Kromatografi gas

Kromatografi Gas

James dan Martin adalah 2 ilmuwan yang pertama kali mengajukan kosep kromatografi gas (KGC) pada tahun 1952. Tetapi ada pendapat lain yang mengemukakan bahwa konsep KGC telah diajukan sebelumnya yaitu oleh Martin dan Synge pada tahun 1941.

Kromatografi gas di aplikasikan sebagai salah satu instrumen analisis fisiko-kimia yang sasarannya sampai saat ini adalah untuk analisis kualitatif dan kuantitatif.

Kromatografi gas adalah suatu metode yang didasarkan pemisahan fisik zat organik atau anorganik yang stabil pada pemanasan dan mudah diatsirikan.

Kromatografi sebagai instrument untuk analisis fisika kimia menduduki posisi yang sangat penting dan banyak dipakai, hal ini disebabkan oleh :

1. Aliran fase gerak (gas) sangat terkontrol dan kecepatannya tetap

2. Sangat mudah terjadi pencampuran uap sample ke dalam aliran fase gerak 

3. Pemisahan fisik terjadi di dalam kolom yang jenisnya banyak sekali, panjang dan suhunya dapat diatur. 

4. Banyak detektor yang dapat dipakai. 

5. Mudah digabung dengan instrumen lain (GC-MS, GC-FTIR-MS) 

Kelima hal tersebut di atas telah melebarkan jangkauan penggunaan kromatografi gas yang sampai saat ini secara luas banyak digunakan / dibutuhkan untuk analisis fisiko-kimia (kualitatif dan kuantitatif)

Pada kromatografi gas sample diuapkan di dalam gerbang suntik (injection port) dan selanjutnya mengalami pemisahan fisik pada kolom setelah dielusi dengan fase gerak (gas pembawa) yang inert (lembam).

Ada dua metode kromatografi gas, yaitu :

Image 1 : KGC

1. Kromatografi Gas Padat (KGP) : Fase diam pada KGP adalah butiran-butiran adsorben padat dan fase geraknya adalah gas. Mekanisme pemisahan komponen sample adalah perbedaan fisik adsorpsi oleh fase diam. Ada beberapa kelemahan KGP yaitu : adsorpsi fase diam terhadap komponen-komponen sample bersifat semipermanen terutama terhadap molekul yang aktif atau molekul yang polar. Di samping itu, KGP sering kali memberikan bentuk kromatogram yang berekor. Kelemahan yang lain dari KGP adalah efektivitas pemisahan komponen sanhat dipengaruhi oleh bobot molekul. KGP lebih efektif untuk pemisahan komponen-komponen dengan massa relative (Mr) rendah. 

2. Kromatografi Gas Cair (KGC) dikemukakan pertama kali oleh Martin dan Synge. Pada KGC sebagai fase diamnya adalah cairan yang disalut tipis pada permukaan butiran padat sebagai pendukung, sedangkan fase geraknya adalah gas yang  lembam. mekanisme pemisahannya adalah perbedaaan partisi komponen-komponen sample diantara fase diam dan fase geraknya. 

Partisi Gas - Cair 

Sample di dalam kolom akan memisah, karena perbedaan partisi antara 2 fase. Untuk molekul, suhu dan fase cair tertentu akan memberikan konstanta distribusi (Kp) yang tertentu : 

Image 2 : KGP

Kp sama dengan rasio antara konsentrasi komponen dalam fase cair dengan konsentrasi komponen dalam fase gas atau rasio antara berat komponen dalam fase cair / volume fase cair dengan berat komponen dalam fase cair / volume fase cair.

Kp = Kβ

K = rasio partisi ; β = rasio fase 

K disebut sebagai rasio partisi atau rasio kapasitas sedangkan β disebut sebagai rasio fase. 

Harga K sangat erat hubungannya dengan waktu tambat / retensi (t_R). 

Harga β erat hubungannya dengan jenis kolom dan volume fase cair dalam kolom sebagai fase diam. 

Untuk kolom "open tubuler" harga β = r / 2.d.f 

- r  =  jari-jari penampang kolom

- d.f  =  lapis tipis fase cair yang menyalut support dalam kolom 

Profil Kromatogram 

Pada kromatografi gas, respon detektor terhdapa molekul-molekul di dalama sample secara ideal tergambar sebgai kurva Gauss yang dikenal sebagai bentuk kromatogram yang ideal. Kromatogram merupakan hubungan antara respon detektor waktu (menit) hingga terlihat puncak dari kromatogram tersebut. 

                                                                                                                                                      

Image 3 : Kurva Gauss

Bagian - bagian penting dari suatu kromatografi gas meliputi :

Image 5 : FID Detector

1. Reservoir / Depo gas pembawa

2. Injection Port / Gerbang suntik

3. Kolom Kromatograf

4. Kontrol Suhu

5. Detektor

Image 4 : TCD Detector

Gas Chromatography  video...

KROMATOGRAFI GAS DAN APLIKASINYA PADA PEMISAHAN

2. 1    DEFINISI   

Secara etimologi, Kromatografi berasal dari bahasa yunani yang berarti ‘warna’ dan ‘tulis’. Kromatografi gas (GC), merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis, Oleh karena itu, senyawa-senyawa kimia yang akan dipisahkan haruslah dalam bentuk gas pula. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Kromatologi gas memisahkan suatu campuran berdasarkan kecepatan migrasinya di dalam fasa diam yang dibawa oleh fasa gerak. Sedangkan perbedaan migrasi ini disebabkan oleh adanya perbedaan interaksi diantara senyawa-senyawa kimia tersebut (di dalam campuran) dengan fasa diam dan fasa geraknya. Interaksi ini adalah adsorbsi, partisi, penukar ion dan jel permiasi.

Kromatografi gas termasuk dalam salah satu alat analisa (analisa kualitatif dan analisa kuantitatif), kromatografi gas dijajarkan sebagai cara analisa yang dapat digunakan untuk menganalisa senyawa-senyawa organik. Kita telah mengetahui bahwa ada dua jenis kromatografi gas, yatiu kromatografi gas padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC). Dalam kedua hal ini sebagai fasa bergerak adalah gas (hingga keduanya disebut kromatografi gas), tetapi fasa diamnya berbeda. Meskipun kedua cara tersebut mempunyai banya persamaan. Perbedaan antara kedunya hanya tentang cara kerja.
Pada kromatografi gas padat (KGP) terdapat adsorbsi dan pada kromatografi gas cair (KGC) terdapat partisi (larutan). Kromatografi ga padat (KGP) digunakan sebelum tahun 1800 untuk memurnikan gas. Metode ini awalnya kurang berkembang. Penemuan jenis-jenis padatan baru sebagi hasil riset memperluas penggunaan metode ini. Kelemahan metode ini mirip dengan kromatografi cair padat. Sedangkan kromatografi gas cair sering disebut oleh para pakar kimia organic sebagai kromatografi fasa uap. Pertama kali dikenalkan oleh James dan Martin pada tahun 1952. Metode ini paling banyak digunakan karena efisien, serba guna, cepat dan peka. Cuplikan dengan ukuran beberapa microgram sampel dengan ukuran 10 gram masih dapat dideteksi. Sayangnya komponen cuplikan harus mempunyai tekanan beberapa torr pada suhu kolom.

Gambar 1 dan 2. Alat kromatografi gas

2. 2 KOMPONEN – KOMPONEN PADA KROMATOGRAFI GAS
Pada dasarnya komponen penting pada yang harus ada pada setiap alat kromatografi gas adalah :

1.  Tangki pembawa gas

2.  Pengatur aliran dan pengatur tekanan

3.  tempat injeksi

4.  kolom

5.  detektor

6.  rekorder

Gambar 3. Skema Peralatan Kromatografi Gas

 

1. Tangki pembawa gas

Fungsi gas pembawa adalah mengangkut cuplikan dalam kolom ke detektor. Bermacam-macam gas telah digunakan dalam KGC, misalnya, hydrogen, helium, helium, memungkinkan difusi yang lebih longitudinal dari solute, yang cenderung menurunkan efisiensi kolom, terutama pada laju arus yang lebih rendah. Maka nitrogen mungkin merupkan suatu pilihan yang lebih baik untuk gas-pembawa agar dapat dilakukan suatu pemisahan yang benar-benar sukar. Pemilihan gas pembawa hars disesuaikan dengan jenis detektor yang digunakan. Hubungan antara gas pembawa dengan detektor dinyatakan dalam table di bawah ini :

Gas pembawa	DHP	DIN	DTE	DFN
Helium	X	X	-	-
Hydrogen	X	-	-	-
Nitrogen	X	X	x	x
Argon	-	-	x	-

           DHP     = detektor hantaran panas (TCD)

           DIN      = detektor ionisasi nyala (FID)

           DIE       = detektor tangkapan nyala (ECD)

           DFN     = detektor fotometri nyala

Gambar 4. Tangki pembawa gas

 

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), t­­_R. Karena kecepatan gas tetap, maka komponen juga mempunyai volume karakteristik terhadap gas pengangkut = volume penahanan (the retention volume), v_r. 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

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut.

Injektor berada dalam oven yang mana temperaturnya dapat dikontrol. Oven tersebut cukup panas sehingga sampel dapat mendidih dan diangkut ke kolom oleh gas pembawa misalnya helium atau gas lainnya.

Gambar 5. Injektor ports

4. Kolom

Jika suatu cuplikan dianalisis dengan GC maka pemisahan terjadi pada kolom. Kolom di dalam GC sering disebut dengan ”jantung GC”. Hal ini disebabkan karena keberhasilan suatu analisis ditentukan oleh tepat dan tidaknya kolom yang dipilih serta jenis cuplikan yang akan dianalisis.

Kolom GC terdiri dari 3 bagian yaitu wadah luar yang terbuat dari logam (tembaga, baja tahan karat, nikel),gelas atau plastik mislanya teflon dan isi kolom yang terdiri dari padtan pendukung dan fasa cairan.

Kolom isian   

Fasa stasioner dalam kromatografi gas cair (KGC) adalah cairan, tetapi cairan itu tidak boleh dibiarkan bergerak – gerak di dalam tabung. Cairan tersebut harus dimobilisasi, biasanya dalam bentuk satu lapisan tipis dengan luas permukaan besar. Ini paling lazim dilakukan dengan mengimpregnasi suatu bahan padat dengan fasa cair sebelum kolom diisi. Padatan tersebut harus bersifat inert secara kimiawi terhadap zat – zat yang nantinya akan dikromatografikan, stabil pada temperatur operasi, dan memilki luas permukaan yang besar persatuan berat. Penurunan tekanan yang dibutuhkan untuk laju alir gas yamg diinginkan harus tidak boleh berlebihan. Kekuatan mekanis lebih diinginkan agar partikel – partikelnya tidak pecah dan mengubah distribusi ukuran partikel dengan penanganan. Kebanyakan padatan yang digunakan sebagai penyangga pada KGC sangat berpori. Adsorben aktif seperti karbon aktif dan silika gel adalah penyangga padat yang buruk. Bahkan jika dilapisi dengan lapisan cairan tipis maka padatan ini akan menyerap komponen – komponen sampel yang menyebabkan pengekoran (tailing). Bahan penyangga padat yang paling umum adalah tanah diatom. Untuk dapat digunakan sebagai penyangga padatan maka tanah diatom dijadikan seperti bata dan dipanaskan di dalam tanur kemudian digerus halus sampai dan disaring dengan ukuran mesh tertentu.

Pemilihan fasa cair

            Fasa cair harus dipilih dengan mempertimbangkan masalah pemisahan tertentu. Cairan tersebut harus memiliki tekanan uap yang sangat rendah pad temperatur kolom; sebuah petunjuk praktis mengusulkan suatu titik didih sekurang – kurangnya 200⁰C di atas temperatur di mana cairan akan diberikan. Dua alasan penting untuk menginginkan volatilitas yang rendah adalah pertama, hilangnya cairan akan menghancurkan kolom itu, dan kedua, detektor akan memberi respon pada uap fasa stasioner dengan hasil penyimpangan pada garis dasar perekam dan menurunkan kepekaan terhadap komponen – komponen sampel yang dianalisis.

Jelas, fasa cair harus stabil secara termal pada temperatur kolom, dan kecuali dalam kasus – kasus khusus, cairan itu tidak bereaksi secara kimia dengan komponen – komponen sampel. Cairan tersebut harus memiliki daya pelarut yang cukup untuk sampel. Mengingat aturan lama bahwa ”sejenis melarutkan sejenis” , bisa dinyatakan bahwa secara umum seharusnya ada sedikit kesamaan kimiawi antara zat cair dan zat terlarut yang dipisahkan.

Jumlah cairan yang diberikan pada penyangga padatan adalah penting. Jika terlalu banyak cairan, zat terlarut akan menghabiskan terlalu banyak waktu berdifusi ke fasa cair, dan efisiensi pemisahan menjadi berkurang. Terlalu sedikit cairan menyebabkan zat terlarut berinteraksi dengan padatan itu sendiri., adsorpsi dapat menyebabkan pengekoran dan tumpang tindihnya pita – pita elusi. Pemuatan cairan berbeda – beda dengan sifat penyangga padatan, ukuran sampel yang diantisispasi dan faktor – faktor lain, tetapi umumnya dalam rentang 2 atau 3 sampai sekitar 20% berat cairan. Biasanya padatan diolah dengan suatu larutan dari cairan yang diinginkan dalam suatu pelaut yang volatil, dimana pelarut dipindahkan dengan pemanasan dan selanjutnya dibuang dengan gas pembawa.

Gambar 6. Kolom paking

5. Detektor

Berbeda dengan alat analisis lainnya, detektor pada kromatografi gas pada umumnya lebih beraneka ragam. Hal ini disebabkan detektor pada GC mendeteksi aliran bahan kimia dan bukan berkas sinar seperti pada spektrofotometer. Beberapa pertimbangan dalam merancang suatu detektor dapat dikemukan sebagai berikut :

1.    Detektor GC harus dapat mendeteksi dalam waktu beberapa detik.

2.    Cuplikan yang masuk ke dalam detektor harus volatil dan bebas dari pengaruh matrik. Hal semacam juga terjadi pada spektrometri serapan atom atau emisi.

3.    Detektor GC mempunyai kepekaan yang kebih dibandingkan dengan alat analisis pada umumnya.

4.    Detektor GC mempunyai kisaran dinamik yang sangat besar, umunya lebih besar daripada 10⁷.

5.    Detektor GC dapat pula digunakan sebagai alat identifikasi walaupun kegunaan secara umum adalah untuk keperluan kuantitatif

Beberapa parameter yang sering dijumpai pada detektor adalah ratio signal terhadap noise (S/N), batas deteksi minimum (BDM), faktor respon atau ratio signal terhadap jumlah cuplikan, kisran dinamik linear, dan kespesifikan.

Rasio S/N dalam banyak hal dikaitkan dengan BDM. Batas deteksi minimum suatu detektor tehadap suatu cuplikan ditentukan oleh rasio S/N. Salah satu kesepakatan yang dicapai adalah BDM = 2 S/N. Yang dimaksud signal adalah respon detektor terhadap senyawa kimia yang masuk ke dalamnya sedangakan noise berasal dari alat ( getaran rekorder setelah diperbesar maksimum). Harga BDM untuk beberapa detektor dapat dilihat pada tabel berikut:

Harga BDM untuk beberapa detektor

Detektor	BDM	Senyawa yang dianalisis
Hantaran panas	5 x 10-10	Propana
Ionisasi nyala	5 x 10-12	Propana
Tangkapan elektron	5 x 10-16	Lindan
Fotometri nyala	5 x 10-10 2 x 10-12	Tiofen Tributilfosfat
Ionisasi nyala	5 x 10-14	Azobenzena
Alkali (DINA)	5 x 10-15	Tributilfosfat

Jenis – jenis dari detektor :

a.       Detektor konduktivitas termal

Alat ini mengandung baik suatu filamen logam yang dipanaskan maupun suatu termistor. Termistor adalah bantalan kecil yang dispakan dengan menggabungkan campuran logam oksida umumnya dari mangan, kobal, nikel, dan runut logam lainnya.

Elemen, filamen atau termistor dari detektor dipanaskan pada kondisi tunak, memiliki temperatur tertentu yang ditentukan oleh panas diberikan padanya dan laju hilangnya panas ke dinding ruang yang mengelilinginya.

            Detektor itu umunya memiliki dua sisi, masing- masing elemennya sendiri. Gas pembawa murni menelusuri satu sisi detektor yang terletak di depan di depan lubang injeksi sampel, sementara efluen kolom mengalir melalui sisi lainnya.

            Helium merupakan gas pembawa yang cocok untuk detektor konduktivitas termal karena konduktivitas termalnya jauh lebih besar daripada kebanyakan senyawa organik dan tidak memiliki suatu bahaya ledakan. Kepekaan detektor konduktivitas termal dapat ditingkatkan dengan menjalankan elemen – elemen pada temperatur  yang lebih tinggi dengan memberikan suatu arus jembatan yang besar, Tetapi melibatkan harapan hidup elemen tersebut kecil. Detektor ini secara umum tidak bersifat menghancurkan.

  Gambar 7. Detektor konduktivitas termal

 

a.       Detektor pengionan nyala

            Prinsip dasar detektor pengionan nyala adalah energi kalor dalam nyala  hidrogen cukup untuk menyebabkan banyak molekul untuk mengionisasi. Gas efluen dari kolom dicampur dengan hidrogen dan dibakar pada ujung jet logam dalam udara brlebih. Suatu potensial diberikan antara jet dan elektroda kedua yang bertempat di atas atau sekitar nyala itu. Ketika ion – ion itu dibentuk dalam nyala, ruang gas antara kedua elektroda menjadi lebih konduktif dan arus meningkat mengalir dalam sirkuit. Arus ini melewati resistor, tegangan terbentuk yang dikuatan untuk menghasilkan suatu isyrat yang diterima perekam.

            Dengan detektor pengionan nyala, konsentrasi ion – ion dalam ruang antara elektroda dan besarnya arus tersebut sangat bergantung pada laju dimana molekul – molekul zat terlarut dikirim ke nyala. Berat zat terlarut yang mencapai nyala dalam satuan waktu akan mnghasilakan respon detektor yang sama berapapun tingkat pengenceran oleh gas pembawa. Ini dasar untuk pernyataan bahwa detektor ini memberi respon bukan pada konsentrasi zat terlarut tetapi pada laju alir massa zat terlarut tersebut. Juga harus diperhatikan bahwa  Detektor pengionan nyala dapat menghancurkan komponen – komponen sampel.

 

Gambar 8. Skematis detektor pengionan nyala dan sirkuit di dalamnya

Kekurangan utama dari detektor ini adalah pengrusakan setiap hasil yang keluar dari kolom sebagaimana yang terdeteksi. Jika anda akan mengirimkan hasil ke spektrometer massa, misalnya untuk analisa lanjut, anda tidak dapat menggunakan detektor tipe ini.

6. 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).

Hasil pembacaan dalam detector akan direkam dalam rekorder dan ditampilkan pada layar komputer berupa diagram/grafik dengan puncak / pick yang berbeda-beda sesuai dengan senyawa atau gugus senyawanya, seperti gambar di bawah ini:

 

Gambar 9. diagram/grafik dengan puncak / pick

 

2. 3    PRINSIP KERJA KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi merupakan medan yang bergerak cepat karena sangat pentingnya dalam praktek dalam banyak bidang penelitian. Usaha-uasaha berlanjut sepanjang banyak jalur, beberapa diantaranya adalah : detektor yang lebih baik, bahan kemasan kolom yang baru, hubungan dengan instrument lain (seperti spectrometer massa) yang dapat membantu untuk mengidentifikasi komponen-komponen yang dipisahkan.

Cara kerja dari kromatografi gas adalah gas pembawa lewat melalui satu sisi detektor kemudian memasuki kolom. Di dekat kolom ada suatu alat di mana sampel – sampel bisa dimasukkan ke dalam gas pembawa ( tempat injeksi). Sampel – sampel tersebut dapat berupa gas atau cairan yang volatil (mudah menguap). Lubang injeksi dipanaskan agar sampel teruapkan dengan cepat.

            Aliran gas selanjutnya menemui kolom, kolom merupakan jantung intrumen tempat di mana kromatografi berlangsung. Kolom berisi suatu padatan halus dengan luas permukaan yang besar dan relatif inert. Namun padatan teresebut hanya sebuah penyangga mekanika untuk cairan. Sebelum diisi ke dalam kolom, padatan tersebut diimpregnasi dengan cairan yang diinginkan yang berperan sebagai fasa diam atau stasioner sesungguhnya, cairan ini harus stabil dan nonvolatil pada temperatur kolom dan harus sesuai dengan pemisahan tertentu.

            Setelah muncul dari kolom itu, aliran gas lewat melalui sisi lain detektor. Maka elusi zat terlarut dari kolom mengatur ketidakseimbangan antara dua sisi detektor yang direkam secara elektrik.

            Sebagai gambaran bagaimana yang terjadi di dalam kolom, anggap bahwa dalam kolom tersebut memilki serangkaian kamar – kamar kecil, masing – masing mengandung suatu bagian cairan yang nonvolatil sebagai fasa stasioner. Suatu fasa bergerak atau gas pembawa bersama – sama dengan cairan yang sudah berupa gas masuk ke dalam kamar pertama, di mana suatu sampel (gas yang dikromatografikan) dari fasa bergerak. Jika cairan tersebut (fasa stasioner) cocok dengan tujuan, sebagian sampel akan yang berupa gas tersebut akan masuk dan dan larut di dalamnya dan sebagian lagi akan tetap ikut bersama dengan gas pembawa tersebut. Sekarang hukum Henry, dalam bentuk biasanya, menyatakan bahwa tekanan parsial yang dihasilkan oleh zat terlarut dalam suatu larutan encer sebanding dengan fraksi molnya. Maka untuk distribusi benzena antara fasa cair dan uap dalam kamar itu dapat dituliskan sebagai berikut :

P_benzena = k X_benzena

Di mana P_benzena  adalah tekanan parsial dalam fasa uap, X_benzena adalah fraksi mol benzena dalam cairan dan k sebuah tetapan. Dalam kromatografi gas, tekanan parsial dan fraksi mol seringkali digantikan dengan konsentrasi yang mnghasilkan suatu koefisisen distribusi yang tak bersatuan, K :

                        K = konsentrasi benzena dalam fasa cair/konsentrasi benzena dalam fasa gas

  Gambar 10. Ruang khayalan untuk model Craig dari percobaan KGC

Pindahkan gas nitrogen yang membawa sebagian sampel yang tidak terhenti pada kamar pertama ke kamar kedua, di mana gastersebut bertemu dnegan cairan. Dalam hal ini sebagian sampel di dalamnya akan melarut dan yang lainnya tetap ikut dengan gas pembawa atau fasa geraknya. Dalam kromatografi, aliran fasa gerak berlanjut sampai zat terlarut telah bermigrasi sepanjang kolom itu. Namun, setelah menelusuri panjang kolom suatu campuran akan mengalami fraksinasi, dan kemudian muncul satu demi satu untuk memasuki detektor. Kamar atau ruang khayalan dalam peralatan GC disebut pelat – pelat teoritis. 

  Gambar 11. Kromatogram gas dari suatu campuran hidrokarbon normal

Petunjuk cara kerja kromatografi gas

Walaupun beberapa sistem GC sangat rumit, pada dasarnya cara kerjanya sama. Jika GC telah dinyalakan maka dapat dilakukan beberapa langkah berikut ini :

a.         Istrumen 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 detektor yang terpasang sesuai.

b.        Aliran gas kekolom dimulai atau disesuaikan. Ini dilakukan dengan membuka 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 detektor 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 ada yang bocor, atau dengan larutan khusus untuk mendeteksi kebocoran (SNOOP),atau dapat juga dengan larutan pendeteksi kebocoran niaga.

c.         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.

Selain prosedur kerja di atas, pengoperasian kromatografi gas dapat dilakukan dengan tiga cara khususnya untuk penentuan kadar zat, sebagai berikut:

a.    Cara baku internal.

Pada satu seri zat baku internal dengan jumlah tertentu, masing-masing tambahkan sejumlah zat dengan jumlah yang berbeda-beda. Dari masing-masing larutan baku tersebut, suntikan dengan jumlah yang sama pada tempat penyuntikan zat. Garis kalibrasi diperoleh dengan menggambarkan hubungan antara perbandingan luas daerah puncak kurva atau tinggi puncak kurva zat dengan zat baku internalnya, pada sumbu vertical, dan perbandingan jumlah zat baku dengan jumlah zat baku internal, atau jumlah zat baku, pada sumbu horizontal.

Buat larutan zat seperti yang tertera pada masing-masing monografi, tambahkan zat baku internal dengan jumlah sama seperti pada larutan zat baku di atas. Dari kromatogram yang diperoleh dengan kondisi yang sama seperti cara memperoleh garis kalibrasi, hiitung perbandingan luas daerah puncak kurva atau tinggi puncak kurva zat dengan luas daerah puncak kurva zat baku internal. Jumlah zat dapat ditetapkan dari garis kalibrasi.

Untuk baku internal, gunakan senyawa yang mantap yang puncak kurvanya terletak dekat puncak kurva zat tetapi cukup terpisah dari puncak kurva zat, serta puncak kurva komponen-komponen lain.

b.   Cara garis kalibrasi mutlak

Buat satu seri larutan baku. Suntikan dengan volume sama tiap larutan ke dalam tempat penyuntikan zat. Gambar garis kalibrasi dari kromatogram, dengan berat zat pada sumbu horizontal, dan tinggi puncak kurva atau luas daerah puncak kurva pada sumbu vertical. Buat larutan zat seperti yang tertera pada masing-masing monografi. Dari kromatogram yang diperoleh dengan kondisi yang sama seperti cara memperoleh garis kalibrasi, ukur luas daerah puncak kurva atau tinggi puncak kurva. Hitung jumlah zat menggunakan garis kalibrasi. Dalam cara kerja ini, semua harus dikerjakan dengan kondisi yang betul-betul tetap.

c.    Cara luas daerah normalisasi

Jumlah luas daerah puncak kurva komponen-komponen yang bersangkutan dalam kromatogram dinyatakan sebagai angka 100. Perbandingan kadar komponen-komponen dihitung dari harga prosen luas daerah tiap puncak kurva masing-masing.

Dalam tiga cara yang dinyatakan di atas, tinggi puncak kurva atau luas daerah puncak kurva ditetapkan sebagai berikut :

1.    Tinggi Puncak Kurva

Ukur tinggi dari titik puncak kurva sepanjang garis tegak lurus hingga berpotongan dengan garis yang menghubungkan kedua kaki dari puncak kurva.

2.    Luas daerah puncak kurva

- Lebar puncak kurva pada pertengahan tinggi puncak kurva x tinggi puncak kurva

-  Gunakan planimeter untuk mengukur daerah puncak kurva.

2. 4    WAKTU RETENSI

             Waktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor disebut sebagi waktu retensi (RT). Waktu ini diukur berdasarkan waktu dari saat sampel diinjeksikan pada titik dimana tampilan menunujukkan tinggi puncak maksimum untuk senyawa itu.

Setiap senyawa memiliki waktu retensi yang berbeda. Untuk senyawa tertentu, waktu retensi sangat bervariasi dan bergantung pada:

·       Titik didih senyawa. Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur kolom, akan menghabiskan hampir seluruh waktunya untuk berkondensasi sebagai cairan pada awal kolom. Dengan demikian, titik didih yang tinggi akan memiliki waktu retensi yang lama.

·       Kelarutan dalam fase cair. Senyawa yang lebih mudah larut dalam fase cair, akan mempunyai waktu lebih singkat untuk dibawa oleh gas pembawa.. Kelarutan yang tinggi dalam fase cair berarti memiiki waktu retensi yang lama.

·       Temperatur kolom. Temperatur tinggi menyebakan pergerakan molekul-molekul dalam fase gas; baik karena molekul-molekul lebih mudah menguap, atau karena energi atraksi yang tinggi cairan dan oleh karena itu tidak lama tertambatkan. Temperatur kolom yang tinggi mempersingkat waktu retensi untuk segala sesuatunya di dalam kolom.

2. 5    KEGUNAAN KROMATOGRAFI GAS

Pembatasan utama pada GC ini adalah yang mengenai mudahnya menguap. Contohnya harus memiliki tekanan uap cukup pada suhu kolom, memiliki titik didih rendah, dan tidak rusak dalam bentuk gasnya.

Kebanyakan contoh anorganik tidak cukup menguap untuk memperkenankan penggunaan GC secara langsung, meskipun beberapa penelitian telah dilakukan pada suhu-suhu sangat tinggi dengan menggunakan garam-garam leburan atau campuran eutektik sebagai fasa cair stasioner. Helida dari beberapa unsur seperti timah, titanium, arsen, dan antimony cukup mudah menguap, dan telah di pisahkan dengan GC. Sejumlah logam seperti berilium, alumunium, tembaga, besi, krom, dan kobal telah dapat di GC kan dalam bentuk senyawa-senyawa khelat yang cukup mudah menguap dengan asitelaseton dan turunan yang difluorinasikan. Misalnya aluminium, besi, dan tembaga telah ditentukan dalam logam-campur dengan melarutkan contoh diikuti dengan ekstraksi logam-logamnya ke dalam larutan klorofom dari trifuoroasetilaseton yang kemudian di klamotografikan. Kesalahan-kesalahan relative setingkat 0,2 hingga 3% telah dilaporkan.

Kromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang. Dalam senyawa organic 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-bidangmya adalah :

a.    Polusi udara

Kromatografi gas merupakan alat yang penting karena daya pemisahan yang digabungkan dengan daya sensitivitas dan pemilihan detektor GLC menjadi alat yang ideal untuk menentukan banyak senyawa yang terdapat dalam udara yang kotor, KGCdipakai untuk menetukan Alkil-Alkil Timbal, Hidrokarbon, aldehid, keton SO , HS, dan beberapa oksida dari nitrogen dan lain-lain.

b.    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.

c.    Bahan – bahan pelapis

Digunakan untuk menganalisa polimer-polimer setelah dipirolisa, karet dan resin-resin sintesis.

d.   Minyak atsiri

Digunakan untuk pengujian kulaitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat dan lain-lain.

e.    Bahan makanan

Digunakan dengan TLC dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuanatau pencampuran, kontaminasi dan pembungkusan dengan plastic pada bahan makanan, juga dapat dipakai unutk menguji jus, aspirin, kopi dan lain-lain.

f.     Sisa-sisa pestisida

KGC dengan detektor yang sensitive dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor

g.    Perminyakan

Kromatografi gas dapat digunakan unutk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasildari gas-gas hidrokarbon yang ringan.

h.    Bidang farmasi dan obat-obatan

Kromatografi gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasil baru dalam pengamatan metabolisme dalam zat-zatalir biologi.

i.      Bidang kimia/penelitian

Digunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil

2. 6    APLIKASI KROMATOGRAFI GAS PADA PEMISAHAN

A. Percobaan Pemisahan dan Penentuan Komponen Organik dengan Krotmaografi Gas

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 dan Rf dalam KLT. Dengan kalibrasi yang patut, banyaknya (kuantitas) komponen campuran dapat pula diukur secara teliti . kekurangan utama KG 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 sukar dilakukan kecuali jika tidak ada metode lain.

a.    Alat dan Bahan

Alat: Kromatografi gas, jarum suntik ukuran mikro liter, tabung gas nitrogen, filler, labu takar 10ml, pipet ukur 1ml, dan timbangan analitis.

Bahan: Senyawa standar yang sudah diketahui rumus kimia dan konsentrasinya dan sampel campuran beberapa zat organik yang tidak diketahui senyawa dan komposisinya.

b.   Cara Kerja

·           Beberapa senyawa standar disiapkan (diketahui rumus kimia dan kemurniannya)

·           Campuran beberapa senyawa yang diketahui perbandingannya (misalnya 1:1:1:1 volume atau massa) dibuat.

·           Kondisi kerja ala kromatografi, terutama temperature kolom, laju alir gas pembawa, detektor, besar arus yang melalui detektor, attenuator, kecepatan kertas recorder, dan posisi pen pada recorder diatur

·           Sebelum mengambil senyawa dengan menggunakan jarum suntik, jarum tersebut dicuci terlebih dahulu dengan senyawa yang akan digunakan untuk menghindari adanya intervensi senyawa lain akibat pemakaian jarum suntik tersebut sebelumnya, dengan cara:

o    Senyawa yang akan digunakan dengan menggunakan jarum ukuran mikro liter yang akan dipakai diambil dan dibuang beberapa kali.

o    Gagang suntikan ditarik hingga keluar dari badan jarum

o    Gagang suntikan tersebut dibersihkan dengan menggunakan tissue

o    Suntikan tersebut dibilas kembali dengan cara ambil dan buang senyawa tersebut

o    Gagang suntikan ditarik dan didorong dengan posisi ujung jarum berada di tissue dengan tujuan membersihkan sisa senyawa yang masih menempel di jarum suntik

·           Alat kromatografi gas dipastikan siap untuk dipakai.

·           Tombol zero, enter, sig 1 ditekan pada alat kromatografi gas

·           Senyawa standar diambil

·           Senyawa standar disuntikkan ke dalam alat kromatografi gas masing masing sebanyak 1 kali.

·           Tombol start ditekan tepat pada saat penyuntikkan dan alat kromatografi dibiarkan bekerja.

·           Jarum suntik yang digunakan dicuci terlebih dahulu setiap kali akan digunakan untuk mengambil atau menyuntikkan senyawa yang berbeda.

·           Dengan cara yang sama seperti senyawa standar, larutan standar campuran dan sampel campuran disuntikkan.

c. Hasil Pengamatan

Pada saat penyuntikan, alat kromatografi gas melaporkan hasil dari kromatografi dalam bentuk signal, adapun hasil signal tersebut untuk beberapa senyawa/larutan adalah sebagai berikut:

Metanol:

     Propanol :

        Butanol :

         Pentanol :

 

         Larutan standar dengan komposisi 1:1:1:1

Dengan RT adalah waktu retensi (Retention Time), Area adalah luas segitiga di bawah puncak, Type adalah jenis puncak yang tercatat (PB: Penetrate to Base, BB: Base to Base), Width adalah jebar dasar puncak, dan Area% adalah persentase perbandingan luas segitiga di bawah puncak (untuk suatu komponen) dengan luas total segitiga yang ada.

d. Analisis dan Pembahasan

·      Cara Kerja Alat Kromatografi Gas

Pada dasarnya, dalam alat kromatografi gas, ada dua jenis detektor, yang pertama adalah Flame Ionization Detektor, dan yang kedua adalah Thermal Conductivity Detektor. Namun, untuk praktikum kali ini, jenis detektor yang dipakai adalah Thermal Conductivity Detektor. Fasa diam yang dipakai adalah metal silicon gum. Gas yang digunakan sebagai gas pembanding dan gas pembawa adalah gas nitrogen karena di samping nitrogen cenderung murah jika dibandingkan dengan jenis gas yang lain, nitrogen juga inert, aman (dibandingkan dengan gas lain yang mudah terbakar), dan mudah didapat.

Secara umum syarat dari bahan yang menjadi fasa stasioner adalah:

o   Memiliki volatilitas yang rendah (idealnya titik didih bahan minimal 100⁰C lebih tinggi dari temperatur maksimum kolom)

o   Memiliki stabilitas termal

o   Inert

o   Karakteristik solvent (dapat menguraikan substansi lain)

Pada percobaan kali ini, suhu kolom yang digunakan adalah 50-90ºC dengan Initial time 1 menit, laju perubahan suhu adalah 10ºC per menit, dan final time adalah 1 menit. Maksudnya, pada saat alat kromatografi gas digunakan, suhu kolom akan bertahan di 50ºC selama 1 menit, setelah itu suhu akan naik secara bertahap dengan kelajuan 10ºC per menit sampai suhu kolom itu mencapai 90ºC. Setelah mencapai suhu 90ºC, alat kromatografi gas pun akan kembali menahan suhu kolom selama 1 menit dan setelah itu, proses kromatografi akan berhenti. Dalam kromatografi gas, suhu di bagian injeksi harus lebih tinggi dari suhu akhir kolom. Pada detektor pun, suhu yang digunakan cukup relative tinggi, yaitu 160ºC. Kolom yang digunakan pun adalah kolom kapiler yang sangat panjang namun mempunyai diameter yang sangat kecil. Total panjang kolom kapiler dalam alat kromatografi gas ini adalah 30 meter dengan diameter 0,053 mm. Metil Silicon Gum yang ada di dalam kolom kapiler ini mempunyai sifat polar yang cenderung tarik menarik dengan senyawa yang mempunyai sifat polar juga.

Prinsip utama pemisahan dalam kromatografi gas adalah berdasarkan perbedaan laju migrasi masing-masing komponen dalam melalui kolom. Komponen-komponen yang terelusi dikenali (analisa kualitatif) dari nilai waktu retensinya (RT).

·      Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu retensi :

Nilai/harga waktu retensi (RT) tiap komponen disebabkan oleh perbedaan titik didih (Td) masing-masing komponen, perbedaan massa molekul relative (Mr)/perbedaan ukuran komponen, interaksi/keterikatan masing-masing komponen dengan fasa stasioner/fasa diam (misalnya oleh karena sifat kepolaran fasa diam serta fasa geraknya), panjang kolom, diameter kolom, temperatur kolom dan laju/temperatur aliran gas pembawa serta tingkat kejenuhan kolom.

Semakin rendah titik didih suatu komponen maka waktu retensinya akan semakin kecil/singkat karena pada temperatur tertentu zat tersebut sudah menjadi fasa uap sehingga bisa bergerak bebas/lebih cepat sebagai fasa gerak dalam kolom kapiler sedangkan komponen lainnya masih dalam fasa cairan. Jadi komponen yang terlebih dahulu menjadi uap akan lebih cepat keluar dari kolom. Oleh karena itu, methanol mempunyai waktu retensi lebih singkat dari propanol, propanol mempunyai waktu retensi yang lebih singkat dari butanol, dan butanol mempunyai waktu retensi yang lebih singkat dari pentanol.

Semakin kecil ukuran sebuah komponen dan semakin kecil nilai massa molekul relatifnya (Mr) maka sebuah komponen akan lebih dapat bergerak bebas/lebih cepat keluar dari kolom. Jadi semakin kecil ukuran komponen dan semakin kecil Mr komponen maka waktu retensinya akan semakin kecil pula. Oleh karena itu, methanol mempunyai waktu retensi lebih singkat dari propanol, propanol mempunyai waktu retensi yang lebih singkat dari butanol, dan butanol mempunyai waktu retensi yang lebih singkat dari pentanol.

Jika fasa diamnya bersifat nonpolar, maka komponen yang akan terelusi lebih cepat adalah komponen yang paling polar, karena ikatan dengan fasa diamnya relatif lebih lemah. Begitu juga sebaliknya jika fasa diamnya polar maka komponen yang lebih cepat yaitu komponen yang paling nonpolar. Jadi kepolaran fasa diam dan fasa gerak sangat mempengaruhi waktu retensi masing-masing komponen.

Semakin panjang kolom, maka RT  menjadi lambat karena jarak yang harus ditempuh oleh senyawa tersebut cenderung lebih jauh. Sebaliknya, jika kolom pendek, maka RT menjadi lebih cepat karena jarak yang harus ditempuh oleh senyawa tersebut untuk menuju detektor cenderung lebih dekat.

Temperatur kolom harus disesuaikan dengan titik didih larutan senyawa organik. Apabila temperatur kolom terlalu rendah daripada titik didih larutan, maka tidak akan timbul puncak karena kalor atau temperature kolom tidak cukup untuk menguapkan senyawa yang ada. Sedangkan jika temperatur kolom jauh lebih tinggi daripada titik didih larutan, maka T_R menjadi sangat cepat karena senyawa yang ada langsung menerima kalor dengan cepat untuk segera mengubah wujudnya menjadi gas.

·         Pengaruh pengotor

Pada percobaan kali ini, jika kita memperhatikan hasil cetakan dari alat kromatografi gas, kita dapat melihat adanya puncak puncak kecil. Puncak-puncak kecil itu adalah pengotor, baik itu pengotor yang ada di dalam kolom yang akhirnya terbaca oleh detektor, maupun pengotor yang ada di dalam senyawa (terbawa oleh senyawa ketika penyuntikkan). Seharusnya, tidak ada pengotor di dalam kita melakukan suatu analisis terhadap suatu sampel atau suatu senyawa. Hasil yang paling ideal adalah ketika yang dihasilkan adalah suatu garis lurus yang ada pada base yang diikuti oleh puncak-puncak yang cukup significant yang menunjukkan komponen utama dari senyawa tersebut.

·         Faktor kesalahan

Dalam praktikum ini, ada beberapa factor kesalahan yang membuat hasil kromatografi gas tidak seideal yang diharapkan, yaitu kemurnian analit dan ketidaktepatan waktu penginjeksian dengan penekanan tombol start pada alat kromatografi gas. Untuk itu, kita dapat menggunakan analit dengan tingkat kemurnian yang lebih tinggi dan kita dapat melatih atau membiasakan diri melakukan kromatografi gas sehingga waktu penginjeksian dan penekanan tombol dapat dioptimalkan setepat mungkin.

·         Pembahasan hasil percobaan

o  Pada saat senyawa methanol dianalisis, hasil analisis menyatakan bahwa waktu retensi untuk methanol adalah 1,369 menit dan keseluruhan analit adalah methanol murni.

o   Pada saat menganalisis senyawa propanol, timbul/ terdapat dua buah puncak, yaitu dengan waktu retensi 1,302 menit dan 1,795 menit dengan perbandingan persentase area 15,51498% dan 84,48502. Jika kita bandingkan dengan waktu retensi methanol (1,369), maka kita bisa mendapatkan hasil bahwa senyawa propanol yang kita analisis mengandung kurang lebih 15% methanol dan bukan 100% propanol murni. Kemungkinan penyebabnya adalah propanol yang ada sudah berinteraksi dengan udara bebas karena dibiarkan terbuka, sehingga ada rantai propanol yang terputus dan menjadi methanol.

o   Sama halnya seperti propanol, hasil analisis buthanol juga menunjukkan bahwa buthanol yang kita analisis mengandung 14% methanol karena terdapat puncak pada waktu retensi 1,310 dengan persentase area 14%. Selebihnya, terdapat puncak pada waktu retensi 2,414 dengan persentase area 85% yang tidak lain adalah buthanol itu sendiri.

o   Pada saat menganalisis pentanol, ternyata pentanol yang ada pun bukanlah pentanol murni 100%. Terdapat 8% methanol yang kemungkinan juga merupakan hasil dari pentanol yang terurai karena telah cukup lama berinteraksi dengan udara bebas. Waktu retensi dari pentanol itu sendiri adalah 2,818 menit.

o   Jika kita perhatikan waktu retensi masing masing senyawa tersebut, kita telah berhasil membuktikan bahwa waktu retensi methanol lebih kecil dari waktu retensi propanol, waktu retensi propanol lebih kecil dari waktu retensi buthanol, dan waktu retensi buthanol lebih kecil dari waktu retensi pentanol.

o   Ketika senyawa campuran dengan dianalisis, timbul empat buah puncak yang masing masing puncaknya timbul di sekitar waktu retensi berada di sekitar waktu retensi methanol, propanol, buthanol dan pentanol. Dari waktu retensi dan perbandingan persentase area yang ada, kita bisa melihat bahwa perbandingan antara methanol, propanol, buhanol, dan pentanol dalam senyawa campuran mendekati 1:1:1:1. Namun jika kita amati lebih lanjut, persentase area untuk pentanol hanya sekitar 20%, kemungkinan penyebabnya adalah pentanol itu sudah terurai menjadi senyawa yang lain karena berinteraksi dengan udara bebas.

o   Untuk sample, setelah dianalisis dengan menggunakan kromatografi gas, didapatkan juga ada 4 buah puncak yang waktu retensinya juga berkisar di antara waktu retensi methanol, propanol, buthanol, dan pentanol. Untuk puncak dengan waktu retensi 1,330 (methanol), persentase perbandingan area terhadap total area puncak adalah 48,88542% mendekati 50%. Untuk puncak dengan waktu retensi 1,590 (propanol), persentase perbandingan area puncak adalah 15,96455%, mendekati 15%. Untuk puncak dengan waktu retensi 2,125 (buthanol), perbandingan persentase area puncak terhadap total area puncak adalah 19.80757% mendekati 20%. Dan untuk puncak dengan waktu retensi 2,754 (pentanol), perbandingan persentase area puncak terhadap total area puncak adalah 15,34246% mendekati 15%. Jika kita bandingkan keempat persentase tersebut, maka kita bisa mendapatkan perbandingan methanol : propanol : buthanol : pentanol = 50 : 15 : 20 : 15 = 10 : 3 : 4 :3.

B.  Isolasi minyak biji mengkudu

Untuk menentukan komposisi bahan dalam buah mengkudu, maka terlebih dulu harus dilakukan proses pemisahan terhadap buah mengkudu dengan menggunakan alat ekstruder. Alat ekstruder dapat digunakan untuk memisahkan komponen buah mengkudu menjadi kulit dan biji, serta daging buah dan jus.

