Problem Solving Approach Prof. Samik Nanda Department of ...
Nanda File Nu
-
Upload
independent -
Category
Documents
-
view
0 -
download
0
Transcript of Nanda File Nu
KROMATOGRAFI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kromatografi adalah suatu cara pemisahan dimana komponen-
komponen yang akan dipisahkan didistribusikan antara 2 fase,
salah satunya yang merupakan fase stasioner (diam), dan yang
lainnya berupa fasa mobil (fasa gerak). Fase gerak dialirkan
menembus atau sepanjang fase stasioner. Fase diam cenderung
menahan komponen campuran, sedangkan fasa gerak cenderung
menghanyutkannya. Berdasarkan terikatnya suatu komponen pada
fasa diam dan perbedaan kelarutannya dalam fasa gerak,
komponen-komponen suatu campuran dapat dipisahkan. Komponen
yang kurang larut dalam fase gerak atau yang lebih kuat
terserap atau terabsorpsi pada fase diam akan tertinggal,
sedangkan komponen yang lebih larut atau kurang terserap akan
bergerak lebih cepat.
Kromatografi merupakan alat yang digunakan untuk
keperluan analisis. Di bidang laboratorium, kromatografi
digunakan sebagai salah satu alat untuk permurnian senyawa
ataupun pemisahan zat. Seperti pemeriksaan senyawa pestisida
pada tanaman/ sayur, atau pemeriksaan kadar obat atau narkoba
pada sampel urin, serta pemisahan komponen zat warna yang ada
pada makanan.
1.2 Tujuan
Adapun manfaat yang diharapkan dari penulisan makalah ini
selain memenuhi tugas dari Dosen Mata Kuliah, juga bertujuan
untuk memberi masukan ilmu pengetahuan bagi semua khalayak
pada umumnya dan khususnya bagi penulis pribadi sehingga
kedepannya dapat lebih mengetahui kegunaan masing-masing
kromatografi dan mengetahui cara penggunaan kromatografi yang
baik dan benar.
1.3 Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup yang dibahas dalam makalah laporan
Kromatografi ini adalah menyebutkan macam-macam kromatografi
beserta fungsi dan kegunaan masing-masing kromatografi
tersebut. Serta menjelaskan prinsip pemisahan pada
kromatografi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Kromatografi
Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul
berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan
fase diam untuk memisahkan komponen (berupa molekul) yang
berada pada larutan.
Kromatografi adalah suatu cara pemisahan dimana komponen-
komponen yang akan dipisahkan didistribusikan antara 2 fase,
salah satunya yang merupakan fase stasioner (diam), dan yang
lainnya berupa fasa mobil (fasa gerak).
Kromatografi adalah teknik pemisahan campuran berdasarkan
perbedaan kecepatan perambatan komponen dalam medium tertentu.
Kromatografi adalah teknik untuk memisahkan campuran
menjadi komponennya dengan bantuan perbedaan sifat fisik
masing-masing komponen
Prosedur pemisahan zat terlarut oleh suatu proses migrasi
diferensial dinamis dalam sistem yang terdiri dari dua fase
atau lebih, salah satu diantaranya bergerak secara
berkesinambungan dalam arah tertentu dan di dalamnya zat-zat
itu menunjukkan perbedaan mobilitas disebabkan adanya
perbedaan dalam absorpsi, partisi, kelarutan, tekanan uap,
ukuran molekul atau kerapatan muatan ion dinamakan
kromatografi sehingga masing-masing zat dapat diidentifikasi
atau ditetapkan dengan metode analitik (Anonim, 1995).
Dari beberapa pengertian tersebut, maka dapat diambil
sebuah kesimpulan bahwa kromatografi adalah teknik analisis
yang diterapkan untuk memisahkan komponen-komponen dalam
campuran berdasarkan 2 jenis fase yaitu fase diam (stationer)
dan fase gerak (mobil).
2.2 Sejarah penemuan Kromatografi
Perkembangan kimia modern dengan teknik pemisahan yang
cepat, tidak dapat terlaksana bila tidak adanya ilmuan yang
menemukannya. Kromatografi merupakan salah satu alat yang ada
dalam perkembangan kimia modern, sehingga suatu analisis dapat
dilakukan dengan cepat dan baik.
Di awal abad ke-20, kimiawan Rusia Mikhail Semënovich
Tsvet (1872-1919) menyiapkan kolom yang diisi dengan serbuk
kalsium karbonat, dan kedalamnya dituangkan campuran pigmen
tanaman yang dilarutkan dalam eter. Secara mengejutkan, pigmen
memisahkan dan membentuk lapisan berwarna di sepanjang kolom.
Ia menamakan kromatografi pada teknik pemisahan baru ini
(1906). Kemudian kimiawan dari Swiss Richard Martin
Willstätter (1872-1942) menerapkan teknik ini untuk risetnya
yakni khlorofil untuk menunjukkan manfaat teknik ini, dan
sejak itu banyak perhatian diberikan pada kromatografi. Dan
untuk Kromatografi lapis tipis (KLT) dikembangkan oleh
Izmailoff dan Schraiber pada tahun 1938. Serta Kimiawan
Inggris Richard Laurence Millington Synge (1914-1994) adalah
orang pertama yang menggunakan metoda analisis asam amino
dengan kromatografi kertas. Saat campuran asam amino menaiki
lembaran kertas secara vertikal karena ada fenomena kapiler,
partisi asam amino antara fasa mobil dan fasa diam (air) yang
teradsorbsi pada selulosa berlangsung berulang-ulang. Ketiak
pelarut mencapai ujung atas kertas proses dihentikan. Setiap
asam amino bergerak dari titik awal sepanjang jarak tertentu.
Dari nilai R, masing-masing asam amino diidentifikasi.
2.3 Klasifikasi Kromatografi
Kromatografi dibagi menjadi beberapa jenis bergantung
pada jenis fasa mobil dan mekanisme pemisahannya.
Secara umum, fase gerak (mobil):
a. Kromatografi Cair (Liquid Chromatography)
Kromatografi cair merupakan teknik yang tepat untuk
memisahkan ion atau molekul yang terlarut dalam suatu larutan.
Jika larutan sampel berinteraksi dengan fase stasioner, maka
molekul-molekul didalamnya berinteraksi dengan fase stasioner;
namun interaksinya berbeda dikarenakan perbedaan daya serap
(adsorption), pertukaran ion (ion exchange), partisi (partitioning),
atau ukuran. Perbedaan ini membuat komponen terpisah satu
dengan yang lain dan dapat dilihat perbedaannya dari lamanya
waktu transit komponen tersebut melewati kolom. Terdapat
beberapa jenis kromatografi cair, diantaranya: reverse phase
chromatography, High Performance Liquid Chromatography (HPLC), size
exclusion chromatography, serta supercritical fluid chromatography.
Reverse phase chromatography
Reverse phase chromatography merupakan alat analitikal yang kuat
dengan memadukan sifat hidrofobik serta rendahnya polaritas
fase stasioner yang terikat secara kimia pada padatan inert
seperti silika.Metode ini biasa digunakan untuk proses
ekstraksi dan pemisahan senyawa yang tidak mudah menguap (non-
volatile).
High performance liquid chromatography
High performance liquid chromatography (HPLC) mempunyai prinsip yang
mirip dengan reverse phase. Hanya saja dalam metode ini,
digunakan tekanan dan kecepatan yang tinggi. Kolom yang
digunakan dalam HPLC lebih pendek dan berdiameter kecil, namun
dapat menghasilkan beberapa tingkatan equilibrium dalam jumlah
besar.
Akhir-akhir ini, untuk pemurnian (misalnya untuk keperluan
sintesis) senyawa organik skala besar, HPLC (high precision
liquid chromatography atau high performance liquid
chromatography) secara ekstensif digunakan. Bi la zat melarut
dengan pelarut yang cocok, zat tersebut dapat dianalisis. Ciri
teknik ini adalah penggunaan tekanan tinggi untuk mengirim
fasa mobil kedalam kolom. Dengan memberikan tekanan tinggi,
laju dan efisiensi pemisahan dapat ditingkatkan dengan besar.
Silika gel atau oktadesilsilan yang terikat pada silika gel
digunakan sebagai fasa stationer. Fasa stationer cair tidak
populer. Kolom yang digunakan untuk HPLC lebih pendek daripada
kolom yang digunakan untuk kromatografi gas. Sebagian besar
kolom lebih pendek dari 1 m.
Size exclusion chromatography
Size exclusion chromatography, atau yang dikenal juga dengan gel
permeation atau filtration chromatography biasa digunakan untuk
memisahkan dan memurnikan protein. Metode ini tidak melibatkan
berbagai macam penyerapan dan sangat cepat. Perangkat
kromatografi berupa gel berpori yang dapat memisahkan molekul
besar dan molekul kecil. Molekul besar akan terelusi terlebih
dahulu karena molekul tersebut tidak dapat penetrasi pada
pori-pori.
b. Kromatografi Gas
Campuran gas dapat dipisahkan dengan kromatografi
gas. Fasa stationer dapat berupa padatan (kromatografi gas-
padat) atau cairan (kromatografi gas-cair).
Umumnya, untuk kromatografi gas-padat, sejumlah
kecil padatan inert misalnya karbon teraktivasi, alumina
teraktivasi, silika gel atau saringan molekular diisikan ke
dalam tabung logam gulung yang panjang (2-10 m) dan tipis.
