Kromatografi Kertas

PERCOBAAN III

KROMATOGRAFI KERTAS

I.              Tujuan

Adapun tujuan dari percobaan percobaan ini yaitu untuk memisahkan dan mengidentifikasi zat warna dalam tinta secara kromatografi kertas.

II.           Dasar Teori

Kimiawan Inggris Richard Laurence Millington Synge (1914-1994) adalah orang pertama yang menggunakan metoda analisis asam amino dengan kromatografi kertas. Saat campuran asam amino menaiki lembaran kertas secara vertikal karena ada fenomena kapiler, partisi asam amino antara fasa mobil dan fasa diam (air) yang teradsorbsi pada selulosa berlangsung berulang-ulang. Ketiak pelarut mencapai ujung atas kertas proses dihentikan. Setiap asam amino bergerak dari titik awal sepanjang jarak tertentu. Dari nilai Rf, masing-masing asam amino diidentifikasi (Haryadi, 1990).

Kromatografi  kertas merupakan salah satu metode pemisahan berdasarkan distribusi suatu senyawa pada dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas prinsipnya sama dengan mekanisme pada kromatografi kolom. Adsorben dalam kromatografi kertas adalah kertas saring, yakni selulosa. Sampel yang akan dianalisis ditotolkan ke ujung kertas yang kemudian digantung dalam wadah. Kemudian dasar kertas saring dicelupkan kedalam pelarut yang mengisi dasar wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam, bisa menggunakan air, etanol, asam asetat atau campuran zat-zat ini dapat digunakan (Pudjaatmaka, 1989).

Kromatografi kertas merupakan kromatografi partisi dimana fase geraknya adalah air yang disokong oleh molekul-molekul selulosa dari kertas. Kertas yang digunakan adalah kertas Whatman No.1 dan kertas yang lebih tebal Whatman No. 3 biasanya untuk pemisahan campuran dalam jumlah yang lebih besar karena dapat menampung lebih banyak cuplikan. Selain kertas Whatman dalam teknik kromatografi dapat pula digunakan kertas selulosa murni. Kertas selulosa yang dimodifikasi dan kertas serat kaca. Untuk memilih kertas, yang menjadi pertimbangan adalah tingkat dan kesempurnaan pemisahan, difusivitas pembentukan spot, efek tailing, pembentukan komet serta laju pergerakan pelarut terutama untuk teknik descending dan juga kertas seharusnya penolak air. Kromatografi kertas terbagi atas dua jenis, yaitu kromatografi kertas satu arah dan kromatografi kertas dua arah (Khopkar, 1990).

1.    Kromatografi Kertas Satu Arah

Dalam kromatografi kertas, fase diam adalah kertas serap yang sangat seragam. Fase gerak adalah pelarut atau campuran pelarut yang sesuai. Sampel tinta diteteskan pada garis dasar pinsil pada selembar kromatografi kertas. Beberapa pewarna larut dalam jumlah yang minimum dalam pelarut yang sesuai, dan itu juga di teteskan pada garis yang sama. Kertas digantungkan pada wadah yang berisi lapisan tipis pelarut atau campuran pelarut yang sesuai didalamnya. Perlu diperhatikan bahwa batas pelarut berada dibawah garis pada bercak diatasnya. Kadang-kadang kertas hanya digulungkan secara bebas pada silinder dan diikatkan dengan klip kertas pada bagian atas dan bawah. Silinder kemudian ditempatkan dengan posisi berdiri pada bawah wadah. Alasan untuk menutup wadah adalah untuk meyakinkan bahwa astmosfer dalam gelas kimia terjenuhkan denga uap pelarut. Penjenuhan udara dalam gelas kimia dengan uap menghentikan penguapan pelarut sama halnya dengan pergerakan pelarut pada kertas (Khopkar, 1990).

2.    Kromatografi Kertas Dua Arah

Kromatografi kertas dua arah dapat digunakan dalam menyelesaikan masalah pemisahan substansi yang memiliki nilai Rf yang sangat serupa. Pada saat  kromatogram dibuat dari bercak tunggal dari campuran yang ditempatkan ke depan dari garis dasar. Kromatogram ditempatkan dalam sebuah pelarut sebelum dan sesudah sampai pelarut mendekati bagian atas kertas (Khopkar, 1990).

Pada kromatografi kertas terdapat tiga metode yang digunakan dalam proses kromatografi kertas, yakni metode ascending, metode descending, dan metode horizontal.

1.    Metode Ascending

Pada kromatografi kertas yang menaik, kertas itu digantung dari atas ruangan agar kertas tersebut tercelup ke dalam larutan yang ada di dasar ruangan, dan pelarut akan merangkak naik di seluruh bagian kertas secara perlahan-lahan akibat kapilaritas kertas (Underwood.1996).

2.    Metode Descending

Pada bentuk yang menurun, kertas dikaitkan pada sebuah cawan yang mengandung pelarut yang terletak diatas ruangan, dan pelarut bergerak ke bawah karena adanya kapilaritas yang dibantu gravitasi. Pada kasus yang sukses, zat terlarut dari campuran yang asli akan bergerak di sepanjang kertas dengan kecepatan yang berbeda-beda, membentuk sederetan noda yang terpisah (Underwood.1996).

3.    Metode Horizontal

Sangat berbeda dari kedua metode diatas. noda cuplikan ditempatkan pada pusat dari kertas (biasanya kertas saring berbentuk bilat) dan pelarut di teteskan juga dipusat kertas. Aliran juga oleh gaya kapiler, senyawa-senyawa dalam campuran segera berkembnag dengan pelarut (Underwood.1996).

Dalam mengidentifikasi noda-noda dalam kertas sangat lazim menggunakan harga Rf (reterdation factor) yang didefinisikan sebagai :

Nilai Rf harus sama baik pada descending maupun ascending. Nilai Rf akan menunjukkan identitas suatu zat yang dicari, contohnya asam amino dan intensitas zona itu dapat digunakan sebagai ukuran konsentrasi dengan membandingkan dengan noda-noda standar (Khopkar, 1990).

III.        Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

a.    Alat

-       Chamber

-       Pipet tetes

-       Stopwatch

-       Gunting

-       Mistar

b.    Bahan

-       Kertas saring

-       Kertas HVS

-       Spidol warna (hitam, hijau, coklat, merah, dan merah muda)

IV.        Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

1.        Menyediakan bahan yang digunakan dalam proses kromatografi yaitu chamber, kertas saring tiga lembar, kertas HVS tiga lembar dan spidol warna (hitam, cokelat, merah, merah muda dan hijau).

2.        Memasukan eluen (etanol-air = 1 : 1) kedalam chamber.

3.        Menutup chamber tersebut dengan rapat dan tunggu hingga 10 menit.

4.        Eluen telah jenuh dan siap digunakan.

5.        Menotolkan spidol pada kertas saring dan kertas HVS masing-masing warna hitam, cokelat, serta merah pada kertas saring dan warna merah muda, hitam, serta hijau pada kertas HVS dengan jarak 1,5 cm dari batas bawah kertas saring dan kertas HVS.

6.        Memasukan kertas saring dan kertas HVS yang telah ditotolkan dengan tinta spidol kedalam chamber berisi eluen. Usahakan totolan pada kertas tidak terendam dalam eluen.

7.        Membiarkan kertas saring dan kertas HVS tersebut beberapa menit sampai eluen terserap naik ke batas atas kertas.

8.        Mengangkat kertas saring dan kertas HVS tersebut setelah eluen yang terserap naik sudah mendekati batas atas kertas.

9.        Mengeringkan kertas saring dan kertas HVS tersebut sampai kering dan terlihat komponen warna pada kertas.

10.    Mengukur jarak eluen dan jarak komponen warna yang dihasilkan pada kertas.

11.    Menghitung nilai R_f tiap komponen warna tersebut.

V.           Hasil Pengamatan

Hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan ini adalah sebagai berikut :

Bahan Warna Tinta	Eluen	Absorben	Jumlah Komponen	Warna Komponen (cm)	Jarak Eluen	Rf
Hitam	Etanol 95% : air (1:1)	Kertas saring	3	Biru = 4,5 Cokelat=1,8 Ungu = 3,3	5,8	0,776 0,310 0,569
Cokelat	Etanol 95% : air (1:1)	Kertas saring	1	Orange=1,4	5,4	0,259
Merah	Etanol 95% : air (1:1)	Kertas saring	1	Merah = 1,4	6	0,516
Merah muda	Etanol 95% : air (1:1)	Kertas HVS	2	Merah muda = 2 Putih = 1	3	0,666 0,333
Hitam	Etanol 95% : air (1:1)	Kertas HVS	3	Biru = 4,5 Cokelat=2,5 Ungu = 3	5,8	0,775 0,431 0,517
Hijau	Etanol 95% : air (1:1)	Kertas HVS	2	Biru = 3,7 Kuning=2,8	4,1	0,902 0,682

 

VI.        Perhitungan

1.    Adsorben Kertas Saring

a.    Hitam

Diketahui :

Jarak yang ditempuh eluen                      : 5,8 cm

Jarak yang ditempuh komponen biru       : 4,5 cm

Jarak yang ditempuh komponen cokelat  : 1,8 cm

Jarak yang ditempuh komponen ungu     : 3,3 cm

Ø Komponen I Biru

Ø Komponen II Cokelat

Ø Komponen III Ungu

b.    Cokelat

Diketahui :

Jarak yang ditempuh eluen                      : 5,4 cm

Jarak yang ditempuh komponen orange  : 1,4 cm

c.    Merah

Diketahui :

Jarak yang ditempuh eluen                      : 6 cm

Jarak yang ditempuh komponen merah   : 3,1 cm

2.    Adsorben Kertas HVS

a.    Merah muda

Dikatahui :

Jarak yang ditempuh eluen                                  : 3 cm

Jarak yang ditempuh komponen merah muda     : 2 cm

Jarak yang ditempuh komponen merah muda     : 1 cm

Ø Komponen I merah muda

Ø Komponen II putih

b.    Hitam

Diketahui :

Jarak yang ditempuh eluen                                  : 5,8 cm

Jarak yang ditempuh komponen I cokelat           : 4,5 cm

Jarak yang ditempuh komponen II ungu             : 1,8 cm

Jarak yang ditempuh komponen III biru             : 3,3 cm

Ø Komponen I coklat

Ø Komponen II ungu

Ø Komponen III biru

c.    Hijau

Jarak yang ditempuh eluen                                  : 3 cm

Jarak yang ditempuh komponen merah muda     : 2 cm

Jarak yang ditempuh komponen merah muda     : 1 cm

Ø Komponen I kuning

Ø Komponen II biru

 

VII.     Pembahasan

Kimiawan Inggris Richard Laurence Millington Synge (1914-1994) adalah orang pertama yang menggunakan metoda analisis asam amino dengan kromatografi kertas. Saat campuran asam amino menaiki lembaran kertas secara vertikal karena ada fenomena kapiler, partisi asam amino antara fasa mobil dan fasa diam (air) yang teradsorbsi pada selulosa berlangsung berulang-ulang. Ketiak pelarut mencapai ujung atas kertas proses dihentikan. Setiap asam amino bergerak dari titik awal sepanjang jarak tertentu. Dari nilai Rf, masing-masing asam amino diidentifikasi (Haryadi, 1990).

Kromatografi  kertas merupakan salah satu metode pemisahan berdasarkan distribusi suatu senyawa pada dua fasa yaitu fasa diam dan fasa gerak. Mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas prinsipnya sama dengan mekanisme pada kromatografi kolom. Adsorben dalam kromatografi kertas adalah kertas saring, yakni selulosa. Sampel yang akan dianalisis ditotolkan ke ujung kertas yang kemudian digantung dalam wadah. Kemudian dasar kertas saring dicelupkan kedalam pelarut yang mengisi dasar wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam, bisa menggunakan air, etanol, asam asetat atau campuran zat-zat ini dapat digunakan (Pudjaatmaka, 1989).  

Percobaan ini bertujuan untuk memisahkan dan mengidentifikasi zat warna dalam tinta secara kromatografi kertas.  Pada percobaan ini prosedur kerjanya terbagi atas dua, yaitu proses penjenuhan eluen dan proses pemisahan komponen-komponen dalam tinta melalui kromatografi kertas (Staf Pengajar Pemisahan analitik, 2013).

Pada percobaan ini pertama-tama kita akan menjenuhkan eluen yang akan digunakan dalam proses pemisahan komponen-komponen warna dalam tinta spidol yang digunakan. Proses penjenuhan ini dilakukan dengan cara memasukan eluen yang akan digunakan kedalam chamber dan didiamkan selama 10 menit. Tujuan dari penjenuhan eluen adalah agar pada saat proses elusi berjalan eluen dapat mengelusi fasa diam dengan baik. Pada kromatografi kertas terdiri atas tiga tahap penting, yaitu tahap penotolan cuplikan, tahap pengembangan dan tahap mengidentifikasi komponen warna yang dihasilkan. Pada tahap penotolan mula-mula menyiapkan kertas kromatografi dengan ukuran tertentu. Kertas yang digunakan memiliki susunan serat kertas membentuk medium berpori yang bertindak sebagai tempat untuk mengalirnya fase bergerak. Lalu membuat garis awal dengan jarak 2-3 cm dengan salah satu ujung kertas dengan menggunakan pensil. Kemudian totolkan larutan cuplikan dengan menggunakan mikropipet atau pipa kapiler pada garis awal tadi, kemudian keringkan. Selanjutnya pada tahap pengembangan, ujung kertas kromatografi dekat garis awal yang telah berisi totolan cuplikan dicelupkan ke dalam pelarut (pelarut untuk contoh ini misalnya etanol) yang terdapat di dalam bejana kromatografi. Tahap Pencelupan diusahakan tidak merendam totolan cuplikan atau garis awal. Kemudian bejananya ditutup. Biarkan pelarut merembes melewati totolan cuplikan. Komponen-komponen cuplikan akan terbawa oleh rembesan cuplikan. Perbedaan kelarutan komponen-komponen cuplikan dalam pelarut akan mengakibatkan kecepatan bergerak komponen-komponen dalam kertas juga berbeda. Perbedaan kecepatan bergerak komponen-komponen ini lebih umum disebut migrasi deferensial. Pemisahan komponen-komponen ini terjadi karena migrasi deferensial. Hasil pemisahan akan nampak sebagai noda-noda berwarna pada kertas dengan jarak yang berbeda-beda dari garis awal. Noda-noda ini selanjutnya disebut sebagai kromatogram. Perembesan pelarut dihentikan setelah pelarut hampir mencapai ujung kertas. Pekerjaan selanjutnya adalah memberi tanda batas gerakan pelarut, dan kemudian kertas diangkat dari cairan pengelusi untuk seterusnya dikeringkan. Setelah proses pengembangan selesai, selanjutnya dilakukan proses identifikasi terhadap komponen warna yang diperoleh pada kertas yang ditotolkan dengan tinta. Pada tahap identifikasi atau penampakan noda, jika noda sudah berwarna dapat langsung diperiksa dan ditentukan harga Rf-nya. Bila noda tidak berwarna maka penampakan noda dapat dilakukan dengan menyemprot kertas denngan pereaksi penimbul warna seperti ditizon, ninhidrin, kalium kromat, amonium sulfida dan lain-lain. Kedua, dapat dilakukan dengan menyinari kertas dengan sinar ultra violet. Dan terakhir dapat dilakukan dengan mendedahkan kertas pada uap iodium (Khopkar, 1990).  

 Setelah penjenuhan eluen selesai, proses selanjunya kita akan membuat totolan pada kertas (kertas saring dan kertas HVS) dengan menggunakan spidol warna yang telah disediakan. Penotolan tinta dilakukan masing-masing untuk kertas saring ditotolkan tinta spidol berwarna hitam, cokelat, serta merah dan untuk kertas HVS ditotolkan tinta spidol berwarna merah muda, hitam, dan hijau. Setelah penotolan selesai dilakukan, kertas saring dan kertas HVS yang telah di totolkan dengan tinta spidol tersebut dimasukan dalam chamber yang berisi eluen. Pada percobaan ini fasa gerak yang digunakan adalah air-etanol 95% (1:1) dan fasa diamnya adalah kertas. Penggunaan air-etanol 95% (1:1) sebagai fasa gerak karena air-etanol 95% merupakan pelarut yang bersifat semi polar. Pada saat kertas saring dan kertas HVS tersebut dimasukan kedalam chamber, usahakan totolan tinta spidol pada kertas saring dan kertas HVS tidak terendam dalam eluen. Pada proses ini terjadi elusi sampel oleh fasa gerak yang ada dalam chamber dengan metode ascending. Metode ascending merupakan metode dimana arah fase geraknya menaik, dengan memanfaatkan gaya kapiler. Pada metode ini, kertas itu digantung dari atas ruangan agar kertas tersebut tercelup ke dalam larutan yang ada di dasar ruangan, dan pelarut akan merangkak naik di seluruh bagian kertas secara perlahan-lahan akibat kapilaritas. Proses elusi dihentikan pada saat fasa gerak yang bergerak naik membawa sampel sudah mendekati ujung dari kertas saring dan kertas HVS. Setelah kertas saring dan kertas HVS diangkat dari dalam chamber selanjutnya, kertas saring dan kertas HVS tersebut dikeringkan. Proses pengeringan tersebut bertujuan untuk menampakkan noda yang dihasilkan pada kertas saring dan kertas HVS. Setelah kertas saring dan kertas HVS mengering, ukur jarak eluen yang ditempuh pada masing kertass dan ukur komponen yang dihasilkan pada kertas tersebut. Dari perlakuan tersebut diperoleh hasil untuk kerta saring yang ditotolkan dengan spidol berwarna hitam diperoleh tiga komponen penyusun yaitu biru, cokelat dan ungu dengan nilai Rf masing-masing untuk biru sebesar 0,776, untuk cokelat sebesar 0,310, dan untuk ungu sebesar 0,569. Untuk kertas saring yang ditotolkan dengan spidol berwarna cokelat hasil yang diperoleh terdapat satu komponen penyusun yaitu orange dengan nilai Rf sebesar 0,259. Dan selanjutnya untuk kertas saring yang ditotolkan dengan spidol berwarna merah diperoleh hasil terdapat satu komponen penyusun yaitu warna merah itu sendiri dengan nilai Rf sebesar 0,516. Hal ini disebabkan karena merah merupakan warna dasar (warna primer). Sedangkan untuk kertas HVS diperoleh hasil untuk yang ditotolkan dengan spidol berwarna merah muda terdapat dua komponen yaitu merah muda dengan nilai Rf 0,666 dan putih dengan nilai Rf 0,333. Untuk kertas HVS yang ditotolkan dengan spidol berwarna hitam diperoleh hasil terdapat tiga komponen yaitu biru dengan nilai Rf sebesar 0,775, cokelat dengan nilai Rf 0,431 dan ungu dengan nilai Rf 0,517. Dan untuk kertas HVS yang ditotolkan dengan spidol berwarna hijau diperoleh hasil terdapat dua komponen yaitu biru dengan nilai Rf sebesar 0,902 dan kuning dengan nilai Rf sebesar 0,682. Dari kedua kertas yang digunakan dalam kromatografi kertas yang lebih baik untuk digunakan adalah kertas saring. Hal ini disebabkan karena susunan serat kertas saring membentuk medium berpori yang bertindak sebagai tempat untuk mengalirkannya fase bergerak. Sedangkan pada kertas saring penyerapan terjadi dengan cepat sehingga proses berjalannya elusi berjalan dengan cepat pula sehingga proses elusi tidak akan berjalan dengan baik (Hardjono, 2002).

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada percobaan didapatkan pada kertas yang ditotolkan dengan warna hitam, merah, dan hijau komponen penyusun warnanya sudah sesuai dengan yang ada pada literatur. Dimana berdasarkan literatur komponen penyusun warna hitam adalah biru, ungu serta cokelat. Untuk merah komponen penyusun warna adalah warna merah itu sendiri. Dan untuk hijau komponen penyusun warnanya adalah biru dan kuning. Sedangkan hasil yang diperoleh untuk komponen penyusun warna cokelat dan merah muda belum sesuai dengan yang ada dalam literatur. Dimana pada literatur, komponen penyusun warna dari cokelat adalah orange dan hitam sedangkan yang diperoleh pada percobaan hanya orange saja dan  penyusun warna merah muda adalah merah dan putih sedangkan yang diperoleh pada percobaan adalah warna merah muda dan putih. Hal ini disebabkan karena adanya kesalahan praktikan dalam melakukan praktikum sehingga hasil yang diperoleh belum sesuai dengan hasil yang ada pada literatur (Hardjono, 2002).

VIII.  Kesimpulan

Berdasarkan tujuan dan hasil percobaan yang diperoleh pada percobaan ini dapat disimpulkan bahwa :

1.    Prinsip dasar pada kromatografi kertas adalah brdasarkan kromatografi partisi (cair-cair) dimana dengan adanya perbedaan kelarutan pada tiap-tiap komponen yang akan dipisahkan berdasarkan fasa diam dan fasa gerak.

2.    Nilai Rf dari tiap komponen adalah :

a.    Kertas Saring

Ø Hitam                 Biru              : 0,776            

   Cokelat         : 0,310

   Ungu                        : 0,569              

Ø Cokelat                Orange        : 0,259

Ø Merah                 Merah           : 0,516    

b.    Kertas HVS

Ø Merah muda                 Merah muda   : 0,666

Putih              : 0,333

Ø Hitam                Biru       : 0,775        

Cokelat  : 0,431        

Ungu      : 0,517                                                   

Ø Ungu                Biru        : 0,902

  Kuning   : 0,682

Daftar Pustaka

Haryadi.1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. PT. Gramedia. Jakarta.

Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. UI-Press. Jakarta

Pudjaatmaka, Hadyana.1989. Kimia Untuk Universitas. Erlangga. Jakarta.

Sastrohamidjojo, Hardjono. 2002. Kromatografi.  Liberti. Yogyakarta.

Staf Pengajar Pemisahan analitik. 2013. Penuntun Praktikum Dasar-Dasar pemisahan analitik. Universitas Tadulako. Palu.

Underwood, A.L. 1996. Kimia Analisis Kuantitatif. Erlangga. Jakarta.