Dari hasil pemisahan, biji dan kulit mengkudu merupakan bahan kedua terbesar setelah daging buah, yaitu sekitar 27 kg/100 kg buah. Hal ini menunjukkan, proses produksi jus mengkudu menghasilkan limbah biji yang cukup besar dan selama ini masih belum dimanfaatkan. Sebagai gambaran, sebuah koperasi penghasil jus mengkudu di Bogor dalam sebulan minimal memerlukan 10.000 kg buah, sehingga dengan perhitungan di atas, minimal akan dihasilkan produk buangan berupa biji mengkudu seberat 2.700 kg.

Proses selanjutnya adalah proses pemisahan biji mengkudu dengan kulit buah, yaitu dilakukan dengan cara pencucian dengan air dan penyaringan. Untuk menurunkan kandungan air dalam biji mengkudu, maka dilakukan pengeringan terhadap biji mengkudu menggunakan sinar matahari sehingga diperkirakan kadar airnya tersisa 2% – 8%. Biji kering tersebut selanjutnya dihaluskan untuk memudahkan analisis proksimat dan proses isolasi minyak.

Analisis proksimat menunjukkan, proses pengeringan berhasil menurunkan kadar air dalam serbuk biji mengkudu menjadi 6,74%, juga dapat dilihat serat dan karbohidrat merupakan senyawa kimia dominan dalam biji mengkudu. Sedangkan lemak atau minyak merupakan senyawa dominan ketiga, yaitu 13,2%, sehingga dimungkinkan untuk diisolasi menggunakan pelarut organik atau menggunakan proses mekanik berupa pengepresan.

Dalam penelitian ini dilakukan proses isolasi minyak menggunakan proses ekstraksi. Berdasarkan sifat lemak yang non polar, maka dilakukan isolasi minyak menggunakan pelarut nonpolar yaitu n-heksana dengan alat sokhlet. Proses isolasi dilakukan pada suhu 80 ^oC selama 4 jam. Kondisi suhu dipilih berdasarkan pertimbangan titik didih pelarut dan kestabilan minyak, sedangkan parameter waktu didasarkan pada prosedur umum untuk penentuan lemak kasar. Rendemen hasil ekstraksi minyak dengan n-heksana adalah berkisar antara 11,59% – 12,60%. Minyak yang dihasilkan umumnya berwarna kuning jernih dan tak berbau.

Selanjutnya terhadap minyak hasil isolasi dilakukan uji kualitas dan kandungan asam lemak. Uji kualitas dilakukan terhadap beberapa parameter yaitu : bilangan penyabunan, bilangan iod, bilangan asam, bilangan peroksida, berat jenis, dan indeks bias.

            Bilangan penyabunan menunjukkan banyaknya basa (mg KOH) yang dibutuhkan untuk menyabunkan 1 gram minyak. Besarnya bilangan penyabunan bergantung dari massa molekul minyak, semakin besar massa molekul semakin rendah bilangan penyabunannya. Hal ini dapat dijelaskan, dengan semakin panjang rantai hidrokarbon suatu minyak, maka akan semakin kecil proporsi molar gugus karboksilat yang akan bereaksi dengan basa. Data analisis bilangan penyabunan minyak mengkudu adalah 185 mg KOH/gram contoh, angka ini relatif lebih kecil bila dibandingkan dengan angka penyabunan minyak kelapa yaitu 255 – 265 mg KOH/gram contoh.

            Hal ini diduga erat kaitannya dengan kandungan asam lemak dari minyak mengkudu. Data analisis kromatografi gas menunjukkan bahwa minyak mengkudu mengandung asam lemak dengan massa molekul yang lebih besar bila dibandingkan dengan asam lemak yang terkandung dalam minyak kelapa.

            Bilangan iod menunjukkan banyaknya molekul iod yang dapat mengadisi ikatan rangkap pada minyak, dinyatakan dalam gram iod per 100 gram contoh minyak. Bilangan ini sangat penting dalam menentukan kualitas minyak berdasarkan banyaknya ikatan rangkap dalam asam lemaknya. Semakin besar bilangan iod, maka semakin banyak ikatan rangkap yang ada dalam asam lemak suatu minyak. Sedangkan semakin banyak ikatan rangkap dalam suatu minyak,maka minyak tersebut akan semakin mudah rusak, karena sifatnya yang mudah teroksidasi oksigen dalam udara, senyawa kimia atau proses pemanasan.

            Data analisis menunjukkan, minyak mengkudu mempunyai angka iod yang sangat tinggi yaitu 114 gram iod/100 gram minyak. Angka ini jauh lebih besar daripada angka iod minyak kelapa yaitu 8 – 10 gram iod/100 gram minyak.

            Bilangan asam menunjukkan banyaknya asam lemak bebas dalam minyak dan dinyatakan dengan mg basa per 1 gram minyak. Bilangan asam juga merupakan parameter penting dalam penentuan kualitas minyak. Bilangan ini menunjukkan banyaknya asam lemak bebas yang ada dalam minyak akibat reaksi hidrolisis akibat reaksi kimia, pemanasan, proses fisika atau reaksi enzimatis.

            Semakin tinggi bilangan asam maka semakin banyak minyak yang telah terhidrolisis. Data analisis menunjukkan, bilangan asam minyak mengkudu sebesar 21,12 mg KOH/gram minyak. Besarnya bilangan ini diduga karena telah terjadi proses hidrolisis pada minyak mengkudu terutama pada saat pemeraman buah dan pengolahan.

            Pengujian kandungan komponen asam lemak dalam minyak mengkudu bertujuan untuk mengetahui jenis asam lemak yang ada dan dilakukan dengan menggunakan alat kromatografi gas. Data analisis data kualitatif berdasarkan perbandingan waktu retensi beberapa puncak kromatogram contoh terhadap standar asam lemak, maka diamati minyak mengkudu mengandung beberapa asam lemak yaitu asam palmitat, asam linolenat, asam oleat dan asam linoleat.

            Selain itu terdapat beberapa puncak dengan waktu retensi lain yang dapat diamati, tetapi belum dapat disimpulkan karena keterbatasan jenis asam lemak standar. Tapi berdasarkan hasil penelitian peneliti lain juga didapatkan adanya kandungan asam lemak yang lain seperti asam stearat.

            Dari empat jenis asam lemak yang dapat diamati, ternyata minyak mengkudu mempunyai kandungan jenis asam lemak tak jenuh yang lebih banyak. Seperti diketahui asam oleat, asam linoleat dan asam linolenat merupakan asam lemak tak jenuh dengan jumlah ikatan rangkap tak jenuh masing-masing berturut-turut adalah satu, dua dan tiga. Kandungan inilah yang diduga mengakibatkan besarnya bilangan iodium dan peroksida. Hal ini diduga juga akan menimbulkan mudahnya minyak mengkudu untuk rusak dan berbau tengik. Hasil penelitian menunjukkan, biji mengkudu dapat dijadikan sebagai bahan alternatif untuk memproduksi minyak.

KESIMPULAN        

Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan antara lain :

1.        Pengertian kromatografi menyangkut metode pemisahan yang didasarkan atas distribusi diferensial komponen sampel diantara dua fasa. Menurut pengertian ini kromatografi selalu melibatkan dua fasa, yaitu fasa diam (Stationary Phase) dan fasa gerak (Gerak Phase). Fase diam dapat berupa padatan atau cairan yang terikat pada permukaan padatan (kertas atau suatu adsorben), sedangkan fasa gerak dapat berupa cairan disebut eluen atau pelarut, atau gas pembawa inert.

2.        Kromatografi gas digunakan untuk memisahkan senyawa kimia dalm campuran kimia.

3.        Komponen penting pada yang harus ada pada setiap alat kromatografi gas adalah :

a.    tangki pembawa gas

b.    Pengatur aliran dan pengatur tekanan

c.    tempat injeksi

d.   kolom

e.    detektor

f.     rekorder

4.    Prinsip kerja kromatografi gas adalah sebagai berikut :

a.         Menyalakan instrumen dan mencek kondisi instrumen.

b.         Mengatur aliran gas.

c.         Memanaskan oven.

d.        Menginjeksikan sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis pada mesin.

e.         Menunggu laporan hasil analisis instumen.

5.    Waktu retensi adalah waktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor

6.    Aplikasi kromatografi gas pada pemisahan dapat digunakan untuk berbagai keperluan analisis:

a.     Minyak Bumi

b.    Minyak Atsiri

c.     Kedokteran

d.    Penelitian

e.     Pestisida

f.     Lingkungan

g.    Minyak Biji Mengkudu

Kromatografi

     Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen-komponen campuran yang ada di dalam  sampel di antara dua fase, yakni fase diam (padat atau cair) dan fase gerak. Ada banyak macam-macam kromatografi tapi disini saya akan menjelaskan empat macam kromatografi saja, yaitu kromatografi gas, kromatografi cair Kinerja Tinggi, kromatografi kertas, dan kromatografi lapis tipis.

      1.       Kromatografi Gas

a.         Pengertian

Kromatografi Gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang diam.

b.         Prinsip Kromatografi Gas

Kromatografi gas mempunyai prinsip sama dengan kromatografi lainnya, tapi memiliki beberapa perbedaan misalnya proses pemisahan campuran dilakukan antara stasionary fase cair dan gas fase gerak dan pada oven temperatur gas dapat dikontrol sedangkan pada kromatografi kolom hanya pada tahap fase cair dan temperatur tidak dimiliki.

c.          Alat Kromatografi Gas

1)    Fase Mobil (Gas Pembawa)

2)    Sistem Injeksi Sampel

3)    Kolom

4)    Detektor

5)    Pencatat (Recorder)

d.         Cara Kerja

1)    Gas di dalam silinder baja gialirkan melalui kolom yang berisi fasa diam.

2)    Cuplikan disuntikan pada aliran gas.

3)    Cuplikan dibawa oleh gas pembawa menuju kolom di sana terjadi proses pemisahan.

4)    Komponen yang sudah terpisah meninggakan kolom.

5)   Suatu detektor yang sudah dileyakkan di ujung kolom digunakan untuk mendeteksi jenismaupun jumlah tiap komponen.

6)    Hasil pendeteksi direkam oleh detektor yang disebut kromatogram, yang terdiri dari beberapa peak.

e.         Kelebihan

1)    Waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggi.

2)    Dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi.

3)    Gas mempunyai vikositas yang rendah.

4)    Kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi.

5)    Pemakaian fase cair memungkinkan kita memilih dari sejumlah fase diam yang sangat beragam yang akan memisahkan hampir segala macam campuran.

f.          Kekurangan

1)    Teknik Kromatografi gas terbatas untuk zat yang mudah menguap.

2)    Kromatografi gas tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar. Pemisahan pada tingkat mg mudah dilakukan, pemisahan pada tingkat gram mungkin dilakukan, tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton sukar dilakukan kecuali jika ada metode lain.

3)    Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat terlarut.

      2.       Kromatografi Cair Kinerja Tinggi

a.         Pengertian

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi merupakan salah satu metode kimia dan fisikokimia. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi termasuk metode analisis terbaru yaitu suatu teknik kromatografi dengan fasa gerak cairan dan fasa diam cairan atau padat.

b.         Prinsip Kromatografi Cair Kinerja Tinggi

1)    Fasa gerak cair dialirkan melalui  kolom ke detektor dengan bantuan pompa.

2)    Sempel dimasukkan ke dalam fase gerak .

3)    Di dalam kolom terjadi pemisahan komponen campuran berdasarkan kekuatan interaksi solut dengan fasa diam. Solut yang berinteraksi lemah akan keluar lebih dulu .

4)    Setiap komponen yang keluar akan dideteksi oleh detektor lalu direkam dalam bentuk kromatogram.

c.          Alat Kromatografi Cair Kinerja Tinggi

1)    Tempat Pelarut

2)    Pompa

3)    Tempat Injeksi Sampel

4)    Kolom

5)    Detektor

6)    Rekorder

d.         Cara Kerja

1)    Mula-mula solven diambil melalui pompa.

2)    Solven ini dikemudian masuk ke dalam katup injeksi berbutar, yang dipasang tepat pada sampel loop.

3)    Sampel dimasukan ke dalam sampel loop yang kemudian bersama-sama dengan solven masuk kedalam kolom.

4)     Hasil pemisahan dideteksi oleh detektor, yang penampakannya ditunjukan oleh perekam (pencatat = recorder).

e.         Kelebihan

1)    Cepat

2)    Kolom dapat digunakan kembali

3)    Ideal untuk zat bermolekul besar dan berionik

4)    Mudah rekoveri sampel

f.          Kekurangan

1)    Memerlukan biaya yang banyak untuk proses pemisahannya

2)    Memerlukan orang yang trampil dalam pemisahannya

      3.       Kromatografi Kertas

a.         Pengertian

Kromatografi Kertas adalah teknik metode analisis untuk memisahkan dan mengidentifikasi campuran yang bisa berwarna (terutama pigmen) yang terdiri dari dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak.

b.         Prinsip Kromatografi Kertas

Pelarut bergerak lambat pada kertas, komponen-komponen  bergerak pada laju yang berbeda dan campuran dipisahkan berdasarkan pada perbedaan bercak warna.

c.          Alat dan Bahan

                                   i.          Alat

1)   Bejana dan penutupnya

2)   Penggaris

3)   Pipa Kapiler

4)   Pensil atau Ballpoint

5)   Gunting

6)   Penjepit Kertas

                                 ii.          Bahan

1)   Kertas Saring

2)   Noda (bisa berupa spidol, stabilo, dan zat warna lainnya)

3)   Pelarut yang cocok dengan noda

d.         Cara Kerja

1)    Potong kertas saring menjadi berbentuk persegi panjang (ukuran terserah kalian yang penting bisa masuk ke dalam bejana, jangan terlalu besar dan jangan terlalu kecil).

2)    Garis ujung kertas bagian bawah (minimal jarak dari ujung kertas 1 cm untuk mencegah kontak langsung dengan pelarut).

3)    Tetesi noda pada garis pembatas pada kertas.

4)    Masukkan kertas yang sudah ditetesi noda tadi kedalam bejana yang sebelumnya sudah diberi pelarut.

5)    Tunggu hingga beberapa menit sampai proses penyerapan selesai.

6)    Setelah itu kertas dikeringkan.

7)    Ukur jarak yang ditempuh pelarut dan komponen noda yang dipisahkan dan hitung nilai Rf noda tersebut.

      4.       Kromatografi Lapis Tipis

a.         Pengertian

Kromatografi Lapis Tipis adalah suatu teknik pemisahan yang sederhana dan banyak digunakan. Metode ini menggunakan lempeng kaca atau lembaran plastik yang ditutupi penyerap untuk lapisan tipis dan kering bentuk silika gel, alomina, selulosa dan polianida.

b.         Prinsip Kromatografi Lapis Tipis

1)    memisahkan sampel berdasarkan perbedaan kepolaran antara sampel dengan pelarut yang digunakan.

2)    kromatografi lapis tipis memiliki fase diam berupa sebuah lapis tipis silika atau alumina dan fase gerak pelarut atau campuran pelarut (eluen) yang sesuai.

c.          Alat

1)    Silika Gel (fase diam) dan Pewarna (fase gerak)

2)    Gelas kimia atau bejana

3)    Lempengan

4)    pensil

d.         Cara Kerja

1)    Kita siapkan alat.

2)    Gambar sebuah garis menggunakan pensil pada bagian bawah lempengan (jarak garis dari ujung lempengan berkisar antara 1-2cm).

