TUGAS MATA KULIAH KROMATOGRAFI

MUHAMMAD SONNY SANNDY 0904015165 SEMESTER/KELAS V D (5 D)

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF.DR.HAMKA JAKARTA

0

I.

PENDAHULUAN

Pada tahun 1952, james dan martin menciptakan suatu bentuk kromatografi yang menggunakan gas sebagai fasa gerak. Terjadinya pemisahan disini, selain didasarkan pada interaksi komponen dengan fasa diam, juga bergantung dari perbedaan titik didih komponen-komponen yang akan dipisahkan. Tetapi tidak semua campuran komponen dapat dipisahkan dengan kromatografi gas, terutama apabila komponen tersebut mempunyai titik didih yang terlalu tinggi sehingga sukar untuk menguap atau jika komponen mengurai pada suhu yang relatif tinggi. Kromatografi gas merupakan metoda secara fisika kimia, yang digunakan untuk senyawa-senyawa yang volatil. Pada cara ini komponen-komponen campuran mengalami partisi antara fasa gerak dan fasa diam. Kromatografi gas-padat adalah kromatografi gas yang fasa gerak gas murni, sedangkan sebagai fasa diam bisa berupa padatan (gas solid chromatography). Untuk kromatografi gas-cair, fase geraknya juga gas murni tetapi fasa diam berupa cairan (gas liquid chromatography ; GLC). Apabila konsentrasi masing-masing komponen didalam fasa gerak dialurkan terhadap banyaknya fasa gerak (ml) yang dibutuhkan untuk membawa keluar setiap komponen dari kolom, maka akan diperoleh kurva yang disebut kromatogram. Contoh kromatogram

1

Waktu retensi (tR) adalah perbedaan waktu antara penyuntikan komponen sampel dengan puncak maksimum yang tercatat pada kromatogram. Volume retensi (vR) adalah produk dari waktu retensi dan kecepatan aliran gas pengemban. Umumnya, waktu retensi yang sudah disetel(tR) dan volume retensi yang sudah disetel (vR), dan retensi relatif (T A/B) digunakan untuk analisis kualitatif. Waktu retensi atau volume retensi yang sudah disetel adalah perbedaan antara waktu retensi atau volume retensi dari sampel dengan suatu komponen yang inert, biasanya udara. Retensi relatif adalah rasio dari waktu retensi atau volume retensi yang disetel dari standar dengan waktu retensi atau volume retensi yang disetel dari komponen sampel. Prinsip kromatografi gas hampir sama dengan prinsip kromatografi kolom. Terdapat tiga aspek yang membedakan antara keduanya, yaitu : 1. Pada kromatografi kolom, fasa geraknya adalah cairan dan fasa diamnya dapat berupa zat cair atapun zat padat, sedangkan pada kromatografi gas fasa geraknya adalah gas dan fasa diamnya adalah adsorben padat. 2. Kelarutan komponen di fasa gerak hanya merupakan fungsi dari tekanan uapnya saja. 3. Temperatur sistem dapat dikontrol. Mekanisme kerja kromatografi gas adalah sebagai berikut : gas bertekanan tinggi dialirkan ke dalam kolom yang berisi fasa diam, kemudian cuplikan diinjeksikan ke dalam aliran gas dan ikut terbawa oleh gas ke dalam kolom. Di dalam kolom akan2

terjadi proses pemisahan cuplikan menjadi komponen-komponen penyusunnya. Komponen-komponen tersebut satu per satu akan keluar kolom dan mencapai detektor yang diletakkan di ujung akhir kolom. Hasil pendeteksian direkam oleh rekorder dan dikenal sebagai kromatogram. Jumlah peak pada kromatogram