Fasa mobil adalah gas semacam hidrogen, nitrogen atau argon
dan disebut gas pembawa. Pemisahan gas bertitik didih rendah
seperti oksigen, karbon monoksida dan karbon dioksida
dimungkinkan dengan teknik ini.
Dalam kasus kromatografi gas-cair, ester seperti
ftalil dodesilsulfat yang diadsorbsi di permukaan alumina
teraktivasi, silika gel atau penyaring molekular, digunakan
sebagai fasa diam dan diisikan ke dalam kolom. Campuran
senyawa yang mudah menguap dicampur dengan gas pembawa
disuntikkan ke dalam kolom, dan setiap senyawa akan dipartisi
antara fasa gas (mobil) dan fasa cair (diam) mengikuti hukum
partisi. Senyawa yang kurang larut dalam fasa diam akan keluar
lebih dahulu.
Metoda ini khususnya sangat baik untuk analisis
senyawa organik yang mudah menguap seperti hidrokarbon dan
ester. Analisis minyak mentah dan minyak atsiri dalam buah
telah dengan sukses dilakukan dengan teknik ini.
Efisiensi pemisahan ditentukan dengan besarnya
interaksi antara sampel dan cairannya. Disarankan untuk
mencoba fasa cair standar yang diketahui efektif untuk
berbagai senyawa. Berdasarkan hasil ini, cairan yang lebih
khusus kemudian dapat dipilih. Metoda deteksinya, akan
mempengaruhi kesensitifan teknik ini. Metoda yang dipilih akan
bergantung apakah tujuannya analisik atau preparatif.
Komponen alat kromatografi gas
Alat GLC atau GC terdiri atas 7 bagian yang pokok seperti
pada gambar, yaitu:
1. Silinder tempat gas pembawa/pengangkut
2. Pengatur aliran dan pengatur tekanan
3. Tempat injeksi cuplikan
4. Kolom
5. Detector
6. Pencatat
7. Terminal untuk 3, 4 dan 5
1. Gas pengangkut/pemasok gas
Gas pengangkut (carrier gas) ditempatkan dalam silinder
bertekanan tinggi. Biasanya tekanan dari silinder sebesar 150
atm. Tetapi tekanan ini sangat besar untuk digunakan secara
Iansung.
Gas pengangkut harus memenuhi persyaratan :
a. Harus inert, tidak bereaksi dengan cuplikan, cuplikan-pe-
larut, dan material dalam kolom.
b. Murni dan mudah diperoleh, serta murah.
c. Sesuai/cocok untuk detektor.
d. Harus mengurangi difusi gas
Gas-gas yang sering dipakai adalah : helium, argon,
nitrogen, karbon dioksida dan hidrogen. Gas helium dan argon
sangat baik, tidak mudah terbakar, tetapi sangat mahal. H2
mudah terbakar, sehingga harus berhati-hati dalam
pemakaiannya. Kadang-kadang digunakan juga C02.
Pemilihan gas pengangkut atau pembawa ditentukan oleh
ditektor yang digunakan. Tabung gas pembawa dilengkapi dengan
pengatur tekanan keluaran dan pengukur tekanan. Sebelum masuk
ke kromatografi, (harusnya) ada pengukur kecepatan aliran gas
serta sistem penapis molekuler untuk memisahkan air dan
pengotor gas lainnya. Pada dasarnya kecepatan alir gas
diatur melalui pengatur tekanan dua tingkat yaitu pengatur
kasar (coarse) pada tabung gas dan pengatur halus (fine) pada
kromatograf. Tekanan gas masuk ke kromatograf (yaitu tekanan
dari tabung gas) diatur pada 10 s.d 50 psi (di atas tekanan
ruangan) untuk memungkinkan aliran gas 25 s.d 150 mL/menit
pada kolom terpaket dan 1 s.d 25 mL/menit untuk kolom
kapiler.
2. Pengatur aliran dan pengatur tekanan
Ini disebut pengatur atau pengurang Drager. Drager
bekerja baik pada 2,5 atm, dan mengalirkan massa aliran
dengan tetap. Tekanan lebih pada tempat masuk dari kolom
diperlukan untuk mengalirkan cuplikan masuk ke dalam kolom.
Ini disebabkan, kenyataan lubang akhir dari kolom biasanya
mempunyai tekanan atmosfir biasa. Juga oleh kenyataan bahwa
suhu kolom adalah tetap, yang diatur oleh thermostat, maka
aliran gas tetap yang masuk kolom akan tetap juga.
Demikian juga komponen-komponen akan dielusikan pada
waktu yang tetap yang disebut waktu penahanan (the retention time),
tR. Karena kecepatan gas tetap, maka komponen juga mempunyai
volume karakteristik terhadap gas pengangkut = volume
penahanan (the retention volume), vr. Kecepatan gas akan
mempengaruhi effisiensi kolom.
Harga-harga yang umum untuk kecepatan gas untuk kolom
yang memiliki diameter luar.
1/4" O.D : kecepatan gas 75 ml/min
1/8" O.D : kecepatan gas 25 ml/min.
3. Tempat injeksi (The injection port)
Dalam pemisahan dengan GLC cuplikan harus dalam bentuk
fase uap. Gas dan uap dapat dimasukkan secara langsung.
Tetapi kebanyakan senyawa organik berbentuk cairan dan
padatan. Hingga dengan demikian senyawa yang berbentuk cairan
dan padatan pertama-tama harus diuapkan. Ini membutuhkan
pemanasan sebelum masuk dalam kolom. Panas itu terdapat pada
tempat injeksi seperti pada gambar 9. bagan injektor.
Tempat injeksi dari alat GLC selalu dipanaskan. Dalam
kebanyakan alat, suhu dari tempat injeksi dapat diatur.
Aturan pertama untuk pengaturan suhu ini adalah batiwa suhu
tempat injeksi sekitar 50°C lebih tinggi dari titik didih
campuran dari cuplikan yang mempunyai titik didih yang paling
tinggi. Bila kita tidak mengetahui titik didih komponen dari
cuplikan maka kita harus mencoba-coba. Sebagai tindak lanjut
suhu dari tempat injeksi dinaikkan. Jika puncak-puncak yang
diperoleh lebih baik, ini berarti bahwa suhu percobaan per-
tama terlalu rendah. Namun demikian suhu tempat injeksi tidak
boleh terlalu tinggi, sebab kemungkinan akan terjadi
perubahan karena panas atau penguraian dari senyawa yang akan
dianalisa.
Cuplikan dimasukkan ke dalam kolom dengan cara
menginjeksikan melalui tempat injeksi. Hal ini dapat
dilakukan dengan pertolongan jarum injeksi yang sering
disebut "a gas tight syringe".
Perlu diperhatikan bahwa kita tidak boleh menginjeksikan
cuplikan terlalu banyak, karena GC sangat sensitif. Biasanya
jumlah cuplikan yang diinjeksikan pada waktu kita mengadakan
analisa 0,5 -50 ml gas dan 0,2 - 20 ml untuk cairan seperti
pada gambar di bawah.
4. Kolom
Kolom merupakan jantung dari kromatografi gas.
Bentuk dari kolom dapat lurus, bengkok, misal
berbentuk V atau W, dan kumparan/spiral. Biasanya bentuk dari
kolom adalah kumparan. Kolom selalu merupakan bentuk tabung.
Tabung ini dapat terbuat dari :
a. Tembaga (murah dan mudah diperoleh)
b. Plastik (teflon), dipakai pada suhu yang tidak terlalu
tinggi.
c. Baja (stainless steel), (mahal)
d. Alumunium
e. Gelas
Panjang kolom dapat dari 1 m sampai 3 m. Diameter kolom
mempunyai berbagai ukuran, biasanya pengukuran berdasarkan
diameter dalam dari kolom gelas yaitu antara 0,3 mm hingga 5
min. Kebanyakan kolom yang digunakan berupa stainles steel
dengan diameter luar (OD) dari I/S atau 1/4 inch (0,3 atau
0,6 cm). Pada GSC kolom diisi dengan penyerap (adsorbent),
sedangkan pada GLC kolom diisi dengan "solid support"
(padatan pendukung) yang diikat oleh fase diam.
5. Detektor
Detektor berfungsi sebagai pendeteksi komponen-komponen
yang telah dipisahkan dari kolom secara terus-menerus, cepat,
akurat, dan dapat melakukan pada suhu yang lebih tinggi.
Detektor harus dapat dipercaya dan mudah digunakan. Fungsi
umumnya mengubah sifat-sifat molekul dari senyawa organik
menjadi arus listrik kemudian arus listrik tersebut diteruskan
ke rekorder untuk menghasilkan kromatogram. Detektor yang umum
digunakan:
a. Detektor hantaran panas (Thermal Conductivity Detector_
TCD)
b. Detektor ionisasi nyala (Flame Ionization Detector_ FID)
c. Detektor penangkap elektron (Electron Capture Detector
_ECD)
d. Detektor fotometrik nyala (Falame Photomertic Detector
_FPD)
e. Detektor nyala alkali
f. Detektor spektroskopi massa
Detektor yang peka terhadap senyawa organik yang
mengandung fosfor adalah FID, ECD, dan FPD. Detektor penangkap
elektron (Electron Capture Detector – ECD). Pada penetapan ini,
digunakan detektor penangkap elektron. Detektor ini merupakan
modifikasi dari FID yaitu pada bagian tabung ionisasi. Dasar
dari ECD ialah terjadinya absorbsi e- oleh senyawa yang
mempunyai afinitas terhadap e- bebas (senyawa-senyawa
elektronegatif). Dalam detektor gas terionisasi oleh partikel
yang dihasilkan dari 3H atau 63Ni. Detektor ini mengukur
kehilangan sinyal ketika analit terelusi dari kolom
kromatografi. Detektor ini peka terhadap senyawa halogen,
karbonil terkoyugasi, nitril, nitro, dan organo logam, namun
tidak peka terhadap hidrokarbon, ketone, dan alkohol.