3)    Teteskan pelarut dari campuran pewarna pada garis lempengan.

4)    Masukkan lempengan pada gelas kimia (jangan sampai terkena pelarut).

5)    Komponen yang berbeda dari campuran pewarna akan bergerak pada kecepatan yang berbeda dan akan tampak sebagai perbedaan bercak warna.

e.         Kegunaan

1)    Untuk penentuan jumlah komponen dalam campuran.

2)    Untuk penentuan identitas antara dua  campuran.

3)    Untuk memonitor perkembangan reaksi.

4)    Untuk penentuan keefektifan pemurnian.

5)    Untuk penentuan kondisi yang sesuai untuk pemisahan pada kromatografi kolom.

6)    Untuk memonitor kromatografi kolom .

KROMATOGRAFI GAS (GAS CHROMATOGRAPHY)

A.          Pendahuluan

Kromatografi gas-cair (GLC), atau  kromatografi gas (GC), merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks.

B.     Landasan Teori

Kromatografi Gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang diam. Seluruh bentuk kromatografi terdiri dari fase diam dan fase gerak. Sebagaiman dalam dalam fase gas-cair, Kromatografi gas fase gerak dan fase diamnya diantaranya :

• Fase gerak adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak
• Fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya.

Bagaimana kecepatan suatu senyawa tertentu bergerak melalui mesin, akan bergantung pada seberapa lama waktu yang dihabiskan untuk bergerak dengan gas dan sebaliknya melekat dengan cairan dengan jalan yang sama.

Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau "mobile phase") adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive 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 (atau "aerograph", "gas pemisah").

senyawa gas yang sedang dianalisis berinteraksi dengan dinding kolom yang dilapisi dengan berbagai tahapan stationary. Ini menyebabkan setiap kompleks ke elute di waktu yang berbeda, yang dikenal sebagai ingatan waktu yang kompleks. Perbandingan dari ingatan kali yang memberikan kegunaan analisis GC-nya.

Kromatografi gas yang pada prinsipnya sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya bentuk kromatografi, seperti HPLC, TLC), tapi memiliki beberapa perbedaan penting. Pertama, proses memisahkan compounds dalam campuran dilakukan antara stationary fase cair dan gas fase bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang adalah tahap yang solid dan bergerak adalah fase cair. (Jadi, nama lengkap prosedur adalah "kromatografi gas-cair", merujuk ke ponsel dan stationary tahapan, masing-masing.) Kedua, melalui kolom yang lolos tahap gas terletak di sebuah oven dimana temperatur gas yang dapat dikontrol, sedangkan kromatografi kolom (biasanya) tidak memiliki kontrol seperti suhu. Ketiga, konsentrasi yang majemuk dalam fase gas adalah hanya salah satu fungsi dari tekanan uap dari gas.

Kromatografi gas juga mirip dengan pecahan penyulingan, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan titik didih (atau tekanan uap) perbedaan. Namun, pecahan penyulingan biasanya digunakan untuk memisahkan komponen campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang lebih kecil (yakni microscale).

Kromatografi gas terkadang juga dikenal sebagai uap-tahap kromatografi (VPC), atau gas-cair kromatografi partisi (GLPC). Alternatif nama ini, serta masing-masing singkatan, sering ditemukan dalam literatur ilmiah.

Diagram alir kromatografi gas-cair

      

C.    Mekanisme kerja GC dan Komponen dalam Kromatografi Gas :

1.      Fase Mobil (Gas Pembawa).

Fasa mobil (gas pembawa) dipasok dari tanki melalui pengaturan pengurangan tekanan. Kemudian membawa cuplikan langsung ke dalam kolom. Jika hal ini terjadi, cuplikan tidak menyebar sebelum proses pemisahan. Cara ini cocok untuk cuplikan yang mudah menyerap.

Gas pembawa ini harus bersifat inert dan harus sangat murni. Seringkali gas pembawa ini harus disaring untuk menahan debu uap air dan oksigen. Gas sering digunakan adalah N2, H2 He dan Ar.

2.      Injeksi sampel

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut.

Injektor berada dalam oven yang mana temperaturnya dapat dikontrol. Oven tersebut cukup panas sehingga sampel dapat mendidih dan diangkut ke kolom oleh gas pembawa misalnya helium atau gas lainnya.

Fase bergerak dalam kromatografi ini adalah gas, yang paling lazim adalah helium, hidrogen, atau nitrogen. Kompenen pilihan gas spembawa terutama tergantung pada karakteristik detektor. Kromatografi gas komersial biasanya menyediakan katup pengatur tambahan untuk pengendalian tekanan yang baik pada inlet kolom. Dekat inlet kolom ada suatu alat dimana sampel-sampel dapat dimasuukan kedalam aliran gas pembawa. Sampel-sampel tersebut bisa berupa gas atau cairan yang mudah menguap. Lubang injeksi dipanaskan agar sampel cair teruapkan dengan cepat.

3.      Kolom

Aliran gas selanjutnya menemui kolom yang diletakkan dalam oven bertemperatur konstan. Ini adalah jantung instrumen tesebut, tempat dimana proses kromartgrafi dasar berlangsung. Kolom memilki variasi dalam hal ukuran dan bahan isian. Tabung diisi dengan bahan padat halus dengan luas permukaan besar yang relatif inert. Padatan iitu sebenarnya hanya sebuah penyangga mekanik untuk cairan, sebelum diisi kedalam kolom, padatan tersebut diimpregnasi dengan cairan yang diinginkan yang berpareran sebagai fasa stasioner sesungguhnya. Cairan ini harus stabil dan nonfolatil pada temperatur kolom,  pemisahan dan harus sesuai untuk pemisahan tertentu.

Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama, Kolom Partisi, berisi bahan padat inert menyangga lapisan tipis cairan, disebut Chromatography Gas Cair (GLC); Tipe kedua, Kolom  Adsorbsi, berisi partikel penyerap yang umumnya digunakan untuk analisa gas permanen dan hydrokarbon rendah, biasa disebut Chromatography Gas Padat (GSC).

Kolom biasanya dibuat dari baja tak berkarat dengan panjang antara 1 sampai 4 meter, dengan diameter internal sampai 4 mm. Kolom digulung sehingga dapat disesuakan dengan oven yang terkontrol secara termostatis.Kolom dipadatkan dengan tanah diatomae, yang merupakan batu yang sangat berpori. Tanah ini dilapisis dengan cairan bertitik didih tinggi, biasanya polimer lilin.

·         Temperatur kolom

Temperatur kolom dapat bervariasi antara 50 ^oC sampai 250 ^oC. Temperatur kolom lebih rendah daripada gerbang injeksi pada oven, sehingga beberapa komponen campuran dapat berkondensasi pada awal kolom. Kolom memulai pada temperatur rendah dan kemudian terus menerus menjadi lebih panas dibawah pengawasan komputer saat analisis berlangsung.

·         Proses pemisahan pada kolom

Ada tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran yang diinjeksikan pada kolom:

·         Molekul dapat berkondensasi pada fase diam.

·         Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diam

·         Molekul dapat tetap pada fase gas

Dari ketiga kemungkinan itu, tak satupun yang bersifat permanen.Senyawa yang mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari temperatur kolom secara jelas cenderung akan berkondensasi pada bagian awal kolom. Namun, beberapa bagian dari senyawa tersebut akan menguap kembali dengan dengan jalan yang sama seperti air yang menguap saat udara panas, meskipun temperatur dibawah 100⁰C. Peluangnya akan berkondensasi lebih sedikit selama berada didalam kolom.

Sama halnya untuk beberapa molekul dapat larut dalam fase diam cair. Beberapa senyawa akan lebih mudah larut dalam cairan dibanding yang lainnya. Senyawa yang lebih mudah larut akan menghabiskan waktunya untuk diserap pada fase diam: sedangkan senyawa yang suka larut akan menghabiskan waktunya lebih banyak dalam fase gas.

Proses dimana zat membagi dirinya menjadi dua pelarut yang tidak bercampurkan karena perbedaan kelarutan, dimana kelarutan dalam satu pelarut satu lebih mudah dibanding dengan pelarut lainnya disebut sebagai partisi. Sekarang, anda bisa beralasan untuk memperdebatkan bahwa gas seperti helium tidak dapat dijelaskan sebagai pelarut. Tetapi, istilah partisi masih dapat digunakan dalam kromatografi gas-cair.

Substansi antara fase diam cair dan gas. Beberapa molekul dalam substansi menghabiskan waktu untuk larut dalam cairan dan beberapa lainnya menghabiskan waktu untuk bergerak bersama-sama dengan gas.

4.      Detektor

Setelah muncul dari kolom itu, aliran gas lewat melalui sis lain detektor. Maka elusi zat terlarut dari kolom itu mengatur ketidakseimbangan antaradua sisi detektor yang direkam secara elektrik. Laju aliran gas pembawa adalah hal yang sangat penting, dan biasanya pengukur aliran untuk itu tersedia. Secara normal gas-gas yang muncul dialirkan keluar pada tekanan atmosfir. Karena pekerja laboratorium secara terus menerus terpapar oleh uap senyawa-senyawa yang terkromatogafi yang mungkin tak baik walaupun kadarnya biasanya kecil maka ventilasi pada keluaran instrumen harus diperhatikan. Ketentuan bisa dibuat untuk menjebak zat terlarut yang dipisahkan setelah muncul dari kolom jika hal ini dibutuhkan untuk penyelidikan lebih lanjut.

Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan. Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan daripada detektor alternatif lainnya.

Detektor ionisasi nyala

Dalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi.

Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor.

Jika tidak terdapat senyawa organik datang dari kolom, anda hanya memiliki nyala hidrogen yang terbakar dalam air. Sekarang, anggaplah bahwa satu senyawa dalam campuran anda analisa mulai masuk ke dalam detektor.

Ketika dibakar, itu akan menghasilkan sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dalam nyala. Ion positif akan beratraksi pada katoda silinder. Ion-ion negatif dan elektron-elektron akan beratraksi pancarannya masing-masing yang mana merupakan anoda.Hal ini serupa dengan apa yang terjadi selama elektrolisis normal.

Pada katoda, ion positif akan mendatangi elektron-elektron dari katoda dan menjadi netral. Pada anoda, beberapa elektron dalam nyala akan dipindahkan pada elektroda positif; ion-ion negatif akan memberikan elektron-elektronnya pada elektroda dan menjadi netral.

Kehilangam elektron-elektron dari satu elektroda dan perolehan dari elektroda lain, akan menghasilkan aliran elektron-elektron dalam sirkuit eksternal dari anoda ke katoda. Dengan kata lain, anda akan memperoleh arus listrik.

Arus yang diperoleh tidak besar, tetapi dapat diperkuat. Jika senyawa-senyawa organik lebih banyak dalam nyala, maka akan banyak juga dihasilkan ion-ion, dan dengan demikian akan terjadi arus listrik yang lebih kuat. Ini adalah pendekatan yang beralasan, khususnya jka anda berbicara tentang senyawa-senyawa yang serupa, arus yang anda ukur sebanding dengan jumlah senyawa dalam nyala.

Kekurangan utama dari detektor ini adalah pengrusakan setiap hasil yang keluar dari kolom sebagaimana yang terdeteksi. Jika anda akan mengrimkan hasil ke spektrometer massa, misalnya untuk analisa lanjut, anda tidak dapat menggunakan detektor tipe ini.

5.      Pencatat (Recorder)

Fungsi recorder sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas yang hasilnya disebut kromatogram (kumpulan puncak grafik).

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.

·         Waktu retensi

Waktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor disebut sebagi waktu retensi. Waktu ini diukur berdasarkan waktu dari saat sampel diinjeksikan pada titik dimana tampilan menunujukkan tinggi puncak maksimum untuk senyawa itu.

Setiap senyawa memiliki waktu retensi yang berbeda. Untuk senyawa tertentu, waktu retensi sangat bervariasi dan bergantung pada: Titik didih senyawa. Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur kolom, akan menghabiskan hampir seluruh waktunya untuk berkondensasi sebagai cairan pada awal kolom. Dengan demikian, titik didih yang tinggi akan memiliki waktu retensi yang lama.

Kelarutan dalam fase cair. Senyawa yang lebih mudah larut dalam fase cair, akan mempunyai waktu lebih singkat untuk dibawa oleh gas pembawa.. Kelarutan yang tinggi dalam fase cair berarti memiiki waktu retensi yang lama.

Temperatur kolom. Temperatur tinggi menyebakan pergerakan molekul-molekul dalam fase gas; baik karena molekul-molekul lebih mudah menguap, atau karena energi atraksi yang tinggi cairan dan oleh karena itu tidak lama tertambatkan. Temperatur kolom yang tinggi mempersingkat waktu retensi untuk segala sesuatunya di dalam kolom.

Untuk memberikan sampel dan kolom, tidak ada banyak yang bisa dikerjakan menggunakan titik didih senyawa atau kelarutannya dalam fase cair, tetapi anda dapat mempunyai pengatur temperatur.

Semakin rendah temperatur kolom semakin baik pemisahan yang akan anda dapatkan, tetapi akan memakan waktu yang lama untuk mendapatkan senyawa karena kondensasi yang lama pada bagian awal kolom.

Dengan kata lain, menggunakan temperatur tinggi, segala sesuatunya akan melalui kolom lebih cepat, tetapi pemisihannya kurang baik. Jika segala sesuatunya melalui kolom dalam waktu yang sangat singkat, tidak akan terdapat jarak antara puncak-puncak dalam kromatogram.

Jawabannya dimulai dengan kolom dengan suhu yang rendah kemudian perlahan-lahan secara teratur temperaturnya dinaikkan.

Pada awalnya, senyawa yang menghabiskan lebih banyak waktunya dalam fase gas akan melalui kolom secara cepat dan dapat dideteksi. Dengan adanya sedikit pertambahan temperatur akan memperjelas perlekatan senyawa. Peningkatan temperatur masih dapat lebih `melekatan` molekul-molekul fase diam melalui kolom.

D.    Penerapan kromatografi gas

1.      Untuk identifikasi senyawa

Dengan suatu kolom tertentu dan dengan semua fariabelnya seperti temperatur dan laju alir, dikendalikan secara cermat, waktu retensi atau volume retensi suatu zat terlarut merupakan suatu besaran dari zat terlarut tersebut, seperti halnya titk didih atau halnya indek bias adalah besaran. Ini menunjukkan bahwa sifat retensi dapat digunakan untuk mengetahui suatu senyawa.

2.      Analisis kuantitatif

Dengan GC tergantung pada hubungan antara jumlah suatu zat terlarut dan ukuran dari pita elusi yang dihasilkan. Secara umum dengan detektor diferensial, ukuran jumlah zat terlarut yang paling baik adalah luas dibawah pita elusi. Jumlah zat terlarut = faktor kalibrasi x luas dibawah pita elusi.

Keterbasan GC adalah volatilitas sampel itu harus mempunyai tekanan uap yang cukup pada temperatur kolom tersebut, dan ini segera menghilangkan banyak jenis sampel. Suatu perhitungan yang aktual tidak mungkin dilakukan tetapi harus diperkirakan bahwa sekitar 20% senyawa kimia yang diketahui kurang cukup volatil.kebanyakan sampel organik tidak cukup volatil untuk memungkinkan penerapan langsung dari GC.