menyatakan jumlah komponen yang terdapat dalam cuplikan dan kuantitas suatu komponen ditentukan berdasarkan luas peaknya. Umumnya metode kromatografi diklasifikasikan atas jenis fasa yang digunakan dan sebagian berdasarkan mekanisme pemisahannya, salah satunya adalah kromatografi gas. Kromatografi Gas adalah metode kromatografi pertama yang dikembangkan pada jaman instrument dan elektronika yang telah merevolusikan keilmuan selama lebih dari 30 tahun. Kromatografi gas merupakan alat analitik yang telah lama populer dan merupakan enis yang umum digunakan dalam analisis kromatografi kimia untuk memisahkan dan menganalisis senyawa yang dapat menguap tanpa dekomposisi. Khas penggunaan GC termasuk pengujian kemurnian zat tertentu, atau memisahkan komponen yang berbeda dari campuran (jumlah relatif komponen tersebut juga dapat ditentukan). Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi suatu senyawa. Dalam persiapan kromatografi, GC dapat digunakan untuk mempersiapkan senyawa murni dari campuran.. Alat ini biasanya digunakan untuk analisa campuran senyawa organik menjadi komponenkomponennya. Sekarang GC dipakai secara rutin di sebagian besar laboratorium industri dan perguruan inggi. GC dapat dipakai untuk setiap campuran yang komponennya mempunyai tekanan uap yang berarti pada suhu yang dipakai untuk pemisahan. Tekanan uap atau keatsirian memungkinkan komponen menguap dan bergerak bersama-sama dengan fase gerak yang berupa gas. Pada kromatografi cair pembatasan yang bersesuaian ialah komponen cairan harus mempunyai kelarutan yang berarti di dalam fase gerak yang berupa cairan. Secara sepintas tampaknya pembatasan tekanan uap pada kromatografi gas lebih serius daripada pembatasan kelarutan pada kromatografi cair, secara keseluruhan memang demikian. Akan tetapi, jika kita ingat bahwa suhu 4000C dapat dipakai pada kromatografi gas dan bahwa kromatografi dilakukan secara cepat untuk meminimumkan penguraian, pembatasan itu menjadi

3

tidak begitu perlu. Disamping itu, pada GC senyawa yang tak atsiri sering dapat diubah menjadi turunan yang lebih atsiri dan lebih stabil sebelum kromatografi. Dalam kromatografi gas, Fase yang bergerak (mobile phase) adalah sebuah operatir gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reaktif seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (aerograph, gas pemisah). Zat yang dipisahkan dilewatkan dalam kolom yang diisi dengan fasa tidak bergerak yang terdiri dari bahan halus yang cocok. Gas pembawa mengalir melalui kolom dengan kecepatan tetap, memisahkan zat dalam gas atau cairan ataupun dalam keadaan normal. Cara ini digunakan untuk percobaan identifikasi dan kemurnian atau untuk penetapan kadar.

Kromatografi gas merupakan metode yang tepat dan cepat untuk memisahkan campuran yang sangat rumit. Waktu yang dibutuhkan beragam, mulai dari beberapa detik untuk campuran sederhana sampai berjam-jam untuk campuran yang mengandung 500-1000 komponen. Komponen campuran dapat diidentifikasikan dengan menggunakan waktu tambat (waktu retensi) yang khas pada kondisi yang tepat. Waktu tambat ialah waktu yang menunjukkan berapa lama suatu senyawa tertahan dalam kolom. waktu tambat diukur dari jejak pencatat pada kromatogram dan serupa dengan volume tambat dalam KCKT ( kromatografi cair kinerja tinggi ) dan Rf dalam KLT ( kromatografi lapisan tipis ). Dengan kalibrasi yang patut, banyaknya (kuantitas) komponen campuran dapat pula diukur secara teliti.

Pada prinsipnya kromatografi gas digunakan untuk semua zat yang berbentuk gas atau dapat menguap tanpa penguraian. Kromatografi gas juga bisa digunakan pada pemisahan alkaloid, senyawa aktif sintetik, gula, lemak, steroid, asam amino, bahkan senyawa polimer yang bisa digunakan kromatografi gas.

4

II.

PERALATAN / KOMPONEN KROMATOGRAFI GAS

Sistem peralatan dari kromatografi gas terdiri dari 7 bagian utama diantaranya 1. Tabung gas pembawa 2. pengontrolan aliran dan regulator tekanan 3. injection port (tempat injeksi cuplikan) 4. kolom 5. detektor 6. rekorder (pencatat) 7. sistem termostat untuk (3), (4), (5)

Cara pemisahan dari sistem ini sangat sederhana sekali, cuplikan yang akan dipisahkan diinjeksikan kedalam injektor, aliran gas pembawa yang inert akan membawa uap cuplikan kedalam kolom. Kolom akan memisahkan komponenkomponen cuplikan tersebut. Komponen-komponen yang telah terpisah tadi dapat dideteksi oleh detektor sehingga memberikan sinyal yang kemudian dicatat pada rekorder dan berupa puncak-puncak (kromatogram).

5

1. Gas Pembawa Gas pembawa ditempatkan dalam tabung bertekanan tinggi. Untuk memperkecil tekanan tersebut agar memenuhi kondisi pemisahan maka digunakan drager yang dapat mengurangi tekanan dan mengalirkan gas dengan laju tetap. Aliran gas akan mengelusi komponenkomponen dengan waktu yang karaterisitik terhadap komponen tersebut (waktu retensi). Karena kecepatan gas tetap maka komponen juga mempunyai volume yang karateristik untuk gas pembawa (volume retensi). Adapun persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi oleh gas pembawa adalah : 1. inert, agar tidak terjadi interaksi dengan pelarut. 2. murni, mudah didapat dan murah harganya. 3. dapat mengurangi difusi dari gas 4. cocok untuk detektor yang digunakan.