6. Oven kolom
Kolom terletak didalam sebuah oven dalam instrumen. Suhu
oven harus diatur dan sedikit dibawah titik didih sampel. Jika
suhu diset terlalu tinggi, cairan fase diam bisa teruapkan,
juga sedikit sampel akan larut pada suhu tinggi dan bisa
mengalir terlalu cepat dalam kolom sehingga menjadi terpisah
(Hendayana, 2001).
7. Rekorder
Rekorder berfungsi sebagai pengubah sinyal dari detektor
yang diperkuat melalui elektrometer menjadi bentuk
kromatogram. Dari kromatogram yang diperoleh dapat dilakukan
analisis kualitatif dan kuantitatif. Analisis kualitatif
dengan cara membandingkan waktu retensi sampel dengan standar.
Analisis kuantitatif dengan menghitung luas area maupun tinggi
dari kromatogram (Hendayana, 2001). Sinyal analitik yang
dihasilkan detektor dikuatkan oleh rangkaian elektronik
agar bisa diolah oleh rekorder atau sistem data. Sebuah
rekorder bekerja dengan menggerakkan kertas dengan kecepatan
tertentu. di atas kertas tersebut dipasangkan pena yang
digerakkan oleh sinyal keluaran detektor sehingga posisinya
akan berubah-ubah sesuai dengan dinamika keluaran penguat
sinyal detektor. Hasil rekorder adalah sebuah kromatogram
berbentuk pik-pik dengan pola yang sesuai dengan kondisi
sampel dan jenis detektor yang digunakan.
Rekorder biasanya dihubungkan dengan sebuah elektrometer
yang dihubungkan dengan sirkuit pengintregrasi yang bekerja
dengan menghitung jumlah muatan atau jumlah energi listrik
yang dihasilkan oleh detektor. Elektrometer akan melengkapi
pik-pik kromatogram dengan data luas pik atau tinggi pik
lengkap dengan biasnya.
Sistem data merupakan pengembangan lebih lanjut dari
rekorder dan elektrometer dengan melanjutkan sinyal dari
rekorder dan elektrometer ke sebuah unit pengolah pusat (CPU,
Central Procesing Unit).
Kromatografi gas dibagi lagi menjadi 2, yaitu
kromatografi gas-cair, dan kromatografi gas-padat.
Kromatografi Gas-Cair
Dalam kromatografi gas-cair, fase gerak adalah gas
seperti helium dan fase diam adalah cairan yang mempunyai
titik didih yang tinggi diserap pada padatan.
Sebagaimana kecepatan suatu senyawa tertentu
bergerak melalui mesin, akan tergantung pada seberapa lama
waktu yang dihabiskan untuk bergerak dengan gas dan sebaliknya
melekat pada cairan dengan jalan yang sama.
Kromatografi gas pada prinsipnya mirip dengan
kromatografi kolom (dan juga bentuk kromatografi yang lain,
seperti HPLC, TLC), namun memiliki beberapa perbedaan.
Pertama, proses memisahkan senyawa dalam campuran dilakukan
antara fase diam cair dan gas fase bergerak. Kedua, kolom yang
melaluinya melewati fase gas terletak di oven dimana
temperatur gas dapat dikendalikan, dan ketiga, konsentrasi
senyawa dalam fase gas adalah semata-mata fungsi dari tekanan
uap gas.
c. Kromatografi Pertukaran Ion (Ion-Exchange
Chromatography)
Kromatografi pertukaran ion (ion-exchange chromatography)
biasa digukanan untuk pemurnian materi biologis, seperti asam
amino, peptida, protein. Metode ini dapat dilakukan dalam dua
tipe, yaitu dalam kolom maupun ruang datar (planar). Terdapat
dua tipe pertukaran ion, yaitu pertukaran kation (cation
exchange) dan pertukaran anion (anion exchange). Pada pertukaran
kation, fase stasioner bermuatan negatif; sedangkan pada
pertukaran anion, fase stasioner bermuatan positif. Molekul
bermuatan yang berada pada fase cair akan melewati kolom.
Jika muatan pada molekul sama dengan kolom, maka molekul
tersebut akan terelusi. Namun jika muatan pada molekul tidak
sama dengan kolom, maka molekul tersebut akan membentuk ikatan
ionik dengan kolom. Untuk mengelusi molekul yang menempel pada
kolom diperlukan penambahan larutan dengan pH dan kekuatan
ionik tertentu. Pemisahan dengan metode ini sangat selektif
dan karena biaya untuk menjalankan metode ini murah serta
kapasitasnya tinggi, maka metode ini biasa digunakan pada awal
proses keseluruhan.
Berdasarkan Fase stasioner (Fase diam) :
1. Kromatografi Kolom
a. Kromatografi Adsorpsi
Kromatografi Adsorpsi adalah pemisahan akibat daya tarik
fase diam yang kuat terhadap komponen yang dipisahkan adanya
interaksi kimiawi dan elusi bertahap.
Syarat fase diam dalam kromatografi Adsorpsi adalah :
1. Tidak larut dalam fase gerak
2. Inert
3. Cukup aktif
4. Sebaiknya tidak berwarna
5. Memungkinkan aliran baik dan teratur fase gerak. Missal :
sukrosa, pati, CaCO3, MgCO3, Mg Silikat aktif, alumina aktif,
arang aktif, florisil
b. Kromatografi Partisi
Prinsip kromatografi partisi dapat dijelaskan dengan
hukum partisi yang dapat diterapkan pada sistem multikomponen
yang dibahas di bagian sebelumnya. Dalam kromatografi partisi,
ekstraksi terjadi berulang dalam satu kali proses. Dalam
percobaan, zat terlarut didistribusikan antara fasa stationer
dan fasa mobil. Fasa stationer dalam banyak kasus pelarut
diadsorbsi pada adsorben dan fasa mobil adalah molekul pelarut
yang mengisi ruang antar partikel yang teradsorbsi.
Kolomnya (tabung gela) diisi dengan bahan seperti
alumina, silika gel atau pati yang dicampur dengan adsorben,
dan pastanya diisikan kedalam kolom. Larutan sampel kemudian
diisikan kedalam kolom dari atas sehingga sammpel diasorbsi
oleh adsorben. Kemudian pelarut (fasa mobil; pembawa)
ditambahkan tetes demi tetes dari atas kolom.
Partisi zat terlarut berlangsung di pelarut yang turun ke
bawah (fasa mobil) dan pelarut yang teradsorbsi oleh adsorben
(fasa stationer). Selama perjalanan turun, zat terlarut akan
mengalami proses adsorpsi dan partisi berulang-ulang. Laju
penurunan berbeda untuk masing-masing zat terlarut dan
bergantung pada koefisien partisi masing-masing zat terlarut.
Akhirnya, zat terlarut akan terpisahkan membentuk beberapa
lapisan.
c. Kromatografi Adsorpsi dan Partisi
d. Kromatografi pertukaran Ion
e. Kromatografi Ekslusif molekul
f. Kromatografi Afinitas
2. Kromatografi Kertas
Kromatografi kertas diterapkan untuk analisis
campuran asam amino dengan sukses besar. Karena asam amino
memiliki sifat yang sangat mirip, dan asam-asam amino larut
dalam air dan tidak mudah menguap (tidak mungkin didistilasi),
pemisahan asam amino adalah masalah paling sukar yang dihadapi
kimiawan di akhir abad 19 dan awal abad 20. Jadi penemuan
kromatografi kertas merupakan berita sangat baik bagi mereka.
Kimiawan Inggris Richard Laurence Millington Synge
(1914-1994) adalah orang pertama yang menggunakan metoda
analisis asam amino dengan kromatografi kertas. Saat campuran
asam amino menaiki lembaran kertas secara vertikal karena ada
fenomena kapiler, partisi asam amino antara fasa mobil dan
fasa diam (air) yang teradsorbsi pada selulosa berlangsung
berulang-ulang. Ketika pelarut mencapai ujung atas kertas
proses dihentikan. Setiap asam amino bergerak dari titik awal
sepanjang jarak tertentu. Dari nilai R, masing-masing asam
amino diidentifikasi.
Kromatografi kertas dua-dimensi (2D) menggunakan
kertas yang luas bukan lembaran kecil, dan sampelnya diproses
secara dua dimensi dengan dua pelarut.
Kromatografi kertas hampir sama dengan kromatografi
lapis tipis. Kromatografi kertas memisahkan larutan organic
air dan larutan anorganik atau komponen polar yang tinggi
seperti asam amino dan gula. Kertas yang digunakan mengandung
air yang merupakan fase diam. Fase gerak umumnya adalah fase
pelarut organik polar dan air (campuran pelarut yang
mengandung air sebagai komponen). Fase diam kromatografi
kertas bersifat cair (air) sedangkan fase geraknya juga cairan
(pelarut organic dan air). Campuran sampel menjalani partisi
atau distribusi di antara dua fase cairan. Sampel akan
terpisah dengan nilai koefesien partisi yang berbeda.
