Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya dalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fasa gas bergerak dan fasa diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya. Sedangkan dalam kromatografi padat-gas, digunakan suatu zat padat penyerap. Ide untuk memfraksionasikan gas-gas dengan menginteraksikannya terhadap suatu zat padat atau cairan tidak bergerak memalui suatu aksi selektif terhadap suatu komponen tertentu, pertama kali disarankan pada tahun 1941. Metode ini menjadi populer setelah tahun 1955. Pemakaian zat cair sebagai fasa diam ternyata lebih meluas dibandingkan zat padat, sehingga teknik ini kadangkala dikenal sebagai kromatografi gas-cair.
1. Prinsip Kerja Kromatografi Gas
Senyawa gas yang sedang dianalisis berinteraksi dengan dinding kolom yang dilapisi dengan berbagai tahapan fasa diam. Ini menyebabkan setiap kompleks elute diwaktu 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.
2. Cara Kerja Kromatografi Gas
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 keomp[onen 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 sederetansinyal 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.
3. Skema Alat Kromatografi Gas
4. Interpretasi Data Kromatografi Gas
Berbagai jenis detaktor yang digunakan untuk mendeteksi komponen-komponen yang telah terpisahkan di dalam kolom kromatografi gas. Jenis detektor meliputi detektor daya hantar panas (thermal conductivity detector), detektor ionisasi nyala (flame ionization detector), detektor fotometri nyala (flame photometric detector), detektor penamgkap elektron (electron cupture detector), dan detektor nyala alkali (alkali flame detector). Setiap detektor mempunyai karakteristik tersendiri seperti terlihat dalam tabel berikut.
Detektor Perkiraan batas deteksi Rentang
Daya hantar panas 100 pg/mL (propan) >105
Ionisasi nyala 2 pg/s >107
Penangkap elektron 5 pg/s 104
Fotometrik nyala < 1 pg/s (fosfor) >104
Nyala alkali < 10 pg/s (belerang) >103
Spektrometri massa 25 fg to 100 fg 105
Tabel batas deteksi dan rentang linear detektor kromatografi gas
5. Aplikasi Kromatografi Gas
Kromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang. Berikut ini beberapa aplikasi kromatografi gas, yaitu:
a. Polusi udara
Kromatografi gas merupakan alat yamg paling penting karen daya pemisahan yang digabungkan dengan daya sensitivitas dan pemilihan detektor GLC menjadi alat yang ideal untuk menentukan banyak senyawa yang terdapat dalam udara yanng kotor.
b. Klinik
Di klinik, kromatografi gas menjadialat untuk menangani senyawa-senyawa dalam dalam klinik, seperti asam-asam amino, karbohidrat, CO, dan O dalam darah dan lain-lain.
c. Bahan-bahan pelapis
Digunakan untuk menganalisa polimer-polimer setelah dipirolisa, karet dan resin-resin sintesis.
d. Minyak atsiri
Digunakan untuk pengujiankualitas terhadap minyak permanen, jeruk sitrat, dll.
e. Bahan makanan
Digunakan dalam TLC dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuan atau pencampuran, kontaminsai dan pembungkusan dengan plastik pada bahan makanan, juga dapat dipakai untuk menguji jus, aspirin, kopi dll.
f. Sisa-sisa peptisida
KGC dengan detektor yang sensitiv dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang siantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor.
g. Perminyakan
Kromatografi gas dapat digunakan untuk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasil dari 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-zat alir biologi.
i. Bidang kimia/penelitian
Digunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil.
B. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (HPLC)
Kromatografi HPLC adalah salah satu pengembangan kromatografi cair. HPLC didefinisikan sebagai kromatografi cair yang dilakukan dengan memakai fasa diam yang terikat secara kimia pda penyangga halus yang distribusi ukurannya sempit (kolom) dan fasa gerak yang dipaksa mengalir dengan laju alir yang tekendali dengan memakai tekanan tinggi sehingga menghasilkan pemisahan dengan resolusi tinggi dan waqktu yang relativ singkat.
Fasa gerak dalam HPLC adalah berupa zat cair dan disebut juga eluen atau pelarut. Berbeda dengan kromatografi gas, HPLC mempunyai lebih banyak pilihan fasa gerak, dibandingkan fasa gerak untuk kromatografi gas. Dalam kromatografi gas, fasa gerak hanya sebagai pembawa solut melewati kolom menuju detektor. Sebaliknya, dalam HPLC, fasa gerak selain berfungsi membawa komponen-komponen campuran menuju detektor, fasa gerak depat berinteraksi dengan solut-solut. Oleh karena itu, fasa gerak dalm HPLC merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan dalam proses pemisahan.
Kolom utama berisis fasa diam dan jenisnya bervariasi bergantung keperluan. Fasa diam jenis terikat dapat dengan mereaksikan silika denan alkilklorosilana yang dikenal dengan reaksi silanisasi.