2. Tempat Injeksi Sebelum memasuki kolom maka ia harus dirubah menjadi uap dan ini dilakukan pada tempat injeksi. Suhu pada tempat injeksi ini haruslah 50 C diatas titik didih tertinggi yang0

ada dalam campuran cuplikan dan tidak boleh terlalu tinggi karena kemungkinan dapat mengurai senyawa yang akan dianalisa.

0

3. Kolom Ada 2 jenis kolom yang digunakan dalam kromatografi gas secara umum, yaitu kolom jejal (packed columns) dan kolom tubuler terbuka (open tubulas columns). kolom jejal (packed columns) adalah kolom metal atau gelas yang diisi bahan pengepak terdiri dari penunjang padatan yang dilapisi fase cair yang tidak menguap (untuk kromatografi gaspadatan). Kolom tubuler terbuka sangat berbeda dengan kolom jejal, yaitu gas yang mengalir sepanjang kolom tidak mengalami hambatan, karena kolomnya merupakan tabung tanpa bahan pengisi. Kolom jejal umumnya mempunyai panjang yang berkisar antara 0,7 sampai 2 meter, sedangkan kolom tubuler terbuka dapat mempunyai panjang dari 30 sampai 300 meter. Kolom yang panjang ini biasanya dibuat dalam bentuk melilit bergulung seperti spiral. Kemampuan memisahkan komponen per meter kolom pada kolom tubuler terbuka tidak jauh berbeda dengan pemisahan pada kolom jejal. Meskipun demikian, penggunaan kolom yang sangat panjang bersama-sama dengan waktu analisis yang relatif cepat merupakan alat penolong yang berharga bagi para ahli kimia untuk dapat memisahkan komponen-komponen yang perbedaannya kecil didalam sifat-sifat fisiknya. Ada 2 jenis kolom tubuler terbuka, yaitu WCOT (Wall Coated Open Tubular Columns) dan SCOT (Support Coated Open Tubular Columns). Tabel : Struktur fasa diam dan sifatnya Struktur Fasa Diam Sifat Rtx/MXT-1 100% polysiloxane Stable to 360C Polarity: non-polar Uses: solvents, petroleum products, pharmaceutical dimethyl

samples, waxes

1

tx/MXT-1301, Rtx/MXT-624 6% cyanopropylphenyl 94% dimethyl polysiloxane Stable to 280C Polarity: slightly polar Uses: volatile compounds, insecticides, solvents in pharmaceutical products Rtx/MXT/XTI-5 5% diphenyl 95% residue

dimethyl Polysiloxane Stable to 360C Polarity: non-polar Uses: flavors, environmental samples, hydrocarbons Rtx/MXT-35 35% diphenyl 65% aromatic

dimethyl Polysiloxane

2

Stable to 300C Polarity: polar Uses: pesticides, Aroclors, amines, nitrogen herbicides Rtx/MXT-20 20% diphenyl 80% containing intermediately

dimethyl Polysiloxane Stable to 310C Polarity: slightly polar Uses: volatile compounds, alcohols Rtx/MXT-50 50% phenyl - 50% methyl Polysiloxane Stable to 340C Polarity: polar Uses: triglycerides, phthalate esters, steroids, phenols intermediately

3

Rtx/MXT-1701 14% cyanopropylphenyl 86% dimethyl polysiloxane Stable to 280C Polarity: polar Uses: pesticides, Aroclors, alcohols, oxygenates Rtx/MXT-200 trifluoropropylmethyl polysiloxane Stable to 360C Polarity: selective for lone pair Electrons Uses: environmental samples, solvents, ketones, alcohols Rtx/MXT-65TG 65% diphenyl 35% Freons ,drugs, intermediately

dimethyl Polysiloxane

4

Stable to 370C Polarity: polar Uses: triglycerides, acids, free fatty acids Rtx-2330 90% biscyanopropyl - 10% cyanopropylphenyl polysiloxane Stable to 275C Polarity: very polar Uses: FAMEs, and dioxin isomers, rosin acids Stabilwax/MXT-WAX Carbowax PEG Stable to 250C Polarity: polar Uses: FAMEs, acids, amines, solvents, xylene isomers flavors, cis/trans rosin intermediately

5

Rtx-225 50% cyanopropylphenyl 50% phenylmethyl polysiloxane Stable to 260C Polarity: polar Uses: FAMEs, carbohydrates (www.resteek.com)