Kromatografi kertas merupakan salah satu contoh
kromatografi partisi. Ketika fase gerak diiletakkan di atas
chamber, teknik dikenal dengan descending. Ketika fase geraknya
diletakkan di bawah maka disebut ascending. Jika hasil
kromatografi kertas kurang berwarna, ada dua metode umum yang
digunakan untuk mendeteksi lokasi spot, yaitu menggunakan
sinar UV dan reagen pewarna. Sinar UV digunakan ketika
komponen mengandung zat fluoresens (berpendar). Kation seperti
Co, Ni, Zn, dan Mn menggunakan reagen pewarna difenil karbazid
sehingga menghasilkan warna masing-masing adalah ungu, merah,
pink, da pink pucat. Reagen pewarna tersebut disemprotkan pada
kertas dan hasilnya yang terlihat dilingkari oleh pensil
(Krupadanam et al 2001). Kromatografi kertas terdapat distribusi
antara air (diadsorbsi oleh kertas saring sekitar 20 %) dan
pelarut bergerak (Bansal 2003).
Mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas
prinsipnya sama dengan mekanisme pada kromatografi kolom.
Adsorben dalam kromatografi kertas adalah kertas saring, yakni
selulosa. Sampel yang akan dianalisis ditotolkan ke ujung
kertas yang kemudian digantung dalam wadah. Kemudian dasar
kertas saring dicelupkan kedalam pelarut yang mengisi dasar
wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam. Air, etanol,
asam asetat atau campuran zat-zat ini dapat digunakan.
Satu keuntungan utama Kromatogrfi Kertas ialah
kemudahan dan kesederhanaannya pada pelaksanaan pemisahan,
yaitu hanya pada lembaran kertas saring yang berlaku sebagai
medium pemisahan dan juga sebagai penyangga. Keuntungan lain
ialah keterulangan bilangan Rp yang besar pada kertas sehingga
pengukuran Rp merupakan parameter yang berharga dalam
memaparkan senyawa tumbuhan baru. Memang, untuk senyawa
antosianin yang tidak mempunyai ciri fisika lain yangjelas, Rjr
adalah sarana terpenting dalam memaparkan dan membedakan
pigmen yang satu dengan pigmen yang lain (Harborne, 1967).
3. Kromatografi Lapis Tipis
Kromatografi digunakan untuk memisahkan substansi
campuran menjadi komponen-komponennya. Seluruh bentuk
kromatografi berkerja berdasarkan prinsip ini.
Semua kromatografi memiliki fase diam (dapat berupa
padatan, atau kombinasi cairan-padatan) dan fase gerak (berupa
cairan atau gas). Fase gerak mengalir melalui fase diam dan
membawa komponen-komponen yang terdapat dalam campuran.
Komponen-komponen yang berbeda bergerak pada laju yang
berbeda. Kita akan membahasnya lebih lanjut.
Kromatografi lapis tipis (KLT) merupakan sebuah
bentuk dari kromatografi adsorpsi padat cair yang fase diamnya
dilumuri di atas plat. Ada perbedaan cara dalam melapisi plat,
yaitu menuangkan, mencelupkan, menyemprotkan, dan melapisi.
Plat yang digunakan dapat berupa plat kaca dan aluminium.
Adsorban padat yang sering digunakan, yaitu silikia dan
alumina. Bahan tersebut dicampur dengan bahan pengikat agar
tidak terkelupas pada plat yang kering. Sampel ditambahkan
sebagai larutan di dalam pelarut yang non polar di ujung plat
dengan membentuk spot yang simetri. Proses pengulangan
penambahan bertujuan mendapatkan beberapa miligram sampel.
Pengamatan pada plat yang menggunakan silikia (mengandung
larutan fluoresens) dengan menggunakan sinar UV memperlihatkan
lokasi spot-spot yang berpendar. Ketika fase gerak diiletakkan
di atas chamber, teknik dikenal dengan descending. Ketika fase
geraknya diletakkan di bawah maka disebut ascending (Bansal
2003).
Bila KLT dibandingkan dengan KKt, kelebihan khas
KLT ialah keser-baeunaan, kecepatan, dan kepekaannya.
Keserbagunaan KLT di-sebabkan oleh kenyataan bahwa di samping
selulosa, sejumlah pen-jerap yang berbeda-beda dapat
disaputkan pada pelat kaca atau penyangga lain dan digunakan
untuk kromatografi. Walau pun silika gel paling banyak
digunakan, lapisan dapat pula dibuat dari alumuni-um oksida,
'celite', kalsium hidroksida, damar penukar ion, magnesium
fosfat, poliamida, 'sephadex', polivinil pirolidon, selulosa,
dan campuran dua bahan di atas atau lebih. Kecepatan KLT yang
lebih besar disebabkan oleh sifat penjerap yang lebih padat
bila disaputkan pada pelat dan merupakan keuntungan bila kita
menelaah senyawa labil. Akhirnya, kepekaan KLT sedemikian rupa
sehingga bila diper-lukan dapat dipisahkan bahan yang
jumlahnya lebih sedikit dari ukuran µg.
Satu kekurangan KLT yang asli ialah kerja penyaputan
pelat kaca dengan penjerap. Kerja ini kemudian agak
diringankan dengan ada-nya penyaput otomatis. Meski pun
begitu, dengan menggunakan alat itu pun tetap diperlukan
tindakan pencegahan tertentu. Pelat kaca harus dibersihkan
hati-hati dengan aseton untuk menghilangkan lemak. Kemudian
bubur silika gel (atau penjerap lain) dalam air harus dikocok
kuat-kuat selama jangka waktu tertentu (misalnya 90 detik)
sebelum penyaputan. Tergantung pada ukuran partikel penjerap,
mungkin harus ditambahkan kalsium sulfat hemihidrat (15%)
untuk membantu melekatkan penjerap pada pelat kaca. Akhirnya,
setelah penyaputan, pelat harus dikeringkan pada suhu kamar
dan kemudian diaktifkan dengan pemanasan dalam tanur pada 100—
110°C selama 30 menit. Pada beberapa pemisahan biasanya akan
menguntungkan bila sifat penjerap diubah dengan menambahkan
garam anorganik (misalnya perak nitrat untuk KLT pemerakan),
dan hal ini paling balk dikerjakan ketika pelat sedang
disaput. Alasan lain masih digu-nakannya pelat yang disaput
sendiri di laboratorium ialah karena kadar air silika gel
dapat dikendalikan. Hal ini merupakan faktor yang kritis untuk
beberapa pemisahan.
Tetapi sekarang menggunakan pelat pralapis niaga
dalam kebanyakan pemisahan sudah merupakan suatu hal yang
biasa karena pelat tersedemikian dengan penjerap yang berbeda-
beda, disaputkan pada kaca, lembaran alumunium, atau plastik.
Pelat dapat mengandung indikator fluoresensi atau tidak.
Penambahan indikator ini memungkinkan pendeteksian semua
senya-wa yang memadamkan fluoresensi bila pelat diamati dengan
disinari sinar UV berpanjang gelombang 254 nm. Jenis KLT yang
paling baru ialah KLT yang menggunakan pelat bersaputkan
mikropartikel silika halus yang biasa digunakan untuk kolom
KCKT. Kromatografi yang demikian disebut kromatografi lapis
tipis kinerja tinggi (KLTKT) dan biasanya menghasilkan
pemisahan yang lebih efisien dan lebih cepat daripada
pemisahan pada lapisan silika yang biasa.
2.4 Komponen Utama Kromatografi
Kromatografi adalah teknik untuk memisahkan
campuran menjadi komponennya dengan bantuan perbedaan sifat
fisik masing-masing komponen. Alat yang digunakan terdiri atas
kolom yang di dalamnya diisikan fasa stasioner (padatan atau
cairan). Campuran ditambahkan ke kolom dari ujung satu dan
campuran akan bergerak dengan bantuan pengemban yang cocok
(fasa mobil). Pemisahan dicapai oleh perbedaan laju turun
masing-masing komponen dalam kolom, yang ditentukan oleh
kekuatan adsorpsi atau koefisien partisi antara fasa mobil dan
fasa diam (stationer).
Komponen utama kromatografi adalah fasa stationer
dan fasa mobil.
a. Fase Stationer (Fase diam)
Pelaksanaan kromatografi lapis tipis menggunakan lapis
tipis silica atau alumina yang seragam pada sebuah lempeng
gelas atau logam atau plastic yang keras.
Jel silica (atau alumina) merupakan fase diam. Fase diam
untuk kromatografi lapis tipis seringkali juga mengandung
substansi yang mana dapat berpendar flour dalam sinar ultra
violet. Fase gerak merupakan pelarut atau campuran pelarut
yang sesuai.
