sama dengan hasil

Spektrofotometer UV-VIS.

Dampak dan manfaat pelatihan

penggunaan alat analisis kolorimetri

sederhana berbasis pencitraan digital dengan

menggunakan scanner ini adalah membuat para

guru IPA/Biologi/Kimia SMA/MA menjadi lebih

termotivasi dalam melaksanakan kegiatan

praktikum dan penelitian khususnya tentang

penentuan kandungan (konsentrasi) zat dalam suatu

sampel secara kolorimetri

Rekomendasi kegiatan pengabdian kepada

masyarakat selanjutnya adalah penambahan waktu

kegiatan pelatihannya supaya materi dan teknis

analisisnya dapat tersampaikan secara menyeluruh

sehingga akan membuat peserta lebih paham dan

siap pakai.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Harvey, D., 2000. Modern Analytical

Chemistry. First Edition. McGraw – Hill

Companies, Inc, United States of America.

[2] Kohl, K.S., Landmark, D.J., Stickle, F.D.,

2006. Demonstration of Absorbance Using

Digital Color Image Analysis and Colored

Solutions. J. Chem. Educ., 83(4), 644.

[3] Soldat, J.D., Barak, P., Lepore, J.B., 2009.

Microscale Colorimetric Analysis Using a

Desktop Scanner and Automated Digital

Image Analysis. J. Chem. Educ., 86(5), 617.

[4] Day, A.R., Underwood, L.A., 2002. Analisis

Kimia Kuantitatif. Sixth Edition., Erlangga,

Jakarta.

[5] Joko, T., 2010. Unit Produksi dalam Sistem

Penyediaan Air Minum. First Edition. Graha

Ilmu, Yogyakarta. [6] Fessenden, J.R., Fessenden, S.J., 2010. Dasar

– dasar Kimia Organik. First Edition., Binarupa Aksara Publisher, Ciputat – Tangerang.