Ada dua tipe kolom yang biasa digunakan dalam kromatografi gas, yaitu kolom pak (packed column) dan kolom terbuka (open tubular column). Kolom pak (packed column) Kolom pak terbuat dari stainless steel atau gelas Pyrex. Gelas Pyrex digunakan jika cuplikan yang akan dipisahkan bersifat labil secara termal. Diameter kolom pak berkisar antara 3 6 mm dengan panjang 1 5 m. kolom diisi dengan zat padat halus sebagai zat pendukung dan fasa diam berupa zat cair kental yang melekat pada zat pendukung. Kolom pak dapat menampung jumlah cuplikan yang banyak sehingga disukai untuk tujuan preparatif. Kolom yang terbuat dari stainless steel biasa dicuci dengan HCl terlarut, kemudian ditambah dengan air diikuti dengan methanol, aseton, metilen diklorida dan n-heksana. Proses pencucian ini untuk menghilangkan karat dan noda yang berasal dari agen pelumas yang digunakan saat membuat kolom. Kolom pak diisi dengan 5% polyethylene glycol adipate dengan efisiensi kolom sebesar 40,000 theoretical plates.

6

Gambar Kolom pak Kolom terbuka (open tubular column) Kolom terbuka terbuat dari stainless steel atau quartz. Berdiameter antara 0,1 0,7 mm dengan panjang berkisar antara 15 - 100 m. semakin panjang kolom maka akan efisiensinya semakin besar dan perbedaan waktu retensi antara komponen satu dengan komponen lain semakin besar dan akan meningkatkan selektivitas. Penggunaan kolom terbuka memberikan resolusi yang lebih tinggi daripada kolom pak. Tidak seperti pada kolom pak, pada kolom terbuka fasa geraknya tidak mengalami hambatan ketika melewati kolom sehingga waktu analisis menggunakan kolom ini lebih singkat daripada jika menggunakan kolom pak. Jenis-jenis kolom terbuka : Wall Coated Open Tubular Column (WCOT) Fasa diamnya berupa cairan kental dilapiskan secara merata pada dinding dalam kolom. Support Coated Open Tubular Column (SCOT) Partikel zat pendukung (silica atau aluminium) ditempelkan pada dinding dalam kolom. Adsorben ini dilapisi oleh cairan kental sebagai fasa diam untuk meningkatkan luas permukaan yang nantinya akan memungkinkan untuk menampung volum cuplikan yang lebih banyak. Jenis ini cocok untuk memisahkan zat dengan konsentrasi yang sangat kecil. Kolom ini menghasilkan resolusi yang tinggi.

7

Porous Layer Open Tubular Column (PLOT) Partikel zat padat yang ditempelkan pada dinding kolom bertindak sebagai fasa diam.

Gambar Jenis-jenis kolom terbuka 4. Detektor Detektor dapat menunjukan adanya sejumlah komponen didalam aliran gas pembawa serta sejumlah dari komponen-komponen tersebut. Detektor yang diinginkan adalah detektor yang mempunyai sensitifitas yang tinggi, noisenya rendah, responnya linear, dapat memberikan respon dengan setiap senyawa, tidak sensitif terhadap perubahan temperatur dan kecepatan aliran dan juga tidak mahal harganya. Macam-macam detektor : Detektor Konduktifitas Termal ( Katherometer) Detektor ini paling banyak digunakan untuk analisis mikrogram. Detektor ini menggunakan serabut logam yang dipanaskan untuk mendeteksi perubahan konduktivitas termal dari aliran gas pembawa. Dua pasang serabut tersusun dalam rangkaian jembatan Wheatstone. Kedua serabut dalam ruas yang berseberangan dan jembatan itu dilalui oleh gas pembawa murni, sementara kedua serabut lain dilalui oleh efluen yang berasal dari kolom kromatografi. Bila hanya gas pembawa yang melewati dua serabut tersebut, maka jembatan akan seimbang. Namun bila ada komponen cuplikan dalam gas pembawa maka jembatan akan tidak seimbang lagi. Jarak ketidakseimbangan ini adalah ukuran dari konsentrasi komponen yang telah terpisahkan.

8

Gambar Detektor konduktifitas termal Detektor Pengionan Nyala (Foto Ionize Detektor) Prinsip detektor ini adalah efluen yang keluar dari kolom dicampur dengan hidrogen dan dibakar di udara dan menghasilkan radikal CH yang selanjutnya menghasilkan ion CHO+ dalam nyala hidrogen udara. (kimia pemisahan) CHO + O CHO+ + eCHO+ ini bergerak ke katoda di atas nyala. Arus yang mengalir di antara katoda dan anoda diukur oleh detektor dan diterjemahkan sebagai sinyal oleh rekorder. Detektor ini jauh lebih peka dibanding detektor konduktivitas termal apalagi jika digunakan nitrogen sebagai gas pembawa.