Fase diam lainnya yang biasa digunakan adalah alumina-
aluminium oksida. Atom aluminium pada permukaan juga memiliki
gugus –OH. Apa yang kita sebutkan tentang jel silica kemudian
digunakan serupa untuk alumina.
b. Fase Mobil (Fase gerak)
Dalam kromatografi, eluent adalh fase gerak yang
berperan penting pada proses elusi bagi larutan umpan (feed)
untuk melewati fase diam (adsorbent). Interaksi antara
adsorbant dengan eluent sangat menentukan terjadinya pemisahan
komponen. Oleh sebab itu, pemisahan komponen gula dalam tetes
secara kromatografi dipengaruhi oleh laju alir eluent dan
jumlah umpan.
Eluent dapat digolongkan menurut ukuran kekuatan
teradsorpsinya pelarut atau campuran pelarut tersebut pada
adsorben dan dalam hal ini yang banyak digunakan adalah jenis
adsorban alumina atau sebuah lapis tipis silica. Penggolongan
ini dikenal sebagai deret eluotropik pelarut. Suatu pelarut
yang bersifat larutan relative polar dapat mengusir pelarut
yang relative tak polar dari ikatannya dengan alumina (jel
silica). (Kantasubrata,1993).
Kecepatan gerak senyawa-senyawa ke atas pada lempengan
itu, tergantung pada :
Bagaimana kelarutan senyawa dalam pelarut. Hal ini
bergantung pada bagaimana besar atraksi antara molekul-molekul
senyawa dengan pelarut.
Bagaimana senyawa melekat pada fase diam, misalnya silica.
Hal ini tergantung pada bagaimana besar atraksi antara senyawa
dengan silica gel.
Anggaplah bercak awal pada alumina mengandung dua senyawa,
yang satu dapat membentuk ikatan hydrogen, dan yang lainnya
hanya dapat mengambil tiap-tiap bagian interaksi van der Waals
yang lemah.
Senyawa yang dapat membentuk ikatan hydrogen akan melekat
pada jel silica lebih kuat disbanding senyawa lainnya. Kita
mengatakan bahwa senyawa ini terjerap lebih kuat dari senyawa
yang lainnya. Penjerapan merupakan pembentukan suatu ikatan
dari satu substansi pada permukaan.
Penjerapan bersifat tidak permanen, terdapat pergerakan
tetap dari molekul antara yang terjerap pada permukaan jel
silica dan yang kembali pada larutan dalam pelarut.
Dengan jelas senyawa hanya dapat bergerak ke atas pada
lempengan selama waktu terlarut dalam pelarut. Ketika senyawa
dijerap pada silica gel untuk sementara waktu proses
penjerapan berhenti-dimana pelarut bergerak tanpa senyawa. Itu
berarti bahwa senyawa semakin kuat senyawa dijerap, semakin
kurang jarak yang ditempuh ke atas lempengan.
2.5 Kromatografi dan Aplikasinya pada Bidang lain
a) Pada Bidang Bioteknologi
Dalam bidang bioteknologi, kromatografi mempunyai
peranan yang sangat besar. Misalnya dalam penentuan, baik
kualitatif maupun kuantitatif, senyawa dalam protein. Protein
sering dipilih karena ia sering menjadi obyek molekul yang
harus di-purified (dimurnikan) terutama untuk keperluan dalam
bio-farmasi. Kromatografi juga bisa diaplikasikan dalam
pemisahan molekul-molekul penting seperti asam nukleat,
karbohidrat, lemak, vitamin dan molekul penting lainnya.
Dengan data-data yang didapatkan dengan
menggunakan kromatografi ini, selanjutnya sebuah produk obat-
obatan dapat ditingkatkan mutunya, dapat dipakai sebagai data
awal untuk menghasilkan jenis obat baru, atau dapat pula
dipakai untuk mengontrol kondisi obat tersebut sehingga bisa
bertahan lama.
b) Pada Bidang Klinik
Dalam bidang clinical (klinik), teknik ini sangat
bermanfaat terutama dalam menginvestigasi fluida badan seperti
air liur. Dari air liur seorang pasien, dokter dapat
mengetahui jenis penyakit yang sedang diderita pasien
tersebut. Seorang perokok dapat diketahui apakah dia termasuk
perokok berat atau ringan hanya dengan mengetahui konsentrasi
CN- (sianida) dari sampel air liurnya. Demikian halnya air
kencing, darah dan fluida badan lainnya bisa memberikan data
yang akurat dan cepat sehingga keberadaan suatu penyakit dalam
tubuh manusia dapat dideteksi secara dini dan cepat.
Sekarang ini, deteksi senyawa oksalat dalam air
kencing menjadi sangat penting terutama bagi pasien kidney
stones (batu ginjal). Banyak metode analisis seperti
spektrofotometri, manganometri, atau lainnya, akan tetapi
semuanya membutuhkan kerja ekstra dan waktu yang cukup lama
untuk mendapatkan hasil analisis dibandingkan dengan teknik
kromatografi.
Dengan alasan-alasan inilah, kromatografi kemudian
menjadi pilihan utama dalam membantu mengatasi permasalahan
dalam dunia bioteknologi, farmasi, klinik dan kehidupan
manusia secara umum.
c) Pada Bidang Forensik
Aplikasi kromatografi pada bidang forensik pun
sangat membantu, terutama dilihat dari segi keamanan. Masih
lekat dalam ingatan kita, sebuah peristiwa Black September
Tragedy mengguncang Amerika pada tanggal 11 September 2001
yang ditandai dengan runtuhnya dua gedung kesayangan
pemerintah Amerika Serikat. Demikian halnya di Indonesia yang
marak dengan aksi peledakan bom yang terjadi di mana-mana.
Perhatian dunia pun akhirnya mulai beralih dengan adanya
peristiwa-peristiwa pengeboman/peledakan tersebut ke bahaya
explosive (bahan peledak) dengan peningkatan yang cukup tajam.
Kini kromatrografi menjadi hal yang sangat penting
dalam menganalisis berbagai bahan-bahan kimia yang terkandung
dalam bahan peledak. Hal ini didorong karena dengan semakin
cepat diketahuinya bahan-bahan dasar apa saja bahan peledak,
maka akan makin mempercepat diambilnya tindakan oleh bagian
keamanan untuk mengatasi daerah-daerah yang terkena ledakan
serta antisipasi meluasnya efek radiasi yang kemungkinan akan
mengena tubuh manusia di sekitar lokasi ledakan. Lebih jauh
lagi, efek negatifnya terhadap lingkungan juga bisa segera
diketahui.
Pada dasarnya setiap bahan peledak, baru akan
meledak jika terjadi benturan, gesekan, getaran atau adanya
perubahan suhu yang meningkat. Dengan terjadinya hal-hal
seperti ini, memberikan peluang bahan peledak tersebut berubah
manjadi zat lain yang lebih stabil yang diikuti dengan tekanan
yang tinggi, yang bisa menghasilkan ledakan dahsyat atau
bahkan munculnya percikan api.
Ada banyak bahan kimia yang biasa digunakan dalam
bahan peledak, baik bahan peledak yang kerkekuatan tinggi
maupun rendah, beberapa diantaranya adalah 2,4,6-
trinitrotoluene (TNT), siklonit (RDX), tetril, pentaeritritol
tetranitrat (PETN) dan tetritol serta beberapa anion lain
seperti perklorat, klorat, klorida, nitrat, nitrit, sulfate
dan tiosianat.Bisa dikatakan bahwa analisis organic ion (ion
organik) dan inorganic ion (ion anorganik) memainkan peranan
yang sangat penting pada saat investigasi lokasi ledakan bom
berlangsung. Pendeteksian ion-ion anorganik misalnya, setelah
pengeboman berlangsung, akan memberikan harapan karena tidak
semua material dari bahan peledak tersebut ikut meledak pada
saat terjadi ledakan.
Bahan-bahan anorganik seperti klorat, klorida,
nitrat, nitrit, sulfate, tiosianat, dan perklorat adalah
bahan-bahan kimia yang biasa digunakan sebagai oksidator untuk
low explosive (bahan peledak berkekuatan rendah).
d) Dalam bidang lingkungan
Dalam masalah lingkungan, sebagai konsekuensi
majunya peradaban manusia, berarti permasalahan pun semakin
“maju”. Salah satu permasalahan serius yang dihadapi oleh
negara-negara berkembang dan utamanya negara maju adalah
persoalan global warming (pemanasan global). Menurut survei
National Institute for Environmental Studies, Japan, tahun
2006 lalu, bahwa masyarakat di Jepang memperkirakan tingkat
pemanasan global merupakan masalah lingkungan paling serius
dan tingkatannya hampir 7 kali lipat dari satu dekade yang
lalu saat polling kali pertama dilakukan pada tahun 19972).
Seiring dengan hal itu, permasalahan lingkungan pun semakin
meningkat. Disinilah, teknik kromatografi mengambil peran
paling penting dalam environmental analysis (analisis
lingkungan) ini.
Pada dasarnya permasalahan lingkungan bisa dibagi
ke dalam 3 bagian : water hygiene, soil hygiene dan air
hygiene. Sebagai contoh, kualitas air (misal : air ledeng, air
sungai, air danau, air permukaan) dapat diketahui salah
satunya dengan mengetahui jenis anion dan kation yang
terkandung dalam sampel air tersebut sekaligus jumlahnya.
Apakah mengandung logam-logam berbahaya atau tidak.
Demikian halnya pada daerah yang terkena acid rain
(hujan asam). Antisipasi dini dapat dilakukan dengan
mengetahui secara dini kandungan sulfate ion, SO42- (ion
sulfat) dan nitrogen trioxide ion, NO3- (nitrogen trioksida)
yang terdapat dalam air hujan tersebut. Terbentuknya hujan
asam disebabkan gas sulfur oxide, SOx dengan uap air dan
membentuk asam sulfat (H2SO4), demikian pula nitrogen oxide
NOx dapat membentuk asam nitrat (HNO3) di udara. Reaksi-rekasi
ini mengambil waktu berjam-jam atau bahkan berhari-hari di
udara hingga akhirnya jatuh ke bumi dalam bentuk hujan asam.
Di beberapa negara maju seperti Jepang, Amerika, Eropa,
Kanada, dan beberapa negara lainnya, monitoring udara dan air
hujan menjadi sangat penting tidak hanya untuk memperkirakan
efek dari polusi itu tapi yang lebih penting lagi adalah
memonitor progress (perkembangan) control polusi dari global
ecology (ekologi global).
Kontrol kondisi air hujan ini menjadi penting
karena beberapa efek yang fatal yang mungkin bisa terjadi, di
antaranya jatuhnya hujan asam dapat meningkatkan keasaman
danau, sungai, bendungan yang pada akhirnya mungin dapat
menyebabkan kematian pada kehidupan air. Demikian pula
keasaman pada tanah dapat meningkat dan merembes ke air
permukaan tanah yaitu sumber air minum sehari-hari. Aplikasi
pada bidang yang lain
Sebenarnya masih sangat banyak aplikasi kromatografi dalam
bidang-bidang keilmuan lainnya. Beberapa aplikasi tersebut
misalnya dalam industri kertas, pertambangan, proses logam,
petrokimia, pertanian, kedokteran dan lain-lain.
Namun karena keterbatasan ruang, dalam tulisan ini
penulis hanya menampilkan beberapa contoh peran serta
kromatografi dalam memudahkan dan mempercepat perolehan
“target data” dalam beberapa bidang yang tersebut di atas.
BAB III
METODA
Pemisahan senyawa menjadi senyawa murninya dan
mengetahui kuantitasnya merupakan masalah penting dari
pekerjaan di laboratorium kimia. Untuk itu, kemurnian bahan
atau komposisi campuran dengan kandungan yang berbeda dapat
dianalisis dengan benar. Control kualitas, analisis bahan
makanan dan lingkungan, tetapi juga control dan optimasi
reaksi kimia dan proses berdasarkan penentuan analitik dari
kuantitas material. Teknologi yang penting untuk analisis dan
pemisahan preparative pada campuran bahan adalah kromatografi.
3.1 Alat dan Bahan
1. Cahmber 2 buah
2. Plat KLT
3. Slinder Kaca
4. Pipet volume 25 mL
5. Pipet Tetes
6. Penotol
7. Filler atau Sprayer
8. Mistar
9. Pensil
a. Metoda Kerja Kromatografi Lapis Tipis
1. Diambil sejumlah kecil dan ditambah senyawa pelarut
2. Diaduk dan disentrifugasi
3. Diambil filtratnya
4. Ditotol ke KLT yang telah diberi identitas sampel, tanda
dengan nomor ataupun garis.
5. Chember diisi kloroform dan eluen
6. Di jenuhkan
7. Masukkan KLT yang telah ditotol
8. Tunggu sampai eluen naik sampai tanda batas
9. Dikeluarkan dari chember dan dikeringkan
10. Pengamatan bisa dilakukan dengan cara visual, kimia, fisika,
ataupun radioaktif. Pada pengamatan dengan cara fisika, maka
digunakan sinar UV dengan panjang gelombang 254 dan 366.
11. Tandai noda yang terlihat pada KLT
12. Lakukan perhitungan RF
BAB IVPENUTUP
4.1 KesimpulanPemisahan senyawa menjadi senyawa murninya dan mengetahui
kuantitasnya merupakan masalah penting dari pekerjaan di
laboratorium kimia. Untuk itu, kemurnian bahan atau komposisi
campuran dengan kandungan yang berbeda dapat dianalisis dengan
benar. Control kualitas, analisis bahan makanan dan
lingkungan, tetapi juga control dan optimasi reaksi kimia dan
proses berdasarkan penentuan analitik dari kuantitas material.
Teknologi yang penting untuk analisis dan pemisahan
preparative pada campuran bahan adalah kromatografi.
kromatografi adalah teknik analisis yang diterapkan untuk
memisahkan komponen-komponen dalam campuran berdasarkan 2
jenis fase yaitu fase diam (stationer) dan fase gerak (mobil).
Secara umum kromatografi dibagi menjadi :
a. Kromatografi Cair
Kromatografi kertas
Kromatografi kolom
Kromatografi lapis tipis
Kromatografi cair kinerja tinggi
b. Kromatografi Gas
Kromatografi gas-cair
Kromatografi gas-padat
4.2 Saran Dalam menggunakan kromatografi, kita harus mengetahui
jenis-jenis kromatografi yang akan digunakan. Karena setiap
kromatografi mempunyai cara kerja yang berbeda-beda. Seperti
kromarografi kertas dan lapis tipis. Kedua kromatografi ini
mengolah sampel dengan cara menotolkan sampel dikertas atau
silika gel, dalam penotolan sampel, kita harus mengetahui cara
menotolkan sampel itu, hal ini untuk mendapatkan hasil yang
benar pada pemeriksaan sampel.
Pengerjaannya juga harus membutuhkan ketelitian dan
kehati-hatian untuk mendapatkan hasil yang akurat. Setelah
pemeriksaan sampel selesai, pastikan semua alat dimatikan
dengan baik, untuk menjaga agar alat dapat bertahan lama
Jelaskan bagaimana cara pemisahan campuran?
Pemiasahan dapat dilakukan dengan cara sebagi berikut ini1. Filtrasi (Penyaringan)Salah satu metoda pemisahan yang paling sederhana adalah dengan menggunakan metoda filtrasi (penyaringan).
2. SentrifugasiMetode jenis ini sering dilakukan sebagai pengganti filtrasi jika partikel padatan sangat halus dan jumlah campurannya lebih sedikit. Metode sentrifugasi digunakan secara luas untukmemisahkan sel-sel darah dan sel-sel darah putih dari plasma darah. Dalam hal ini, padatan adalah sel-sel darah yang akan mengumpul di dasar tabung reaksi, sedangkan plasma darah berupa cairan berada di bagian atas.
3. Destilasi (Penyulingan)Pemisahan campuran dengan cara destilasi (penyulingan) banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam kegiatan industri. Pemisahan campuran dengan cara penyulingan digunakanuntuk memisahkan suatu zat cair dari campurannya. Prinsip kerjanya didasarkan pada perbedaan titik didih dari zat cair yang bercampur sehingga saat menguap, setiap zat akan terpisah
4. KromatografiMetode pemisahan dengan cara kromatografi digunakan secara luas dalam berbagai kegiatan, di antaranya untuk memisahkan berbagai zat warna dan tes urine untuk seseorang yang dicurigai menggunakan obat terlarang atau seorang atlit yang dicurigai menggunakan doping. Pemisahan campuran dengan cara kromatografi pada umumnya digunakan untuk mengidentifikasi suatu zat yang berada dalam suatu campuran. Prinsip kerjanya didasarkan pada perbedaan kecepatan merambat antara partikel-partikel zat yang bercampur dalam suatu medium diam ketika dialiri suatu medium gerak. Contoh untuk mengidentifikasi kandungan zat tertentu dalam suatu bahan makanan, mengidentifikasi hasil pertanian yang tercemar oleh pestisida,dan masih banyak lagi penggunaan pemisahan campuran dalam kehidupan sehari-hari dengan menggunakan cara kromatografi. Jenis kromatografi yang paling banyak digunakan adalah
Pemisahan Zat Warna Secara Kromatografi
PEMISAHAN ZAT WARNA SECARA KROMATOGRAFI
A. Tujuan
Memisahkan zat-zat warna pada daun tumbuhan.
B. Tinjauan Pustaka
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan
tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi
terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua
makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam
fotosintesis. Organisme yang menghasilkan energi melalui
fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof.
Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam
fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula
sebagai molekul penyimpan energi.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut
klorofil. Klorofil merupakan katalisator fotosintesis yang sangat
penting dalam semua jaringan tumbuhan berfotosintesis. Selain
klorofil, di dalam tumbuhan juga terdapat pigmen warna lain yang
disebut karotenoid. Selain sebagai pigmen warna, karotenoid juga
membantu dalam fotosintesis. Terdapat lebih dari 300 jenis
karotenoid, tetapi yang terdapat dalam tumbuhan tinggi hanya
sedikit, umumnya berupa karoten. Salah satu turunan karotenoid,
yaitu hidrokarbon tak jenuh turunan likopen atau turunan likopen
teroksigenesi dikenal sebagai xantofil. Xantofil yang umum terdapat
berupa monohidroksikaroten (ketrin dan rubixantin), dihdroksi-
karoten (zeakantin) atau dihidroksi-epoksikaroten (violaxantin).
Untuk memisahkan zat-zat warna yang terdapat pada suatu
tumbuhan dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi teknik
kromatografi merupakan teknik yang banyak digunakan. Kromatografi
pertama kali diberikan oleh Michael Tswett, seorang ahli botani
Rusia, pada tahun 1906. Kromatografi merupakan metode pemisahan yang
sederhana.