E.     CARA KERJA KROMATOGRAFI GAS

1.      Mencuci jarum suntik dengan aseton dengan mengisi jarum suntik mendepak sepenuhnya dan aseton limbah ke kertas handuk. Cuci 2-3 kali.

2.      Tarik beberapa sampel Anda ke dalam jarum suntik. Anda mungkin perlu untuk menghilangkan gelembung udara di dalam tabung suntik oleh plunyer bergerak cepat ke atas dan ke bawah sementara jarum dalam sampel. Biasanya 1-2 mL sampel disuntikkan ke dalam GC. Boleh saja memiliki gelembung udara kecil dalam jarum suntik. Namun, Anda tidak ingin menyuntikkan sebagian besar udara atau puncak Anda akan terlalu kecil pada tabel perekam.

3.      Pastikan tabel perekam dan diatur ke kecepatan grafik yang sesuai (Arrow A). Mengatur baseline menggunakan nol pada tabel perekam (Arrow B). Dengan pena di tempat, menyalakan bagan (Arrow D), pastikan pena ke bawah (yang menandai kertas) dan kertas bergerak.

4.      Menyuntikkan sampel Anda baik ke kolom A atau kolom B sesuai instruksi. Pegang tingkat jarum suntik dan mendorong jarum sepenuhnya ke injector. Setelah Anda tidak dapat lagi melihat jarum, dengan cepat mendorong pendorong dan kemudian tarik jarum suntik injeksi keluar dari pelabuhan.

Injeksi Catatan : injector sangat panas, jadi berhati-hatilah untuk tidak menyentuh perak disk. Jarum akan melewati septum karet, sehingga Anda akan merasa beberapa perlawanan. Untuk beberapa GC kita itu, kolom tidak menyelaraskan benar dalam injector, sehingga jarum hits bagian depan kolom logam. Jika Anda merasa bahwa Anda mendorong terhadap logam, menarik jarum keluar dari injector dan coba lagi, mungkin di sudut yang sedikit berbeda. Jarum harus benar-benar menghilang ke dalam injeksi untuk injeksi yang tepat sampel ke kolom GC.Suntikkan dengan cepat untuk hasil terbaik. Jangan ragu untuk menyuntikkan jarum setelah benar diposisikan di pelabuhan injeksi.Lepaskan jarum suntik segera setelah injeksi. (Pelaksanaan catatan C dan D membantu untuk memastikan bahwa semua sampel memasuki GC kolom di sekitar waktu yang sama.)

5.      Menandai waktu injeksi Anda pada tabel perekam. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan nol tepat setelah sampel disuntikkan. Hal ini sering nyaman bagi satu orang untuk menyuntikkan sampel sementara pasangan laboratorium menandai waktu injeksi di bagan perekam.

6.      Bersihkan jarum suntik Anda segera setelah injeksi. Jarum suntik sering tersumbat dengan cepat dan harus diganti jika mereka tidak dibersihkan setelah setiap penggunaan.

7.      Catatan pengaturan perekam grafik Anda selama berjalan. Anda perlu mengetahui kecepatan grafik dan pengaturan skala penuh.

8.      Catatan pengaturan GC selama Anda berlari. Sebuah tombol di bagian tengah bawah GC dapat diubah untuk membaca kolom (atau oven) suhu, suhu detektor dan suhu injektor pelabuhan dalam ° C. Jembatan saat ini ditampilkan dalam mA. Perhatikan bahwa ada dua skala pada layar. Berhati-hati untuk membaca skala yang tepat!

F.     SAMPEL YANG DAPAT DIANALISIS DENGAN GC

Sampel yang dapat dianalisis dengan GC diantaranya adalah :

1.      Produk Gas Alam

2.      Kemurnian Pelarut

3.      Asam Lemak

4.      Residu Pestisida

5.      Polusi Udara

6.      Alkohol

7.      Steroid

8.      Minyak Atsiri

9.      Flavor

10.  Ganja (mariyuana)

G.    APLIKASI KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang. Dalam senyawa organic dan anorganik, senyawa logam, karena persyaratan yang digunakan adalah tekanan uap yang cocok pada suhu saat analisa dilakukan. Berikut beberapa kegunaan kromatografi gas pada bidang-bidangmya 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, KGCdipakai untuk menetukan Alkil-Alkil Timbal, Hidrokarbon, aldehid, keton SO , H S, dan beberapa oksida dari nitrogen dll.

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 resin-resin sintesis.

4.            Minyak atsiri

Digunakan untuk pengujian kulaitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat, dll.

5.            Bahan makanan

Digunakan dengan TLC dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuanatau pencampuran, kontaminasi dan pembungkusan dengan plastic pada bahan makanan, juga dapat dipakai unutk menguji jus, aspirin, kopi dll.

6.            Sisa-sisa peptisida

KGC dengan detector yang sensitive dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor.

7.            Perminyakan

Kromatografi gas dapat digunakan unutk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasildari gas-gas hidrokarbon yang ringan.

8.            Bidang farmasi dan obat-obatan

Kromatografi gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasilbaru dalam pengamatan metabolisme dalam zat-zatalir biologi

9.            Bidang kimia/ penelitian

Digunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil.

H.    KELEBIHAN DAN KEKURANGAN KROMATOGRAFI GAS

·         Kelebihan

1.            Waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggal.

2.            Dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi.

3.            Gas mempunyai vikositas yang rendah.

4.            Kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi.

5.            Pemakaian fase cair memungkinkan kita memilih dari sejumlah fase diam yang sangat beragam yang akan memisahkan hampir segala macam campuran.

·         Kekurangan

1.            Teknik Kromatografi gas terbatas untuk zat yang mudah menguap

2.            Kromatografi gas tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar. Pemisahan pada tingkat mg mudah dilakukan, pemisahan pada tingkat gram mungkin dilakukan, tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton sukar dilakukan kecuali jika ada metode lain.

3.            Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat terlarut.

GC (Gas Chromatography)  yang biasa disebut juga Kromatografi gas (KG) merupakan teknik instrumental yang dikenalkan pertama kali pada tahun 1950-an. GC merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa organik yang mudah menguap dan senyawa-senyawa gas anorganik dalam suatu campuran Perkembangan teknologi yang signifikan dalam bidang elektronik, komputer, dan kolom telah menghasilkan batas deteksi yang lebih rendah serta identifikasi senyawa menjadi lebih akurat melalui teknik analisis dengan resolusi yang meningkat. (3)

GC menggunakan gas sebagai gas pembawa/fase geraknya.
Ada 2 jenis kromatografi gas, yaitu :

1. Kromatografi gas–cair (KGC) yang fase diamnya berupa cairan yang diikatkan pada suatu pendukung sehingga solut akan terlarut dalam fase diam.
2. Kromatografi gas-padat (KGP), yang fase diamnya berupa padatan dan kadang-kadang berupa polimerik.(4)

SISTEM PERALATAN KROMATOGRAFI GAS (GC)

1. Kontrol dan penyedia gas pembawa;

2. ruang suntik sampel;

3. kolom yang diletakkan dalam oven yang dikontrol secara termostatik;

4. sistem deteksi dan pencatat (detektor dan recorder); serta

5. komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data.

1. Fase gerak

Fase gerak pada GC juga disebut dengan gas pembawa karena tujuan awalnya adalah untuk membawa solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas. Syarat gas pembawa adalah: tidak reaktif; murni/kering karena kalau tidak murni akan berpengaruh pada detektor; dan dapat disimpan dalam tangki tekanan tinggi (biasanya merah untuk hidrogen, dan abu-abu untuk nitrogen) 4).

2. Ruang suntik sampel

Lubang injeksi didesain untuk memasukkan sampel ecara cepat dan efisien. Desain yang populer terdiri atas saluran gelas yang kecil atau tabung logam yang dilengkapi dengan septum karet pada satu ujung untuk mengakomodasi injeksi dengan semprit (syringe). Karena helium (gas pembawa) mengalir melalui tabung, sejumlah volume cairan yang diinjeksikan (biasanya antara 0,1-3,0 μL) akan segera diuapkan untuk selanjutnya di bawa menuju kolom. Berbagai macam ukuran semprit saat ini tersedia di pasaan sehingga injeksi dapat berlangsung secara mudah dan akurat. Septum karet, setelah dilakukan pemasukan sampel secara berulang, dapat diganti dengan mudah. Sistem pemasukan sampel (katup untuk mengambil sampel gas) dan untuk sampel padat juga tersedia di pasaran(1).

Pada dasarnya, ada 4 jenis injektor pada kromatografi gas, yaitu:

a. Injeksi langsung (direct injection), yang mana sampel yang diinjeksikan akan diuapkan dalam injector yang panas dan 100 % sampel masuk menuju kolom.

b. Injeksi terpecah (split injection), yang mana sampel yang diinjeksikan diuapkan dalam injector yang panas dan selanjutnya dilakukan pemecahan.

c. Injeksi tanpa pemecahan (splitness injection), yang mana hampir semua sampel diuapkan dalam injector yang panas dan dibawa ke dalam kolom karena katup pemecah ditutup; dan

d. Injeksi langsung ke kolom (on column injection), yang mana ujung semprit dimasukkan langsung ke dalam kolom.

Teknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk senyawa-senyawa yang mudah menguap; karena kalau penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung dikhawatirkan akan terjadi peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi atau pirolisis(2).

3. Kolom

Kolom merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Oleh karena itu, kolom merupakan komponen sentral pada GC.

Ada 3 jenis kolom pada GC yaitu kolom kemas (packing column) dan kolom kapiler (capillary column); dan kolom preparative (preparative column). Perbandingan kolom kemas dan kolom kapiler dtunjukkan oleh gambar berikut :

Kolom Kemas                                                Kolom Kapiler

Kolom kemas terbuat dari gelas atau logam yang tahan karat atau dari tembaga dan aluminium. Panjang kolom jenis ini adalah 1–5 meter dengan diameter dalam 1-4 mm. Kolom kapiler sangat banyak dipakai karena kolom kapiler memberikanefisiensi yang tinggi (harga jumlah pelat teori yang sangat besar > 300.000 pelat). Kolom preparatif digunakan untuk menyiapkan sampel yang murni dari adanya senyawa tertentu dalam matriks yang kompleks.

Fase diam yang dipakai pada kolom kapiler dapat bersifat non polar, polar, atau semi polar. Fase diam non polar yang paling banyak digunakan adalah metil polisiloksan (HP-1; DB-1; SE-30; CPSIL-5) dan fenil 5%-metilpolisiloksan 95% (HP-5; DB-5; SE-52; CPSIL-8). Fase diam semi polar adalah seperti fenil 50%-metilpolisiloksan 50% (HP-17; DB-17; CPSIL-19), sementara itu fase diam yang polar adalah seperti polietilen glikol (HP-20M; DB-WAX; CP-WAX; Carbowax-20M) (6).

4. Detektor

Komponen utama selanjutnya dalam kromatografi gas adalah detektor. Detektor merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak (gas pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak.

Pada garis besarnya detektor pada KG termasuk detektor diferensial, dalam arti respons yang keluar dari detektor memberikan relasi yang linier dengan kadar atau laju aliran massa komponen yang teresolusi. Kromatogram yang merupakan hasil pemisahan fisik komponen-komponen oleh GC disajikan oleh detektor sebagai deretan luas puncak terhadap waktu. Waktu tambat tertentu dalam kromatogram dapat digunakan sebagai data kualitatif, sedangkan luas puncak dalam kromatogram dapat dipakai sebagai data kuantitatif yang keduanya telah dikonfirmasikan dengan senyawa baku. Akan tetapi apabila kromatografi gas digabung dengan instrumen yang multipleks misalnya GC/FT-IR/MS, kromatogram akan disajikan dalam bentuk lain.

Beberapa sifat detektor yang digunakan dalam kromatografi gas adalah sebagai berikut :

Jenis Detektor	Jenis Sampel	Batas Deteksi	Kecepatan Alir (ml/menit)
			Gas Pembawa	H2	Udara
Hantaran panas	Senyawa umum	5-100 ng	15-30	-	-
Ionisasi nyawa	Hidrokarbon	10-100 pg	20-60	30-60	200-500
Penangkap elektron	Halogen organic, pestisida	0,05-1 pg	30-60	-	-
Nitrogen-fosfor	Senyawa nitrogen organik dan fospat organic	0,1-10 g	20-40	1-5	700-100
Fotometri nyala (393 nm)	Senyawa-senyawa sulfur	10-100 pg	20-40	50-70	60-80
Fotometri nyala (526 nm)	Senyawa-senyawa fosfor	1-10 pg	20-40	120-170	100-150
Foto ionisasi	Senyawa yang terionisasi dg UV	2 pg C/detik	30-40	-	-
Konduktivitas elektrolitik	Halogen, N, S	0,5 pg C 12 pg S 4 pg N	20-40	80	-
Fourier Transform-inframerah (FTIR)	Senyawa-senyawa organik	1000 pg	3-10	-	-
Selektif massa	Sesuai untuk senyawa apapun	10 pg-10 ng	0,5-30	-	-
Emisi atom	Sesuai untuk elemen apapun	0,1-20 pg	60-70	-

 

5. Komputer

Komponen GC selanjutnya adalah komputer. GC modern menggunakan komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunaknya (software) untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa fungsi antara lain:

• Memfasilitasi setting parameter-parameter instrumen seperti: aliran fase gas; suhu oven dan pemrograman suhu; serta penyuntikan sampel secara otomatis.
• Menampilkan kromatogram dan informasi-informasi lain dengan menggunakan grafik berwarna.
• Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistik.
• Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu(4).

DERIVATISASI
Derivatisasi merupakan proses kimiawi untuk mengubah suatu senyawa menjadi senyawa lain yang mempunyai sifat-sifat yang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatografi gas (menjadi lebih mudah menguap). Alasan dilakukannya derivatisasi:

• Senyawa-senyawa tersebut tidak memungkinkan dilakukan analisis dengan GC terkait dengan volatilitas dan stabilitasnya.
• Untuk meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram. Beberapa senyawa tidak menghasilkan bentuk kromatogram yang bagus (misal puncak kromatogram saling tumpang tindih) atau sampel yang dituju tidak terdeteksi, karenanya diperlukan derivatisasi sebelum dilakukan analisis dengan GC.
• Meningkatkan volatilitas, misal senyawa gula. Tujuan utama derivatisasi adalah untuk meningkatkan volatilitas senyawa-senyawa yang tidak mudah menguap (non-volatil). Senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah biasanya tidak mudah menguap karena adanya gaya tarik-menarik inter molekuler antara gugus-gusug polar karenanya jika gugus-gugus polar ini ditutup dengan cara derivatisasi akan mampu meningkatkan volatilitas senyawa tersebut secara dramatis.
• Meningkatkan deteksi, misal untuk kolesterol dan senyawa-senyawa steroid.
• Meningkatkan stabilitas. Beberapa senyawa volatil mengalami dekomposisi parsial karena panas sehingga diperlukan derivatisasi untuk meningkatkan stabilitasnya.
• Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan detektor tangkap elektron (ECD).

Inilah contoh derivatisasi yang digunakan untuk memperbaiki bentuk puncak pseudoefedrin:

Caranya :
Sirup dekongestan dibasakan dengan amonia dan diekstraksi ke dalam etil asetat sehingga akan menjamin bahwa semua komponen yang terekstraksi berada dalam bentuk basa bebasnya daripada bentuk garamnya. Bentuk basa inilah yang bertanggungjawab pada bagusnya bentuk puncak kromatografi. Garam-garam atau basa-basa akan terurai karena adanya panas pada lubang suntik GC, sehingga dengan adanya proses ini akan dapat menyebabkan terjadinya peruraian.
Jika ekstrak pada sirup dekongestan di lakukan kromatografi gas secara langsung maka kromatogram yang dihasilkan seperti gambar dibawah. Basa bebas triprolidin dan dekstrometorfan menunjukkan bentuk puncak yang bagus, akan tetapi pesudoefedrin yang merupakan basa yang lebih kuat karena adanya gugus hidroksil dan gugus amin memberikan bentuk puncak yang kurang bagus. Hal ini dapat diatasi dengan menutup gugus polar (gugus hidroksi dan amin) pada pseudoefedrin dengan cara mereaksikannya menggunakan trifluoroasetat anhidrida (TFA). Perlakuan dengan TFA ini tidak menghasilkan senyawa derivatif terhadap senyawa-senyawa basa tersier dalam ekstrak (sirup dekongestan) ini. Reagen TFA ini sangat bermanfaat karena reagen ini sangat reaktif dan bertitik didih rendah (400C) sehingga kelebihan reagen TFA ini mudah dihilangkan dengan cara evaporasi sebelum dilakukan kromatografi gas.

Ini kromatogram sebelum dilakukan derivatisasi......

Yang ini kromatogram sesudah derivatisasi......

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.LATAR BELAKANG

Kromatografi adalah cara pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen campuran tersebut diantaranya dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase bergerak (mobile). Fase diam dapat berupa zat padat atau zat cair, sedangkan fase bergerak dapat berupa zat cair atau gas. Dalam kromatografi fase bergerak dapat berupa gas atau zat cair dan fase diam dapat berupa zat padat atau zat cair.

Banyaknya macam-macam kromatografi yang salah satunya adalah kromatografi gas, yang merupaka metode kromatografi pertama yang dikembangkan pada zaman instrumen dan elektronika. Kromatografi gas dapat dipakai untuk setiap campuran dimana semua komponennya mempunyai tekanan uap yang berarti, suhu tekanan uap yang dipakai untuk proses pemisahan. Tekanan uap memungkinkan komponen menguap dan bergerak bersama-sama dengan fase gerak yang berupa gas.

Kromatografi gas metode yang tepat dan cepat untuk memisahkan campuran yang sangat rumit. Waktu yang dibutuhkan beragam, mulai dari beberapa detik untuk campuran yang sederhana sampai berjam-jam untuk campuran yang mengandung 500-1000 komponen.

Metode ini sangat baik untuk analisis senyawa organik yang mudah menguap seperti hidrokarbon dan eter. Analisis minyak mentah dan tekanan uap dalam buah telah dengan sukses dilakukan dengan tehnik ini.

Efisien pemisahan ditentukan ditentukan dengan besarnya interaksi antara sampel dan cairan, dengan menggunakan fase cair standar yang diketahui efektif untuk berbagai senyawa.

Kromatografi gas sendiri terdiri dari 2 yaitu kromatografi gas cairan dengan mekanisme pemisahan partisi, teknik kolom dan nama alat GLC dan kromatografi gas padat dengan mekanisme pemisahan absorbsi, teknik kolom dan nama alat GSC. Namun GSC jarang digunakan sehingga pada umumnya yang disebut dengan GC saat ini adalah GLC.

Pada prinsipnya pemisahan dalam GC adalah sisebabkan oleh perbedaan dalam kemampuan distribusi analit diantara fase gerak dan fase diam di dalam kolom pada kecepatan dan waktu yang berbeda.

1.2.RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang dimaksud dengan kromatografi gas ?
2. Apa prinsip dari kromatografi gas ?
3. Bagaimana cara kerja kromatografi gas ?
4. Apa kelebihan dan kelemahan kromatografi gas ?

1.3.TUJUAN

1. Untuk mempermudah proses belajar Dasar-Dasar Pemisahan Analitik terutama Kromatografi.
2. Untuk mengetahui cara pemisahan campuran berdasarkan metode kromatografi gas.
3. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Dasar II.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.DEFINISI DAN TEORI KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi Gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang diam.

Kromatografi gas fase gerak dan fase diamnya diantaranya :

• Fase gerak adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak
• Fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya

Kromatografi gas termasuk dalam salah satu alat analisa (analisa kualitatif dan analisa kuantitatif), kromatografi gas dijajarkan sebagai cara analisa yang dapat digunakan untuk menganalisa senyawa-senyawa organic. Kita telah mengetahui bahwa ada dua jenis kromatografi gas, yatiu kromatografi gas padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC). Dalam kedua hal ini sebagai fasa bergerak adalah gas (hingga keduanya disebut kromatografi gas), tetapi fasa diamnya berbeda. Meskipun kedua cara tersebut mempunyai banya persamaan. Perbedaan antara kedunya hanya tentang cara kerja.

Pada kromatografi gas padat (KGP) terdapat adsorbsi dan pada kromatografi gas cair (KGC) terdapat partisi (larutan). Kromatografi gas padat (KGP) digunakan sebelum tahun 1800 untuk memurnikan gas. Metode ini awalnya kurang berkembang. Penemuan jenis-jenis padatan baru sebagi hasil riset memperluas penggunaan metode ini. Kelemahan metode ini mirip dengan kromatografi cair padat. Sedangkan kromatografi gas cair sering disebut oleh para pakar kimia organic sebagai kromatografi fasa uap. Pertama kali dikenalkan oleh James dan Martin pada tahun 1952. metode ini paling banyak digunakan karena efisien, serba guna, cepat dan peka. Cuplikan dengan ukuran beberapa microgram sampel dengan ukuran 10 gram masih dapat dideteksi. Komponen cuplikan harus mempunyai tekanan beberapa torr pada suhu kolom.

2.2.PRINSIP KERJA

Kromatografi gas mempunyai prinsip yang sama dengan kromatografi lainnya, tapi memiliki beberapa perbedaan misalnya proses pemisahan campuran dilakukan antara stasionary fase cair dan gas fase gerak dan pada oven temperur gas dapat dikontrol sedangkan pada kromatografi kolom hanya pada tahap fase cair dan temperatur tidak dimiliki.

Secara rinci prinsip kromatografi adalah udara dilewatkan melalui nyala hydrogen (hydrogen flame) selanjutnya uap organik tersebut akan terionisasi dan  menginduksi terjadinya aliran listrik pada detektor, kuantitas aliran listrik sebanding dengan ion.

2.3. RANCANGAN KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi gas terdiri dari beberapa alat diantaranya :

1.Fase Mobil (Gas Pembawa).

Fasa mobil (gas pembawa) dipasok dari tanki melalui pengaturan pengurangan tekanan. Kemudian membawa cuplikan langsung ke dalam kolom. Jika hal ini terjadi, cuplikan tidak menyebar sebelum proses pemisahan. Cara ini cocok untuk cuplikan yang mudah menyerap.

Gas pembawa ini harus bersifat inert dan harus sangat murni. Seringkali gas pembawa ini harus disaring untuk menahan debu uap air dan oksigen. Gas sering digunakan adalah N2, H2 He dan Ar.

2.Sistem Injeksi Sampel

Sampel dimasukkan ke dalam aliran gas, jika sampel berupa cairan harus diencerkan terlebih dahulu dalam bentuk larutan. Injeksi sampel dapat diambil dengan karet silicon ke dalam oven, banyak sampel + 0,1-10 ml.

3.Kolom

Fungsi kolom merupakan ”jantung” kromatografi gas dimana terjadi pemisahan komponen-komponen cuplikan kolom terbuat dari baja tahan karat, nikel, kaca.

Merupakan jantung Chromatography, dimana pemisahan komponen cuplikan terjadi yang berwujud puncak-puncak yang disebut Chromatogram

Faktor yang berkaitan dengan keterpisahan puncak Chromatography adalah keefisienan kolom dan keefisienan pelarut.

Ada dua type kolom :

• Kolom Partisi, berisi bahan padat inert menyangga lapisan tipis cairan, disebut Chromatography Gas Cair (GLC)
• Kolom  Adsorbsi, berisi partikel penyerap yang umumnya digunakan untuk analisa gas permanen dan hydrokarbon rendah, biasa disebut Chromatography Gas Padat (GSC)

             

4.Detektor

Fungsi detektor untuk memonitor gas pembawa yang keluar dari kolom dan merespon perubahan komposisi yang terelusi.

Merupakan suatu gawai yang menunjukan dan mengukur banyaknya komponen yang terpisah dalam gas pembawa.Suhu detector harus panas agar cuplikan tak mengembun.

Pelebaran puncak dan menghilangnya puncak komponen merupakan ciri khas terjadinya pengembunan.

Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor (pada FID).

5.Pencatat (Recorder)

Fungsi recorder sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas yang hasilnya disebut kromatogram (kumpulan puncak grafik).

2.4.CARA KERJA KROMATOGRAFI GAS

1. Mencuci jarum suntik dengan aseton dengan mengisi jarum suntik mendepak sepenuhnya dan aseton limbah ke kertas handuk. Cuci 2-3 kali.
2. Tarik beberapa sampel Anda ke dalam jarum suntik. Anda mungkin perlu untuk menghilangkan gelembung udara di dalam tabung suntik oleh plunyer bergerak cepat ke atas dan ke bawah sementara jarum dalam sampel. Biasanya 1-2 mL sampel disuntikkan ke dalam GC. Boleh saja memiliki gelembung udara kecil dalam jarum suntik. Namun, Anda tidak ingin menyuntikkan sebagian besar udara atau puncak Anda akan terlalu kecil pada tabel perekam.
3. Pastikan tabel perekam dan diatur ke kecepatan grafik yang sesuai (Arrow A). Mengatur baseline menggunakan nol pada tabel perekam (Arrow B). Dengan pena di tempat, menyalakan bagan (Arrow D), pastikan pena ke bawah (yang menandai kertas) dan kertas bergerak.
4. Menyuntikkan sampel Anda baik ke kolom A atau kolom B sesuai instruksi. Pegang tingkat jarum suntik dan mendorong jarum sepenuhnya ke injector. Setelah Anda tidak dapat lagi melihat jarum, dengan cepat mendorong pendorong dan kemudian tarik jarum suntik injeksi keluar dari pelabuhan.
   
   Injeksi Catatan:
   injector sangat panas, jadi berhati-hatilah untuk tidak menyentuh perak disk.
   Jarum akan melewati septum karet, sehingga Anda akan merasa beberapa perlawanan. Untuk beberapa GC kita itu, kolom tidak menyelaraskan benar dalam injector, sehingga jarum hits bagian depan kolom logam. Jika Anda merasa bahwa Anda mendorong terhadap logam, menarik jarum keluar dari injector dan coba lagi, mungkin di sudut yang sedikit berbeda. Jarum harus benar-benar menghilang ke dalam injeksi untuk injeksi yang tepat sampel ke kolom GC.Suntikkan dengan cepat untuk hasil terbaik. Jangan ragu untuk menyuntikkan jarum setelah benar diposisikan di pelabuhan injeksi.Lepaskan jarum suntik segera setelah injeksi. (Pelaksanaan catatan C dan D membantu untuk memastikan bahwa semua sampel memasuki GC kolom di sekitar waktu yang sama.)
5. Menandai waktu injeksi Anda pada tabel perekam. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan nol tepat setelah sampel disuntikkan. Hal ini sering nyaman bagi satu orang untuk menyuntikkan sampel sementara pasangan laboratorium menandai waktu injeksi di bagan perekam.
6. Bersihkan jarum suntik Anda segera setelah injeksi. Jarum suntik sering tersumbat dengan cepat dan harus diganti jika mereka tidak dibersihkan setelah setiap penggunaan.
7. Catatan pengaturan perekam grafik Anda selama berjalan. Anda perlu mengetahui kecepatan grafik dan pengaturan skala penuh.
8. Catatan pengaturan GC selama Anda berlari. Sebuah tombol di bagian tengah bawah GC dapat diubah untuk membaca kolom (atau oven) suhu, suhu detektor dan suhu injektor pelabuhan dalam ° C. Jembatan saat ini ditampilkan dalam mA. Perhatikan bahwa ada dua skala pada layar. Berhati-hati untuk membaca skala yang tepat!

2.5.KELEBIHAN DAN KEKURANGAN KROMATOGRAFI GAS

Kelebihan

1.Waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggal.

2.Dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi.

3.Gas mempunyai vikositas yang rendah.

4.Kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi.

5.Pemakaian fase cair memungkinkan kita memilih dari sejumlah fase diam yang sangat beragam yang akan memisahkan hampir segala macam campuran.

Kekurangan

1.Teknik Kromatografi gas terbatas untuk zat yang mudah menguap

2.Kromatografi gas tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar. Pemisahan pada tingkat mg mudah dilakukan, pemisahan pada tingkat gram mungkin dilakukan, tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton sukar dilakukan kecuali jika ada metode lain.

3.Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat terlarut.

2.6. SAMPEL YANG DAPAT DIANALISIS DENGAN GC

1.Produk Gas Alam

2.Kemurnian Pelarut

3.Asam Lemak

4.Residu Pestisida

5.Polusi Udara

6.Alkohol

7.Steroid

8.Minyak Atsiri

9.Flavor

10.Ganja (mariyuana)

2.7.APLIKASI KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang. Dalam senyawa organic dan anorganik, senyawa logam, karena persyaratan yang digunakan adalah tekanan uap yang cocok pada suhu saat analisa dilakukan. Berikut beberapa kegunaan kromatografi gas pada bidang-bidangmya 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, KGCdipakai untuk menetukan Alkil-Alkil Timbal, Hidrokarbon, aldehid, keton SO , H S, dan beberapa oksida dari nitrogen dll.

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 resin-resin sintesis.

4.Minyak atsiri

Digunakan untuk pengujian kulaitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat, dll.

5.Bahan makanan

Digunakan dengan TLC dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuanatau pencampuran, kontaminasi dan pembungkusan dengan plastic pada bahan makanan, juga dapat dipakai unutk menguji jus, aspirin, kopi dll.

6.Sisa-sisa peptisida

KGC dengan detector yang sensitive dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor.

7.Perminyakan

Kromatografi gas dapat digunakan unutk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasildari gas-gas hidrokarbon yang ringan.

8.Bidang farmasi dan obat-obatan

Kromatografi gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasilbaru dalam pengamatan metabolisme dalam zat-zatalir biologi

9.Bidang kimia/ penelitian

Digunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil.

BAB III

PENUTUP

3.1.KESIMPULAN

Kromatografi adalah suatu istilah umum yang digunakan untuk bermacam-macam teknik pemisahan yang didasarkan atas partisi sampel diantara suatu fasa gerak yang bisa berupa gas ( kromatografi gas ) ataupun cair ( kromatografi cair ) dan fasa diam yang juga bisa berupa cairan ataupun suatu padatan. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan polaritas dari fasa diam dan gerak.

Ada dua jenis kromatografi gas, yatiu kromatografi gas padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC).

