Di tahun 1903 Tswett menemukan
teknik kromatografi. Teknik ini bermanfaat dalam penguraian suatu campuran.
Definisi kromatografi adalah suatu prosedur pemisahan zat terlarut oleh suatu
proses migrasi, diperensial dinamis dalam sistem yang terdiri dari dua fase
atau lebih salah satunya bergerak secara berkesinambungan dalam arah tertentu
dan didalamnya zat-zat itu menunjukkan perbedaan mobilitas disebabkan adanya perbedaan
dalam absorbsi, partisi, kelarutan, tekanan uap, ukuran molekul atau kerapatan
muatan ion. Berdasarkan kemasan fase diamnya kromatografi terbagi tiga yaitu
kromatografi kertas, kromatografi kolom, dan kromatografi lapisan tipis.
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.
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
Bagian-bagian dari kromatografi gas :
Gas
pengangkut/pemasok gas
Gas pengangkut (carrier gas)
ditempatkan dalam silinder bertekanan tinggi. Biasanya tekanan dari silinder sebesar
150 atm. Tetapi tekanan ini sangat besar untuk digunakan secara Iansung.
Gas pengangkut
harus memenuhi persyaratan :
a.
Harus inert,
tidak bereaksi dengan cuplikan, cuplikan-pelarut, dan material dalam kolom.
b.
Murni dan mudah
diperoleh, serta murah.
c.
Sesuai/cocok
untuk detektor.
d.
Harus mengurangi
difusi gas.
Gas-gas yang sering dipakai adalah : helium, argon, nitrogen, karbon
dioksida dan hidrogen. Gas helium dan argon sangat baik, tidak mudah
terbakar, tetapi sangat mahal. H2 mudah terbakar, sehingga harus berhati-hati
dalam pemakaiannya. Kadang-kadang digunakan juga CO2.
Pemilihan gas pengangkut atau
pembawa ditentukan oleh ditektor yang digunakan. Tabung gas pembawa dilengkapi dengan
pengatur tekanan keluaran dan pengukur tekanan. Sebelum masuk ke kromatografi,
(harusnya) ada pengukur kecepatan aliran gas serta sistem penapis molekuler
untuk memisahkan air dan pengotor gas lainnya. Pada dasarnya kecepatan
alir gas diatur melalui pengatur tekanan dua tingkat yaitu pengatur kasar (coarse)
pada tabung gas dan pengatur halus (fine) pada kromatograf. Tekanan gas
masuk ke kromatograf (yaitu tekanan dari tabung gas) diatur pada 10 s.d 50 psi
(di atas tekanan ruangan) untuk memungkinkan aliran gas 25 s.d 150 mL/menit
pada kolom terpaket dan 1 s.d 25 mL/menit untuk kolom kapiler.
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), tR. Karena kecepatan gas
tetap, maka komponen juga mempunyai volume karakteristik terhadap gas
pengangkut = volume penahanan (the retention volume), vr. 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.
Tempat injeksi
(The injection port)
Dalam pemisahan dengan GLC cuplikan harus dalam bentuk fase uap. Gas dan uap
dapat dimasukkan secara langsung. Tetapi kebanyakan senyawa organik berbentuk
cairan dan padatan. Hingga dengan demikian senyawa yang berbentuk cairan dan
padatan pertama-tama harus diuapkan. Ini membutuhkan pemanasan sebelum masuk
dalam kolom. Panas itu terdapat pada tempat injeksi seperti pada gambar 9.
bagan injektor.
Tempat injeksi dari alat GLC selalu dipanaskan. Dalam kebanyakan
alat, suhu dari tempat injeksi dapat diatur. Aturan pertama untuk pengaturan
suhu ini adalah batiwa suhu tempat injeksi sekitar 50°C lebih tinggi dari titik
didih campuran dari cuplikan yang mempunyai titik didih yang paling tinggi.
Bila kita tidak mengetahui titik didih komponen dari cuplikan maka kita harus
mencoba-coba. Sebagai tindak lanjut suhu dari tempat injeksi dinaikkan. Jika
puncak-puncak yang diperoleh lebih baik, ini berarti bahwa suhu percobaan pertama
terlalu rendah. Namun demikian suhu tempat injeksi tidak boleh terlalu tinggi,
sebab kemungkinan akan terjadi perubahan karena panas atau penguraian dari
senyawa yang akan dianalisa.
Cuplikan dimasukkan ke dalam kolom dengan cara menginjeksikan melalui
tempat injeksi. Hal ini dapat dilakukan dengan pertolongan jarum injeksi
yang sering disebut "a gas tight syringe".
Perlu diperhatikan bahwa kita tidak
boleh menginjeksikan cuplikan terlalu banyak, karena GC sangat sensitif. Biasanya jumlah
cuplikan yang diinjeksikan pada waktu kita mengadakan analisa 0,5 -50 ml
gas dan 0,2 - 20 ml untuk cairan seperti pada gambar di bawah.
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 :
a.
Tembaga (murah
dan mudah diperoleh)
b.
Plastik
(teflon), dipakai pada suhu yang tidak terlalu tinggi.
c.
Baja (stainless
steel), (mahal)
d.
Alumunium
e.
Gelas
Panjang kolom dapat dari 1 m sampai 3
m. Diameter kolom mempunyai berbagai ukuran, biasanya pengukuran berdasarkan
diameter dalam dari kolom gelas yaitu antara 0,3 mm hingga 5 min. Kebanyakan kolom
yang digunakan berupa stainles steel dengan diameter luar (OD) dari I/S atau
1/4 inch (0,3 atau 0,6 cm). Pada GSC kolom diisi dengan penyerap (adsorbent),
sedangkan pada GLC kolom diisi dengan "solid support" (padatan
pendukung) yang diikat oleh fase diam. `
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
kemudian arus listrik tersebut diteruskan ke rekorder untuk menghasilkan
kromatogram. Detektor yang umum digunakan:
a.
Detektor hantaran panas (Thermal
Conductivity Detector_ TCD)
b.
Detektor ionisasi nyala (Flame
Ionization Detector_ FID)
c.
Detektor penangkap elektron (Electron
Capture Detector _ECD)
d.
Detektor fotometrik nyala (Falame
Photomertic Detector _FPD)
e.
Detektor nyala alkali
f. Detektor spektroskopi massa
Detektor yang peka terhadap senyawa organik yang
mengandung fosfor adalah FID, ECD, dan FPD. Detektor penangkap elektron (Electron
Capture Detector – ECD). Pada penetapan ini, digunakan detektor penangkap
elektron. Detektor
ini merupakan modifikasi dari FID yaitu pada bagian tabung ionisasi. Dasar dari
ECD ialah terjadinya absorbsi e- oleh senyawa yang mempunyai afinitas terhadap
e- bebas (senyawa-senyawa elektronegatif). Dalam detektor gas terionisasi oleh
partikel yang dihasilkan dari 3H atau 63Ni. Detektor ini
mengukur kehilangan sinyal ketika analit terelusi dari kolom kromatografi.
Detektor ini peka terhadap senyawa halogen, karbonil terkoyugasi, nitril,
nitro, dan organo logam, namun tidak peka terhadap hidrokarbon, ketone, dan alkohol.
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).
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).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar