BAB I
PENDAHULUAN
Kromatografi
Gas (Gas Chromatography) adalah metode kromatografi pertama yang dikembangkan
pada jaman instrument dan elektronika yang telah merevolusikan keilmuan selama
lebih dari 30 tahun. Sekarang GC (Gas Chromatography) dipakai secara rutin di
sebagian besar laboratorium industri dan perguruan inggi. GC dapat dipakai
untuk setiap campuran yang komponennya atau akan lebih baik lagi jika semua
komponennya mempunyai tekanan uap yang berarti pada suhu yang dipakai untuk pemisahan.
Tekanan
uap atau keatsirian memungkinkan komponen menguap dan bergerak bersama-sama
dengan fase gerak yang berupa gas. Pada kromatografi cair pembatasan yang
bersesuaian ialah komponen cairan harus mempunyai kelarutan yang berarti
didalam fase gerak yang berupa cairan. Secara sepintas tampaknya pembatasan
tekanan uap pada Kromatografi gas lebih serius daripada pembatasan kelarutan
pada kromatografi cair, secara keseluruhan memang demikian. Akan tetapi, jika
kita ingat bahwa suhu sampai 400oC dapat dipakai pada kromatografi
gas dan bahwa kromatografi dilakukan secara cepat untuk meminimumkan
penguraian, pembatasan itu menjadi tidak begitu perlu.
Disamping itu, pada GC, senyawa yang tak atsiri
sering dapat diubah menjadi turunan yang lebih atsiri dan lebih stabil sebelum
kromatografi. Dalam kromatografi gas, zat terlarut terpisah sebagai uap.
Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam
berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada
zat padat penunjangnya.
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.
BAB II
KROMATOGRAFI GAS
(GAS CHROMATOGRAPHY)
A. KONSEP TEORI
Kromatografi
gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan
menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan
(sorben) yang diam. Fase diam dapat berupa zat padat yang dikenal dengan
kromatografi gas padat (GSC) dan zat cair sebagai kromatografi gas-cair (GLC).
Keduanya hampir sama kecuali dibedakan dalam hal cara kerjanya. Pada GSC
pemisahan berdasarkan adsorpsi sedangkan GLC berdasarkan partisi. Pemakaian zat cair sebagai fasa diam
ternyata lebih meluas dibandingkan zat padat, sehingga teknik ini kadangkala
dikenal sebagai kromatografi gas-cair.
Kromatografi
Gas (GC), merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk
pemisahan. 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. Dalam
kromatografi gas, fase yang bergerak (mobile phase) adalah sebuah
operatir 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 chromatography (”aerograph”,
”gas pemisah”).
Kromatografi
gas terkadang juga dikenal sebagai uap-tahap kromatografi (VPC), atau gas-cair
kromatografi partisi (GLPC). Dalam kasus kromatografi
gas-cair, seperti ester seperti ftail dodesilsulfat yang diabsorbsi di
permukaan alumina teraktivitasi, silika gel atau penyaring molekular, digunakan
sebagai fasa diam dan diisikan ke dalam kolom. Campuran senyawa yang mudah
menguap dicampur dengan gas pembawa disuntikkan ke dalam kolom, dan setiap senyawa
akan dipartisi antara fasa gas (mobil) dan fasa cair (diam) mengikuti hukum
partisi. Senyawa yang kurang larut dalam fasa diam akan keluar lebih dahulu.
Metode ini
khususnya sangat baik untuk analisis senyawa organik yang mudah menguap seperti
hidrokarbon dan ester. Analisis minyak mentah dan minyak atsiri dalam buah
telah dengan sukses dilakukan dengan teknik ini. Efisiensi pemisahan ditentukan
dengan besarnya interaksi antara sampel dan cairannya. Disarankan untuk mencoba
fasa cair standar yang diketahui efektif untuk berbagai senyawa. Berdasarkan
hasil ini, cairan yang lebih khusus kemudian dapat dipilih. Metoda deteksinya,
akan mempengaruhi kesensitifan teknik ini. Metoda yang dipilih akan bergantung
apakah tujuannya analisis atau preparatif.
B.
KOMPONEN
KROMATOGRAFI GAS
Komponen-komponen
dalam kromatografi gas adalah sebagai berikut :
Gas pembawa (Fasa
Mobil)
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.
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.
Regulator tekanan,
berfungsi sebagai pengatur tekanan.
Sistem injeksi sampel
Sampel diinjeksi dengan mikrosyringe
melalui septum karte silicon ked ala kotak logam yang panas. Untuk
mendapatkan efisien, maka sampel dimasukkan ke dalam aliran gas dan jumlah yang
sedikit dengan waktu yang tepat. Jika sampel berupa cairan harus diencerkan
terlebih dahulu dalam bentuk larutan. Injeksi sampel dapat diambil melalui
karet silicon ke dalam oven, banyak sampel + 0,1-10 ml.
Kolom
Fungsi kolom merupakan ”jantung” kromatografi gas dimana
terjadi pemisahan komponen-komponen cuplikan. Kolom terbuat dari baja tahan
karat, nikel, kaca,
stainless steel, glass, silika atau Teflon.
Sumber ion, disini
molekul diubah menjadi ion dalam bentuk gas.
Penganalisis massa,
berfungsi untuk memisahkan ion-ion dengan perbandingan massa terhadap muatan yang
berbeda-beda.
Pengumpul ion.
Detektor
Detektor
adalah alat yang ditempatkan pada ujung kolom GC yang menganalisis aliran gas keluar
dan memberikan data kepada perekam data yang menyajikan hasil kromatogram
secara grafik. Fungsi
detektor adalah untuk memonitor gas pembawa yang keluar dari kolom dan merespon
perubahan komposisi solut yang terelusi. Beberapa macam kolom yaitu : FID
(Flame Ionization Detector) , paling umum digunakan dlm bid. Farmasi; FTD
(Flame Thermal Detector) (N,P); FPD
: untuk pestisida organofosfat karbamat. (senyawa fosfor dan Nitrogen shg yg
akan terdeteksi adl seny yg memp. gugus P dan sulfur); ECD (Electron Capture
Detector) (untuk pestisida organoklorin) shg tdk boleh menggunakan pelarut
kloroform. misal : DDT, aldrin, dieldrin; TCD (Thermal Capture detector) (untuk
isolasi senyawa ,krn dpt ditampung) (paling tdk sensitif)
Pencatat (recorder)
Fungsi recorder
adalah sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas yang
hasilnya disebut kromatogram (kumpulan puncak grafik).
C. PRINSIP KERJA
Senyawa gas yang sedang dianalisis
berinteraksi dengan dinding kolom yang dilapisi dengan berbagai tahapan fasa
diam. Ini menyebabkan setiap kompleks elute di waktu yang berbeda, yang dikenal
sebagai ingatan waktu yang kompleks. Perbandingan dari ingatan kali yang
memberikan kegunaan analisis kromatografi gasnya. Kromatografi gas yang pada
prinsipnya sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya untuk
kromatografi, seperti HPLC, TLC), tetapi memiliki beberapa perbedaan penting.
Pertama, proses memisahkan senyawa alam campuran dilakukan antara fasa cair
diam dan fasa gas gerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang adalah
tahap yang solid dan bergerak adalah fasa cair. Kedua, melalui kolom yang lolos
tahap gas terletak disebuah ovendimana temperatur gas yang dapat dikontrol,
sedangkan kromatografi kolom (biasanya) tidak memiliki kontrol seperti suhu.
Ketiga, konsentrasi majemuk dalam fasa gas adalah hanya salah satu fungsi dari
tekanan uap dari gas.
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 100 oC.
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.
D.
CARA
KERJA
Walaupun beberapa sistem GC sangat rumit, pada
dasarnya cara kerjanya sama. Jika GC telah dinyalakan maka dapat dilakukan beberapa
langkah berikut ini:
1. 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 detector yang terpasang sesuai.
2. Aliran
gas ke kolom dimulai atau disesuaikan. Ini dilakukan dengan membukan katup
utama pada tangki gas dan kemudian memutar katup (diafragma) sekunder ke sekitar
15 psi 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 detector 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.
3. 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.
4. Sampel
diinjeksikan melalui suatu sampel injection port yang temperaturnya dapat
diatur, senyawa-senyawa dalam sampel akan menguap dan akan dibawa oleh gas
pengemban menuju kolom. Zat terlarut akan taradsorpsi pada bagian atas kolom
oleh fasa diam, kemudian akan merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen
yang sesuai dengan nilai Kd masing-masing komponen tersebut. Komponen-kompomnen
tersebut terelusi sesuai dengan urut-urutan makin membesarnya nilai koefisien
partisi (Kd) menuju ke detektor. Detektor mencatat sederetan sinyal yang timbul
akibat perubahan konsentrasi dan perbedaan laju elusi. Pada alat pencatat
sinyal ini akan tampak sebagai kurva antara waktu terhadap komposisi aliran gas
pembawa.
BAB
III
KEGUNAAN
KROMATOGRAFI GAS
A.
KEGUNAAN
KROMATOGRAFI GAS
Pada prinsipnya kromatografi gas digunakan untuk
semua zat yang berbentuk gas atau dapat meguap tanpa penguraian. Kromatografi
gas juga bisa digunakan pada pemisahan alkaloid, senyawa aktif sintetik, gula,
lemak, steroid, asam amino, bahkan senyawa polimer yang bisa digunakan
kromatografi gas. Selain itu, kromatografi gas tersebut memiliki kegunaan sebagai berikut :
Mengidentifikasi bahan
peledak bom
Menganalisis sifat-sifat
kimia dari minyak bumi
Menganalisis
perbandingan kadar testoteron dan estradiol.
Mendeteksi jenis anion
dan kation yang terkandung dalam sampel air sekaligus jumlahnya apakah
mengandung logam-logam berbahaya atau tidak.
Mengkaji pengetahuan
toksikologi dan forensik.
Menganalisis senyawa
obat seperti obat bius, antibiotika, dan anti epileptika.
Mendiagnosa setiap
penyakit dengan mengetahui perubahan watak komposisi biokimia sel dan cairan
tubuh.
B.
KELEBIHAN DAN
KEKURANGAN GC
Teknik
pemisahan dan analisis campuran yang didasarkan pada adsorpsi selektif pada
bahan itu banyak mempunyai kelebihan dan kekurangan. Ini karena aktivitas
adsorben sangat tergantung pada cara pembuatan.
·
Kelebihan
Kromatografi Gas
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.
·
Kekurangan
Kromatografi Gas
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.
C.
APLIKASI GC
GC tampil
menonjol dalam pekerjaan laboratorium pada topik-topik yang sedang banyak
diamati. Analisanya, Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) melakukan suatu
program pemantauan kadar pestisida dan tanah, air tanah dan sampel-sampel
semacamnya. Pendekatan umumnya melibatkan pengekstrasian sampel untuk
mengkonsentrasikan analit dalam suatu pelarut organik yang sesuai dengan
pengkromatografian ekstrak tersebut. Selain itu aplikasinya yaitu :
Sisa-sisa hormon yang digunakan untuk
mendorong pertumbuhan binatang diukur dalam sampel daging dengan cara yang
sama, dan ekstrak spesimen urin juga sama diuji dengan GLC dalam program
penyaringan obat-obatan.
Aluminium besi dan tembaga dalam aliase
telah ditetapkan dengan melarutkan sampel diikuti dengan ekstraksi logam-logam
itu ke dalam larutan trifluoroaseton dalam kloroform yang kemudian
dikromatografi.
GLC sangat berperan penting dalam upaya
memonitor dan mengendalikan distribusi pencemaran dalam lingkungan, misalnya
Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) AS menjalankan suatu program yang ekstensif
untuk memonitor kadar pestisida dalam tanah di berbagai tempat di negeri itu,
tujuannya ialah menegakkan suatu garis pijakan yang menunjukkan dengan eksak
situasi pada masa kini sehingga kecenderungan dalam masa depan dapat ditafsirkan
dengan bermakna program yang serupa sedang dilakukan untuk hasil bumi, air,
ikan, kehidupan bebas. 
Tidak ada komentar:
Posting Komentar