Kromatografi mencakup berbagai proses yang berdasarkan pada
perbedaan distribusi dari penyusunan cuplikan antara dua fasa, salah
satu diantaranya bergerak secara berkesinambungan dalam arah
tertentu dan di dalamnya zat-zat itu menunjukkan perbedaan mobilitas
disebabkan adanya perbedaan dalam absorpsi, partisi, kelarutan,
tekanan uap, ukuran molekul atau kerapatan muatan ion dinamakan
kromatografi sehingga masing-masing zat dapat diidentifikasi atau
ditetapkan dengan metode analitik.
Ada beberapa macam kromatografi, yaitu:
a. Kromatografi Lapis Tipis
Yaitu kromatografi yang menggunakan lempeng gelas atau
alumunium yang dilapisi dengan lapisan tipis alumina, silika gel,
atau bahan serbuk lainnya. Kromatografi lapis tipis pada umumnya
dijadikan metode pilihan pertama pada pemisahan dengan kromatografi.
b. Kromatografi Penukar Ion
Merupakan bidang khusus kromatografi cairan-cairan. Seperti
namanya, system ini khusus digunakan untuk spesies ion. Penemuan
resin sintetik dengan sifat penukar ion sebelum perang Dunia II
telah dapat mengatasi pemisahan rumit dari logam tanah jarang dan
asam amino.
c. Kromatografi Penyaringan Gel
Merupakan proses pemisahan dengan gel yang terdiri dari
modifikasi dekstran-molekul polisakarida linier yang mempunyai
ikatan silang. Bahan ini dapat menyerap air dan membentuk susunan
seperti saringan yang dapat memisahkan molekul-molekul berdasarkan
ukurannya. Molekul dengan berat antara 100 sampai beberapa juta
dapat dipekatkan dan dipisahkan. Kromatografi permeasi gel merupakan
teknik serupa yang menggunakan polistirena yang berguna untuk
pemisahan polimer.
d. Elektoforesis
Merupakan kromatografi yang diberi medan listrik disisinya dan
tegak lurus aliran fasa gerak. Senyawa bermuatan positif akan menuju
ke katode dan anion menuju ke anoda. Sedangkan kecepatan gerak
tergantung pada besarnya muatan.
e. Kromatografi Kertas
Merupakan kromatografi cairan-cairan dimana sebagai fasa diam
adalah lapisan tipis air yang diserap dari lembab udara oleh kertas
jenis fasa cair lainnya dapat digunakan. Teknik ini sangat
sederhana.
Prinsip dasar kromatografi kertas adalah partisi multiplikatif
suatu senyawa antara dua cairan yang saling tidak bercampur. Jadi
partisi suatu senyawa terjadi antara kompleks selulosa-air dan fasa
mobil yang melewatinya berupa pelarut organik yang sudah dijenuhkan
dengan air atau campuran pelarut.
Cara melakukannya, ciplikan yang mengandung campuran yang akan
dipisahkan diteteskan/diletakkan pada daerah yang diberi tanda di
atas sepotong kertas saring dimana ia akan meluas membentuk noda
yang bulat. Bila noda telah kering, kertas dimasukkan dalam bejana
tertutup yang sesuai dengan satu ujung, dimana tetesan cuplikan
ditempatkan, tercelup dalam pelarut yang dipilih sebagai fasa
bergerak (jangan sampai noda tercelup karena berarti senyawa yang
akan dipisahkan akan terlarut dari kertas).
Pelarut bergerak melalui serat dari kertas oleh gaya kapiler
dan menggerakkan komponen dari campuran cuplikan pada perbedaan
jarak dalam arah aliran pelarut. Bila permukaan pelarut telah
bergerak sampai jarak yang cukup jauhnya atau setelah waktu yang
telah ditentukan, kertas diambil dari bejana dan kedudukan dari
permukaan pelarut diberi tanda dan lembaran kertas dibiarkan kering.
Jika senyawa-senyawa berwarna maka mereka akan terlihat sebagai pita
atau noda yang terpisah.
C. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Tabung kultur
b. Gelas kimia
c. Kertas saring Watman No. 93
d. Siring
2. Bahan
a. Larutan Aseton+Pemoleum eter dengan perbandingan 1 : 9 ml
b. Ekstrak daun singkong yang sudah dicampur aseton
D. Langkah Kerja
1. Membuat ekstraksi daun singkong (Manihot esculenta).
2. Buat satu titik dengan siring pada kertas saring, lakukan terus
menerus hingga mendapat satu titik tang tebal. Jika berhasil akan
membentuk spektrum warna.
3. Celupkan ujung lancip kedalam botol kultur.
4. Amati perubahan warna yang terjadi pada kertas kromatografi. Foto
hasil pengamatan!
E. Hasil Pengamatan
A B
Gambar A menunjukkan langkah saat kertas dicelupkan ke dalam
botol kultur yang berisi Aseton+Pemoleum eter. Gambar B menunjukkan
hasil setelah kertas dicelupkan dalam larutan Aseton+Pemoleum eter.
F. Hasil Pengamatan
Dari hasil pengamatan terlihat bahwa titik tebal berwarna
hijau pada kertas bergerak naik ke atas. Hal ini karena adanya
perbedaan distribusi dari komponen-komponen campuran tersebut
diantara dua fase, yaitu fase diam (padat atau cair) dan fase gerak.
Fase gerak mengalir melalui fase diam dan membawa komponen-komponen
dari campuran bersama-sama. Komponen-komponen yang berbeda akan
bergerak pada laju yang berbeda pula. Dalam kromatografi kertas,
fase diam adalah kertas serap sedangkan fase gerak adalah pelarut
atau campuran pelarut yang sesuai.
Pigmen warna yang muncul hanya dua warna yakni Klorofil b dan
Xantofil. Yang pertama naik adalah warna kuning (Xantofil) kemudian
disusul pigmen warna hijau muda (Klorofil b). Hal ini karena berat
molekul Xantofil lebih kecil daripada Klorofil b.
Seharusnya pigmen warna yang muncul ada 4, yakni Xantofil,
Klorofil b, Klorofil a dan Karoten. Namun, hasil pengamatan kami
tidak sesuai dengan teori tersebut. Adapun ketidakcocokan hasil
pengamatan dengan teori dapat disebabkan oleh human eror baik pada
waktu pengamatan yang kurang lama ataupun pigmen sebenarnya belum
terhenti benar sehingga hasil pengamatan tidak sesuai dengan fakta
yang ada.
G. Simpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dapat disimpulkan bahwa:
1. Pemiasahan zat-zat warna pada daun dapat dilakukan dengan cara
Kromatografi.
2. Pigmen warna yang terdapat pada daun singkong (Manihot esculenta)
adalah Klorofil a, Klorofil b, Xantofil dan Karoten.
H. Pertanyaan
1. Apakah fungsi dari pigmen-pigmen tersebut?
2. Apakah funsi dari aseton dan eter dalam praktikum ini?
3. Bagaimana rumus kimia dari Klorofil a, Klorofil b, Xantofil dan
Karoten?
I. Jawaban
1. Fungsi dari setiap pigmen tersebut adalah:
a. Klorofil a berperan secara langsung dalam reaksi terang
fotosintesis, yang mengubah energi matahari menjadi energi kimiawi.
b. Klorofil b merupakan pigmen lain dalam membrane tilakoid yang
dapat menterap cahaya dan mentransfer energinya ke klorofil a, yang
kemudian mengawali reaksi terang.
c. Xantofil adalah suatu pigmen yang membantu dalam penerimaan
sinar.
d. Karoten adalah pigmen fotosintesis berwarna oranye yang penting
untuk fotosintesis. Zat ini membentuk warna oranye dalam wortel dan
banyak buah dan sayur lainnya. Dia berperan dalam fotosintesis
dengan menyalurkan energi cahaya yang dia serap ke klorofil dan
memperluas spectrum dari warna-warna yang dapat menggerakkan
fotosintesis.
2. Fungsi aseton dan eter adalah sebagai pelarut klorofil.
3. Rumus kimia untuk setiap pigmen:
Pigmen warna Rumus kimia
Klorofil a C55 H72 O5 N4 Mg
Klorofil b C55 H70 O6 N4 Mg
Xantofil C40H54(OH)2
Karoten C40H56
J. Daftar Pustaka
Anonim. (2011). Kromatografi. [Online] Tersedia: dnabio71kromatografi.blogspot.com/ [30 November 2011]
Salisbury, B. Frank dan Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung: ITB
Wikipedia. (2010). Kromatografi. [Online]. Tersedia: id.wikipedia.org/wiki/Kromatografi [30 November 2011]
A. Bahan Pewarna Makanan
Dalam ilmu kimia bahan pewarna makanan tergolong
zat aditif makanan. Zat aditif adalah bahan-bahan
yang ditambahkan sebagai campuran pada makanan. Bahan
pewarna makanan terbagi dalam dua kelompok besar
yakni pewarna alami dan pewarna buatan. Di Indonesia,
penggunaan zat pewarna untuk makanan baik yang
diizinkan maupun dilarang diatur dalam SK Menteri
Kesehatan Republik Indonesia nomor
235/MenKes/Per/VI/79 dan direvisi melalui SK Menteri
Kesehatan Republik Indonesia nomor
722/MenKes/Per/VI/88 mengenai bahan tambahan makanan.