Kromatografi gas terdiri dari beberapa alat diantaranya :

•Fase Mobil (Gas Pembawa)

•Sistem Injeksi Sampel

•Kolom

•Detektor

•Pencatat (Recorder)

3.2.      SARAN

Demikian makalah ini di susun, tentunya banyak kekurangan baik dalam segi isi atau penyampaiannya. Oleh karena itu, saya mengharap kritik dan saran demi kesempurnaan makalah kami. Semoga makalah ini bermanfaat bagi pembaca.

Penulis juga berharap kromatografi gas yang telah disajikan dalam bab pembahasan dapat dijadikan referensi ataupun tambahan wawasan bagi pembaca sehingga dapat membedakannya dan dapat menerapkannya secara tepat.

DAFTAR PUSTAKA

Adnan, Mochamad. 1997. Teknik Kromatografi untuk Analisis Bahan Makanan. Yogyakarta: Andi Offset

Anonim.2010.Kromatografi Gas.http://bondiebluesy.wordpress.com/2010/03/08/kromatografi-gas/.Di Akses 3 Juni 2012

Sastrohamodjojo Harddjono Dr. Kromatografi. IPB Press. Bogor 1985

Soebagio, Drs Dkk, Kimia Analitik II, Jica Common Textbook, Malang 2002

Underwood, Analisis Kimia Kuantitatif, Erlangga Jakarta. 2004

Instrumentasi Kromatografi Gas

Kata Kunci: Detektor Instrumen, Injektor Kolom, Instrumen Kromatografi

Ditulis oleh Adam Wiryawan pada 03-03-2011

Sistem kromatografi gas ditunjukan pada Gambar 12.4. Kromatograf gas terdiri dari gas pembawa, injektor, kolom, detektor dan sistem data.

Gambar 18.4. Skema Sistim Kromatografi Gas

Injektor (Cara masuknya sampel)

Ada berbagai cara sampel dimasukkan ke dalam kolom. Sebagian besar kromatografi gas dilengkapi dengan jenis injektor yang bisa memasukkan cairan langsung ke dalam kolom menggunakan jarum suntik. Tipe injektor yang digunakan tergantung jenis kolom yang dipakai.

Tabel 18.1. Perbandingan kolom konvensional dan kolom kapiler

Tipe kolom dan operasi menentukan desain dan operasi dari sistem pemasukan sampel dan detektor yang digunakan. Injektor kolom kapiler mempunyai beberapaperbedaan fundamental dari injektor konvensiona.l Hal ini disebabkan oleh perbedaan karakteristik kolom. Seperti pada Tabel 11.1, volume maksimum sampel yang dapat dimasukkan pada pipa kapiler adalah 0,01 ul.

Gambar 18.4. GC Pneumatik / Capillary GC

Oleh karena itu sampel yang dimasukkan harus memiliki reproducibly. Hal ini bisa dilakukan dengan menggunakan alat yang dinamakan Splitter (Gambar 18.5).

Gambar 18.5. Injektor pada kolom konvensional dan kolom kapiler

Jumlah komponen yang dipisah ditentukan dari split valve dan ditentukan dari split ratio :

Sekat pembersih (septum purge) diperlukan untuk menghindari kontaminasi sampel dengan materi yang berasal dari sekat.

Sampel Gas

Metode yang mudah untuk memasukkan gas-gas adalah lewat katup sampling gas. Volume gas dapat divariasikan tergantung pada ukuran loop. Loop tambahan dapat dijadikan satu untuk menjebak sampel dengan pendinginan. Pemanasan pada loop kemudian bisa melepaskan sampel.

Gambar 18.6. Katup sampling pada GC

Sampel Padat

Sampel padat misalnya; parfum dalam bentuk bedak atau serpihan sampel dapat dikemas dalam kapsul dan pecah di injektor. Sampel gelas/kaca dapat dihancurkan sebelum diinjeksikan sedangkan campuran yang memiliki titik lebur rendah dapat dilelehkan untuk pelepasan sampel. Sampel padat dapat juga dipirolisis dan komponen yang bersifat padatan dibuang. Metode ini digunakan untuk sidik jari

Kolom

Kolom dapat dibuat dari berbagai jenis material,seperti stainless steel, aluminium, tembaga, gelas dan paduan silika. Sebagian besar sistem kolom modern terbuat dari gelas atau paduan silika. Kolom konvensional dibuat dari material pendukung yang dilapisi fase diam dari berbagai pembebanan yang dikemas di dalam kolom. Kolom kapiler terdiri dari tabung kapiler panjang yang didalamnya dilapisi dengan fase diam (fase diam dapat juga direkatkan langsung pada permukaan silika). Sebagian besar kolom kapiler terbuat dari paduan silika yang dilapisi polimer di bagian luarnya. Paduan silika sangat mudah pecah sedangkan lapisan polimer tersebut bertindak sebagai pelindungnya.

Tipe Kolom dan Pengoperasian Kolom

Kolom dimana pemisahan terjadi, memiliki dua tipe dasar yaitu Kolom kemasan konvensional dan Kolom kapiler atau Kolom tabung terbuka. Kolom dapat dioperasikan dengan dua cara , yaitu : secara isotermal (temperatur konstan) dan temperatur terprogram (variabel peningkatan temperatur dan waktu ditahan pada temperatur konstan).

• Operasi Isotermal
  Pada operasi isotermal, temperatur kolom dijaga konstan. Batas temperatur maksimum dan minimum dipengaruhi stabilitas dan karakter fisik fase diam. Batas bawah ditentukan oleh titik beku dan batas atas ditentukan oleh “bleed” dari fase diam. Bleed adalah fase diam masuk ke detektor. Secara umum pada mode operasional ini, injektor dioperasikan 30oC diatas temperatur komponen dengan titik didih maksimum (kolom kemasan konvensional).
• Operasi temperatur terprogram (TPGC)
  Pada kromatografi gas temperatur terprogram, temperatur oven dikendalikan oleh sebuah program yang dapat mengubah tingkatan pemanasan yang terjadi antara 0,25o
  C sampai 20oC. Sebuah oven massa rendah mengijinkan pendinginan dan pemanasan cepat dari kolom yang dapat ditahan sampai 1oC dari temperatur yang diperlukan. Pada operasi temperatur terprogram diperlukan pengendali aliran untuk memastikan kesetabilan aliran gas. Kestabilan aliran sangat diperlukan untuk mencapai stabilitas hasil detektor yang baik yang ditunjukan pada garisbawah/baseline datar yang stabil. Fase diam harus stabil secara termal melewati range temperatur yang lebar. Bleed dapat diganti dengan menjalankan dua kolom yang identik secara tandem, satu untuk pemisahan komponen dan yang lain untuk melawan “bleed”.

Detektor

Untuk mendeteksi komponen yang terpisah dari kolom, diperlukan alat pendeteksi. Pada kolom kapiler penambahan gas (make up gas) digunakan untuk menghilangkan komponen yang terpisah dari bagian akhir kolom ke dalam detektor untuk mengurangi efek “dead volume” dan kecepatan aliran yang rendah. Sebuah detektor yang ideal seharusnya:

1. Mempunyai sensitifitas yang tinggi untuk mengenali unsur dalam bentuk gas. (1 volume terlarut : 1000 volume pelarut)
2. Mempunyai respon yang linear terhadap jumlah unsur dengan cakupan yang luas.
3. Tidak bergantung pada kondisi operasi, seperti : kecepatan alir.
4. Mempunyai stabilitas baseline yang baik.
5. Mudah perawatannya
6. Mempunyai volume internal yang kecil (resolusi puncak)
7. Mempunyai respon yang cepat untuk menghindari gugusan puncak
8. Murah dan dapat dipercaya.

Ada dua tipe detektor, yaitu detektor integral dan differensial. Sebagian besar kromatografi gas dikerjakan dengan menggunakan analisis elusi dengan memanfaatkan detektor differensial, yang menghasikan deretan puncak yang terpisah.

Detektor differensial banyak digunakan dalam kromatografi. Respon terhadap konsentrasi bahan/larutan dalam fase bergerak ditampilkan dalam sekejap. Respon detektor yang ditampilkan secara grafik adalah kromatogram diferensial.

Analisis Kualitatif

Kromatografi gas merupakan teknik pemisahan yang dapat menghasilkan identifikasi kualitatif. Bagaimanapun juga seorang analis harus dapat memastikan bahwa hasil yang diperoleh adalah benar seperti yang dtunjukkan oleh contoh di bawah.

Kromatografi gas dapat digunakan untuk analisis karenaretensi bersifat karakteristik pada tiap senyawa. Identifikasi puncak dapat diperoleh dengan menggunakan inframerah atau spektrometri masa akan tetapi teknik sering tidak ada atau biaya sangat mahal.

Sampel yang paling sulit dianalisis adalah sampel yang komponen-komponennya benar-benar tidak diketahui. Dalam hal ini konsultasi data retensi terkadang tidaklah cukup.

Penambahan Unsur ke dalam Sampel (Spiking)

Metode percobaan yang paling mudah untuk identifikasi puncak adalah dengan menambahkan komponen ke dalam sampel dan mencoba untuk mengamati perubahan sebagai respon didalam spiked sampel.

1. Metode mudah
2. tidak mudah jika komponen yang lain mungkin memiliki waktu retensi yang sama.
3. Dapat digunakan untuk menunjukkan ketidakhadiran dari suatu unsur dengan menampakannya pada waktu retensi yang benar-benar berbeda.
4. Kemurnian spike harus diketahui karena ketidakmurnian dapat memberikan petunjuk yang salah.

Perbandingan Data Retensi

Volume retensi suatu komponen adalah karakteristik sampel dan fase cair. Ini dapat digunakan untuk identifikasi komponen-komponen dalam sampel. Data retensi yang belum terkoreksi biasanya tidak digunakan mengingat volume retensi tergantung pada :

1. Kolom
2. Fase cair
3. Temperatur kolom
4. Kecepatan aliran
5. Jenis gas pembawa
6. Volume mati instrumen
7. Penurunan tekanan across kolom

Akan tetapi hal itu dapat digunakan pada sampel yang sudah diketahui informasinya dan tersedia standarisasinya. Kemampuan instrumen dalam menghasilkan data di perlukan dalam operasional isotermal maupun terprogram. Jika semua parameter operasional dapat konstan berulang-ulang maka perbandingan data retensi sampel dapat dibuat terhadap standar.

Gambar 18.19. Perbandingan kromatogram larutan standar (B) dengan larutan sampel (A)

Retensi Relatif a sebagai Data Retensi yang direkomendasikan untuk Indentifikasi sampel yang tidak diketahui. Retensi relatif a adalah yang direkomendasikan untuk indentifikasi puncak sebagai sesuatu yang relatif terhadap standar dan juga diperoleh dari data retensi yang disesuaikan. Ini lebih mudah diperoleh dan hanya bergantung pada jenis fase cair dan temperatur kolom.

Identifikasi dengan Logaritma Retensi

Mengambarkan grafik dari data retensi relatif atau yang disesuaikan terhadap berbagai parameter fisik senyawa atau serangakaian homologi dapat memberikan petunjuk dari identitas sampel yang belum diketahui.

Identifikasi dengan Menggunakan Retention Index

Konstanta bahan terlarut Kovats Indices dan Rohschneider dapat memberikan petunjuk yang baik mengenai identitas atau jumlah karbon untuk beberapa senyawa. Data ini tersedia dalam Jurnal Kromatografi dan publikasi ASTM. Metode pergeseran puncak juga merupakan alat yang baik untuk identifikasi kualitatif.

Identifikasi dengan Menggunakan Dua Detektor

Perbandingan rasio respon dari senyawa yang dianalisa oleh dua detektor yang berbeda dibawah kondisi yang telah ditetapkan bersifat karakteristik pada senyawa tersebut.

Sampel biasanya dikromatografikan pada satu kolom dan kolom dibagi untuk dua detektor yang berbeda dengan yang masing-masing di rekam ke kromatogram secara bersamaan.

Kedua detektor tersebut spesifik seperti detektor “flame photometric detector (FPD)” akan memberi respon pada senyawa-senyawa sulfur dan phosporus, detektor “electron captive detector (ECD)” akan memberi respon pada senyawa-senyawa halogen, sementara thermionic spesific detector (TSD) akan memberi respon pada senyawa-senyawa nitrogen dan phosphorus. Detektor-detektor tersebut diterapkan secara luas dalam analisa obat-obatan dan pestisida.

Pendekatan ini umumnya direkomendasikan untuk deteksi senyawa spesifik dibandingkan general qualitative digunakan sebagai kromatogram yang sulit untuk diinterpretasikan. Identifikasi dengan Penggabungan dengan Metode penentuan Fisik lainnya

Pada saat fraksi dari senyawa yang dielusi telah dikumpulkan ini memungkinkan untuk diidentifikasi oleh teknik fisik lainnya. Teknik ini termasuk :

1. Mass Spectrometry – Berhubungan langsung dengan kolom kapiler
2. Infra red spectrometry – langsung ke dalam cell sampel gas atau cair
3. Nuclear Magnetic Resonance
4. Coulometry
5. Polarography
6. UV Visible Spectroscopy
7. Atomic absorption
8. Inductively coupled plasma
9. Flamephotometry

Uji Kimia

Effluen gas dapat bergelembung pada saat meewati tabung yang berisi reagen-reagen dan rekasi dapat teramati untuk memberikan petunjuk untuk mengidentifikasi senyawa seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini. Metode ini mahal dan diterapkan dengan cepat.

Analisa Kuantitatif Kromatografi

Kata Kunci: Analisa Kuantitatif, Kurva Gaussian

Ditulis oleh Adam Wiryawan pada 14-03-2011

Hubungan Dasar

Dengan komatrogram yang diperoleh dari detektor diferensial yang mana memiliki respon linier, penggantian/jarak dari garis belakang pada saat tertentu adalah suatu ukuran konsentrasi dari komponen dari gas pembawa di saluran keluar kolom.

Kurva integral dihasilkan yakni area puncak dari puncak adalah sebanding dengan jumlah komponen yang ada. Dalam kromatogram yang ideal dimana puncak merupakan kurva Gaussian simetrik lalu ketinggian puncak akan sebanding dengan.

Area puncak adalah a konsentrasi komponen bila Gaussian maka area a ke tinggi puncak.

Kalibrasi

Oleh karena itu kalibrasi dapat dicapai dengan menjalankan satu rangkaian standar yang diketahui konsentrasinya dan membandingkan respon area yang dihasilkan antara standar dan sampel.

Sejumlah metode lainnya digunakan oleh para peneliti dalam menghitung kuantitas komponen dalam sampel. Hal ini termasuk

Normalisasi Internal

Area dari setiiap puncak sesuai dengan komponen spesifik dalam sampel telah terbentuk kemudian ditambahkan untuk memberi suatu total area yang ditetapkan pada 100%. Masing-masing area komponen kemudian dinyatakan sebagai persen dari nilai ini.

Akan tetapi senyawa-senyawa yang berbeda akan memberikan respon berbeda terehadap detektor, oleh karena itu perlu ditentukan faktor koreksi. Karena detektor yang berbeda akan beroperasi pada prinsip yang berbeda maka perlu dihitung faktor yang berbeda untuk tiap detektor yang berbeda.

Faktor dapat ditentukan berdasarkan berat atau molar.