I.
PENDAHULUAN TENTANG KROMATOGRAFI
Kromatografi pertama kali
diperkenalkan oleh Michael Tswest (1906), seorang ahli botani Rusia.
Tswest 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,
dimana “chroma” berarti warna serta “graphein” yang berarti tulisan. Kemudian
kimiawan dari Swiss Richard Martin Willstätter (1872-1942) menerapkan teknik
ini untuk risetnya yakni untuk pemisahan pigmen klorofil.
Pengertian kromatografi
menyangkut metode pemisahan yang didasarkan atas distribusi deferensial
komponen sampel diantara dua fasa. Hal tersebut mengacu pada beberapa sifat
komponen, yaitu :
· Melarut
dalam cairan
· Melekat
pada permukaan padatan halus
· Bereaksi
secara kimia
Sifat-sifat tersebutlah yang dimanfaatkan dalam metode
kromatografi ini, yaitu perbedaan migrasi komponen-komponen di dalam sampel.
II.
PENDAHULUAN TENTANG GC (GAS CHROMATOGRAPHY)
Kromatografi gas (GC) adalah
jenis umum dari kromatografi yang digunakan dalam kimia analitik untukmemisahkan dan menganalisis senyawa yang dapat menguap tanpa dekomposisi. GC dapat digunakan untuk pengujian kemurnian zat
tertentu, atau memisahkan komponen yang berbeda dari campuran (jumlah relatif
komponen tersebut juga dapat ditentukan). GC dapat digunakan dalam
mengidentifikasi suatu senyawa.
Kromatografi gas, berdasarkan
fasa gerak dan fasa diamnya merupakan kromatografi gas-cair. Dimana fasa
geraknya berupa gas yang bersifat inert, sedangkan fasa diamnya berupa
cairan yang inert pula, dapat berupa polimer ataupun larutan. Adapun gambaran
umum dari GC adalah sebagai berikut :
Ilustrasi Umum GC
III.
DASAR TEORI GC
Pengertian kromatografi
menyangkut metode pemisahan yang didasarkan atas distribusi deferensial
diantara dua fasa mengacu pada beberapa sifat komponen sampel, yaitu :
· Melarut
dalam cairan
· Melekat
pada permukaan padatan halus
· Bereaksi
secara kimia
Sifat-sifat tersebutlah yang
dimanfaatkan dalam metode kromatografi ini, yaitu perbedaan migrasi
komponen-komponen di dalam sampel.
Pada prinsipnya pemisahan dalam
GC adalah disisebabkan oleh perbedaan dalam kemampuan distribusi analit
diantara fase gerak dan fase diam di dalam kolom pada kecepatan dan waktu yang
berbeda.
IV.
JENIS DAN MACAM ALAT GC
Kromatografi gas terdiri dari 2 yaitu kromatografi gas cairan dengan mekanisme
pemisahan partisi, yaitu:
1. Kromatografi gas–cair (KGC),
à fase diamnya berupa
cairan yang diikatkan pada suatu pendukung sehingga solut akan terlarut dalam
fase diam. Partisi komponen cuplikan didasarkan atas kelarutan uap komponen
bersangkutan pada zat cair (fasa diam).
2. Kromatografi gas-padat (KGP)
à fase diamnya berupa
padatan dan kadang-kadang berupa polimerik. Pada kromatografi gas-padat,
partisi komponen cuplikan didasarkan atas fenomena adsorpsi pada permukaan zat
padat (fasa diam). Namun KGP jarang digunakan sehingga pada umumnya yang
disebut dengan GC saat ini adalah KGC.
V.
KOMPONEN ALAT GC
1.
Gas Pengangkut
Gas pengangkut/ pemasok gas
(carrier gas) ditempatkan dalam silinder bertekanan tinggi.
Biasanya tekanan dari silinder sebesar 150 atm. Tetapi
tekanan ini sangat besar untuk digunakan secara Iangsung. Gas pengangkut harus memenuhi persyaratan :
a. Harus inert, tidak bereaksi dengan cuplikan, cuplikan-pelarut,
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 CO2.
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, 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 kromatografi. Tekanan gas masuk ke kromatograf (yaitu tekanan dari tabung
gas) diatur pada 10-50 psi (di atas tekanan ruangan) untuk memungkinkan aliran
gas 25-150 mL/menit pada kolom terpaket dan 1-25 mL/menit untuk kolom kapiler.
2.
Tempat injeksi ( injection port)
Dalam kromatografi gas 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.
Tempat injeksi dari alat
GLC/KGC 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 pertama 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 untuk gas dan 0,2 - 20 ml untuk cairan seperti pada gambar di
bawah.
Ilustrasi Injector GC
3.
Kolom
Coulom, ada dua jenis kolom
yang digunakan dalam GC. Yang pertama adalah kolom kemas, yaitu berupa
tabung yang terbuat dari gelas atau steinstless berisi suatu padatan inert yang
dikemas secara rapi. Kolom ini memiliki ukuran panjang 1,5-10 m dan diameter 2,2-4
nm.
Yang kedua adalah kolom
kapiler, yang biasanya terbuat dari silica dengan lapisan poliamida. Kolom
jenis ini biasanya memiliki ukuran panjang 20-26 m dengan diameter yang sangant
kecil
Ilustrasi Kolom GC
4.
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.
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
Detector, yang paling umum
digunakan dalam GC adalah detector ionisasi nyala (FID) dan detector
kondutivitas termal (TCD). Kedunya peka terhadap berbagai komponen dan dapat
berfungsi pada berbagai konsentrasi. Sementara TCD pada dasarnya universal dan
dapat digunakan untuk mendeteksi setiap komponen selain gas pembawa (selama
konduktivitas mereka berbeda dari gas pembawa, suhu detektor),dalam
jumlah besar sensitif terutama untuk hidrokarbon. Sedangkan FID tidak dapat
mendeteksi air. TCD adalah detector non-destruktif, sedangkan FID adalah
detector destruktif. Biasanya detector ini akan dihubungkan dengan Spektrokopi
Masa, sehingga akan menjadi rangkaian alat GC-MS. Adapun salah satu bentuk dari
FID adalah sebagai berikut :
Ilustrasi FID GC
5.
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.
6.
Recorder
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. Sinyal analitik yang dihasilkan detektor
disambungkan 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.
Ada beberapa detektor yang
dapat digunakan dalam kromatografi gas. Detektor yang berbeda akan memberikan
berbagai jenis selektivitas. Detektor non selektif merespon
senyawa kecuali gas pembawa, Detektor selektif meresponi berbagai
senyawa dengan sifat fisik atau kimia umum dan detektor khusus menanggapi suatu
senyawa kimia tunggal. Detektor juga dapat dikelompokkan ke dalam concentration
dependant detectors and mass flow dependant detectors.
Sinyal dari concentration
dependant detectors terkait dengan konsentrasi zat terlarut dalam
detektor, dan biasanya Pengenceran sampel akan menurunkan respon
detektor. Mass flow dependant detectors biasanya menghancurkan
sampel, dan sinyal tersebut tergantung dengan laju di mana molekul-molekul zat
terlarut menuju ke detektor.
0 komentar :
Posting Komentar