Gambar Detektor pengionan nyala

9

Detektor Penangkapan Elektron (Electron Capture Detector) Detektor ini memanfaatkan fenomena rekombinasi yang didasarkan pada

penangkapan elektron oleh senyawa yang berafinitas terhadap elektron bebas. Jadi, detektor ini mengukur berkurangnya arus listrik. Gas pembawa yang dapat digunakan adalah nitrogen kering atau 5% metana dalam argon. Dapat juga menambahkan nitrogen bila H2 atau He digunakan sebagai carrier gas. Detektor ini peka terhadap senyawa yang mengandung halogen, karbonil terkonjugasi, nitro, nitril dan organologam. Akan tetapi, detektor ini tidak peka terhadap hidrokarbon, alkohol dan keton.

Gambar Detektor Penangkapan elektron Detektor Fotometri Nyala Detektor ini merupakan fotometer emisi optik yang berfungsi untuk mendeteksi senyawa-senyawa yang mengandung fosfor atau belerang seperti pestisida dalam polutan udara. Solut yang telah terpisahkan dari campurannya memasuki nyala hidrogen di udara. Fosfor dan belerang tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi lalu melepaskan energi dalam bentuk cahaya. Cahaya ini dapat diisolasi dengan filter dan dideteksi dengan tabung fotomultifier. Detektor Nyala Alkali Detektor nyala alkali merupakan modifikasi dari FID yang selektif terhadap fosfor dan nitrogen. Detektor ini digunakan dalam analisis obat-obatan. Gas pembawa yang digunakan adalah nitrogen, hidrogen dan helium untuk cuplikan yang mengandung fosfor. Nitrogen tidak dapat digunakan untuk menganalisis cuplikan yang mengandung nitrogen.10

Ion yang dihasilkan ketika unsur yang berkontak dengan gelas yang mengandung Rb2SO4 pada ujung pembakar membentuk arus yang dapat diukur.

Gambar Detektor nyala alkali Detektor Spektroskopi Massa Spektrometer massa disambungkan dengan keluaran GC. Ketika gas solut memasuki spektrometer massa maka molekul senyawa organik ditembaki dengan elektron berenergi tinggi. Molekul tersebut pecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dan terdeteksi berdasarkan massanya yang digambarkan sebagai spektra massa. 5. Rekorder (pencatat) Rekorder jenis potensiometer yang dipergunakan dalam kromatografi gas adalah servooperated voltage balancing device. Adapun keunggulan dari kromatografi gas-cair (GLC) yaitu : 1. Kecepatan a. Gas yang merupakan fasa bergerak sangat cepat mengadakan kesetimbangan antara fase bergerak dengan fase diam. b. Kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan 2. Sederhana Alat GLC relatif sangat mudah dioperasikan. Intrepretasi langsung dari data yang diperoleh dapat dikerjakan. Harga dari alat GLC relatif murah.

11

3. Sensitif GLC sanagt sensitif . Alat yang paling sederhana dapat mendeteksi konsentrasi dalam ukuran 0,01% (= 100 ppm). GLC hanya memerlukan sejumlah kecil dari cuplikan, biasanya dalam ukuran mikroliter karena sensitivitas dari GLC ini sangat tinggi. 4. Pemisahan Dengan GLC memungkinkan untuk memisahkan molekul-molekul dari suatu campuran, di mana hal ini tidak mungkin dipisahkan dengan cara-cara yang lain.

5. Analisa, dapat digunakan sebagai : 1) Analisa kualitatif yaitu dengan membandingkan waktu retensi. 2) Analisa kuantitatif yaitu dengan perhitungan luas puncak.

6. Alat GLC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-ulang

Faktor yang mempengaruhi pemisahan adalah temperatur kolom, laju alir gas pembawa, pemilihan fasa diam dan panjang kolom. Kromatografi gas selain berfungsi dalam pemisahan, juga berfungsi dalam analisa baik kualitatif maupun kuantitatif. Analisa kualitatif dapat dilakukan dengan menambahkan komponen murni yang sama dengan komponen yang diduga terkandung dalam cuplikan yang dianalisa. Sedangkan analisa kuantitatif dapat dilakukan dengan menggunakan tiga metode berikut. 1. Metode Kalibrasi Metode ini dilakukan dengan membuat larutan standar dengan berbagai konsentrasi dan mengukurnya dengan kromatografi gas. Dari pengukuran tersebut dihasilkan kromatogram untuk setiap larutan standar. Dari kromatogram-kromatogram tersebut kemudian dibuat kurva linear antara konsentrasi larutan dengan tinggi puncak/luas puncak. Sumber kesalahan pada metode ini adalah volum cuplikan dan laju injeksi. 2. Metode Standar Dalam Metode ini berfungsi untuk menghilangkan pengaruh yang timbul dari variasi seperti laju pengemban, temperatur kolom dan detektor. Persyaratan untuk standar yang efektif adalah :12