1. Prinsip Kerja Kromatografi HPLC
Dalam metode kromatografi cair ini digunakan kolom tabung gelas dengan bermacam-macam diameter. Pertikel dengan dimensi yang bervariasi digunakan sebagaipenunjang statsioner. Banyaknya cairan pada kolom jumlahnya sedemikian rupa sehingga hanya cukup menghasilkan sedikit tekanan untuk memelihara aliran fasa bergerak yang seragam. Secara keseluruhan pemisahan ini memerlukan waktu lama. Berbagai usaha telah dilakukan untuk menambah laju aliran tanpa mengubah tinggi piringan teoritis kolom. Penurunan ukuran partikel menunjukan satasioner tidak selalu menguntungkan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) dan berbeda dari kromatografi cair klasik. HPLC menggunakan kolom dengan diameter sekitar 2-8 mm dengan ukkuran panjang partikel 50 mm, sedangkan laju alilran dipertinggi dengan tekanan yang tinggi.
Kerja HPLC pada prinsipnya adalah pemisahan analit-analit berdasarkan kepolarannya, alatnya terdiri dari kolom (sebagai fasa diam) dan larutan tertentu sebagai fasa geraknya. Yang paling membedakan HPLC dengan kromatografi lainnya adalah pada HPLC digunakan tekanan tinggi untuk mendorong fasa gerak. Fasa diam yanng biasa digunakan (pada kolom) HPLC jenis fasa terbalik dimana R adalah rantai alkana C-18 atau C-8. Sementara fas geraknya berupa larutan yang diatur komposisinya (gradien elusi). Misalnya air: asetonitril (80:20). Hal ini bergantung pada kepolaran anallit yang akan dipisahkan. Campuran analit akan terpisah berdasarkan kepolarannya, dan kecepatan untuk sampai ke detektor (waktu retensinya) akan berbeda, hal ini akan teramati pada spektrum yang puncak-puncaknya terpisah.
2. Cara Kerja HPLC
Adapun cara kerja dalam metode HPLC ini adalah sebagai berikut :
a. Instrumen diperiksa, terutama jika todak dipakai terus-menerus
Ini dilakukan untuk menecek apakah telah dipasanga kolom yang tepat, apakah spektrum injektor tidak rusak (apakah ada lubang besar atau bocor karena sering dipakai), apakah sambungan saluran gas kadap, apakah tutp tanur tertutup, apakah semua bagian listrik bekarja dengan baik, dan apakah detaktor yang terpasang sesuai.
b. Aliran gas ke kolom dimulai atau disesuaikan
Ini dilakukan dengan membuka katup uatama pada tangki gas dan kemudian memutar katup (diafragma) sekunder 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 kolo, kapiler melewati sistem dan melindungi kolom dan detektor terehadap perusakan secara oksidasi. Dalam banyak instrumen modern, aliran gas dapat diukur dengan rotameter atau aliran otomatis atau pengendali tekanan, atau dapt dimasukkna melalui modul pengendali berlandas mikroprosesor. Apapun jenisnya, sambungan sistem (terutama sambungan kolom) harus dicek denga 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 instrumen, buatan lama dengan memutar transformator tegangan perubah yang mengendalikan gelungan pemanas dalam tanur sekitar 90 V.
3. Skema Alat HPLC
4. Interpretasi Data HPLC
Berbagai detektor untuk HPLC tekah tersedia, walaupun demikian detektor harus memenuhi persyaratan berikut :
a. Cukup sensitif
b. Stabilitas dan keterulangan tinggi
c. Respon linear terhadap solut
d. Waktu respon pendek sehingga tidak bergantung kecapatan alir
e. Reabilitas tinggi dan mudah digunakan
f. Tidak merusak cuplikan
Detektor HPLC dikelompokkan ke dalam tiga jenis yaitu detektor umum memberi respon terhadap fasa gerak yang dimodulasi dengan adanya solut. Sebaliknya, detektor spesifik memberi respon terhadap beberapa sifat solut yang tidak dimiliki oleh fasa gerak. Terakhir, detektor yabg bersifat umum terhadap solut setelah fasa gerak dihilangkan dengan penguapan. Tabel berikut memuat beberapa detektor HPLC. Detektor berdasarkan absorpsi UV merupakan detektor HPLC yang paling banyak dipakai. Detektor elektrokimia paling banyak dipakai terutama dalam HPLC penukar ion. Oleh karena itu, detektor UV dan elektrokimia akan diuraikan di bawah.
Dasar Pendeteksian Jenis Maksimum Sensitifitas Peka terhadap kecepatan alir? Sensitivitas suhu
Absorpsi UV Spesifik 2 x 10-16 Tidak Rendah
Absorpsi IR Spesifik 10-6 Tidak Rendah
Flourometri Spesifik 10-11 Tidak Rendah
Indeks bias Umum 1 x 10-7 Tidak + 10-4 oC
Konduktometri Spesifik 10-8 Ya 2% oC
Spektrometri massa Umum 10-10 Tidak Tidak ada
Elektrokimia Spesifik 10-12 Ya 1,5% oC
Tabel karakteristik detektor HPLC. Sumber : Skoog, D.A. (1985). Principles Of Instrumental
5. Aplikasi Kromatografi Gas
Kromatografi cairan kinerja tinggi (KCKT/HPLC) digunakan untuk memisahkan golongan-golongan takatsiri, misalnya terpenoid tiggi, segala jenis senyawa fenol, alkaloid, lipid dan gula. HPLC berhasil paling baik untuk senyawa yang dapat dideteksi di daerah spektrum UV atau spektrum sinar tampak.
HPLC tidak cocok digunakan untuk memisahkan minyak atsiri. Minyak atsiri terdiri atas campuran yang sangat rumit menjadi golongan-golongan senyawa atau memisahkan golongan senyawa menjadi komponen-komponennya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar