Prosiding Seminar Nasional Teknologi dan Ap/ikasi Reaktor NuklirPRSG Tahun 2016

ISBN 976-602-6423-00·9

KALffiRASI DAN LIMIT DETEKSI KROMATOGRAFI GAS AGILENT 7890A

Neneng Laksminingpuri da!1NurfadhliniPusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, Email: laksmini@batan.go.id

ABSTRAKKALffiRASI DAN LIMIT DETEKSI KROMA TOGRAFI GAS AGILENT 7890A. Telah

dilakukan kalibrasi dan penentuan limit deteksi (LD) dari alat kromatografi gas Agilent 7890A menggunakangas standar primer kedalam system inlet sample pada tekanan yang sarna dalam beberapa kali ulangan. Nilaihasil pengulruran. dibandingkan terhadap nilai sertifikat standar primer. Tujuan dad pengujian ini adalahuntuk mengetahui unjuk kerja alat serta limit deteksinya. Hasil pengukuran gas-gas standar primerdibandingkan terhadap nilai sertifikat menunjukkan bahwa untuk gas hidroge~ nitroge~ oksigen dan metanakesalahan (error) berada di bawah 5%, sedangkanuntuk gas argon berada di atas 5%, kesalahan maksimumyang diijinkan sebesar 10%, sehingga dapat dikatakan bahwa alat kromatografi gas Agilent 7890 A dalamkeadaan stabil.

Kata kunci :kalibrasi, limit deteksi, kromatografi gas

ABSTRACTCALIBRATION AND DETECTION LIMIT OF GAS CHROMATOGRAPHY AGILENT 7890A.

Calibration and detection limit of gas chromatography Agilent 7890A had been carried out using mixturegas primary standard Calibration and detection limit of measurement were conducted by filling gasstandard to the inlet sample system repeatedly at the same pressure. The valueof measurement was beingcompared to certificate value. The aim of this experiment is to know the performance and detection limit ofgas chromatography Agilent 7890A. The comparis()n result between primary gases standard measurementand certificate value showed that measurement error for hydrogen, nitrogen, oxygen, and methane gases areless than 5 %, while for helium and argon more than 5%, maximum error that allowed is J 0 %, so we canconclude that the instrument is still stable or in a good condition.

Keywords: caBbration, detection limit, chromatography gas

PENDAHULUAN

Kromatografi adalah teknik pemisahancampuran didasarkan atas perbedaan distribusi darikomponen-komponen campuran tersebut diantaradua rase, yaitu fase diam (stationary phase) dan fasegerak (mobile phase). Jika fase gerak berupa cairanmaka disebut kromatografi cair (liquid

chromatography) dan jika fase gerak berupa ~asdisebut kromatografi gas (gas chromatography) 1].

Berbagai kegiatan penelitian telahdilakukan di kelompok Hidrologi dan Panas Bumi,salah satunya adalah penelitian dalam bidang panasbumi yang menggunakan alat kromatografi gasagilem 7890A dalam analisis sampelnya.Kromatografi gas agilent 7890A merupakankromatografi gas yang customized, karena alat inidirancang untuk menganalisis sampel dalam bentukgas, sehingga injection portnya diganti menjadisystem vakum yang dilengkapi dengan vacuumgauge untuk mengukur tekanan gas, sertakonfigurasi kolom yang khusus. Alat inimenggunakan dua gas pengemban yang berjalansecara bersam~ dua buah detektor TCD, 3 jenis

kolom yaitu kolom Molecular Sieve 5A, Haye Sep Adan Haye Sep T. Kolom Molecular Sieve 5A danHaye Sep A berfungsi sebagai kolom analisis,sedangkan kolom Haye Sep T sebagai kolompelindung. Disamping itu alat ini memiliki 2 valveyang terdiri dari masing-masing 10 port, systempengolah data dan perekam (printer). Alat iniumumnya digunakan untuk mengukur gas-gas yangberasal dari lapangan panas bumi. Data yangdihasilkan dad alat ini dapat digunakan untukmenentukan potensi ataupun temperatur dad sumurpanas bumi (geothermometer gas). Hasil keluarandata yang diperoleh berupa persenpeak area[2J.Untukmendapatkan data hasil analisis maka alat harnsdalam keadaan baik dalam menganalisis suatusampel. Oleh karena itu, untuk mengetahuikelaikannya dilakukan kalibrasi dan batas dcteksiuntuk masing-masing gas standar.

Kalibrasi merupakan proses verifikasibahwa suatu akurasi alat ukur sesuai denganrancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan denganmembandingkan suatu standar yang terhubungdengan standar nasional maupun internasional danbahan-bahan acuan tersertifikasi[3J. Kalibrasi

terhadap standar gas campuran primer (primary mix

153

Kalibrasi clan Umit Deteksi...(Neneng L. dkk)

Bahan

BAHAN DAN METODE

BASIL DAN PEMBAHASAN

Bahan dan alat yang digunakan dalampenelitian ini adalah standar campuran gas primer(primary mixed gas sicmdard), pompa vakum,vacuum gauge dan kromatografi gas Agilent 7890A.Metode

Kalibrasi dilakukan dengan menggunakangas campuran standar primer yang terdiri daricampuran gas helium, hidrogen, nitrogen, argon danmetana dengan ko;;;posisi tertentu. Pengukurandilakukan dengan cara mengisikan sampel daritangki utama ke dalam system inlet sample sebanyak0,5 bar kurang lebih selama 1 menit, kemudiandilakukan injeksi sampel pada tekanan gas yangsarna sekurang-kurangnya dilakukan sebanyak 10kali ulangan, kemudian dihitung standar deviasi danlimit deteksi masing-masing ga:..

gas standard) yang terdiridari gas-gas He, H2, N2, Pada kegiatan industry dan penelitianO2, Ardan C~ dilakukan dengan cara peranan kalibrasi merupakan salah satu tolok ukurmenginjeksikan standar gas tersebut pada tekanan jaminan mutu suatu produk/penelitian, sehinggagas yang sarna secara berulang, dan data hasil semua alat ukur (instrumentasi) dan bahan ukurpengukuran kemudian ditentukanstandardeviasi, harus dilakukan kalibrasi secara periodik, sesuainilai kesalahan (error) terhadap standar gas sert~ dengan persyaratan stan4ar atau spesifikasi teknisnilai limit deteksinyal41. yang berlaku. Demikian pula dengan alat -yang

Tujuan dar ipenelitian ini adalah untuk dipakai dalam penelitian di bidang Hidrologi danmengetahui performa alat guna memenuhi - Panas bumi yang menggunakan kromatografi gassistemmutu ISOIIEC 17025:2005[4,51. Agilent 7890A. Seperti diketahui tujuan kalibrasi

adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran.Sl;dangkan :nanfaat kalibrasi adalah untukmendukungs istem mutu yang diterapkan di berbagaiindustry pada peralatan laboratorium dan produksiyang dimiliki serta tIapat diketahui seberapajau~­perbedaan (penyimpangan) antara nilai benar -dengannilai yang ditunjukkan oleh alat ukur.

Dari data hasil'. kalibrasi standar gascampuran seperti pada Tabel 1, dapat dilihat bahwapersen peak area untuk semua standar gasrelatifstabil. Berdasarkan data yang tercantumdal2.mTabel 1, kemudian dibuat grafik kestabilanalat dan iterasinya untuk melihat sejauhmanakestabi!an alat, grafik kestabilan alat tertera padaGambar 1. Dari Gambar 1 tersebut, dapat dikatakanbahwa alat dalam keadaan stabil walaupun adasedikit tluktuasi penurunan nilai persentase dipengulangan ke 10 untuk gas oksigen, halinikemungkinan dapat disebabkan adanya pengotordulam kolom sehingga menyebabkan nilaioksigennya me"urun. Untuk Iilengatasi ha! t~rsebutdapat dilakukan pengaliran (flushing) gas carrierkedalam kolom terlebih dahulu beberapa saat agargaG-gas pengotor terdorong ke atmosfer.

Tabell. Basil pengukuran standar gas campuran

-- Persen (%)standar gas campuran

No.HeH2N2O2ArC~)-.:...1

I

2,01010,05183,3241,0490,592=----3,015100- ;'

22,19810,01083,3910,9530,4222,9841001OC

32,1369,91283,3701,0460,5642,972100

42,1499,96583,0751,0840,5803,147100

52,1299,97083,4740,9780,4722,977100

62,0929,90483,1671,0700,5983,169100

72,1039,94183,1031,0640,5843,20'i100

82,1209,99983,1251,0570,5663,133100

92,12110,00383,2391,0870,5942,957100

102,14010,04583,4300,960.0,4552,970

Rerata2,1209,98083,2701,0350,5433,053

SDev0,0980,0510,1470,0510,0660,098

154

Prosiding Seminar Nasional Teknologi dan Aplikasi Reaktor NuklirPRSG Tahun 2016

-+-~lHe

-+-H2

--:2 I-+-CH4

__ N2

Gambar 1. Grafik kestabilan kromatografi gas

Tabel 2.NilaikesalahllD (error) gas standar

Gas PengukuranSertifikaErrorstandar

(%)t(%)(%)He

2,122,015,40H2

9,9810,000,20N2

83,2783,490,26O2

1,031,003,00Ar

0,540,508,00C~

3,053,001,66

Berdasarkan data yang tertera pda Tabel 2,rerata masing-masing gas standar kemuJiandibandingkan terhadap nilai komposisi gas standarprimer yang tertera pada sertifikat dan dihitungberapa besar kesalahannya (error).Rerata untuk gasstandar helium hasil pengukuran sebesar 2,12 %sedangkan nilai gas helium yang tercantum padasertifikat adalah 2,01 %, sehingga didapatkan nilaikesalahan (error) sebesar 5,47 %. Untuk gas standarhidrogen rerata hasil pengukuran sebesar 9,98 % dannilai yang tertera pada sertifikat 10,00 % dandidapatkan nilai kesalahan sebesar 0,20 %. Untukgas standar nitrogen rerata hasil pengukuran sebesar83,27 % dan nilai sertifikat 83,49 %, kesalahan yangdiperoleh sebesar 0,26 %. Untuk standar gas oksigenhasH pengukuran sebesar 1,03 %, nilai sertifikat 1,00%, kesalahan yang didapat untuk oksigen sebesar3,00 %. Rerata untuk gas standar argon hasilpengukuran sebesar 0,54 % dan nilai ada sertifikatadalah 0,50 %, sehingga kesalahan yang didapatsebesar 8,00 %, hal ini kemungkinan disebabkannilai standar argon yang terlalu kecil sehingga jikate*di selisih nilai terhadap standar makamenghasilkan nilai error yang ~ukup signifikan,untuk mengatasi hat tersebut perlu dilakukanpengulangan data lebih dari 10 kali ulangan. Nilaiuotuk gas standar metana rerata hasil pengukurandidapatkan sebesar 3,05 %, nilai yang tercantum

ISBN 976-{j02-6423"()()-9

pada sertifikat sebesar 3,00 % sehingga didapatkankesalahan sebesar 1,66 %.Meskipun demikian nilai­nilai error gas-gas standar tersebut masih beradadalam batas error yang diijinkan sebesar 10 % [6].

Hal-hal yang dapat menyebabkan kesalahandalam hasil pengukuran kemungkinan diakibatkanoleh adanya kebocoran dalam system inlet yang sulituntuk dideteksi dikarenakan banyaknya sambunganpipa koneksi, ketidakstabilan aliran listrik pada saatdilakukan analisis, pembacaan tekanan yang kurangtepat karena alat pengukur tekanan (vacuum gauge)penunjuknya bempa jarum dengJ\D skala yang bcsar(Ratnasari dkk, diunduh tgl21 September 2016].

Limit Deteksi

Penentuan limit deteksi alat untuk gas-gasstandar campuran dilakukan dengan caramenginjeksikan gas standar campuran dengantekanan yang sarna secara berulang bersamaandengan pengukuran kalibrasi. Hasil pengukuranmasing-masing gas standar kemudian dihitungberdasarkan noise dan areanya menggunakan rumus

(1)Hasil penentuan limit deteksi untuk masing-masinggas standar tertera pada Tabel 3.