1. harus menghasilkan peak yang terpisah semuanya, tetapi harus terelusi dengan komponen-komponen yang akan diukur. 2. tinggi atau luas peak harus kira-kira sama dengan tinggi atau luas peak dari komponen yang akan diukur. 3. secara kimiawi harus serupa dengan contoh, tetapi tidak terdapat dalam contoh aslinya. Prosedur : 1. penambahan standar dalam yang kuantitatifnya konstan ke volum tetap dari beberapa campuran sintetik yang mengandung komponen yang akan ditetapkan dengan kuantitas yang diketahui yang diubah-ubah. 2. campuran tersebut dianalisis dengan GC dan dibuat kurva kalibrasi dari persen komponen dalam sampel versus angka banding luas peak komponen/luas peak standar. 3. Metode Normalisasi Area Area setiap peak yang muncul dihitung dan dikoreksi terhadap respon detektor untuk jenis senyawa yang berbeda. Konsentrasi analit ditentukan dengan membandingkan area suatu peak terhadap total area semua komponen. (duniakimia.com)

Kelebihan dan Kekurangan Kromatografi Gas Kelebihan kromatografi gas, diantaranya kita dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi. Gas dan uap mempunyai viskositas yang rendah, demikian juga kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat, sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi. Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat-zat terlarut. Selain itu keuntungan menggunakan kromatografi gas adalah analisa cepat, resolusi baik, bahkan komponen dengan titik didih berdekatan mampu dipisahkan dimana pemisahan dengan destilasi biasa tidak dapat dilakukan. kekurangan kromatografi gas adalah bahwa ia tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar. Pemisahan pada tingkat ( mg ) mudah dilakukan, pemisahan campuran pada tingkat ( g ) mungkin dilakukan, tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton

13

sukar dilakukan kecuali jika tidak ada metode lain. Selain itu teknik ini terbatas untuk zat yang mudah menguap. Jenis-jenis Kromatografi Gas

Ada dua jenis kromatografi gas, yaitu kromatografi gas padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC). Dalam kedua hal ini yang bertindak sebagai fasa bergerak adalah gas ( hingga keduanya disebut kromatografi gas ), tetapi fasa diamnya berbeda. Meskipun kedua cara tersebut mempunyai banyak persamaan. Perbedaan antara kedunya hanya tentang cara kerja. Pada kromatografi gas padat (KGP) terdapat adsorbsi dan pada kromatografi gas cair (KGC) terdapat partisi (larutan). Untuk memahami prinsip kerja dari kromatografi gas khususnya kromatografi gas cair (KGC), yang lazim ditemui adalah pada helium, hydrogen, dan juga nitrogen dapat digambarkan dengan menggunakan gambar dari kamar-kamar khayal yang masing-masing berisi suatu porsi cairan atsiri, yang berfungsi sebagai fase stasionernya. Pada kamar pertama dimasukan suatu sampel fasa gerak, suatu gas seperti nitrogen, yang mengandung uap suatu senyawa organik, katakan benzena, jika cairan itu cocok maka sejumlah benzena akan melarut kedalamnya, dan sejumlah lain akan tetap tinggal dalam ruang diatasnya. Hal ini dinyatakan dalam Hukum Henry dalam bentuknya yang biasa menyatakan bahwa tekanan parsial yang dilakukan oleh suatu zat terlarut dalam larutan encer akan berbanding lurus dengan fraksi molnya.

Kegunaan Kromatografi Gas

Kromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang. Dalam senyawa organik dan anorganik, senyawa logam, karena persyaratan yang digunakan adalah tekanan uap yang cocok pada suhu saat analisa dilakukan. Berikut akan kita lihat beberapa kegunaan kromatografi gas pada bidang-bidangnya adalah : 1. Polusi udara Kromatografi gas merupakan alat yang penting karena daya pemisahan yang digabungkan dengan daya sensitivitas dan pemilihan detector GLC menjadi alat yang ideal untuk menentukan banyak senyawa yang terdapat dalam udara yang kotor, KGC ( kromatografi gas cair ) dipakai untuk menentukan Alkil-Alkil Timbal, Hidrokarbon, aldehid, keton, SO , HS, dan beberapa oksida dari nitrogen dll.14

2.

Klinik Diklinik kromatografi gas menjadi alat untuk menangani senyawa-senyawa dalam klinik seperti : asam-asam amino, karbohidrat, CO , dan O dalam darah, asam-asam lemak dan turunannya, trigliserida-trigliserida, plasma steroid, barbiturate, dan vitamin

3.

Bahan-bahan pelapis Digunakan untuk menganalisa polimer-polimer setelah dipirolisa, karet dan resinresin sintesis.

4.

Minyak Atsiri Digunakan untuk pengujian kualitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat, dll

5.

Bahan makanan Digunakan dengan TLC ( kromatografi lapis tipis ) dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuan atau pencampuran, kontaminasi dan pembungkusan dengan plastik pada bahan makanan, juga dapat dipakai untuk menguji jus, aspirin, kopi dll.

6.

Sisa-sisa peptisida KGC ( kromatografi gas cair ) dengan detektor yang sensitif dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor.

7.

Perminyakan Kromatografi gas dapat digunakan untuk memisahkan dan mengidentifikasi hasilhasil dari gas-gas hidrokarbon yang ringan

8.

Bidang farmasi dan obat-obatan Kromatografi gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasil baru dalam pengamatan metabolisme dalam zat-zat alir biologi.

9.

Bidang kimia/ penelitian Digunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil.

15

III.

FUNGSI KOMPONEN KROMATOGRAFI GAS

Komponen-komponen dan fungsinya dari kromatografi gas adalah sebagai berikut : 1. Gas pembawa, berfungsi sebagai fasa bergerak 2. Sistem pencuplikan sample, sample diinjeksi dengan mikrosyringe melalui septum karte silikon kedalam kotak logam yang panas 3. Injector, digunakan untuk memasukkan atau menyemprot gas dan sample kedalam column. Ada beberapa jenis injection system yaitu :

4. Packed column injector; umumnya digunakan dengan package column atau capillary column dengan diameter yang agak besar. injeksi dilakukan secara langsung (direct injection), Split/Splitless capillary injector; digunakan dengan capillary column. sebagian gas/sample dibuang melalui split valve dan Temperature programmable cool on-column, digunakan dengan cool capillary column, injeksi dilakukan secara langsung. 5. Oven, digunakan untuk memanaskan column pada temperature tertentu sehingga mempermudah proses pemisahan komponen sample. 6. Kolom, merupakan jantung dari kromatografi gas. Kolom berisi stationary phase dimana mobile phase akan lewat didalamnya sambil membawa sample. Secara umum terdapat 2 jenis column, yaitu: 1) Packed column, umumnya terbuat dari glass atau stainless steel coil dengan panjang 1 5 m dan diameter kira-kira 5 mm. 2) Capillary column, umumnya terbuat dari purified silicate glass dengan panjang 10-100 m dan diameter kira-kira 250 mm. 7. Detektor, berfungsi mendeteksi adanya komponen yang keluar dari column. Detektor ditempatkan pada ujung kolom kromatografi gas sehingga dapat menganalisis aliran gas yang keluar. Ada beberapa jenis detector, yaitu: Atomic-Emission Detector

(AED), Atomic-Emission Spectroscopy (AES) atau Optical Emission Spectroscopy (OES). 8. Rekorder atau data sistem, berfungsi untuk merekam data yang akan disajikan dalam bentuk kromatogram secara grafik.

16

IV.

PRINSIP KERJA KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi gas atau yang biasa disebut carrier gas digunakan untuk membawa sample melewati lapisan (bed) material. Karena gas yang bergerak, maka disebut mobile phase (fasa bergerak), sebaliknya lapisan material yang diam disebut stationary phase (fasa diam). Ketika mobile phase membawa sample melewati stationary phase, sebagian komponen sample akan lebih cenderung menempel ke stationary phase dan bergerak lebih lama dari komponen lainnya, sehingga masing-masing komponen akan keluar dari stationary phase pada saat yang berbeda. Dengan cara ini komponen-komponen sample dipisahkan. Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya.

Petunjuk Cara Kerja

Walaupun beberapa system KG sangat rumit, pada dasarnya cara kerjanya sama. Jika KG telah dinyalakan maka dapat dilakukan beberapa langkah berikut ini ;

1.

Instrumen diperiksa, terutama jika tidak dipakai terus-menerus. Ini dilakukan untuk mengecek apakah telah dipasang kolom yang tepat, apakah septum injector tidak rusak (apakah ada lubang besar atau bocor karena sering dipakai), apakah sambungan saluran gas kedap, apakah tutup tanur tertutup rapat, apakah semua bagian listrik bekerja dengan baik, dan apakah detector yang terpasang sesuai.