Pewarna alami diperoleh dari tanaman ataupun
hewan yang berupa pigmen. Beberapa pigmen alami yang
banyak terdapat di sekitar kita antara lain klorofil
terdapat pada daun-daun berwarna hijau, karotenoid
terdapat pada wortel dan sayuran lain berwarna
oranye-merah. Umumnya, pigmen-pigmen ini bersifat
tidak cukup stabil terhadap panas, cahaya, dan pH
tertentu. Walau begitu, pewarna alami umumnya aman
dan tidak menimbulkan efek samping bagi tubuh.
Pewarna buatan untuk makanan diperoleh melalui
proses sintesis kimia buatan yang mengandalkan bahan-
bahan kimia, atau dari bahan yang mengandung pewarna
alami melalui ekstraksi secara kimiawi. Beberapa
contoh pewarna buatan yaitu Warna kuning ( tartrazine
dan sunset yellow), Warna merah (allura, eritrosin
dan amaranth), Warna biru (biru berlian).
Kelebihan dari pewarna buatan dibanding pewarna
alami adalah dapat menghasilkan warna yang lebih kuat
dan stabil meski jumlah pewarna yang digunakan hanya
sedikit. Warna yang dihasilkan dari pewarna buatan
akan tetap cerah meskipun sudah mengalami proses
pengolahan dan pemanasan, sedangkan pewarna alami
mudah mengalami degradasi atau pemudaran pada saat
diolah dan disimpan. Misalnya kerupuk yang
menggunakan pewarna alami, maka warna tersebut akan
segera pudar ketika mengalami proses penggorengan.
B. Deteksi Bahan Pewarna Berbahaya
Uji zat pewarna makanan merupakan suatu perlakuan
untuk mengetahui ada atau tidaknya kandungan bahan
kimia berbahaya dalam makanan. Telah diketahui bahwa
berbagai jenis makanan dan minuman yang beredar di
Indonesia, baik secara sengaja maupun tidak sengaja,
telah diwarnai dengan pewarna tekstil atau yang bukan
zat pewarna "food grade", yaitu yang tidak diizinkan
digunakan dalam makanan. Pewarna-pewarna tersebut
memang lebih banyak digunakan untuk tekstil, kertas
atau kulit. Seperti telah diketahui, berdasarkan
beberapa penelitian telah dibuktikan bahwa beberapa
zat pewarna tekstil yang tidak diizinkan tersebut
bersifat racun bagi manusia sehingga dapat
membahayakan kesehatan konsumen, dan senyawa tersebut
memiliki peluang dapat menyebabkan kanker pada hewan-
hewan percobaan. Cara mendeteksi zat pewarna makanan
hasil sintetik , dapat dilakukan melalui dua cara
antara lain
1. Cara Modern,
Teknik ini biasanya dilakukan di laboratorium
yang maju, analisis pewarna makanan sudah secara
rutin dilakukan, dengan berbagai teknik dan metoda.
Sebagian besar dari cara analisa tersebut masih
berdasarkan suatu prinsip kromatografi atau pun
menggunakan alat spektrophotometer. Cara tersebut
digunakan untuk mendeteksi zat pewarna tersebut
secara teliti, karena itu minimal diperlukan
fasilitas yang cukup canggih serta dituntut
tersedianya berbagai pelarut organik, yang biasanya
cukup mahal harganya. Di samping itu teknik tersebut
juga memerlukan tenaga terampil yang profesional.
Berbagai penelitian telah dilakukan untuk mencari
beberapa metoda yang praktis tetapi teliti untuk
mengidentifikasi adanya pewarna sintetik dan bila
perlu dapat membedakan jenis pewarna sintetik dalam
makanan. Hal tersebut penting sekali bagi
laboratorium pangan, pembuat kebijaksanaan dan
organisasi pelindung konsumen agar mempunyai suatu
teknik atau metoda analisis yang cepat cara kerjanya
dan dapat membedakan antara zat pewarna makanan
dengan pewarna tekstil. Teknik analisis tersebut
seyogyanya yang cukup sederhana sehingga mudah
dilakukan di tingkat rumah tangga dan di lapangan
bagi penjual zat pewarna atau penjual makanan.
2. Cara Sederhana
Babu dan Indushekhar S (1990), telah melaporkan
hasil penelitiannya, bahwa deteksi zat pewarna
sintetik dapat dilakukan secara sederhana dengan
menggunakan peralatan yang sederhana, seperti gelas,
air dan kertas saring. Sehingga tidak diperlukan
adanya pelarut ataupun memerlukan tersedianya
peralatan khusus. Metoda ini dapat dikerjakan di
rumah maupun di lapangan. Keistimewaan atau
keuntungan penting dari metoda tersebut adalah karena
cara analisisnya tidak membutuhkan ketersediaan zat
pewarna-pewarna standar apapun. Ide dari metoda
sederhana ini didasarkan pada kemampuan zat pewarna
tekstil yang berbeda dengan zat pewarna makanan
sintetis, di antaranya karena daya kelarutannya dalam
air yang berbeda. Zat pewarna tekstil seperti
misalnya Rhodamin B (merah), Methanil Yellow
(kuning), dan Malachite Green (hijau), bersifat tidak
mudah larut dalam air.
Sedangkan prinsip kerjanya adalah kapilaritas
kertas saring dengan pelarut air (PAM, destilata,
atau air sumur) . Setelah zat pewarna diteteskan di
ujung kertas saring, air dari bawah akan mampu
menyeret zat-zat pewarna keatas. Apabila bahan
pewarna tersebut merupakan bahan yang aman
dikonsumsi, maka akan terseret jauh (lebih dari 5 cm)
oleh air dari gelas secara kapilaritas. Sedangkan
jika bahan pewarna tersebut merupakan zat pewarna
yang berbahaya seperti bahan pewarna tekstil maka
tidak akan terseret jauh oleh air (kurang dari 3 cm)
melalui kapilaritas pada kertas saring. Bahkan
terkadang tetap diam ditempat, hal ini menunjukan
bahwa sifat zat pewarna tekstil tidak mudah larut
dalam air. Jika terseret antara 3 sampai 5cm maka
meragukan dan harus diuji dengan uji laboratorium
yang lebih teliti. Cara ini praktis untuk mengecek
atau mengidentifikasi zat warna dalam kemasan yang
akan digunakan untuk mengolah makanan secara
spesifik. Para teknisi laboratorium dan lembaga
konsumen, bahkan siswa SMA serta konsumen awam, kini
dapat dengan mudah, cepat dan sederhana mendeteksi
zat warna tekstil tersebut, bila diinginkan.
Keunggulan lain dari metoda sederhana ini adalah
tidak diperlukannya standar pembanding (kecuali ingin
mendeteksi zat pewarna apa). Akan tetapi hasil uji
dengan metoda tersebut perlu pula dikonfirmasi lebih
lanjut dengan uji yang dikerjakan di laboratorium
dengan menggunakan metoda konvensional. Sehingga
dapat benar-benar diyakini bahwa bahan pewarna
tersebut tidak mengandung bahan pewarna untuk
tekstil. Hal ini penting karena terkadang hasil
penelitian terbaru dapat mencabut ijin pemakaian
bahan pewarna tertentu yang sebelumnya tercantum di
dalam daftar pewarna yang diijinkan oleh Badan
Pengawasan Obat-Obatan dan Makanan (BPOM).
C. Bahan Pewarna Berbahaya Pada Makanan
Zat pewarna makanan tidak lain hanyalah berfungsi
sebagai penarik perhatian agar terkesan enak dan
lezat. Zat pewarna makanan dibedakan menjadi dua
macam yaitu pewarna makanan alami dan buatan
(sintetik). Pewarna makanan yang paling aman untuk
dikonsumsi yaitu pewarna makanan alami. Sedangkan
pewarna sintetik kurang aman bahkan bisa berbahaya
jika mengandung zat kimia yang tidak layak untuk
dicampurkan pada makanan. Contoh bahan-bahan pewarna
makanan berbahaya yang ditemukan dipasaran sebagai
campuran pewarna antara lain.
1. Rhodamin B,
Warnanya merah dan sifatnya tidak mudah larut dalam
air, seringdigunakan sebagai pewarna tekstil.
2. Methanil Yelow
Warnanya kuning dan sifatnya tidak mudah larut
dalam air.
3. Malchite Green
Warnanya hijau dan sifatnya tidak mudah larut dalam
air.
D. Kertas Saring
Kertas saring yaitu kertas yang terbuat dari
bahan-bahan selulosa. Bahan selulosa yaitu bahan-
bahan yang tebuat dari tumbuh-tumbuhan. Misalnya
bubur rumput, jerami dan kayu. Kertas saring sering
disebut ”Filter Paper”. Kegunaan kertas saring yaitu untuk
menyaring bahan-bahan atau zat yang bersifat cair,
atau dapat memisahkan sebuah campuran dalam kegiatan
praktik, pengujian atau penelitian dalam laborat.
Kertas saring bersifat menyerap air, bahkan daya
serap terhadap zat cair paling baik jika dibandingkan
dengan kertas biasa lainnya. Keunggulan daya serap
yang optimal menjadikan kertas saring sangat baik
untuk eksperimen yang berhubungan dengan kapilaritas.
Oleh Karena itu pada penelitian ini cukup efektif dan
hasilnya lebih optimal maka peneliti menggunakan
kertas saring.