Tabel 3. Limit deteksi gas staildar

Gas standar Limit Deteksi(YO)He

4,69 x 10-3

H2

4,11 X 10-=T

N2

0,397O2

0,355Ar

0,333

I

C~6,48 X 103

Berdasarkan hasil perhitungan, makadiperoleh nilai limit deteksi untuk masing-masinggas seperti yang tercanturr. pada Tabel 3.Nilai limitdeteksi tersebut menunjukkan nilai batas minimumkonsentrasi untuk masing-masing gas standar .

Pengukuransampel gas panasbumiUntuk mengetahui kehandalan a!at

kromatografi gas Agilent 7890A ini, maka dilakukaupengukuran sampel gas yang berasal dari lapanganpanas bumi Ulubelu dan Ciwidey. Hasil pengukuransampel gas panas bumi tertera pada Tabel4.

155

KB/ibrasi dan Umit Deteksi ...(Neneng L, dkk)

Tabel4. Data Pengukunm Sampel Gas Ulubelu dan Ciwidey

No. KodeSampel Gas (%)

He

HzNzOzArCHt

I

UBL-020.915.1484.260.330.828.54

2UBL-03

0.188.1986.910.320.553.863

UBL-16 0.096.6489.850.290.732.394

UBL-150.126.6789.040.330.743.11

5UBL-07

0.083.9383.340.371.0411.516

UBL-050.092.9086.900.351.098.68

7

CW-OI ttd46.11

50.060.310.213.08

Berdasarkan hasil pengukuran sampel gaspadaTabel 4, terlihat bahwa sampel yang berasaldari lapangan panas bumi Ulubelu mempunyaikandungan gas-gas yang cukup besar sehingga dapatterukur oleh alat kromatografi gas, sedangkansampel gas helium (He) yang berasal dad lapanganpanas bumi Ciwidey tidak dapat terdeteksi, hal inimenandakan bahwa konsentrasi gas He berada dibawah limit deteksi alat. Dalam system panas bumigas-gas muiia (He, Ar, Ne, Kr danXe) merupakangas minor (trace gas). Konsentrasi gas total dalamuap panas bum; bervariasi antara 0, 1-10010volume(8).

-KESIMPUIAN

Berdasarkan data hasil kalibrasi dan

pengukuran limit deteksi yang diperoleh, maka dapatdisimpulkan bahwa alat kromatogra..fi Agilent 7890dapat dinyatakan stabil, sehingga dapat digunakanuntuk pengukuran sampel-sampel gas dalammenunjang penelitian di bidang hidrologi dan panasbumi.

DAFfAR PUSTAKA

I. CHRISTIAN GARY D., (1977), AnalyticalChemistry, 2nd edition, John Wiley &Sons, New York, 151-164

2. Manual Gas Chromatography Agilent7890A, (2011).

3. YANBEI ZHU, TAKAYOSHI K.,TOMORO N., KAZUMI I., KOICHI C.,(2012), Profiency test in Japan for TheElements in Tea-Leaf Powder, Trends inAnalytical Chemistry, Vo1.34.

4. ADVENTINI, N., KUSMARTINI, I.,SYAHFITRI, W.Y.N., KURNIAWATI S.,(2015), Evaluasi Kalibrasi InternalMikropipet Volumetrik SebagaiImplementasi Jaminan Mutu Laboratorium

156

Pengujian, (Prosiding Seminar NasionalSains dan n.knologi Nuklir 2015, 3Desember 2015), Pusat sains dan TeknologiNuklir dan Terapan Badan Tenaga NuklirNasional, Bandung (394-401).

5. YOHANESSUSANTO, (2014), "EstimasiKetidak pastian dalam pengukuran/pengujian kimia",http://www.kimia.lipi.go.idlwp·content/uploads/20 I 0/05/estimasi­ketidakpastian-salito,pdf, diaksesll Juli2016.

6. ERACHEM, The Fitness for purpose ofAnalytical Methods, (2014)www.erachem.org/index.php/publications/guides/mp

7. RATNASARI, D., PRIMAHARINASTITI,R., NASUTIONS, N.E., (2012),ValidasiMetode Kromatografi Gas-SpektrometriMassa untuk Analisis Residu PestisidaTriadsimefon dalam Kubis, Jurnal BerkalaIlmiah Kimia rarma~i, Vol. I, No. I.

8. PRASETIO, R., Tesis Pasca Sarjana ,Jurusan Kimia, Universitas Indonesia,Indonesia (2008).