2.

Aliran gas kekolom dimulai atau disesuaikan. Ini dilakukan dengan membukan katup utama pada tangki gas dan kemudian memutar katup (diafragma) sekunder kesekitar 15psi dan membuka katup jarum sedikit. Ini memungkinkan aliran gas yang lambat (2-5 ml)/menit untuk kolom kemas dan sekitar 0,5ml/menit untuk kolom kapiler melewati system dan melindungi kolom dan detector terhadap perusakan secara oksidasi. Dalam banyak instrument modern, aliran gas dapat diatur dengan rotameter atau aliran otomatis atau pengendali tekanan, atau dapat dimasukkan melalui modul pengendali berlandas mikroprosesor. Apapun jenisnya, sambungan system (terutama sambungan kolom) harus dicek dengan larutan sabun untuk mengetahui apakah ada17

yang bocor, atau dengan larutan khusus untuk mendeteksi kebocoran (SNOOP),atau dapat juga dengan larutan pendeteksi kebocoran niaga.

3.

Kolom dipanaskan sampai suhu awal yang dikehendaki. Ini dilakukan, pada instrument buatan lama, dengan memutar transformator tegangan peubah yang mengendalikan gelungan pemanas dalam tanur kesekitar 90 V.

Penerjemahan hasil dari detector Hasil akan direkam sebagai urutan puncak-puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati-hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak-tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama.

Area dibawah puncak sebanding dengan jumlah setiap senyawa yang telah melewati detektor, dan area ini dapat dihitung secara otomatis melalui komputer yang dihubungkan dengan monitor. Area yang akan diukur tampak sebagai bagian yang berwarna hijau dalam gambar yang disederhanakan. Perlu dicatat bahwa tinggi puncak tidak merupakan masalah, tetapi total area dibawah puncak. Dalam beberapa contoh tertentu, bagian kiri gambar adalah puncak tertinggi dan memiliki area yang paling luas. Hal ini tidak selalu merupakan hal seharusnya.. Mungkin saja sejumlah besar satu senyawa dapat tampak, tetapi dapat terbukti dari kolom dalam jumlah relatif sedikit melalui jumlah yang lama. Pengukuran area selain tinggi puncak dapat dipergunakan dalam hal ini.18

V.

KESIMPULAN

Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan komponen-komponen dalam suatu campuran berdasarkan perbedaan distribusi komponen-komponen ke dalam 2 fasa, yaitu fasa gerak dan fasa diam. Fasa diam akan menahan komponen campuran sedangkan fasa gerak akan melarutkan komponen campuran. Perbedaan distribusi ini disebabkan oleh adanya perbedaan interaksi antara komponen-komponen dalam suatu campuran dengan fasa diam dan fasa geraknya. Interaksi ini adalah adsorbsi, partisi, penukar ion dan gel permiasi. Komponen yang interaksi dengan fasa diamnya lebih kuat dibanding dengan fasa geraknya maka komponen itu akan tertahan lebih lama di dalam fasa diam, begitupun sebaliknya. Dalam kromatografi gas, Fase yang bergerak (mobile phase) adalah sebuah operatir gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reaktif seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom.

Pada prinsipnya kromatografi gas digunakan untuk semua zat yang berbentuk gas atau dapat menguap tanpa penguraian. Kromatografi gas juga bisa digunakan pada pemisahan alkaloid, senyawa aktif sintetik, gula, lemak, steroid, asam amino, bahkan senyawa polimer yang bisa digunakan kromatografi gas.

Ada dua jenis kromatografi gas, yaitu kromatografi gas padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC). Dalam kedua hal ini yang bertindak sebagai fasa bergerak adalah gas ( hingga keduanya disebut kromatografi gas ), tetapi fasa diamnya berbeda. Meskipun kedua cara tersebut mempunyai banyak persamaan. Perbedaan antara kedunya hanya tentang cara kerja. Pada kromatografi gas padat (KGP) terdapat adsorbsi dan pada kromatografi gas cair (KGC) terdapat partisi (larutan).

19

REFERENSI

Madbardo. Gas Kromatografi. Artikel (online). http://madbardo.blogspot.com/2010/02/kromatografi-gas.html

Edrushiman. 2009. Gas-Liquid Chromatography. Artikel (online) http://edrushimawan.com/gas-liquid-chromatography/ Puspita, Chrisye Dewi. 2007. Kromatografi. Artikel (online). http://ilmu-kedokteran.blogspot.com/2007/11/kromatografi.html

20