KROMATOGRAFI GAS I
I. TUJUAN
Mengetahui pengaruh perbedaan kecepatan aliran fase gerak terhadap waktu retensi.
II. DASAR TEORI
Kromatografi adalah cara pemisahan campuran yang didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen campuran tersebut diantarany dua fase, yaitu fase diam (stationary) dan fase gerak (mobile). Fase diam dapat berupa zat padat atau zat cair, sedangkan fase gerak dapat berupa zat cair atau gas. Dalam kromatografi fase gerak dapat berupa gas atau zat cair dan fase diam dapat berupa zat padat atau zat cair.
Kromatografi gas merupakan 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 atau keatsirian 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. Efisien pemisahan ditentukan ditentukan dengan besarnya interaksi antara sampel dan cairan, dengan menggunakan fase cair standar yang diketahui efektif untuk berbagai senyawa.
Kromatografi gas terdiri dari 2 yaitu :
-Kromatografi gas cairan (KGC) dengan mekanisme pemisahan partisi, teknik kolom dan nama alat GLC.
-Kromatografi gas padat (KGP) 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 karena adanya faktor perbedaan dalam kemampuan distribusi analit diantara fase gerak dan fase diam di dalam kolom pada kecepatan dan waktu yang berbeda.
Komponen alat kromatografi gas
Alat GLC atau GC terdiri atas 7 bagian yang pokok seperti pada gambar, yaitu:
1. Silinder tempat gas pembawa/pengangkut
2. Pengatur aliran dan pengatur tekanan
3. Tempat injeksi cuplikan
4. Kolom
5. Detector
6. Pencatat
7. Terminal untuk 3, 4 dan 5
Bagian-bagian dari kromatografi gas :
1. Gas pengangkut/pemasok gas
Gas pengangkut (carrier gas) ditempatkan dalam silinder bertekanan tinggi. Biasanya tekanan dari silinder sebesar 150 atm.
Gas pengangkut harus memenuhi persyaratan :
a. Harus inert, tidak bereaksi dengan cuplikan, cuplikan-pe¬larut, dan material dalam kolom.
b. Murni dan mudah diperoleh, serta murah.
c. Sesuai/cocok untuk detektor.
d. Harus mengurangi difusi gas.
Gas-gas yang sering dipakai adalah : helium, argon, nitrogen, karbon dioksida dan hidrogen. Pemilihan gas pengangkut atau
pembawa ditentukan oleh detektor yang digunakan.
2. Pengatur aliran dan pengatur tekanan
Hal ini disebut juga 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 un¬tuk mengalirkan cuplikan masuk ke dalam kolom.
3. Tempat injeksi (The injection port)
Dalam pemisahan dengan GLC cuplikan harus dalam ben¬tuk fase uap. Gas dan uap dapat dimasukkan secara langsung. Tetapi kebanyakan senyawa organik berbentuk cairan dan padatan. Oleh karena itu senyawa yang berbentuk cairan dan padatan harus diuapkan dahulu.
Cuplikan dimasukkan ke dalam kolom dengan cara menginjeksikan melalui tempat injeksi.
4. Kolom
Kolom merupakan jantung dari kromatografi gas. Bentuk dari kolom dapat lurus, bengkok, misal berbentuk V atau W, dan kumparan/spiral. Biasanya bentuk dari kolom adalah kumparan. Kolom selalu merupakan bentuk tabung. Tabung ini dapat terbuat dari Tembaga, Plastik (teflon), Baja (stainless steel), Alumunium
5. Detektor
Detektor berfungsi sebagai pendeteksi komponen-komponen yang telah dipisahkan dari kolom secara terus-menerus, cepat, akurat, dan dapat melakukan pada suhu yang lebih tinggi. Detektor harus dapat dipercaya dan mudah digunakan. Fungsi umumnya mengubah sifat-sifat molekul dari senyawa organik menjadi arus listrik.
6. Oven kolom
Kolom terletak didalam sebuah oven dalam instrumen. Suhu oven harus diatur dan sedikit dibawah titik didih sampel. Jika suhu diset terlalu tinggi, cairan fase diam bisa teruapkan, juga sedikit sampel akan larut pada suhu tinggi dan bisa mengalir terlalu cepat dalam kolom sehingga menjadi terpisah (Hendayana, 2001).
7. Rekorder
Rekorder berfungsi sebagai pengubah sinyal dari detektor yang diperkuat melalui elektrometer menjadi bentuk kromatogram.
Dari kromatogram yang diperoleh dapat dilakukan analisis kualitatif dan kuantitatif.
Kelebihan dan Kekurangan Kromatografi Gas
Kelebihan :
1. Waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tingga
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.
ALAT DAN BAHAN
Alat :
-Kromatografi gas Shimadzu GC-14 BPF, dilengkapi dengan detektor ionisasi nyala (FID) dan pemroses data classic
Kolom stainless steel yang diisi PEG 20 M 10% dalam Crhomosorb WAW-DMCS panjang 2m
-Jarum suntik
-Labu takar
-Pipet volume
Bahan :
-Larutan menthol dalam heksana
-Larutan kamfer dalam heksana
-Larutan campuran menthol dan kamfer dalam heksana
Gas H2 UTP
Gas N2 sebagai pembawa (Fese gerak)
Udara sebagai sumber O2
CARA KERJA
-Alirkan Gas N2 melalui regulator ke alat KG atur kecepatan aliran 250 ml/menit
Nyalakan KG dengan menekan tombol ”ON” diamkan selama 1 jam
-Nyalakan detektor FID dengan cara mengalirkan udara melalui kompresor dan mengalirkan Gas H2 melalui regulator atur kecepatan Gas H2 dan aliran udara
-Detektor FID dibiarkan menyala dan aliran gas N2 tetap mengalir
Atur temperatur kolom 180ºC, injector 190ºC, dan detektor 200ºC tunggu sampai diperoleh “base line” yang baik
Injeckkan 5µl larutan menthol pada KG catat tR dan hitung harga N, HETP, Tf
Injeckkan 5µl larutan kamfer pada KG catat tR dan hitung harga N, HETP, Tf
Injeckkan 5µl larutan campuran menthol dan kamfer pada KG catat tR dan hitung harga Resolusi
-Naikkan kecepatan aliran gas N2 menjadi 300 ml/menit, KG dibiarkan sampai diperoleh “base line” yang baik
Ulangi prosedur 6-8 pilih kondisi analisa yang baik
HASIL PENGAMATAN
Fase gerak = Gas N2
Kecepatan alir = 250ml / menit & 300ml/menit
Data
Sampel
|
V aliran
250ml/menit
|
V aliran
300ml/menit
|
||||||||||
tR
|
W
|
W0.5
|
W0.05
|
h
|
F
|
tR
|
W
|
W0.5
|
W0.05
|
h
|
F
|
|
Menthol
|
9.2
|
3.8
|
1.9
|
5.2
|
6.1
|
1.1
|
7.1
|
3.1
|
1.6
|
5.7
|
6.8
|
1
|
Camphor
|
7.9
|
4
|
2.35
|
6.1
|
6.5
|
1.25
|
6.5
|
2.55
|
1.3
|
5
|
6.6
|
0.9
|
Sampel
|
V aliran
250ml/menit
|
V aliran
300ml/menit
|
||||||
tR1
|
tR2
|
W1
|
W2
|
tR1
|
tR2
|
W1
|
W2
|
|
Campuran
|
8.2
|
10.6
|
2.5
|
3
|
8
|
9.8
|
1.9
|
3.2
|
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini analisis kromatografi gas. Kromatografi Gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan menggunakan gas sebagai fase gerak 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 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.
Tujuan dilakukannya praktikum ini adalah agar nantinya setelah melakukan percobaan ini mahasiswa dapat mengetahui pengaruh perbedaan kecepatan aliran fase gerak terhadap waktu retensi serta dapat menggunakan alat kromatografi gas. Dalam praktikum ini fase gerak yang digunakan adalah Gas, dengan perbandingan kecepatan aliran yang berbeda, yaitu 250ml/menit dan 300ml/menit pada sampel menthol dalam heksana, kamfer dalam heksana dan campuran menthol, camphora dalam heksana.
Dari hasil pengamatan yang ada dapat diketahui bahwa pada sampel tunggal, nilai N yang paling besar adalah sampel larutan Camphora dengan kecepatan aliran 300ml/menit, yang berarti larutan Camphora dengan kecepatan aliran 300ml/menit memiliki efisiensi yang lebih bagus dari menthol pada kecepatan aliran yang sama. Pada larutan Camphora dengan kecepatan aliran 300ml/menit niai tR yang didapat lebih pendek dari menthol. Dari sini dapat diketahui bahwa Camphora lebih polar dibanding menthol.
Pada sampel dengan kecepatan aliran 250ml/menit nilai N menthol lebih besar dibanding dengan larutan camphora.
Dalam grafiknya tR menthol lebih pendek dari tR camphora, seharusnya menthol memiliki harga tR yang lebih panjang dari camphora. Karena menthol lebih nonpolar dibanding camphora, dalam hal ini terjadi kesalahan yang kemungkinan terjadi karena pada sampel menthol terdapat pengotor yang menghasilkan peak yang kecil.
Pada sampel campuran, peak yang pertama muncul adalah peak dari camphor, karena camphora lebih polar dari menthol. peak yang dihasilkanpun menunjukkan bahwa camphora memiliki peak lebih runcing.
KESIMPULAN
-Perbedaan kecepatan aliran fase gerak mempengaruhi waktu retensi
-Larutan camphora lebih polar dibanding menthol
-Kecepatan aliran 300ml/menit lebih efisien dibanding kecepatan aliran 250ml/menit
DAFTAR PUSTAKA
http://www.sodiycxacun.web.id/2010/01/kromatografi-gas.html#axzz1dklKuplp
http://www.scribd.com/doc/26553752/LAPORAN-PRAKTIKUM-Pemisahan-dan-Penentuan-Komponen-Organik-dengan-Kromatografi-Gas
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/
http://ilmu-kedokteran.blogspot.com/2007/11/kromatografi.html
http://bondiebluesy.wordpress.com/2010/03/08/kromatografi-gas/
